Решение генетических задач с использованием математических методов - Курсовая работа

Мендель разводил разные формы гороха, которые отличались друг от друга по одному контрастирующему признаку: окраске цветка, цвету семян, бобов и др. При скрещивании форм с красными и белыми цветками весь горох давал красные цветки, то есть признак «белые цветки» подавлялся. Для объяснения результатов эксперимента Мендель предположил, что существует материальный носитель наследственности для каждого из признаков, который может находиться в определенных состояниях, обуславливающих разные проявления одного и того же признака. В каждом растении гороха содержатся два гена, обуславливающие проявление любого признака; один получен от отцовского растения, второй - от материнского. Двойной набор генов - наследственную конституцию особи, по данному признаку заложенную в ней программу, определяющую развитие, - называют генотипом, а конкретное внешнее проявление генотипа - фенотипом.Неполное доминирование - вид взаимодействия аллельных генов, при котором фенотип гетерозигот отличается как от фенотипа гомозигот по доминанте, так и от фенотипа гомозигот по рецессиву и имеет среднее (промежуточное) значение между ними. Полное доминирование - вид взаимодействия аллельных генов, при котором фенотип гетерозигот не отличается от фенотипа гомозигот по доминанте, то есть в фенотипе гетерозигот присутствует продукт доминантного гена. Под взаимодействием генов понимают случаи, когда фенотипическое проявление одного гена зависит от того, какие другие гены присутствуют в генотипе. Такое может произойти, если ген обусловливает синтез одного вещества (исходного продукта), а ген - другого (фермента), рецессивные аллели не дают этих веществ. Комплементарность - вид взаимодействия генов, при котором признак формируется в результате суммарного сочетания продуктов их доминантных аллелей.В 1902 году исследователи Вальтер Саттон в США и Теодор Бовери в Германии предположили, что гены расположены в хромосомах. Гены и хромосомы имеют общие свойства: 1) Хромосомы, подобно генам, обладают индивидуальностью. Доводом в пользу связи хромосом и генов оказалось существование сцепления. Для объяснения этого явления Морган предположил следующие положения: 1) гены расположены в хромосомах в линейном порядке, причем в одной хромосоме много генов; Исходя из предположения о том, что гены в хромосоме на стадии конъюгации расположены линейно, то очевидно, что чем дальше друг от друга расположены гены, тем больше вероятность перекреста между ними.Для характеристики генетического состава популяции необходимо учитывать, что особи имеют разную конституцию по многим генам. Важным понятием для выяснения генетического состава популяции является частота аллелей данного гена, то есть вероятность встретить их в популяции. Таким образом, в такой популяции количество особей с различными генотипами тоже постоянно, причем выполняются соотношения Харди - Вайнберга: Эти соотношения присутствуют в больших популяциях, когда избирательность браков отсутствует, и особи с разными генотипами одинаково жизнеспособны, то есть способны давать потомство. Следует отметить, что если популяция, обладающая определенной частотой генов, делится на две крупные популяции, то и в обеих получившихся популяциях должны оставаться те же частоты генов. Пусть - количество особей популяции с генотипом , особей с генотипом - с генотипом , так что и (популяция сначала не стабилизированная).Рассмотрим все возможные случаи: 1) Отец и мать имеют первую группу крови ([0]), которая задается однозначно генотипом . Составим таблицу для этого случая: Сочетания генотипов отца и матери Возможный генотип ребенка Группа крови ребенка Составим таблицу со всевозможными сочетаниями генов и их вероятностями: Сочетания генотипов отца и матери Возможный генотип ребенка Группа крови ребенка Суммируя данные таблицы и учитывая, что случаев скрещивания генотипов и два, получаем результат: если у отца и матери вторая группа крови, то у ребенка может быть первая группа крови с вероятностью , вторая - с вероятностью . Таким образом, таблица расчета группы крови ребенка будет иметь следующий вид: Сочетания генотипов отца и матери Возможный генотип ребенка Группа крови ребенкаДля ответа на вопрос, укладываются ли наблюдаемые численности различных типов в теоретические, необходимо находить отклонение наблюдаемых частот от ожидаемых. Итак, рассмотрим несколько примеров применения метода «-квадрат» в решении генетических задач. Соответствуют ли эти числа ожидаемыми на основе гипотезы независимого расщепления? На основе данной задачи составлена программа (см. приложение 2) на языке программирования Delphi, которая сравнивает введенные данные с теоретически ожидаемыми (на основе гипотезы независимого расщепления 1:1:1:1:1:1:1:1). Покажем результат работы программы для следующих данных (см. рис.): Программа вычислила, что по формуле (1.1) =9,85 предельного (14,1).

Содержание

Введение

Глава 1. Генетика и математика

1.1 Законы корпускулярной теории наследственности

1.2 Взаимодействие генов

1.3 Хромосомная теория наследственности

1.4 Генетика популяций

Глава 2. Решение генетических задач с использованием математических методов

2.1 Проверка соответствия наблюдаемых данных теоретически ожидаемым

2.2 Определение вероятности рождения потомства с искомыми признаками

Список литературы

Глава 1. Генетика и математика

1.1 Законы корпускулярной теории наследственности