Løsningsforslag ST2301 Øving 8

Like dokumenter
Løsningsforslag øving 10 TMA4110 høsten 2018

TMA4265 Stokastiske prosesser

ØVINGER 2017 Løsninger til oppgaver

Anvendelser. Kapittel 12. Minste kvadraters metode

(iii) Når 5 er blitt trukket ut, er det tre igjen som kan blir trukket ut til den siste plassen, altså:

Statistikk og økonomi, våren 2017

Illustrasjon av regel 5.19 om sentralgrenseteoremet og litt om heltallskorreksjon (som i eksempel 5.18).

Løsningsforslag ST2301 Øving 2

IT1105 Algoritmer og datastrukturer

EKSAMEN Ny og utsatt Løsningsforslag

Løsningsforslag ST2301 Øving 6

EKSAMEN I FAG SIF5040 NUMERISKE METODER Tirsdag 15. mai 2001 Tid: 09:00 14:00

i kjemiske forbindelser 5. Hydrogen har oksidasjonstall Oksygen har oksidsjonstall -2

EKSAMEN ny og utsatt løsningsforslag

Løsningsforslag ST2301 Øving 2

Simpleksmetoden. Initiell basistabell Fase I for å skaffe initiell, brukbar løsning. Fase II: Iterativ prosess for å finne optimal løsning Pivotering

TMA4240/4245 Statistikk Eksamen august 2016

Oppgaven består av 9 delspørsmål som anbefales å veie like mye, Kommentarer og tallsvar er skrevet inn mellom <<, >>, Oppgave 1

Seleksjon og uttak av alderspensjon fra Folketrygden

Forelesning nr.3 INF 1411 Elektroniske systemer. Parallelle og parallell-serielle kretser Kirchhoffs strømlov

EKSAMEN Løsningsforslag

X ijk = µ+α i +β j +γ ij +ǫ ijk ; k = 1,2; j = 1,2,3; i = 1,2,3; i=1 γ ij = 3. i=1 α i = 3. j=1 β j = 3. j=1 γ ij = 0.

Magnetisk nivåregulering. Prosjektoppgave i faget TTK 4150 Ulineære systemer. Gruppe 4: Rune Haugom Pål-Jørgen Kyllesø Jon Kåre Solås Frode Efteland

Forelesning nr.3 INF 1411 Elektroniske systemer

TALLSVAR. Det anbefales at de 9 deloppgavene merket med A, B, teller likt uansett variasjon i vanskelighetsgrad. Svarene er gitt i <<< >>>.

Arbeid og potensiell energi

TALLSVAR. Det anbefales at de 9 deloppgavene merket med A, B, teller likt uansett variasjon i vanskelighetsgrad. Svarene er gitt i <<< >>>.

Samfunnsøkonomi andre avdeling, mikroøkonomi, Diderik Lund, 18. mars 2002

Løsningskisse for oppgaver til uke 15 ( april)

Løsningsforslag ST2301 Øving 4

TMA4265 Stokastiske prosesser

TALLSVAR. Det anbefales at de 9 deloppgavene merket med A, B, teller likt uansett variasjon i vanskelighetsgrad. Svarene er gitt i << >>.

TMA4300 Mod. stat. metoder

Alternerende rekker og absolutt konvergens

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Investering under usikkerhet Risiko og avkastning Høy risiko. Risikokostnad prosjekt Snøskuffe. Presisering av risikobegrepet

Arbeid og potensiell energi

MA1301 Tallteori Høsten 2014

STK desember 2007

Sparing gir mulighet for å forskyve forbruk over tid; spesielt kan ujevne inntekter transformeres til jevnere forbruk.

Appendiks 1: Organisering av Riksdagsdata i SPSS. Sannerstedt- og Sjölins data er klargjort for logitanalyse i SPSS filen på følgende måte:

Oppgave 3, SØK400 våren 2002, v/d. Lund

Generell likevekt med skjermet og konkurranseutsatt sektor 1

MoD233 - Geir Hasle - Leksjon 10 2

Arbeid og potensiell energi

Kapittel og Appendix A, Bævre og Vislie (2007): Næringsstruktur, internasjonal handel og vekst

Løsningsforslag ST2301 Øving 7

Løsningsforslag ST2301 Øving 6

Eksamen ECON 2200, Sensorveiledning Våren Deriver følgende funksjoner. Deriver med hensyn på begge argumenter i e) og f).

Sluttrapport. utprøvingen av

C(s) + 2 H 2 (g) CH 4 (g) f H m = -74,85 kj/mol ( angir standardtilstand, m angir molar størrelse)

Veiledning til obligatorisk oppgave i ECON 3610/4610 høsten N. Vi skal bestemme den fordeling av denne gitte arbeidsstyrken som

Dynamisk programmering. Hvilke problemer? Overlappende delproblemer. Optimalitetsprinsippet

Løsningsskisse til eksamen i TFY112 Elektromagnetisme,

Eksamen i emne SIB8005 TRAFIKKREGULERING GRUNNKURS

Dynamisk programmering. Hvilke problemer? Overlappende delproblemer. Optimalitetsprinsippet

Forelesning 4 og 5 MET3592 Økonometri ved David Kreiberg Vår 2011

Tema for forelesningen var Carnot-sykel (Carnot-maskin) og entropibegrepet.

UNIVERSITETET I OSLO

Vekst i skjermet virksomhet: Er dette et problem? Trend mot større andel sysselsetting i skjermet

Balanserte søketrær. AVL-trær. AVL-trær. AVL-trær høyde AVL AVL. AVL-trær (Adelson-Velskii og Landis, 1962) Splay-trær (Sleator og Tarjan, 1985)

DEN NORSKE AKTUARFORENING

Forelesning nr.3 INF 1410

Spinntur 2017 Rotasjonsbevegelse

Matematisk evolusjonær genetikk (ST2301)

' FARA INNKALLING TIL ORDINÆR GENERALFORSAMLING (FARA ASA

De normalfordelte: x og sd for hver gruppe. De skjevfordelte og de ekstremt skjevfordelte: Median og kvartiler for hver gruppe.

Forelesning 17 torsdag den 16. oktober

STK1100 våren 2015 P A B P B A. Betinget sannsynlighet. Vi trenger en definisjon av betinget sannsynlighet! Eksemplet motiverer definisjonen:

Videreutvikling i retn. velferdsteori: Komplette markeder, S tilstander, homogene oppfatninger

Eksamensoppgave i SØK Statistikk for økonomer

MASTER I IDRETTSVITENSKAP 2012/2014. Individuell skriftlig eksamen. MAS 402- Statistikk. Tirsdag 9. oktober 2012 kl

system 16 mm / 25 mm / 32 mm MONTERINGSVEILEDNING

Løsningsforslag ST2301 Øving 10

Norske CO 2 -avgifter - differensiert eller uniform skatt?

UNIVERSITETET I OSLO.

Auksjoner og miljø: Privat informasjon og kollektive goder. Eirik Romstad Handelshøyskolen Norges miljø- og biovitenskapelige universitet

Jobbskifteundersøkelsen Utarbeidet for Experis

NÆRINGSSTRUKTUR OG INTERNASJONAL HANDEL

HI-FI KOMPONENTSYSTEM

COLUMBUS. Lærerveiledning Norge og fylkene. ved Rolf Mikkelsen. Cappelen Damm

5. Bevegelsesmengde. Fysikk for ingeniører. 5. Bevegelsesmengde og massesenter. Side 5-1

Notater. Marie Lillehammer. Usikkerhetsanalyse for utslipp av farlige stoffer 2009/30. Notater

Automatisk koplingspåsats Komfort Bruksanvisning

Forelesning nr.3 IN 1080 Mekatronikk. Parallelle og parallell-serielle kretser Kirchhoffs strømlov

Eksamensoppgave i SØK2900 Empirisk metode

EKSAMEN I FAG SIF8052 VISUALISERING ONSDAG 11. DESEMBER 2002 KL LØSNINGSFORSLAG

KONTINUASJONSEKSAMEN I TFY4210 ANVENDT KVANTEMEKANIKK Fredag 13. august, Tillatte hjelpemidler : K.Rottman, Matematisk formelsamling

Fleksibelt arbeidsliv. Befolkningsundersøkelse utført for Manpower September 2015

Fourieranalyse. Fourierrekker på reell form. Eksempel La. TMA4135 Matematikk 4D. En funksjon sies å ha periode p > 0 dersom

En teoretisk studie av tv-markedets effisiens

NO kapittel 3.5 Næringsstruktur og faktoravlønning, Stolper Samuelson, Rybczynski

Studieprogramundersøkelsen 2013

INF 2310 Digital bildebehandling

Alle deloppgaver teller likt i vurderingen av besvarelsen.

FOLKETELLINGEN 1. NOVEMBER Tellingsresultater Tilbakegående tall - Prognoser SARPSBORG 0102 STATISTISK SENTRALBYRÅ - OSLO

2006/27 Notater 2006 Om samordning av utvalg ved bruk av PRN-tall

Analyse av strukturerte spareprodukt

Transkript:

Løsnngsforslag ST301 Øvng 8 Kapttel 4 Exercse 1 For tre alleler, fnn et sett med genfrekvenser for to populasjoner, som gr flere heterozygoter enn forventa utfra Hardy-Wenberg-andeler for mnst én av de heterozygote genotypene, dersom v ser på et utvalg fra begge populasjonene. Har et utvalg fra to populasjoner. Sannsynlgheten for at et ndvd kommer fra populasjon 1 er m, og sannsynlgheten for at det kommer fra populasjon er 1 m. La p j være frekvens av allel populasjon j. De forventa allel-frekvensene utvalget er gtt ved E[p 1 ] = mp 11 + (1 m)p 1 E[p ] = mp 1 + (1 m)p E[p 3 ] = mp 31 + (1 m)p 3 Frekvensen heterozygoter av type j utvalget er gtt ved P j = mp 1 p j1 + (1 m)p p j = E[p p j ] = E[p ]E[p j ] + Cov(p, p j ) Hvs utvalget hadde vært Hardy-Wenberglkvekt vlle P j = E[p ]E[p j ] De fleste allel-par har negatv kovarans (sde 131), slk at for de fleste heterozygotene oppstår et underskudd av heterozygoter forhold tl Hardy-Wenbergandeler. Dersom andelen heterozygoter skal være større, må kovaransen være postv. Kravet blr derfor at Cov(p, p j ) > 0 E[p p j ] E[p ]E[p j ] > 0 E[p p j ] > E[p ]E[p j ] 1

V trenger bare å fnne ett sett med genotypefrekvenser som tlfredsstller kravet. For eksempel, la m = 0.5 og la genfrekvensene de to populasjonene være p 1 p p 3 Pop.1 0.1 0.1 0.8 Pop. 0.3 0.3 0.4 Det gr E[p 1 p 3 ] = mp 11 p 31 + (1 m)p 1 p 3 = 0.5 0.1 0.8 + 0.5 0.3 0.4 = 0.1 E[p 1 ] = mp 11 + (1 m)p 1 = 0.5 0.1 + 0.5 0.3 = 0. E[p 3 ] = mp 31 + (1 m)p 3 = 0.5 0.8 + 0.5 0.4 = 0.6 E[p 1 ]E[p 3 ] = 0. 0.6 = 0.1 > 0.1 Dvs ndvdene utvalget kommer fra populasjoner med genfrekvensene over, har allefall én heterozygot (type 13) større andel en forventa utfra Hardywenbergandeler. Exercse Dersom koplngsulkevekt D blr skapt ved at to populasjoner blandes, hva er uttrykket for endrng av D over td? Antar to loc A og B, og lar D = D AB (t) være koplngsulkevekten ved generasjon t etter blandng, mens D AB (0) er koplngsulkevekten rett etter blandng. Antar tlfeldg parrng etter at populasjonene har bltt blandet og at r er rekombnasjonsraten mellom locene. Da gjelder lknng I-44 sde 18: D AB (t) = (1 r) t D AB (0) = (1 r) t Cov(p, q)

Exercse 3 Har en modell med to øyer, med mmgrasjonsrater m 1 = 0.1 fra øy tl øy 1, og m = 0. fra øy 1 tl øy. Dersom start-genfrekvensene er hhv. p 1 (0) = 0 og p (0) = 1, hva er lkevektsgenfrekvensen? (Hnt: Fnn en størrelse a som har egenskapen at dersom p 1 (t) og p (t) er genfrekvensene på hhv. øy 1 og, så vl det vektede gjennomsnttet ap 1 (t) + (1 a)p (t) være uendra fra en generasjon tl neste. Frekvensen av allel A ved øy 1 er p 1 (t) etter t generasjoner, mens frekvensen ved øy er p (t). La lkevektsfrekvensene på øy 1 og for hhv. p 1 og p. Frekvensen av A ved øy 1 er lk frekvensen blant ndvdene som ble værende fra forrge generasjon, pluss frekvensen blant nye ndvder som kom fra øy. Samme argument gjelder frekvensen ved øy. Lknngene for endrng av genfrekvensen fra en generasjon tl neste er derfor p 1 (t) = (1 m 1 ) p 1 (t 1) + m 1 p (t 1) p (t) = m p 1 (t 1) + (1 m ) p (t 1) Har at p 1 (t) p (t) = (1 m 1 m )p 1 (t 1) (1 m 1 m )p (t 1) = (1 m 1 m )[p 1 (t 1) p (t 1)] Nå kan v bruke hntet, dvs fnne en a som gjør at ap 1 (t) + (1 a)p (t) blr uforandra fra en generasjon tl neste. 3

ap 1 (t) + (1 a)p (t) = ap 1 (t 1) + (1 a)p (t 1) a[p 1 (t) p (t)] + p (t) = a[p 1 (t 1) p (t 1)] + p (t 1) a(1 m 1 m )[p 1 (t 1) p (t 1)] + m [p 1 (t 1) p (t 1)] = a[p 1 (t 1) p (t 1)] a(1 m 1 m ) + m = a m a(m 1 m ) = 0 m a = m 1 + m 0. = 0.1 + 0. = 3 Nå kan v fnne lkevektsfrekvensen p uttrykt ved p 1, sden ap 1 (t)+(1 a)p (t) kke forandres med t. ap 1 (t) + (1 a)p (t) = ap 1 (t 1) + (1 a)p (t 1) = ap 1 (t ) + (1 a)p (t ). = ap 1 (0) + (1 a)p (0) ap 1 + (1 a)p = ap 1 (0) + (1 a)p (0) ap 1 + (1 a)p = 1 a p = 1 a 1 a p 1 p = 1 p 1 Lkevektsfrekvensene må også oppfylle de første lknngene, dvs p 1 = (1 m 1 ) p 1 + m 1 p p = m p 1 + (1 m ) p Setter nn p = 1 p 1. p 1 = p 1 m 1 p 1 + m 1 m 1 p 1 3m 1 p 1 = m 1 p 1 = 1 3 p = 1 p 1 = 1 3 4

Exercse 5 Anta at v har to kontnenter. Frekvensen av allel A er lk 1 ved det ene, og 0 ved det andre. Mellom kontnentene er en rekke øyer, som lager en perfekt steppng stone -modell med mgrasjonsrate m/ mellom naboøyer, og mgrasjonsrate m/ fra hvert av kontnentene tl nærmeste øy. Genfrekvensen på kontnentene antas uforandret ford populasjonen er mye større her enn på øyene. Det er hverken seleksjon eller mutasjon. Hva er lkevekts-rekkefølgen av genfrekvenser på øyene? (Hnt: Mønsteret er det samme uavhengg av antall øyer. Det kan være lurt å gjøre en kvalfsert gjetnng og så vse at denne stemmer.) Sden mgrasjonsraten er den samme på alle øyer vrker det logsk at lkevektsfrekvensen endres lke mye fra en øy tl den neste. Dersom det bare er én øy, for eksempel, er lkevektsfrekvensen antakelg p 1 = 1/. Dersom det er to øyer, tpper v at lkevektsfrekvensene er p 1 = /3 og p = 1/3. For tre øyer får v: p k1 = 1 p 1 = 3 4 = n p = 4 = n 1 p 3 = 1 4 = n p k = 0 Det ser ut som at lkevektsfrekvensen ved øy er gtt ved p = ( ) Dette er en gjetnng, og det gjenstår å vse at det stemmer. Setter først nn = 0 ( ). 5

p 0 = 0 = 1 = p k1 Setter nn = ( ). p n+1 = n 1 = 0 = p k Ser på øy nummer, 1 n. Rekursjonslknngen for endrng av genfrekvens fra en generasjon tl neste er p (t) = (1 m)p (t 1) + m p 1(t 1) + m p +1(t 1) ( ) Ved lkevekt: p = (1 m)p + m p 1 + m p +1 Setter nn ( ) rekursjonslknngen ( ) for å se om dette er løsnngen. Høyre sde: (1 m)p + m p 1 + m p +1 = (1 m) + m n + + m n = 1 ((1 m)( ) + m (n + ) + m ) (n ) = 1 = ( mn m m + mn + m m + mn m ) Venstre sde: p = Høyre og venstre sde er lke, så v har vst at p = n+1 n+1 er løsnng på ( ). 6

Complement I en blandng gameter som kommer fra populasjoner som kke er koplngslkevekt, 1. Hva er uttrykket for D som funksjon av m, p, q, og D?. Hva er uttrykket for D som funksjon av kovaransene mellom og nnen populasjoner? Dersom populasjonene hadde vært koplngslkevekt, kunne v brukt lknngene sde 13 for å fnne D. Sden populasjonene kke er koplngslkevekt kan kke lknngene brukes drekte, men v kan bruke en lknende fremgangsmåte. La P AB være frekvensen av gamet AB den blandede populasjonen, og P AB være frekvensen populasjon. La p og q være frekvensen av hhv. allel A og B populasjon, og la m være andelen av blandngspopulasjonen som kommer fra populasjon. Dersom blandngspopulasjonen hadde vært koplngslkevekt, vlle verden av gametfrekvensen P AB ha vært ( ) ( m p m q ) Koplngsulkevekten D er den vrkelge gametfrekvensen P AB over. mnus verden ( ) ( D = P AB m p m q ) V trenger altså et uttrykk for P AB. I populasjon er koplngsulkevekten gtt ved (fra kapttel 1, sde 18) D = P AB p q P AB = D + p q I blandngspopulasjonen er gametfrekvensen dermed P AB = = m P AB m (D + p q ) 7

Koplngsulkevekten blandngspopulasjonen blr D = ( ) ( m (D + p q ) m p m q ) For å skrve om uttrykket som funksjon av kovaransene mellom og nnen populasjoner, bruk lknngene sde 13. Det gr E[p] = m p E[q] = m q E[pq] = m p q D = = = = ( ) ( ) m (D + p q ) m p m q m D + ( ) ( ) m p q m p m q m D + E[pq] E[p]E[q] m D + Cov(p, q) Ekstra oppgave Anta at v har en populasjon raps som er geografsk fordelt et lneært habtat. I en del av populasjonen ( geografske possjoner x < 0) dyrkes det hvert år en genmodfsert rapsvarant. Frekvensen av genet nnsatt ved genmodfserng A (dette kalles et transgen) denne delen av populasjonen er dermed hele tden p(x) = 1. Inntl den genmodfserte delen av populasjonen befnner det seg (for x > 0) en naturlg forekommende rapsvarant som krysser seg med den genmodfserte varanten. Anta at mgrasjon og seleksjon vrker som beskrevet ved lknng IV-56 og IV-59 og at seleksjonskoeffsenten er s(x) = s området x > 0 (slk at det er seleksjon mot transgenet den naturlge delen av populasjonen). Anta at s og σ er små slk at genfrekvensgradenten som oppstår ved mgrasjon-seleksjonsbalanse tlfredsstller IV-66 (men merk at nå har s skftet fortegn). Hva blr nå de nye randbetngelsene og tlhørende løsnng av IV-66? Hva blr stgnngstallet tl gradenten grensen x 0? Bruk dette tl å defnere et 8

passende karakterstsk mål l på hvor langt nn den naturlge populasjonen transgenet vl etablere seg når mgrasjons-seleksjonsbalanse har nntruffet. Hva blr l dersom σ = 100 m år 1/ og s = 0.01 år 1? Har at y = d p(x) d x dvs y er stgnngstallet tl gradenten. Lknng IV-66 gr (for s(x) = s) y(x) d y(x) d p(x) = s p(x)(1 p(x)) σ Tar ntegralet på begge sder. y(x) + C = s ( ) p(x) σ p(x)3 3 Nye randbetngelser: Ser av fguren at ettersom x vl stgnngstallet y(x) = 0 for p(x) = 0. Dette gr C = 0, og y(x) = s ( ) p(x) σ p(x)3 3 9

I grensa når x 0 er p(0) = 1, y(x) = s ( 1 σ 1 ) 3 s y(0) = ± 3σ Her er det den negatve løsnngen som er relevant, dvs stgnngstallet tl p(x) x = 0 er s y(0) = 3σ Som mål på hvor langt nn populasjonen de genmodfserte plantene etablerer seg, kan man bruke l = 1/y(0), dvs l = 3σ s Dersom σ = 100 m år 1/ og s = 0.01 år 1 får v l = 3 100 0.01 m /år = 150000 m 387 m 1/år Dvs ca 387 m. 10