Раздел 8. Генетика популяций

8.1. Генетическая структура популяций

397. В 1817 году на остров Ситха у побережья Аляски прибыл новый правитель Новоархангельской конторы Российско-Американской компании Хлебников. Для "облегчения слабой памяти" он вел записи как о своей жизни на Аляске, так и о делах компании, которые заносил в "особую тетрадь".

В книге Ляпунова и Федорова "Русская Америка в неопубликованных записках К. Т. Хлебникова", которая представляет собой отредактированную авторами ту самую "особую тетрадь" записей правителя Новоархангельской конторы, читаем, что в 1824 году "на острове Кадьяк упромышлено в Трехсвятительской артели черно-бурых лисиц 59, сиводушек - 104, красной лисицы - 89; в Итакской артели на том же острове 19, 39 и 32, соответственно..."

В настоящее время известно, что черно-бурая окраска шерсти лисиц возникает при генотипе BB, сиводушек - Bb и красных лисиц - bb.

Определите частоты аллелей гена В в 1824 году в популяциях лисиц в районе этих двух артелей. Исходя из закона Харди-Вайнберга, какое количество сиводушек должны были добыть промышленники той и другой артели в 1825 году, предположив, что они стреляли всех лисиц без разбора.

398. Определите частоту аутосомного доминантного гена S (появление у кошек белых пятен на теле, белого треугольника на шее и белых кончиков лапок), если из 420 встреченных на улицах и дворах кошек 350 имели белый "воротничок".

399. Частота рецессивного аутосомного гена длинной шерсти (// пушистые кошки) у кошек в Среднем Поволжье составляет 0,56, а на Дальнем Востоке - 0,23. Какова вероятность встретить пушистую кошку в Казани и Владивостоке? А гладкошерстного кота?

400. Частота кодоминантного, сцепленного с полом гена 0 (находится только в X-хромосоме кошек), обуславливающего рыжую окраску шерсти, составляет в Лондоне 0,19. Какой процент должны составлять черепаховые кошки от всего кошачьего населения Лондона? А черные коты?

401. По данным Сирла,частота разной масти у исследованных им в Сингапуре кошек была следующей:

Определите частоту аллелей 0 и +. Были ли случайными скрещивания кошек в отношении этих аллелей? Как объяснить различия в частоте аллелей 0 и + в Лондоне и Сингапуре?

402. Васин среди каракульских овец стада Заревшанской овчарни обнаружил следующее соотношение генотипов по гену безухости: 729 AA: 111 Aa: 4 aa. Соответствует ли это соотношение формуле Харди-Вайнберга?

403. В стаде пятнистых оленей было 1000 животных обоего пола с генотипами AA 500 голов, Aa - 400 и aa - 100. В него ввели при расселении животных из ближайшего заповедника еще 500 голов со следующей структурой группы: AA - 100, Aa - 200 и aa - 200 животных. Определите, как изменится частота доминантного аллеля в смешанной популяции через одно поколение при условии свободного скрещивания всех оленей и отсутствия отбора по данному признаку.

404. В сводке данных, составленных Уэнслвортом, о масти шортгорнов отмечено 4169 красных, 3780 чалых и 756 белых особей. Райт показал, что такое соотношение фенотипов можно объяснить действием одной пары аллелей, которую обозначили N и n. Чалые особи являются гетерозиготными. Определите частоту аллелей и ожидаемое соотношение генотипов при случайных скрещиваниях. Оцените степень совпадения с помощью критерия χ².

405. Искусственно созданная популяция состоит из 20 особей с генотипом AA, одной - aa и 40 - Aa. Определите соотношение генотипов в F₁ в случае панмиксии и при самооплодотворении.

406. В популяции встречаемость рецессивного заболевания составляет 1 на 400 человек. Определите число носителей мутантного аллеля.

407. Группа особей состоит из 30 гетерозигот Aa и 1000 гомозигот AA. Вычислите частоту обоих аллелей, выразив их в долях единицы и процентах.

408. В популяции мышей в течение одного года родилось 2% альбиносов. Определите частоты аллелей и долю гетерозигот в F₃ в этой популяции при условии панмиксии.

409. Группа состоит из 50% особей AA и 50% - aa. Покажите, что в условиях панмиксии в первом же поколении установится равновесие между частотами генотипов AA, aa и Aa. Определите эти частоты.

410. В популяции 16% людей обладают группой крови N. Предполагая панмиксию, определите ожидаемый процент индивидов, имеющих группы крови M и MN.

411. По системе групп крови MN выделяют три фенотипа, определяемых двумя кодоминантными аллелями одного гена. Частоты гена L^M в % среди различных групп населения составляют:

Определите генетическую структуру указанных популяций.

412. В справочнике Бадаляна структура популяций по системе групп крови MN выглядит следующим образом (в %):

Определите частоты аллелей M и N в указанных популяциях.

413. Среди белого населения Северной Америки доля резус-отрицательных индивидуумов составляет 15% (рецессивный признак). Предположив, что выбор супругов не определяется антигенами их крови, вычислите вероятность того, что резус-отрицательная девушка станет женой мужчины: а) rh rh? б) Rh rh? в) Rh Rh?

414. Система групп крови Даффи определяется тремя аллелями одного локуса: Последний обнаружен пока только у негров. Аллель в гомо- или гетерозиготном состоянии (такие особи являются Даффи-положительными) встречается у 74,53% русских, 66,46% итальянцев, 69,9% поляков. Определите частоты аллелей в указанных трех группах.

415. В районе с населением в 500000 человек зарегистрировано 4 больных алькаптоиурней (наследование аутосомно-рецессивное). Определите число гетерозиготных особей в данной популяции.

416. Среди итальянских переселенцев, живущих в одном из американских городов в виде изолята, в период с 1928 по 1942 год на 26 000 новорожденных 11 оказалось с тяжелой формой талассемин (генотип TT). Определите число гетерозигот среди итальянских переселенцев данного города.

417. Альбинизм наследуется как рецессивный аутосомный признак. Заболевание встречается с частотой 1 на 100 000. Вычислите количество гетерозиготных особей в популяции.

418. В одном из родильных домов в течение 10 лет выявлено 210 детей с патологическим рецессивным признаком среди 84 000 новорожденных. Установите генетическую структуру популяции данного города, если она отвечает условиям панмиксии.

419. В районе с населением 280 000 человек при полной регистрации случаев болезни Шпильмейера-Фогта (юношеская форма амавротической идиотии) обнаружено 7 больных. Болезнь определяется рецессивным аутосомным геном. Определите число гетерозиготных носителей на 1 миллион населения.

Решение задачи № 400. В случае генов, находящихся только в X-хромосоме, формула Харди-Вайнберга для самок остается прежней: а для самцов видоизменяется: поскольку они являются гемизиготными. Вся популяция (самки и самцы) будет состоять из следующих генотипических классов в соотношении:

Частота аллеля 0 у кошек г. Лондона составляет 0,19. Частота другого доминантного аллеля, обозначаемого +, который определяет черную окраску шерсти, будет равна 0,81 (1-0,19). Соотношение различных фенотипов и генотипов в рассматриваемой задаче имеет следующий вид:

Следовательно, вероятность встречи черепаховой кошки среди всех кошек Лондона будет равна pq, то есть 0,19×0,81 = 0,154 или 15,4%. Вероятность встретить черного кота будет равна 1/2?, что составит ¹/₂×0,81 = 0,405 или 40,5%.

Таким образом, черепаховые кошки составят 15,4% от всего кошачьего населения Лондона, а черные коты - 40,5%.