herhaling h8 evolutie en start populatiegenetica

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 6

Wat wordt er met deze afbeelding bedoeld?

1. Dat mensen van de apen afstammen
2. Dat mensen en apen gemeenschappelijke voorouders hebben.
3. Dat er door micro-evolutie nieuwe soorten zijn ontstaan
4. Dat er veel apen zijn.

Staartwervels bij de mens bewijzen evolutie...

1. doordat ze rudimentaire organen zijn.
2. door dat ze embryologisch gelijk zijn
3. door dat ze overeenkomst in bouw laten zien.
4. totaal niet.

Welk element zorgt voor soortvorming in het allopatrisch model?

1. specialisatie op voeding
2. seksuele selectie
3. geografische isolatie
4. de Galapagos eilanden

3 voorwaarden voor evolutie

1.  Er is variatie

2.  De variatie is erfelijk

3.  Er is (natuurlijke) selectie

Dit was de herhaling....

We gaan het nu verder hebben over populatiegenetica. 

Dat is een tikkeltje wiskundig.

Ik ga het uitleggen, daarna gaan jullie oefenen.

Oké, daar gaan we!

Populatiegenetica

Zonder selectiedruk is de doorgifte van de genen willekeurig.
Wie met wie paart, berust dan op toeval.

Allelfrequenties binnen populatie blijven dan constant.

Hiermee kun je gaan rekenen.

Populatiegenetica: wat speelt er allemaal in een populatie?

populatie:

• alle individuen van een soort in een bepaald gebied, samen onderling voortplantend

genenpool:

• alle allelen op alle loci in een populatie

genenpool wordt beïnvloed door:

• gene flow (uitwisseling van genen tussen verschillende populaties)
• natuurlijke selectie (een allel kan een selectievoordeel of -nadeel hebben)
• seksuele selectie (vrouwtjes kunnen een bepaalde eigenschap prettiger vinden)
• genetic drift (niet verklaarbare verschuivingen in frequenties)
• 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)

Wet van Hardy-Weinberg

Geen beïnvloedende factoren → dan blijven de genfrequenties generaties lang constant.

Populatie moet voldoen aan volgende voorwaarden:

•     Grote populatie
•     Geen mutaties
•     Geen emigratie/immigratie
•     Geen selectie
•     Paren volgens toeval

Populatiegenetica: hoe werkt dat gereken dan?

allelfrequentie

• geeft aan hoe vaak een allel (van één gen) voorkomt in de populatie;
• uitgedrukt als een getal tussen 0 en 1
• dus een allelfrequentie van 0,852 geeft aan dat 85,2 procent van alle allelen in de populatie dat betreffende allel is

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  procent van de individuen van de populatie dat betreffende genotype hebben

• 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)

Populatiegenetica: allelfrequenties

dominant allel: A

recessief allel: a

frequentie dominant allel A = p

frequentie recessief allel a = q

Hoeveel is dan p + q?

Precies, en dat is de eerste Wet van Hardy-Weinberg:

p + q = 1

Populatiegenetica - genotypefrequentie

Welke genotypen zijn nu mogelijk? AA, Aa en aa

Wat is hun frequentie?

genotype aa heeft frequentie q x q dus q² (q-kwadraat)

genotype AA heeft frequentie p x p dus p² (p-kwadraat)

genotype Aa (of aA) heeft frequentie 2 x p x q dus 2pq

En daarmee kom je tot de tweede wet van Hardy-Weinberg: zie hierboven!

p​2​​+2pq+q​2​​=1

DUS: Hardy-Weinberg

allelfrequenties: p+q= 1

genotypefrequenties: p²+ 2pq+q²=1

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

Populatiegenetica - een voorbeeld

Bij een hagedissensoort komen twee allelen voor voor een gen in schubkleur. Het allel voor rode schubben is dominant (A) over het allel voor oranje schubben (a). Er is geen sprake van een selectievoordeel op één van deze allelen en de populatie verkeert in Hardy-Weinberg evenwicht. 

Deze populatie blijkt uit 272 individuen te bestaan waarvan er 158 rode schubben hebben.

Bereken op één decimaal nauwkeurig welk percentage hiervan heterozygoot is.

1. Hoeveel individuen hebben er oranje schubben? Wat is hun genotype?
2. Bereken nu de q-kwadraat, en vervolgens de q. Hoe bereken je nu p?
3. Percentage heterozygoten bereken je nu via 2pq

Uitwerkingen oefenvraag Hardy-Weinberg

Stap 1

158 van 272 zijn rood-geschubd

158/272 = 0,581

dus p² + 2pq = 0,581

Maar deze stap heb je helemaal niet nodig!

Stap 2

272 - 158 = 114 zijn 

oranjegeschubd

q² = 114/272

q² = 0,419

q = wortel(0,419)

q = 0,647

Stap 3

p = 1 - q

p = 1 - 0,647

p = 0,353

Stap 4

heterozygoot = 2pq

2pq = 2 * 0,353 * 0,647

2pq = 0,457

dus 45,7 procent van populatie is heterozygoot

Stap 5 Hier zit het addertje onder het gras!

0,457 * 272 = 124 individuen van de 158 roodgeschubden zijn heterozygoot

124/158 * 100% = 78,5 %

van de roden zijn heterozygoot 

Hardy Weinberg (neem de info over op een kladblaadje)

Het al of niet gestreept zijn van de vacht bij katten wordt bepaald door de allelen A (streping) en a (geen streping). 

De soort streping van de vacht wordt bepaald door de allelen T voor regelmatige streping en t voor onregelmatige streping. De allelen A en T zijn dominant, niet X-chromosomaal en erven onafhankelijk van elkaar over.

Wat is het fenotype van een AaTt kat

1. Onregelmatig gestreept
2. Regelmatig gestreept
3. Niet gestreept

Welke kat heeft geen strepen?

1. AaTt
2. aaTt
3. AATT
4. AAtt

Hoe groot is de kans dat bij kruising van AaTt x AaTt er een katje wordt geboren dat aatt is

1. 1/4
2. 1/2
3. 1/8
4. 1/16

Examenvraag Hardy Weinberg

Het al of niet gestreept zijn van de vacht bij katten wordt bepaald door de allelen A
(streping) en a (geen streping). De soort streping van de vacht wordt bepaald door de allelen T voor regelmatige streping en t voor onregelmatige streping. De allelen A en T zijn dominant, niet X-chromosomaal en erven onafhankelijk van elkaar over. De populatie is in Hardy-Weinberg-evenwicht.

Onderzoek bij zwerfkatten in een voorstad van Londen heeft aangetoond dat de
frequentie van allel a in deze grote populatie katten 40% is. De frequentie van het allel t is 80%. 

Bereken, met behulp van de regel van Hardy-Weinberg, het percentage onregelmatig

gestreepte katten dat in deze voorstad voorkomt. Rond je uitkomst af op een geheel getal. 

Antwoord

Een juiste berekening leidt tot de uitkomst 54%.

De frequentie a = 40% = 0,4. Dus kans op geen streping = aa = 0,4²= 0,16. De rest heeft wel streping = 1 - 0,16 = 0,84.

De frequentie van t = 80% = 0,8. Dus kans op onregelmatig = tt = 0,8² = 0,64. De totale kans op onregelmatige streping = 0,84 x 0,64 = 0,5376.

Het antwoord wordt dus 54% als je afrondt op een heel getal.

Een populatie is in Hardy Weinberg evenwicht voor 2 niet gekoppelde genen A en B.
Wat is de frequentie van het genotype AaBB wanneer de frequentie van het recessieve allel a 0.60 is en de frequentie van het recessieve allel b 0.20 is?

1. 0,4 x 0,8 = 0,32
2. 2x(0,4x0,6) x (0,8x0,8) = 0,3072
3. 2x(0,4x0,6) + (0,8x0,8) = 1,12
4. 2x(0,4x0,6) x (0,2x0,2) = 0,0192

Tot zover de uitleg

Gewapend met deze kennis ga je alle oefenopgaven  maken. 

Meer uitleg nodig? Bekijk animaties of filmpjes op biologiepagina.

Morgen verder!