基因頻率與基因型頻率的計(jì)算

1、基因 頻率與基 因 型頻率 的計(jì)算、 已知基因型頻率計(jì)算基因頻率1利用常染色體上一對(duì)等位基因的基因型頻率(個(gè)數(shù))求基因頻率設(shè)定A% a%分別表示基因 A和a的頻率，AA Aa aa分別表示AA、Aa、aa三種基因型頻 率(個(gè)數(shù))。根據(jù)遺傳平衡定律，貝U：2 AA Aa2 (AA Aa aa)100%a% =2 aa Aa100%2 (AA Aa aa)例：已知人的褐色(A)對(duì)藍(lán)色是顯性。在一個(gè)有30000人的群體中，藍(lán)眼的有3600人, 褐眼的有26400人，其中純合體12000人。那么，在這個(gè)人群中A、a基因頻率是多少？解析 因?yàn)榈任换虺蓪?duì)存在，30000個(gè)人中共有基因30000 X 2=

2、60000個(gè)，藍(lán)眼3600含a基因7200個(gè)，褐眼 26400人，純合體 12000人含 A基因24000個(gè)，雜合體 14400人含(26400-12000 )X 2=28800個(gè)基因，其中 A基因14400個(gè)，a基因14400個(gè)。則：A的基因頻 率=(24000+14400) /60000=0.64 , a 的基因頻率=(7200+14400) /60000=0.36。又例：在一個(gè)種群中隨機(jī)抽取一定數(shù)量的個(gè)體，其中基因型AA的個(gè)體占18%基因型Aa的個(gè)體占78%基因型aa的個(gè)體占4%那么基因A和a頻率分別是多少？解析A% =2 18%78%2 (18%78%4%)100% = 57%2 4%

3、78%2 (18%78%4%)100% = 43%2利用常染色體上復(fù)等位基因的基因型頻率(個(gè)數(shù))求基因頻率以人的ABO血型系統(tǒng)決定于 3個(gè)等位基因IA、IB、i為例。設(shè)基因IA的頻率為p，基因 IB的頻率為q，基因i的頻率為r，且人群中p+q+r=1。根據(jù)基因的隨機(jī)結(jié)合，用下列二項(xiàng)式 可求出子代的基因型及頻率：父(pIA+qI B+ri)X 早(pIA+qi B+ri)=p2(IAIA)+q 2(IBIB)+r2(ii)+2pq(IAIB)+2pr(IAi)+2qr(IBi)=1,A型血(IAI A,IAi)的基因型頻率為p2+2pr; B 型血(I BI B,I Bi )的基因型頻率為 q2

4、+2qr; O型血(ii )的基因型頻率為r2, AB型血(I Al B)的基因型頻率為2pq?？闪_列出方程組，并解方程組。例：通過抽樣調(diào)查發(fā)現(xiàn)血型頻率(基因型頻率)：A型血(lT, IAi )的頻率=0.45 ; B型血(I BI B, IBi )的頻率=0.13 ; AB型血(IAIB)的頻率=0.06 ; O型血(ii ) =0.36。試計(jì)算 I A、 IB、I的基因頻率。解析 設(shè)IA的頻率為p,I B的頻率q,i的頻率為r.根據(jù)以上公式可知:O型血的基因型頻率 =r2=0.36;A型血的基因型頻率 =p2+2pr=0.45;B 型血的基因頻率=q2+2qr=0.13;AB 型血的基因型

5、 頻率=2pq=0.06。解方程即可得出 IA的基因頻率為 0.3;l B的基因頻率為 0.1;i的基因頻率為 0.6。3利用性染色體上一對(duì)等位基因的基因型頻率(個(gè)數(shù))求基因頻率以人類的色盲基因遺傳為例。女性的性染色體組成為XX男性的性染色體組成為 XY, Y染色體上無該等位基因，設(shè)定xb%X%分別表示基因XB和X3的頻率，xBX3、XBX3、Xxb、xby、X3y分別表示xbxb、XBXb、XbXb、XV、XbY五種基因型頻率(個(gè)數(shù))。則：XB% = 2 小2b ：BXXBbXbY 100%2 (X X X X X X ) X Y X Y如2 XbXb XBXb XbYX% =目目 百b b

6、 b目b 100%2x(XBXB +XBXb +XbXb) +XBY +XbY例：據(jù)調(diào)查所知，某中學(xué)的學(xué)生中基因型比例為:1%： 43%： 7%則乂的基因頻率是多少？XBXB : XBX3 : XbXb : XY ： XY =44% : 5%：解析 Xb% =B 2_100%2 1% 5% 7%2 疋(XBXB +XBXb +XbXb) +XBY +XbY100%2 (44%5%1%) 43%7%9.3%二、已知基因頻率計(jì)算基因型頻率 1利用常染色體上一對(duì)等位基因的基因頻率求基因型頻率設(shè)定p、q分別表示基因 A和a的頻率，根據(jù)遺傳平衡定律，則：基因型AA的頻率為p2,110000 (Aa)基基

7、因型Aa的頻率為2pq,基因型aa的頻率為q2。例：已知苯丙酮尿是位于常染色體上的隱性遺傳病。據(jù)調(diào)查，該病的發(fā)病率大約為請(qǐng)問在人群中該丙苯酮尿隱性致病基因(a)的基因頻率以及攜帶此隱性基因的攜帶者因型頻率各是多少？，所以a解析設(shè)苯丙酮尿隱性基因?yàn)閍,攜帶者基因型為 Aa。因?yàn)閍a頻率=q2=110000頻率=q=0.01，又因?yàn)閜+q=1，所以p=0.99,因?yàn)锳a的基因頻率=2pq,所以Aa的頻率=2X 0.99 X 0.01=0.0198。又例：人體的排泄具有強(qiáng)烈氣味的甲烷硫醇的生理現(xiàn)象是受常染色體隱性基因m控制的，正?，F(xiàn)象受常染色體顯性等位基因M控制的。如果在冰島的人群中 m的頻率為0.

8、4，試問：在一雙親都正常，有 3個(gè)孩子的家系中有 2個(gè)正常男孩和一個(gè)患病女孩的概率是多少？解析：雙親的基因型只能是 Mm Mm且出現(xiàn)的頻率都是 2*0.6*0.4=0.48 ，后代情況 MM2Mmmm正常概率3/4，患病概率1/4。又男女比例1 : 1 ;1個(gè)正常孩子概率是(0.48)*(0.48)* 1個(gè)患病孩子概率是(0.48)*(0.48)* 患病女孩的概率是：(0.48)*(0.48)*(3/4 );(1/4 ); 2男1女的概率是3/8 ;有2個(gè)正常男孩和一個(gè)(3/4 ) *(0.48)*(0.48)*( 3/4 ) *(0.48)*(0.48)*(1/4 )(3/8 ),其他婚配情

9、況是 0。答案：1.7%2利用常染色體上復(fù)等位基因的基因頻率求基因型頻率以人的ABO血型系統(tǒng)決定于 3個(gè)等位基因IA、IB、i為例。設(shè)基因I A的頻率為p,基因IB 的頻率為q,基因i的頻率為r，且人群中p+q+r=1。在遺傳平衡的人群中，由于種群中個(gè)體 的交配是隨機(jī)的，而且又沒有自然選擇，每個(gè)個(gè)體都為下代提供了同樣數(shù)目的配子，所以兩性個(gè)體之間的隨機(jī)交配可以歸結(jié)為兩性配子的隨機(jī)結(jié)合，而且各種配子的頻率就是基因頻率。雄性個(gè)體產(chǎn)生的配子I A頻率為p、IB配子頻率為q,雌性個(gè)體產(chǎn)生的配子I A頻率為p、IB配子頻率為q。根據(jù)基因的隨機(jī)結(jié)合，用下列二項(xiàng)式可求出子代的基因型及頻率：父(pl A+ql

10、B+ri) x早(pl A+qiB+ri) = p2(lAlA)+q2(lBlB)+r2(ii)+2pq(lAl B)+2pr(IAi)+2qr(lBi)=1,即I Al A的基因型頻率為p2,lAi的基因型頻率為2pr;lBl B的基因型頻率為q2,lBi的基因型頻率為2qr;ii的基因型頻率為r2;l Al B的基因型頻率為 2pq。例：檢驗(yàn)429人的ABO血型，I A頻率為0.24。l B頻率為0.06。那么O型血的人數(shù)應(yīng)是()A.200 人 B.210 人 C.220 人 D.230 人解析：雄配子：IA、IB、i，雌配子：IA、IB、i , O型血的概率是：0.70*0.70=0.4

11、9 所以O(shè) 型血的人為 0.49*429=210，選B3利用性染色體上一對(duì)等位基因的基因頻率求基因型頻率以人類的色盲基因遺傳為例。因?yàn)榕缘娜旧w組成為XX男性的染色體組成為XY, Y染色體上無該等位基因，所以在男性群體中：其基因頻率與基因型頻率相同，也和表現(xiàn)型頻率一樣，設(shè)XB的頻率為p, Xb的頻率為q，則有XB的頻率=XV的頻率=p, X3的頻率=XY的頻率 =q,且p+q=1。由于男性中的XB、X3均來自于女性，故在女性群體中：XB的頻率也為p,Xb的頻率也為q,p+q=1。位于X染色體上的等位基因，基因型的平衡情況是： p2(XBXB)+2pq(X BXb)+q 2(XbX3)=1 o

12、 ,由于男性女性的XB基因頻率相同，二者的乂基因頻率也一樣，1 故在整個(gè)人群中，XB、Xb的基因頻率也分別為p、q。整個(gè)人群中男性產(chǎn)生的配子及比例為-21(pXB+qX3)、丄丫，女性產(chǎn)生的配子及比例為pXB、qX3，由以下式子可推出子代基因型頻率：父2:-(XB+X3) +-Yx?( pXB+qX3) =- p 2(XBXB)+ - q2(Xby)+ pq(X BX3)2 2 2 211+ p (XBY) + q ( XV)。22例：人的色盲是X染色體上的隱性性遺傳病。在人類群體中，男性中患色盲的概率約為8%那么，在人類色盲基因的頻率以及在女性中色盲的患病率各是多少？解析 設(shè)色盲基因X1的頻

13、率=q,正?；騒B的頻率=p。已知人群中男性色盲概率為8%由于男性個(gè)體 Y染色體上無該等位基因，Xb的基因頻率與 XY的頻率相同，故 X3的頻率=8%乂的頻率=92%因?yàn)槟行灾械?X染色體均來自于女性，所以，在女性群體中X3的頻率也為8%XB的頻率也為92%由于在男性中、女性中XB、X3的基因頻率均相同，故在整個(gè)人群中乂也為8% XB的頻率也為92%在女性群體中，基因型的平衡情況是：p2(XBXB)+2pq(X BX3)+q2(XbXb)=1 o這樣在女性中色盲的患病率應(yīng)為q2=8%X 8%=0.0064。答案：在人類中色盲基因的頻率是0.08 ,在女性中色盲的患病率是0.0064。又例：在

14、某個(gè)海島上，每一萬個(gè)人中有5 0 0名男子患紅綠色盲，則該島上的人群中，女性攜帶者的數(shù)量為每萬人中有？(假設(shè)男女比為1:1)A 1000 人B 900 人C 800 人D 700 人解析：假設(shè)男女比為1:1每一萬個(gè)人中有5 0 0名男子患紅綠色盲，可知男性色盲患者的發(fā)病率為500/ (10000/2 ) = 10%可知X=10%那么X=90%女性攜帶者概率為 2*10 % *90 % =18%女性攜帶者的數(shù)量為每萬人中有(假設(shè)男女比為1:1)18% *10000/2 = 900o三、其他綜合類計(jì)算例：囊性纖維變性是一種常染色體遺傳病，在歐洲人群中每2500個(gè)人中就有一人患此病。如果一對(duì)健康的夫

15、婦有一個(gè)患病的兒子，此后，該女又與另一健康男子再婚，則再婚后他們生一個(gè)患此病的男孩的概率是多少？（）A. 0.49%B. 0.04%C. 3.9%D. 2%解析：設(shè)囊性纖維變性受基因 纖維變性為常染色體隱性遺傳病，A、a控制，A的頻率為p,a 囊性纖維變性個(gè)體基因型為的頻率為q。由題意可知，囊性aa。從歐洲人群中每2500人有21149一人患病得q= - ，a的頻率為q=,A的頻率為P=，按照哈迪一溫伯格定律，歐洲人 25005050249 2 2401群中基因型 AA、Aa概率分別為：AA的基因頻率=p2=（ 49 ）2=401 ； Aa的基因頻率=50250049 1982pq=2X 一

16、X 一 =。表現(xiàn)正常男子基因型配 Aa的概率（設(shè)為 X）,由題意可知，該婦50 50 2500女的基因型為Aa。根據(jù)遺傳圖解，該婦女與歐洲人群中基因型為Aa的男人結(jié)婚生育囊性纖維1 111變性患者的概率為 一，生育囊性纖維變性男孩的概率為-（白化病患者一，生男生女各一）。4842則該婦女與健康男子結(jié)婚生育一患囊性纖維變性男孩的概率為：1 1X X 0.0392 0.49 %。42又例：某生物種群有 500個(gè)個(gè)體。其中，A基因的基因頻率為 60% a基因的基因頻率為40%則該種群中顯性純合體的個(gè)數(shù)可能為：A 100 個(gè) B、200 個(gè) C 300 個(gè) D、400 個(gè)解析：用估算法和排除法：設(shè)AA有 X個(gè)，Aa有Y個(gè), aa有Z個(gè) 依題意列出方程組：X+Y+Z=500（1） ; 2X+Y=600 （2） ; 2Z+Y=400（ 3）,由于 X, Y, Z都是正整數(shù)。所以由（2）可知 X小于 300。排除C, D答案。由（1） （3）得到X-Z=100。可知X大于100。（即X是在100大于而小 于300的數(shù)值。）由此可排除 A,選B。再例：一個(gè)rhesus嬰兒由于其血型為 RH,而母親是RH，導(dǎo)致在幼兒時(shí)患溶血癥， 在84%rH 的人群中，每100個(gè)嬰兒預(yù)期有多少是 rhesus嬰兒（RH是隱性基因）A.少于7個(gè) B. 在7和12之間 C. 在12和1