Теория:
При определённых условиях популяция находится в состоянии генетического равновесия, т. е. её генофонд не изменяется из поколения в поколение. Это принцип равновесия, или закон Харди — Вайнберга.
В идеальной популяции наблюдается постоянство частот генов, гомозигот и гетерозигот, и оно не изменяется в ряду поколений.
Идеальная популяция характеризуется следующими признаками:
- число особей достаточно большое;
- особи свободно скрещиваются;
- не происходят мутации;
- нет миграции из соседних популяций;
- отсутствует естественный отбор.
Закон Харди — Вайнберга позволяет определять частоты генов и генотипов.
Частоту доминантного гена обычно обозначают буквой , а частоту рецессивного гена — буквой .
Составим схему скрещивания и установим возможные сочетания аллелей гена и их частоты.
Аллель (частота) | () | () |
() | () | () |
() | () | () |
Значит, частота доминантных гомозигот равна , частота гетерозигот — , а частота рецессивных гомозигот — .
Если аллельных генов два, то сумма их частот равна единице (или \(100\) %):
.
Сумма частот генотипов тоже равна единице (или \(100\) %):
.
По формуле Харди — Вайнберга можно определять частоты генов в природных популяциях, например вычислять частоты полезных и вредных мутаций в популяциях растений и животных при восстановлении исчезающих видов или создании новых сортов и пород.
В естественных условиях идеальных популяций не существует. Мутации происходят всегда, имеют место миграции особей и отбор. Но для количественной оценки многих генетических явлений закон Харди — Вайнберга применим.