-1::1
Simple Hit Counter
Skip to content

Products

Solutions

×
×
Sign In

PL

EN - EnglishCN - 简体中文DE - DeutschES - EspañolKR - 한국어IT - ItalianoFR - FrançaisPT - Português do BrasilPL - PolskiHE - עִבְרִיתRU - РусскийJA - 日本語TR - TürkçeAR - العربية
Sign In Start Free Trial

RESEARCH

JoVE Journal

Peer reviewed scientific video journal

Behavior
Biochemistry
Bioengineering
Biology
Cancer Research
Chemistry
Developmental Biology
View All
JoVE Encyclopedia of Experiments

Video encyclopedia of advanced research methods

Biological Techniques
Biology
Cancer Research
Immunology
Neuroscience
Microbiology
JoVE Visualize

Visualizing science through experiment videos

EDUCATION

JoVE Core

Video textbooks for undergraduate courses

Analytical Chemistry
Anatomy and Physiology
Biology
Cell Biology
Chemistry
Civil Engineering
Electrical Engineering
View All
JoVE Science Education

Visual demonstrations of key scientific experiments

Advanced Biology
Basic Biology
Chemistry
View All
JoVE Lab Manual

Videos of experiments for undergraduate lab courses

Biology
Chemistry

BUSINESS

JoVE Business

Video textbooks for business education

Accounting
Finance
Macroeconomics
Marketing
Microeconomics

OTHERS

JoVE Quiz

Interactive video based quizzes for formative assessments

Authors

Teaching Faculty

Librarians

K12 Schools

Biopharma

Products

RESEARCH

JoVE Journal

Peer reviewed scientific video journal

JoVE Encyclopedia of Experiments

Video encyclopedia of advanced research methods

JoVE Visualize

Visualizing science through experiment videos

EDUCATION

JoVE Core

Video textbooks for undergraduates

JoVE Science Education

Visual demonstrations of key scientific experiments

JoVE Lab Manual

Videos of experiments for undergraduate lab courses

BUSINESS

JoVE Business

Video textbooks for business education

OTHERS

JoVE Quiz

Interactive video based quizzes for formative assessments

Solutions

Authors
Teaching Faculty
Librarians
<<<<<<< HEAD
K12 Schools
Biopharma
=======
K12 Schools
>>>>>>> dee1fd4 (fixed header link)

Language

pl_PL

EN

English

CN

简体中文

DE

Deutsch

ES

Español

KR

한국어

IT

Italiano

FR

Français

PT

Português do Brasil

PL

Polski

HE

עִבְרִית

RU

Русский

JA

日本語

TR

Türkçe

AR

العربية

    Menu

    JoVE Journal

    Behavior

    Biochemistry

    Bioengineering

    Biology

    Cancer Research

    Chemistry

    Developmental Biology

    Engineering

    Environment

    Genetics

    Immunology and Infection

    Medicine

    Neuroscience

    Menu

    JoVE Encyclopedia of Experiments

    Biological Techniques

    Biology

    Cancer Research

    Immunology

    Neuroscience

    Microbiology

    Menu

    JoVE Core

    Analytical Chemistry

    Anatomy and Physiology

    Biology

    Cell Biology

    Chemistry

    Civil Engineering

    Electrical Engineering

    Introduction to Psychology

    Mechanical Engineering

    Medical-Surgical Nursing

    View All

    Menu

    JoVE Science Education

    Advanced Biology

    Basic Biology

    Chemistry

    Clinical Skills

    Engineering

    Environmental Sciences

    Physics

    Psychology

    View All

    Menu

    JoVE Lab Manual

    Biology

    Chemistry

    Menu

    JoVE Business

    Accounting

    Finance

    Macroeconomics

    Marketing

    Microeconomics

Start Free Trial
Loading...
Home
JoVE Lab Manual
Biology
Hardy-Weinberg i dryf genetyczny
Hardy-Weinberg i dryf genetyczny
Lab Manual
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
Lab Manual Biology
Hardy-Weinberg and Genetic Drift

Hardy-Weinberg i dryf genetyczny

Skip to

Concept

Instructor Prep

Student Protocol

10,497 Views
15:42 min
January 29, 2019
AI Banner

Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

Procedure

  1. Symulacja klasy
    • Zacznij od otwarcia nowego pliku arkusza kalkulacyjnego. Zgodnie z równaniem Hardy'ego-Weinberga, gdzie p jest częstością dominującego allelu A w populacji, a q definiuje się jako częstość recesywnego allelu B, częstotliwość wejściową p allelu A do komórki B2 i częstotliwość q allelu B do komórki B3.
    • Przypisz wartość 0,5 do komórki C2.
    • Postępując zgodnie z równaniem 1 – p = q, wprowadź formułę "= 1 – C2" do komórki C3, aby obliczyć częstość q allelu B. UWAGA: Komórki C2 i C3 będą reprezentować pulę genów użytą w kilku następnych krokach.
    • Oznacz komórki E2 i F2 odpowiednio jako "Allel 1" i "Allel 2", a następnie wprowadź kod RAND dla losowej formuły do komórki E3. =IF (RAND()
    • Zaznacz komórkę E3 i przeciągnij prawy dolny róg komórki w dół do E27, aby zduplikować formułę na 25 komórek, tworząc allel dla drugiego potomstwa, i wprowadź tę samą formułę, która została użyta w komórce E3, do komórki F3.
    • Dodaj trzecią kolumnę danych zaczynającą się od opisu "Genotyp" w komórce G2 i dodaj funkcję CONCATENATE do komórki G3, aby połączyć dwa losowo wygenerowane allele i utworzyć genotyp.
    • Przeciągnij tę formułę w dół dla 25 komórek i oznacz komórki odpowiednio jako H2, I2 i J2 AA, AB i BB.
    • Następnie wprowadź jedną funkcję JEŻELI, jak pokazano tutaj, w komórkach H3, I3 i J3. Przeciągnij formuły w dół, aby wyświetlić 25 wierszy w kolumnie. Formuły zwrócą wartość 1, jeśli genotyp w tym wierszu jest zgodny z genotypem w wierszu nagłówka, i 0, jeśli genotyp w tym wierszu jest jednym z dwóch pozostałych genotypów. H3: = JEŻELI (G3="AA";1,0) I3: =JEŻELI(LUB(G3="AB,G3="BA");1,0) J3: =JEŻELI(G3="BB";1,0)
    • Następnie oznacz komórkę D28 jako "SUMA", dodaj formułę do komórki H28 i przeciągnij formułę do komórek I28 i J28, aby uzyskać całkowitą liczbę każdego genotypu.
    • Następnie oznacz komórki H30 i J30 odpowiednio "A" i "B" i oznacz komórkę D31 jako "Liczba alleli".
    • Dodaj kod do komórek H31 i J31, aby uzyskać całkowitą liczbę alleli w symulowanym pokoleniu, która jest dwa razy większa niż częstość występowania odpowiedniego homozygotycznego genotypu, plus częstość heterozygotycznego genotypu.
    • Następnie oznacz komórkę E32 jako "Częstotliwość alleli nowej generacji" i dodaj kod do komórek H32 i J32, aby uzyskać stosunek alleli w następnej generacji.
    • Korzystając z częstości genów wygenerowanych w modelu matematycznym, który właśnie zbudowałeś, dostosuj wartości puli genów w komórkach C2 i C3 do tych z H32 i J32 i uruchom 10 kolejnych pokoleń, za każdym razem aktualizując pulę genów o wynikową częstotliwość alleli.
    • Zapisz stosunek dwóch zmiennych w każdym punkcie czasowym w arkuszu kalkulacyjnym na tabeli i utwórz wykres liniowy, aby zobaczyć, jak mała populacja zmienia się w czasie. Hipotezy: Hipoteza eksperymentalna w tym badaniu jest taka, że mniejsze populacje będą bardziej odbiegać od oczekiwanych częstości alleli Hardy'ego-Weinberga niż większe populacje, ponieważ mniejsze populacje są bardziej podatne na dryf genetyczny. Hipoteza zerowa mówi, że częstości alleli w populacjach nie będą się różnić od oczekiwanych częstości równania równowagi Hardy'ego-Weinberga, co oznacza, że częstości alleli będą takie same z pokolenia na pokolenie.
    • Ustaw częstotliwość genu A na 0,3, a genu B na 0,7 i uruchom model jeszcze 10 razy, zapisując stosunek genów w następnym pokoleniu w tabeli po każdym przebiegu.
    • Następnie przeciągnij formuły dla komórek dalej w dół, aby zmienić model tak, aby zawierał 100 zygot i uruchom model kolejne 10 razy.
    • Po ostatnim uruchomieniu zapisz wszystkie dane robocze na osobistym urządzeniu pamięci masowej i wyjdź z programu arkusza kalkulacyjnego.
  2. Symulacja dla Hardy'ego-Weinberga i dryfu genetycznego
    • Aby rozpocząć, znajdź partnera, a następnie odbierz jedną torbę od instruktora.
    • Sprawdź, czy torba zawiera koraliki w dwóch różnych kolorach i parzystą liczbę każdego koloru.
    • Oznacz jeden kolor jako dużą literę A, a drugi jako mały a. Hipotezy: Hipoteza eksperymentalna dla tej symulacji jest taka, że częstość alleli nie zmieni się w ciągu 10 pokoleń eksperymentu i będzie obserwowana równowaga Hardy'ego-Weinberga. Hipoteza zerowa mówi, że równowaga nie będzie widoczna w populacji.
    • Zwróć uwagę na początkową częstotliwość w tabeli 1 obok generacji zero. Korzystając z równania Hardy'ego-Weinberga, oblicz początkowe częstości genotypu populacji i odnotuj to w tabeli 1. Kliknij tutaj, aby pobrać tabelę A
    • Następnie porozmawiaj ze swoim partnerem o oczekiwanych końcowych częstościach alleli i genotypów po 10 generacjach równowagi Hardy'ego-Weinberga. Zwróć na to uwagę obok prognozy w tabeli 1.
    • Narysuj parę koralików z torby. Reprezentuje to genotyp jednego osobnika w następnym pokoleniu.
    • Umieść znacznik liczenia w odpowiedniej kolumnie obok Generacji 1.
    • Teraz, za każdym razem trzymając każdą parę koralików z dala od torby, powtórz rysunek 20 razy, aby wypełnić pierwszy wiersz generacji w tabeli 1.
    • Korzystając z zestawień, oblicz częstość występowania alleli dla tego pokolenia, pamiętając o policzeniu obu alleli w każdym genotypie. Zanotuj nową częstotliwość alleli, a następnie dostosuj 100 koralików, aby odzwierciedlić populację po generacji 1, dodając i usuwając koraliki w razie potrzeby.
    • Powtórz losowanie par z tej skorygowanej populacji dla kolejnego pokolenia 20 typów, zapisując wszystkie obserwacje w Tabeli 1.
    • Po obliczeniu częstości alleli dla tego pokolenia, ponownie dostosuj populację, aby ustawić losowanie trzeciej generacji.
    • Kontynuuj rysowanie, obliczanie częstości alleli i dostosowywanie początkowej populacji, aż w sumie zostanie zarejestrowanych 10 pokoleń.
  3. Naruszenia Hardy-Weinberg
    • Aby przetestować wpływ różnych scenariuszy fizycznych i ekologicznych na równowagę Hardy'ego-Weinberga, najpierw narysuj kartkę papieru, aby określić, które założenie Hardy'ego-Weinberga będziesz testować.
    • Przed rozpoczęciem eksperymentu przewiduj, co Twoim zdaniem może się wydarzyć w wybranym przez Ciebie scenariuszu, i zapisz to na tablicy.
    • Jeśli wybrałeś scenariusz mutacji, wybierz losowo 5 alleli z zestawu i zastąp je 5 allelami trzeciego koloru, allelu przez duże B.
    • Tak jak poprzednio, przeprowadź symulację, wyciągając pary koralików z torby dla generacji 20 kilofów, zapisując wyniki. Kliknij tutaj, aby pobrać tabelę B
    • Po każdym pokoleniu dokonaj korekt, aby początkowa populacja odpowiadała nowej częstości alleli, tak jak poprzednio.
    • Następnie ponownie zastąp 5 losowych alleli nowym kolorem i zasymuluj nową generację dla 20 wyborów.
    • Jeśli wybrałeś nielosowy test krycia, narysuj 1 allel na raz zamiast 2, a następnie sparuj go z innym tego samego koloru wyciągniętym z torby.
    • Podobnie jak w poprzedniej symulacji, dostosuj populację tak, aby odpowiadała nowym częstościom alleli pod koniec poprzedniej generacji i przeprowadź symulację dla łącznie 10 pokoleń.
    • W przypadku warunku przepływu genów, zacznij od usunięcia 10 alleli z populacji i zastąpienia ich 10 losowo wybranymi allelami z innego zestawu 100 koralików.
    • Dostosuj częstotliwość alleli i powtórz przepływ genów, usuwając 10 koralików i dodając 10 koralików z innego worka na początku każdego pokolenia.
    • Jeśli narysowałeś małą populację, po prostu rozpocznij każde pokolenie od 60 alleli zamiast 100.
    • Jak zwykle, dostosuj częstość alleli w każdym pokoleniu i zapisz 10 pokoleń. W warunku selekcji należy wyciągnąć z oryginalnego worka koralików, ale nie liczyć żadnych homozygotycznych par recesywnych, które są losowane przy obliczaniu częstości alleli na koniec każdego pokolenia.
  4. Symulacja dryfu genetycznego
    • Dokonaj swoich przewidywań przed przeprowadzeniem symulacji i zapisz je na tablicy.
    • Jeśli masz test na małą populację, uruchom standardową symulację Hardy'ego-Weinberga jak poprzednio, ale zamiast tego rozpocznij każde pokolenie od 30 alleli, a nie 100.
    • Jeśli narysowałeś efekt założyciela za pomocą testu dwóch alleli, rozpocznij generację 1 od narysowania tylko 5 par koralików z torby.
    • Następnie, tworząc pulę genów dla generacji 2, uwzględnij tylko 50 koralików o częstotliwości alleli określonej w generacji 1. Tworząc pulę genów dla generacji 3 i wszystkich kolejnych generacji, uwzględnij 100 koralików.
    • Aby uzyskać efekt założyciela z 10 allelami, musisz zebrać torbę zawierającą losowe ilości 10 różnokolorowych koralików.
    • Wyznacz nazwę allelu dla każdego z nowych alleli, a następnie oblicz ich początkową częstość występowania alleli.
    • Teraz przeprowadź eksperyment w taki sam sposób, jak w przypadku efektu założyciela z dwoma allelami, losując losowo tylko 5 par dla generacji 1, a następnie tworząc drugą generację z 50 allelami, a trzecią i kolejne generacje ze 100. Kliknij tutaj, aby pobrać tabelę C
    • Jeśli masz klęskę żywiołową z 2 allelami, będziesz musiał odebrać papierowy talerz od swojego instruktora.
    • Narysuj linię wzdłuż środka płyty. Przed generacją 1 wylej na talerz wszystkie koraliki ze standardowego zestawu 100 koralików i wymieszaj je losowo, równomiernie rozprowadzając.
    • Wybierz jedną stronę talerza i weź wszystkie koraliki z tej strony. Powinieneś czerpać z nich, aby stworzyć generację 1.
    • Dla generacji 2 i późniejszych, dostosuj populację i użyj łącznie 100 koralików.
    • Na koniec, jeśli wybrałeś test na klęskę żywiołową z 10 allelami, będziesz musiał zebrać torbę zawierającą 10 różnokolorowych koralików.
    • Przypisz nazwę każdemu nowemu allelowi, a następnie umieść je na płytce i wybierz połowę. Wylosuj z tych 50 koralików dla generacji 1, a następnie oblicz częstość alleli, aby uzyskać populację 100 w każdej kolejnej rundzie.
  5. Wyniki Expand
    • Korzystając z wprowadzonych funkcji, oblicz liczbę każdego allelu, mnożąc liczbę genotypów homozygotycznych przez 2 i dodając liczbę genotypów heterozygotycznych.
    • Częstość można następnie obliczyć, dzieląc liczbę danego allelu przez całkowitą liczbę alleli. Wprowadź wyniki do tabeli.
    • Następnie użyj równania Hardy'ego-Weinberga, aby obliczyć oczekiwaną częstość genotypu następnego pokolenia i porównaj wyniki symulacji z oczekiwaną częstotliwością, korzystając z tabeli jako przewodnika.
    • Wykres zmian częstości genów populacji w czasie, które zarejestrowałeś w tabeli. Zwróć uwagę na wszelkie zmiany w częstości występowania alleli w czasie i jeśli jakiekolwiek allele zmniejszają swoją częstość do punktu, w którym znikają z populacji.
    • Wykres zmian w populacjach 25 i 100 zygot z początkową częstością genów 0,5 dla każdego allelu. Porównaj wyniki mniejszej populacji i większych populacji. UWAGA: Oczekuje się, że obserwowane częstości alleli będą się nieznacznie różnić od oczekiwanych wartości Hardy'ego-Weinberga w wyniku przypadku funkcji RAND.
    • Używając oddzielnych linii dla każdego allelu, narysuj na wykresie częstości alleli znalezione w oryginalnym eksperymencie Hardy'ego-Weinberga na przestrzeni 10 pokoleń.
    • Porównaj wyniki w całej klasie i zobacz, czy twoje wyniki się zgadzają.
    • Następnie, ponownie używając jednej linii na allel, narysuj wyniki swojego drugiego eksperymentu testującego naruszenia równowagi Hardy'ego-Weinberga i podziel się swoim odkryciem z klasą. Porównaj swoje rzeczywiste wyniki z przewidywaniami.
    • Na koniec narysuj wyniki swojego scenariusza symulacji dryfu genetycznego w ten sam sposób.
    • Ponownie przedstaw swoje wyniki grupie i zastanów się, dlaczego Twoje wyniki zgadzały się lub nie zgadzały z Twoimi przewidywaniami. Porównaj swoje wyniki z wynikami kolegów z klasy.

Transcript

W tym ćwiczeniu będziesz modelować częstości występowania dwóch alleli w hipotetycznej populacji w kilku warunkach za pomocą arkusza kalkulacyjnego i kolorowych koralików. Zacznij od otwarcia nowego pliku arkusza kalkulacyjnego. Zgodnie z równaniem Hardy'ego-Weinberga, gdzie p jest częstością dominującego allelu A w populacji, a q definiuje się jako częstość recesywnego allelu B, częstotliwość wejściową p allelu A do komórki B2 i częstotliwość q allelu B do komórki B3. Przypisz wartość 0,5 do komórki C2. Postępując zgodnie z równaniem jeden minus p równa się q, wprowadź wzór 1-C2 do komórki C3, aby obliczyć częstotliwość q allelu B. Komórki C2 i C3 będą reprezentować pulę genów użytą w kilku następnych krokach.

Oznacz komórki E2 i F2 odpowiednio allelem pierwszym i allelem drugim. Następnie wprowadź ten kod RAND dla losowej formuły w komórce E3. Formuły losowe będą generować nowe wartości za każdym razem, gdy arkusz kalkulacyjny zostanie zmodyfikowany, a instrukcja IF zwraca literę A, jeśli losowo wygenerowana liczba jest mniejsza lub równa p, i B , jeśli jest większa niż p. Ta funkcja będzie symulować częstość występowania jednego z alleli w naszym następnym pokoleniu.

Zaznacz komórkę E3 i przeciągnij prawy dolny róg komórki w dół do komórki E27, aby zduplikować formułę do 25 komórek, tworząc allel dla drugiego potomstwa, a następnie wprowadź tę samą formułę, która została użyta w komórce E3, do komórki F3. Dodaj trzecią kolumnę danych, zaczynając od opisu genotypu w komórce G2, a następnie dodaj funkcję ZŁĄCZ.TEKSTY do komórki G3, aby połączyć dwa losowo wygenerowane allele i utworzyć genotyp. Przeciągnij tę formułę w dół dla 25 komórek i oznacz komórki odpowiednio H2, I2 i J2 AA, AB i BB. Następnie wprowadź jedną funkcję JEŻELI, jak pokazano tutaj, w komórkach H3, I3 i J3. Przeciągnij formuły w dół, aby wyświetlić 25 wierszy w kolumnie.

Formuły zwrócą jedynkę, jeśli genotyp w tym wierszu pasuje do genotypu w wierszu nagłówka, i zero, jeśli genotyp w tym wierszu jest jednym z pozostałych dwóch genotypów. Następnie oznacz komórkę D28 jako SUMA, dodaj formułę do komórki H28 i przeciągnij formułę do komórek I28 i J28, aby uzyskać łączną liczbę każdego genotypu. Następnie oznacz komórki H30 i J30 odpowiednio A i B oraz oznacz komórkę D31 liczbą alleli.

Dodaj kod do komórek H31 i J31, aby uzyskać całkowitą liczbę alleli w symulowanym pokoleniu, która jest dwukrotnie większa niż częstość odpowiedniego homozygotycznego genotypu plus częstość heterozygotycznego genotypu. Następnie oznacz komórkę E32 częstotliwością alleli następnej generacji i dodaj kod do komórek H32 i J32, aby uzyskać stosunek alleli w następnym pokoleniu. Korzystając z częstotliwości genów wygenerowanych w modelu matematycznym, który właśnie zbudowałeś, dostosuj wartości puli genów w komórkach C2 i C3 do tych z H32 i J32 i uruchom 10 kolejnych pokoleń, za każdym razem aktualizując pulę genów o wynikową częstość alleli.

Zapisz stosunek dwóch zmiennych w każdym punkcie czasowym w arkuszu kalkulacyjnym i tabeli, a następnie utwórz wykres liniowy, aby zobaczyć, jak mała populacja zmienia się w czasie. Hipoteza eksperymentalna w tym badaniu jest taka, że mniejsze populacje będą bardziej odbiegać od oczekiwanych częstości alleli Hardy'ego-Weinberga niż większe populacje, ponieważ mniejsze populacje są bardziej podatne na dryf genetyczny. Hipoteza zerowa mówi, że częstości alleli w populacjach nie będą się różnić od oczekiwanych częstości równania równowagi Hardy'ego-Weinberga, co oznacza, że częstości alleli będą takie same z pokolenia na pokolenie.

Ustaw częstotliwość genu A na 0,3 i genu B na 0,7 i uruchom model jeszcze 10 razy, rejestrując stosunek genów w następnym pokoleniu w tabeli po każdym przebiegu. Następnie przeciągnij formuły dla komórek dalej w dół, aby zmienić model tak, aby zawierał 100 zygot, i uruchom model kolejne 10 razy. Po ostatnim uruchomieniu zapisz wszystkie dane robocze na osobistym urządzeniu pamięci masowej i zamknij program arkusza kalkulacyjnego.

Na początek znajdź partnera, a następnie odbierz jedną torbę od instruktora. Sprawdź, czy torba zawiera koraliki w dwóch różnych kolorach i parzystą liczbę każdego koloru. Oznacz jeden kolor jako duży allel A, a drugi jako mały a.

Hipoteza eksperymentalna dla tej symulacji jest taka, że częstości alleli nie zmienią się w ciągu 10 pokoleń eksperymentu i zostanie zaobserwowana równowaga Hardy'ego-Weinberga. Hipoteza zerowa mówi, że równowaga nie będzie widoczna w populacji. Zwróć uwagę na początkową częstotliwość w tabeli pierwszej obok generacji zero.

Korzystając z równania Hardy'ego-Weinberga, oblicz początkowe częstości genotypów populacji i zanotuj to w tabeli pierwszej. Następnie porozmawiaj ze swoim partnerem o oczekiwanych końcowych częstościach alleli i genotypów po 10 pokoleniach równowagi Hardy'ego-Weinberga. Zwróć na to uwagę obok przewidywania w tabeli pierwszej.

Narysuj parę koralików z torby. Reprezentuje to genotyp jednego osobnika w następnym pokoleniu. Umieść znacznik licznika w odpowiedniej kolumnie obok generacji pierwszej.

Teraz, za każdym razem trzymając każdą parę koralików z dala od torby, powtórz rysunek 20 razy, aby wypełnić pierwszy rząd pierwszej generacji stołu. Korzystając z zestawień, oblicz częstość alleli dla tego pokolenia, pamiętając o policzeniu obu alleli w każdym genotypie. Zanotuj nową częstotliwość alleli, a następnie dostosuj 100 koralików, aby odzwierciedlić populację po pierwszym pokoleniu, dodając i usuwając koraliki w razie potrzeby.

Powtórz losowanie par z tej skorygowanej populacji dla kolejnego pokolenia 20 kilofów, zapisując wszystkie obserwacje w tabeli pierwszej. Po obliczeniu częstości alleli dla tego pokolenia ponownie dostosuj populację, aby ustawić losowanie trzeciej generacji. Kontynuuj rysowanie, obliczanie częstości alleli i dostosowywanie populacji wyjściowej, aż w sumie zostanie zarejestrowanych 10 pokoleń.

Aby przetestować wpływ różnych scenariuszy fizycznych i ekologicznych na równowagę Hardy'ego-Weinberga, najpierw narysuj kartkę papieru, aby określić, które założenie Hardy'ego-Weinberga będziesz testować. Przed rozpoczęciem eksperymentu zastanów się, co Twoim zdaniem może się wydarzyć w wybranym scenariuszu, i zapisz to na tablicy. Jeśli wybrałeś scenariusz mutacji, wybierz losowo pięć alleli z zestawu i zastąp je pięcioma trzeciego koloru, allelu kapitału B.As wcześniej, przeprowadź symulację, wyciągając pary koralików z torby dla pokolenia 20 wyborów, rejestrując wyniki.

Po każdym pokoleniu należy dokonać korekt, aby populacja wyjściowa odpowiadała nowej częstości alleli, tak jak poprzednio. Następnie ponownie zastąp pięć losowych alleli nowym kolorem i zasymuluj nową generację dla 20 wyborów. Jeśli wybrałeś nielosowy test krycia, rysuj jeden allel na raz zamiast dwóch, a następnie sparuj go z innym tego samego koloru wyciągniętym z torby.

Podobnie jak w przypadku poprzedniej symulacji, dostosuj populację tak, aby odpowiadała nowym częstościom alleli na końcu poprzedniej generacji i przeprowadź symulację dla łącznie 10 pokoleń. W przypadku warunku przepływu genów zacznij od usunięcia 10 alleli z populacji i zastąpienia ich 10 losowo wybranymi allelami z innego zestawu 100 koralików. Dostosuj częstotliwość alleli i powtórz przepływ genów, usuwając 10 kulek i dodając 10 koralików z innej torebki na początku każdego pokolenia.

Jeśli narysowałeś małą populację, po prostu rozpocznij każde pokolenie z 60 allelami zamiast 100. Jak zwykle, dostosuj częstość alleli w każdym pokoleniu i zapisz 10 pokoleń. W warunku selekcji dobieraj z oryginalnego worka koralików, ale nie licz żadnych homozygotycznych par recesywnych, które są losowane przy obliczaniu częstości alleli na koniec każdego pokolenia.

Narysuj kartkę papieru, aby określić, które założenie Hardy'ego-Weinberga będziesz testować. Każda z symulacji będzie prowadzona przez 10 generacji. Dokonaj przewidywań przed uruchomieniem symulacji i zapisz je na tablicy.

Jeśli masz test małej populacji, uruchom standardową symulację Hardy'ego-Weinberga jak poprzednio, ale zamiast tego rozpocznij każde pokolenie z 30 allelami, a nie 100. Jeśli narysowałeś efekt założyciela za pomocą testu dwóch alleli, rozpocznij pierwszą generację, rysując tylko pięć par koralików z torby. Następnie, tworząc pulę genową dla drugiego pokolenia, uwzględnij tylko 50 koralików o częstotliwości alleli określonej w pierwszym pokoleniu.

Pula genowa dla trzeciego pokolenia i wszystkich kolejnych pokoleń obejmuje 100 koralików. Aby uzyskać efekt założyciela z 10 allelami, musisz zebrać torbę zawierającą losowe ilości 10 różnokolorowych koralików. Wyznacz nazwę allelu dla każdego z nowych alleli, a następnie oblicz ich początkową częstość alleli.

Teraz przeprowadź eksperyment w taki sam sposób, jak w przypadku efektu założyciela z dwoma allelami, losując losowo tylko pięć par dla pierwszej generacji, a następnie tworząc drugą generację z 50 allelami, a trzecią i kolejne pokolenia ze 100. Jeśli masz klęskę żywiołową z dwoma allelami, będziesz musiał pobrać papierowy talerz od swojego instruktora. Narysuj linię na środku talerza.

Przed pierwszą generacją wylej na talerz wszystkie koraliki ze standardowego zestawu 100 koralików i wymieszaj je losowo, równomiernie rozprowadzając. Wybierz jedną stronę talerza i weź wszystkie koraliki z tej strony. Powinieneś z nich czerpać, aby stworzyć pierwszą generację.

Dla generacji drugiej i późniejszych dostosuj populację i użyj łącznie 100 koralików. Wreszcie, jeśli wybrałeś test na klęskę żywiołową z 10 allelami, będziesz musiał zebrać torbę zawierającą 10 różnokolorowych koralików. Przypisz nazwę każdemu nowemu allelowi, a następnie umieść je na płytce i wybierz połowę.

Wylosuj z tych 50 koralików dla pierwszej generacji, a następnie oblicz częstość alleli, aby uzyskać populację 100 w każdej kolejnej rundzie. Korzystając z wprowadzonych funkcji, oblicz liczbę każdego allelu, mnożąc liczbę genotypów homozygotycznych przez dwa i dodając liczbę genotypów heterozygotycznych. Częstość można następnie obliczyć, dzieląc liczbę danego allelu przez całkowitą liczbę alleli.

Wprowadź wyniki do tabeli. Następnie użyj równania Hardy'ego-Weinberga, aby obliczyć oczekiwaną częstość genotypu następnej generacji i porównaj wyniki symulacji z oczekiwaną częstotliwością, korzystając z tabeli jako przewodnika. Wykreśl zmiany częstości genów populacji w czasie, które zostały zarejestrowane w tabeli.

Czy częstość występowania alleli pozostaje prawie taka sama, czy też częstość występowania jednego allelu zmniejsza się do tego stopnia, że znika z populacji? Wykreśl zmiany w populacjach 25 i 100 zygot z początkową częstością genów 0,5 dla każdego allelu. Czy populacje o mniejszych czy większych rozmiarach pozostają bliższe początkowej częstości występowania w puli genów?

Czy wielkość populacji wpływa na częstotliwość uzyskiwania oczekiwanych wyników? Oczekuje się, że obserwowane częstości alleli będą się nieznacznie różnić od oczekiwanych wartości Hardy'ego-Weinberga w wyniku przypadku z funkcji RAND. Używając oddzielnych linii dla każdego allelu, narysuj na wykresie częstości alleli znalezione w oryginalnym eksperymencie Hardy'ego-Weinberga w ciągu 10 pokoleń.

Porównaj wyniki w całej klasie i sprawdź, czy wyniki są zgodne. Jak myślisz, dlaczego tak jest? Następnie, ponownie używając jednej linii na allel, narysuj na wykresie wyniki drugiego eksperymentu, testując naruszenia równowagi Hardy'ego-Weinberga, i podziel się swoim odkryciem z klasą.

Czy Twój wynik zgadzał się z Twoim przewidywaniem? Jeśli któryś z kolegów z klasy narysował ten sam warunek, czy uzyskali ten sam wynik? Jeśli nie, to jak myślisz, dlaczego tak jest?

Na koniec narysuj na wykresie wyniki scenariusza symulacji dryfu genetycznego w ten sam sposób. Ponownie przedstaw swoje wyniki grupie i zastanów się, dlaczego Twoje wyniki były lub nie zgadzały się z Twoją prognozą. Czy koledzy z klasy z tym samym schorzeniem uzyskali ten sam wynik?

Explore More Videos

JoVE Lab Lab: 4 Procedura

Skip to

Concept

Instructor Prep

Student Protocol

Related Videos

Hardy-Weinberg i dryf genetyczny

15:42

Hardy-Weinberg i dryf genetyczny

Biology

10.5K Wyświetlenia

Hardy-Weinberg i dryf genetyczny

01:53

Hardy-Weinberg i dryf genetyczny

Biology

4.5K Wyświetlenia

JoVE logo
Contact Us Recommend to Library
Research
  • JoVE Journal
  • JoVE Encyclopedia of Experiments
  • JoVE Visualize
Business
  • JoVE Business
Education
  • JoVE Core
  • JoVE Science Education
  • JoVE Lab Manual
  • JoVE Quizzes
Solutions
  • Authors
  • Teaching Faculty
  • Librarians
  • K12 Schools
  • Biopharma
About JoVE
  • Overview
  • Leadership
Others
  • JoVE Newsletters
  • JoVE Help Center
  • Blogs
  • Site Maps
Contact Us Recommend to Library
JoVE logo

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. All rights reserved

Privacy Terms of Use Policies
WeChat QR code