基因頻率的計算

1、文檔來源為 :從網(wǎng)絡(luò)收集整理 .word 版本可編輯 .歡迎下載支持 .若在果蠅種群中 ,XB的基因頻率為 80%,Xb的基因頻率為 20%,雌雄果蠅數(shù)相等 , 理 論上 XbXb、XbY 的基因型比例依次為 （ ）A.1%、2%B.1% 、10%C.2% 、10%D.10% 、 1%解析：由于在該果蠅種群中 , 雌雄果蠅數(shù)相等 , 所以雌果蠅產(chǎn)生的配子中， XB的 基因頻率應(yīng)為 80%,Xb 的基因頻率為 20%。雄果蠅產(chǎn)生的配子中，有約 1/2 的含 Y 染色體的配子，另有約 1/2 的含 X染色體的配子，在含 X 染色體的雄配子中， XB與 Xb 的基因頻率也分別為 80%和 20%。它

2、們配子的結(jié)合情況可從下表中得出：雄配子YXBXb雌配子（1/2）（1/2 ）×80%（1/2 ）×20%XB 80%XBY 40%XBXB 32%XBXb 8%Xb 20%XbY 10%XBXb 8%XbXb 2%可見，理論上 XBY基因型比例為 40%，XbY 的為 10%，XBXb的為 16%，XbXb 的為 2%， XBXB 32% 。與基因頻率有關(guān)的計算例析基因頻率是指某群體中， 某一等位基因在該位點上可能出現(xiàn)的基因總數(shù)中所 占的比率。對基因頻率的計算有很多種類型， 不同的類型要采用不同的方法計算。、哈代 - 溫伯格公式（遺傳平衡定律）的應(yīng)用當(dāng)種群較大，種群內(nèi)個體間

3、的交配是隨機的， 沒有突變發(fā)生、 新基因加入和 自然選擇時，存在以下公式： （p+q）2=p2+2pq+q2=1 ，其中 p 代表一個等位基因 的頻率， q 代表另一個等位基因的頻率， p2 代表一個等位基因純合子（如 AA） 的頻率， 2pq 代表雜合子（如 Aa）的頻率， q2代表另一個純合子（ aa）的頻率。例 1 ：已知苯丙酮尿癥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 1/10000 。請問，在人群中苯丙酮尿癥致病基因的基因頻率 以及攜帶此隱性基因的雜合基因型頻率各是多少？解析：由于本題不知道具體基因型的個體數(shù)以及各種基因型頻率， 所以問題變得復(fù)雜化，此時可以考慮用

4、哈代 溫伯格公式。由題意可知 aa 的頻率為 1/10000，計算得 a的頻率為 1/100 。又A+a=1，所以 A的頻率為 99/100 ， Aa的頻率為 2×（ 99/100 ）×（ 1/100 ）=99/5000 。答案： 1/100 ，99/5000例 2 ：在阿拉伯牽牛花的遺傳實驗中，用純合體紅色牽牛花和純合 體白色牽?；s交， F1全是粉紅色牽?；?。將 F1 自交后， F2中出現(xiàn)紅色、粉紅 色和白色三種類型的牽牛花，比例為 1： 2： 1，如果取 F2 中的粉紅色的牽?；?與紅色的牽?；ň鶆蚧旌戏N植 ,進行自由傳粉 ,則后代表現(xiàn)性及比例應(yīng)該為 （ ）解析 ：按

5、遺傳平衡定律：假設(shè)紅色牽?；ɑ蛐蜑?AA、粉紅色牽?；ɑ?型為 Aa,F2 中紅色、粉紅色牽?；ǖ谋壤?AA:Aa）為 1：2，即 A 的基因頻率為 2/3 ，a的基因頻率為 1/3 ，子代中 AA占（2/3 ）×（2/3 ）=4/9 ，Aa占2（2/3 ） ×（ 2/3 ）=4/9 ，aa占（ 1/3 ）×（ 1/3 ）=1/9答案: 紅色:粉紅色: 白色=4:4:1二、幾種計算類型（一）. 常染色體上的基因，已知各基因型的個體數(shù)，求基因頻率。例1：在一個種群中， AA的個體有 30個，Aa有60個， aa有10個，求 A、 a 的基因頻率。解析：該種群中

6、一共有 100 個，共含有 200個基因， A的總數(shù)有 30×2 60×1=120，A 的頻率為 120/200=60%。由于在一個種群中基因頻率有 A+a=100%, 所以 a=1-60%=40%.例 2: 在人類的 MN血型系統(tǒng)中，基因型 LMLM的個體表現(xiàn)為 M血型；基因型 LMLN的個體表現(xiàn)為 MN血型，基因型 LNLN的個體表現(xiàn)為 N血型。 1977年上海中 心血站調(diào)查了 1788人，發(fā)現(xiàn)有 397人為M血型， 861人為 MN血型， 530人為N 血型。則 LM基因的頻率為 ， LN基因的頻率為 。解析：（略）答案：0.4628 0.5372歸納總結(jié) ：常染色體

7、上的基因，已知各基因的個體數(shù)，求基因頻率時，用： A=A的總數(shù)/（A 的總數(shù)+a的總數(shù)）= A 的總數(shù)/ （總個體數(shù)× 2）。 a=1-A。（二）. 常染色體上的基因，已知各基因型的比例，求基因的頻率。例 1：在一個種群中隨機抽出一定數(shù)量的個體，其中，基因型為BB的個體占 40%，基因型為 bb的個體占 10%，則基因 B和b 的頻率分別是（）A. 90% ， 10%B. 65% ，35%C. 50%，50%D. 35% ，65%解析：據(jù)題意，基因型為 Bb的個體占 1-40%-10%=50%。基因 B的頻率 =基 因型 BB的頻率+1/2 基因型 Bb的頻率=40%+1/2 

8、15;50%=65%。同理，基因 b 的頻率 =35%。答案：B例 2：如果在以下種群中， 基因型 AA的比例占 25%，基因型 Aa 的比例為 50%， 基因型 aa 比例占 25%，已知基因型 aa的個體失去求偶和繁殖的能力，則基因 A 和 a 的頻率是多少？隨機交配產(chǎn)生的子一代，基因型 aa 的個體所占的比例為多 少？解析：能成為親本的只有 AA（ 1/3 ）和 Aa（2/3 ）兩種基因型，且只有 Aa （2/3 ）和 Aa（2/3 ）自由交配才會有 aa個體出現(xiàn)，出現(xiàn)的幾率為 2/3 ×2/3 ×1/4=1/9 。答案：A和 a的基因頻率都是 50%?；蛐?aa

9、個體的比例為 1/9例 3：囊性纖維變性是一種常染色體遺傳病。在歐洲人群中每 2500 個人就 有一人患此病。 如果一對健康的夫婦有一個患病的兒子， 此后該女又與另一健康 男子再婚，則再婚后他們生一個患此病孩子的概率是（）。A. 1% B. 0.04% C. 3.9%D. 2%解析 1：由于一對健康夫婦生了一個患病的兒子，所以該遺傳病為隱性遺傳 病，設(shè)顯性基因為 A，隱性基因為 a，所以這對夫婦的基因型都為 Aa。把人群看 成一個平衡群體，則有 aa占1/2500 ，所以隱性基因 a的頻率 q=1/50，顯性基 因 A 的頻率為 p=49/50， 那么群體中， AA基因型的頻率為 p2 ，Aa

10、 基因型的頻 率為 2pq，正常個人中雜合子 Aa所占的比例為 2pq=2×49/50 ×1/50=1/25 , 即 健康人中雜合子所占的比例為 1/25 ，該女子與正常男性婚配后生出患病孩子的 幾率為 1/4 ×1/25=1% 。解析 1：設(shè) A基因頻率為 P,A 基因頻率為 q，則雌配子是 A的頻率為 P,雌 配子是 a 的頻率為 q，雄配子是 A的頻率為 P,雄配子是 a的頻率為 q，雌雄配子 組成后代,所以后代是 AA的概率是 P*P,是Aa的概率是 2P*q,是aa的概率是 q*q， 所以q*q=1/2500,q=1/50 ，健康的男子 （A_）是 Aa

11、的概率是 Aa/（AA+Aa）=2P*q/（P*P+2P*q）=2q/（1+q） ，一對健康夫婦有一患有此病的孩子 , 該婦女是 Aa，再婚的雙親生一孩子患病的機會是 2q/（1+q）*1/4=q/2（1+q）=1/102 答案：A歸納總結(jié) ：通過基因型計算基因頻率可以采用一個等位基因的頻率等于它的 純合子與 1/2 雜合子頻率之和。（三）. 常染色體上的基因，已知各基因型的比例，求該種群自交或雜交一 代后，某基因型或某基因的頻率。例 1：果蠅的體色由常染色體上的一對等位基因控制，基因型 BB、Bb 為灰 身，bb為黑身。若人為地組成一個群體，其中 80%為 BB個體，20%為 bb的個體，

12、群體隨機交配，其子代中 Bb 的比例為（ ）A.25%B.32%C.50%D.64%解析 ：因為 BB=80%，bb=20%，所以 B=BB+1/2×Bb=80%+0=80，% b=1-B=1-80%=20%。則有 Bb=2PQ=×2 80%×20%=32%。正確答案為 B，32%。歸納總結(jié) ：在一個隨機交配的群體里，在沒有遷移、突變和選擇的條件下， 世代相傳不發(fā)生變化，計算基因頻率時，就可以采用遺傳平衡定律計算，即 （P+Q）2=P2+2PQ+Q2=，1P 代表 A?Q代表 a，P2代表 AA，2PQ代表 Aa，Q2代表 aa。例 2：已知某種群中， AA基因型

13、頻率為 25%，aa 基因型頻率為 39%，則該種 群的個體自交一代后，基因型 AA的頻率為（）A.50% B.34% C.25% D.61%解析 ：都是自交，不能用遺傳平衡定律！由于 AA=25%，aa=39%，可知 Aa=1-25%-39%=36。%該種群的個體自交一代后，基因型 AA=25%×1+36%×?=34%，答案：B歸納總結(jié)：常染色體上的基因，已知各基因型的比例， 求該種群自交一代后， 某基因型或某基因的頻率時， 不能用遺傳平衡定律， 要先計算出當(dāng)代各種基因型 的頻率，再在自交后代中統(tǒng)計出各種基因型的頻率。（四）. 伴 X染色體上的基因，已知基因型的人數(shù)或頻率

14、，求基因頻率或基 因型頻率。例 1：某工廠有男女職工各 200 名，調(diào)查發(fā)現(xiàn)， 女性色盲基因的攜帶者為 15 人，患者 5 人，男性患者 11人。那么這個群體中色盲基因的頻率是（）A. 4.5% B. 6% C.9% D. 7.8%解析：解本題的關(guān)鍵是先求得色盲基因的總數(shù)。因為女性的性染色 體組成為 XX，男性為 XY，假設(shè)色盲基因為 b，其等位基因位于 X 染色體上，所 以色盲基因 b共有36（即 15×1+5×2+11×1）個，色盲基因 b及其等位基因共 有 600（即 200×2+200×1）個。因此，色盲基因的頻率 =36/600 &#

15、215;100%=6%答案：B例 2：據(jù)調(diào)查，某小學(xué)的學(xué)生中， 基因型為 XBXB的比例為 42%，XBXb 為7%，XbXb 的比例為 1%，XBY為 46%，XbY 為4%，則在該地區(qū) XB 和Xb 的基 因頻率分別為（ ）。D. 92% 。8%A. 6% ，8%B. 8% ， 92%C. 78% ，92%解析 ：由于 y 染色體上沒有 B（b）基因，所以只要計算出含有 x 染 色體的配子中含有的基因比例，即可求出 B或 b 的基因頻率。答案：D例 3：人的色盲是 X 染色體上的隱性遺傳病。在男性中患色盲的概 率大約為 7%，那么，在人類中色盲基因的頻率以及在女性中色盲的患病率分別 是 。

16、一個正常男性與一個無親緣關(guān)系的女性結(jié)婚，子代患色盲 的可能性是（ ）解析 ：把人群看成是一個平衡的群體。 在男性中，基因頻率就是基因型頻率。 即 Xb =Xb Y， Xb Y=7%，則 Xb=7%， XB =1-7%=93%。在女性中， Xb的基因頻率也是 7%。由于女人中有兩條 X 染色體，其符合遺 傳平衡定律，所以色盲（）的發(fā)病率應(yīng)為 （7%）2 0.5%。的概 率為（ 93）286 5。而的概率為 2×93×7 13。正常男性為， 只有當(dāng)女性帶有色盲基因 （或） 時后 代才有可能患色盲。這樣，出現(xiàn)并使后代患病的概率是：女 （ 13）×男（ 13%×

17、1/4=13/400 ）。出現(xiàn)并使后代得 病的可能性為 05×1 21400，則正常男性與一個無親緣關(guān)系的女性結(jié) 婚，子代患色盲的可能性根據(jù)“加法定理”是 13400 1 40014400。答案：0.07 ， 0.0049 ，14400歸納總結(jié)：伴 X遺傳，雄性中 Xb的基因頻率等于基因型頻率，在雌性中， Xb基因頻率也等于雄性中 Xb基因的頻率。因為雌性有兩條 X 染色體，其遺傳符 合遺傳平衡定律，即： （P+Q）2=P2+2PQ+Q12=，P 代表代表 XB ?Q代表 Xb，P2代表 XBXB，2PQ代表 XBXb，Q代表 XbXb。（五）. 伴 X染色體上的基因，已知某基因頻率

18、，求基因型的頻率。例 1：若在果蠅種群中， XB的基因頻率為 80%，Xb 的基因頻率為 20%，雌雄 果蠅數(shù)相等，理論上 XbXb、XbY的基因型頻率依次為（）A1%2%B 8%8%C 2%10%D2%8%解析 ：雌性果蠅中， XbXb的頻率為 Xb 頻率的平方，即 4%（占雌性的 4%）， 但雌性占總數(shù)的 1/2 ，則 XbXb的頻率為 4%×1 22%。由于雄性果蠅只有一條 X性染色體，則雄果蠅的 Xb 基因頻率就是基因型 XbY 的頻率,為 20%（占雄性的 20%），但雄性占總數(shù)的 1/2 ，則XbY的頻率為 20%×1 210%。六）. 復(fù)等位基因的基因頻率計算

19、。例 1：人的 ABO血型決定于 3個等位基因 IA、IB、i 。通過抽樣調(diào)查發(fā)現(xiàn)血型頻率： A型=0.45，B型=0.13，AB型=0.06 ，O型=0.36。試計算 IA、IB、i 這 3 個等位基因的頻率。解析：因為本題涉及復(fù)等位基因， 所以公式應(yīng)做相應(yīng)調(diào)整， 可改為： （p+q+r）2=p2+q2+r2+2pq+2pr+2qr =1，其中 p、q、r 分別代表 IA、IB 、i 的基 因頻率。已知人類 ABO血型的具體基因型和表現(xiàn)型關(guān)系如下表：基因型IAIA 、IAiIBIB 、IBiIAIBii表現(xiàn)型（血型）A型B型AB型O型所以，p2 +2pr 代表 A型頻率， q2+2qr 代表

20、 B型頻率， 2pq 代表 AB型頻率， r2 代表 O型頻率。即： p2 +2pr =0.45 ，q2+2qr=0.13，2pq=0.06，r2 =0.36 。經(jīng)過計算得： p=0.3 ，q=0.1 ， r=0.6 。答案：IA 頻率為 0.3 ，IB 頻率為 0.1 ，i 頻率為 0.6 。例 2：ABO血型系統(tǒng)由 3 個等位基因 IA、IB、i 決定，通過調(diào)查一由 400人 組成的群體，發(fā)現(xiàn) 180 人為 A型血， 144 人為 O型血，從理論上推測，該人群中 血型為 B 型的人應(yīng)有（）A.24 人 B.36 人 C.52 人 D.76 人解析： O 型的有 144人，總?cè)藬?shù)有 400人

21、，則 r2=144/400 ，得 r=6/10 。180 人為 A型血，則有 p2+2pr=180/400 ，把 r=6/10 代入其中，可以知道 p=3/10。由 于 p+q+r=1，可以知道 q=1-p-r=1/10, 而 B型血的基因頻率 = q2+2qr=13%，則 B 型血的人數(shù)應(yīng)為 13%×400=52 人，故正確答案為 C。歸納總結(jié)：對于 ABO血型這樣的復(fù)等位基因， 已知一個群體中某血型的人數(shù)， 求其它血型的人數(shù)時，則可以應(yīng)用規(guī)律：所有基因頻率之和應(yīng)等于1，所有基因型頻率的和等于 1，即：（ p+Q+r）2=p2+Q2+r2+2pQ+2pr+2Qr=。1 A 型血的基

22、因頻 率= p2+2pr ， B型血的基因頻率 = Q2+2Qr ，AB型血的基因頻率 =2pQ ，O型的 基因頻率 = r2 。答案：A歸納總結(jié) ：通過基因型計算基因頻率可以采用一個等位基因的頻率等于它的 純合子與 1/2 雜合子頻率之和。（三）. 常染色體上的基因，已知各基因型的比例，求該種群自交或雜交一 代后，某基因型或某基因的頻率。例 1：果蠅的體色由常染色體上的一對等位基因控制，基因型 BB、Bb 為灰 身，bb為黑身。若人為地組成一個群體，其中 80%為 BB個體，20%為 bb的個體， 群體隨機交配，其子代中 Bb 的比例為（）A.25% B.32% C.50% D.64%解析

23、：因為 BB=80%，bb=20%，所以 B=BB+1/2×Bb=80%+0=80，% b=1-B=1-80%=20%。則有 Bb=2PQ=×2 80%×20%=32%。正確答案為 B，32%。歸納總結(jié) ：在一個隨機交配的群體里，在沒有遷移、突變和選擇的條件下， 世代相傳不發(fā)生變化，計算基因頻率時，就可以采用遺傳平衡定律計算，即 （P+Q）2=P2+2PQ+Q2=，1P 代表 A?Q代表 a，P2代表 AA，2PQ代表 Aa，Q2代表 aa。例 2：已知某種群中， AA基因型頻率為 25%，aa 基因型頻率為 39%，則該種 群的個體自交一代后，基因型 AA的頻率

24、為（）A.50% B.34% C.25% D.61%解析 ：都是自交，不能用遺傳平衡定律！由于 AA=25%，aa=39%，可知 Aa=1-25%-39%=36。%該種群的個體自交一代后，基因型 AA=25%×1+36%×?=34%，答案：B歸納總結(jié)：常染色體上的基因，已知各基因型的比例， 求該種群自交一代后， 某基因型或某基因的頻率時， 不能用遺傳平衡定律， 要先計算出當(dāng)代各種基因型 的頻率，再在自交后代中統(tǒng)計出各種基因型的頻率。（四）. 伴 X染色體上的基因，已知基因型的人數(shù)或頻率，求基因頻率或基 因型頻率。例 1：某工廠有男女職工各 200 名，調(diào)查發(fā)現(xiàn)， 女性色盲基

25、因的攜帶者為 15 人，患者 5 人，男性患者 11人。那么這個群體中色盲基因的頻率是（）A. 4.5% B. 6% C.9% D. 7.8%解析：解本題的關(guān)鍵是先求得色盲基因的總數(shù)。因為女性的性染色 體組成為 XX，男性為 XY，假設(shè)色盲基因為 b，其等位基因位于 X 染色體上，所 以色盲基因 b共有36（即 15×1+5×2+11×1）個，色盲基因 b及其等位基因共 有 600（即 200×2+200×1）個。因此，色盲基因的頻率 =36/600 ×100%=6%答案：B例 2：據(jù)調(diào)查，某小學(xué)的學(xué)生中， 基因型為 XBXB的比例為

26、 42%，XBXb 為 7%，XbXb 的比例為 1%，XBY為 46%，XbY 為 4%，則在該地區(qū) XB 和 Xb 的基 因頻率分別為（ ）。A. 6% ，8% B. 8% ， 92%C. 78% ， 92%D. 92% 。8%解析 ：由于 y 染色體上沒有 B（b）基因，所以只要計算出含有 x 染 色體的配子中含有的基因比例，即可求出 B或 b 的基因頻率。答案：D例 3：人的色盲是 X 染色體上的隱性遺傳病。在男性中患色盲的概 率大約為 7%，那么，在人類中色盲基因的頻率以及在女性中色盲的患病率分別 是 。一個正常男性與一個無親緣關(guān)系的女性結(jié)婚，子代患色盲 的可能性是（ ）解析 ：把人

27、群看成是一個平衡的群體。 在男性中，基因頻率就是基因型頻率。 即 Xb =Xb Y， Xb Y=7%，則 Xb=7%， XB =1-7%=93%。在女性中， Xb的基因頻率也是 7%。由于女人中有兩條 X 染色體，其符合遺 傳平衡定律，所以色盲（）的發(fā)病率應(yīng)為 （7%）2 0.5%。的概 率為（ 93） 286 5。而的概率為 2×93×7 13。正常男性為， 只有當(dāng)女性帶有色盲基因 （或） 時后 代才有可能患色盲。這樣，出現(xiàn)并使后代患病的概率是：女 （ 13）×男（ 13%×1/4=13/400 ）。出現(xiàn)并使后代得 病的可能性為 05×1 2

28、1400，則正常男性與一個無親緣關(guān)系的女性結(jié) 婚，子代患色盲的可能性根據(jù)“加法定理”是 13400 1 40014400。答案：0.07 ， 0.0049 ，14400歸納總結(jié) ：伴 X遺傳，雄性中 Xb的基因頻率等于基因型頻率，在雌性中， Xb基因頻率也等于雄性中 Xb基因的頻率。因為雌性有兩條 X 染色體，其遺傳符 合遺傳平衡定律，即： （P+Q）2=P2+2PQ+Q2=，1P 代表代表 XB ?Q代表 Xb，P2代表 XBXB，2PQ代表 XBXb，Q代表 XbXb。（五）. 伴 X染色體上的基因，已知某基因頻率，求基因型的頻率。例 1：若在果蠅種群中， XB的基因頻率為 80%，Xb 的基因頻率為 20%，雌雄 果蠅數(shù)相等，理論上 XbXb、XbY的基因型頻率依次為（）A1%2%8%B 8%8%C 2%10%D2%解析 ：雌性果蠅中， XbXb的頻率為 Xb 頻率的平方，即 4%（占雌性的 4%）， 但雌性占總數(shù)的 1/2 ，則 XbXb的頻率為 4%×1 22%。由于雄性果蠅只有一條 X性染色體，則雄果蠅的 Xb 基因頻率就是基因型 XbY 的頻率,為 20%（占雄性的 20%），但雄性占總數(shù)的 1/2 ，則XbY的頻率為 20%×1 210%。（六）. 復(fù)等位基因的基因頻率計算。例 1：