Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
בפעילות זו, תדגמן את התדרים של שני אללים באוכלוסייה היפותטית במספר תנאים באמצעות תוכנת גיליון אלקטרוני וחרוזים צבעוניים. התחל בפתיחת קובץ גיליון אלקטרוני חדש. בעקבות משוואת הארדי-ויינברג, כאשר p הוא התדר של אלל דומיננטי A באוכלוסייה ו-q מוגדר כתדירות של אלל רצסיבי B, תדר הקלט p של אלל A לתא B2 ותדירות q של אלל B לתא B3. הקצה את הערך 0.5 לתא C2. בעקבות המשוואה 1 מינוס p שווה q, הזן את הנוסחה 1-C2 בתא C3 כדי לחשב את התדירות q של האלל B. תאים C2 ו-C3 ייצגו את מאגר הגנים המשמש בשלבים הבאים.
סמן את התאים E2 ו-F2 אלל אחד ואלל שני, בהתאמה. לאחר מכן, הזן את קוד RAND זה עבור נוסחה אקראית בתא E3. הנוסחאות האקראיות ייצרו ערכים חדשים בכל פעם שהגיליון האלקטרוני משתנה, ומשפט IF מחזיר את האות A אם המספר שנוצר באופן אקראי קטן או שווה ל- p ו- B אם הוא גדול מ- p. פונקציה זו תדמה את התדר של אחד האללים בדור הבא שלנו.
בחר בתא E3 וגרור את הפינה השמאלית התחתונה של התא כלפי מטה אל E27 כדי לשכפל את הנוסחה ל- 25 תאים, ליצור אלל עבור הצאצאים האחרים ולהזין את אותה נוסחה ששימשה בתא E3 לתא F3. הוסף עמודה שלישית של נתונים המתחילה בתיאור הגנוטיפ בתא G2, והוסף את פונקציית CONCATENATE לתא G3 כדי לשלב את שני האללים שנוצרו באופן אקראי וליצור גנוטיפ. גרור נוסחה זו כלפי מטה עבור 25 תאים וסמן את התאים H2, I2 ו- J2 AA, AB ו- BB, בהתאמה. לאחר מכן, הזן פונקציית IF אחת כפי שמוצג כאן לתאים H3, I3 ו- J3. גרור את הנוסחאות כלפי מטה למשך 25 שורות בכל עמודה.
הנוסחאות יחזירו אחד אם הגנוטיפ בשורה זו תואם את הגנוטיפ בשורת הכותרת ואפס אם הגנוטיפ בשורה זו הוא אחד משני הגנוטיפים האחרים. לאחר מכן, סמן את תא D28 כ- SUM, הוסף את הנוסחה לתא H28 וגרור את הנוסחה לתאים I28 ו- J28 כדי לקבל את המספר הכולל של כל גנוטיפ. לאחר מכן, סמן את התאים H30 ו-J30 A ו-B, בהתאמה, וסמן את מספר האללים של תא D31.
הוסף קוד לתאים H31 ו-J31 כדי לקבל את המספר הכולל של האללים בדור המדומה, שהוא פי שניים מהתדר של הגנוטיפ ההומוזיגוטי המתאים בתוספת תדירות הגנוטיפ ההטרוזיגוטי. לאחר מכן, סמן את תא E32 בתדר האלל של הדור הבא, והוסף קוד לתאים H32 ו-J32 כדי לקבל את יחס האללים בדור הבא. באמצעות תדירות הגנים שנוצרו במודל המתמטי שבניתם זה עתה, התאימו את ערכי מאגר הגנים בתאים C2 ו-C3 לאלה מ-H32 ו-J32, והריצו 10 דורות נוספים, ועדכנו את מאגר הגנים בתדירות האללים המתקבלת בכל פעם.
רשום/י את היחס בין שני המשתנים בכל נקודת זמן בגיליון האלקטרוני ובטבלה, וצור/י תרשים קווים כדי לראות כיצד אוכלוסייה קטנה משתנה עם הזמן. השערת הניסוי במחקר זה היא שאוכלוסיות קטנות יותר יסטו יותר מהתדרים הצפויים של הארדי-ויינברג של האללים מאשר אוכלוסיות גדולות יותר, מכיוון שאוכלוסיות קטנות יותר רגישות יותר לסחיפה גנטית. השערת האפס היא שתדירויות האללים בתוך האוכלוסיות לא יהיו שונות מהתדרים הצפויים של משוואת שיווי המשקל של הארדי-ויינברג, כלומר תדירות האללים תהיה זהה מדור לדור.
הגדירו את התדירות של גן A ל-0.3 ואת הגן B ל-0.7, והריצו את המודל 10 פעמים נוספות, ורשמו את היחס בין הגנים בדור הבא בטבלה לאחר כל ריצה. לאחר מכן, גרור את הנוסחאות של התאים למטה כדי לשנות את המודל כך שיכלול 100 זיגוטים, והפעל את המודל עוד 10 פעמים. לאחר ההפעלה האחרונה, שמור את כל נתוני העבודה בהתקן אחסון אישי וצא מתוכנית הגיליון האלקטרוני.
כדי להתחיל, מצא שותף, ולאחר מכן אסוף תיק אחד מהמדריך. ודא שהתיק מכיל חרוזים בשני צבעים שונים ומספר זוגי של כל צבע. ייעד צבע אחד כאות האלל A והשני כקטן a.
השערת הניסוי לסימולציה זו היא שתדירות האללים לא תשתנה במהלך 10 הדורות של הניסוי ושיווי משקל הארדי-ויינברג ייצפה. השערת האפס היא ששיווי משקל לא ייראה באוכלוסייה. שימו לב לתדירות ההתחלתית בטבלה הראשונה ליד דור האפס.
באמצעות משוואת הארדי-ויינברג, חשב את שכיחות הגנוטיפ ההתחלתית של האוכלוסייה, ורשום זאת בטבלה הראשונה. לאחר מכן, שוחח עם בן זוגך על האלל הסופי הצפוי ותדירות הגנוטיפ לאחר 10 דורות של שיווי משקל הארדי-ויינברג. שימו לב לזה ליד חיזוי בטבלה הראשונה.
צייר זוג חרוזים מהתיק. זה מייצג את הגנוטיפ של פרט אחד בדור הבא. הצב סימן ספירה בעמודה המתאימה ליד הדור הראשון.
כעת, תוך שמירה על כל זוג חרוזים מחוץ לשקית בכל פעם, חזור על הציור 20 פעמים כדי למלא את הדור הראשון של השורה הראשונה. באמצעות המספרים, חשב את תדירות האללים עבור אותו דור, זכור לספור את שני האללים בכל גנוטיפ. רשום את תדירות האלל החדשה, ולאחר מכן התאם את 100 החרוזים כדי לשקף את האוכלוסייה לאחר הדור הראשון על ידי הוספה והסרה של חרוזים לפי הצורך.
חזור על ציור הזוגות מהאוכלוסייה המותאמת הזו לדור נוסף של 20 ליקוטים, ורשום את כל התצפיות בטבלה הראשונה. לאחר חישוב תדירות האלל עבור דור זה, התאם שוב את האוכלוסייה כדי להגדיר משיכת דור שלישי. המשיכו לצייר, לחשב את תדירות האללים ולהתאים את האוכלוסייה ההתחלתית, עד שתועדו 10 דורות בסך הכל.
כדי לבחון את ההשפעה של תרחישים פיזיקליים ואקולוגיים שונים על שיווי המשקל של הארדי-ויינברג, צייר תחילה פיסת נייר כדי לקבוע איזו הנחת הארדי-ויינברג תבדוק. ערכו תחזית של מה שאתם חושבים שעשוי לקרות בתרחיש שבחרתם לפני תחילת הניסוי, ורשמו זאת על הלוח. אם בחרת את תרחיש המוטציה, בחר חמישה אללים באופן אקראי מהקבוצה, והחלף אותם בחמישה מתוך צבע שלישי, B.As הון אלל לפני כן, בצע את הסימולציה על ידי משיכת זוגות חרוזים מהשקית לדור של 20 פיקים, ורשום את התוצאות.
לאחר כל דור, בצע התאמות כדי שהאוכלוסייה ההתחלתית תתאים לתדר האלל החדש כמו קודם. לאחר מכן, החלף שוב חמישה אללים אקראיים בצבע החדש, והדמה את הדור החדש עבור 20 בחירות. אם בחרתם במבחן ההזדווגות הלא אקראי, ציירו אלל אחד בכל פעם במקום שניים, ואז התאימו אותו לאלל אחר מאותו צבע שנשלף מהשקית.
כמו בסימולציה הקודמת, התאימו את האוכלוסייה כך שתתאים לתדירות האללים החדשים בסוף הדור הקודם, ובצעו את הסימולציה במשך 10 דורות בסך הכל. עבור תנאי זרימת הגנים, התחל בהסרת 10 אללים מהאוכלוסייה והחלפתם ב-10 אללים שנבחרו באקראי מתוך קבוצה אחרת של 100 חרוזים. התאם את תדירות האלל, וחזור על זרימת הגנים של הסרת 10 חרוזים והוספת 10 חרוזים משקית אחרת בתחילת כל דור.
אם ציירתם גודל אוכלוסייה קטן, פשוט התחילו כל דור עם 60 אללים במקום 100. כרגיל, התאם את תדרי האללים בכל דור, והקלט 10 דורות. בתנאי הבחירה, צייר משקית החרוזים המקורית, אך אל תספור זוגות רצסיביים הומוזיגוטיים המצוירים בעת חישוב תדירות האלל בסוף כל דור.
צייר פיסת נייר כדי לקבוע איזו הנחת הארדי-ויינברג תבדוק. כל אחת מהסימולציות תופעל במשך 10 דורות. ערוך את התחזיות שלך לפני הפעלת הסימולציות, ורשום אותן על הלוח.
אם יש לך את מבחן גודל האוכלוסייה הקטן, הפעל את סימולציית הארדי-ויינברג הסטנדרטית כמו קודם, אך במקום זאת התחל כל דור עם 30 אללים ולא 100. אם ציירתם את אפקט המייסד עם מבחן שני אללים, התחילו את הדור הראשון על ידי שליפת חמישה זוגות חרוזים בלבד מהשקית. לאחר מכן, יצירת מאגר הגנים לדור השני, כללה רק 50 חרוזים בתדר האלל שנקבע בדור הראשון.
מרכיב את מאגר הגנים של הדור השלישי וכל הדורות הבאים, כולל 100 חרוזים. לאפקט מייסד עם 10 אללים, תצטרך לאסוף שקית המכילה כמויות אקראיות של 10 חרוזים בצבעים שונים. ייעד שם אלל לכל אחד מהאללים החדשים, ולאחר מכן חשב את תדירות האלל הראשונית שלהם.
כעת, הריצו את הניסוי באותו אופן כמו אפקט המייסד עם שני אללים על ידי ציור של חמישה זוגות בלבד באופן אקראי עבור הדור הראשון ולאחר מכן יצירת הדור השני עם 50 אללים והדור השלישי והדור הבא עם 100. אם יש לך אסון טבע עם שני אללים, תצטרך לאסוף צלחת נייר מהמדריך שלך. צייר קו באמצע הצלחת.
לפני הדור הראשון, שפכו את כל החרוזים ממערך סטנדרטי של 100 חרוזים על הצלחת, וערבבו אותם באופן אקראי, ופזרו אותם באופן שווה. בחר צד אחד של הצלחת, וקח את כל החרוזים מהצד הזה. אתה צריך לשאוב מהם כדי ליצור את הדור הראשון.
עבור הדור השני ואילך, התאם את האוכלוסייה והשתמש בסך הכל ב-100 חרוזים. לבסוף, אם בחרתם במבחן אסון הטבע עם 10 אללים, תצטרכו לאסוף שקית המכילה 10 חרוזים בצבעים שונים. הקצה שם לכל אלל חדש, ולאחר מכן הנח אותם על הצלחת ובחר חצי.
צייר מ-50 החרוזים הללו עבור הדור הראשון, ולאחר מכן חשב את תדירות האללים כדי ליצור אוכלוסייה של 100 בכל סיבוב עוקב. באמצעות הפונקציות שהוזנו, חשב את המספר של כל אלל על ידי הכפלת מספר הגנוטיפים ההומוזיגוטיים בשניים והוספת מספר הגנוטיפים ההטרוזיגוטיים. לאחר מכן ניתן לחשב את התדירות על ידי חלוקת מספר האלל המדובר במספר הכולל של האללים.
הזן את התוצאות בטבלה. לאחר מכן, השתמשו במשוואת הארדי-ויינברג כדי לחשב את תדירות הגנוטיפ הצפויה של הדור הבא, והשוו את תוצאות הסימולציה לתדירות הצפויה, תוך שימוש בטבלה כמדריך. שרטט את השינויים בתדירות הגנים של האוכלוסייה לאורך זמן שרשמת בטבלה.
האם תדירות האללים נשארת כמעט זהה, או שמא אלל אחד יורד בתדירות עד כדי כך שהוא נעלם מהאוכלוסייה? שרטט את השינויים באוכלוסיות של 25 ו-100 זיגוטות עם תדירות גנים ראשונית של 0.5 עבור כל אלל. האם אוכלוסיות בגודל קטן או גדול יותר נשארות קרובות יותר לתדירות מאגר הגנים הראשוני?
האם גודל האוכלוסייה משנה את תדירות קבלת התוצאות הצפויות? תדירות האללים שנצפתה צפויה להיות שונה מעט מהערכים הצפויים של הארדי-ויינברג כתוצאה ממקריות מפונקציית RAND. באמצעות קווים נפרדים לכל אלל, גרף את תדרי האלל שנמצאו עבור ניסוי הארדי-ויינברג המקורי במשך 10 דורות.
השווה את התוצאות בכיתה, ובדוק אם התוצאות שלך תואמות. מדוע לדעתך זה כך? לאחר מכן, שוב באמצעות קו אחד לכל אלל, גרף את תוצאות הניסוי השני שלך, תוך בדיקת הפרות של שיווי משקל הארדי-ויינברג, ושתף את הממצאים שלך עם המחלקה.
האם התוצאה שלך תאמה את התחזית שלך? אם חברים אחרים לכיתה ציירו את אותו מצב, האם הם קיבלו את אותה תוצאה? אם לא, מדוע לדעתך זה כך?
לבסוף, גרף את התוצאות של תרחיש הדמיית הסחיפה הגנטית שלך באותו אופן. שוב, הציגו את התוצאות שלכם לקבוצה, והניחו מדוע התוצאות שלכם תואמות או לא תואמות את התחזית שלכם. האם חברים לכיתה עם אותו מצב קיבלו את אותה תוצאה?
