Бесплатные калькуляторы

Примеры запросов: процентыипотекаплощадь✓ 1 413 работающих калькуляторов

ГЕНЕТИКА ПОПУЛЯЦИЙ · ОНЛАЙН

Закон Харди—Вайнберга: частоты аллелей, носители, χ²-проверка равновесия, отбор

Калькулятор Харди—Вайнберга нужен студентам-биологам, медицинским генетикам и селекционерам: он проверяет, соответствует ли выборка равновесию, оценивает частоту носителей рецессивных аллелей и показывает, как отбор меняет частоту аллеля из поколения в поколение.

✓ Бесплатно⌁ С пояснением✦ Без регистрации
🧬
КАЛЬКУЛЯТОР

Введите данные

Порог p-значения для вывода о равновесии.
Целое число особей генотипа AA.
Целое число гетерозигот.
AA и Aa вместе: их по фенотипу не различить.
Рецессивные гомозиготы; в режиме фенотипов должен быть хотя бы один такой организм.
Если оставить пустым в режиме фенотипов, берётся размер выборки.
Например 0,02 или 2 %.
Рассчитать изменение частоты рецессивного аллеля при отборе.
От 0 (отбора нет) до 1 (рецессивные гомозиготы не размножаются).
От 1 до 200.
✓ Исходные значения передаются серверу только для выполнения расчёта. Регистрация не нужна.
ВАШ РЕЗУЛЬТАТ✓ Вычислено

Проверка равновесия Харди—Вайнберга

Объём выборки N999
Частота аллеля A (p)0,54254
Частота аллеля a (q)0,45746
Ожидаемое число AA294,0581
Ожидаемое число Aa495,8839
Ожидаемое число aa209,0581
χ² (1 степень свободы)0,1406
p-значение0,707638
Наблюдаемая гетерозиготность0,49049
Ожидаемая гетерозиготность0,49638
Индекс фиксации F0,0119
ВыводОтличие от равновесия Харди—Вайнберга не значимо при α = 0,05

«Копировать картинку» помещает изображение результата в буфер обмена без сохранения файла — его можно сразу вставить в мессенджер или документ. Картинка и PDF содержат ссылку на calc-calc.ru.

Частота аллеля A оценивается по выборке, ожидаемые числа генотипов равны Np², 2Npq и Nq². Критерий χ² суммирует (O−E)²/E по трём генотипам; число степеней свободы равно 1 (три класса минус одно ограничение по сумме и одна оценка p). p-значение — вероятность такого или большего отклонения при выполнении равновесия.

Критерий χ² не доказывает равновесие, а лишь не обнаруживает отклонение при данном объёме выборки.

Наблюдаемые и ожидаемые генотипы

ГенотипНаблюденоОжидается(O−E)²/EДоля наблюдаемаяДоля ожидаемая
AA297294.05810.02940.29730.29435
Aa490495.88390.06980.490490.49638
aa212209.05810.04140.212210.20927
Был ли калькулятор полезен?Одно касание — и мы поймём, какие инструменты улучшать.
ПОДРОБНЫЙ РАЗБОР · ФОРМУЛЫ И ПРИМЕРЫ

Закон Харди—Вайнберга: калькулятор частот аллелей, генотипов и проверка равновесия по χ²

Калькулятор закона Харди—Вайнберга решает три типовые задачи популяционной генетики: проверяет по числу особей, находится ли популяция в генетическом равновесии, оценивает частоты аллелей по доле рецессивного фенотипа и рассчитывает структуру популяции по известной частоте аллеля.

Ниже разобрано, что именно проверяет критерий хи-квадрат, как оценивать частоту носителей наследственных болезней и почему при отборе против рецессивных гомозигот редкий аллель исчезает очень медленно.

Что утверждает закон Харди—Вайнберга

В большой популяции со случайным скрещиванием, без отбора, мутаций и миграции частоты аллелей остаются постоянными, а генотипы встречаются в пропорции p², 2pq и q². Уже за одно поколение случайного скрещивания частоты генотипов выходят на эти значения и дальше не меняются.

Практическая ценность закона в том, что он служит нулевой гипотезой. Если реальная выборка заметно отличается от p², 2pq и q², значит, действует какой-то из факторов: отбор, инбридинг, подразделённость популяции, ошибки генотипирования или нарушенная панмиксия.

Как работает проверка по критерию хи-квадрат

По числу особей каждого генотипа калькулятор оценивает частоту аллеля A как (2·AA + Aa) / 2N, затем строит ожидаемые числа Np², 2Npq и Nq² и суммирует (O−E)²/E. Число степеней свободы равно единице: три класса минус сумма и минус одна оценённая частота.

Получив χ², прибор находит p-значение и сравнивает его с выбранным α. Значимое отклонение не говорит, какой именно фактор виноват, но его направление подсказывает индекс фиксации F: положительный при дефиците гетерозигот и отрицательный при их избытке.

Оценка частот по фенотипам и доля носителей

Когда доминантные гомозиготы и гетерозиготы по внешнему виду одинаковы, остаётся рецессивный класс: его доля равна q². Отсюда q = √(aa/N), p = 1 − q, а доля гетерозигот-носителей равна 2pq. Так оценивают частоту носительства наследственных заболеваний.

Для редких рецессивных признаков носителей оказывается намного больше, чем больных. При частоте заболевания 1 на 2500 частота аллеля q = 0,02, а носителем является около каждого двадцать пятого человека, то есть 4 % популяции.

Отбор против рецессивного аллеля

Если у рецессивных гомозигот приспособленность снижена на s, новая частота аллеля a за поколение равна q(1 − sq) / (1 − sq²). Таблица динамики показывает, насколько медленно падает редкий аллель: основная его часть спрятана в гетерозиготах, которые отбору не подвержены.

Это объясняет, почему евгеническое «очищение» от рецессивных болезней практически бесполезно. Чтобы уменьшить вдвое частоту аллеля с q = 0,01, потребуется порядка ста поколений даже при полном отборе против больных.

Ограничения и типичные ошибки

Критерий хи-квадрат ненадёжен, если ожидаемое число какого-либо генотипа меньше пяти; для малых выборок и редких аллелей применяют точный тест Хальдейна. Нельзя использовать критерий и тогда, когда в таблицу вносят доли или проценты вместо числа особей.

Ещё одна частая ошибка состоит в смешении выборок из разных субпопуляций: избыток гомозигот в объединённой выборке (эффект Валунда) выглядит как инбридинг, хотя внутри каждой группы равновесие выполняется. Анализируйте однородные группы по отдельности.

Формула расчёта

ОСНОВНАЯ ФОРМУЛА

p + q = 1; p² + 2pq + q² = 1; χ² = Σ (O − E)² / E, число степеней свободы = 1

Проверенные примеры

Выборка 297 AA, 490 Aa, 212 aa

Проверить равновесие при α = 0,05.

p = 0.54254, χ² = 0.1406, p-значение 0.707638: равновесие не отвергается.

Редкий аллель q = 0,02 в популяции 100 000

Найти число носителей.

Aa ожидается 3920.0 человек, aa — 40.0.

Как пользоваться онлайн-калькулятором

  1. Выберите задачу: проверка равновесия, оценка по фенотипам или расчёт по известной частоте.
  2. Введите число особей каждого генотипа либо долю рецессивных особей.
  3. Для моделирования отбора включите дополнительные параметры и задайте s и число поколений.
  4. Сравните p-значение с α, изучите таблицы ожидаемых генотипов и динамики частоты.
ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ

Частые вопросы

Что значит значимое отличие от равновесия?

p-значение меньше α: наблюдаемое распределение генотипов маловероятно при условии равновесия, значит, действует отбор, инбридинг, подразделённость популяции или есть ошибки типирования.

Почему степень свободы одна, а не две?

Три класса генотипов, одно ограничение по сумме и одна оценка частоты аллеля по самим данным: 3 − 1 − 1 = 1.

Как найти число носителей по частоте болезни?

Возьмите корень из доли больных, это q; доля носителей равна 2pq, где p = 1 − q.

Можно ли вводить проценты вместо чисел особей?

Для χ²-проверки нужны именно числа особей, иначе статистика теряет смысл. В режиме частот можно вводить как доли, так и проценты.

Похожие калькуляторы

ПОДЕЛИТЬСЯ ИНСТРУМЕНТОМ

Встроить на свой сайт

Вставьте этот код в HTML-блок на своём сайте. Посетители смогут пользоваться калькулятором без перехода.

Прямая ссылка: https://calc-calc.ru/embed/calc_910505/

Предварительный просмотр