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基因頻率計(jì)算的常見(jiàn)類(lèi)型一根據(jù)種群中個(gè)體數(shù)量所占比例,直接求基因的頻率。 例1從某生物種群中隨機(jī)抽出2000個(gè)個(gè)體,測(cè)知基因型為AA、Aa、aa的個(gè)體數(shù)分別是600、1200、200個(gè)。則在這2000個(gè)個(gè)體中:(1)A基因有 個(gè),其基因頻率為 。(2)a 基因有 個(gè),其基因頻率為 ?!窘馕觥烤鸵粚?duì)等位基因來(lái)說(shuō),每個(gè)個(gè)體可以看作含有2個(gè)基因,2000個(gè)個(gè)體共有4000個(gè)基因,其中A基因有2600+1200=2400個(gè),A基因的基因頻率為24004000=60%,a基因有2200+1200=1600個(gè),a基因的基因頻率為16004000= 40% 。也可以先算出基因型頻率,再求基因頻率。即某基因頻率等于純合子,加二分之一的雜合子。二根據(jù)生物雜交后代表現(xiàn)型數(shù)量,求控制生物性狀的基因頻率。 例2基因A和它的隱性等位基因a 分別使西紅柿的莖呈紫色和綠色;基因B和它的隱性等位基因b 分別使西紅柿的葉為缺刻葉和土豆葉。一個(gè)樣本雜交后代有如下觀(guān)察值:紫莖缺刻葉204,紫莖土豆葉194,綠莖缺刻葉102,綠莖土豆葉100。試確定:、控制缺刻性狀的基因頻率約為 。 、控制綠莖性狀的基因頻率約為 ?!窘馕觥恳虮憩F(xiàn)為缺刻葉的基因型有兩種:BB和B b,故不宜直接求B的基因頻率。則表現(xiàn)為土豆葉(bb)的比例為:(194+100)(204+194+102+100)=294600=49%,由此可知,b的基因頻率為70%。所以控制缺刻性狀的基因頻率為30%。同理推出,控制綠莖性狀的基因頻率約為58%。三與生物的性別結(jié)合,求性染色體上基因的頻率。 例3某工廠(chǎng)有男女職工各200名,對(duì)他們進(jìn)行調(diào)查時(shí)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(gè)群體中色盲基因的基因頻率為多大? 【解析】由于色盲基因及其等位基因只存在于X染色體上,而Y染色體上沒(méi)有,因此該等位基因的總數(shù)為XB+Xb=2002+2001=600,色盲基因的總數(shù)為Xb =151+52+111=36,因此,這個(gè)群體中色盲基因的基因頻率為36600100%=6%。 四與遺傳規(guī)律結(jié)合,求后代基因型的頻率。 例4.某種群的3個(gè)基因型AA、Aa、aa的初始個(gè)體數(shù)分別為400、500、100,現(xiàn)假定群體始終處于遺傳平衡狀態(tài),請(qǐng)問(wèn)自交三代后,該群體中的3種基因型及基因A和a的頻率分別是多少?【解析】A的頻率=(4002+500)(4002+5002+1002)=65% a 的頻率=165%=35%由于假定該群體始終處于遺傳平衡狀態(tài),故其基因頻率不變,在F3中基因A和a的頻率仍為65%和35%。這樣計(jì)算基因型頻率的方法對(duì)嗎?基因型AA的頻率為65%65%=42.25%; 基因型Aa的頻率為265%35%=45.5%;基因型aa的頻率為35%35%=12.25%五通過(guò)遺傳平衡定律計(jì)算基因頻率和基因型頻率1.遺傳平衡定律也稱(chēng)哈代溫伯格定律,其主要內(nèi)容是指:在理想狀態(tài)下,各等位基因的頻率和等位基因的基因型頻率在遺傳中是穩(wěn)定不變的,即保持著基因平衡。該理想狀態(tài)要滿(mǎn)足5個(gè)條件:種群足夠大;種群中個(gè)體間可以隨機(jī)交配;沒(méi)有突變發(fā)生;沒(méi)有新基因加入;沒(méi)有自然選擇。此時(shí)各基因頻率和各基因型頻率存在如下等式關(guān)系并且保持不變:設(shè)A=p,a=q,則A+a=p+q=1,AA+Aa+aa=p2+2pq+q2=1 個(gè)體間的交配如果接近于隨機(jī),遺傳平衡定律基本上都適用。2.在常染色體遺傳中的應(yīng)用例5. 在非洲人群中,每10000人中有1人患囊性纖維原瘤,該病屬常染色體遺傳。一對(duì)健康夫婦生有一患病的孩子,此后,該婦女與另一健康男性再婚,他們?nèi)羯⒆?,患此病的概率大約是()A. 1/25 B. 1/50 C. 1/100 D. 1/200【解析】此題所展示的背景符合遺傳平衡定律,且由題干可知該病為隱性遺傳。設(shè)正常基因?yàn)锳,頻率為p,致病基因?yàn)閍,頻率為q,那么,因?yàn)?,所?/100=198/10000。該婦女生有患病孩子,其基因型為Aa,健康男子基因型為Aa的頻率為198/10000,那么他們所生孩子患病的概率為1/4198/10000,約為1/200。例6.某地區(qū)每10000人中有一個(gè)白化病患者,求該地區(qū)一對(duì)正常夫婦生下一個(gè)白化病小孩的幾率。解析:由題意可知白化病的基因型頻率aa=q2=0.0001,得q=0.01,則p=0.99 AA的基因型頻率p2=0.9801,Aa的基因型頻率2pq=0.0198 正常夫婦中是攜帶者概率為:2pq/( p2+2pq)=2/101 則后代為aa的概率為:2/1012/1011/4=1/10201。3.在伴性遺傳中的應(yīng)用例7 在某海島上,每一萬(wàn)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(wàn)人中有(設(shè)男女性比為1;1) A1000人 B900人 C800人D 700人【解析】 在一萬(wàn)人中,男女各半。先求出男性中X的基因頻率。Xb 基因頻率應(yīng)是500/5000=1/10 由于男性X的基因頻率等于女性X的基因頻率。故:XBXb=2(1/10)(9/10)5000=900例8. 人的色盲是X染色體上的隱性性遺傳病。在人類(lèi)群體中,男性中患色盲的概率約為8%,那么,在人類(lèi)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(gè)體Y染色體上無(wú)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?yàn)槟行灾械腦染色體均來(lái)自于女性,所以,男性中Xb的基因頻率=人群中Xb的基因頻率=女性中Xb的基因頻率。因此,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(gè)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%8%=0.0064。答案:在人類(lèi)中色盲基因的頻率是0.08,在女性中色盲的患病率是0.0064。XBXB XBXb XbXb XBY XbY 在整個(gè)人群中 1/2 p2 pq 1/2 q2 1/2p 1/2q 在男性群體中 p q 在女性群體中 P2 2pq q2 歸納總結(jié):在伴性遺傳中,已知某基因型的頻率,求其它基因型的頻率時(shí),則可運(yùn)用:在雄性中基因頻率就是基因型頻率,在雌性中:有兩條X染色體,其符合遺傳平衡定律,即:(P+Q)=P+2PQ+Q=1,P代表代表XB Q代表Xb,P代表XBXB,2PQ代表XBXb,Q代表XbXb。練習(xí)1.某植物種群,AA基因型個(gè)體占30%,aa基因型個(gè)體占20%,則:、該植物的A、a基因頻率分別是 。 、若該植物自交,后代中A、a基因頻率分別是 。 、依現(xiàn)代生物進(jìn)化理論,這種植物在兩年中是否發(fā)生了進(jìn)化? 。原因是 。 、由此可知,進(jìn)化的基本單位是 ,進(jìn)化的原材料由 提供,是否發(fā)生進(jìn)化決定于 ,進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是 。 2.人的鐮刀型細(xì)胞貧血癥是由常染色體上的隱性致病基因(用a表示)控制的,其隱性純合子由于紅細(xì)胞極易破裂而造成嚴(yán)重貧血,在兒童時(shí)期會(huì)造成死亡,攜帶這種致病基因的雜合子雖然會(huì)出現(xiàn)輕度貧血,但不會(huì)致死。而在瘧疾流行的地區(qū),其雜合子對(duì)瘧疾有較強(qiáng)的抵抗力,顯性純合子雖不會(huì)患貧血病,但較易感染瘧疾,常造成兒童和成人死亡。現(xiàn)對(duì)甲、乙兩個(gè)地區(qū)進(jìn)行調(diào)查,其中乙地區(qū)流行瘧疾。兩個(gè)地區(qū)人群中各種基因型的比例為:甲地區(qū)AA占95%、Aa占3%、aa占2%;乙地區(qū)AA占3%、Aa占95%、aa占2%。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:、鐮刀型細(xì)胞貧血癥發(fā)病的直接原因是 ,根本原因是 。 、在甲地區(qū)人群中A的基因頻率為 ;乙地區(qū)人群中a的基因頻率為 。 、若干年后再進(jìn)行調(diào)查,甲地區(qū)人群中A的基因頻率將 ;乙地區(qū)人群中A的基因頻率將 。 、如果在乙地區(qū)消滅瘧疾,若干年后再進(jìn)行調(diào)查,將會(huì)發(fā)現(xiàn)AA的基因型頻率將會(huì) 。 3.對(duì)某學(xué)校的學(xué)生進(jìn)行遺傳調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn):紅綠色盲患者占0.7(男女=21),色盲病攜帶者占5,那么這個(gè)種群中的Xb的頻率是 A3.96 B3.2 C2.97 D0.74.已知我國(guó)人群中男性的紅綠色盲的發(fā)病率為7%。現(xiàn)有一正常男子與一正常女子結(jié)婚。他們生一個(gè)患紅綠色盲孩子的概率是多少?5.純合的高莖紅花與矮莖白花豌豆雜交,F(xiàn)1全是髙莖紅花,F(xiàn)1自交得F2,F(xiàn)2開(kāi)花時(shí)隨機(jī)的拔掉一半的紅花,則F3中白花基因的頻率是 練習(xí)題答案1.答案55% 45% 55% 45% 沒(méi)有 基因頻率沒(méi)有發(fā)生改變 種群 突變和基因重組 自然選擇 基因頻率的改變2.答案血紅蛋白的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變;控制血紅蛋白合成的基因發(fā)生了突變 、96.5%; 49.5% 、上升;下降 上升3.解析:XbY概率為0.7%2/
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