Practicum: Evolutie – selectiesimulatie en allelfrequentie – Biologie Klas 6 VWO

In dit examenpracticum voor klas 6 vwo simuleer je natuurlijke selectie en bereken je allelfrequenties over generaties. Je past de Hardy-Weinberg-wet toe en analyseert het effect van genetische drift en een populatieflessenhals (bottleneck).

Leerdoel

Na dit practicum kun je de Hardy-Weinberg-wet toepassen om genotype-frequenties te berekenen (p² + 2pq + q² = 1), het effect van selectie op allelfrequenties beschrijven, en genetische drift en het stichtereffect verklaren als evolutionaire krachten naast selectie.

Cursusniveau en vakgebied

Niveau: VWO klas 6 (examenjaar) | Vak: Biologie | Domein: F – Evolutie: variatie, selectie, soortvorming (CE)

Benodigdheden

• 100 rode kaartjes (allel A) en 100 witte kaartjes (allel a) per groep
• Zak voor random trekking (genenpool)
• Tabel voor allelfrequenties over generaties
• Rekenmachine

Achtergrondinformatie

Hardy-Weinberg-evenwicht geldt bij: grote populatie, random paring, geen mutatie, geen migratie, geen selectie. Als p = frequentie allel A en q = frequentie allel a: p + q = 1 en p² + 2pq + q² = 1 (genotype-frequenties AA, Aa, aa). Selectie verandert allelfrequenties: als aa-individuen een lagere fitness hebben, neemt q af per generatie.

Werkwijze

Deel A – Hardy-Weinberg controle (neutrale populatie)

1. Startfrequentie: 50 rode + 50 witte kaartjes (p = q = 0,5).
2. Trek blind 2 kaartjes tegelijk — dit zijn één individu. Noteer genotype (AA, Aa of aa). Leg terug. Herhaal 50× (= 50 individuen = 1 generatie).
3. Bereken p en q voor generatie 1. Verwacht: p ≈ q ≈ 0,5 (stochastische variatie).
4. Herhaal 5 generaties. Teken p en q over de tijd.

Deel B – Selectie tegen aa

1. Herhaal Deel A, maar verwijder alle aa-individuen vóór de volgende generatie (selectiedruk: fitness aa = 0).
2. Bereken p en q na elke generatie. Teken de curves.

Meettabel allelfrequenties

Verwerkingsvragen

1. In een populatie is q = 0,2 (frequentie recessief allel). Bereken de frequentie van AA, Aa en aa.
2. Verklaar waarom selectie tegen aa de frequentie van a niet snel tot nul kan reduceren.
3. Wat is een populatieflessenhals (bottleneck) en hoe kan dit leiden tot snelle evolutie?

Uitwerking

V1: p = 1 − q = 0,8. p² = 0,64 (frequentie AA); 2pq = 2 × 0,8 × 0,2 = 0,32 (Aa); q² = 0,04 (aa). Controle: 0,64 + 0,32 + 0,04 = 1,00 ✓.

V2: Allel a zit ook in dragers (Aa). Selectie grijpt alleen aan op het fenotype — Aa-individuen zijn niet zichtbaar van AA en worden niet geselecteerd. Zolang Aa-dragers zich voortplanten, blijft a in de genenpool. Bij lage q² zitten de meeste a-allelen in dragers, niet in aa-individuen — verwijdering van aa heeft weinig effect op de totale q.

V3: Een populatieflessenhals is een sterke populatiereductie door catastrofaal event (epidemie, droogte). De overlevende kleine populatie heeft toevallig andere allelfrequenties (genetische drift) dan de originele. Zeldzame allelen kunnen verdwijnen; andere worden dominant. Door de kleine populatie slaat drift snel aan — evolutie kan snel gaan (stichtereffect).

Benodigde laboratoriumapparatuur van Labvakhandel

Labvakhandel levert biologische simulatiekaarten en populatiegenetische modelmaterialen voor evolutie-practika in het voortgezet biologieonderwijs.

Bekijk het assortiment voor biologie of neem contact op voor advies.

Meer practicumopdrachten

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