6539

Генетика популяций, задачи с решением

Задача

Биология и генетика

Генетика популяций Решение типовых задач Задача В южноамериканских джунглях живет популяция аборигенов численностью 127 человек (включая детей). Частота группы крови М составляет здесь 64%. Можно ли вычислить частоты группы крови N и MN в этой по...

Русский

2015-01-16

405.5 KB

265 чел.

Генетика популяций

Решение типовых задач

Задача 1. В южноамериканских джунглях живет популяция аборигенов численностью 127 человек (включая детей). Частота группы крови М составляет здесь 64%. Можно ли вычислить частоты группы крови N и MN в этой популяции?

Решение. Для малочисленной популяции нельзя применить математическое выражение закона Харди-Вайнберга, поэтому рассчитать частоты встречаемости генов невозможно.

Задача 2. Болезнь Тей-Сакса, обусловленная аутосом-ным рецессивным геном, неизлечима; люди, страдающие этим заболеванием, умирают в детстве. В одной из больших популяций частота рождения больных детей составляет 1:5000. Изменится ли концентрация патологического гена и частота этого заболевания в следующем поколении данной популяции?

Решение. Оформляем условие задачи в виде таблицы:

Признак

Ген

Генотип

Болезнь Тей-Сакса

а

аа

Норма

А

А-

Производим математическую запись закона Харди-Вайнберга

р + q - 1, р2.+ 2pq + q2= 1.

р — частота встречаемости гена А;

q — частота встречаемости гена а;

р2 — частота встречаемости доминантных гомозигот

(АА);

2pq — частота встречаемости гетерозигот (Аа);

q2 — частота встречаемости рецессивных гомозигот (аа).

Из условия задачи, согласно формуле Харди-Вайнберга, нам известна частота встречаемости больных детей (аа), т. е. q2 = 1/5000.

Ген, вызывающий данное заболевание, перейдет к следующему поколению только от гетерозиготных родителей, поэтому необходимо найти частоту встречаемости гетерозигот (Аа), т. е. 2pq.

q = 1/71,   р =l-q - 70/71, 2pq = 0,028.

Определяем концентрацию гена в следующем поколении. Он будет в 50% гамет у гетерозигот, его концентрация в генофонде составляет около 0,014. Вероятность рождения больных детей q2 = 0,000196, или 0,98 на 5000 населения. Таким образом, концентрация патологического гена и частота этого заболевания в следующем поколении данной популяции практически^не изменится (уменьшение незначительное).

Задача 3. Врожденный вывих бедра наследуется доминантно, средняя пенетрантность гена 25%. Заболевание встречается с частотой 6:10000 (В. П. Эфроимсон, 1968). Определите число гомозиготных особей по рецессивному гену.

Решение. Оформляем условие задачи в виде таблицы:

Признак

Ген

Генотип

Норма

а

аа

Вывих бедра

А

А-

Таким образом, из условия задачи, согласно формуле Харди-Вайнберга, нам известна частота встречаемости генотипов АА и Аа, т. е. р2 + 2pq. Необходимо найти частоту встречаемости генотипа аа, т. е. q2.

Из формулы p2-t- 2pq + q2=l ясно, что число гомозиготных по рецессивному гену особей (аа) q2 = 1 — (p2 + 2pq). Однако приведенное в задаче число больных (6:10 000) представляет собой не р2 + 2pq, а лишь 25% носителей гена А, истинное же число людей, имеющих данный ген, в четыре раза больше, т. е. 24 : 10 000. Следовательно, р2 + 2pq = 24:10 000. Тогда q2 (число

гомозиготных по рецессивному гену особей) равно 9976:10 000.

Задача 4. Система групп крови Кидд определяется аллельными генами Ika и Ikв. Ген Ikа является доминантным по отношению к гену Ikв и лица, имеющие его, являются кидд-положительными. Частота гена Ikа среди населения г. Кракова составляет 0,458 (В. Соха, 1970).

Частота кидд-положительных людей среди негров составляет 80%. (К. Штерн, 1965). Определите генетическую структуру популяции г. Кракова и негров по системе Кидд.

Решение. Оформляем условие задачи в виде таблицы:

Признак

Ген

Генотип

Кидц-положительная кровь

Ikα

lkαlkα;lkβlkβ.

Кидд-отрицательная кровь

Ikβ

Ikβ Ikβ

Производим математическую запись закона Харди-Вай-нберга: -    р + q = I, p2+ 2pq + q2 = 1.

р — частота встречаемости гена Ikα;

q — частота встречаемости гена Ikβ; . р2 — частота встречаемости доминантных гомозигот (Ikαlkα);

2pq — частота встречаемости гетерозигот (Ikα Ikβ);

q2 — частота встречаемости рецессивных гомозигот (Ikβ Ikβ).

Таким образом, из условия задачи, согласно формуле Харди-Вайнберга, нам известна частота встречаемости доминантного гена в популяции Кракова — р = 0,458 (45,8%). Находим частоту встречаемости рецессивного гена: q = 1 — 0,458 = 0,542 (54,2%). Рассчитываем генетическую структуру популяции г. Кракова: частота встречаемости доминантных гомозигот — р2 = 0,2098 (20,98%); частота встречаемости гетерозигот — 2pq = 0,4965 (49,65%); частота встречаемости рецессивных гомозигот — Q2= 0,2937 (29,37%).

Для негров, из условия задачи, нам известна частота встречаемости доминантных гомозигот и гетерозигот (при

знак доминантный), т.е. р2+2pq=0,8. Согласно формуле Харди-Вайнберга, находим частоту встречаемости рецессивных гомозигот (Ikβ Ikβ): q2=1—р2+2pq=0,2 (20%). Теперь определяем частоту рецессивного гена Ikβ: q=0,45 (45%). Находим частоту встречаемости гена Ikα: р=1-0,45=0,55 (55%); частоту встречаемости доминантных гомозигот (IkαIkα): р2 = 0,3 (30%); частоту встречаемости гетерозигот (IkαIkβ): 2pq = 0,495 (49,5%).

ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

Задача 1. Дети, больные фенилкетонурией, рождаются с частотой 1:10000 новорожденных. Определите процент гетерозиготных носителей гена.

Задача 2. Альбинизм общий (молочно-белая окраска кожи, отсутствие меланина в коже, волосяных луковицах и эпителии сетчатки) наследуется как рецессивный аутосомный признак. Заболевание встречается с частотой 1 : 20 000 (К. Штерн, 1965). Определите процент гетерозиготных носителей гена.

Задача 3. Наследственная метгемоглобинемия — аутосомный рецессивный признак — встречается у эскимосов Аляски с частотой 0,09%. Определите генетическую структуру популяции по данному признаку.

Задача 4. Люди с группой крови N среди населения Украины составляют 16%. Определите частоту групп М и MN.

Задача 5. У папуасов частота группы крови N составляет 81%. Определите частоту групп М и MN в этой популяции.

Задача 6. При обследовании населения южной Польши обнаружено лиц с группами крови: М — 11163, MN — 15267, N — 5134. Определите частоту генов LN и LM среди населения южной Польши.

Задача 7. Заболеваемость подагрой составляет 2%; она обусловлена доминантным аутосомным геном. По некоторым данным (В.П. Эфроимсон, 1968), пенетрантность гена подагры у мужчин равна 20%, а у женщин — 0%.

Определите генетическую структуру популяции по анализируемому признаку.

Задача 8. В США около 30% населения ощущает горький вкус фенилтиокарбамида (ФТК), а 70% — нет. Способность ощущать вкус ФТК детерминируется рецессивным геном а. Определите частоту аллелей А и а в данной популяции.

Задача 9. Одна из форм фруктозурии наследуется как аутосомно-рецессивный признак и встречается с частотой 7: 1000000 (В. П. Эфроимсон, 1968). Определите частоту встречаемости гетерозигот в популяции.

Задача 10. Определите частоту встречаемости альбиносов в большой по численности африканской популяции, где концентрация патологического рецессивного гена составляет 10%.

Задача 11. Аниридия (отсутствие радужной оболочки) наследуется как аутосомно-доминантный признак и встречается с частотой 1:10 000 (В. П. Эфроимсон, 1968). Определите частоту встречаемости гетерозигот в популяции.

Задача 12. Эссенциальная пентозурия (выделение с мочой L-ксилулозы) наследуется как аутосомно-рецессивный признак и встречается с частотой 1 : 50 000 (Л.О.Бадалян, 1971). Определите частоту встречаемости доминантных гомозигот в популяции.

Задача 13. Алькаптонурия (выделение с мочой гомо-гентизиновой кислоты, окрашивание хрящевых тканей, развитие артритов) наследуется как аутосомно-рецессивный признак с частотой 1:100000 (В. П. Эфроимсон, 1968). Определите частоту встречаемости гетерозигот в популяции.

Задача 14. Группы крови по системе антигенов М и N (М, MN,N) детерминируются кодоминантными генами LN и LM. Частота встречаемости гена LM у белого населения США составляет 54%, у индейцев — 78%, у эскимосов Гренландии — 91%, у австралийских аборигенов — 18%. Определите частоту встречаемости группы крови MN в каждой из этих популяций.

Задача 15. На пустынный островок случайно попало одно зерно пшеницы, гетерозиготной по гену А. Зерно взошло и дало начало серии поколений, размножающихся путем самоопыления. Какова будет доля гетерозиготных растений среди представителей первого, второго, третьего; четвертого поколений, если детерминируемый геном признак не влияет на выживаемость растений и на их размножение?

Задача 16. Альбинизм у ржи наследуется как аутосомно-рецессивный признак. На обследованном участке среди 84 000 растений обнаружено 210 альбиносов. Определите частоту встречаемости гена альбинизма у ржи.

Задача 17. На одном из островов было отстреляно 10 000 лисиц. 9991 из них оказались рыжего цвета (доминантный признак) и 9 особей белого цвета (рецессивный признак). Определите частоту встречаемости генотипов гомозиготных рыжих лисиц, гетерозиготных рыжих и белых в данной популяции.

Задача 18. В большой по численности популяции частота гена дальтонизма (рецессивный, сцепленный с X-хромосомой признак) среди мужчин составляет 0,08. Определите частоту встречаемости генотипов доминантных гомозигот, гетерозигот, рецессивных гомозигот у женщин данной популяции.

Задача 19. У крупного рогатого скота породы шот-горн масть наследуется как аутосомный признак с неполным доминированием: гибриды от скрещивания красных и белых животных имеют чалую масть. В районе N, специализированном на разведении шотгорнов, зарегистрировано 4169 красных животных, 3780 чалых и 756 белых. Определите частоту генов, обусловливающих красную и белую окраску скота в данном районе.

  1.  ГЕНЕТИКА ЧЕЛОВЕКА

РЕШЕНИЕ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ

Задача 1. Определите тип наследования 

Решение. Признак встречается в каждом поколении. Это сразу исключает рецессивный тип наследования. Так как данный признак встречается и у мужчин и у женщин, то это исключает голандрический тип наследования. Остается два возможных типа наследования: аутосомно-доминантный и сцепленный с полом доминантный, которые очень схожи. У мужчины II — 3 есть дочери как с данным признаком (III—1, III—5, III—7), так и без него (III-3), что исключает сцепленный с полом доминантный тип наследования. Значит, в данной родословной — аутосомно-доминантный тип наследования.

Задача 2. Определите тип наследования. 

Решение. Признак встречается не в каждом поколении. Это исключает доминантный тип наследования. Так как признак встречается и у мужчин и у женщин, это исключает голандрический тип наследования. Для исключения сцепленного с полом рецессивного типа наследования необходимо рассмотреть схему брака Ш—3 и III—4 (у мужчины и женщины признак не встречается). Если допустить, что генотип мужчины XAY, а генотип женщины ХАХа, у них не может родиться дочь с данным признаком (ХаХа), а в данной родословной есть дочь с таким признаком — IV-2. Учитывая встречаемость признака в равной степени и у мужчин и у женщин и случай близкородственного брака, можно заключить, что в данной родословной имеет место аутосомно-рецессивный тип наследования.

Задача 3. Конкордантность монозиготных близнецов по массе тела составляет 80%, а дизиготных — 30%. Каково соотношение наследственных и средовых факторов в формировании признака?

Решение. По формуле Хольцингера рассчитаем коэффициент наследуемости:

КМБ%-КДБ%

100%-КДБ%

Н =

80% - 30%  

100%-30%

Так как коэффициент наследуемости равен 0,71, то в формировании признака большую роль играет генотип.

ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

Задача 1. Определите тип наследования.

Задача 2. Определите тип наследования.

Задача 3. Определите тип наследования.

Задача 4. Группы крови по системе АВО у монозигот

ных близнецов совпадают в 100% случаев, а у дизигот-ных близнецов - в 40%. Чем определяется ко4фицГнт наследуемости - средой или наследственностью?

Задача 5. Рахит, устойчивый к витамину D (гипофосфатемия), - наследственная болезнь, обусловленная доминантным геном, локализованным в Х-хромосоме. В семье, где отец страдает этим заболеванием, а мать здоро ва, имеются 3 дочери и 3 сына. Сколько среди них может быть больных?

Задача 6. Одинаков ли состав белков у двух монозиготных близнецов, если в их клетках не было мутаций?

Задача 7. Какие из перечисленных признаков характеризуют аутосомно-доминантный тип наследования: а) заболевание одинаково часто встречается у женщин и у мужчин; б) заболевание передается от родителей детям в каждом поколении; в) у больного отца все дочери больны; г) сын никогда не наследует заболевание от отца; д) родители больного ребенка здоровы?

Задача 8. Какие из перечисленных признаков, характеризуют аутосомно-рецессивный тип наследования: а) заболевание одинаково часто встречается у женщин и у мужчин; б) заболевание передается от родителей детям в каждом поколении; в) у больного отца все дочери больны; г) родители являются кровными родственниками; д) родители больного ребенка здоровы?

Задача 9. Какие из перечисленных признаков характеризуют доминантный, сцепленный с Х-хромосомой тип наследования: а) заболевание одинаково часто встречается у женщин и у мужчин; б) заболевание передается от родителей детям в каждом поколении; в) у больного отца все дочери больны; г) сын никогда не наследует заболевание от отца; д) если больна мать, то независимо от пола вероятность рождения больного ребенка равна 50% ?


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

45322. ИНСТИТУТ ОСНОВНЫХ ПРАВ И СВОБОД ЧЕЛОВЕКА И ГРАЖДАНИНА 27.9 KB
  Правовой статус депутата представительного органа мсу Закон об общих принципах организации местного самоуправления развивая нормы Конституции РФ весьма удачно решил проблему политикоправового статуса депутата других членов выборных органов. Представительный орган местного самоуправления состоит из депутатов избираемых на основе всеобщего равного и прямого избирательного права при тайном голосовании п. Известно что в мировой истории становления демократических начал императивный мандат сыграл решающую роль при формировании парламентского...
45323. Конституционно-правовой механизм обеспечения прав и свобод человека и гражданина 19.09 KB
  Основные принципы государственной службы в Российской Федерации. Вопрос о принципах государственной службы является важнейшим в структуре института государственной службы правовой системы не только Российской Федерации но и других стран мира. Термин принципы государственной службы указывает на основополагающие черты сущностные характеристики важнейшее содержание и значение самой государственной службы а также на главнейшие юридические положения в структуре одноименного правового института. Анализируя принципы государственной службы...
45324. Принципы российского федерализма 27.75 KB
  Российская Федерация состоит из республик краев областей городов федерального значения автономной области автономных округов равноправных субъектов Российской Федерации. В составе Российской Федерации в соответствии со ст. Государственная целостность Российской Федерации. Государственная целостность федеративного государства гарантируется тем что государственный суверенитет как верховенство и независимость государственной власти на всей своей территории и в международных отношениях принадлежит только Федерации но...
45325. Избирательный процесс в РФ: общая характеристика 25.17 KB
  Представительный орган муниципального образования Представительный орган муниципального образования может осуществлять свои полномочия в случае избрания не менее двух третей от установленной численности депутатов. Уставом муниципального образования определяется правомочность заседания представительного органа муниципального образования. Заседание представительного органа муниципального образования не может считаться правомочным если на нем присутствует менее 50 процентов от числа избранных депутатов.
45326. Право на объединение, многопартийность и правовой статус политических партий в РФ 25.91 KB
  Политическая партия определяется как общественное объединение созданное в целях участия граждан Российской Федерации в политической жизни общества посредством формирования и выражения их политической воли участия в общественных и политических акциях в выборах и референдумах а также в целях представления интересов граждан в органах государственной власти и органах местного самоуправления. Деятельность политических партий должна осуществляться на принципах добровольности равноправия самоуправления законности и гласности. Иначе...
45327. Гражданство РФ - принципы, основания его приобретения и прекращения 22.21 KB
  Основы конституционного строя детальная же регламентация этого конституционно-правового института закреплена в Федеральном законе О гражданстве Российской Федерации. Конституция РФ и Закон о гражданстве закрепляют следующие принципы гражданства Российской Федерации: Единство гражданства. В соответствии с этим принципом республики субъекты РФ не могут устанавливать собственное гражданство предусматривающее изъятия из общего единого статуса гражданина Российской Федерации; гражданин республики одновременно является...
45328. Референдум – понятие, виды правовое регулирование 25.75 KB
  Форма прямого волеизъявления граждан РФ по наиболее важным вопросам государственного и местного значения в целях принятия решений осуществляемого посредством голосования граждан РФ обладающих правом на участие в референдуме. Виды референдума в зависимости от территории: 1 всероссийский референдум он проводится по вопросам общефедерального значения на основании решения Президента РФ; 2 референдум субъекта РФ он проводится по вопросам ведения соответствующего субъекта РФ или совместного ведения РФ и субъектов РФ если указанные вопросы не...
45329. Функции Президента Российской Федерации 21 KB
  Назначение с согласия Государственной Думы Председателя Правительства РФ других членов Правительства РФ направление его политики и принятие решения об отставке Правительства РФ; 2 представление Государственной Думе кандидатуры на должность Председателя Центрального банка РФ постановление перед ней вопроса об освобождении от должности Председателя Центрального банка РФ; 3 представление Совету Федерации кандидатур для назначения на должности судей Конституционного Суда РФ...
45330. Порядок избрания и освобождения от должности Президента Российской Федерации 23.1 KB
  Порядок избрания и освобождения от должности Президента Российской Федерации. Президент Российской Федерации избирается сроком на шесть лет гражданами Российской Федерации на основе всеобщего равного и прямого избирательного права при тайном голосовании. Президентом Российской Федерации может быть избран гражданин Российской Федерации не моложе 35 лет постоянно проживающий в Российской Федерации не менее 10 лет Одно и то же лицо не может занимать должность Президента Российской Федерации более двух сроков подряд. Порядок выборов Президента...