Альбинизм у ржи наследуется как аутосомный рецессивный признак

Решение задач по теме «Закон Харди-Вайнберга»

Для того чтобы описывать генетические свойства популяции, вводится понятие генофонда: совокупности генов, встречающихся в данной популяции. Помимо генофонда важны также частота встречаемости гена или частота встречаемости аллеля.

Знание того, как реализуются законы наследования на уровне популяций, принципиально важно для понимания причин индивидуальной изменчивости. Все закономерности, выявляемые в ходе психогенетических исследований, относятся к конкретным популяциям. В других популяциях, с иным генофондом и другими частотами генов, могут получаться отличающиеся результаты.

Закон Харди-Вайнберга— основа математических построений генетики популяций и современной эволюционной теории.

Данная разработка содержит теоретический материал по теме и примеры решения задач на применение данного закона.

Просмотр содержимого документа
«Решение задач по теме «Закон Харди-Вайнберга»»

Популяционная генетика занимается генетической структурой популяций.

Понятие «популяция» относится к совокупности свободно скрещивающихся особей одного вида, длительно существующей на определенной территории (части ареала) и относительно обособленной от других совокупностей того же вида.

У человека, например, помимо территориальной изоляции, достаточно изолированные популяции могут возникать на основе социальных, этнических или религиозных барьеров. Поскольку между популяциями не происходит свободного обмена генами, то они могут существенно различаться по генетическим характеристикам. Для того чтобы описывать генетические свойства популяции, вводится понятие генофонда: совокупности генов, встречающихся в данной популяции. Помимо генофонда важны также частота встречаемости гена или частота встречаемости аллеля.

Знание того, как реализуются законы наследования на уровне популяций, принципиально важно для понимания причин индивидуальной изменчивости. Все закономерности, выявляемые в ходе психогенетических исследований, относятся к конкретным популяциям. В других популяциях, с иным генофондом и другими частотами генов, могут получаться отличающиеся результаты.

Закон Харди-Вайнберга— основа математических построений генетики популяций и современной эволюционной теории. Сформулирован независимо друг от друга математиком Г. Харди (Англия) и врачом В. Вайнбергом (Германия) в 1908 г. Этот закон утверждает, что частоты аллелей и генотипов в данной по­пуляции будут оставаться постоянными из поколения в поколение при выполнении следующих условий:

1) численность особей популяции достаточно велика (в идеале — бесконечно велика),

2) спаривание происходит случайным образом (т. е. осуществ­ляется панмиксия),

3) мутационный процесс отсутствует,

4) от­сутствует обмен генами с другими популяциями,

5) естественный отбор отсутствует, т. е. особи с разными генотипами одинаково плодовиты и жизнеспособны.

Иногда этот закон форму­лируют иначе: в идеальной популяции частоты аллелей и геноти­пов постоянны. (Поскольку описанные выше условия выполнения данного закона и есть свойства идеальной популяции.)

Математи­ческая модель закона отвечает формуле:

Она выводится на основе следующих рассуждений. В качестве примера возьмем простейший случай — распределение двух ал­лелей одного гена. Пусть два организма являются основателями новой популяции. Один из них является доминантной гомозиго­той (АА), а другой — рецессивной гомозиготой (аа). Естественно, что все их потомство в F1 будет единообразным и будет иметь генотип (Аа). Далее особи F1 будут скрещиваться между собой. Обозначим частоту встречаемости доминантного аллеля (А) буквой p, а рецессивного аллеля (а) — буквой q. Поскольку ген представлен всего двумя аллелями, то сумма их частот равна единице, т. е. р + q = 1. Рассмотрим все яйцеклетки в данной популяции. Доля яйцеклеток, несущих доминантный аллель (А), будет соответствовать частоте этого аллеля в популяции и, сле­довательно, будет составлять р. Доля яйцеклеток, несущих ре­цессивный аллель (а), будет соответствовать его частоте и со­ставлять q. Проведя аналогичные рассуждения для всех сперматозоидов популяции, придем к заключению о том, что до­ля сперматозоидов, несущих аллель (А), будет составлять р, а несущих рецессивный аллель (а) — q. Теперь составим решетку Пеннета, при этом при написании типов гамет будем учитывать не только геномы этих гамет, но и частоты несомых ими алле­лей. На пересечении строк и столбцов решетки мы получим генотипы потомков с коэффициентами, соответствующими часто­там встречаемости этих генотипов.

Источник

РЕШЕНИЕ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ

Задача 1. Альбинизм у ржи наследуется как аутосомный рецессивный признак. На поле среди 84000 растений выявлено 210 альбиносов. Определить частоту гена альбинизма в популяции ржи.

В связи с тем, что альбинизм у ржи является аутосомным рецессивным признаком, растения альбиносы будут гомозигоны по аллелю ааа. Частота их популяции (q 2 ) равна 210/84 000 = 1/400 = 0,0025. Частота гена а будет равна Öq 2 = Ö0,0025 = 0,05.

Читайте также:  Абсолютная монархия характеризуется следующими признаками

Задача 2.На острове отстрелено 10 000 лисиц из них 9 991 рыжих и 9 белых особей. Рыжий цвет доминирует над белым. Определить процентное соотношение всех фено- и генотипов в популяции (АА, Аа и аа).

Если белые особи рецессивны, то их генотип будет аа и встречается с вероятностью (q 2 ) 9/10 000 или 0,09%, а рыжие особи встречаются с вероятностью 9 991/10 000 = 99,91%. Определим частоту аллеля а, которая равна Öq 2 = Ö0,09 = 0,3.Тогда частота аллеля А = 1 – q = 1 –0,3 = 0,7. Отсюда частота генотипа АА = р 2 = 0,7 2 = 0,49%, а Аа =2рq = 2 ´ 0,7 ´ 0,3 = 0,42%

Задача 3. У крупного рогатого скота породы шортгорн красная масть неполностью доминирует над белой. Гетерозигота имеет чалую окраску. В районе зарегистрировано 4 169 красных, 3 780 чалых и 756 белых животных. Определить частоту генов всех видов окраски в этой популяции животных.

Обозначим ген красной масти животных через А, белой – а. Генотип красных особей АА (их было 4 169), чалых Аа (их 3 780) и белых аа (их 756). Всего изучено 8 705 особей. Рассчитаем частоту гомозигот (красных и белых особей) в долях единицы. Так частота белых фенотипов будет 756/8 705 = 0,09. Следовательно, аа = q 2 = 0,09, а частота аллеля а = q = 0,09 = 0,3.Частота аллеля а = 1 – q = 1 – 0,3 = 0,7.

Задача 4. Альбинизм наследуются как рецессивный аутосомный признак. Заболевание встречается с частотой 1 : 20 000. Каково количество гетерозигот в популяции?

Если принять, что альбинизм наследуется рессивно, то величина особей аа = q 2 = Ö1/20 000. Отсюда частота аллеля а = q = 1/20 000 = 1/141. Тогда частота аллеля А = р = 1–q= 1 – 1/141 = 140/141. Количество гетерозигот равно 2рq = 2 ´ 140/141 ´ 1/141 = 0,014 или 1,4%.

Задача 5. Врожденный вывих бедра наследуется доминантно, средняя пенетрантность 25%. Заболевание встречается с частотой 6 : 10 000 (В.П. Эфроимсон, 1968). Определите число гомозигот по рецессивному гену.

При доминантном наследовании лица с врожденным вывихом бедра будут иметь генотипы АА и Аа, здоровые – аа. Из закона Харди–Вайнберга следует, что число особей с генотипом аа = q 2 = 1 – р 2 – 2рq. Однако в условиях задачи число больных (6 : 10 000) представлено не р 2 + 2рq, а лишь 25% носителей аллеля А, т.е. 4 (р 2 + 2рq). Следовательно, р 2 + 2рq = 4´ 6/10 000 = 24/10 000. Тогда q 2 (число гомозигот аа) равно 1 – (24/10 000) = 99.76%.

Задача 6. В получениях, каждая из которых, размножаясь путем панмиксии, имеется следующая частота генотипов:

Определить частоты генотипов АА, Аа и аа, которые будут в F1 в каждой популяции.

В каждой популяции по каждому генотипу образуется одинаковое число яйцеклеток и спермиев. При панмиксии число возможных их сочетаний находят алгебраическим путем:

– в популяции а) образуется яйцеклеток: 0,2 А + 0,4 А + 0,4 а и образуется спермиев 0,2 А + 0,4 А + 0,4 а. Находим соотношение образующихся генотипов (0.2 А + 0,4 А + 0,4 а)(0,2 А + 0,4 А + 0,4 а) = 0,04 АА + 0,08 АА + 0,8 Аа + 0,08 АА + 0,16 АА + 0,16 Аа + 0,08 Аа + 0,16 Аа + 0,16аа = 36 АА + 0,48 Аа + 0,16 аа;

– в популяции б) образуется яйцеклеток: 0,4 А + 0,2 А + 0,2 а + 0,2а, также и спермии, в результате панмиксии образуются генотипы 0,36 АА + 0,4 Аа + 0,16 аа. Такое же решение и по популяциям в) и г) у всех популяциях после одного свободного скрещивания устанавливается одинаковое равновесное соотношение генотипов.

Задача 7. П. Ф. Рокицкий (1978) приводит следующие частоты групп крови популяции: I – 0,33; II – 0,36; III – 0,23; IV – 0,08. Вычислите частоты генов, определяющих группы крови в системе АВО в данной популяции.

II группа – r 2 +2рr = 0,36

III группа – q 2 +2qr = 0,23

IV группа – 2рq = 0,08.

Отсюда определяем частоту гена J 0 /r = Ö0,33 = 0,574. Для вычисления частот генов. J А и J В можем комбинировать материал в два варианта: по частотам групп крови I и II или же I и III.

Задача 8. Популяция состоит из 60% особей с генотипом ММ и 40% с генотипом мм. Определить в долях единицы частоты генотипов ММ, Мм и мм после установления в популяции равновесия в соответствии с законом Харди-Вайнберга.

Частота (р) гена М = 0,6 или 60%, частота (q) гена м = 0,4 или 40%.В соответствии с законом Харди-Вайнберга в популяции после первого поколения установится следующее равновесие: р 2 +2рq+q 2 = 1. ММ(0,6´0,6)+2Мм(0,6´0,4)+мм(0,4´0,4) = 1, т.е. 0,36 ММ+0,48 Мм = 0,16мм = 1.

Читайте также:  Первые признаки гангрены при сахарном диабете фото

Источник

Способы решения и оформления задач по генетике (стр. 12 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Ответ по фенотипу: Р зелёных попугайчиков = 1; 100%

Ответ по фенотипу: Р зелёных попугайчиков = 1; 100%

Из решения задачи видно, что в зоопарке рождались только зелёные попугайчики – неразлучники.

Полимерия – явление, когда один и тот же признак определяется несколькими аллелями.

Задача 1. Цвет зёрен у пшеницы контролируется двумя парами несцепленных генов, при этом доминантные гены обусловливают красный цвет, а рецессивные окраски не дают.

При скрещивании краснозёрных растений между собой в потомстве произошло расщепление в отношении 15 окрашенных, 1 белый. Интенсивность окраски варьировала.

Определите генотипы скрещиваемых растений и вариации в окраске зёрен у потомства.

Растения, имеющие красные зёрна, скрещивали тоже с краснозёрными, но менее яркой окраски. В потомстве получилось 75% растений краснозёрных, но с различной степенью окраски, и 25% белозёрных.

Определите генотипы скрещиваемых растений и их потомства.

Ген окраски зёрен пшеницы – А, В – красная

Генотипы пшеницы по

степени окраски зёрен – А_В_, А_вв, _ _ В_- красная,

Р краснозёрные х краснозёрные

F1 краснозёрные = 15, аавв = 1

Р краснозёрные х краснозёрные

F1 краснозёрные = 75%, белозёрные = 25%

Красная окраска зёрен пшеницы определяется двумя и более парами генов. Каждый из доминантных генов этих аллелей определяет красную окраску, рецессивные гены – белый цвет зёрен. Один доминантный ген даёт не очень сильно окрашенные зёрна. Если в генотипе совпадает два доминантных гена, интенсивность окраски повышается. Чем больше доминантных генов, тем более интенсивной будет красная окраска зёрен пшеницы. Лишь в том случае, когда организм оказывается гомозиготным по всем парам рецессивных генов, зёрна не окрашены.

При скрещивании краснозёрных растений, в потомстве оказались особи в соотношении 15 краснозёрных к 1 белозёрному, что возможно при скрещивании дигетерозигот.

G АВ Ав аВ ав АВ Ав аВ ав

Р интенсивно красных (4 доминантных гена) = 1/16

Р несколько светлее ( 3 доминантных и 1 рецессивный гены) = 4/16 или ј

Р ещё светлее (2 доминантных и 2 рецессивных гена) = 6/16 или 3/8

Р ещё более светлые ( 1 доминантный и 3 рецессивных гена ) = 4/16 или 1/4

Из пункта 2 задачи видно, что расщепление в потомстве произошло в отношении 3:1. Но 3 краснозёрных имели одинаковую степень окраски. Из выше приведённой решётки Пённета видно, что 1 белый может получиться только в том случае, когда скрещиваемые растения имели хотя бы по одному рецессивному гену из каждой пары. Вместе с тем оба растения не могут иметь в сумме 3 и более доминантных генов, так как расщепление получится 7:1 или 15:1, но не 3:1. Следовательно, возможные варианты скрещиваемых особей ограничиваются: АаВв х аавв, авв, ааВв х ааВв, Аавв х ааВв.

Задача 2. У пастушьей сумки плоды бывают треугольной формы и овальной. Форма плода определяется двумя парами несцепленных наллельных генов. В результате скрещивания двух растений, в потомстве оказались особи с треугольными и овальными стручками в соотношении 15 треугольных к 1 овальному.

Определите генотипы и фенотипы родителей и потомков.

Ген формы плода пастушьей сумки – А, В – треугольная

Р треугольная х аавв

F1 треугольные = 15, аавв = 1

Решение: Треугольная форма плодов пастушьей сумки определяется двумя и более парами генов. Каждый из доминантных генов этих аллелей определяет треугольную форму, рецессивные гены – овальную.

При скрещивании двух растений, в потомстве оказались особи с треугольными и овальными стручками в соотношении 15 треугольных к 1 овальному, что возможно при скрещивании дигетерозигот. Бывают случаи, когда полимерные гены не усиливают друг друга. Тогда расщепление будет 15:1.

G АВ Ав аВ ав АВ Ав аВ ав

4. Популяционная генетика

Иногда появляется необходимость установить количественные соотношения особей с различными генотипами по одному аллелю, включающему тот или иной ген, или частоту встречаемости гена среди представителей популяции. Вычисления ведутся в соответствии с пожением закона Харди – Вайнберга. Этот закон разработан для популяций, которые отвечают следующим условиям: свободный подбор родительских пар, отсутствие притока генов за счёт мутаций, отсутствие оттока генов за счёт отбора, равная плодовитость гомозигот и гетерозигот.

Сумма генов одного аллеля в данной популяции является величиной постоянной:

где p – число доминантных генов аллеля А, q – число рецессивных генов того же аллеля а. Обе величины могут быть выражены в долях единицы или в процентах (тогда p + q = 100%).

Читайте также:  Признаки парапельвикальных кист почек

Сумма генотипов одного аллеля в данной популяции есть также величина постоянноая:

где p 2- число гомозиготных особей по доминантному гену (генотип АА), 2 pq – число гетерозигот (генотип Аа), q2- число гомозиготных особей по рецессивному гену (генотип аа). Значит p и q так же могут быть выражены в долях единицы.

Задача 1. Альбинизм у ржи наследуется как аутосомный рецессивный признак. На обследованном участке среди 84000 растений обнаружено 210 альбиносов.

Определите частоту гена альбинизма у ржи.

В связи с тем, что альбинизм у ржи наследуется как аутосомный рецессивный признак, все растения альбиносы будут гомозиготны по рецессивному гену.

Определим частоту встречаемости альбиносов в популяции.

q2 (аа) = 210/ 84000 = 1/400 = 0,0025.

Определим частоту встречаемости гена альбинизма в популяции:

Задача 2. У крупного рогатого скота породы шортгорн красная масть неполностью доминирует над белой. Гибриды от скрещивания красных с белыми имеют чалую масть. В районе, специализирующемся на разведении шортгорнов, зарегистрировано 4169 красных животных, 3780 чалых и 756 белых.

Определите частоту генов красной и белой окраски скота в данном районе.

Генотипы шортгорнов по масти: АА – красная, Аа – чалая, аа – белая

Источник

Алгоритм решения задачи № 16

Альбинизм общий наследуется как рецессивный аутосомный признак. Заболевание встречается с частотой 1:20000. Вычислите количество гетерозигот в популяции.

ДАНО:

ОПРЕДЕЛИТЬ:

· Частоту встречаемости гетерозигот

РЕШЕНИЕ:

Закон Харди- Вайнберга

1) Определим частоту встречаемости рецессивного гена

q = q 2 = 1√20000 = 1/141

2) Определим частоту встречаемости доминантного гена

p = 1 – 1/141 = 140/141

3) Определим частоту встречаемости гетерозигот в популяции

2pq = 2 • 140/141 • 1/141 = 1/70

ОТВЕТ:

Частота встречаемости гетерозигот в популяции 1 : 70

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ:

Задача на популяционно-статистический метод изучения генетики человека. Этот метод позволяет дать характеристику генетической структуры популяции по любому гену. При этом можно вычислить частоту встречаемости гомозигот по доминантному гену, гетерозигот и гомозигот по рецессивному гену.

Глава IX

Наследственные болезни человека

Классификация Наследственных болезней

Все наследственные болезни принято разделять на три большие группы: моногенные, болезни с наследственным предрасположением (мультифакториальные) и хромосомные.

Причиной развития моногенных болезней является поражение генетического материала на уровне молекулы ДНК, в результате чего повреждается только один ген. К моногенным болезням относится большинство наследственных болезней обмена (таких, как фенилкетонурия, галактоземия, муковисцидоз, адреногенитальный синдром, гликогенозы, мукополисахаридозы и многие другие). Моногенные болезни наследуются в со­ответствии с законами Менделя и по типу наследования могут быть разделены на: аутосомно-доминантные, аутосомно-рецессивные и сцепленные с Х-хромосомой.

Болезни с наследственным предраспо­ложением (мультифакториальные) являются полигенными, и для их проявления требуется влияние определенных факторов внешней среды. Общими признаками мультифакториальных заболеваний яв­ляются: 1) высокая частота среди населения; 2) выраженный клинический полиморфизм; 3) сходство клинических проявлений у пробанда и ближайших родственников; 4) возрастные отличия; 5) половые отличия; 6) различная терапевтическая эффективность; 7) несоответствие закономерностей насле­дования простым менделевским моделям.

Хромосомные болезни могут быть обусловлены количественными аномалиями хромосом (геномные мутации), а также структурными аномалиями хромосом (хромосомные аберрации).

Источник

Альбинизм у ржи наследуется как аутосомный рецессивный признак

Раздел VI. Популяционная генетика

Сумма генов одного аллеля в данной популяции является величиной постоянной:

Сумма генотипов одного аллеля в данной популяции eсть также величина постоянная:

Задачи

Количество гетерозигот в популяции равно 2pq.

2pq = 2 x 140/141 x 1/141 = 1/70

Выразив это число в процентах, получим 1,4%.

Древпеевропейская 0,5
Кавказская 0,65
Негроидная 0,45

Вычислите частоту встречаемости лиц, чувствительных к фенилтиокарбамиду среди популяций каждой из этих групп.

Белого населения США 10
Негров США 30
Китайцев и японцев 40

Определите генетическую структуру указанных популяций.

Уты 97,4
Тоба 98,5
Навахо 77,7
Черноногие 23,5
Австралийские аборигены 48,1
Бушмены 83

Определите генетическую структуру указанных популяций.

Белое население США 54
Негры США 53,2
Индейцы США 77,6
Эскимосы восточной Гренландии 91,3
Айны 43
Австралийские аборигены 17,8

Определите генетическую структуру указанных популяций.

Населения СССР
ММ 36
MN 48
NN 16
Европейцев
ММ 30
MN 50
NN 20
Папуасов Новой Гвинеи
ММ 1,1
MN 15,9
NN 83

Определите частоту генов LM и LN в указанных популяциях.

Генотипы лиц, имеющих врожденный вывих бедра, АА и Аа (доминантное наследование). Здоровые лица имеют генотип аа. Из формулы p 2 + 2pq + q 2 = 1 ясно, что число гомозиготных по рецессивному гену особей (аа) q 2 = 1 — p 2 — 2pq. Однако приведенное в задаче число больных (6:10 000) представляет собой не p 2 + 2pq, а лишь 25% носителей гена А, т. е. p 2 + 2pq/4.

Источник

Adblock
detector