Расчет доли гетерозиготных растений среди представителей первого, второго, третьего, четвертого поколений

Какова будет доля самоопыляющихся гетерозиготных растений в F₁, F₂, F₃, F₄

Задача 97.
На пустынный островок случайно попало одно зерно пшеницы, гетерозиготное 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?
Решение:
После прорастания семени выросло гетерозиготное растение и оно дало семена, которые на следующий год проросли и дали потомство. Из семян этих растений на второй год получились новые растения. 

1. Определим генотипы в F₁.

Схем а скрещивания:

Р: Аа     х     Аа
Г: А, а        А, а
F₁: 1АА:2Аа:1аа; 
25%АА:50%Аа:25%аа  

Видео:Решение задачи по генетике на определение частот аллелей гена в популяции | Закон Харди-ВайнбергаСкачать

Таким образом, доля гетерозигот в популяции в F1 составляет 0,5(Аа)  или 50%(Аа):

F₁: 0,25(АА); 0,5(Аа); 0,25аа.

Ответ: В F1 = 0,5(Аа) или 50%(Аа).

Из семян растений второго года (F₁) прорастут новые растения (F₂). При этом гомозиготные растения как по доминантному, так и по рецессивному признаку при самоопылении не будут давать рассщепление. Поэтому в поколении F₂ будет происходить расщепление только среди гетерозигот. С учетом того, что доля гетерозигот в F₁ составляет 0,5 или 50%  от общего числа организмов, рассчитаем соотношение аллелей (А) и (а), которое будет соответствовать частоте гамет А и а в гетерозиготных растениях популяции. Гетерозиготы (Аа) дадут гаметы 1А и 1а, т.е. гаметы (А) (1/2 из 0,5) и гаметы (а) тоже (1/2 из 0,5). т.е. частота гамет (А) окажется равной (0,5/2) = 0,25, а частота гамет (а) — (0,5/2) = 0,25.

2. Определим генотипы в F₂

Схем а скрещивания:

Видео:Закон Харди — Вайнберга | НОВАЯ тема ЕГЭ по Биологии | Популяционная генетикаСкачать

Р: 0,25(А)0,25(а)     х      0,25(А)0,25(а)
Г:  0,25(А); 0,25(а)         0,25(А); 0,25(а)
F₂: 0,0625(АА):0,0625(Аа):0,0625(Аа):0,0625(аа); 0,0625(АА):0,125(Аа):0,0625(аа)

Таким образом, доля гетерозигот в популяции в F₂ составляет 0,125(Аа) или 12,5%(Аа), т.е. в 4 раза меньше гетерозигот стало во втором поколении, чем в первом.

С учетом того, что доля гетерозигот в F₂ составляет 0,125 или 12,5%  от общего числа организмов, рассчитаем соотношение аллелей (А) и (а), которое будет соответствовать частоте гамет А и а в гетерозиготах популяции растений. Гетерозиготы (Аа) дадут гаметы 1А и 1а, т.е. гаметы (А) (1/2 из 0,125) и гаметы (а) тоже (1/2 из 0,125). т.е. частота гамет (А) окажется равной (0,125/2) = 0,0625, а частота гамет (а) — (0,125/2) = 0,0625.

3. Определим генотипы в F₃

Схем а скрещивания:

Р: 0,0625(А)0,0625(а)     х      0,0625(А)0,0625(а)
Г:  0,0625(А); 0,0625(а)         0,0625(А); 0,0625(а)
F₃: 0,0039(АА):0,0039(Аа):0,0039(Аа):0,0039(аа); 0,0039(АА):0,0078(Аа):0,0039(аа)

Таким образом, доля гетерозигот в популяции в F₃ составляет 0,0078(Аа) или 0,78%(Аа), т.е. в 16 раз меньше гетерозигот стало в треьем поколении, чем во вторм.

С учетом того, что доля гетерозигот в (F3) составляет 0,0078(Аа) или 0,78%(Аа) от общего числа организмов, рассчитаем соотношение аллелей (А) и (а), которое будет соответствовать частоте гамет А и а в гетерозиготах популяции растений. Гетерозиготы (Аа) дадут гаметы 1А и 1а, т.е. гаметы (А) (1/2 из 0,0078) и гаметы (а) тоже (1/2 из 0,0078). т.е. частота гамет (А) окажется равной (0,0078/2) = 0,0039, а частота гамет (а) — (0,0078/2) = 0,0039.

3. Определим генотипы в F₄

Схем а скрещивания:

Видео:Закон Харди-Вайнберга - наглядное объяснение | Закон генетического равновесияСкачать

Р: 0,0039(А)0,0039(а)     х      0,0039(А)0,0039(а)
Г:  0,0039(А); 0,0039(а)         0,0039(А); 0,0039(а)
F₄: 0,000015(АА):0,000015(Аа):0,000015(Аа):0,000015(аа); 0,000015(АА):0,000030(Аа):0,000015(аа)

Таким образом, доля гетерозигот в популяции в F₄ составляет 0,00003(Аа) или 0,003%(Аа), т.е. в 260 раз меньше гетерозигот стало в четвертом поколении, чем в третьем.

Ответ: в F₁ доля (Аа) составляет 0,5(Аа) или 50%(Аа); в F₂ — 0,125(Аа) или 12,5%(Аа); в F₃ — 0,0078(Аа) или 0,78%(Аа); в F₄ — 0,00003(Аа) или 0,003%(Аа).

Выводы:
В изолированной популяции растений, размножающихся путем самоопыления и при отсутствии мутаций, доля гетерозиготных растений среди представителей первого, второго, третьего, четвертого и последующих поколений будет уменьшаться. 
 

Какова будет доля перекрестноопыляемых гетерозиготных растений в F₁, F₂, F₃, F₄

Задача 98.
На пустынный островок случайно попало одно семя растения, гетерозиготное по гену А. Семя взошло и дало начало серии поколений, размножающихся путем перекрестного гейтоногамного опыления1.  Какова будет доля гетерозиготных растений среди представителей первого, второго, третьего; четвертого поколений, если будут сохраняться условия генетического гомеостаза: будут исключены такие факторы, как отбор, мутационный процесс и миграция, и соблюдена равновероятность образования гамет всех типов и панмиксия?
Решение:
Учитывая, что соблюдена равновероятность образования гамет обоих полов, апределим возможные варианты генотипов в популяции через несколько поколений.

1. Определим долю гетерозиготных растений среди представителей первого поколения

Схем а скрещивания:

Р: Аа     х     Аа
Г: А, а        А, а
F₁: 1АА:2Аа:1аа; 
25%АА:50%Аа:25%аа  

Таким образом, доля гетерозигот в популяции в F1 составляет:

Видео:Разбор задач по олимпиадной генетике | закон Харди-Вайнберга для 3 аллелей: группы крови в популяцииСкачать

F₁: 0,25(АА); 0,5(Аа); 0,25аа.

Ответ: В F₁ доля гетерозигот составляет 0,5(Аа)  или 50%(Аа).

2. Определим долю гетерозиготных растений среди представителей второго поколения

Определим соотношение аллелей (А) и (а), которое будет соответствовать частоте гамет А и а. Доминантные гомозиготы (AA) дадут только гаметы А (1 из 4); гомозиготы (аа) — только гаметы а (1 из 4); гетерозиготы (Аа) — 1А и 1а, т.е. гаметы А (1 из 4) и гаметы а тоже (1 из 4). Значит, частота гамет А в популяции окажется равной (1/4 + 1/4) = 1/2 = 0,5; а частота гамет а — (1/4 + 1/4) = 1/2 = 0,5.

Схем а скрещивания:

Р₁: 0,5(А)0,5(а)     х     0,5(А)0,5(а)
Г₁: 0,5(А); 0,5(а)       0,5(А); 0,5(а)
F₂: 0,25(АА); 0,5(Аа); 0,25аа или 0,25(АА); 0,5(Аа); 0,25аа. .

Видео:ПОЛНЫЙ РАЗБОР ХАРДИ-ВАЙНБЕРГА // РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ОТ BioFamily (ЕГЭ-2024 БИОЛОГИЯ)Скачать

Таким образом, доля гетерозигот в популяции в F2 составляет:

Ответ: В F₂  доля гетерозигот(Аа)  составляет 0,5 или 50%.

Таким образом, результаты рассчетов показали, что доля гетерозигот, установленная в первом поколении, сохраняется во втором, и, очевидно, в последующих тоже.
 

Расчет генотипов в первом и последующих поколениях 

Задача 99. 
В изоляции оказалась группа особей в соотношении 1(АА):2(Аа):4(аа). Какими будут первое и последующие поколения, если будут сохраняться условия генетического гомеостаза: будут исключены такие факторы, как отбор, мутационный процесс и миграция, и соблюдена равновероятность образования гамет всех типов и панмиксия?
Решение: 
Определим соотношение аллелей (А) и (а), которое будет соответствовать частоте гамет А и а. Доминантные гомозиготы (AA) дадут только гаметы А (1 из 7); гомозиготы (аа) — только гаметы а (4 из 7); гетерозиготы (Аа) — 1А и 1а. Значит, частота гамет А окажется равной (1/7 + 1/7) = 2/7 = 0,29; а частота гамет а — (4/7 + 1/7) = 5/7 = 0,71.

Учитывая, что соблюдена равновероятность образования гамет обоих полов, апределим возможные варианты генотипов в популяции через несколько поколений.

1. Определим возможные генотипы первого поколения (F₁)

Составим схему скрещивыания, получим: 

Р: (0,29А)(0,71а)      х    (0,29А)(0,71а)
Г: 0,29(А), 0,71(а)        0,29(А), 0,71(а)
F₁: 0,0841(АА); 0,2059(Аа); 0,2059(Аа); 0,5041(аа)

Видео:Олимпиадная генетика: разбор задачи на закон Харди-Вайнберга для сложной популяции из Высшей пробыСкачать

Таким образом, генотип популяции в F1 составляет:

F₁: 8,41%(АА), 41,18%(Аа), 50,41%(аа).

2. Определим возможные генотипы первого поколения (F₂)

Для определения, каким будет генотип популяции F₂, подсчитаем число типов гамет (А) и (а) в F₁: 8,41/100 + 20,59/100 = 29/100 = 0,29 (А); 50,41/100 + 20,59/100 = 71/100 = 0,71 (а).

Составим схему скрещивыания, получим: 

Р: (0,29А)(0,71а)      х    (0,29А)(0,71а)
Г: 0,29(А), 0,71(а)        0,29(А), 0,71(а)
F₁: 0,0841(АА); 0,2059(Аа); 0,2059(Аа); 0,5041(аа)

Видео:ГЕНЕТИКА ПОПУЛЯЦИЙ | Закон Харди-Вайнберга | Подготовка к ЕГЭ 2022 по БИОЛОГИИСкачать

Таким образом, генотип популяции в F₁ составляет: 

F₁: 8,41%(АА), 41,18%(Аа), 50,41%(аа); 
F₂: 8,41%(АА), 41,18%(Аа), 50,41%(аа).

Вывод: 
Результаты рассчетов показали, что генетическое равновесие в панмиксической популяции при отсутствии мутации, установленное в первом поколении, сохраняется во втором, и, очевидно, в последующих тоже.