WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 18 | 19 || 21 | 22 |   ...   | 24 |

В свободно скрещивающихся популяциях (панмиктических) протекают сложные генетические процессы, подчиняющиеся определенным закономерностям.

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Так, Г.Харди и Н.Вайнберг, независимо друг от друга, установили закон, которому подчиняется частота распределения гетерозигот и гомозигот в свободно скрещивающейся популяции, и выразили его в виде алгебраической формулы. Оказалось, что частота членов пары аллельных генов в популяции распределяется в соответствии с коэффициентом разложения бинома-Ньютона (p+q) и выражает вероятные распределения генотипов в любой свободно скрещивающейся популяции. Но действие этого закона ограничивается идеальной популяцией, т.е. если популяция имеет неограниченно большую численность, все особи свободно скрещиваются, в популяции не действует отбор; прямые и обратные мутации происходят с одинаковой частотой т.е. ими можно пренебречь. Совершенно очевидно, что все эти условия в реально существующих популяциях невыполнимы, но тем не менее этот закон является основой для анализа динамики генетических преобразований, совершающихся в реальных естественных популяциях, где действуют факторы: ограниченности численности популяции, отбор при возникновении мутаций, различные типы изоляции и т.д.

Рассмотрим популяцию по одной паре аллельных генов "А" и "а".

Допустим, частота гена «А» будет обозначена величиной P, гeнa а-q. Так как каждый ген одной аллельной пары может быть либо А, либо а, их частота составит p + q =1. Тогда, если частота гена «А» равна р, то частота гена «а» будет равна 1 - p =q.

Составим решетку Пеннета для скрещивания (Аа х Аа) и сделаем обозначения.

A (p) A (q) A (p) p2 Aa pqAa A (q) pqAa q 2a Формула Харди-Вайнберга приобретает следующий вид:

p2 AA + 2 pqAa + q2 aa Согласно закону Харди-Вайнберга в свободно скрещивающейся популяции исходное соотношение в потомстве гомозигот (доминантных, рецессивных) и гетерозигот остается постоянным.

Пример. В выборке, состоящей из 84000 растений ржи 210 растений оказалось альбиносами, т.к. у них рецессивные гены rr находятся в гомозиготном состоянии. Определить частоты аллелей R и r и частоту гетерозиготных растений, несущих признак альбинизма.

1.Определяем частоту (q) генотипа гг. Она будет равна 210:84000=0,0025, тогда частота (q) аллеля г= q =\/ 0,0025 = 0,05. Частота (р) аллеля R = l-q=l-0,05=0,95. Частота (2pq) гeтepoзигот Rr -носителей гена альбинизма = 2 х 0,95 х 0,05 = 0,PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Структура популяции растений ржи будет иметь следующее соотношение генотипов:

р2 RR + 2 pq Rr + q 2 rr = (0,95)2 + 2 х 0,95 х 0,05 + (0,05)Задание 1. У сорта кукурузы альбиносные растения (гг) встречаются с частотой 0,0025. Вычислить частоту аллелей R и г и частоту генотипов RR и Rr у этого сорта.

2.Вычислить частоту (р) доминантного аллеля и частоту (q) рецессивного аллеля в следующих выборках из популяций:

а) 400 особей СС и 100 особей сс; б) 700 особей АА и 300 особей аа;

в) 180 особей ММ и 20 особей mm; г) 60 особей NN и 40 особей nn.

3. Популяция состоит из 60 % особей с генотипов ММ и 40% - с генотипом mm.Определить в долях единицы частоты генотипов MM, Mm, mm после установления в популяции равновесия в соответствии с законом Харди-Вайнберга.

4. Вычислить частоту генотипов "АА", "Аа" и "аа" (в %), если гомозиготные особи "аа" составляют в популяции 1%.

5.Вычислить частоту (p) аллеля "А" и частоту (q) аллеля "а" в следующих популяциях:

а) АА=36 %, Аа=48%, аа=16%;

б) АА=64%, Аа=32%, аа=4%;

в) АА=49%, Аа=42%, аа=9%.

6. Галактоземия (неспособность усваивать молочный сахар) наследуется по аутосомно-рецессивному типу. Частота больных галактоземией 1:70000. Определите генотипическую структуру популяции.

7. У флоксов белый венчик доминирует над кремовым. При анализе панмиктической популяции флоксов было обнаружено 5% растений с кремовой окраской венчика. Учтено 800 растений.

1. Какова частота рецессивной аллели 2. Какова частота доминантного аллеля в данной популяции 3. Сколько растений (%) являются доминантными гомозиготами 4. Определить процент растений с генотипом Аа PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 5. Сколько растений имеют белый венчик 8. У гречихи ярко-красная окраска растения неполно доминирует над зеленой. Гетерозиготы по данным генам имеют розовую окраску. В панмиктической популяции 45 растений было ярко-красных. Учтено 840 растений.

1. Чему равна частота рецессивного аллеля 2. Чему равна частота доминантного аллеля 3. Сколько растений являются доминантными гомозиготами (%) 4. Какой процент растений является гетерозиготами 5. Сколько розовых растений в панмиксной популяции 9. У ржи сорта Тулунская зеленозерная при апробации установили, что 36% растений были желтозерными, остальные - зеленозерными. Известно, что у ржи желтая окраска зерновки доминирует над зеленой.

1. Чему равна частота рецессивного аллеля 2. Чему равна частота доминантного аллеля 3. Сколько растений являются доминантными гомозиготами (%) 4. Сколько растений являются рецессивными гомозиготами (%) 5. Чему равен процент доминантных гомозигот в панмиктической популяции сорта Саратовская крупнозерная, если при апробации установлено, что в посеве содержится 84% желтозерных растений 10. У клевера красного позднеспелость доминирует над скороспелостью и наследуется моногенно. У сорта Сиворицкий 16 при апробации установлено, что 9% растений являются скороспелыми (имеют число междоузлий меньше семи).



1. Определите частоту рецессивного аллеля.

2. Определите частоту доминантного аллеля.

3. Сколько растений (%) в данной популяции являются доминантными гомозиготами 4. Сколько растений (%) в данной популяции являются гетерозиготными 5. При апробации местного стародавнего сорта клевера установлено, что скороспелых растений в нем содержится 0,81%. Определить процент гомозиготных позднеспелых растений.

11. У подсолнечника наличие панцирного слоя в семянке доминирует над отсутствием его и наследуется моногенно. При апробации установлено, что 4% семянок не имеют панцирного слоя.

1.Какова частота рецессивного аллеля в популяции 2.Какова частота доминантного аллеля в популяции PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 3.Сколько семянок (%) является доминантными гомозиготами 4.Сколько семянок (%) является гетерозиготами 5. Сколько гетерозиготных семянок (%) будет в другой панмиктической популяции, при апробации которой установлено, что беспанцирных 12,5% 12. У дикорастущей земляники красная окраска ягод доминирует над розовой. В популяции земляники из 1230 растений 36 имеют розовую окраску ягод.

1. Сколько растений (%) имеют рецессивный признак 2. Какова частота рецессивного аллеля в данной панмиктической популяции 3. Какова частота доминантного аллеля в популяции 4. Сколько растений являются доминантными гомозиготами 5.Сколько растений являются гетерозиготами 13. У кукурузы ген А обусловливает развитие окрашенного алейрона, ген а - неокрашенного. В исходной популяции содержится 1% особей с рецессивными признаками.

1. Чему равна частота рецессивного аллеля 2. Чему равна частота доминантного аллеля 3. Определите процент доминантных гомозигот в популяции 4. Сколько растений (%) являются гетерозиготными 5. Сколько растений другой панмиктической популяции будут гетерозиготными, если при апробации было установлено, что в ней содержится 4% особей с рецессивными признаками 14. Популяция состоит из 70% особей с генотипом АА и 30% - с генотипом аа.

1. Определить частоту генотипа АА в F1.

2. Какова частота доминантного аллеля 3. Какова частота рецессивного аллеля 4. Какова частота гетерозиготного генотипа 5. Сколько гомозиготных рецессивных особей в F2 15. У ржи опушение соломины под колосом доминирует над отсутствием опушения и наследуется моногенно. В популяции ржи сорта Вятка при анализе апробационного снопа обнаружено четыре растения из 500, у которых отсутствовало опушение под колосом.

1. Сколько растений (%) в данной панмиктической популяций являются рецессивными гомозиготами 2. Какова частота рецессивного аллеля в популяции PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 3. Какова частота доминантного аллеля в популяции 4. Сколько доминантных гомозигот в данной популяции 5. Сколько гетерозиготных растений в данной популяции 16. У кукурузы крахмалистый эндосперм является доминантным по отношению к восковидному и наследуется моногенно. При апробации сорта с крахмалистым эндоспермом было обнаружено 16% растений с восковидным эндоспермом. Семена данной панмиктической популяции были использованы на посев. Произведите генетический анализ популяции следующего поколения.

1. Какова частота рецессивного аллеля в популяции 2. Какова частота доминантного аллеля 3. Сколько растений (%) будут доминантными гомозиготами 4. Сколько растений (%) являются гетерозиготами 5. При анализе семян другой популяции кукурузы обнаружено 25% семян с восковидным эндоспермом. Какой процент гетерозиготных семян содержится в данной популяции 17.У человека ген «резус положительный» доминантен по отношению к гену «резус отрицательный». В обследованной по этому показателю популяции 1972 человека были резус положительными, а 378 - резус отрицательными.

1. Какова частота рецессивного аллеля 2. Какова частота доминантного аллеля 3. Сколько человек (%) являются доминантными гомозиготами 4. Сколько человек гетерозиготных по этим аллелям 5. В другой обследованной популяции 91% людей были резус положительными. Какой процент среди них были гегерозиготными по данному гену 18. У человека отсутствие пигментации кожи, волос и радужной оболочки глаз (альбинизм) обусловлено рецессивным аллелем. Нормальная пигментация – доминантным. В обследованной по этому признаку популяции среди 20 000 людей обнаружено 412 альбиносов.

1. Какой процент людей являются гомозиготными рецессивами по данному гену 2. Какова частота рецессивного аллеля 3. Какова частота доминантного аллеля 4. Сколько человек (%) являются доминантными гомозиготами 5. Сколько человек гетерозиготны по данному аллелю 19. У каракульских овец доминантный ген (ширази), обусловливаюPDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com щий серую окраску меха, в гомозиготном состоянии летален. Рецессивный аллель (араби) обусловливает черную окраску меха. При обследовании отары каракульских овец установлено, что 368 животных имеют черную, а 742 - серую окраску меха.

1. Какой процент животных в данной отаре были доминантными гетерозиготами 2. Какова частота доминантного аллеля 3. Какова частота рецессивного аллеля 4. Какой процент животных является рецессивными гомозиготами 5. Какова частота рецессивного аллеля в другой отаре каракульских овец, если в ней содержится 21% животных с черной окраской меха 20. У собак нормальная длина ног является рецессивной по отношению к коротконогости. В популяции беспородных собак было обнаружено 245 коротконогих животных и 24 - с нормальными ногами.





1. Какой процент животных были рецессивными гомозиготами 2. Какова частота рецессивного аллеля в данной популяции 3. Какова частота доминантного аллеля в данной популяции 4. Какой процент животных были доминантными гомозиготами 5. Какой процент в данной популяции составляли гетерозиготные животные Тема 2. Генетическая динамика популяций.

Вычисление коэффициента отбора Динамика популяции выражается в изменении частот разных генотипов в поколениях. Причинами нарушения равновесия в популяции могут быть мутации, отбор, увеличение или уменьшение численности популяций, изоляция их. Генофонд популяции в каждом поколении может пополняться вновь возникающими мутациями. Процесс возникновения мутаций и накопления их в популяциях называется мутационным давлением, которое обусловливает изменение соотношения частот генов, их аллелей и генотипов в поколениях популяции.

Например, мутирование аллеля А в аллель а и обратно может нарушить равновесие в популяции, т. е. изменить соотношение генотипов АА, Аа и аа. Каждая вновь возникшая мутация подвергается действию отбора, т. е. все особи, у которых возникает мутация, снижающая жизнеспособность или плодовитость, могут полностью или частично выпасть из популяции - элиминироваться. Если возникшая мутация доминантна, то все мутанты элиминируются в первом поколении популяции. Если мутация рецессивна, то действию отбора подвергаются только гомозиготные мутанPDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com ты. В этом случае мутантные рецессивные аллели могут сохраняться в популяции у гетерозиготных особей. Поэтому элиминация рецессивных гомозигот не ведет к исчезновению рецессивных особей в популяции: в каждом последующем поколении рецессивные гомозиготы будут появляться вновь из гетерозигот Аа в результате их расщепления.

Показатель увеличения или уменьшения частоты соответствующего аллеля в поколениях данной популяции называется коэффициентом отбора и обозначается буквой S. Он может изменяться от +1 до -1 и быть направленным против доминантного или рецессивного аллеля.

Значение S = +1 А указывает, что все растения, имеющие в своем генотипе аллель А, дадут потомство и полностью сохранятся в следующем поколении популяции.

Если S = -1 А, то все растения, имеющие в своем генотипе аллель А, полностью элиминируются, и в следующем поколении популяции они будут отсутствовать, в популяции не будет содержаться особей с генотипами АА и Аа Чаще всего коэффициент отбора S = -1 бывает направлен против рецессивных гомозигот аа. Так, коэффициент отбора S = -1 аа может иметь место, если в популяции возникает хлорофилльная мутация и растения погибают в фазу всходов или возникают стерильные мутанты, у которых вследствие нарушения развития генеративных органов не образуются плоды и семена.

Рецессивные мутации могут сохраняться в популяции и появляться в ряде поколений даже при полной элиминации рецессивных гомозигот, так как рецессивные аллели содержатся в генотипах гетерозиготных особей.

При S = -1 (аа) частота рецессивных аллелей вычисляется для любого поколения популяции по формуле qn = q : (1+nq), где п — поколение, для которого ведется расчет.

Например, частота рецессивного аллеля в популяции пятого поколения рассчитывается следующим образом:

q5 = 0,5 : (1+5 * 0,5) = 0,5 : (1+2,5) = 0,Зная частоту аллеля а в данном поколении популяции, пользуясь приведенными внизу таблицы формулами, определяют генетическую структуру популяции. В нашем примере генетическая структура популяции в пятом поколении будет вычисляться следующим образом:

Динамика популяции при полной элиминации рецессивных гомозигот (S = -1 аа) Количество особей в Частота Поколение популяции с генотипом, % доминантного Рецессивного g2 aa 2pgAa p2AA PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com аллеля pA аллеля ga Исходное 0,500 0,500 25,00 50,00 2,1-е 0,667 0,333 11,12 44,44 44,2-е 0,750 0,250 6,25 37,50 56,3-е 0,800 0,200 4,00 32,00 64,4-е 0,833 0,167 2,78 27,78 69,5-е 0,857 0,143 2,04 24,51 73,6-е 0,875 0,125 1,56 21,88 76,7-е 0,889 0,111 1,23 19,74 79,8-е 0,900 0,100 1,00 18,00 81,9-е 0,909 0,091 0,83 16,54 82,10-е 0,917 0,083 0,69 15,22 84,20-е 0,955 0,045 0,20 8,60 91,N pn = 1 – qn pn = q : (1 + nq) q2n 2pnqn pчастота доминантного аллеля p5 A = 1 - 0,143 = 0,857;

частота рецессивного генотипа в процентах q52 = 0,1432 х 100 = 2,04%;

частота гомозиготного доминантного генотипа в процентах q52 = 0,8572 х 100 = 73.44 %;

частота гетерозиготного генотипа в процентах 2psqs = 2 * 0, 857 х 0,143 х 100 = 24,51%.

Таким образом, зная генетическую структуру исходной популяции при полной элиминации рецессивных гомозигот (5 = -1 аа), можно определить генетическую структуру любого ее поколения.

Задание 1. Отобрать пробный сноп на посеве озимой ржи в количестве 500-растений. Внимательно просмотреть каждое растение и установить процент стерильных. Обычно их бывает 10-20 на 1000 или меньше.

Начертить в тетради таблицу, в нее удобно записывать результаты расчетов.

Вычислить генетическую структуру анализируемой популяции, данные записать в таблицу.

Pages:     | 1 |   ...   | 18 | 19 || 21 | 22 |   ...   | 24 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.