Evolutie les 5

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

7.5 

doelen:

1. Weten wat genotypefrequentie, allelfrequentie, p en q zijn.

2. De volgende dingen kunnen berekenen:

genotypefrequentie, allelfrequentie, p en q

3. Weten wat 'gene flow'  en het 'foundereffect' / 'genetische bottleneck' betekenen

Genetic drift

• In een kleine populatie kunnen door toeval grote verschuivingen in de allelfrequentie optreden
• Flessenhalseffect en foundereffect

Flessenhalseffect

'Founder-effect'
(geen natuurlijke selectie)

Genetic drift = toevallige grote verandering in allelfrequentie door omstandigheden 

Soort

• Nieuwe definitie:
• De grootste verzameling van populaties waartussen gene flow kan plaatsvinden

genen poel

-alle genen van 1 populatie op 1 hoop gegooid

( onderlinge voortplanting, geen immigratie en emigratie)

Weinig tot geen gene flow leidt NIET tot:

1. inteelt
2. verschraling van de genenpool
3. aanpassing aan lokale omstandigheden
4. extra diversiteit in de genenpool

Gene pool= som van alle allelen in een populatie

Gene flow= uitwisseling van allelen (genen) tussen populaties van dezelfde soort

Hoeveel soorten salamanders zijn er? Leg uit (klik eerst verder)

Hoeveel soorten salamanders zag je op de vorige dia? Leg uit waaraan je dat ziet.

Gene flow?

Leefgebied is hoefijzervormig; middenin ligt de Central Valley.

Salamanders van de ene punt van de hoefijzer kunnen geen nakomelingen produceren met dieren uit de andere punt. 

Soortvorming in een gradient

Populatiegenetica

Als je fenotypefrequentie weet dan kun je de allelfrequentie berekenen van de beide allelen

Allelfrequentie

Hoe vaak een allel voorkomt, heet de allelfrequentie of genfrequentie. Hoe hoger de allelfrequentie, hoe groter de kans dat dat allel doorgegeven wordt. Dit klopt alleen als er geen selectiedruk, immigratie of emigratie is.

De allelfrequentie blijft dan door de generaties constant.

Maar plaatselijk kan de selectiedruk anders zijn. 

Voorbeeld: sikkelcelanemie-allel en malaria.

In dit voorbeeld verandert de allelfrequentie; er is blijkbaar een negatieve selectiedruk op allel A.

Onder welke omstandigheden blijven genotypefrequentie en allelfrequentie gelijk?

Hardy-Weinberg: waar komt het vandaan?

Hardy Weinberg: de regel

Gebruik de p en q van de allelfrequentie om de genotype frequentie uit te rekenen.

p​2​​+2pq+q​2​​=1

p en q?

gen A komt voor met frequentie p, gen a komt voor met frequentie q

uitleg berekenen allelfrequentie

gen A komt voor met frequentie p, gen a komt voor met frequentie q (is standaard voor de dominante en recessieve vorm). p + q=1 (A en a allelen komen samen bij alle organismen voor)

q2 zijn alle organismen die er recessief uitzien, de dominant uitziende organismen vallen onder p2 en 2pq.

Bepaal de allelfrequenties.

p + q = 1

p =  allelfrequentie dominante allel

q = allelfrequentie recessieve allel

Bepaal de genotypefrequenties. 

p^2 + 2pq + q^2 = 1

p^2 = genotypefrequentie homozygoten dominant

2pq = genotype frequentie heterozygoten

q^2 = genotypefrequentie homozygoten recessief. 

Waar kwam het kwadraat & 

de '2' voor pq ook alweer vandaan?

Voorbeeld Vraag

De allelfrequentie van a is 0,45 in een populatie in Hardy Weinberg evenwicht. 

Wat zijn de verwachte frequenties van genotypen

AA, Aa en aa?

Voorbeeld Antwoord

a is 0,45 =q

dus A is 1-0,45=0,55 =p

AA = p2 = 0,55*0,55

Aa = 2pq = 2*0,55*0,45

aa = q2 = 0,45*0,45

De som van deze drie moet weer 1 zijn.

Maisplanten

In een maispopulatie vinden we lange maisplanten en dwergmaisplanten. Dwergmais is homozygoot voor de stengellengte en heeft het genotype dd. Het percentage korte maisplanten is 40%. De populatie is in (Hardy Weinberg) evenwicht met betrekking tot dit gen.

Bereken hoeveel % van de lange maisplanten naar verwachting heterozygoot is.

Het percentage korte maisplanten (dd) is 40%. Bereken hoeveel % van de lange maisplanten naar verwachting heterozygoot is.

Hint

40% (0,4) is dd, dat is dus q kwadraat. 

wanneer je q wilt uitrekenen, doe je dus wortel 0,4.

zoek eerst q, dan weet je ook p

dd = 40%

dus q2 = 0,4, dus q = 0,632...

p = 1-q dus p=0,367...

p2 = 0,135 van de gehele populatie heeft DD

2pq = 0,464... van de gehele populatie heeft Dd

Dus van alle lange maisplanten (60%van geheel) heeft 77% het heterozygote genotype (0,464/0,6)

Sterft een groot deel van de populatie en is er geen immigratie dan is er sprake van een ...

1. flessenhals effect
2. founder effect

Een groepje albatrossen komt door een storm terecht op een eiland, daar groeien ze uit tot een nieuwe populatie. Dit is een voorbeeld van...

1. flessenhals effect
2. founder effect

Welke is ONJUIST?
De allelfrequentie of genfrequentie kan veranderen door

1. gelijke overlevingskansen
2. genetic drift
3. selectiedruk
4. mutaties

Door het meanderen van een rivier in het tropisch regenwoud raken enkele tientallen vierkante kilometers woud geïsoleerd van de rest.
In de daar levende kleine groep van een bepaalde apensoort blijken een aantal jaren later heel andere allelfrequenties voor te komen dan bij de grote groep verderop.
– Wat is de oorzaak daarvan?
– Welke naam wordt gebruikt voor dit verschijnsel?

1. Geen toeval, Natuurlijke selectie
2. Geen toeval, Genetic drift
3. Toeval, Natuurlijke selectie
4. Toeval, Genetic drift

Samenvattend:

• indien er geen sprake is van welke vorm van selectie, gene flow, etc blijven allelfrequenties in  de volgende generaties gelijk
• p = allelfrequentie van dominante allel (A); 
• q = allelfrequentie van recessieve allel (a);
• p^2 = genotypefrequentie van de homozygoot dominante individuen
• 2pq = genotypefrequentie van de heterozygote individuen
• q^2 = genotype frequentie van de homozygoot recessieve individuen
• Er geldt dan ook: p + q = 1

p​2​​+2pq+q​2​​=1

Samenvattend:

• genotypefrequentie: geeft aan hoe vaak een genotype voorkomt in de populatie; uitgedrukt tussen 0 en 1

• dus een genotype frequentie van 0,761 geeft aan dat 76,1 % van de individuen van de populatie dat betreffende genotype hebben

• Voorbeelden van genetic drift:
• founder effect (een kleine groep sticht een nieuwe populatie met andere verhoudingen)
• bottleneck effect (door een gebeurtenis blijft er een klein deel met andere verhouding over)