Вопросы и упражнения

1. В чём заключается биологический смысл уравнения Харди—Вайнберга?
Ответ:
Биологический смысл уравнения Харди-Вайнберга заключается в описании и предсказании генетической структуры популяций в условиях отсутствия эволюционных факторов. Уравнение позволяет определить ожидаемые частоты генотипов в популяции и выявить наличие эволюционных процессов, таких как естественный отбор, мутации, миграция и случайное скрещивание.

Основные аспекты биологического смысла уравнения Харди-Вайнберга:

1. Определение равновесной генетической структуры: Уравнение позволяет предсказать ожидаемые частоты генотипов в популяции при отсутствии эволюционных процессов. Это представляет равновесную генетическую структуру, когда генотипическое распределение остается стабильным в поколениях.

2. Диагностика эволюционных процессов: Если наблюдаемые частоты генотипов отличаются от ожидаемых по уравнению Харди-Вайнберга, это указывает на наличие эволюционных процессов, включая естественный отбор, мутации, миграцию или случайное скрещивание. Нарушение равновесия может свидетельствовать о происходящих изменениях в генетической структуре популяции.

3. Изучение генетической изменчивости: Уравнение Харди-Вайнберга помогает оценить уровень генетической изменчивости в популяции и изучить вклад различных факторов в ее поддержание или изменение. Если частоты генотипов значительно отклоняются от ожидаемых, это может указывать на наличие доминантных или рецессивных мутаций в популяции.

Таким образом, биологический смысл уравнения Харди-Вайнберга заключается в его использовании для изучения генетической структуры популяций, выявления эволюционных процессов и оценки уровня генетической изменчивости. Это является основой для понимания эволюционных механизмов и динамики популяций в различных биологических системах.

2. Какую популяцию называют равновесной?
Ответ:
Популяцию называют равновесной, когда в ней отсутствуют изменения в генетической структуре и частотах аллелей в течение нескольких поколений. Это означает, что генетические параметры популяции, такие как частоты генотипов и аллелей, остаются стабильными со временем. В равновесной популяции отсутствуют факторы, способные изменить генетическую структуру, такие как мутации, естественный отбор, миграция и генетический дрейф. В такой популяции частоты генотипов не меняются и генетические параметры подчиняются законам Харди-Вайнберга.

3. Перечислите факторы, которые могут вывести популяцию из состояния равновесия.
Ответ:
Факторы, которые могут вывести популяцию из состояния равновесия, включают:

1. Естественный отбор: Изменения в окружающей среде и конкуренция за выживание могут привести к отбору определенных генотипов, что изменит частоты аллелей и нарушит равновесие.

2. Мутации: Возникновение новых мутаций в генетической структуре популяции может изменить частоты аллелей и нарушить равновесие.

3. Миграция: Поступление новых особей из других популяций с различными генотипами может изменить генетическую структуру и нарушить равновесие.

4. Генетический поток: Передача генетического материала между популяциями может привести к изменениям в генетической структуре и нарушению равновесия.

5. Генетический дрейф: Случайные генетические процессы, такие как генетический дрейф, могут привести к изменениям частот аллелей и нарушению равновесия.

6. Селекция: Искусственный отбор, осуществляемый человеком, может изменять генетическую структуру популяции и вывести ее из состояния равновесия.

Эти факторы могут действовать вместе или отдельно, приводя к изменению генетической структуры популяции и выходу ее из состояния равновесия.

Задачи

4. На рисунке 41 приведены данные по промыслу лисиц охотниками Российско-Американской компании. Определите частоты аллелей и генотипов в разных популяциях.

5. Используя данные таблицы (см. рис. 41), вычислите, сколько черно-бурых лисиц, красных лисиц и сиводушек должно было быть в каждой из популяций, если эти популяции находились в состоянии равновесия. Какая из популяций наиболее сильно отличается от равновесной?

6. Пусть в некоторой популяции 50 % чернобурых лисиц и 50 % сиводушек. Является ли эта популяция равновесной? Сколько потребуется поколений свободного скрещивания, чтобы эта популяция пришла в состояние равновесия?

7. В популяции 10 000 особей с генотипом АА, 20 000 — с генотипом Аа и 10 000 — с генотипом аа. Определите частоту аллеля А. Соответствует ли наблюдаемое распределение генотипов уравнению Харди—Вайнберга?

8. Частоты генотипов АА, Аа и аа в популяции равны 0,5, 0,25 и 0,25 соответственно. 1) Определите частоты аллелей А и а. 2) Какими будут частоты генотипов АА, Аа и аа в пяти последующих поколениях, если популяция будет находиться в состоянии равновесия?