Файл для скачивания я не создаю, но ниже — готовое содержание на 8 слайдов. Его можно вставить в PowerPoint и сохранить как презентацию. Главное: закон Харди — Вайнберга описывает идеальную популяцию, в которой частоты аллелей и генотипов не меняются. Ключевые формулы:
\[ p+q=1 \]
\[ p^2+2pq+q^2=1 \]
Где \(p\) — частота доминантного аллеля \(A\), \(q\) — частота рецессивного аллеля \(a\).
Слайд 1. Титульный
Закон Харди — Вайнберга
Почему частоты аллелей в популяции сохраняются
Биология, 11 класс
Слайд 2. Кто открыл закон
1908 год
- Годфри Харолд Харди (1877–1947) — английский математик.
- Вильгельм Вайнберг (1862–1937) — немецкий врач.
- Они пришли к одному выводу независимо друг от друга.
- Поэтому закон называют двойной фамилией: Харди — Вайнберга.
Пояснение: Харди рассуждал как математик, а Вайнберг — как врач, изучавший наследственные признаки. Их выводы совпали.
Слайд 3. Ключевые понятия
- Популяция — группа особей одного вида, которые живут вместе и могут скрещиваться.
- Генофонд — совокупность всех аллелей в популяции.
- Аллель — вариант гена. Например: \(A\) — доминантный, \(a\) — рецессивный.
- Частота аллеля — доля этого аллеля среди всех копий гена.
- Частоту \(A\) обозначают \(p\), частоту \(a\) — \(q\).
\[ p+q=1 \]
Пример: если аллель \(A\) встречается в 90% случаев, то \(p=0{,}9\), а \(q=0{,}1\).
Слайд 4. Формулировка закона
В идеальной популяции частоты аллелей и генотипов остаются постоянными из поколения в поколение.
Идеальная популяция:
- большая;
- свободно скрещивается;
- без мутаций;
- без миграций;
- без естественного отбора.
Если хотя бы одно условие нарушается, частоты могут меняться. Это уже материал для эволюции.
Пояснение: закон — это математическая модель. Он не утверждает, что в реальной природе ничего не меняется. Он показывает, как было бы без эволюционных факторов.
Слайд 5. Главное уравнение
\[ p+q=1 \]
\[ p^2+2pq+q^2=1 \]
- \(p^2\) — доля генотипа \(AA\);
- \(2pq\) — доля генотипа \(Aa\);
- \(q^2\) — доля генотипа \(aa\).
Почему так?
- \(AA\): аллель \(A\) от мамы и \(A\) от папы: \(p \cdot p=p^2\).
- \(aa\): аллель \(a\) от мамы и \(a\) от папы: \(q \cdot q=q^2\).
- \(Aa\): два варианта — \(A\) от мамы и \(a\) от папы или наоборот: \(pq+pq=2pq\).
Слайд 6. Алгоритм решения задач
- Запиши, что известно.
- Если известна доля рецессивных особей, то \(q^2\) равно этой доле.
- Найди \(q=\sqrt{q^2}\).
- Найди \(p=1-q\).
- Вычисли \(p^2\), \(2pq\), \(q^2\).
- Проверь: сумма должна быть равна 1.
- Переведи в проценты, если это нужно.
Важно: доля рецессивных особей — это \(q^2\), а не \(q\).
Слайд 7. Задача 1
Условие. В популяции 1% особей имеют рецессивный признак. Найдите частоты аллелей и генотипов.
Решение.
\[ q^2=0{,}01 \]
\[ q=\sqrt{0{,}01}=0{,}1 \]
\[ p=1-0{,}1=0{,}9 \]
\[ AA=p^2=0{,}81 \]
\[ Aa=2pq=2 \cdot 0{,}9 \cdot 0{,}1=0{,}18 \]
\[ aa=q^2=0{,}01 \]
Проверка:
\[ 0{,}81+0{,}18+0{,}01=1 \]
Ответ: \(p=0{,}9\), \(q=0{,}1\); \(AA\) — 81%, \(Aa\) — 18%, \(aa\) — 1%.
Слайд 8. Задача 2
Условие. Альбинизм наследуется как рецессивный признак. Альбиносы составляют 1 на 10 000 человек. Найдите частоту аллеля альбинизма и долю носителей.
Решение.
\[ q^2=\frac{1}{10000}=0{,}0001 \]
\[ q=0{,}01 \]
\[ p=1-0{,}01=0{,}99 \]
\[ Aa=2pq=2 \cdot 0{,}99 \cdot 0{,}01=0{,}0198 \]
Ответ: \(q=0{,}01\); носители составляют около 1,98%, то есть примерно 1 из 50 человек.
Проверка:
\[ 0{,}9801+0{,}0198+0{,}0001=1 \]
Как понять закон, а не зубрить
Представь 100 аллелей: 90 штук \(A\) и 10 штук \(a\). Тогда \(p=0{,}9\), \(q=0{,}1\).
Случайно составляем пары:
- \(AA\): \(0{,}9 \cdot 0{,}9=0{,}81\);
- \(aa\): \(0{,}1 \cdot 0{,}1=0{,}01\);
- \(Aa\): \(0{,}9 \cdot 0{,}1+0{,}1 \cdot 0{,}9=2 \cdot 0{,}9 \cdot 0{,}1=0{,}18\).
Это и есть формула \(p^2+2pq+q^2=1\). Множитель 2 появляется потому, что гетерозиготу можно получить двумя способами.
Типичные ошибки
- Путают \(q\) и \(q^2\): 1% рецессивных особей — это \(q^2=0{,}01\), а не \(q=0{,}01\).
- Забывают удвоение в \(2pq\).
- Меняют местами \(p\) и \(q\).
- Не делают проверку суммы.
- Применяют закон к популяции, где действует отбор или она очень маленькая.
Проверь себя
Если частота аллеля \(a\) равна \(0{,}2\), то \(p=0{,}8\). Доля гетерозигот:
\[ 2pq=2 \cdot 0{,}8 \cdot 0{,}2=0{,}32 \]
То есть 32%.