Hardy-Weinbergs lov (basisniveau)

Biologi A · STX · A-niveau · Evolution

🧬 Hardy-Weinbergs lov (basisniveau)

Hardy-Weinbergs lov (G.H. Hardy + Wilhelm Weinberg, 1908 — uafhængigt) = matematisk model for genetisk ligevægt i populationer.

Kerne-tese: i en stor, tilfældigt-parrende population UDEN selektion, mutation, drift eller migration vil ALLEL- + GENOTYPE-FREKVENSER FORBLIVE KONSTANTE OVER GENERATIONER. Hardy-Weinberg-ligevægt (HWE) = NUL-MODEL — afvigelse fra HWE indikerer at evolution sker.

Forudsætninger (5 stk.):

1.

Ingen mutation — alleler ændres ikke.

2. Ingen migration (gen-flow ind/ud af population).

3. Tilfældig parring (ingen selektiv parring).

4. Stor population (ingen genetisk drift).

5. Ingen naturlig selektion.

Hvis ALLE er opfyldt: ligevægt. I virkeligheden opfyldes sjældent — derfor evolverer populationer. Matematisk formulering for 1 gen med 2 alleler (A + a): Allel-frekvenser: lad p = frekvens af A, q = frekvens af a. p + q = 1.

Genotype-frekvenser: forudsiges via binomial-ekspansion (p+q)² = p² + 2pq + q² = 1.

• (a) p² = AA-frekvens (homozygot dominant).
• (b) 2pq = Aa-frekvens (heterozygot).
• (c) q² = aa-frekvens (homozygot recessiv).

Eksempel — beregning: i en population er 16% homozygote recessive (aa). Find allel- + andre genotype-frekvenser. Løsning: q² = 0,16 → q = √0,16 = 0,4. p = 1 − q = 0,6. p² = 0,36. 2pq = 2·0,6·0,4 = 0,48. Tjek: 0,36 + 0,48 + 0,16 = 1,00. ✓ Klinisk anvendelse: Cystisk fibrose (CF) — autosomal recessiv. Sygdomsfrekvens (q²) = 1/2.500 i Nord-europæer.

Læringsmål

• Forklare Darwins teori og naturlig selektion
• Anvende Hardy-Weinberg-loven (basisniveau)
• Forklare artsdannelse (allopatrisk, sympatrisk)
• Anvende fylogenetiske træer
• Forklare menneskets evolution

Sådan kan du arbejde med emnet

• Forklar, hvad Hardy-Weinbergs lov beskriver om allelfrekvenser i en population
• Brug Hardy-Weinberg-ligningen til at beregne genotypefrekvenser ud fra en given allelfrekvens
• Diskutér, hvilke betingelser der skal være opfyldt, for at en population er i Hardy-Weinberg-ligevægt

Eksperiment-forslag

• Beregn allel- og genotype-frekvenser for en population, hvor 9% har en recessiv genetisk sygdom (q² = 0,09), og find antallet af bærere (heterozygoter) i en population på 10.000.
• Diskutér, hvilke af Hardy-Weinbergs 5 forudsætninger der typisk IKKE er opfyldt i en menneskelig population — og hvilken evolutionær mekanisme det svarer til.
• Sammenlign en beregnet HWE-genotypefordeling med en observeret fordeling fra en datatabel — afviger populationen fra ligevægt, og hvad kan forklare det?

Brobygning

Hardy-Weinberg viser hvad der ville ske UDEN evolution — anvendt på vores egen art viser DNA-data, hvordan evolutionen faktisk har formet os. Det fører videre til 'Menneskets evolution'.