Профільний рівень 10 клас 2018-2019 н.р., Мутаційний процес. Закон Харді-Вайнберга.

Задачі на генетику популяцій.

У будь-якій популяції безперервно відбувається мутаційний процес, у результаті якого в її генофонд вносяться нові спадкові зміни. Мутації служать важливим джерелом спадкових змін. Хоча частота спонтанного мутування одного окремого гена дуже мала, загальна кількість різних мутацій у зв’язку з величезною кількістю генів в організмі достатньо велика.

Різні гени мають різну мутаційну здатність: одні мутують часто, інші – рідко (pA = qa). Якщо pA►qa, або навпаки, то виникає мутаційний тиск (в результаті підвищується варіативність кожного гена доти, доки не буде досягнуто популяційної рівноваги).

Будь-яка мутація, що виникає, піддається випробуванню через добір (особливо рецесивні мутації піддаються добору в гомозиготному стані, нежиттєздатні особини не виживають). Мутації «псують» цілісну систему, але організм здатний до саморегулювання. Під час схрещування відбуваються генетичні процеси, що нейтралізують шкідливу дію мутацій. Отже, схрещування відбувається під контролем природного добору.

Серед мешканців Лондона альбіноси трапляються із частотою 1:20000. Альбінізм обумовлюється рецесивною алеллю. Визначте насичення популяції геном альбінізму (тобто резерв мутаційної мінливості).

Дано: А-ген, що зумовлює нормальну пігментацію а-ген, що зумовлює альбінізм АА-нормальна пігментація Аа- нормальна пігментація аа-альбінізм q2аа=1:20000=0,00005

Розв’язання: 1.                 Визначаємо частоту гена а, що зумовлює глухонімоту: qа=√ q2аа=√0,00005=0,0071. 2.                 Визначаємо частоту гена А, що зумовлює нормальний пігментацію тіла (рА): рА+ qа=1, рА=1- qа рА=1-0,0071=0,9929. 3.     За рівнянням Харді-Вайнберга: (рА+qа)2=р2АА+2рqАа+q2аа   визначаємо частоту й відсоток гетерозигот за геном, що обумовлює альбінізм серед мешканців Лондона: 2рqАа=2∙0,99929∙0,0071=0,0141∙100%=1,41%. 4.     Визначаємо кількість гетерозигот серед 20000 жителів: 20000 осіб – 100% Х осіб – 1,41%,         20000 ∙ 1,41% х = ─────────── = 282 (особи).                   100% Гетерозиготні за геном альбінізму.  9.Визначаємо, на яку кількість осіб припадає один гетерозиготний носій гена, що обумовлює альбінізм: 20000 осіб – 282 гетерозиготних носії Х осіб – 1 гетерозиготний носій,        20000 х = ───── =70 (осіб),               282 на які припадає один гетерозиготний носій гена, що обумовлює альбінізм. Відповідь: на 70 мешканців Лондона припадає один гетерозиготний носій гена, що обумовлює альбінізм (кожен сімдесятий-носій гена альбінізма)