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Quelle serait la condition d'équilibre de Hardy-Weinberg pour une population d'organismes haploïdes ?

Quelle serait la condition d'équilibre de Hardy-Weinberg pour une population d'organismes haploïdes ?


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Quelle serait la condition d'équilibre de Hardy-Weinberg pour une population d'organismes haploïdes ?

Serait-il toujours en équilibre Hardy-Weinberg ?


Qu'est-ce que la règle HW ?

La règle HW est une règle permettant de calculer les fréquences des génotypes à partir des fréquences alléliques et vice-versa. Voir Résolution des problèmes de Hardy Weinberg et éventuellement Hypothèses de la règle de Hardy-Weinberg pour plus d'informations.

HWr dans les organismes haploïdes

Chez les individus haploïdes, les fréquences des génotypes et les fréquences des allèles (ou haplotypes) sont exactement la même chose ! C'est parce que le génotype est un haplotype simple. En d'autres termes, une fois que vous avez la fréquence des allèles, vous avez nécessairement les fréquences des génotypes sans avoir besoin d'aucun calcul. Nous pouvons considérer que l'organisme haploïde afficherait un cas particulier de règle HW, où il n'y a pas d'hypothèse et où

$$p = f_{A}$$

$$q = f_{B} = 1 - f_{A}$$

, où $f_{A}$ est la fréquence du génotype portant l'allèleUNEet $p$ est la fréquence de l'allèleUNE. $f_{B}$ est la fréquence du génotype portant l'allèleBet $q$ est la fréquence de l'allèleB.


11.2 : Mécanismes d'évolution

  • Contribution d'OpenStax
  • Concepts de biologie à OpenStax CNX

Le principe d'équilibre de Hardy-Weinberg dit que les fréquences alléliques dans une population resteront constantes en l'absence des quatre facteurs qui pourraient les modifier. Ces facteurs sont la sélection naturelle, la mutation, la dérive génétique et la migration (flux de gènes). En fait, nous savons qu'ils affectent probablement toujours les populations.


Qu'est-ce que l'équilibre de Hardy Weinberg et comment est-il lié à la mutation ?

L'équation de Hardy Weinberg indique que la fréquence de l'allèle et du génotype dans une population est stable lorsque la population n'évolue pas.

Cela signifie que l'allèle et la fréquence du génotype restent constants dans la population sans aucun changement de génération en génération, lorsque la population n'évolue pas du tout.

Et donc, cela indique que la population est stable selon l'équation d'équilibre de Hardy Weinberg.

Il convient également de noter que l'équation de Hardy Weinberg est également appelée condition d'équilibre génétique, car le pool génétique (c'est-à-dire le total des gènes et de leurs allèles dans une population) reste constant lorsqu'il n'y a pas d'évolution.

En utilisant cet équilibre, il est mathématiquement possible de prédire et de calculer la fréquence de deux allèles alternatifs au sein d'une population.

Mathématiquement, l'équilibre de Hardy Weinberg pour la fréquence des génotypes est (p+q) 2 =1 ou p 2 +2pq+q 2 =1, car la fréquence totale des génotypes constitués de deux allèles sera également de 100 % lorsque la population n'évolue pas.

Comment Hardy Weinberg Equilibrium est-il lié à la mutation ? Il est à noter que les mutations qui sont les changements permanents dans la séquence génétique de l'ADN entraînent une modification de la biochimie des gènes et des allèles en modifiant la séquence des bases azotées de ces gènes et allèles. Cela provoque la formation de nouveaux gènes et allèles, ce qui entraîne une variation génétique dans la population sur de nombreuses générations, entraînant une perturbation de l'équilibre de Hardy Weinberg.

Dans quelques cas, comme lorsque la population est assez grande pour que l'accident de l'échantillonnage puisse être ignoré, ou lorsque l'accouplement a lieu au hasard, ou lorsque la mutation a lieu à la même vitesse dans les deux sens, ou lorsque tous les les membres de la population survivent et ont des taux de reproduction égaux. Dans de tels cas, l'équilibre de Hardy Weinberg est moins susceptible d'être violé.


1. Expliquez comment les fréquences génotypiques initiales des populations se comparent.
Le % d'origine de l'hybride était de 100. Après le % de l'hybride était de 50.

2. Qu'indiquent vos résultats sur l'importance de la taille de la population en tant que force évolutive ? Les petits ont déterminé qu'il ne s'agissait pas d'une sélection naturelle.

1. Chez la drosophile, l'allèle des ailes de longueur normale est dominant sur l'allèle des ailes vestigiales. Sur une population de 1000 individus, 360 présentent le phénotype récessif. Combien d'individus vous attendriez-vous à être homozygotes dominants et hétérozygotes pour le trait. 160 individus sont homozygotes dominants et 480 sont hétérozygotes.

2. L'allèle pour la capacité de rouler la langue est dominant sur l'allèle pour l'absence de cette capacité. Dans une population de 500 individus, 25 pour cent présentent le phénotype récessif. Combien d'individus vous attendriez-vous à être homozygotes dominants et hétérozygotes pour ce trait ? 125 sont homozygotes dominants et 150 sont hétérozygotes.

3. L'allèle pour le motif de cheveux appelé pic de veuve est dominant sur l'allèle pour aucun pic de veuve. Dans une population de 1000 individus, 510 présentent le phénotype dominant. Combien d'individus attendriez-vous de chacun des trois génotypes possibles pour ce trait ? 510 sont AA, homozygotes dominants, 410 sont Aa hétérozygotes et 80 sont aa, homozygotes récessifs.

4. Aux États-Unis, environ 16 % de la population est Rh négatif. L'allèle pour Rh négatif est récessif à l'allèle pour l'allèle Rh positif. Si la population étudiante d'un lycée aux États-Unis est de 2 000, à combien d'étudiants vous attendriez-vous pour chacun des trois génotypes possibles ? 720 sont homozygotes dominants, 960 sont hétérozygotes et 320 sont homozygotes récessifs.

5. Dans certains pays africains, 4 pour cent des nouveau-nés souffrent d'anémie falciforme, qui est un trait récessif. Sur une population aléatoire de 1 000 nouveau-nés, à combien en attendriez-vous pour chacun des trois phénotypes possibles ? 640 sont AA homozygotes dominants, 320 sont Aa, hétérozygotes et 40 sont aa, homozygotes récessifs.

6. Dans une certaine population, le phénotype dominant d'un certain trait se produit 91 pour cent du temps. Quelle est la fréquence de l'allèle dominant ? La fréquence de l'allèle dominant est de 0,91.

Erreur d'analyse
Dans chacun des cas, l'arrondissement des décimales aurait pu contribuer à des résultats inexacts. De plus, une conversion imprécise des données en termes de p et q aurait pu entraîner des erreurs dans les résultats. Enfin, la petite taille de la population reproductrice utilisée augmentait la probabilité d'erreurs.

Conclusion
Après avoir terminé les quatre cas, quelques conclusions ont été développées. Lorsque les hétérozygotes pour un certain allèle meurent, cela contribue à la diminution de la fréquence de cet allèle dans le pool génétique. Lorsqu'un grand nombre d'individus survivent et sont capables de produire une progéniture viable, les fréquences des allèles qu'ils contiennent augmenteront. Aussi pour plusieurs traits qui peuvent causer la mort, l'hétérozygote a l'avantage de survivre. Enfin, lorsque les individus d'une population se reproduisent avec le même partenaire pendant plusieurs générations, une dérive génétique peut se produire et il y aura plus d'un certain allèle que celui d'un autre allèle.


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Modèles de sélection à un locus

C'est-à-dire que les fréquences des génotypes sont distribuées selon une distribution binomiale :

où N=2 et p est la fréquence de l'allèle A .

Question : Si p=1/2, quelles sont les fréquences des génotypes ?

00:00 Écran d'introduction / Résultats d'apprentissage

00:18 dans la leçon précédente

00:42 Brachydactyly Place Punnett

00:56 - Nous devons récapituler quelques termes clés

01:10 Définition 1. Population

01:27 Définition 2. Phénotype

01:38 Définition 3. Génotype (homozygote dominant, hétérozygote et homozygote récessif).

02:26 Définition 4. Pool de gènes

02:55 Définition 5. Fréquence allélique

03:36 Questions et réponses de style d'examen Hardy-Weinberg (1).

08:48 Questions et réponses de style d'examen Hardy-Weinberg (2).

12:04 Questions et réponses de style d'examen Hardy-Weinberg (3).

14:38 Questions et réponses de style d'examen Hardy-Weinberg (4).

Vérifiez les spécifications de votre examen

★ AQA A Level Biology Specification Reference : - 3.7.1 Héritage (niveau A uniquement). Dans un organisme diploïde, les allèles à un locus spécifique peuvent être soit homozygotes soit hétérozygotes. Monohybride et croisement impliquant dominants, récessifs et allèles. Les élèves pourraient utiliser l'information pour représenter les rapports phénotypiques dans les croisements monohybrides. Les élèves pourraient montrer qu'ils comprennent la probabilité associée à l'héritage. 3.7.2 Populations (niveau A uniquement). Le principe de Hardy&ndashWeinberg fournit un modèle mathématique qui prédit que les fréquences alléliques ne changeront pas d'une génération à l'autre. Les conditions dans lesquelles le principe s'applique. La fréquence des allèles, des génotypes et des phénotypes dans une population peut être calculée à l'aide de l'équation de Hardy&ndashWeinberg. Les élèves pourraient recueillir des données sur la fréquence des phénotypes observables au sein d'une même population. Les élèves pourraient calculer les fréquences d'allèles, de génotypes et de phénotypes à partir de données appropriées à l'aide de l'équation de Hardy&ndashWeinberg.

★ CIE A Level Biology Specification Reference : - 17.2 Naturel et artificiel : d) Utiliser le principe de Hardy&ndashWeinberg pour calculer les fréquences alléliques, génotypiques et phénotypiques dans les populations et expliquer les situations où ce principe ne s'applique pas à la sélection.

★ Edexcel A Level Biology (Biology A &ndash Salters-Nuffield) Référence de spécification : - Thème 2 : Gènes et santé. 2.13 i) Connaître la signification des termes : gène, allèle, génotype, phénotype, récessif, dominant, homozygote et hétérozygote. ii) Comprendre les modèles d'hérédité, y compris l'interprétation de l'hérédité monohybride. Sujet 4 : Biodiversité et ressources naturelles : 4.5 i) Comprendre comment l'équation de Hardy-Weinberg peut être utilisée pour voir si un changement dans la fréquence des allèles se produit dans une population au fil du temps.

★ Cahier des charges Edexcel A Level Biology (Biologie B) Référentiel : - 8.2 Transfert de l'information génétique : Comprendre les termes &lsquogénotype et phénotype&rsquo,&rsquo homozygote et hétérozygote&rsquo, &lsquodominance&rsquo, &lsquorécessif&rsquo. Être capable de construire des croisements génétiques. 8.3 Pools de gènes - Comprendre comment l'équation de Hardy-Weinberg peut être utilisée pour surveiller les changements dans les fréquences alléliques dans une population.

★ OCR A Level Biology (Biologie A) Référence de spécification : - 6.1.2 Modèles d'hérédité. (f) l'utilisation du principe de Hardy&ndashWeinberg pour calculer les fréquences alléliques dans les populations. Les équations du principe de Hardy&ndashWeinberg seront fournies en cas de besoin dans les évaluations et n'ont pas besoin d'être rappelées.

★ OCR Niveau A Biologie (Biologie B) Cahier des Charges : - 5.1.2 Génétique et épigénétique des populations. (c) l'utilisation des équations de Hardy-Weinberg pour analyser les changements de fréquences alléliques dans les populations. Les équations du principe de Hardy-Weinberg seront fournies en cas de besoin dans les évaluations et n'ont pas besoin d'être rappelées.

★ WJEC A Level Biology Specification Reference : - Continuité de la vie : 6. Variation et évolution. (g) l'utilisation du principe et de l'équation de Hardy-Weinberg. h) les conditions d'application du principe de Hardy-Weinberg.


Le reste du chapitre 23 - L'évolution des populations

S'entraîner Des questions:

1) La plupart des copies d'allèles récessifs nocifs dans une population sont portées par des individus A) hétérozygotes pour l'allèle. B) polymorphe. C) haploïde. D) homozygote pour l'allèle. E) affligé du trouble causé par l'allèle.

2) Tous les éléments suivants sont des critères pour maintenir un équilibre Hardy-Weinberg impliquant deux allèles, sauf A) le flux de gènes provenant d'autres populations doit être nul. B) il ne devrait pas y avoir de sélection naturelle. C) la fréquence de tous les génotypes doit être égale. D) les accouplements doivent être aléatoires. E) les populations doivent être importantes.

3) Quelle est la conclusion la plus raisonnable que l'on puisse tirer du fait que la fréquence du trait récessif (aa) n'a pas changé au fil du temps ? A) Il y a eu un taux élevé de mutation de l'allèle A en allèle a. B) La population subit une dérive génétique. C) Il y a eu une sélection sexuelle favorisant l'allèle a. D) Les deux phénotypes sont à peu près également adaptatifs dans des conditions de laboratoire. E) Le génotype AA est mortel.

4) Quel effet les processus sexuels (méiose et fécondation) ont-ils sur les fréquences alléliques dans une population ? A) Ils ont tendance à augmenter les fréquences des allèles délétères et à diminuer les fréquences des allèles avantageux. B) Ils ont tendance à combiner sélectivement des allèles favorables dans le même zygote mais ne modifient pas les fréquences alléliques. C) Ils ont tendance à réduire les fréquences des allèles délétères et à augmenter les fréquences des allèles avantageux. D) Ils ont tendance à augmenter la fréquence des nouveaux allèles et à diminuer la fréquence des anciens.

5) Laquelle des unités suivantes est l'unité d'évolution ? En d'autres termes, lequel des éléments suivants peut évoluer au sens darwinien ? A) espèce B) gène C) chromosome D) individu E) population


Test de pratique de biologie AP : Unité 5 — Hérédité

La bonne réponse est b). Définissez d'abord les variables, puis créez un graphique :

Forme de la capsule gonflée = je
Forme de gousse resserrée = je
Couleur de la cosse verte = g
Couleur de la capsule jaune = g
Traverser: IiGg X IiGg

Gonflé et Vert : 9/16
Gonflé et Jaune : 3/16
Resserré et Vert : 3/16
Resserré et jaune : 1/16

Combien de gamètes différents pourraient être fabriqués à partir d'une plante de pois hétérozygote pour la couleur des fleurs, la position des fleurs et la longueur de la tige ?

Couleur de la fleur violette = P
Couleur de la fleur blanche = p
Position axiale de la fleur = UNE
Position de la fleur terminale = une
Longueur de la tige haute = T
Longueur de tige naine = t

Les gamètes sont les suivants : PAT, PAt, PaT, Pat, pAT, pAt, paT, pat

Ce gène est un exemple de :

La reproduction sexuée produit des variations au sein des populations par quel(s) mécanisme(s) ?

Questions 14-15

Lidicker et McCollum (1997) ont examiné la variation génétique de deux populations de loutres de mer dans le Pacifique oriental. Avant que la chasse à la fourrure ne conduise à leur quasi-extinction, les loutres de mer étaient réparties dans toute la région. Le long de la côte centrale de la Californie, on estime qu'une seule population de 50 individus ou moins a survécu. Depuis que cette population a été protégée en 1911, elle est passée à plus de 1 500 loutres. La population peut avoir perdu une variation génétique considérable en raison de la réduction extrême de la taille de la population. Une population de l'Alaska a connu un goulot d'étranglement similaire à cette époque, mais ce n'était pas aussi grave.

Une façon d'examiner la diversité génétique consiste à étudier les fréquences alléliques et génotypiques des allozymes. Les allozymes sont des enzymes qui présentent différentes vitesses de mouvement dans l'électrophorèse sur gel en raison de la présence de différents allèles à un seul locus, alors que F est l'allèle à déplacement rapide et S est l'allèle à déplacement lent. Le tableau ci-dessous montre le nombre d'individus avec un génotype donné pour six loci variables (polymorphes) à deux allèles :

Nous pouvons utiliser ces données pour calculer les fréquences alléliques pour un locus donné, tel que le locus ME dans la population californienne. Combien de S y a-t-il des allèles dans la population ?

Lidicker et McCollum (1997) ont examiné la variation génétique de deux populations de loutres de mer dans le Pacifique oriental. Avant que la chasse à la fourrure ne conduise à leur quasi-extinction, les loutres de mer étaient réparties dans toute la région. Le long de la côte centrale de la Californie, on estime qu'une seule population de 50 individus ou moins a survécu. Depuis que cette population a été protégée en 1911, elle est passée à plus de 1 500 loutres. La population peut avoir perdu une variation génétique considérable en raison de la réduction extrême de la taille de la population. Une population de l'Alaska a connu un goulot d'étranglement similaire à cette époque, mais ce n'était pas aussi grave.

Une façon d'examiner la diversité génétique consiste à étudier les fréquences alléliques et génotypiques des allozymes. Les allozymes sont des enzymes qui présentent différentes vitesses de mouvement dans l'électrophorèse sur gel en raison de la présence de différents allèles à un seul locus, alors que F est l'allèle à déplacement rapide et S est l'allèle à déplacement lent. Le tableau ci-dessous montre le nombre d'individus avec un génotype donné pour six loci variables (polymorphes) à deux allèles :


Enseigner Hardy Weinberg en classe

Le principe de Hardy-Weinberg stipule que les fréquences alléliques et génotypiques restent stables dans une population au fil des générations si certaines conditions sont remplies :

  1. La population est très nombreuse.
  2. L'accouplement est aléatoire.
  3. Il n'y a ni immigration ni émigration.
  4. Il n'y a pas de mutation.
  5. La sélection naturelle n'a pas lieu.

Lorsque toutes ces conditions sont remplies, la population est dite en équilibre Hardy-Weinberg. Si les fréquences d'allèles ou de génotypes changent au fil du temps, les scientifiques supposent qu'une ou plusieurs des conditions ne sont pas remplies et que la population peut évoluer.

L'équation de Hardy-Weinberg permet aux scientifiques d'estimer les fréquences d'allèles et de génotypes dans une population. Les fréquences peuvent être comparées à travers les générations pour déterminer si une évolution peut se produire. En supposant qu'une population ne comporte que 2 allèles pour un caractère donné, la proportion d'allèles dominants (p) plus la proportion d'allèles récessifs (q) est égal à 1 (c'est-à-dire 100 % de la population). La quadrature des deux côtés de l'équation p + q = 1 produit l'équation p 2 + 2pq + q 2 = 1. Ici p 2 est le nombre d'individus avec un génotype dominant homozygote, 2pq est le nombre d'individus ayant un génotype hétérozygote, et q 2 est le nombre d'individus ayant un génotype récessif homozygote.

Le principe de Hardy-Weinberg est souvent difficile à comprendre pour les étudiants. L'évolution est difficile à observer dans la nature, mais la modélisation d'une population évolutive de friandises comestibles engage efficacement vos élèves dans le principe de Hardy-Weinberg et démontre ce qui se passe lorsque les conditions de Hardy-Weinberg ne sont pas remplies. Les 2 activités suivantes ne prennent généralement pas plus de 30 minutes de cours. Les données de classe indiqueront probablement des fréquences de génotype stables dans l'activité 1, mais des fréquences variables dans l'activité 2.

Matériaux

  • 2 sachets de craquelins Goldfish® au fromage
  • 2 sacs de craquelins Bretzel Goldfish®
  • Des assiettes ou des serviettes (facultatif)

Préparation et procédure

  1. Versez le contenu des 4 sacs de collations Goldfish® dans un grand bol—le lac.
  2. Selon la taille de la classe, vous souhaiterez peut-être diviser votre classe en paires ou leur permettre de travailler individuellement.
  3. Donnez à chaque élève ou paire une copie de la fiche de données de l'élève, si désiré, et une assiette ou une serviette pour qu'ils se lavent les mains avant de commencer.
  4. Expliquez que les poissons rouges bruns (bretzel) sont des individus récessifs homozygotes (gg) et que les poissons rouges orange (fromage) présentent le phénotype dominant et peuvent donc être soit homozygotes dominants (GG) soit hétérozygotes (Gg).

Activité 1 : Équilibre de Hardy-Weinberg

  1. Demandez à chaque élève ou paire de retirer 10 poissons rouges du lac et de les placer sur une assiette ou une serviette. Afin d'assurer un choix aléatoire, demandez aux élèves de fermer les yeux.
  2. Les élèves notent le nombre de poissons rouges orange et brun® dans le tableau 1 comme génération 1.
  3. Demandez aux élèves de fermer les yeux et de sélectionner et de manger 3 de leurs 10 poissons rouges au hasard. (Il est important que cette étape soit aléatoire, les élèves ne doivent pas introduire de biais.)
  4. Demandez aux élèves de retourner au lac, de fermer les yeux et de sélectionner au hasard 3 nouveaux poissons rouges® pour remplacer ceux qui ont été mangés.
  5. Les élèves notent ensuite leur nouveau nombre de poissons rouges orange et brun® dans le tableau 1 en tant que génération 2.
  6. Demandez aux élèves de répéter les étapes 3𠄵 jusqu'à ce qu'ils aient des données sur 5 générations.
  7. Une fois les données recueillies, demandez aux élèves d'utiliser l'équation de Hardy-Weinberg pour calculer p, q, p2, q2 et 2pq pour chaque génération.
  8. Collecter des données de classe.

Activité 2 : Hardy-Weinberg et la sélection naturelle

  1. Demandez à chaque élève ou paire de retirer 10 poissons rouges du lac et de les placer sur une assiette ou une serviette. Afin d'assurer un choix aléatoire, demandez aux élèves de fermer les yeux.
  2. Les élèves notent le nombre de poissons rouges orange et brun® dans le tableau 2 comme génération 1.
  3. Demandez aux élèves de sélectionner et de manger 3 de leurs poissons rouges bruns®. (S'ils n'en ont pas 3 bruns dans leur assiette, demandez-leur d'en substituer un orange. Le but, cependant, est de sélectionner le phénotype brun sur quelques générations.)
  4. Demandez aux élèves de retourner au lac, de fermer les yeux et de sélectionner au hasard 3 nouveaux poissons rouges® pour remplacer ceux qui ont été mangés. Il est important que cette étape soit aléatoire. Les élèves ne doivent pas introduire de biais.
  5. Les élèves enregistrent ensuite leur nouveau nombre de poissons rouges orange et bruns® dans le tableau 2 en tant que génération 2, puis, comme auparavant, en choisissent 3 bruns à manger.
  6. Demandez aux élèves de répéter les étapes 3𠄵 jusqu'à ce qu'ils aient des données sur 5 générations.
  7. Une fois les données recueillies, demandez aux élèves d'utiliser l'équation de Hardy-Weinberg pour calculer p, q, p 2 , q 2 et 2pq.
  8. Collecter des données de classe.

Conclusion

Une fois les données de classe recueillies, demandez aux élèves de comparer les fréquences des génotypes dans les deux simulations. Les données de classe de la première activité devraient aboutir à des fréquences assez constantes sur les 5 générations. Lorsque la sélection est introduite dans la deuxième activité, les fréquences des génotypes doivent varier sur les 5 générations. Discutez des conditions qui doivent exister pour que les fréquences restent stables sur plusieurs générations. Qu'indiquent les changements de fréquences dans une population ? Demandez aux élèves de discuter si l'équilibre de Hardy-Weinberg est possible dans la nature.

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Voir la vidéo: How to find if population in Hardy-Weinberg equilibrium? (Décembre 2022).