Задачи на закон Харди-Вайнберга
Примеры задач на закон Харди-Вайнберга:
Задача 1:
На планете Нибиру цвет глаз у тетроберов определяется одним геном. Доминантные гомозиготы имеют черные глаза, рецессивные гомозиготы - желтые, а гетерозиготы - перламутровые. В начальной популяции из 1000 тетроберов 60 имеют желтые глаза. После того как 30% черноглазых особей погибли из-за хищников, популяция достигла нового равновесия.
Вам необходимо рассчитать:
1. Частоту особей с черными глазами в исходной (и новой) популяциях, а также частоты всех генотипов непосредственно после гибели.
2. Частоты аллелей в исходной (и новой) популяциях. Объясните процесс решения задачи. Предполагается, что тетроберы диплоидные, а ген находится на аутосоме.
Решение:
1) частота рецессивных гомозигот (dd; особей с желтой окраской глаз) в изначальной популяции составляет 60/1000 = 0,06;
2) частота рецессивного аллеля (d) в изначальной популяции составляет √0,06 = 0,2449
3) частота доминантного аллеля (D) в изначальной популяции составляет p = 1 - 0,2449 = 0,7551;
4) частота доминантных гомозигот (DD; особей с черной окраской глаз) в изначальной популяции составляет 0,75512 = 0,5702;
5) частоты генотипов (фенотипов) сразу после гибели 30% доминантных гомозигот:
черные особи 0,3991/0,8289 = 0,4815;
особи с промежуточной окраской 0,3698/0,8289 = 0,4461;
особи с желтой окраской 0,06/0,8289 = 0,0724;
6) частота доминантного аллеля (D) в новой популяции p = 0,4815 + 0,5 * 0,4461 = 0,7046;
7) частота рецессивного аллеля в новой популяции q = 1 - 0,7046 = 0,2954;
8) частота доминантных гомозигот (DD, особей с черной окраской) в новой популяции p2 = 0,70462 = 0,4965.
Задача 2:
У Drosophila melanogaster рецессивный аллель одного из аутосомных генов в гомозиготном состоянии формирует высокую устойчивость к паразитическим грибам. Гетерозиготные носители аллеля имеют среднюю степень устойчивости, а особи, не имеющие рецессивного аллеля, восприимчивы к микозам. В исходной равновесной популяции 120 из 1000 дрозофил имели высокую устойчивость к грибковым инфекциям. После распространения грибковой инфекции 50% восприимчивых к микозам особей погибли. Определите частоты всех возможных фенотипов в исходной популяции и в популяции непосредственно после гибели зараженных особей (до установления нового равновесия). Поясните ход решения. При расчетах округляйте значения до четырех знаков после запятой. Действием какого эволюционного фактора объясняется изменение генетической структуры популяции?
Решение:
1) частота особей с высокой устойчивостью к микозам составляет 120/1000 = 0,12;
2) высокую устойчивость имеют особи с генотипом аа, частота которых в равновесной популяции составляет q2;
3) частота аллеля высокой устойчивости (q) составляет: √0,12 = 0,3464;
4) частота аллеля восприимчивости к микозам (р) составляет 1 - q = 1 - 0,3464 = 0,6536;
5) частота особей со средней степенью устойчивости к микозам (генотип Аа) составляет: 2рq = 0,4528;
6) частота особей с восприимчивостью к микозам (генотип АА) составляет: р2 = 0,4272;
7) частоты фенотипов сразу после гибели 50% восприимчивых к микозам особей:
с восприимчивостью к микозам 0,4272⋅0,5/(1-0,4272⋅0,5) = 0,2136/0,7864= 0,2716
со средней степенью устойчивости 0,4528/(1-0,4272⋅0,5) = 0,4528/0,7864= 0,5758
с высокой устойчивостью 0,12/(1 - 0,4272⋅0,5) = 0,12/0,7864= 0,1526;
8) естественный отбор
Задача 3:
У тараканов рецессивный мутантный аллель одного из генов определяет устойчивость к инсектициду циперметрину. В исходной равновесной популяции устойчивость к циперметрину показывают 150 из 240 особей. Обработка инсектицидом приводит к гибели 90% восприимчивых особей. Определите частоту мутантного аллеля и частоту нормального фенотипа в данной популяции до обработки инсектицидом, а также долю устойчивых к циперметрину особей непосредственно после обработки. Поясните ход решения. При расчетах округляйте значения до четырех знаков после запятой. Какой эволюционный фактор обеспечивает закрепление мутантного аллеля в популяциях тараканов?.
Решение:
1) устойчивость к циперметрину имеют особи с генотипом аа, частота которых в равновесной популяции составляет q2, а нормальный фенотип представлен доминантными гомозиготами (AA) и гетерозиготами (Aa);
2) частота мутантного фенотипа (особей с устойчивостью к циперметрину) составляет q2 = 150/240 = 0,625;
3) частота мутантного аллеля составляет q = √0,625 = 0,7906 ИЛИ q = √q2 = 0,7906;
4) частота нормального фенотипа составляет 1 - q2 = 0,3750 ИЛИ 1 - 0,625 = 0,3750;
5) доля погибших особей: 0,3750 х 0,9 = 0,3375;
ИЛИ
5) доля выживших особей 0,6250 + 0,1 х 0,375= 0,6625;
6) доля устойчивых к циперметрину особей (аа) непосредственно после обработки: 0,6250/(1 - 0,3375) = 0,9434 ИЛИ 0,6250/0,6625= 0,9434;
7) естественный отбор.
Решение:
1) частота рецессивных гомозигот (dd; особей с желтой окраской глаз) в изначальной популяции составляет 60/1000 = 0,06;
2) частота рецессивного аллеля (d) в изначальной популяции составляет √0,06 = 0,2449
3) частота доминантного аллеля (D) в изначальной популяции составляет p = 1 - 0,2449 = 0,7551;
4) частота доминантных гомозигот (DD; особей с черной окраской глаз) в изначальной популяции составляет 0,75512 = 0,5702;
5) частоты генотипов (фенотипов) сразу после гибели 30% доминантных гомозигот:
черные особи 0,3991/0,8289 = 0,4815;
особи с промежуточной окраской 0,3698/0,8289 = 0,4461;
особи с желтой окраской 0,06/0,8289 = 0,0724;
6) частота доминантного аллеля (D) в новой популяции p = 0,4815 + 0,5 * 0,4461 = 0,7046;
7) частота рецессивного аллеля в новой популяции q = 1 - 0,7046 = 0,2954;
8) частота доминантных гомозигот (DD, особей с черной окраской) в новой популяции p2 = 0,70462 = 0,4965.
Задача 2:
У Drosophila melanogaster рецессивный аллель одного из аутосомных генов в гомозиготном состоянии формирует высокую устойчивость к паразитическим грибам. Гетерозиготные носители аллеля имеют среднюю степень устойчивости, а особи, не имеющие рецессивного аллеля, восприимчивы к микозам. В исходной равновесной популяции 120 из 1000 дрозофил имели высокую устойчивость к грибковым инфекциям. После распространения грибковой инфекции 50% восприимчивых к микозам особей погибли. Определите частоты всех возможных фенотипов в исходной популяции и в популяции непосредственно после гибели зараженных особей (до установления нового равновесия). Поясните ход решения. При расчетах округляйте значения до четырех знаков после запятой. Действием какого эволюционного фактора объясняется изменение генетической структуры популяции?
Решение:
1) частота особей с высокой устойчивостью к микозам составляет 120/1000 = 0,12;
2) высокую устойчивость имеют особи с генотипом аа, частота которых в равновесной популяции составляет q2;
3) частота аллеля высокой устойчивости (q) составляет: √0,12 = 0,3464;
4) частота аллеля восприимчивости к микозам (р) составляет 1 - q = 1 - 0,3464 = 0,6536;
5) частота особей со средней степенью устойчивости к микозам (генотип Аа) составляет: 2рq = 0,4528;
6) частота особей с восприимчивостью к микозам (генотип АА) составляет: р2 = 0,4272;
7) частоты фенотипов сразу после гибели 50% восприимчивых к микозам особей:
с восприимчивостью к микозам 0,4272⋅0,5/(1-0,4272⋅0,5) = 0,2136/0,7864= 0,2716
со средней степенью устойчивости 0,4528/(1-0,4272⋅0,5) = 0,4528/0,7864= 0,5758
с высокой устойчивостью 0,12/(1 - 0,4272⋅0,5) = 0,12/0,7864= 0,1526;
8) естественный отбор
Задача 3:
У тараканов рецессивный мутантный аллель одного из генов определяет устойчивость к инсектициду циперметрину. В исходной равновесной популяции устойчивость к циперметрину показывают 150 из 240 особей. Обработка инсектицидом приводит к гибели 90% восприимчивых особей. Определите частоту мутантного аллеля и частоту нормального фенотипа в данной популяции до обработки инсектицидом, а также долю устойчивых к циперметрину особей непосредственно после обработки. Поясните ход решения. При расчетах округляйте значения до четырех знаков после запятой. Какой эволюционный фактор обеспечивает закрепление мутантного аллеля в популяциях тараканов?.
Решение:
1) устойчивость к циперметрину имеют особи с генотипом аа, частота которых в равновесной популяции составляет q2, а нормальный фенотип представлен доминантными гомозиготами (AA) и гетерозиготами (Aa);
2) частота мутантного фенотипа (особей с устойчивостью к циперметрину) составляет q2 = 150/240 = 0,625;
3) частота мутантного аллеля составляет q = √0,625 = 0,7906 ИЛИ q = √q2 = 0,7906;
4) частота нормального фенотипа составляет 1 - q2 = 0,3750 ИЛИ 1 - 0,625 = 0,3750;
5) доля погибших особей: 0,3750 х 0,9 = 0,3375;
ИЛИ
5) доля выживших особей 0,6250 + 0,1 х 0,375= 0,6625;
6) доля устойчивых к циперметрину особей (аа) непосредственно после обработки: 0,6250/(1 - 0,3375) = 0,9434 ИЛИ 0,6250/0,6625= 0,9434;
7) естественный отбор.
Комментарии
Отправить комментарий