Решебник по биологии 9 класс Суматохин. Углубленный Часть 1, 2 Часть 2 | Страница 238

Закон Харди—Вайнберга: В больших популяциях при условии свободного скрещивания и при отсутствии притока мутаций и отбора устанавливается равновесие частот генотипов, которые сохраняются из поколения в поколение.

Закон Харди—Вайнберга будет нарушен при половом отборе, мутировании генов и влиянии на выживаемость особей, потому что:

• Половой отбор (неслучайное скрещивание) нарушает условие свободного скрещивания.

• Мутирование исследуемых генов нарушает условие отсутствия притока мутаций.

• Факторы, влияющие на выживаемость особей (например, естественный отбор), нарушают условие, что особи с разными генотипами одинаково жизнеспособны.

В результате частоты аллелей и генотипов перестанут быть постоянными.

• Голубой цвет глаз (аа) — рецессивный признак.

• Карий цвет глаз (АА или Аа) — доминантный признак.

• p — частота доминантного аллеля (А).

• q — частота рецессивного аллеля (а).

• q² — частота рецессивных гомозигот (аа).

• p² — частота доминантных гомозигот (АА).

• Частота рецессивного фенотипа (голубые глаза, аа) = 49% = 0,49.

• По закону Харди—Вайнберга частота рецессивных гомозигот: q² = 0,49.

Условие задачи:

В крупной, свободно скрещивающейся популяции кроликов (идеальная популяция) наблюдается наследование окраски шерсти. Альбинизм (а) является аутосомно-рецессивным признаком, а нормальная пигментация (А) — доминантным. Известно, что частота встречаемости альбиносов (аа) в данной популяции составляет 4% (0,04).

1. Частоту рецессивного аллеля (q) и доминантного аллеля (p) в популяции.

2. Процент скрытых носителей (гетерозигот, Аа) этого признака в популяции.

• Частота рецессивной гомозиготы (аа) равна q² = 0,04.

• Частота доминантного аллеля (p) равна 1 - 0,2 = 0,8.

• Частота гетерозигот (Аа) равна 2pq = 2 × 0,8 × 0,2 = 0,32.

Ответ: Процент скрытых носителей (гетерозигот) альбинизма в популяции составляет 0,32 или 32%.

Закон Харди—Вайнберга справедлив, если отсутствует миграция особей, потому что миграция (приток или отток особей) приводит к изменению частоты аллелей и генотипов в популяции. Отсутствие миграции является одним из условий, при которых равновесие частот генотипов сохраняется из поколения в поколение.

Закон Харди—Вайнберга описывает идеальную популяцию, потому что он справедлив только при одновременном выполнении ряда условий, которые редко встречаются в реальной жизни. Эти условия включают отсутствие мутаций, отбора, миграции и случайное скрещивание в большой популяции.

Разница между географической и биологической изоляцией заключается в причине, по которой прекращается свободное скрещивание между группами одной популяции. Изоляция является ключевым фактором, приводящим к дрейфу генов и закреплению аллелей в малой группе.

Единство генетики и теории эволюции проявляется в том, что изменчивость, изучаемая генетикой, является материалом для естественного отбора и эволюции. Мутации и комбинативная изменчивость создают новые признаки, из которых естественный отбор формирует новые приспособления и ведёт к изменению популяций.

Отличие реальной популяции от идеальной: Реальная популяция не соответствует условиям закона Харди—Вайнберга. В реальной популяции присутствуют отбор, мутации, дрейф генов, миграция и неслучайное скрещивание.

Плюсы и минусы моделирования в биологии:

• Плюсы: Моделирование (например, закон Харди—Вайнберга) позволяет установить математическую зависимость и выявить тенденцию изменения генетического состава популяции. Оно позволяет определить частоту скрытых носителей.

• Минусы: Идеальная модель не отражает всех сложных процессов в реальной жизни и может давать ошибочные прогнозы, если условия сильно нарушены.

Выработку меланина можно доказать как модификационную изменчивость, поскольку загар является изменением фенотипа под влиянием условий среды (солнечного света). Это изменение ненаследственное и обратимое, то есть не затрагивает генотип человека.

Разная степень проявления загара у человека связана с нормой реакции. Норма реакции — это пределы, в которых признаки организма могут изменяться под действием условий среды. Эти пределы зависят от генотипа: у людей с разным генотипом выработка меланина (пигмента, вызывающего загар) может быть разной, даже при одинаковых условиях на солнце.

1. Альбинизм: А — норма (доминантный); а — альбинизм (рецессивный).

2. Фенилкетонурия (ФКУ): Ф — норма (доминантный); ф — ФКУ (рецессивный).

• Мать (♀): Здорова, дигетерозиготна → АаФф.

• Отец (♂): Болен альбинизмом (аа), но не болен ФКУ (должен быть Ф_). Так как мать гетерозиготна (Фф), мы предполагаем, что отец здоров по ФКУ → ааФФ или ааФф.

• Мать (АаФф): АФ, Аф, аФ, аф.

• Отец (ааФф): аФ, аф.

Потомство (F₁):

Применяем решётку Пеннета или прямое скрещивание:

Дети с двумя заболеваниями имеют генотип аафф (альбинизм и ФКУ).

Вероятность рождения ребёнка с генотипом аафф составляет 1/8 (или 0,125) от всего потомства.

Ответ: Вероятность рождения детей с двумя заболеваниями (альбинизм и фенилкетонурия) составляет 1/8 или 12,5%.

В данном случае проявляется закон независимого наследования.

Пояснение: Заболевания (альбинизм и фенилкетонурия) вызываются генами, которые лежат в аутосомах и наследуются не сцепленно. При дигибридном скрещивании гены, расположенные в разных парах гомологичных хромосом, наследуются независимо друг от друга и комбинируются во всех возможных сочетаниях.