Genetyka populacji — prawo Hardy'ego–Weinberga

Prawo Hardy'ego–Weinberga łączy genetykę z ewolucją: opisuje populację, w której nic się nie zmienia, i właśnie dlatego pozwala zauważyć, kiedy zmiana zachodzi. Podstawa programowa dla zakresu rozszerzonego wymaga, abyś przedstawiał założenia tego prawa, stosował jego równanie do obliczania częstości alleli, genotypów i fenotypów oraz wyjaśniał przyczyny zmian częstości alleli w populacji. Ten materiał ćwiczy wszystkie te umiejętności, z przewagą zadań obliczeniowych.

Zaczynasz od pojęć: puli genowej, częstości allelu i częstości genotypu. Uczysz się obliczać częstości alleli bezpośrednio z liczby osobników o poszczególnych genotypach, pamiętając, że każdy osobnik diploidalny ma dwa allele danego genu. Następnie poznajesz założenia prawa — duża populacja, losowe kojarzenie, brak mutacji, migracji i doboru naturalnego — oraz dwa równania: p + q = 1 i p² + 2pq + q² = 1.

Najważniejsza część to zastosowania. Z częstości fenotypu recesywnego wyznaczasz częstość allelu recesywnego, a z niej odsetek heterozygot i osób o fenotypie dominującym. Obliczasz, jak liczna jest grupa zdrowych nosicieli choroby recesywnej, takiej jak mukowiscydoza, i przekonujesz się, że nosicieli jest wielokrotnie więcej niż chorych. Sprawdzasz też, czy konkretna populacja jest w stanie równowagi, porównując liczebności obserwowane z oczekiwanymi.

Ostatnia część dotyczy czynników, które łamią założenia prawa i zmieniają częstości alleli: doboru naturalnego, dryfu genetycznego (w tym efektu wąskiego gardła i efektu założyciela), przepływu genów, mutacji oraz kojarzenia nielosowego. Wyjaśniasz, dlaczego populacja w równowadze Hardy'ego–Weinberga to populacja, w której ewolucja nie zachodzi.

Materiał oferuje cztery formy pracy. Quiz zawiera zadania obliczeniowe i pojęciowe z natychmiastowym wyjaśnieniem rachunku. Fiszki porządkują wzory i pojęcia. Egzamin ustny to rozmowa z egzaminatorem, który podaje dane o populacji i prosi o obliczenia oraz interpretację wyniku. Praca pisemna do wydruku zawiera zadania otwarte z pełnym zapisem obliczeń. Mechanizmy ewolucji i jej dowody ćwiczysz w osobnym materiale tej kategorii.

Wszystkie zadania są oryginalne i przygotowane do samodzielnej nauki; każde zawiera komplet danych, a wyniki zapisujesz z przecinkiem dziesiętnym.

• Obliczasz częstości alleli na podstawie liczby osobników o poszczególnych genotypach.
• Przedstawiasz założenia prawa Hardy'ego–Weinberga i stosujesz równania p + q = 1 oraz p² + 2pq + q² = 1.
• Wyznaczasz częstość allelu recesywnego, odsetek heterozygot i nosicieli z częstości fenotypu recesywnego.
• Sprawdzasz, czy populacja jest w stanie równowagi, porównując liczebności obserwowane i oczekiwane.
• Wyjaśniasz, jak dobór naturalny, dryf genetyczny, migracje, mutacje i kojarzenie nielosowe zmieniają częstości alleli.

Materiał ćwiczeniowy przygotowany przez Zestly.