“基因頻率”有關(guān)的計(jì)算例析及總結(jié)

1、 與“基因頻率”有關(guān)的計(jì)算例析及總結(jié) 基因頻率 是指某群體中，某一等位基因在該位點(diǎn)上可能出現(xiàn)的基因總數(shù)中所占的比率。 對(duì)基因頻率的計(jì)算有很多種類型，不同的類型要采用不同的方法計(jì)算。 一、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(gè)體間的交配是隨機(jī)的，沒有突變發(fā)生、新基因加入和自然選擇時(shí)，存 在以下公式：（P+q）2=p2+2pq+q2=1 ,其中p代表一個(gè)等位基因的頻率，q代表另一個(gè)等位基 因的頻率，P2代表一個(gè)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(gè)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，

2、該病的發(fā)病率大約為 1/10000。請(qǐng)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(gè)體數(shù)以及各種基因型頻率，所以問題變得復(fù)雜化， 此時(shí)可以考慮用哈代-溫伯格公式。由題意可知aa的頻率為1/10000,計(jì)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 2X （99/100） X （1/100） =99/5000。 答案：1/100, 99/5000 例2 :在阿拉伯牽?；ǖ倪z傳實(shí)驗(yàn)中，用純合體紅色牽?；ê图兒象w白色牽?；s交， F1全是粉紅色牽?；ā1自交后，F(xiàn)2中出

3、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?；ㄅc紅色的牽?；ň鶆蚧旌戏N植，進(jìn)行自由傳 粉,則后代表現(xiàn)性及比例應(yīng)該為 （） 解析：按遺傳平衡定律：假設(shè)紅色牽?；ɑ蛐蜑锳A、粉紅色牽?；ɑ蛐蜑?Aa,F2中紅 色、粉紅色牽牛花的比例（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）X（ 2/3） =4/9, Aa 占 2 （2/3）X（ 2/3） =4/9 , aa 占（1/3）X（ 1/3） =1/9 答案：紅色:粉紅色：白色=4:4:1 二、幾種計(jì)算類型 （一）.常染色體上的基因，已知各基因

4、型的個(gè)體數(shù)，求基因頻率。 例1在一個(gè)種群中，AA的個(gè)體有30個(gè)，Aa有60個(gè)，aa有10個(gè)，求A、a的基因頻 率。 解析：該種群中一共有 100個(gè)，共含有200個(gè)基因，A的總數(shù)有30X 2+ 60X 1=120, A 的頻率為120/200=60%。由于在一個(gè)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(gè)體表現(xiàn)為 M血型；基因型LmLN的個(gè)體 表現(xiàn)為MN血型，基因型LnLN的個(gè)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

5、基因的頻率為 解析：（略） 答案：0.4628 0.5372 A=A的總數(shù)/（A 歸納總結(jié)：常染色體上的基因，已知各基因的個(gè)體數(shù)，求基因頻率時(shí)，用： 的總數(shù)+a的總數(shù)）=A的總數(shù)/ （總個(gè)體數(shù)X 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。 BB的個(gè)體占40%，基因型 例1在一個(gè)種群中隨機(jī)抽出一定數(shù)量的個(gè)體，其中，基因型為 為bb的個(gè)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(gè)體占1-40%-10%=50%?；駼的頻率=基因型BB的頻 率+1/

6、2基因型Bb的頻率=40%+1/2 X 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(gè)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(jī)交配產(chǎn)生的子一代，基因型aa的個(gè)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(huì)有 aa個(gè)體出現(xiàn)，出現(xiàn)的幾率為 2/3X 2/3 X 1/4=1/9。 答案：A和a的基因頻率都是50%?；蛐蚢a個(gè)體的比例為1/9 例3：囊

7、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)人就有一人患此病。 如果一對(duì)健康的夫婦有一個(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)患此病孩子的概率是（）。 A. 1% B. 0.04% C. 3.9% D. 2% 解析：由于一對(duì)健康夫婦生了一個(gè)患病的兒子，所以該遺傳病為隱性遺傳病，設(shè)顯性基因?yàn)?A，隱性基因?yàn)閍,所以這對(duì)夫婦的基因型都為Aa。把人群看成一個(gè)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基因型的頻率為 2pq，正常個(gè)人中雜合子 Aa所占的比例為2

8、pq=2 X 49/50 X 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 1/4X 1/25=1%。 答案：A 1/2雜 歸納總結(jié)：通過基因型計(jì)算基因頻率可以采用一個(gè)等位基因的頻率等于它的純合子與 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(duì)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(gè)群體，其中80%為BB個(gè)體，20%為bb的個(gè)體，群體隨機(jī)交配，其子代 中Bb的比例為（） A.25%B.32%C.50%D.

9、64% 解析：因?yàn)?BB=80% , bb=20%，所以 B=BB+1/2 X Bb=80%+0=80% , b=1-B=1-80%=20%。 則有 Bb=2PQ=2 X 80% X 20%=32%。正確答案為 B, 32%。 歸納總結(jié)：在一個(gè)隨機(jī)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(jì)算基因頻率時(shí)，就可以采用遺傳平衡定律計(jì)算，即（P+Q）2=P2+2PQ+Q2=1 , P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(gè)體 自交 一代后，基因型 AA的頻

10、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(gè)體自交一代后，基因型 AA=25% X 1+36% X?=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(shí)，不能用遺傳平衡定律，要先計(jì)算出當(dāng)代各種基因型的頻率，再在自交后代中 統(tǒng)計(jì)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)，女性色盲基因的攜帶者為15人，患

11、者5人， 男性患者11人。那么這個(gè)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?yàn)榕缘男匀旧w組成為XX，男性 為XY，假設(shè)色盲基因?yàn)?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 X 1+5 X 2+11 X 1)個(gè)，色盲基因 b及其等位基因共有 600 (即200X 2+200 X 1 )個(gè)。因此， 色盲基因的頻率 =36/600 X 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

12、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(jì)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(gè)正常男性與一個(gè) 無親緣關(guān)系的女性結(jié)婚，子代患色盲的可能性是() Xb =Xb Y, 解析：把人群看成是一個(gè)平衡的群體。在男性中，基因頻率就是基因型頻率。即 則 Xb=7% , XB =1-7%

13、=93%。 o 在女性中， 以色盲(X B X b的概率為 正常男性為X 這樣，出現(xiàn)X 1/4=13/400 )o Xb的基因頻率也是7%o由于女人中有兩條 X染色體，其符合遺傳平衡定律，所 b X b)的發(fā)病率應(yīng)為(7%)2疋0.5%o 2X 93%X 7%= 13%o y,只有當(dāng)女性帶有色盲基因(X X b并使后代患病的概率是：女X 出現(xiàn)X bX b并使后代得病的可能性為 Xb Y=7% , X x的概率為（93 %） 2 86. 5%o 而X X b或X b X b)時(shí)后代才有可能患色盲。 x b (13%)X男X YX b Y( 13% X 0. 5%X 1/2= 1 / 400,則正

14、常男性與 一個(gè)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13/400+ 1 / 400 = 14/ 400o 答案：0.07,0.0049 , 14/400 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?yàn)榇菩杂袃蓷l X染色體，其遺傳符合遺傳平衡定律，即: (P+Q) 2=P2+2PQ+Q2=1 , P代表代表 XB ?Q 代表 Xb, P2代表 XBXB , 2PQ代表 XBXb, Q 代表 XbXbo （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% ,

15、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（） A. 1% 2%B. 8%8% C. 2% 10% D. 2% 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% X 1/2= 2%。 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% X 1 /2= 10%。 （六）.復(fù)等位基因的基因頻率計(jì)算。 例1：人的ABO血型決定于3個(gè)等位基因|A、IB、io通過抽樣調(diào)查發(fā)現(xiàn)血型頻

16、率：A型=0.45, B型=0.13, AB型=0.06, 0型=0.36。試計(jì)算lA、IB、i這3個(gè)等位基因的頻率。 解析：因?yàn)楸绢}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lA、IB、i的基因頻率。已知人類 AB0 血型的具體基因型和表現(xiàn)型關(guān)系如下表： 基因型 IAIA、IAi IBIB、IBi IAIB ii 表現(xiàn)型（血型） A型 B型 AB型 0型 所以，p2 +2pr代表A型頻率，q2+2qr代表B型頻率，2pq代表AB型頻率，r2代表0型 頻率。即：p +2pr =0.45，q +2qr=

17、0.13，2pq=0.06，r =0.36。 經(jīng)過計(jì)算得：p=0.3 ， q=0.1， r=0.6 。 答案：|A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(gè)等位基因lA、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0型血，從理論上推測(cè)，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：0型的有144人，總?cè)藬?shù)有 400人，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

18、，可以知道 q=1-p-r=1/10,而B型血的基因頻率 =q2+2qr=13%，貝U B型血的人數(shù)應(yīng)為 13% X 400=52人， 故正確答案為C。 歸納總結(jié)：對(duì)于ABO血型這樣的復(fù)等位基因，已知一個(gè)群體中某血型的人數(shù)， 求其它血型的人數(shù)時(shí)，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 型血的基因頻率 =p2+2pr , B 型血的 基因頻率=Q2+2Qr , AB型血的基因頻率=2pQ , 0型的基因頻率=r2沁沁兀 春雪 北國(guó)風(fēng)光, 千里冰封， 里雪飄。 望長(zhǎng)城內(nèi)外， 下，頓失滔滔。 惟余莽莽; 大河 山舞銀蛇，原馳蠟象, 比高。 欲與天公試 須晴日，看紅裝素裹, 分外妖嬈。 江山如此多嬌，引無數(shù)英雄競(jìng)折腰 惜秦皇漢武，略輸文采；唐宗宋 祖，稍遜風(fēng)騷。 一代天驕，成吉思汗, 大雕。 只識(shí)彎弓射 俱往矣，數(shù)風(fēng)流人物, V 克 還看今朝。 出師表 兩漢：諸葛亮 此誠(chéng)危急存亡之秋也。然侍衛(wèi)之臣 先帝創(chuàng)業(yè)未半而中道崩殂， 今天下三分，益州疲弊， 不懈于內(nèi)，忠志之士忘身于外者，蓋追先帝之殊遇，欲報(bào)之于陛下也。誠(chéng)宜開張圣聽，以光 先帝遺德，恢弘志士之氣，不宜妄自菲薄，引喻失義，以塞忠諫之路也。 宮中府中，俱為一體；陟罰臧否，不宜異同。若有作奸犯