Калькулятор рівноваги Харді-Вайнберга

Автор: Henrick Yau
- July 21, 2026
| |

Калькулятор рівноваги Харді-Вайнберга

Обчисліть частоти генотипів та алелів за принципом Харді-Вайнберга (p² + 2pq + q² = 1).

Тип введення

Кількість генотипів

Параметри відображення

Про рівновагу Харді-Вайнберга

Принцип Харді-Вайнберга стверджує, що частоти алелів і генотипів у популяції залишатимуться постійними з покоління в покоління за відсутності інших еволюційних впливів.

Рівняння Харді-Вайнберга

Для генетичного локусу з двома алелями (A та a) з частотами p та q відповідно:

  • p + q = 1 (сума частот алелів дорівнює 1)
  • p² + 2pq + q² = 1 (сума частот генотипів дорівнює 1)
  • Де:
    • p² = частота генотипу AA (домінантна гомозигота)
    • 2pq = частота генотипу Aa (гетерозигота)
    • q² = частота генотипу aa (рецесивна гомозигота)
Припущення рівноваги Харді-Вайнберга

Для того щоб популяція залишалася в рівновазі Харді-Вайнберга, мають виконуватися такі умови:

  1. Відсутність мутацій: Ген, що цікавить, не мутує
  2. Відсутність потоку генів: Відсутня міграція особин у популяцію або з неї
  3. Випадкове схрещування: Особини утворюють пари без переваги за генотипом
  4. Відсутність природного добору: Усі генотипи мають однакову пристосованість
  5. Нескінченний розмір популяції: Для мінімізації ефектів генетичного дрейфу
Перевірка рівноваги Харді-Вайнберга

Критерій хі-квадрат зазвичай використовується для визначення того, чи значуще відрізняються спостережувані частоти генотипів від очікуваних за рівноваги Харді-Вайнберга.

Формула для критерію хі-квадрат:

χ² = Σ (Спостережуване - Очікуване)²/Очікуване

Якщо обчислене значення хі-квадрат перевищує критичне значення для відповідного числа ступенів свободи (зазвичай 1 для системи з двома алелями), популяція вважається такою, що не перебуває в рівновазі Харді-Вайнберга.

Застосування

Рівновага Харді-Вайнберга використовується в:

  • Популяційній генетиці для оцінки частот алелів
  • Судовій медицині для профілювання та зіставлення ДНК
  • Медична генетика для вивчення поширеності захворювань
  • Біологія охорони природи для оцінки генетичного різноманіття
  • Еволюційні дослідження для визначення тиску відбору

Що таке калькулятор рівноваги Харді-Вайнберга?

Калькулятор рівноваги Харді-Вайнберга — це інтерактивний інструмент, який допомагає аналізувати генетичну варіативність у популяції. Використовуючи простий набір вхідних даних, він дозволяє визначити частоти алелів і генотипів, а також оцінити, чи перебуває популяція в генетичній рівновазі. Якщо вас цікавить саме обчислення частот алелів, радимо також ознайомитися з нашим Калькулятором частоти алелів.

Цей калькулятор базується на принципі Харді-Вайнберга — фундаментальній концепції генетики, яка стверджує, що частоти алелів і генотипів залишаються постійними в поколіннях за відсутності еволюційних чинників.

Рівняння Харді-Вайнберга: \( p^2 + 2pq + q^2 = 1 \)

Де:

  • \( p \) = частота домінантного алеля (A)
  • \( q \) = частота рецесивного алеля (a)
  • \( p^2 \) = очікувана частота домінантних гомозигот (AA)
  • \( 2pq \) = очікувана частота гетерозигот (Aa)
  • \( q^2 \) = очікувана частота рецесивних гомозигот (aa)

Як користуватися калькулятором

Користуватися калькулятором просто. Виконайте ці кроки, щоб отримати точні результати:

  • Виберіть тип вхідних даних: Оберіть, чи вводити кількість генотипів, чи частоту алеля.
  • Введіть свої дані:
    • Якщо використовуєте кількість генотипів, введіть кількість особин для AA, Aa та aa.
    • Якщо використовуєте частоту алеля, введіть частоту домінантного алеля (p) у межах від 0 до 1.
  • Виберіть параметри відображення: Ви можете увімкнути показ критерію хі-квадрат та візуалізацію даних у вигляді діаграм і решітки Пеннета.
  • Натисніть "Розрахувати": Калькулятор обробляє ваші дані та відображає частоти алелів, очікувані частоти генотипів, а також, за бажанням, критерій хі-квадрат для оцінки рівноваги.
  • Натисніть "Скинути": Використовуйте цю кнопку, щоб очистити всі поля та почати заново.

Основні можливості

  • Підтримка введення даних як за кількістю генотипів, так і за частотою алеля.
  • Відображення розрахованих частот алелів (p та q).
  • Показ очікуваних частот генотипів за умови рівноваги.
  • Опціональний критерій хі-квадрат для оцінки генетичної рівноваги.
  • Візуальні діаграми для легшого розуміння результатів.
  • Відображення решітки Пеннета для комбінацій алелів.

Навіщо використовувати цей калькулятор?

Цей інструмент стане в пригоді студентам, викладачам і дослідникам, які хочуть вивчати або викладати популяційну генетику. Він спрощує застосування рівняння Харді-Вайнберга та допомагає візуалізувати, що результати означають для генетичної структури популяції.

Його можна використовувати в:

  • Навчальних закладах для викладання біології або генетики
  • Дослідженнях для перевірки генетичної варіативності та стабільності
  • Плануванні заходів зі збереження генетичного різноманіття
  • Медичній генетиці для вивчення частот генів, пов'язаних із захворюваннями

Часті запитання (FAQ)

Що означає, якщо популяція перебуває в рівновазі Харді-Вайнберга?

Це означає, що частоти алелів і генотипів у популяції стабільні від покоління до покоління, що свідчить про відсутність еволюційних чинників, які діють на цей ген.

Що робити, якщо критерій хі-квадрат показує відхилення?

Якщо p-значення менше за 0,05, популяція, ймовірно, відхиляється від рівноваги Харді-Вайнберга. Це може вказувати на такі чинники, як добір, мутації або невипадкове схрещування, що впливають на популяцію.

Чи можна використовувати цей калькулятор без даних про кількість генотипів?

Так. Ви можете ввести частоту домінантного алеля (p), і калькулятор оцінить частоти генотипів та побудує модель на основі розміру вибірки 100 особин.

Чи потрібно бути експертом із генетики, щоб користуватися цим інструментом?

Ні. Інструмент розроблений для всіх, хто цікавиться розумінням базових генетичних закономірностей. Просто введіть свої дані, а калькулятор зробить усе інше.

Чи завжди потрібен результат критерію хі-квадрат?

Ні. Ви можете приховати розділ із критерієм хі-квадрат, якщо вас цікавлять лише частоти алелів і генотипів.