~#~19.3 พันธุศาสตร์ประชากร~#~

รูปภาพของ msw6636

19.3 พันธุศาสตร์ประชากร
        ประชากร  หมายถึง กลุ่มของสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่รวมกันในพื้นที่หนึ่งๆ โดยสมาชิกในประชากรของสิ่งมีชีวิตนั้นสามารถสืบพันธุ์ระหว่างกันได้และให้ลูกที่ไม่เป็นหมัน  ในประชากรหนึ่งๆจะประกอบด้วยสมาชิกที่มียีนควบคุมลักษณะต่างๆจำนวนมาก ยีนทั้งหมดที่มีอยู่ในประชากรในช่วงเวลาหนึ่ง เรียกว่ายีนพูล (gene pool) ซึ่งประกอบด้วยแอลลีล (allele)ทุกแอลลีลจากทุกยีนของสมาชิกทุกตัวในประชากรนั้น

      ดังนั้นพันธุศาสตร์ประชากร เป็นการศึกษาเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงความถี่ของยีน (gene  frequency) หรือการเปลี่ยนแปลงความถี่ของแอลลีล( allele frequency) ที่เป็นองค์ประกอบทางพันธุกรรมของประชากร และปัจจัยที่ทำให้ความถี่ของแอลลีลเปลี่ยนแปลง สิ่งที่น่าสนใจคือเราจะศึกษาความถี่ของแอลลีลในประชากรได้อย่างไร

19.3.1 การหาความถี่ของแอลลีลในประชากร
      สิ่งมีชีวิตที่เป็นดิพลอนด์ในแต่ละเซลล์มีจำนวนโครโมโซมเพียง 2 ชุด และแต่ละยีนจะมี 2 แอลลีล ดังนั้นถ้าเรารู้จำนวนจีโนไทป์แต่ละชนิดของประชากร เราจะสามารถหาความถี่ของจีโนไทป์ ( genotype  frequency) และความถี่ของแอลลีลในประชากรได้จากตัวอย่างดังนี้
      ในกลุ่มประชากรไม้ดอกชนิดหนึ่งที่ลักษณะสีดอกถูกควบคุมโดย ยีน 2 แอลลีล คือ R ควบคุมลักษณะดอกสีแดงเป็นลักษณะเด่น และ  r  ควบคุมลักษณะดอกสีขาวซึ่งเป็นลักษณะด้อย ในประชากรไม้ดอก 1,000 ต้น มีดอกสีขาว 40 ต้น และดอกสีแดง 960 ต้น โดยกำหนดให้เป็นดอกสีแดงที่มีจีโนไทป์ RR 640 ต้น และดอกสีแดงมีจีโนไทป์ Rr 320 ต้น ดังแสดงในภาพที่ 19-15

 

ที่มา : สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี กระทรวงศึกษาธิการ . หนังสือเรียนสาระการเรียนรู้พื้นฐานและเพิ่มเติมชีววิทยาเล่ม 5 หน้า 131 . พิมพ์ครั้งที่ 3 .  สำนักพิมพ์คุรุสภาลาดพร้าว . 2550 .

        ดังนั้นในประชากรไม้ดอกนี้จะมีความถี่ของแอลลีล R = 0.8 และความถี่ของแอลลีล r = 0.2 ถ้าประชากรไม้ดอกนี้มีโอกาสผสมพันธุ์ได้เท่าๆกัน นักเรียนคิดว่าความถี่ของแอลลีล และความถี่ของจีโนไทป์ในประชากรรุ่นต่อไปเป็นอย่างไร

19.3.2 ทฤษฎีของฮาร์ดี-ไวน์เบิร์ก
        จี เอช ฮาร์ดี ( G.H. Hardy )  และดับเบิลยู  ไวน์เบิร์ก ( W. Weinberg ) ได้ศึกษายีนพูลของประชากร และได้แสนอทฤษฎีของ ฮาร์ดี-ไวน์เบิร์ก ( Hardy – Weinberg Theorem) ขึ้นโดยกล่าวว่าความถี่ของแอลลีลและความถี่ของจีโนไทป์ในยีนพูลของประชากรจะมีค่าคงที่ในทุกๆรุ่น ถ้าไม่มีปัจจัยบางอย่างมาเกี่ยวข้อง เช่น  มิวเทชัน  การคัดเลือกโดยธรรมชาติ  การอพยพ  แรนดอมจีเนติกดริฟท์ (randomgenetic drift)  และการถ่ายเทเคลื่อนย้ายยีน ( gene  flow) เป็นต้น ซึ่งปัจจัยดังกล่าวก็จะได้ศึกษาในหัวข้อต่อไป
       เราสามารถทฤษฎีของ ฮาร์ดี-ไวน์เบิร์ก ได้จากตัวอย่างประชากรไม้ดอกในภาพที่ 19-15  พบว่ายีนพูลของประชากรรุ่นพ่อแม่นั้นมีความถี่ของแอลลีล R = 0.8  และ  r = 0.2 ถ้าสมาชิกทุกต้นในประชากรมีโอกาสผสมพันธุ์ได้เท่าๆกันแล้วเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้ และเซลล์สืบพันธุ์เพศเมียที่มีแอลลีล R มีความถี่ = 0.8 และ r มีความถี่ = 0.2 เมื่อมีการรวมกันของเซลล์สืบพันธุ์ ประชากรไม้ดอกในรุ่นลูกจะมีจีโนไทป์ดังแสดงในภาพที่ 19-16

ที่มา : สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี กระทรวงศึกษาธิการ . หนังสือเรียนสาระการเรียนรู้พื้นฐานและเพิ่มเติมชีววิทยาเล่ม 5 หน้า 132 . พิมพ์ครั้งที่ 3 .  สำนักพิมพ์คุรุสภาลาดพร้าว . 2550 .

ดังนั้นความถี่ของจีโนไทป์ของประชากรในรุ่นลูกมีดังนี้
RR = 0.64                 2Rr = 0.32                 rr = 0.04
      และจากความถี่ของจีโนไทป์ในรุ่นลูกดังกล่าว แสดงว่าความถี่ของแอลลีลในรุ่นลูกมีความถี่ของแอลลีล R = 0.8  และ   r = 0.2
      นั่นคือ ประชากรไม้ดอกในรุ่นลูกยังคงมีความถี่ของจีโนไทป์ และความถี่ของแอลลีลเหมือนประชากรในรุ่นพ่อแม่  หรืออาจกล่าวได้ว่ายีนพูลของประชากรอยู่ในภาวะสมดุลของ ฮาร์ดี-ไวน์เบิร์ก (  Hardy – Weinberg Equilibrium  หรือ  HWE ) 
      จากตัวอย่างประชากรไม้ดอกสีแดง และสีขาวที่กล่าวมาแล้วนั้น สีของดอกไม้เป็นลักษณะทางพันธุกรรมที่ควบคุมด้วยยีน 2 แอลลีล คือ R และ r จะอธิบายสมการของ ฮาร์ดี-ไวน์เบิร์ก ได้ดังนี้
      กำหนดให้  p  คือความถี่ของแอลลีล  R = 0.8
                    q  คือความถี่ของแอลลีล   r =  0.2
      และ  p +  q  =  1  นั่นคือ ผลรวมความถี่ของแอลลีลของยีนหนึ่งๆในประชากรมีค่าเท่ากับ 1
     ดังนั้นอาจกล่าวได้ว่า p = 1 – q  หรือ  q = 1 – p
เมื่อเซลล์สืบพันธุ์รวมตัวกัน ความถี่ของจีโนไทป์ในรุ่นต่อไปจะเป็นไปตามกฎของการคูณคือ
      ความถี่ของจีโนไทป์ RR  คือ  p2 = ( 0.8 )2 = 0.64
      ความถี่ของจีโนไทป์ rr    คือ  q2 = ( 0.2 )2   = 0.04
และความถี่ของจีโนไทป์  Rr   คือ  2pq = 2(0.8)(0.2) = 0.32                                                                               เมื่อรวมความถี่ของทุกจีโนไทป์จะมีค่าเท่ากับ 1
นั่นคือ  p2 + 2pq + q2 = 1

      จากสมการของฮาร์ดี-ไวน์เบิร์ก สามารถนำมาใช้หาความถี่ของแอลลีล และความถี่ของจีโนไทป์ของยีนพูลในประชากรได้
      ดังนั้นเมื่อประชากรอยู่ในสมดุลของฮาร์ดี-ไวน์เบิร์ก ความถี่ของแอลลีล และความถี่ของจีโนไทป์ในยีนพูลของประชากรจะคงที่ ไม่มีการเปลี่ยนแปลงไม่ว่าจะถ่ายทอดพันธุกรรมไปกี่รุ่นก็ตาม หรืออีกนัยหนึ่งคือ ไม่เกิดวิวัฒนาการนั่นเอง
      ประชากรจะอยู่ในสมดุลของฮาร์ดี-ไวน์เบิร์กได้  จะต้องมีเงื่อนไขดังนี้
1. ประชากรมีขนาดใหญ่
2. ไม่มีการถ่ายเทเคลื่อนย้ายยีนระหว่างกลุ่มประชากร
3. ไม่เกิดมิวเทชัน ซึ่งจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของแอลลีลในประชากร
4. สมาชิกทุกตัวมีโอกาสผสมพันธุ์ได้เท่ากัน
5. ไม่เกิดการคัดเลือกโดยธรรมชาติ โดยสิ่งมีชีวิตทุกตัวมีโอกาสอยู่รอด และประสบความสำเร็จในการสืบพันธุ์ได้เท่าๆกัน

19.3.3 การประยุกต์ใช้ทฤษฎีของฮาร์ดี-ไวน์เบิร์ก
     เราสามารถนำทฤษฎีของฮาร์ดี-ไวน์เบิร์ก มาใช้ประโยชน์ในการคาดคะเนความถี่ของแอลลีลที่เกี่ยวข้องกับโรคทางพันธุกรรมในยีนพูลของประชากร เช่นโรคโลหิตจางชนิดซิกเคิลเซลล์ ถ้าทราบจำนวนคนที่เป็นโรคนี้ซึ่งถูกควบคุมด้วยยีนด้อย จะสามารถประมาณจำนวนประชากรที่เป็นพาหะของยีนที่ทำให้เกิดโรคนี้ได้
     ตัวอย่างเช่น ในประชากรทางภาคตะวันออกเฉียงเหนือ จังหวัดหนึ่งมีคนเป็นโรคโลหิตจางชนิดซิกเคิลเซลล์  จำนวน 9 คน จากจำนวนประชากรทั้งหมด 10,000 คน  ดังนั้นจะสามารถคาดคะเนความถี่ของแอลลีลที่ทำให้เกิดโรคในประชากรของจังหวัดนี้ได้ โดยกำหนดให้จีโนไทป์ aa  แสดงลักษณะของโรคโลหิตจางชนิดซิกเคิลเซลล์
     ดังนั้นความถี่ของ  aa  คือ  q2  =  

                                           =  0.0009

                                      q   =  0.3
      แสดงว่าในประชากรแห่งนี้ มีความถี่ของแอลลีลที่ทำให้เกิดโรคโลหิตจางชนิดซิกเคิลเซลล์ เท่ากับ 0.03 หรือประมาณร้อยละ 3  นั่นเอง

ที่มา : สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี กระทรวงศึกษาธิการ . หนังสือเรียนสาระการเรียนรู้พื้นฐานและเพิ่มเติมชีววิทยาเล่ม 5 หน้า 130-134 . พิมพ์ครั้งที่ 3 .  สำนักพิมพ์คุรุสภาลาดพร้าว . 2550 .

 

แบบทดสอบเรื่องพันธุศาสตร์ประชากร

 

คำนวณผิดนะค่ะ  q เมื่อถอนรากต้องมีค่า   0.03  น่ะค่ะ   แก้ไขด้วยน่ะค่ะ  เดี่ยวผู้อื่นจะเข้าใจผิดจ็ะ

รูปภาพของ mswsompoch

ตรวจงานแล้วนะครับ...Wink 

เนื้อหา ควร แบ่งเป็นหน้า ๆ เพื่อ ไม่ให้แน่น เกินไป นะคะ

รูปภาพของ mswsompoch

ตรวจงานแล้วนะครับKiss

ภาพไม่ได้บอกที่มา  การอ้างอิง/บรรณานุกรม เขียนผิด

มหาวิทยาลัยศรีปทุม ผู้ใหญ่ใจดี
 
 

 ช่วยด้วยครับ
นักเรียนที่สร้างบล็อก กรุณาอย่า
คัดลอกข้อมูลจากเว็บอื่นทั้งหมด
ควรนำมาจากหลายๆ เว็บ แล้ววิเคราะห์ สังเคราะห์ และเขียนขึ้นใหม่
หากคัดลอกทั้งหมด จะถูกดำเนินคดี
ตามกฎหมายจากเจ้าของลิขสิทธิ์
มีโทษทั้งจำคุกและปรับในอัตราสูง

ช่วยกันนะครับ 
ไทยกู๊ดวิวจะได้อยู่นานๆ 
ไม่ถูกปิดเสียก่อน

ขอขอบคุณในความร่วมมือครับ

อ่านรายละเอียด

ด่วน...... ขณะนี้
พระราชบัญญัติลิขสิทธิ์ (ฉบับที่ 2) พ.ศ. 2558 
มีผลบังคับใช้แล้ว 
ขอให้นักเรียนและคุณครูที่ใช้งาน
เว็บ thaigoodview ในการส่งการบ้าน
ระมัดระวังการละเมิดลิขสิทธิ์ด้วย
อ่านรายละเอียดที่นี่ครับ

 

สมาชิกที่ออนไลน์

ขณะนี้มี สมาชิก 0 คน และ ผู้เยี่ยมชม 223 คน กำลังออนไลน์