Генетические основы эволюции. Закон Харди – Вайнберга

Генетические основы эволюции

Микроэволюция

— эволюционные процессы, происходящие на уровне популяции (т. е. внутри вида), ведущие к накоплению наследственных особенностей и приводящие к образованию нового вида

• что является причинами возникновения признаков у организма?

Причины возникновения признаков у организма:

• комбинации генов
• мутации

2. какие существуют виды мутаций (по характеру изменения генотипа, по исходу для организма, по проявлению в гетерозиготе). Каковы последствия мутаций, появляющихся в результате различных перестроек генотипа, приведите примеры заболеваний, вызванных этими мутациями

Мутации

по характеру изменения генотипа

• генные
• хромосомные
• геномные

по исходу для организма

• полезные
• нейтральные
• предные

по проявлению в гетерозиготе

• доминантные
• рецессивные

Каковы последствия мутаций, появляющихся в результате различных перестроек генотипа, приведите примеры заболеваний, вызванных этими мутациями

4. Что является источником рекомбинаций?

причины рекомбинаций

3

случайное сочетание

гамет при оплодотворении

1

кроссинговер

4

взаимодействие аллельных и неаллельных генов

5

2

переход рецессивных мутаций в гомозиготное состояние

случайное расхождение хромосом при мейозе

5. сделайте вывод, что является элементарным эволюционным материалом

элементарный эволюционный материал - мутации и комбинации

• дайте определение термину популяция

Популяция

— относительно обособленная группа особей одного вида, которые населяют определенную территорию внутри его ареала и свободно скрещиваются между собой

2. Какими характеристиками, важными для эволюции, обладает популяция?

элементарная единица эволюции - популяция

1

2

ареал популяции,

численность и плотность

генофонд

как величина ареала, численность и плотность популяции влияют на эволюционные процессы в этой популяции?

почему не вид и не особь, а популяция являются элементарной единицей эволюции?

дайте определение термину панмиксия

сформулируйте закон Харди-Вайнберга

закон Харди-Вайнберга

— закон генетического равновесия:

соотношение частот встречаемости доминантного и рецессивного генов остается неизменным из поколения в поколение

p+q = 1,

где p - частота встречаемости гена А,

q - частота встречаемости гена а

идеальная популяция

1

2

неограниченно большая численность

панмиксия

3

отсутствие мутаций, ЕО, миграций

почему генофонд популяции постоянно обновляется?

мутации

↓

изменение генотипов

↓↓↓

изменение генофонда популяции

элементарное эволюционное явление - изменение генофонда

Домашнее задание:

подготовить доклады по плану:

• определение
• причины, эволюционное значение
• примеры (!)

темы:

1.мутационный процесс и комбинативная изменчивость

2. популяционные волны и дрейф генов (+ рассказать эффект бутылочного горлышка, эффект основателя)

3. миграции

4. изоляция (+ рассказать о видах: первичная изоляция (пространственная, экологическая временная), вторичная изоляция ( презиготическая, физиологическая)

Движущие силы эволюции

Движущие силы

Определение, характеристика/виды

мутационный процесс, комбинативная изменчивость

Причины

популяционные волны и дрейф генов

Эволюционное значение

миграции

изоляция

Закон Харди – Вайнберга

в популяции соотношение частот генов и генотипов из поколения в поколение является величиной постоянной и соответствует уравнению:

p 2  +2pq + q 2  = 1  p 2    — доля гомозигот по одному из аллелей;

p — частота одного аллеля;

q 2   — доля гомозигот по альтернативному аллелю;

q — частота соответствующего аллеля;

2pq — доля гетерозигот

p + q = 1 

p 2 AA + 2pqAa + q 2 aa = 1

Гетерозигота

Гомозигота

(гомо – одинаковый)

(гетеро – разный)

А

А

а

А

а

а

Задача 1.  В популяции человека количество индивидуумов с карим цветом глаз составляет 51%, а с голубым – 49%. Определите процент доминантных гомозигот в данной популяции

Найти нужно процент доли генотипа АА

А – карие глаза, а –голубые глаза

  Количество людей с генотипами АА и Аа составляет 51%, а количество людей с генотипом аа - 49% 

Обозначим частоту встречаемости гена А буквой р, следовательно частота встречаемости гена а = 1 – р

p + q = 1

p 2 AA + 2pqAa + q 2 aa = 1

(1 – р) 2  = 0,49 – это частота встречаемости людей с голубыми глазами

(1 – р) 2  = 0,49

1 – р = 0,7

p= 0,3

Таким образом частота встречаемости гена А составляет 0,3, чтоб вычислить долю генотипа АА, нужно частоту возвести в квадрат

Частота кареглазых гомозиготных особей АА в данной популяции будет составлять 0,09 или доля их будет равна 9%

Популяция европейцев по системе групп крови резус содержит 64% резус положительных индивидуумов. Определите процент доминантных гомозигот в данной популяции Ген, отвечающий за проявление резус положительной крови является доминантным R, а резус отрицательный – рецессивным r.

  Количество людей с генотипами RR и Rr составляет 64%, а количество людей с генотипом rr - 36% 

Обозначим частоту встречаемости гена R буквой р, следовательно частота встерчаемости гена r = 1 – р

(1 – р) 2  = 0,36 – это частота встречаемости людей с отрицательынм резусом фактором

(1 – р) 2  = 0,36

1 – р = 0,6

р= 0,4

Таким образом частота встречаемости гена R составляет 0,4, чтоб вычислить долю генотипа RR, нужно частоту возвести в квадрат

Частота кареглазых гомозиготных особей RR в данной популяции будет составлять 0,16 или доля их будет равна 16%

В большой перекрестно скрещивающейся популяции доля особей ММ составляет 0,16. Если все генотипы обладают одинаковым репродуктивным потенциалом то, сколько особей в популяции должно быть с рецессивным признаком, если численность популяции 300 000?

p =M (частота встречаемости гена М) ,

q=m(частота встречаемости гена m)

  Количество людей с генотипами MM составляет 0, 16

р 2  = 0,16

р=0,4

Частота встречаемости гена М составляет 0,4

Найдем частоту встречаемости гена m (q)

q= 1-p

q= 1- 0,4 = 0,6

Количество людей с генотипом mm составляет q 2   = 0,36 = 36%

Если в популяции 300 000 человек, то 36 % от этой популяции - это 108 000 человек носители генотипа mm

В популяции доля особей bb составляет 0,25. Если все генотипы обладают одинаковым репродуктивным потенциалом то, сколько особей в популяции должно быть с доминантным гетерозигтных признаком, если численность популяции 500 000?

p =b (частота встречаемости гена b) ,

q=B(частота встречаемости гена B)

  Количество людей с генотипами bb составляет 0, 25

р 2  = 0,25

р=0,5

Частота встречаемости гена b составляет 0,5

Найдем частоту встречаемости гена B (q)

q= 1-p

q= 1- 0,5 = 0,5

Количество людей с генотипом BB составляет q 2   = 0,25 = 25%

Если в популяции 500 000 человек, то 50 % от этой популяции - это 250 000 человек носителигенотипа Вb

• Определите частоту доминантного гена S (появление у кошек белых пятен на теле, белого треугольника на шее и белых кончиков лапок), если из 500 встреченных на улицах кошек 420 были пятнистыми.
• Определите отдельно частоту доминантного генотипа АА и частоту генотипа Аа(появление у человека веснушек),

если из 16 000 исследуемых людей 5 760 веснушек не имели.