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(2) In future presentations of the research findings, in addition to the course project website and public presentations, your real name and personal information will not appear in this research report. If you are interested in the research results, we can provide you with an executive summary after the study is completed.
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生物實驗

天擇與等位基因頻率

族群遺傳學互動版:在單基因座、兩等位基因(A、a)上調整三種基因型的相對適應度,或直接套用選擇情境,逐代觀察等位基因頻率的變化——方向性選擇邁向固定、淘汰隱性等位基因的減速現象、異型合子優勢維持的穩定多型,以及中性下不演化的哈溫平衡。
t = 0.00 s

等位基因頻率對世代

實驗數據

尚無記錄。調整參數、完成一次量測後,按「記錄本次數據」把結果存進表格。

實驗參數

選擇情境
初始 A 頻率 p₀(重設後生效)
適應度 wAA(同型顯性)
適應度 wAa(異型合子)
適應度 waa(同型隱性)

即時觀測

世代
0
平均適應度 w̄
A 等位頻率 p
a 等位頻率 q
基因型頻率(哈溫平衡)
理論平衡頻率 p*(僅異型合子優勢時存在)

畫面符號圖例

  • 等位基因頻率/基因型頻率隨世代變化;p*:選擇與突變下的平衡頻率

實驗任務

  1. 方向性選擇邁向固定:選「方向性(顯性有利)」,把 p₀ 設得較小(如 0.10), 按開始。觀察 p 如何一路升向 1——A 等位基因被「固定」,a 幾乎消失。記錄大約幾個世代後 q 逼近 0。
  2. 隱性有害基因為何除不盡?切換「淘汰隱性」(只有 aa 適應度較低)。 觀察曲線:q 一開始下降得快,之後愈來愈慢。想一想:當 a 變稀有時,它大多藏在哪一種基因型裡而 「躲過」天擇的淘汰?為什麼隱性有害等位基因幾乎永遠無法完全消失?
  3. 異型合子優勢與多型性:選「異型合子優勢」(wAa 最高)。 分別把 p₀ 設高(如 0.90)與設低(如 0.10)各跑一次,觀察 p 是否都收斂到同一個中間值。 讀出「理論平衡頻率 p*」,再用公式 p*=(wAa−waa)/(2wAa−wAA−waa) 驗算,說明為何兩個等位基因能同時被長期保留(如鐮刀型紅血球與瘧疾抗性)。

模型與假設

模型:單基因座、兩等位基因(A、a)。以哈溫平衡起始:AA=p²、Aa=2pq、aa=q²。 每代平均適應度 w̄=p²·wAA+2pq·wAa+q²·waa; 下一代 p′=(p²·wAA+pq·wAa)/w̄,逐代迭代,q′=1−p′。
異型合子優勢平衡:p*=(wAa−waa)/(2wAa−wAA−waa), 當 wAa 為三者最大時是穩定的多型性平衡。
假設:族群無限大(無遺傳漂變)、隨機交配、無突變與遷移、世代不重疊,且只有天擇作用。 畫面個體僅為當代基因型比例的視覺化(每代依頻率重新生成),位置與空間不具意義。