基因頻率計算規(guī)律總結(jié)

例2：人的紅綠色盲是X染色體上的隱性遺傳病。在人類群體中，男性中患色盲的概率約為8%，那么，在人類紅綠色盲基因的頻率以及在女性中色盲的患病率、攜帶者的頻率各是多少※【分析過程】假設(shè)色盲基因Xb的頻率=q，正?；騒b的頻率=p。已知人群中男性色盲概率為8%，由于男性個體Y染色體上無該等位基因，Xb的基因頻率與XbY的頻率相同，故Xb的頻率=8%,Xb的頻率=92%。因為男性中的X染色體均來自于女性，所以，在女性群體中Xb的頻率也為8%，Xb的頻率也為92%。由于在男性中、女性中Xb、Xb的基因頻率均相同，故在整個人群中Xb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(XBXb)+q2(XbXb)=l。因此，在女性中色盲的患病率應(yīng)為:q2=8%X8%=，攜帶者的概率應(yīng)為：2pq=2X92%X8%=※【答案】在人類中紅綠色盲基因的頻率是，在女性中紅綠色盲的患病率是，攜帶者的頻率是。例3：讓紅果番茄與紅果番茄雜交，.中有紅果番茄，也有黃果番茄。(基因用R和r表示)試問：.中紅果番茄與黃果番茄的顯隱性關(guān)系是什么.中紅果番茄和黃果番茄的比例是多少在.紅果番茄中雜合子占多少純合子占多少如果讓.中的每一株紅果番茄自交，在樣中各種基因型的比例分別是多少其中紅果番茄與黃果番茄的比例是多少如果讓.中的紅果番茄種植后隨機(jī)交配，在樣中各種基因型的比例分別是多少其中紅果番茄和黃果番茄的比例是多少※【分析過程】由題意可以簡單地將(1)-(4)的結(jié)果分析如下：紅果為顯性性狀，黃果為隱性性狀；.中紅果番茄和黃果番茄的比例是3：1；在.紅果番茄中雜合子占2/3，純合子占1/3；如果讓.中的每一株紅果番茄自交，在樣中各種基因型的比例分別是：RR:Rr:rr=3:2:1,其中紅果番茄與黃果番茄的比例是5:1；對于“如果讓F］中的紅果番茄種植后隨機(jī)交配，然后再確定F2中各種基因型的比例以及其中紅果番茄和黃果番茄的比例是多少”的問題，如果按照常規(guī)分析方法，需要分析四種交配方式，即：RR作為雄蕊分別為RR與Rr的雌蕊提供花粉；Rr作為雄蕊分別為RR與Rr的雌蕊提供花粉。分別將以上四種組合方式的結(jié)果計算出來后，再求其之和即為本題最終答案。很顯然，此方法比較繁瑣，不小心還可能會出錯。如果采用遺傳平衡定律來求解，則要簡便得多。本題的要求是“讓.中的紅果番茄種植后隨機(jī)交配”，所以其下一代的基因頻率及其基因型頻率的計算符合“遺傳平衡定律”的使用范圍，所以可以應(yīng)用“遺傳平衡定律”來求解。解答的過程如下：由（3）中可知，.紅果番茄的基因型頻率分別為：RR=l/3,Rr=2/3由此可以推出R與r的基因頻率分別為：R=p=2/3，r=q=1/3由“遺傳平衡定律”得f2的各種基因型分別為：RR=p2=4/9,Rr=2pq=4/9,rr=q2=1/9其比例分別為：RR：Rr:rr=4/9：4/9：1/9=4：4：1在此基礎(chǔ)上可以求出f2中紅果番茄和黃果番茄的比例為：紅果：黃果=（4/9+4/9）:1/9=8:1當(dāng)然，哈代一一溫伯格平衡定律并不能解決所有遺傳概率的計算問題，如果不能滿足給定的五個條件或是在相關(guān)的交配組合中不能確保某基因頻率的固定數(shù)值，則不能生搬硬套，否則將會帶來分析上的錯誤以及解題上的困難。原文地址：經(jīng)典基因頻率計算4作者：xunlei對歐洲某學(xué)校的學(xué)生進(jìn)行遺傳調(diào)查時發(fā)現(xiàn)，血友病患者占％（男：女=2：1）；血友病攜帶者占5%,那么，這個種群的Xh的頻率是（）A%B%C%D%『解析』分析各基因型的頻率如下（男女性別比例為1：1）：男：XhY%/3XHY（50%%/3）女：XHXh（攜帶者）5%XhXh%/3XHXH（50%-5%%/3）由以上數(shù)據(jù)，Xh基因的總數(shù)是%/3+5%+%/3因此，Xh的基因頻率=%/3+5%+%/3）/150%=%。上題，命題者可謂煞費苦心，障礙叢叢，難度很高；而命題者都根據(jù)“基因頻率的概念”作了“完美的解答”。正是命題人的『根據(jù)“基因頻率的概念”所作的“完美的解答”』蒙蔽了眾多善良的人。然而，卻也暴露了命題者知識的缺陷?！疚业囊娊狻浚??上題數(shù)據(jù)都為“編造”而非真實調(diào)查，所“編造”數(shù)據(jù)只是為其“命題立意”服務(wù)的，缺乏可信度。居然還以“血友病”作題引，試問女性患者能存活多久關(guān)鍵的是其編造的“樣本”不符合《群體遺傳學(xué)》所定義“自然群體”和“取樣規(guī)范”。2?涉及性染色體基因時，當(dāng)然要考慮“性染色體異型的群體”的特殊性。以“XY型的動物”討論：后代中雄的基因頻率總是與上代雌性基因頻率相同；雌性的基因頻率總等于上代雌、雄性基因頻率的平均數(shù)。所以，簡單的以“其染色體上某基因的數(shù)目/該位點基因的基因總數(shù)”其“運算結(jié)果”不能預(yù)測“不平衡群體”之直接后代的各“基因型頻率”。故，必須分雌、雄兩類群分別計算。3.當(dāng)然，以“其染色體上某基因的數(shù)目/該位點基因的基因總數(shù)”的“運算結(jié)果”為一個“發(fā)展的群體”達(dá)到“平衡態(tài)”之“平衡頻率”。但由于命題中的“樣本群體”的不規(guī)范，其“運算結(jié)果”也就失去意義。4?綜上所述，命題人的“聰明才智”在“逼”著解題者與他一起去犯一個“似乎正確”的科學(xué)性錯誤！那么【應(yīng)該如何計算涉及“性染色體基因”的“基因頻率”和“基因型頻率”呢】（各位可查閱系統(tǒng)的“群體遺傳學(xué)”資料（如大學(xué)教材），切勿輕信小報刊?！獨g迎大家參加討論）［相關(guān)理論知識］【基本概念】：基因型頻率（genotypicfrequency）指群體中某特定基因型個體的數(shù)目占個體總數(shù)目的比率。等位基因頻率(allelicfrequency)是指群體中某一基因占其同一位點全部基因的比率，也稱為基因頻率(genefrequency)?！娟P(guān)于基因頻率的計算】(以二倍體生物為分析對象)：基本計算式：基因頻率二其染色體上某基因的數(shù)目/該位點基因的基因總數(shù)基因型頻率與基因頻率的性質(zhì):⑴同一位點的各基因頻率之和等于1即p+q=1⑵群體中同一性狀的各種基因型頻率之和等于1即：D+H+R=1例：人的ABO血型決定于三個復(fù)等位基因：IA、IB和i。據(jù)調(diào)查，中國人(昆明)中，IA基因的頻率為，IB基因頻率為，i基因的頻率為，三者之和為++=1?！净蝾l率與基因型頻率的關(guān)系】:⑴基因位于常染色體上設(shè)有一對基因A、a,他們的基因頻率分別為p、q,可組成三種基因型AA、Aa、aa,基因型頻率分別為D、H、R,個體總數(shù)為N，AA個體數(shù)為比，Aa個體數(shù)為n2，aa個體數(shù)為n3。那么：D=n1/N、H=n2/N、R=n3/N；p(A)=(2*n1+n2)/2N=D+H/2；q(a)=(2*n3+n2)/2N=R+H/2即，一個基因的頻率等于該基因純合體的頻率加上一半雜合體的頻率。(注)平衡時：D=p"2、H=2pq、R=q"2⑵基因位于性染色體上：由于性染色體具有性別差異，在XY型的動物中：雌性（早）為XX，雄性（3）為XY；在ZW型的動物中，雌性（早）為ZW,雄性（3）為ZZ。所以，把雌雄看做兩個群體分別計算。對性染色體同型群體（XX，ZZ）與常染色體上基因頻率和基因型頻率的關(guān)系相同。即：p=D+H/2；q=R+H/2性染色體異型的群體（XY，ZW）由于基因的數(shù)量和基因型的數(shù)量相等，因此基因頻率等于基因型頻率：即：P=D；q=Rt只要是孟德爾群體，這種關(guān)系在任何群體（平衡或不平衡）都是適用的。t（注）平衡時，XX（或ZZ）群體：D=p"2、H=2pq、R=q"2XY（或ZW）群體：D=p、R=q【特別提醒：請注意在X-Y和Z-W上往往不存在對應(yīng)位點這一特殊性?！坎簧僦袑W(xué)教師只是理解基本計算而忽略了性染色體的特殊性，采用雌雄兩類群混合計算，這樣得到的計算結(jié)果是錯誤的，并且不能用來預(yù)測發(fā)展的種群（不平衡種群）直接后代的基因型頻率趨勢。謹(jǐn)說明：我所批評的“另類計算方法”是那種不管“平衡/不平衡”、“常染色體/性染色體”，都在套用“基因頻率=其染色體上某基因的數(shù)目/該位點基因的基因總數(shù)”的“方法”——“雌雄混合計算”。應(yīng)該注意的是：⑴“由于性染色體具有性別差異，在XY型的動物中：雌性（早）為XX,雄性（3）為XY；在ZW型的動物中，雌性（早）為ZW，雄性（3）為ZZ。所以，把雌雄看做兩個群體分別計算。”（2）平衡時，“雄性群體基因頻率=雌性群體基因頻率”且=“平衡頻率”⑶平衡是一種特殊狀態(tài)，不適于解釋非平衡狀態(tài)。原文地址：基因頻率計算中誤差淺析5作者：xunlei關(guān)于基因頻率的計算是生物計算題中的一個難點,一般有三種方法:概念求解法:利用種群中一對等位基因組成的各基因型個體數(shù)求解種群中某基因頻率二種群中該基因總數(shù)/種群中該對等位基因總數(shù)X100%種群中某基因型頻率二該基因型個體數(shù)/該種群的個體數(shù)X100%利用基因型頻率求解基因頻率種群中某基因頻率二該基因控制的性狀純合體頻率+1/2X雜合體頻率利用遺傳平衡定律求解基因頻率和基因型頻率遺傳平衡定律：一個群體在符合一定條件的情況下，群體中各個體的比例可從一代到另一代維持不變。遺傳平衡定律是由Hardy和Weinberg于1908年分別應(yīng)用數(shù)學(xué)方法探討群體中基因頻率變化所得出一致結(jié)論。符合遺傳平衡定律的群體，需滿足的條件：（1）在一個很大的群體中；（2）隨機(jī)婚配而非選擇性婚配；（3）沒有自然選擇；（4）沒有突變發(fā)生；（5）沒有大規(guī)模遷移。，群體的基因頻率和基因型頻率在一代一代繁殖傳代中保持不變。這樣，用數(shù)學(xué)方程式可表示為：（p+q）2=1,p2+2pq+q2=1，p+q=l。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。運用此規(guī)律，已知基因型頻率可求基因頻率；反之，已知基因頻率可求基因型頻率。筆者在實際教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn):上述方法1直觀,容易理解和掌握,但覺得麻煩;方法2顯得方便快捷,因此常常運用;方法3由于是在理想條件下的公式化應(yīng)用,雖顯得復(fù)雜,學(xué)生做這類題目格外細(xì)心,認(rèn)真分析其適用條件,因此一般也能做對。方法2因其計算方便應(yīng)用較多，但該方法在計算X-連鎖座位上的基因頻率時有必要的適用條件,否則會產(chǎn)生誤差,在某些特定的題目中,必須加以考慮。筆者用下面的實例加以說明，期待與各位同仁商榷。例1:據(jù)調(diào)查，某小學(xué)的小學(xué)生中，基因型的比例為XBXB(%)、XBXb(%)、XbXb(%)、XbY(45%)、XbY(4%)，則在該地區(qū)Xb和Xb的基因頻率分別是多少用方法1解:假設(shè)該群體有100個個體，則:XB的基因數(shù)目=100X%X2+100X%+100X45%=139；Xb的基因數(shù)目=100X%+100X%X2+100X4%=12；全部基因數(shù)目=139+12=151；Xb的基因頻率=139/151=%；Xb的基因頻率=12/151=%用方法2解:Xb的基因頻率=%+%X+45%=92%Xb的基因頻率=%X1/2+%+4%=8%例2:據(jù)調(diào)查，某小學(xué)的小學(xué)生中，基因型的比例為XBXB(%)、XBXb(%)、XbXb(%)、XbY(46%)、XbY(4%)，則在該地區(qū)Xb和Xb的基因頻率分別是多少用方法1解：取100個個體，由于B和b這對等位基因只存在于X染色體上，Y染色體上無相應(yīng)的等位基因。故基因總數(shù)為150個，而Xb和Xb基因的個數(shù)Xb、Xb分別為X2++46=138,+X2+4=12，再計算百分比。Xb、Xb基因頻率分別為138/150=92%，12/150=8%用方法2解：Xb的基因頻率=%+%X+46%=92%Xb的基因頻率=%X1/2+%+4%=8%在例1中兩種方法計算結(jié)果出現(xiàn)誤差，例2中兩種方法計算結(jié)果完全一致，這是什么原因呢分析上述兩個例題，不難發(fā)現(xiàn)：在例1中，女子占該人群的比例為51%,男子占49%,不等于1：1,基因總數(shù)為100X51%X2+100X49%=151；例2中男女各占50%,為1：1,基因總數(shù)為150。盡管該對等位基因各自數(shù)目是確定，但兩種不同的處理因雄性只有單個的X-連鎖等位基因使基因總數(shù)出現(xiàn)變化，從而出現(xiàn)誤差。例3: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XbXbXBXbXbXbXbYXbY在整個群體中1/2p2pq1/2q21/2p1/2q在男性群體中Pq在女性群體中P22pqq2解析設(shè)色盲基因Xb的頻率=q，正?；騒b的頻率=p。已知人群中男性色盲概率為8%，由于男性個體Y染色體上無該等位基因，Xb的基因頻率與XbY的頻率相同，故Xb的頻率=8%,Xb的頻率=92%。因為男性中的X染色體均來自于女性，所以，在女性群體中Xb的頻率也為8%，Xb的頻率也為92%。由于在男性中、女性中Xb、Xb的基因頻率均相同，故在整個人群中Xb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（XBXb）+q2（XbXb）=1。這樣在女性中色盲的患病率應(yīng)為q2=8%X8%=。答案：在人類中色盲基因的頻率是，在女性中色盲的患病率是。研究例3的解析可以看出：這里將該群體分別處理成三個研究對象，即整個群體、男性群體、女性群體。根據(jù)題意，只能先計算出男性群體中各基因頻率，應(yīng)用到女性群體和整個群體中，這就要求有男性群體和女性群體中各對應(yīng)基因頻率相等的前提。那么，如果在例1中也把該人群男女性分別看作研究對象，則在女性群體中Xb的基因頻率為：X2+/[++X2]=%，而Xb的基因頻率為:%=%；在男性群體中XB的基因頻率為：45/45+4)=%,而Xb的基因頻率為:%=%。例1中用概念求解法計算結(jié)果如下表：在整個群體中在男性群體中在女性群體中XB的基因頻率%%%Xb的基因頻率%%%通過分析，筆者認(rèn)為：在群體遺傳學(xué)中，群體的基因庫主要由基因頻率和基因型頻率來描述的，是群體遺傳學(xué)的兩個基本量度，計算兩者所需的數(shù)據(jù)來源于研究者所取的實際樣本。對于性連鎖遺傳而言，理論上雌雄比例相等，且雌性群體、雄性群體和整個群體中各基因頻率相等，但實際上不一定相等。因此例1題干中出現(xiàn)的情況符合實際。又因利用基因型頻率求解X-連鎖座位上的基因頻率必須要求雌雄比例相等，且雌性群體、雄性群體和整個群體中各基因頻率相等，因此例1的兩種解法出現(xiàn)誤差是完全正常的。無疑根據(jù)概念求解法得到的結(jié)果是正確的。再因?qū)嶋H群體樣本來說，上述理論情況和實際情況差別一般較小，因此誤差往往可以忽略，所以在處理實際問題時方法2仍然經(jīng)常采用；但也有理論情況和實際情況差別明顯的，如特定基因型胚胎致死等，這時只能用方法1求解。當(dāng)學(xué)生遇到求解X-連鎖座位上的基因頻率的考題時，筆者建議用概念求解法更加實用。關(guān)于基因頻率的計算題及解析關(guān)于基因頻率的計算題及解析1.對某校學(xué)生進(jìn)行色盲遺傳病調(diào)查研究后發(fā)現(xiàn)：780名女生中有患者23人，攜帶著52人，820明男生中有患者65人，那么該群體中色盲基因的概率是：C解：(23X2+52+65)/780X2+820=163/2380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%3?如果在以各種群中，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，則隨機(jī)交配一代后，基因型aa的個體所占的比例為：B16984(先求a的基因頻率，僅考慮a在AA與Aa中的頻率，因為aa的個體不能產(chǎn)生后代,a=1/3)4?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NN的個體表現(xiàn)為N血型。1977年上海中心血防站調(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?答案：(LM基因二(2X397+861)/1788X2=LN基因二(2X530+861)/2X1788=053725?在一個種群中隨機(jī)抽出一定數(shù)量的個體，其中，基因型為AA的個體占18%,基因型為Aa的個體占78%,aa的個體占4%,基因型A和a的頻率分別是：C%,82%%,64%%,43%%,8%(A:18%+1/2X78%=57%a:4%+1/2X78%=43%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(基因型頻率)：A型(IAIA,Iai)=;B型(IBIB,Ibi)=;AB型(IAIB)二;0型(ii)=.試計算IA、IB、i這3各等位基因的頻率。答案：IA=,IB=,i=(解析:見圖)據(jù)調(diào)查，某小學(xué)的學(xué)生中，基因型為XbXb的比例為%,XBXb為%,冶冶為%山丫為46%,XbY為4%，則在該地區(qū)Xb和Xb的基因頻率分別為：D%,8%%,92%%,92%%,8%(XB=%+46%+1/2X%=92%,Xb=%+4%+1/2X%=8%)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1/10000。請問在人群中該苯丙酮尿隱性致病基因的基因頻率以及攜帶此隱性基因和雜合基因型頻率各是多少？答案：a二Aa=(aa二q2=1/10000,所以a=q=根號1/10000二,又因為p+q=1,所以p=1-q==,因為Aa=2pq,所以，Aa=2XX二

9?人的色盲是X染色體上的隱性遺傳病。在人類群體中，男性中患色盲的概率大約為8%，那么，在人類中色盲基因的概率以及在女性中色盲的患病率各是多少？答案：(對于女性來說：位于X染色體上的等位基因，基因的平衡情況是：p2(XBXB)+2pq(XBXb)+p2(XbXb)=l;對男性來說：Y染色體上無等位基因，其基因型頻率與基因頻率相同，也和表現(xiàn)型頻率一樣，即p(XBY)+q(XbY)=l.現(xiàn)已知人群中男性色盲概率為8%，也即色盲基因(Xb)的基因頻率就應(yīng)該是q(Xb)=，所以p(Xb)=.這樣，在女性中色盲的發(fā)病率應(yīng)該為q2(XbXb)=(2=10.在非洲人群中，每10000人中有1個人患囊性纖維原瘤，該病屬常染色體遺傳。一對健康夫婦生有一個一患病的孩子，此后，該婦女與另一個健康男性再婚，他們?nèi)羯⒆樱即瞬〉膸茁适牵篋2550100200解析見圖602和602-111?在一個雜合子為Aa為50%的人類群體中，基因A的頻率是(該群體是遺傳平衡群體):D%25%%%(2X25+50)/200=50%在豚鼠中，黑貓對白毛是顯性，如果基因庫中，90%是顯性基因B，10%是隱性基因b，則種群中，基因型BB、Bb、bb的概率分別是：D%、40%、15%%、81%、1%%、45%%、45%、10%%、18%、1%色盲基因出現(xiàn)的頻率為7%。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：D400400400或1/400400基因頻率的計算題對高二學(xué)生來說是個重點也是個難點，為此我把這部分知識進(jìn)行整理、歸納，總結(jié)如下：一、由基因型頻率來計算基因頻率（一）常染色體若已經(jīng)確定了基因型頻率，用下面公式很快就可以計算出基因頻率。A的基因頻率二（AA的頻率+l/2Aa的頻率）=（AA的個數(shù)X2+Aa的個數(shù)）/2a的基因頻率二（aa的頻率+1/2Aa的頻率）=（aa的個數(shù)X2+Aa的個數(shù)）/2例1、在一個種群中隨機(jī)抽出一定數(shù)量的個體，其中基因型AA的個體占24%,基因型為Aa的個體占72%,aa的個體占4%，那么，基因A和a的頻率分別是解：這是最常見的常染色體基因頻率題：A=（AA的頻率+1/2Aa的頻率）=24%+72%F2=60%,a=1-60%=40%（二）性染色體Xa=（XaXa個數(shù)X2+XAXa個數(shù)+XaY個數(shù)）/（雌性個數(shù)X2+雄性個數(shù)）Xa=（XaXa個數(shù)X2+XaXa個數(shù)+XaY個數(shù)）/（雌性個數(shù)X2+雄性個數(shù)）注意：基因總數(shù)二女性人數(shù)X2+男性人數(shù)XI例1.某工廠有男女職工各200名，對他們進(jìn)行調(diào)查時發(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為。解：這是最常見的性染色體基因頻率題：由XAXa：15，XaXa：5，XaY：11,得Xa=（XaXa個數(shù)X2+XaXn個數(shù)+XaY個數(shù)）/（雌性個數(shù)X2+雄性個數(shù)）=（5X2+15+11）/（200X2+200）=6%例2．對歐洲某學(xué)校的學(xué)生進(jìn)行遺傳調(diào)查時發(fā)現(xiàn)，血友病患者占%（男：女=2：1）；血友病攜帶者占5%,那么，這個種群的Xh的頻率是（）A%B%C%D%解析：該題稍有難度,解本題的關(guān)鍵在于確定各基因型的頻率,而且還要注意男性的Y染色體上是沒有相關(guān)基因的。我們可以用以下的一個表格來表示：（男女性別比例為1：1）男XhY%/3XhY50%%/3女XHXh（攜帶者）5%XhXh%/3XhXh50%-5%%/3由表格數(shù)據(jù),Xh基因的總數(shù)是%/3+5%+%/3,Xh的基因頻率=%/3+5%+%/3）/150%=%。二、根據(jù)基因頻率求基因型頻率

做這種題時一般要用到遺傳平衡定律，如果一個種群符合下列條件：種群是極大的；種群個體間的交配是隨機(jī)的，那么其后代可用遺傳平衡來計算。沒有突變發(fā)生；種群之間不存在個體的遷移或基因交流；沒有自然選擇。那么，這個種群的基因頻率（包括基因型頻率）就可以一代代穩(wěn)定不變，保持平衡。就可以用遺傳平衡定律，也稱哈迪一一溫伯格平衡。公式是：AA=A2.aa=a2.Aa=2XAXa（一）一個大的群體可用遺傳平衡定律計算（1）、常染色體例1、在歐洲人中有一種罕見的遺傳病，在人群中的發(fā)病率約為25萬分之一，患者無生育能力，現(xiàn)有一對表現(xiàn)型正常的夫婦，生了一個患病的女兒和正常的兒子。后因丈夫車禍死亡，該婦女又與一個沒任何血緣關(guān)系的男子婚配，則這位婦女再婚后再生一患病孩子的概率是：4B.1/250000100050000解析：由aa=l/250000，得a=l/500。由題干可知該婦女的基因型為Aa,她提供a配子的概率為1/2，沒有任何親緣關(guān)系的男子提供a配子的概率為1/500,所以他們生出一個有病孩子aa的概率是：1/2X1/500=1/1000。例2．某常染色體隱性遺傳病在人群中的發(fā)病率為1%，現(xiàn)有一對表現(xiàn)正常的夫婦，妻子為該常染色體遺傳病致病基因攜帶者。那么他們所生小孩患病的概率是A．1/88BA．1/88B．1/22C．7/2200D．3/800解：大的人群可用遺傳平衡定律計算，由aa=1%，得a二1/10,A二9/10,因此在人群中AA=81%,Aa=2X1/10X9/10=18%,aa=1%。妻子的基因型是Aa,只有丈夫的基因型為Aa才可能生出患病的孩子，由于丈夫是正常的，所以基因型為：AA或Aa，在正常人群中Aa的概率是：Aa=18%/(18%+81%)=2/11,那么生出患病的孩子aa的概率是：2/11(為Aa基因型的概率)X1/4(生出aa基因型個體的概率)=1/22。選B注意：該題與上一題的不同之處是：例1中的一個沒任何血緣關(guān)系的男子，可能有病也可能正常，其基因型是AA,Aa,aa，所以用a=1/500來計算，而該題是正常的男子，其基因型是AA,Aa，所以用Aa占正常人的比率來計算。(2)、位于X染色體上的基因頻率的計算例1、若某果蠅種群中，Xb的基因頻率為90%，Xb的基因頻率為10%,雌雄果蠅數(shù)相等，理論上XbXb、XbY的基因型比例依次是()A、1%、2%B、%、5%C、10%、10%D、5%、%解析：在雌性中由Xb=10%，得XbXb=(Xb)2=(10%)2=1%，這是在雌性中的概率，那么在整個種群中的概率是%，在雄性中由Xb=10%，得XbY=10%，這是在雄性中的概率，那么在整個種群中的概率是5%，答案是B。例2.某個海島上,每1萬俱中有500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(設(shè)男女性別比為1:1)人人人解析：由XbY二500/5000=1/10，得Xb=1/10Xb=1-1/10=9/10那么，XBXb的基因型頻率為2X1/10X9/10=18%，這是在雌性中的概率。由總共10000人,男女比例為1：1,得女性5000人,所以女性攜帶者數(shù)目為5000X18%=900人.注意：由Xb=10%,得XbXb二(Xb)2=(10%)2=1%,這是在雌性中XbXb占的概率，XbY=10%這是在雄性中XbY占的概率，在整個人群中占的概率均要減半。(二)、在一個種群中,自由(隨機(jī))交配時其后代也可用遺傳平衡定律計算例.如果在一個種群中，基因型AA的比例占25%，Aa占50%,aa占25%.已知基因型aa的個體失去求偶和繁殖的能力，則自由交配一代后，基因型aa的個體所占的比例為多少若自交一代后基因型aa的個體所占的比例為多少解析：子代中AA與Aa自由交配可用遺傳平衡來解題，由AA=25%,Aa=50%，得基因頻率：A=2/3、a=1/3,則后代中aa=a2=1/9自交一代后基因型aa的頻率：(1/4X50%)/75%=1/6注意：自由交配與自交不同，自由交配可用遺傳平衡來解題，自交不能。?關(guān)于ABO血型的計算題對于復(fù)等位基因的計算，也可用遺傳平衡定律來計算：IaIa=(lA)2、Ld=2XlAXi、IbIb二(Ib)2、Ini=2XlBXi、ii二i2。例、ABO血型系統(tǒng)由3個等位基因IA、IB、和i來決定，通過調(diào)查一個由400個個體組成的某群體，A型血180人，B型血52人，AB型血24人，O型血144人，那么：(1)IA、IB、和i這些等位基因的頻率分別解：這樣一個大群體可用遺傳平衡定律來計算

由O型血基因型頻率ii=i2=144/400得i=3/5，A型血基因型頻率180/400=lAlA+lAi=(Ia)2+2XlAXi,把i=3/5代入得I=3/10，那么IB=1-3/5-3/10=1/10若基因頻率：Ia二，Ib=,i二，則A型血、B型血、AB型血、O型血的基因型頻率分別解：根據(jù)所給基因頻率可得A型血為：iAlA+lAi二(lA)2+2XlAXi=+2XX=%,B型為IBIB+IBi=(IB)2+2XIBXi=+2XX=%，AB型血為IaIb=2XIaXIb=2XX=%,0型血為ii二=49%原文地址：基因頻率有關(guān)計算3作者：xunlei1、果蠅約有104對基因，假定每個基因的突變率都是10-5，一個約有109個果蠅的種群，每一代出現(xiàn)的基因突變數(shù)是A、2X109B、2X108C、2X107D、108解：2X104X10-5X1092、對生物進(jìn)化的方向起決定性作用的是A、基因重組B、基因突變C、染色體變異D、自然選擇3、華南虎和東北虎兩個亞種的形成是因為A、地理隔離的結(jié)果B、地理隔離和生殖隔離C、C、生殖隔離D、基因突變和基因重組離=600=600，4、按五界說分界，酵母菌屬于A、原核生物界B、原生生物界C、真菌界D、動物界5、在一個種群中隨機(jī)抽出一定數(shù)量的個體，其中基因型AA的個體占24%，基因型為Aa的個體占72%，aa的個體占4%，那么，基因A和a的頻率分別是解：A=(24+72F2)%=60%,a=1-60%=40%6、科學(xué)家在地球地層中曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)大約30億年前細(xì)菌的化石，又發(fā)現(xiàn)有一種厭氧型的綠硫桿菌，在光照處能利用CO和HS合成為有機(jī)物，正常生長，細(xì)菌光合22作用的反應(yīng)式為：C0+2HSf(CH0)+2S+HO2222這些事實可間接證明，在原始地球上無氧氣存在的條件下，自養(yǎng)生物是可能存在綠硫細(xì)菌還原CO成為有機(jī)物的H來自于H2S中的H。27、某工廠有男女職工各200名，對他們進(jìn)行調(diào)查時發(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為。解：XBXb：15,XbXb：5,XbY：11，關(guān)于色盲的基因總數(shù)是2X200(女)+200(男)Xb=15+2X5+11=36，36F600=6%8、據(jù)查，某校的學(xué)生中基因型比例為XbXb：XBXb：XbXb：XbY：XbY=44：5：1：43：7，則Xb的基因頻率是。解：Xb=5+lX2+7=14，與色盲有關(guān)的基因總數(shù)是100X2-43-7=150,14^150=9、3%A、%B、5%C、14%D、%9、在ABO血型的人群中，Ia頻率為，Ib為，i為，若人群中有429人受檢，估算O型血的人數(shù)是：A、200人B、210人C、220人D、230人解：i二二，即49%X429=210人10、ABO血型系統(tǒng)由3個等位基因Ia、Ib、和i來決定，通過調(diào)查一個由400個個體組成的某群體，A型血180人，B型血52人，AB型血24人，O型血144人，那么：（1）IA、IB、和i這些等位基因的頻率分別解：群體總數(shù)為400人，根據(jù)哈迪一溫伯格定律（iA+h+i）=1即（iA+lB+i）2=12可得到：MA+2lAi+lBlB+2lBi+2lAlB+ii=1，上式中A型180人（MA+2lAi），B型52人（lBh+2lBi）,AB型24人（IaIb）,O型144人（ii）,所以O(shè)型血基因型頻率ii=144/400即i2=144/400得i=3/5=，A型血基因型頻率180/400=lAlA+2lAi，i=3/5代入得Ia=3/10IB=1-3/5-3/10=1/10(2)若給定頻率為Ia二，Ib=,i二，則A型血、B型血、AB型血、O型血的期望頻率分別、o解：根據(jù)所給基因頻率可得A型血為：lAlA+2lAi=+2XX=%B型為MB+2lBi=+2XX=%AB型血為2IaIb=2XX=%O型血為ii==49%11、某植物種群中，DD的基因型個體占30%,dd基因型個體占20%，問：(1)該植物的D、d的基因頻率分別是、。解：Dd頻率：1-30%-20%=50%,D=30%+50%F2=55%,d=1-55%=45%若該植物自交，后代中DD，dd的基因型個體分別占，，這時的群體中，D和d的頻率分另U是，。解：DD(30%)自交后代全是DD，Dd(50%)自交后代為DD(1/4)、Dd(1/2)dd(1/4)dd(20%)自交后代全是dd,所以在后代中DD=30%+50%X1/4=，dd=20%+50%X1/4=，但群體中D和d基因頻率仍然是不變。依現(xiàn)代生物進(jìn)化理論，這種植物在兩年中是否發(fā)生了變化。答：還變，原因是：基因頻率沒有發(fā)生改變12、囊性纖維變性是一種常染色體遺傳病，在某一地區(qū)的人群中，2500人中就有一個患此病。如果一對健康的夫婦生有一患此病的孩子，此后，該婦女又與一健康男子再婚，問：再婚后的雙親生一個患該病的孩子的幾率是多少解：依題意知是隱性遺傳，設(shè)正常基因為A,患病為a,則該婦女的基因型是Aa,他與另一個男子再婚，若能生病孩，則男子是Aa，那么在人群中這個男子是Aa基因型的概率是：（a2=l/2500，得a=l/50,A=49/50,所以男子是雜合體的概率是2Aa=2X49/50X1/50=1/25,）他們的后代患病孩子幾率為1/4,所以生病孩可能性是1/25X1/4=1/100。13、某人群中每10000個人就有一個白化病患者（aa），問該人群中帶有a基因的雜合體概率是多少解：aa=1/10000,即a=1/100二，A=二，所以雜合體2Aa=2XX=14、已知人眼的褐色（A）對藍(lán)色（a）是顯性。在一個30000人的群體中，藍(lán)眼人有3600個，褐眼人有26400個，其中純合體有12000個，那么在這一個人群中A和a的基因頻率分別是,。解：30000人中有關(guān)基因總數(shù)是60000個，A=12000X2+（26400-12000）=384000個，A=384000F60000=64%,a=1-64%=36%15、（1）假設(shè)某植物種群中，Aa占36%,aa占22%,并且這個種群進(jìn)行自花傳粉，請推測它們的下一代中，各種基因型所占的比例各是多少解：解法見11題（1）略（答案AA=51%，Aa=18%，aa=31%）（2）如果上述的是人類的一個隱性常染色體遺傳病，兩個正常男女婚配，生了一個患病的孩子的可能性是，如果正常表兄

妹婚配生了一個患病的孩子，由此可知，表兄妹婚配子代患病是非表兄妹婚配子代患病的倍。解：根據(jù)題意可得AA=l-36%-22%=42%,A=42%+18%=60%,a=22%+18%=40%，兩個正常男女只有基因型全為Aa時才有可能生病孩，那么人群中他倆是雜合體Aa的概率=2Aa=2X60%X40%=48%,他們后代患病率為1/4,所以他們生病孩的幾率是48%X48%X1/4=,如果是表兄妹的話則后代患病率為1/4,倍數(shù)是1/4-=倍。16、已知水稻的遲熟（E）對早熟（e）、抗?。═）對易染?。╰）是顯性，這兩對性狀是獨立遺傳的。用遲熟抗病和早熟易染病水稻雜交得F1,，則F1測交后代為遲熟抗?。涸缡炜共。哼t熟易?。涸缡煲撞?1：3：1：3,問：（1）雙親的基因型分別是和2)2)F1的基因型是和（3）若F1自交,則后代表現(xiàn)型種類和比例是**（有待修改）解：依題意可知：P：（遲抗）E_T_Xeett（早易）雜交得F1：E_T_，測交后代表現(xiàn)型比不為1：1：1：1；則說明F1不全是EeTt,那么親代P就可能是EeTT或EeTt根據(jù)測交后代遲熟：早熟=1+1：3+3=1：3；抗?。阂撞?1+3：1+3=1：1,即來自親代P的F1是①EeTt②或eeTt,所以排除P是EeTt的可能。如果Fl中EeTt自交，則后代有ET:Ett：eeT:eett=9/16：3/16：3/16：1/16；若是eeTt自交，則后代有eeTT：eeTt：eett=1/4：2/4：1/4，所以E_T_:E_tt：eeT_:eett=9/16：3/16：3/16+3/4：1/16+1/4=9：3：15：5摘要：生物進(jìn)化的實質(zhì)是種群基因庫基因頻率在環(huán)境選擇作用下的定向改變。運用數(shù)學(xué)方法計算種群基因頻率有利于理解種群進(jìn)化情況，本文結(jié)合實例探討種群在不同情況下種群基因頻率計算類型和計算公式的推導(dǎo)過程。關(guān)鍵詞：遺傳平衡基因頻率基因頻率是指在一個種群基因庫中，某個基因占全部等位基因數(shù)的比例。種群中某一基因位點上各種不同的基因頻率之和以及各種基因型頻率之和都等于1。對于一個種群來說，理想狀態(tài)下種群基因頻率在世代相傳中保持穩(wěn)定，然而在自然條件下卻受基因突變、基因重組、自然選擇、遷移和遺傳漂變的影響，種群基因頻率處于不斷變化之中，使生物不斷向前發(fā)展進(jìn)化。因此，通過計算某種群的基因頻率有利于理解該種群的進(jìn)化情況。為了進(jìn)一步加深對這部分知識的理解和掌握，現(xiàn)將基因頻率計算類型和計算公式推導(dǎo)歸納如下：1．理想狀態(tài)下種群基因頻率的計算理想狀態(tài)下的種群就是處于遺傳平衡狀況下的種群，遵循“哈迪一溫伯格平衡定律”。遺傳平衡指在一個極大的隨機(jī)自由交配的種群中，在沒有突變發(fā)生，沒有自然選擇和遷移的條件下，種群的基因頻率和基因型頻率在代代相傳中穩(wěn)定不變，保持平衡。一個具有Aa基因型的大群體(處于遺傳平衡狀態(tài)的零世代或某一世代)，A基因的頻率P(A)=p，a基因的頻率P(a)=q,顯性基因A的基因頻率與隱性基因a的基因頻率之和p+q=l,其雌雄個體向后代傳遞基因A型配子的頻率為p,與其相對應(yīng)的傳遞隱性基因a型配子的頻率為q，則可用下表1來表示各類配子的組合類型、子代基因型及其出現(xiàn)的概率：表1雄配子雌配子A(p)a(q)A(p)AA(p2)Aa(pq)a(q)Aa(pq)aa(q2)由上表可知該種群后代中出現(xiàn)三種基因型AA、Aa、aa，并且三種基因型出現(xiàn)的頻率分別為P(AA)=pXp=p2=D；P(Aa)=2pXq=2pq=H；P(aa)=qXq=q2=R。且它們的頻率之和為p2+2pq+q2二（p+q）2=1。其基因頻率為A基因的頻率P（A）二D+1/2H二p2+pq=p（p+q）二p；a基因的頻率P（a）二R+1/2H二q2+pq=q（p+q）=q。可見子代基因頻率與親代基因頻率一樣。所以，在以后所有世代中，如果沒有突變、遷移和選擇等因素干擾，這個群體的遺傳成分將永遠(yuǎn)處于p2+2pq+q2平衡狀態(tài)。伴性基因和多等位基因遺傳平衡的計算仍遵循上述規(guī)律。運用此規(guī)律，已知基因型頻率可求基因頻率；反之，已知基因頻率可求基因型頻率。例題：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，請問在人群中該苯丙酮尿癥隱性致病基因（a）的基因頻率以及攜帶此隱性基因的攜帶者（Aa）基因型頻率分別是（）A．1%和0．99%B．1%和1．98%C．1%和3．96%D．1%和0．198%解析：苯丙酮尿癥是一種常染色體隱性遺傳病。由于該病則發(fā)病基因型為aa,即卩a2=0.0001,a=0.01,A=1-a=1-0.01=0.99,攜帶者基因型為Aa的頻率二2X0.01X0.99=0.0198。答案：D變式1.在某個海島上，每一萬個人中有500名男子患紅綠色盲，則該島上的人群中，女性攜帶者的數(shù)量為每萬人中有多少（假設(shè)男女比為1：1）（B）A.1000A.1000人B.900人C.800人D.700人變式2：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=0.06,0型=0.36。試計算Ia、Ib、i這3個等位基因的頻率。答案：Ia頻率為0.3,Ib頻率為0.1,i頻率為0.6。2.自然狀態(tài)下種群基因頻率的計算對于生活在自然界中的種群來說，理想狀態(tài)下的條件是不可能同時存在，種群基因頻率不可能保持平衡，而是處于不斷變動和發(fā)展的。這種非平衡群體常采用抽樣調(diào)查的方法獲得的數(shù)據(jù)來計算其基因頻率，根據(jù)基因所在位置可分為兩種類型。2.1關(guān)于常染色體遺傳基因頻率的計算由定義可知，某基因頻率=某基因的數(shù)目/該基因的等位基因總數(shù)X100%。若某二倍體生物的常染色體的某一基因位點上有一對等位基因A、a,他們的基因頻率分別為P、q,可組成三種基因型AA、Aa、aa，基因型頻率分別為D、H、R,個體總數(shù)為N,AA個體數(shù)為n,Aa個體數(shù)為n,aa個體數(shù)為n,n+n+n二N。123123那么：基因型AA的頻率二D二n/N,n二ND；11基因型Aa的頻率二H二n/N。n=NH22基因型aa的頻率二R二n/N,n=NR；33基因A的頻率P(A)=(2n+n)/2N=(2ND+NH)/2N=D+l/2H=p12基因a的頻率P(a)=(2n+n)/2N=(2NR+NH)/2N=R+l/2H=q32因為p+q=1所以D+1/2H+R+1/2H二D+R+H=1由以上推導(dǎo)可知,①常染色體基因頻率的基本計算式：某基因頻率二（2X該基因純合子個數(shù)+1X雜合子個數(shù)）/2X種群調(diào)查個體總數(shù)②常染色體基因頻率的推導(dǎo)計算式：某基因頻率=某種基因的純合子頻率+1/2雜合子頻率例題：從某個種群中隨機(jī)抽出100個個體，測知基因型為AA、Aa和aa的個體分別是30、60和10個。求這對等位基因的基因頻率。解法一：先求出該種群等位基因的總數(shù)和A或a的個數(shù)。100個個體共有200個基因；其中，A基因有2X30+60=120個，a基因有2X10+60=80個。然后由常染色體基因頻率的基本式計算求得：A基因的頻率為：120^200=60%a基因的頻率為：80F200=40%解法二：由題意可知，AA、Aa和aa的基因型頻率分別是30%、60%和10%,由常染色體基因頻率的推導(dǎo)式計算求得：A基因的頻率為：30%+1/2X60%=60%a基因的頻率為：10%+1/2X60%=40%變式1：已知人眼的褐色（A）對藍(lán)色（a）是顯性，屬常染色體上基因控制的遺傳。在一個30000人的人群中，藍(lán)眼的有3600人，褐眼的有26400人，其中純合子有12000人，那么，這一人群中