Practicum: Evolutie – Hardy-Weinberg-evenwicht – Biologie Klas 5 HAVO

In dit examenpracticum voor klas 5 HAVO gebruik je het Hardy-Weinberg-principe om allel- en genotypefrekwenties in een populatie te berekenen. Je analyseert de invloed van selectie, drift en migratie op frekwentieveranderingen en koppelt aan het evolutieproces.

Leerdoel

Na dit practicum kun je het Hardy-Weinberg-evenwicht beschrijven en de voorwaarden benoemen (geen selectie, grote populatie, willekeurige paring, geen mutatie, geen migratie), allel- en genotypefrekwenties berekenen met p + q = 1 en p² + 2pq + q² = 1, de invloed van selectie op allelfrekwenties uitleggen, en genetische drift verklaren in kleine populaties.

Cursusniveau en vakgebied

Niveau: HAVO klas 5 (examenjaar) | Vak: Biologie | Domein: E (evolutie), P (populatie) (CE) | Hardy-Weinberg, allelfrekwentie, genotypefrekwentie, selectie, genetische drift, populatiegenetica, evolutie

Benodigdheden

Zakjes met gekleurde knikkers of bonen (allelsimulatie)
Rekenmachine, notitieboek
Spreadsheet voor simulatie (optioneel)

Achtergrondinformatie

Hardy-Weinberg-evenwicht: in een grote, willekeurig parende populatie zonder selectie, mutatie of migratie blijven allelfrekwenties constant over generaties. Notatie: p = frekwentie dominant allel (A); q = frekwentie recessief allel (a). p + q = 1. Genotypefrekwenties: p² (AA) + 2pq (Aa) + q² (aa) = 1. Selectie: individuen met bepaald genotype hebben hogere fitnes → allelfrekwentie verandert. Genetische drift: toevallige frekwentieveranderingen, sterker in kleine populaties (flessenhalseffect, stichterseffect).

Berekeningsoefening

In een populatie van 500 personen heeft 9% het fenotype albinisme (aa, recessief). Bereken p, q en de genotypefrekwenties voor AA en Aa (aangenomen Hardy-Weinberg-evenwicht).

Gegeven	Berekening	Resultaat
q² (aa-frekwentie)	9% = 0,09	0,09
q (allelfrekwentie a)	√0,09
p (allelfrekwentie A)	1 − q
p² (frekwentie AA)	p²
2pq (frekwentie Aa)	2 × p × q
Aantal dragers (Aa) in populatie	2pq × 500

Verwerkingsvragen

Maak de berekening compleet: bereken q, p, p², 2pq en het aantal dragers in de populatie.
Selectie benadeelt het aa-genotype (albinisten overleven minder goed). Hoe verandert q over generaties? Verdwijnt het recessief allel a ooit helemaal? Verklaar.
Een populatie leeuwen krimpt door droogte naar 20 individuen (flessenhalseffect). Welk gevolg heeft dit voor de genetische diversiteit?

Uitwerking

V1: q = √0,09 = 0,30. p = 1 − 0,30 = 0,70. p² = 0,70² = 0,49 (49% AA). 2pq = 2 × 0,70 × 0,30 = 0,42 (42% Aa). Dragers in populatie = 0,42 × 500 = 210 personen.

V2: Selectie benadeelt aa → q daalt geleidelijk over generaties. Echter: het recessieve allel a verdwijnt nooit helemaal uit de populatie zolang er dragers (Aa) zijn. Dragers hebben het allel zonder de nadelen (ze zijn fenotypisch normaal). Selectie werkt alleen op het fenotype → recessieve allelen in heterozygoten zijn onzichtbaar voor selectie. De verwijdering verloopt steeds langzamer naarmate q kleiner wordt.

V3: Flessenhalseffect: bij extreme populatieverkleining gaan veel allelen verloren door toeval (genetische drift is groot bij n = 20). De populatie die herstelt heeft weinig genetische diversiteit → minder aanpassingsvermogen aan nieuwe milieu-omstandigheden → verhoogd risico op inteelt, erfelijke aandoeningen en kwetsbaarheid voor ziekten. De genenpool is permanent verschraald.

Benodigde laboratoriumapparatuur van Labvakhandel

Labvakhandel levert populatiegenetica-simulatiesets, knikkers/bonen en werkbladen voor evolutiepraktika in het voortgezet biologieonderwijs.

Bekijk het assortiment of neem contact op voor advies.

Meer practicumopdrachten

Ontdek alle practica in de Labvakhandel kennisbank — voor biologie, scheikunde en natuurkunde.