เครื่องคำนวณสมดุลฮาร์ดี-ไวน์เบิร์ก

หมวดหมู่: ชีววิทยา
- เมษายน 03, 2568
| |

คำนวณความถี่ของจีโนไทป์และอัลลีลโดยใช้หลักการของ Hardy-Weinberg (p² + 2pq + q² = 1).

ประเภทข้อมูลนำเข้า

จำนวนจีโนไทป์

ตัวเลือกการแสดงผล

เกี่ยวกับสมดุล Hardy-Weinberg

หลักการ Hardy-Weinberg ระบุว่าความถี่ของอัลลีลและจีโนไทป์ในประชากรจะคงที่จากรุ่นหนึ่งไปยังอีกรุ่นหนึ่งในกรณีที่ไม่มีอิทธิพลทางวิวัฒนาการอื่น ๆ.

สมการ Hardy-Weinberg

สำหรับลอคัสทางพันธุกรรมที่มีอัลลีลสองตัว (A และ a) โดยมีความถี่ p และ q ตามลำดับ:

  • p + q = 1 (ความถี่ของอัลลีลรวมเป็น 1)
  • p² + 2pq + q² = 1 (ความถี่ของจีโนไทป์รวมเป็น 1)
  • โดยที่:
    • p² = ความถี่ของจีโนไทป์ AA (โดมินานต์โฮโมไซกัส)
    • 2pq = ความถี่ของจีโนไทป์ Aa (เฮเทอโรไซกัส)
    • q² = ความถี่ของจีโนไทป์ aa (รีเซสซีฟโฮโมไซกัส)
สมมติฐานของสมดุล Hardy-Weinberg

เพื่อให้ประชากรอยู่ในสมดุล Hardy-Weinberg ต้องมีเงื่อนไขดังต่อไปนี้:

  1. ไม่มีการกลายพันธุ์: ยีนที่สนใจไม่กลายพันธุ์
  2. ไม่มีการไหลของยีน: ไม่มีการอพยพของบุคคลเข้าไปหรือออกจากประชากร
  3. การผสมพันธุ์แบบสุ่ม: บุคคลจับคู่โดยไม่มีความชอบสำหรับจีโนไทป์
  4. ไม่มีการคัดเลือกตามธรรมชาติ: จีโนไทป์ทั้งหมดมีความเหมาะสมเท่ากัน
  5. ขนาดประชากรไม่จำกัด: เพื่อลดผลกระทบของการลอยตัวทางพันธุกรรม
การทดสอบสมดุล Hardy-Weinberg

การทดสอบไค-สแควร์มักใช้เพื่อกำหนดว่าความถี่ของจีโนไทป์ที่สังเกตแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญจากที่คาดหวังภายใต้สมดุล Hardy-Weinberg หรือไม่.

สูตรสำหรับการทดสอบไค-สแควร์คือ:

χ² = Σ (Observed - Expected)²/Expected

หากค่าที่คำนวณได้ของไค-สแควร์เกินค่าที่สำคัญสำหรับระดับอิสระที่เหมาะสม (โดยทั่วไปคือ 1 สำหรับระบบอัลลีลสองตัว) ประชากรจะถือว่าไม่อยู่ในสมดุล Hardy-Weinberg.

การประยุกต์ใช้

สมดุล Hardy-Weinberg ถูกใช้ใน:

  • พันธุศาสตร์ประชากรเพื่อประมาณความถี่ของอัลลีล
  • วิทยาศาสตร์นิติวิทยาศาสตร์สำหรับการสร้างโปรไฟล์ DNA และการจับคู่
  • พันธุศาสตร์การแพทย์เพื่อศึกษาความชุกของโรค
  • ชีววิทยาการอนุรักษ์เพื่อประเมินความหลากหลายทางพันธุกรรม
  • การศึกษาเชิงวิวัฒนาการเพื่อระบุแรงกดดันในการคัดเลือก

เครื่องคิดเลขสมดุลฮาร์ดี-ไวน์เบิร์กคืออะไร?

เครื่องคิดเลขสมดุลฮาร์ดี-ไวน์เบิร์กเป็นเครื่องมือเชิงโต้ตอบที่ช่วยให้คุณวิเคราะห์ความแปรผันทางพันธุกรรมภายในประชากร โดยใช้ชุดข้อมูลที่ง่าย มันช่วยให้คุณสามารถกำหนดความถี่ของอัลลีลและจีโนไทป์ และประเมินว่าประชากรอยู่ในสมดุลทางพันธุกรรมหรือไม่ หากคุณสนใจในการคำนวณความถี่ของอัลลีลโดยเฉพาะ คุณอาจต้องการตรวจสอบ เครื่องคิดเลขความถี่อัลลีล ของเรา

เครื่องคิดเลขนี้อิงตามหลักการฮาร์ดี-ไวน์เบิร์ก ซึ่งเป็นแนวคิดพื้นฐานในพันธุศาสตร์ที่ระบุว่าความถี่ของอัลลีลและจีโนไทป์จะคงที่ตลอดหลายรุ่นในกรณีที่ไม่มีแรงทางวิวัฒนาการ

สมการฮาร์ดี-ไวน์เบิร์ก: \( p^2 + 2pq + q^2 = 1 \)

โดยที่:

  • \( p \) = ความถี่ของอัลลีลโดมิแนนท์ (A)
  • \( q \) = ความถี่ของอัลลีลรีเซสซีฟ (a)
  • \( p^2 \) = ความถี่ที่คาดหวังของฮอโมไซกัสโดมิแนนท์ (AA)
  • \( 2pq \) = ความถี่ที่คาดหวังของเฮเทอโรไซกัส (Aa)
  • \( q^2 \) = ความถี่ที่คาดหวังของฮอโมไซกัสรีเซสซีฟ (aa)

วิธีการใช้เครื่องคิดเลข

การใช้เครื่องคิดเลขนั้นง่าย ทำตามขั้นตอนเหล่านี้เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ถูกต้อง:

  • เลือกประเภทข้อมูล: เลือกว่าจะป้อนจำนวนจีโนไทป์หรือความถี่อัลลีล
  • ป้อนข้อมูลของคุณ:
    • หากใช้จำนวนจีโนไทป์ ให้ป้อนจำนวนบุคคลสำหรับ AA, Aa และ aa
    • หากใช้ความถี่อัลลีล ให้ป้อนความถี่ของอัลลีลโดมิแนนท์ (p) ระหว่าง 0 และ 1
  • เลือกตัวเลือกการแสดงผล: คุณสามารถเลือกแสดงการทดสอบไคสแควร์และการแสดงข้อมูลเช่นกราฟและตารางพันเน็ต
  • คลิก “คำนวณ”: เครื่องคิดเลขจะประมวลผลข้อมูลที่คุณป้อนและแสดงความถี่ของอัลลีล ความถี่ของจีโนไทป์ที่คาดหวัง และการทดสอบไคสแควร์แบบเลือกเพื่อประเมินสมดุล
  • คลิก “รีเซ็ต”: ใช้เพื่อเคลียร์ฟิลด์ทั้งหมดและเริ่มใหม่

คุณสมบัติหลัก

  • รองรับการป้อนข้อมูลโดยจำนวนจีโนไทป์หรือความถี่อัลลีล
  • แสดงความถี่ของอัลลีลที่คำนวณได้ (p และ q)
  • แสดงความถี่ของจีโนไทป์ที่คาดหวังภายใต้สมดุล
  • รวมการทดสอบไคสแควร์แบบเลือกเพื่อประเมินสมดุลทางพันธุกรรม
  • กราฟภาพเพื่อให้เข้าใจผลลัพธ์ได้ง่ายขึ้น
  • แสดงตารางพันเน็ตสำหรับการรวมอัลลีล

ทำไมต้องใช้เครื่องคิดเลขนี้?

เครื่องมือนี้มีประโยชน์สำหรับนักเรียน ผู้สอน และนักวิจัยที่ต้องการสำรวจหรือสอนพันธุศาสตร์ประชากร มันทำให้กระบวนการใช้สมการฮาร์ดี-ไวน์เบิร์กง่ายขึ้นและช่วยให้คุณเห็นภาพว่าผลลัพธ์หมายถึงอะไรสำหรับโครงสร้างพันธุกรรมของประชากร

มันสามารถใช้ใน:

  • การตั้งค่าในห้องเรียนสำหรับการสอนชีววิทยาหรือพันธุศาสตร์
  • การวิจัยเพื่อตรวจสอบความแปรผันทางพันธุกรรมและความเสถียร
  • การวางแผนการอนุรักษ์เพื่อรักษาความหลากหลายทางพันธุกรรม
  • พันธุศาสตร์การแพทย์เพื่อสำรวจความถี่ของยีนที่เกี่ยวข้องกับโรค

คำถามที่พบบ่อย (FAQ)

หมายความว่าอย่างไรหากประชากรอยู่ในสมดุลฮาร์ดี-ไวน์เบิร์ก?

หมายความว่าความถี่ของอัลลีลและจีโนไทป์ของประชากรมีเสถียรภาพจากรุ่นหนึ่งไปยังอีกรุ่นหนึ่ง ซึ่งบ่งชี้ว่าไม่มีแรงวิวัฒนาการใด ๆ ที่มีผลต่อยีนที่เกี่ยวข้อง

ถ้าการทดสอบไคสแควร์ของฉันแสดงให้เห็นถึงการเบี่ยงเบนล่ะ?

หากค่า p น้อยกว่า 0.05 ประชากรอาจเบี่ยงเบนจากสมดุลฮาร์ดี-ไวน์เบิร์ก ซึ่งอาจบ่งชี้ว่ามีปัจจัยเช่นการคัดเลือก การกลายพันธุ์ หรือการผสมพันธุ์ที่ไม่สุ่มมีอิทธิพลต่อประชากร

ฉันสามารถใช้เครื่องคิดเลขนี้โดยไม่ต้องมีจำนวนจีโนไทป์ได้ไหม?

ใช่ คุณสามารถป้อนความถี่ของอัลลีลโดมิแนนท์ (p) และเครื่องคิดเลขจะประมาณความถี่ของจีโนไทป์และสร้างแบบจำลองโดยอิงจากขนาดตัวอย่าง 100

ฉันต้องเป็นผู้เชี่ยวชาญด้านพันธุศาสตร์เพื่อใช้สิ่งนี้ไหม?

ไม่ เครื่องมือนี้ออกแบบมาสำหรับทุกคนที่สนใจในการเข้าใจรูปแบบพันธุกรรมพื้นฐาน เพียงแค่ป้อนข้อมูลของคุณและให้เครื่องคิดเลขทำที่เหลือ

ผลลัพธ์ไคสแควร์จำเป็นต้องมีเสมอไหม?

ไม่ คุณสามารถเลือกที่จะซ่อนส่วนไคสแควร์หากคุณสนใจเพียงแค่ความถี่ของอัลลีลและจีโนไทป์