27.04 Закон Харди-Вайнберга
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Алкаптонурия — метаболическое моногенное, аутосомно-рецессивное заболевание, которое возникает из-за нарушения обмена тирозина в организме человека. Известно, что частота заболевания в большинстве человеческих популяций составляет 1 : 250 000. Однако среди коренных жителей Доминиканской Республики заболевание встречается с частотой 1 : 19 000. Рассчитайте равновесные частоты нормального и мутантного фенотипа в человеческой популяции. Поясните ход решения. Покажите, что популяция не находится в равновесии Харди-Вайнберга. За счёт действия какого эволюционного фактора наблюдается отклонение от равновесия?
Элементы ответа:
1) мутантный фенотип представлен исключительно рецессивными гомозиготами (аа);
2) нормальный фенотип представлен доминантными гомозиготами (АА) и гетерозиготами (Аа);
3) частота мутантного фенотипа составляет f (аа) = 1/250000 = 0,000004;
4) частота нормального фенотипа составляет 1 - q2 = 1 - 0,000004 = 0,999996;
5) частота мутантного аллеля q = √0,000004 = 0,002;
6) частота нормального доминантного аллеля составит р = 1 - 0,002 = 0,998;
7) частота аллеля q' в популяции коренных доминиканцев q' = √1/19000 = 0,007255;
8) такая частота существенно отклоняется от равновесных (предсказанных по уравнению Харди-Вайнберга) частот;
9) дрейф генов (эффект основателя).
|
Содержание верного ответа и указание по оцениванию |
Баллы |
|
Элементы ответа: |
|
|
Ответ включает в себя шесть-семь названных выше элементов, которые не содержат биологических ошибок |
3 |
|
Ответ включает в себя четыре-пять из названных выше элементов, которые не содержат биологических ошибок |
2 |
|
Ответ включает в себя три из названных выше элементов, которые не содержат биологических ошибок |
1 |
|
Все иные ситуации, не соответствующие правилам выставления 3, 2 и 1 балла |
0 |
|
Максимальный балл |
3 |
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
|
Содержание верного ответа и указание по оцениванию |
Баллы |
|
Элементы ответа: |
|
|
Ответ включает в себя все названные выше элементы, не содержит биологических ошибок |
3 |
|
Ответ включает в себя четыре-пять из названных выше элементов, которые не содержат биологических ошибок |
2 |
|
Ответ включает в себя три из названных выше элементов, которые не содержат биологических ошибок |
1 |
|
Все иные ситуации, не соответствующие правилам выставления 3, 2 и 1 балла |
0 |
|
Максимальный балл |
3 |
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
f(AA) = р2 = 0,4096; f(aa) = q2 = 0,1296; f(Aa) = 2pq = 0,4608;
|
Содержание верного ответа и указание по оцениванию |
Баллы |
|
Элементы ответа: |
|
|
Ответ включает в себя шесть-семь названных выше элементов, которые не содержат биологических ошибок |
3 |
|
Ответ включает в себя четыре-пять из названных выше элементов, которые не содержат биологических ошибок |
2 |
|
Ответ включает в себя три из названных выше элементов, которые не содержат биологических ошибок |
1 |
|
Все иные ситуации, не соответствующие правилам выставления 3, 2 и 1 балла |
0 |
|
Максимальный балл |
3 |
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В популяции норок темная окраска неполностью доминирует над белой, и она состоит только из гомозиготных особей: 70 особей имеют темную окраску, 33 — белую окраску. Рассчитайте частоты аллелей темной и белой окрасок в популяции. Какими были бы частоты всех генотипов, если бы популяция находилась в равновесии? Если представить, что все условия равновесной популяции начнут выполняться, то за сколько поколений популяция придёт в равновесие? Какой процент серых норок появится в популяции в первом поколении? Ответ поясните.
Элементы ответа:
1) частота особей с темной окраской (частота генотипа АА) составляет: 0,68 (70 / 103);
2) частота особей с белой окраской (частота генотипа аа) составляет: 0,32 (33 / 103);
3) аллель А в популяции представлен только у темных норок, аллель а — только у белых;
4) частота аллеля А = р = 0,68 (70 х 2 = 140 / 206 аллелей (так как всего 103 диплоидных особей);
5) частота аллеля а = q = 0,32; (33 х 2 = 66 / 206 = 0,32);
6) равновесные частоты генотипов: f(АА) = p2 = 0,4624; f(aa) = q2 = 0,1024; f(Aa) = 2pq = 0,4352;
7) за одно поколение;
8) серые норки гетерозиготные, поэтому их количество составит 43,52%.
|
Содержание верного ответа и указание по оцениванию |
Баллы |
|
Элементы ответа: |
|
|
Ответ включает в себя семь-восемь названные выше элементы, не содержит биологических ошибок |
3 |
|
Ответ включает в себя четыре-шесть из названных выше элементов, которые не содержат биологических ошибок |
2 |
|
Ответ включает в себя три из названных выше элементов, которые не содержат биологических ошибок |
1 |
|
Не определены / неверно определены объекты. ИЛИ Все иные ситуации, не соответствующие правилам выставления 3, 2 и 1 балла |
0 |
|
Максимальный балл |
3 |
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В популяции гороха посевного (Pisum sativum) из 700 особей 112 растений имеют зелёную окраску семян. Рассчитайте частоты аллелей жёлтой и зелёной окраски семян, а также частоты всех возможных генотипов, если известно, что популяция находится в равновесии Харди-Вайнберга. Ответ поясните.
Элементы ответа:
1) частота растений с зелёными семенами составляет 112 / 700 = 0,16;
2) зелёную окраску семян имеют растения с генотипом аа, в равновесной популяции доля таких растений составляет q2;
3) частота аллеля q в популяции составляет 0,4;
4) частота аллеля p в популяции составляет 1 − q = 0,6;
5) частота генотипа Аа (жёлтая окраска семян) в равновесной популяции равна 2pq = 0,48;
6) частота генотипа AA (жёлтая окраска) в равновесной популяции равна p2 = 0,36.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В популяции гороха посевного (Pisum sativum) из 1200 особей 1092 растений имеют жёлтую окраску семян. Рассчитайте частоты аллелей жёлтой и зелёной окраски семян, а также частоты всех возможных генотипов, если известно, что популяция находится в равновесии Харди-Вайнберга. Ответ поясните.
Элементы ответа:
1) жёлтую окраску семян имеют растения с генотипом AA и Aa, зелёную окраску семян имеют растения с генотипом аа. Из 1200 особей 108 имеют зелёную окраску семян;
2) частота растений с зелёными семенами составляет 108 / 1200 = 0,09;
3) зелёную окраску семян имеют растения с генотипом аа, в равновесной популяции доля таких растений составляет q2;
4) частота аллеля q в популяции составляет 0,3;
5) частота аллеля p в популяции составляет 1 − q = 0,7;
6) частота генотипа Аа (жёлтая окраска семян) в равновесной популяции составляет 2pq = 0,42;
7) частота генотипа AA (жёлтая окраска) в равновесной популяции p2 = 0,49.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В популяции крупного рогатого скота 248 особей красной окраски, 558 особей белой и 744 особи чалые. Красная масть не полностью доминирует над белой. Рассчитайте частоты аллелей красной, белой окрасок, а также частоты всех возможных генотипов, если известно, что популяция находится в равновесии Харди-Вайнберга. Ответ поясните.
Элементы ответа:
1) красную окраску имеют особи с генотипом AA, чалую — особи с генотипом Aa, белую — особи с генотипом аа. Вся популяция составляет 1550 особей;
2) частота животных красной окраски составляет 248 / 1550 = 0,16;
3) красную окраску имеют животные с генотипом АА, в равновесной популяции доля таких животных составляет p2;
4) частота аллеля p в популяции составляет 0,4;
5) частота аллеля q в популяции составляет 1 − p = 0,6;
6) частота генотипа Аа (чалая окраска животных) в равновесной популяции составляет 2pq = 0,48;
ИЛИ
6) частота генотипа Аа (чалая окраска животных) в равновесной популяции составляет 744 / 1550 = 0,48;
7) частота генотипа aa (белая окраска) в равновесной популяции составляет q2 = 0,36.
ИЛИ
7) частота генотипа aa (белая окраска) в равновесной популяции составляет 558 / 1550 = 0,36.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В популяции кроликов, численность которых насчитывает 250 особей, 80 особей короткоухие, 10 — безухие. Признак длинноухости не полностью доминирует над безухостью. Рассчитайте частоты аллелей длинноухости и безухости, а также частоты всех возможных генотипов, если известно, что популяция находится в равновесии Харди-Вайнберга. Ответ поясните.
Элементы ответа:
1) длинные уши имеют кролики с генотипом AA, безухие кролики — с генотипом aa, короткоухие кролики — с генотипом Aа;
2) частота безухих кроликов 10 / 250 = 0,04;
3) в равновесной популяции доля безухих кроликов составляет q2;
4) частота аллеля q в популяции составляет 0,2;
5) частота аллеля p в популяции составляет 1 − q = 0,8;
6) частота генотипа Аа (короткоухость) в равновесной популяции составляет 2pq = 0,32;
ИЛИ
6) частота генотипа Аа (короткоухость) в равновесной популяции составляет 80 / 250 = 0,32;
7) частота генотипа АА (длинноухость) в равновесной популяции p2 = 0,64.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В выборке из 10 000 человек с нормальным содержанием меланина в коже встречается 1 с альбинизмом. У человека аутосомно-рецессивное наследование альбинизма. Рассчитайте частоты аллелей нормального содержания меланина и альбинизма в выборке, а также частоты всех возможных генотипов, если известно, что популяция находится в равновесии Харди-Вайнберга. Ответ поясните.
Элементы ответа:
1) нормальное содержание меланина имеют люди с генотипом AA, альбинизм — с генотипом aa, носители альбинизма — с генотипом Aа;
2) частота людей с альбинизмом 1 / 10 000 = 0,0001;
3) в равновесной популяции доля людей с альбинизмом q2;
4) частота аллеля q в популяции составляет 0,01;
5) частота аллеля p в популяции составляет 1 − q = 0,99;
6) частота генотипа Аа (альбинизм) в равновесной популяции составляет = 2pq = 0,0198;
7) частота генотипа АА (нормальное содержание меланина) в равновесной популяции = p2 = 0,9801.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В популяции тритонов 64% особей с равномерным окрасом 36% с пятнистым окрасом. Равномерный окрас доминирует над пятнистым. Рассчитайте частоты аллелей равномерного окраса и пятнистого, а также частоты всех возможных генотипов, если известно, что популяция находится в равновесии Харди-Вайнберга. Ответ поясните.
Элементы ответа:
1) равномерный окрас имеют тритоны с генотипами AA и Aа, у тритонов пятнистой окраски генотип aa;
2) в равновесной популяции доля тритонов с пятнистой окраской составляет q2 = 36% = 0,36;
3) частота аллеля q в популяции составляет 0,6;
4) частота аллеля p в популяции составляет 1 − q = 0,4;
5) частота генотипа Аа (равномерный окрас) в равновесной популяции составляет 2pq = 0,48;
6) частота генотипа АА (равномерный окрас) в равновесной популяции p2 = 0,16.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В одной из популяций человека 16% людей имеют наследственную тугоухость, 84% имеют нормальный слух. Тугоухость наследуется по аутосомно-рецессивному типу. Рассчитайте частоты аллелей тугоухости и нормального слуха, а также частоты всех возможных генотипов, если известно, что популяция находится в равновесии Харди-Вайнберга. Ответ поясните.
Элементы ответа:
1) нормальный слух имеют люди с генотипами AA и Aа, у людей с тугоухостью генотип aa;
2) в равновесной популяции доля людей с тугоухостью составляет q2 = 16% = 0,16;
3) частота аллеля q в популяции составляет 0,4;
4) частота аллеля p в популяции составляет 1 − q = 0,6;
5) частота генотипа Аа (нормальный слух) в равновесной популяции составляет 2pq = 0,48;
6) частота генотипа АА (нормальный слух) в равновесной популяции p2 = 0,36.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В популяции растений пшеницы из 600 особей 19% имеют карликовость (укороченные стебли). Карликовость доминирует над нормальным ростом. Рассчитайте частоты аллелей нормального роста и карликовости, а также частоты всех возможных генотипов, если известно, что популяция находится в равновесии Харди-Вайнберга. Ответ поясните.
Элементы ответа:
1) нормальный рост стебля имеют растения с генотипом аа, карликовость имеют растения с генотипом АА и Аа. Нормальный рост стебля в популяции имеют 100 − 19 = 81% особей;
2) в равновесной популяции доля растений с нормальным ростом стебля составляет q2 = 81% = 0,81;
3) частота аллеля q в популяции составляет 0,9;
4) частота аллеля p в популяции составляет 1 − q = 0,1;
5) частота генотипа Аа (карликовость) в равновесной популяции составляет 2pq = 0,18;
6) частота генотипа АА (карликовость) в равновесной популяции p2 = 0,01.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Среди популяции кур из 200 особей 9% имеют чёрную окраску оперения и 84 особи имеют серебристое оперение. Чёрная окраска не полностью доминирует над белой. Рассчитайте частоты аллелей чёрной и белой окраски в популяции, а также частоты всех возможных генотипов, если известно, что популяция находится в равновесии Харди-Вайнберга. Ответ поясните.
Элементы ответа:
1) чёрную окраску оперения имею особи с генотипом АА, серебристую — особи с генотипом Аа, белую — особи с генотипом аа;
2) в равновесной популяции доля особей с чёрной окраской оперения составляет p2 = 9% = 0,09;
3) частота аллеля p в популяции составляет 0,3;
4) частота аллеля q в популяции составляет 1 − p = 0,7;
5) частота генотипа Аа (серебристая окраска оперения) в равновесной популяции составляет 2pq = 0,42;
6) частота генотипа aa (белая краска оперения) в равновесной популяции q2 = 0,49.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В популяции растений ночной красавицы (Mirabilis jalapa) из 150 особей 6 растений имеют ярко-красную окраску венчика. Рассчитайте частоты аллелей красной и белой окраски в популяции, а также частоты всех возможных генотипов, если известно, что популяция находится в равновесии Харди-Вайнберга. Ответ поясните.
Шаг 1: анализ задания. Для ЕГЭ по биологии нужно знать, что окраска венчика ночной красавицы является примером неполного доминирования. Поэтому такой цветок имеет три окраски. АА - ярко-красный, Аа - розовый, аа - белый. В задании указано, что популяция находится в равновесии, это значит, что частоты аллелей и генотипов остаются постоянными из поколения в поколение.
Для расчёта числа аллелей используем уравнение Харди-Вайнберга: p² + 2pq + q² = 1, где:
p² - частота доминантных гомозиготных особей (АА);
2pq - частота гетерозиготных особей (Aa);
q² - частота гомозиготных рецессивных особей (aa);
p - частота доминантного аллеля;
q - частота рецессивного аллеля;
р+q=1.
Шаг 2: рассчитываем частоту аллелей красной окраски. Для этого сначала необходимо найти частоту самих растений с красной окраской (частоту доминантных гомозиготных особей). Делим их количество на общее количество растений.
1) частота растений с ярко-красной окраской венчика составляет 6 / 150 = 0,04;
2) красную окраску имеют растения с генотипом АА, в равновесной популяции доля таких растений составляет p2;
Таким образом, получили первую переменную - p² = 0,04
Для того, чтобы найти частоту аллея красной окраски (р), нужно частоту гомозиготных доминантных растений взять под корень √p2 => √0,042=0,2
3) частота аллеля p в популяции составляет 0,2;
Шаг 3: рассчитываем частоту аллелей белой окраски. Для этого можно воспользоваться уравнением р+q=1 и немного преобразовать его. q (частота рецессивного аллеля) = 1 - р => q = 1 - 0,2 = 0,8
4) частота аллеля q в популяции составляет 1 – p = 0,8;
Шаг 4: рассчитываем частоту гетерозиготного генотипа Аа. Он равен 2pq = > 2 * 0,2 * 0,8 = 0,32
5) частота генотипа Аа (розовая окраска) в равновесной популяции составляет 2pq = 0,32;
Шаг 5: рассчитываем частоту рецессивного гомозиготного генотипа аа, он равен q2 = > 0,82 = 0,64
6) частота генотипа аа (белая окраска) в равновесной популяции: q2 = 0,64.
Элементы ответа:
1) частота растений с ярко-красной окраской венчика составляет 6 / 150 = 0,04;
2) красную окраску имеют растения с генотипом АА, в равновесной популяции доля таких растений составляет p2;
3) частота аллеля p в популяции составляет 0,2;
4) частота аллеля q в популяции составляет 1 – p = 0,8;
5) частота генотипа Аа (розовая окраска) в равновесной популяции составляет 2pq = 0,32;
6) частота генотипа аа (белая окраска) в равновесной популяции: q2 = 0,64.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В популяции крупного рогатого скота частота аллеля q (отсутствие рогов) составляет 0,2. В популяции 150 особей, рогатость доминирует над безрогостью. Рассчитайте частоту аллеля p, количество рогатых особей, а также частоты всех возможных генотипов, если известно, что популяция находится в равновесии Харди-Вайнберга. Ответ поясните.
Элементы ответа:
1) рога имеют особи с генотипом АА и Аа, безрогие особи имеют генотип аа;
2) в равновесной популяции доля безрогих особей составляет q2 = 0,04;
3) частота аллеля q в популяции составляет 0,2. Частота аллеля p в популяции составляет 1 − q = 0,8;
4) частота генотипа Аа (наличие рогов) в равновесной популяции составляет 2pq = 0,32;
5) частота генотипа АА (наличие рогов) в равновесной популяции p2 = 0,64;
6) в равновесной популяции доля рогатых особей составляет
p2 + 2pq = 0,64 + 0,32 = 0,96;
ИЛИ
6) в равновесной популяции доля рогатых особей составляет
1 − q2 = 0,96;
7) количество в популяции рогатых особей составляет
0,96 х 150 = 144.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В популяции лисиц частота аллеля q (чёрная окраска) составляет 0,3. В популяции 300 особей, рыжая окраска не полностью доминирует над чёрной. Рассчитайте частоту аллеля рыжей окраски, а также количество особей промежуточной окраски и частоты всех возможных генотипов, если известно, что популяция находится в равновесии Харди-Вайнберга. Ответ поясните.
Элементы ответа:
1) рыжую окраску имеют особи с генотипом АА, промежуточную — с генотипом Аа, чёрную — с генотипом аа;
2) в равновесной популяции доля лис чёрной окраски составляет q2 = 0,09;
3) частота аллеля q в популяции составляет 0,3. Частота аллеля p в популяции составляет 1 − q = 0,7;
4) частота генотипа Аа (промежуточная окраска) в равновесной популяции составляет 2pq = 0,42;
5) количество в популяции особей промежуточной окраски составляет 0,42 х 300 = 126;
6) частота генотипа АА (рыжая окраска) в равновесной популяции p2 = 0,49.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В популяции земляники частота аллеля p (красный цвет плодов) составляет 0,7. В популяции 500 растений, красный цвет не полностью доминирует над белым. Рассчитайте частоту аллеля q, количество растений с белыми плодами, а также частоты всех возможных генотипов, если известно, что популяция находится в равновесии Харди-Вайнберга. Ответ поясните.
Элементы ответа:
1) красный цвет плодов имеют особи с генотипом АА, розовый цвет плодов у особей с генотипом Аа, белые плоды — аа;
2) в равновесной популяции доля растений с красными плодами составляет p2 = 0,49;
3) частота аллеля p в популяции составляет 0,7. Частота аллеля q в популяции составляет 1 − q = 0,3;
4) частота генотипа Аа (розовая окраска плодов) в равновесной популяции составляет 2pq = 0,42;
5) частота генотипа aa (белая окраска плодов) в равновесной популяции q2 = 0,09;
6) количество в популяции растений с белой окраской плодов составляет 0,09 х 500 = 45.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В популяции норок частота аллеля q (белая окраска шерсти) составляет 0,4. В популяции 100 особей, тёмная окраска не полностью доминирует над белой. Рассчитайте частоту аллеля p, количество норок промежуточного окраса, а также частоты всех возможных генотипов, если известно, что популяция находится в равновесии Харди-Вайнберга. Ответ поясните.
Элементы ответа:
1) тёмную окраску шерсти имеют норки с генотипом АА, промежуточную — с генотипом Аа, белые норки имеют генотип аа;
2) в равновесной популяции доля белых норок составляет q2 = 0,16;
3) частота аллеля q в популяции составляет 0,4. Частота аллеля p в популяции составляет 1 − q = 0,6;
4) частота генотипа Аа (промежуточный окрас) в равновесной популяции составляет 2pq = 0,48;
5) частота генотипа АА (тёмный окрас) в равновесной популяции p2 = 0,36;
6) количество в популяции особей промежуточного окраса составляет 0,48 х 100 = 48.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В популяции растений редиса частота генотипа АА (округлые корнеплоды) составляет 0,64. В популяции 450 растений, округлая форма корнеплодов не полностью доминирует над вытянутой. Рассчитайте частоты аллелей округлой и вытянутой формы, количество растений редиса с овальными корнеплодами, а также частоты всех возможных генотипов, если известно, что популяция находится в равновесии Харди-Вайнберга. Ответ поясните.
Элементы ответа:
1) округлую форму корнеплодов имеют растения редиса с генотипом АА, овальную — с генотипом Аа, редис с вытянутыми корнеплодами имеют генотип аа;
2) частота генотипа АА (округлые корнеплоды) в равновесной популяции p2 = 0,64;
3) частота аллеля p в популяции составляет 0,8;
4) частота аллеля q в популяции составляет 1 − p = 0,2;
5) частота генотипа Аа (овальные корнеплоды) в равновесной популяции составляет 2pq = 0,32;
6) частота генотипа aa (вытянутые корнеплоды) в равновесной популяции q2 = 0,04;
7) количество в популяции растений с овальными корнеплодами составляет
0,32 х 450 = 144.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В популяции растений редиса частота генотипа aa (вытянутые корнеплоды) составляет 0,49. В популяции 600 растений, округлая форма корнеплодов не полностью доминирует над вытянутой, промежуточное состояние признака — овальные корнеплоды. Рассчитайте частоты аллелей округлой и вытянутой формы, количество растений редиса с округлыми корнеплодами, а также частоты всех возможных генотипов, если известно, что популяция находится в равновесии Харди-Вайнберга. Ответ поясните.
Элементы ответа:
1) округлую форму корнеплодов имеют растения редиса с генотипом АА, овальную — с генотипом Аа, редис с вытянутыми корнеплодами имеют генотип аа;
2) частота генотипа aa (вытянутые корнеплоды) в равновесной популяции q2 = 0,49;
3) частота аллеля q в популяции составляет 0,7;
4) частота аллеля p в популяции составляет 1 − p = 0,3;
5) частота генотипа Аа (овальные корнеплоды) в равновесной популяции составляет 2pq = 0,42;
6) частота генотипа АА (округлые корнеплоды) в равновесной популяции p2 = 0,09;
7) количество в популяции растений с округлыми корнеплодами составляет 0,09 х 600 = 54.
