Document

Internet/computeropdracht Evolutie 5V
Populatiegenetica
Omdat je de vorige les je tentamen Engels had (goed gemaakt?) nu dan
een zelfstandige opdracht.
Na de uitleg en samenvatting over de indeling in alle rijken, nu een stukje
wiskunde. Deze wiskunde hangt samen met genetica, evolutie en
populaties. Hoewel sterk gekoppeld aan de erfelijkheidsleer, wordt dit
onderdeel altijd bij evolutie behandeld.
Ga op www.10voobiologie (schoolsleutel BVBSchoter2) naar hoofdstuk
7.4. Neem voor jezelf de monohybride kruisingen in 7.5.2. nog eens door,
eventueel met behulp van www.bioplek.org . Maak de volgende opgaven
Bij de mens is het allel voor bruine ogen dominant (B) over dat van blauwe ogen (b). Een man,
waarvan de ene ouder bruine ogen en de andere ouder blauwe ogen heeft, heeft zelf bruine ogen.
Hij krijgt bij een vrouw met bruine ogen een kind met blauwe ogen.
Q:
Wat is het genotype van de man en hoe groot is de kans dat een tweede kind ook blauwe
ogen krijgt?
Bij een kruisingsexperiment met fruitvliegjes ontsnappen de ouders uit het buisje. De nakomelingen
bestaan uit ongeveer evenveel vliegjes met opgekrulde vleugels als met normale vleugels.
Q:
Wat zal het genotype van de ouders zijn geweest?
Bij een bepaalde vliegensoort komen de allelen E en e voor die de temperatuurtolerantie van de
vliegen bepalen. Bevruchte eieren met het genotype EE ontwikkelen zich niet bij temperaturen die
hoger zijn dan 18°C. Bevruchte eieren met het genotype Ee ontwikkelen zich niet bij temperaturen
die hoger zijn dan 20°C. Bevruchte eieren met het genotype ee ontwikkelen zich niet bij
temperaturen die hoger zijn dan 28°C.
Twee vliegen met het genotype Ee paren. De bevruchte eieren worden opgekweekt bij 19°C. De uit
deze eieren ontstane dieren paren vervolgens met elkaar. Hun bevruchte eieren worden ook
opgekweekt bij 19°C.
Q: Welk deel van de laatstgenoemde eieren komt uit?
A 2/3
B 3/4
C 8/9
D 9/16
E 15/16
Bij een bepaalde zoogdiersoort komen drie oogkleurallelen voor: M, mr en mw. Deze allelen zijn Xchromosomaal. Het dominante allel M veroorzaakt bruine ogen; de recessieve allelen mr en mw
veroorzaken in homozygote toestand respectievelijk rode en witte ogen; dieren met het genotype
mrmw hebben roze ogen.
Een bruinogig vrouwtje en een onbekend mannetje hebben een talrijke nakomelingschap. Van de
mannetjes van deze nakomelingschap heeft de helft bruine ogen, de andere helft heeft witte ogen.
Q: Wat was de oogkleur van het onbekende mannetje?
A bruin
B rood
C roze
D wit
Nu de genetica weer een beetje terug is, gaan we een stapje verder.
Organismen maken altijd deel uit van populaties. Terwijl de natuurlijke
selectie op het niveau van het individu werkt - het overleeft of niet - is het
de populatie met haar totale genetische variatie die evolueert. Wanneer je
de genetische samenstelling van een populatie kent, is het mogelijk
voorspellingen te doen over de genetische samenstelling van toekomstige
populaties en dus over de toekomst van de soort. In de populatiegenetica
onderzoekt men de verdeling van de allelen in de genen van een
populatie. Het totaal aan genen (met al hun allelen) is het
'genenreservoir', vaak aangeduid met de Engelse term ‘gene pool’. De
frequentie waarmee de onderzochte allelen voorkomen wordt aangegeven
met de allelfrequentie. Per onderzoek wordt meestal gekeken naar de
allelenverdeling van een enkel gen.
Leuk dit alles, maar wat brengt het ons: wiskunde
Je kunt de populatiegenetica beschrijven met twee wiskundige formules.
Deze vormen samen de wet van Hardy-Weinberg.
Qua wiskunde redelijk eenvoudig:
p2 + 2pq + q2 = 1
p+q=1
hierbij staat p voor de frequentie van het dominante gen, en q voor het
recessieve gen. Lees op www.10voobiologie.nl hoofdstuk 27.6.1. Hier
wordt de wet van Hardy-Weinberg en de formules toegelicht.
Tot zover geen probleem, totdat je er mee moet gaan rekenen…..
In een geïsoleerde populatie van een bepaalde diersoort is gedurende een bepaalde periode de
frequentie van het dominante allel R 1/2 en van het bijbehorende recessieve allel r ook 1/2.
Aanwezigheid van het ene allel in het genotype biedt gedurende deze periode geen selectie-voordeel
boven aanwezigheid van het andere allel.
Q:
Bereken welk deel van deze populatie het genotype Rr heeft.
Gebruik: p2 + 2pq + q2 = 1
Check je antwoord, vooral om te kijken of je het begrijpt!
A:
Een juiste berekening leidt tot de uitkomst 1/2: gevonden frequenties met elkaar
vermenigvuldigen en met 2 vermenigvuldigen voor het deel heterozygoten.
of: p2 + 2pq + q2 = 1  (1/2)2 + 2Rr +( 1/2)2 = 1  2Rr=1/2
Een bepaalde vorm van albinisme berust op een afwijking van één enkel gen. Het allel voor deze
vorm van albinisme is recessief ten opzichte van dat voor normale pigmentatie. De frequentie van dit
allel voor deze vorm van albinisme is in een populatie 0.01.
Twee ouders met normale pigmentatie uit de desbetreffende populatie krijgen een kind. Er wordt
vanuit gegaan dat geen mutaties optreden.
Q:
Bereken nauwkeurig (zonder afrondingen) hoe groot de kans is dat dit kind deze vorm van
albinisme heeft.
Hieronder kun je je antwoord controleren.
A:
-
Een juiste berekening leidt tot de uitkomst: 0,000098
Stel p = 0 ,99 en q = 0,01 dan is de kans op een heterozygoot:
2pq
2pq + p2
-
beide ouders moeten heterozygoot zijn en daarvoor is de kans:
2pq
x
2pq + p2
-
2pq
2pq + p2
twee heterozygoten hebben een kans op een albino van ¼ (dat zit in de monohybride
kruising van de eerste bladzijde…..)

vermenigvuldiging van de gevonden kansen: 1/4 (2pq / 2pq + p2)2