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基因频率计算 1 一 有关概念的理解 是指某种基因占其全部等位基因的比率 基因频率可用抽样调查的方法来获得 并且 A a 1 基因型频率是指群体中某一个个体的任何一个基因型所占的百分比 AA Aa aa 1 基因频率 基因型频率 3自交与自由交配 1 自交是指基因型相同的个体交配 2 自由交配是指种群内不同基因型的个体间相互交配 2 1 定义公式法 2 根据基因型频率算 A a 1AA Aa aa 1 3 各种频率之和 某基因频率 此基因的个数全部等位基因的个数 100 某基因频率 纯合子基因型频率 1 2杂合子基型频率 基因频率计算的基本公式 3 A 60 2 100 60 100 40 2 0 55 220 400 a 40 2 100 60 100 40 2 0 45 180 400 例题1 在某个种群中 AA Aa aa个体分别有60 100 40个 这个种群中 A a的基因频率 三种基因型频率各是多少 基因频率 4 题1 某种群中 AA Aa aa个体分别有60 100 40个 这个种群中 A a的基因频率 三种基因型频率各是多少 基因型频率 AA 60 60 100 40 0 3 Aa 100 60 100 40 0 5 aa 40 60 100 40 0 2 基因频率 A AA 1 2Aa 0 55 a aa 1 2Aa 0 45 5 例题2 某工厂有男女职工各100名 对他们进行调查时发现 女性色盲基因的携带者为15人 患者为5人 男性患者为11人 那么这个群体中色盲基因的频率为 A 12 B 9 C 6 D 4 5 解析 由于男性个体中的Y染色体上没有与色盲有关的基因 所以应该将Y染色体所占的比例去除 Xb 100 12 15 5 2 11 100 2 100 A 二 自由交配 X染色体基因型频率 基因频率的计算 6 练一练 AA Aa aa的个体分别占24 72 4 那么A a的基因频率是多少 A 36 和64 B 57 和43 C 24 和72 D 60 和40 D 解析 A 24 72 2 60 a 4 72 2 40 7 伴性遗传的基因频率只能从定义出发进行计算 X染色体上基因频率的计算 8 X染色体上基因频率的计算 9 据调查 某小学的小学生中 基因型的比例为XBXB 42 32 XBXb 7 36 XbXb 0 32 XBY 46 XbY 4 则在该地区XB和Xb的基因频率分别是多少 练一练 42 32 XBXB 7 36 XBXb 46 XBY 242 32 XBXB 7 36 XBXb 0 32 XbXb 46 XBY 4 XbY 2XB频率 92 Xb的频率8 XB频率 10 题3 一个种群中基因型为AA的个体占24 基因型为Aa的个体占72 基因型为aa的个体占4 自交一代之后 种群中基因型为AA和基因型为aa的个体分别占 A 60 40 B 36 42 C 42 22 D 24 22 分析 由题意可知 三种基因型各自自交 AA自交后代100 为AA aa自交后代100 为aa 而Aa自交后会发生性状分离 子代中基因型AA占42 24 72 1 4 Aa占72 1 2 36 aa占22 4 72 1 4 答案是C 交前后基因型频率在变 不变的是基因频率 结论 自交过程 非随机交配 中 可以根据基因型频率求基因频率 但不能根据基因频率求基因型频率 自交前后基因型频率在变 基因频率不变 三 常染色体 自交后的基因频率和基因型频率 11 题4 某群体最初的三种基因型AA Aa aa的频率分别为0 1 0 2 0 7 在自交和随机交配的情况下 后代的基因型频率和基因频率如何变化 自交 F1 AA 0 1 0 2 1 4 0 15Aa 0 2 1 2 0 1aa 0 7 0 2 1 4 0 75 A 0 2a 0 8 P AA 0 1 Aa 0 2 aa 0 7 F2 AA 0 15 0 1 1 4 0 175Aa 0 1 1 2 0 05aa 0 75 0 1 1 4 0 775 A 0 2a 0 8 A 0 2a 0 8 自交 基因型频率不断变化 后代的基因频率不变 四 常染色体基因型频率 基因频率的计算 自交 自由交配结果比较 12 综上可见 基因重组对基因频率无影响 题4 某群体最初的三种基因型AA Aa aa的频率分别为0 1 0 2 0 7 在自交和随机交配的情况下 后代的基因型频率和基因频率如何变化 自由 随机 交配 A 0 2a 0 8 P AA 0 1 Aa 0 2 aa 0 7 根据遗传平衡定律求算子一代的基因频率 F1 AA 0 04 Aa 0 32 aa 0 64 A 0 2a 0 8 根据遗传平衡定律求算子二代的基因频率 F2 AA 0 04 Aa 0 32 aa 0 64 A 0 2a 0 8 随机交配 后代的基因频率不变 基因型频率亦不变 13 1 自交是指基因型相同的个体交配 结果是杂合基因型频率降低 纯合基因型频率增大 在无自然选择条件下 基因频率不变 2 自由交配是指种群内不同基因型的个体间相互交配 在无选择的条件下 基因频率 基因型频率均保持不变 相关计算可按哈迪 温伯格定律进行 3 只要种群的基因频率不变 即使基因型频率改变 种群也未发生进化 14 三 遗传平衡定律 群体数量足够大 没有自然选择 没有迁移 迁入和迁出 全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代 没有突变 基因突变和染色体变异 在一个有性生殖的自然种群中 在符合以下5个条件的情况下 各等位基因的频率和基因型频率在一代一代的遗传中是稳定不变的 或者说是保持着基因平衡的 这5个条件是 15 在该种情况下 配子的比例就是基因的频率 假设 A的基因频率为p a的基因频率为q 则p q 1 AA p2Aa 2pqaa q2 AA Aa aa p q 2 1 16 题5 镰刀型细胞贫血症是由基因突变引起的 其致病基因为隐性基因 用a表示 只有隐性纯合子才会发病 携带a基因的个体不会发病 且对疟疾具有一定的抵抗力 在非洲某些地区 约有500人中就有20人患镰刀型细胞贫血症 因此在该地区人群中 A a基因的基因频率大约为32 B a基因频率的变化是环境选择的结果C 患者的死亡不会导致人群中基因频率发生变化D a基因的携带者在自然选择中会逐渐被淘汰 解析 选B 由于在500人中就有20人是镰刀型细胞贫血症患者 说明aa个体所占比例为4 aa a a 所以a的基因频率为20 由于aa个体死亡率较高 所以会使a的基因频率降低 它是环境选择的结果 由于Aa对疟疾有一定的抵抗力 所以其生存能力较强 不会被淘汰 B 17 四复等位基因计算人的ABO血型系统决定于3个等位基因IA IB i 设基因IA的频率为p 基因IB的频率为q 基因i的频率为r 人群中p q r 1 p q r 2 p2 q2 r2 2pq 2pr 2qr 1在遗传平衡的人群中 IAIA的基因型频率为p2 IAi的基因型频率为2pr IBIB的基因型频率为q2 IBi的基因型频率为2qr ii的基因型频率为r2 IAIB的基因型频率为2pq 例7 通过抽样调查发现血型频率 基因型频率 A型血 IAIA IAi 的频率 0 45 B型血 IBIB IBi 的频率 0 13 AB型血 IAIB 的频率 0 06 O型血 ii 0 36 试计算IA IB i的基因频率 18 IA IB i为等位基因 配子出现的概率 基因型频率设IA的频率为p IB的频率q i的频率为r 即IAIA的基因型频率为p2 IAi的基因型频率为2pr IBIB的基因型频率为q2 IBi的基因型频率为2qr ii的基因型频率为r2 IAIB的基因型频率为2pq O型血的基因型频率 r2 0 36 A型血的基因型频率 p2 2pr 0 45 B型血的基因频率 q2 2qr 0 13 AB型血的基因型频率 2pq 0 06 解方程即可得出IA的基因频率为0 3 IB的基因频率为0 1 i的基因频率为0 6 19 五雌雄相等 求伴X的基因频率 基因型频率 例8 若在果蝇种群中 XB的基因频率为80 Xb的基因频率为20 雌雄果蝇数相等 理论上XbXb XbY的基因型频率依次为 A 1 2 B 8 8 C 2 10 D 2 8 解析 由于在该果蝇种群中 雌雄果蝇数相等 所以雌果蝇产生的配子中 XB的基因频率应为80 Xb的基因频率为20 雄果蝇产生的配子中 有约1 2的含Y染色体的配子 另有约1 2的含X染色体的配子 在含X染色体的雄配子中 XB与Xb的基因频率也分别为80 和20 它们配子的结合情况可从下表中得出 20 它们配子的结合情况可从下表中得出 21 以人类的色盲基因遗传为例 因为女性的染色体组成为XX 男性的染色体组成为XY Y染色体上无该等位基因 所以 在男性群体中 其基因频率与基因型频率相同 也和表现型频率一样 设XB的频率为p Xb的频率为q 则有XB的频率 XBY的频率 p Xb的频率 XbY的频率 q 且p q 1 由于男性中的XB Xb均来自于女性 故在女性群体中 XB的频率也为p Xb的频率也为q p q 1 总结 22 p q p2 2pq q2 P2 2 pq q2 2 P 2 q 2 如果人群中男性与女性数量相等设男性群体中XB的频率为p Xb的频率为q 则有XB的频率 XBY的频率 p Xb的频率 XbY的频率 q 且p q 1 由于男性中的XB Xb均来自于女性 故在女性群体中 XB的频率也为p Xb的频率也为q p q 1 23 已知人群中Xb为p XB为q 若男女数量相等位于X染色体上的等位基因的平衡情况是 XB Xb 1女性中 XbXb基因型频率 p2XBXB基因型频率 q2XBXb 2pq人类 男女各半 故总数加倍 比例减半 中 XbXb基因型频率 p2 2XBXB基因型频率 q2 2XBXb pq 基因位于性染色体上 男女数量相等 24 男女数量相等时 2人群中XbY频率 男性中Xb基因频率 男性中XbY表现型频率 女性群体中的Xb基因频率 整个群体中Xb基因频率 特别提醒 即 男 XbY 女 Xb 人 Xb 2 人 XbY 25 练一练 人的色盲是X染色体上的隐性遗传病 在人类群体中 男性中患色盲的概率大约为8 那么 在人类中色盲基因的概率以及在女性中色盲的患病率各是多少 已知人群中男性色盲概率为8 也即色盲基因 Xb 的基因频率就应该是q Xb 0 08 所以p XB 0 92 这样 在女性中色盲 XbXb 的发病率应该为q2 0 08 2 0 0064 26 假如某种遗传病是由位于X染色体上的显性基因控制 已知该病在男性中的发病率为7 那么在女性中的发病率为 A 14 B 7 C 13 51 D 25 由题意知该病在男性中的表现型频率为7 则其基因型频率也为7 在女性中的基因频率也为7 在女性中正常率为 1 7 2 所以在女性中的发病率为1 1 7 2 13 51 27 若在果蝇种群中 XB的基因频率为80 Xb的基因频率为20 雌雄果蝇数相等 理论上 XbXb XbY的基因型频率依次为 A 1 2 B 8 8 C 2 10 D 2 8 28 解析 选C 方法 基因型频率法Xb基因频率 p 20 则在群体 雌雄果蝇相等 中有 XbXb基因型频率 p2 2 20 20 2 2 XbY基因型频率 p 2 20 2 10 29 对某校学生进行色盲遗传病调查研究后发现 780名女生中有患者23人 携带着52人 820名男生中有患者65人 那么该群体中色盲基因的概率是 23 2 52 65 780 2 820 163 2380 0 68 男女人数不等时 只能用定义法 30 一 自然选择对基因频率的影响 二 突变影响基因频率 六基因基因频率的影响因素 生物进化的本质是基因频率的改变 而引起基因频率改变的原因主要有三种 自然选择 突变 基因突变与染色体变异 迁移 迁入与迁出 31 三 迁移影响对基因频率 题5 某小岛上原有果蝇20000只 其中基因型VV Vv和vv的果蝇分别占15 55 和30 若此时从岛外引入了2000只基因型为VV的果蝇 且所有果蝇均随机交配 则F1中V的基因频率约是A 43 B 48 C 52 D 42 5 解析 1 首先求算引入2000只果蝇后 三种基因型的个体数改变为多少 VV 15 20000 2000 5000 Vv 55 20000 11000 vv 30 20000 6000 2 求算V的基因频率 V 0 48 B 32 四 基因重组对基因频率无影响 例6 某群体最初的三种基因型AA Aa aa的频率分别为0 1 0 2 0 7 在自交和随机交配的情况下 后代的基因型频率和基因频率如何变化 自交 F1 AA 0 1 0 2 1 4 0 15Aa 0 2 1 2 0 1aa 0 7 0 2 1 4 0 75 A 0 2a 0 8 P AA 0 1 Aa 0 2 aa 0 7 F2 AA 0 15 0 1 1 4 0 175Aa 0 1 1 2 0 05aa 0 75 0 1 1 4 0 775 A 0 2a 0 8 A 0 2a 0 8 自交 基因型频率不断变化 后代的基因频率不变 33 四 基因重组对基因频率无影响 题7 某群体最初的三种基因型AA Aa aa的频率分别为0 1 0 2 0 7 在自交和随机交配的情况下 后代的基因型频率和基因频率如何变化 随机交配 A 0 2a 0 8 P AA 0 1 Aa 0 2 aa 0 7 根据遗传平衡定律求算子一代的基因频率 F1 AA 0 04 Aa 0 32 aa 0 64 A 0 2a 0 8 根据遗传平衡定律求算子二代的基因频率 F2 AA 0 04 Aa 0 32 aa 0 64 A 0 2a 0 8 随机交配 后代的基因频率不变 基因型频率亦不变 34 某生物的基因型为Aa 让其连续自交三代 其后代中a基因的基因频率是 A 12 5 B 50 C 25 D 无法估计 解析 选B 由于自交一代后 产生的AA个体和aa个体的数量是相等的 所以不会改变基因频率 由于AA aa比例相同 Aa自交后代中AA aa比例也相同 所以A与a的基因频率均为50 B 35 例8 某种群中aa为致死基因型 如果调查的第一代中AA和Aa各占50 并且此种生物为一年生植物 自花授粉 则该种群的自交第三代中A基因的频率为 A 12 13B 11 14C 5 8D 1 2 六 有性状淘汰时的基因频率和基因型频率 36 当某种基因型个体被淘汰时 例9 如果在一个种群中 基因型AA的比例占25 Aa占50 aa占25 已知基因型aa的个体失去繁殖后代的能力 在随机交配产生的后代中 具有繁殖能力的个体所占比例为 A 3 4B 8 9C 1 9D 1 16解析 由题意知AA Aa个体有繁殖能力 在可繁殖的个体中占AA占1 3 Aa占2 3 随机交配情况下 只有Aa Aa会产生没有繁殖能力的个体aa 约有2 3 2 3 1 4 1 9 所以在后代中有繁殖能力的个体占1 1 9 8 9 或A和a基因频率分别为2 3和1 3 所以aa为1 9 AA Aa 8 9 答案 B 37 题10 在一个海岛上 一种海龟中有的脚趾是连趾 ww 有的脚趾是分趾 WW Ww 连趾便于划水 游泳能力强 分趾则游泳能力较弱 若开始时 连趾和分趾的基因频率各为0 5 当海龟数量增加到岛上食物不足时 连趾的海龟容易从海水中得到食物 分趾的海龟则不易获得食物而饿死 若干万年后 基因频率变化成W为0 2 w为0 8 下列说法正确的是 A 任一海龟都含有该种群基因库的全部基因B 根据题中信息可知该海岛上的海龟没有发生进化C 可以预测再过若干万年后该海岛上的分趾海龟一定会消失D 基因频率变化后 从理论上计算 海龟种群中连趾占整个种群的比例为64 分趾的海龟中杂合子所占的比例为8 9 D 38 题11 2010 海南高考 某动物种群中AA Aa和aa的基因型频率分别为0 3 0 4和0 3 请回答 1 该种群中a基因的频率为 2 如果该种群满足四个基本条件 即种群 不发生 不发生 没有迁入迁出 且种群中个体间随机交配 则理论上该种群的子一代中aa的基因型频率为 如果该种群的子一代再随机交配 其后代中aa的基因型频率 会 不会 发生改变 3 假定该动物种群满足上述四个基本条件 但不发生随机交配 只在相同基因型之间进行交配 则理论上该种群的子一代中AA Aa和aa的基因型频率分别为 和 如果子一代也同样只发生相同基因型之间的交配 其后代中AA Aa和aa的基因型频率 会 不会 发生改变 0 5 足够大 突变 自然选择 0 25 不会 0 4 0 2 0 4 会 39 总结 1 概念自交 交配的两个体基因型相同 自由交配 交配的两个体基因型可以相同也可以不同 2 概率计算方法 以1 3AA 2 3Aa为例 1 自交 基因型法 1 3 AA AA 2 3 Aa Aa 2 自由