Мастер-класс «Решение статистических задач на закон Харди-Вайнберга»
Знания – как и небеса – принадлежат всем.
Ни один учитель не имеет права
утаивать их от любого, кто о них просит.
Преподавание – искусство отдавать.
Абрахам Джошуа Гешель
Семинар методического объединения
учителей биологии г.Владикавказа
Решение статистических задач
с применением закона Харди-Вайнберга
Подготовила учитель МБОУ СОШ №30
АБАЕВА МАДИНА БОРИСОВНА
Алгоритм решения задач
Задачи, в которых описаны популяции, очень разнообразны. В общем, их можно разделить на две группы. В первой описываемая ситуация следует закону Харди-Вайнберга. Для второй этот закон не годится, и дать однозначный совет, как их решить, довольно сложно.
Если предполагается, что при решении можно использовать закон Харди-Вайнберга (обычно на это указывают слова “считая популяцию идеальной” или “при условии панмиксии”), то уместно действовать примерно следующим образом.
p + q = 1
p2 + 2pq + q2 = 1
Установите, как наследуется признак. Возможно, это сказано в условии.
Найдите в популяции особи, генотип которых определяется единственным образом. Если аллели гена взаимодействуют по типу полного доминирования, то такими особями станут рецессивные гомозиготы. Найдите их частоту (q2). Здесь и далее удобнее работать с долями единицы, а не с процентами.
Из частоты гомозигот (q2) найдите частоту аллеля (q): просто извлеките квадратный корень.
Если аллелей два, частоту второго аллеля (p) легко найти:
p = 1- q.
Если же аллелей больше двух, вернитесь к пункту 2 для другого аллеля.
Если требуется, найдите частоты генотипов, ориентируясь на закон Харди-Вайнберга: p2 для гомозигот АА, 2pq для гетерозигот Аа, q2 для гомозигот аа.
Если в условии, напротив, даны частоты аллелей и требуется найти частоты генотипов или фенотипов, то по закону Харди-Вайнберга это сделать сложно. Обратите внимание, возможно, некоторые генотипы дадут одинаковые фенотипы.
В условии могут содержаться признаки того, что закон Харди-Вайнберга к решению неприменим: самоопыление, неравная жизнеспособность, искусственно созданная популяция. В таком случае наиболее универсальный подход, который можно принимать - аккуратно установить, какие гаметы образуют все участники размножения, и записать все возможные скрещивания в виде таблицы. Может оказаться, например, что разные гаметы образуются с неодинаковой частотой: какие-то особи дают только яйцеклетки, какие-то - только сперматозоиды и тд.
Хочется надеяться, что приведенные ниже задачи и решения к ним будут полезны для знакомства с генетики популяций в ее различных проявлениях.
Вопросы и ответы
В большой выборке овечьих зелёных мух, пойманных на одной территории, было обнаружено 79 особей с пурпурными глазами и 417 с коричневыми. Предполагая, что различия по этому признаку моногенные и пурпурные глаза - рецессивный фенотип, определите доли всех генотипов в популяции.
Ответ: АА – 36%, Аа – 48%, аа – 16%.
Частота встречаемости фенилкетонурии (отсутствие фермента, превращающего фенилаланин в тирозин) в Лондоне равна 1:18292 (Фогель Ф., Мотульский А., 1990). Определить частоту рецессивного автономного гена фенилкентонурии.
Ответ: 0,7%
Среди 50000 растений оказалось 100 растений альбиносов. Альбинизм наследуется как аутосомный рецессивный признак. Определить частоту гена альбинизма и процент гетерозиготных растений в этой популяции.
Ответ: частота гена альбинизма – 4,5%, гетерозигот – 8,6%
Вычислить частоту аллея (А) и частоту аллея (а) в следующей популяции: АА = 49%, Аа = 42%, аа = 9%.
Ответ: p (частота встречаемости аллеля А) - 0,7, q (частота встречаемости аллеля а) - 0,3
Из 84000 детей, родившихся в течение 10 лет в городе N, у 210 детей обнаружен патологический рецессивный признак. Популяция этого города отвечает условиям панмиксии и генотипического равновесия для даухаллельной генетической системы. Определить частоту рецессивного аллеля в популяции и установите ее генетическую структуру.
Ответ: Частота генотипов:
АА( р2) - 90,25 %; Аа (2pq) - 9,5 %; аа (q2) - 0,25 %.
Частота аллелей: А(p) – 95%, а(q) – 5%.
Литература и ресурсы:
Г.А.Адельшина, Ф.К.Адельшин, Генетика в задачах, учебное пособие по курсу биология, М., Планета, 2009, с.104-106
Задача от Агафоновой И.Б.
