基因频率的计算

1、文档来源为：从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持若在果蝇种群中，XB的基因频率为80%次的基因频率为20%,雌雄果蝇数相等，理论上XbXb、XY的基因型比例依次为（ ）A.1% 2%B.1% 、10%C.2%、10%D.10%、1%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%口 20%它们配子的结合情况可从下表中得出：雄配子 雌而Y (1/2)X3 (1/2) X80

2、%X(1/2) X 20%X380%XBY 40%XBXB 32%欢8%乂20%X 10%犬乂 8%欢2%可见，理论上XBY基因型比例为40% XbY的为10% XBXb的为16% XbXb的为2%XBXB 32%。基因频率是指某群体中，某一等位基因在该位点上可能出现的基因总数中所 占的比率。对基因频率的计算有很多种类型，不同的类型要采用不同的方法计算。一、哈代-温伯格公式（遗传平衡定律）的应用当种群较大，种群内个体间的交配是随机的，没有突变发生、新基因加入和 自然选择时，存在以下公式：（p+q）2=p2+2pq+q2=1 ,其中p代表一个等位基因 的频率，q代表另一个等位基因的频率，p2代表

3、一个等位基因纯合子（如 AA 的频率，2Pq代表杂合子（如Aa）的频率，q2代表另一个纯合子（aa）的频率。例1：已知苯丙酮尿症是位于常染色体上的隐性遗传病。据调查， 该病的发病率大约为1/10000。请问，在人群中苯丙酮尿症致病基因的基因频率 以及携带此隐性基因的杂合基因型频率各是多少？解析：由于本题不知道具体基因型的个体数以及各种基因型频率，所以问题变得复杂化，此时可以考虑用哈代 -温伯格公式。由题意可知aa的 频率为1/10000,计算得a的频率为1/100。又A+a=1,所以A的频率为99/100, Aa 的频率为 2X （99/100） 乂 （ 1/100） =99/5000。答案：

4、1/100, 99/5000例2：在阿拉伯牵牛花的遗传实验中，用纯合体红色牵牛花和纯合 体白色牵牛花杂交，F1全是粉红色牵牛花。将F1自交后，F2中出现红色、粉红 色和白色三种类型的牵牛花，比例为 1: 2: 1,如果取F2中的粉红色的牵牛花 与红色的牵牛花均匀混合种植，进行自由传粉，则后代表现性及比例应该为（）文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持解析：按遗传平衡定律：假设红色牵牛花基因型为AA粉红色牵牛花基因型为Aa,F2中红色、粉红色牵牛花的比例（AA:Aa）为1: 2,即A的基因频率为 2/3, a 的基因频率为 1/3,子代中 AA占（2/3） X （2/3

5、） =4/9, Aa 占 2 （ （2/3） X （2/3） =4/9, aa 占（1/3） 乂 （1/3） =1/9答案 : 红色 : 粉红色 : 白色 =4:4:1二、几种计算类型（1） . 常染色体上的基因，已知各基因型的个体数，求基因频率。例1：在一个种群中，AA的个体有30个，Aa有60个，aa有10个，求A、 a 的基因频率。解析：该种群中一共有100个，共含有200个基因，A的总数有30X2+ 60X 1=120, A的频率为120/200=60% 由于在一个种群中基因频率有 A+a=100%, 所以 a=1-60%=40%.例2：在人类的MNB型系统中，基因型LMLM勺个体表现

6、为M血型；基因型 LMLN勺个体表现为MNB型，基因型LNLN的个体表现为N血型。1977年上海中 心血站调查了 1788人，发现有397人为M血型，861人为MNfc型，530人为N 血型。则LM基因的频率为, LN基因的频率为 o解析 ： （ 略）答案 ： 0.4628 0.5372归纳总结 ：常染色体上的基因，已知各基因的个体数，求基因频率时，用：A=A的总数/（A的总数+a的总数尸A的总数/ （总个体数X 2）。a=1-A。（2） . 常染色体上的基因，已知各基因型的比例，求基因的频率。例1：在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其中，基因型为BB的个体占40%基因型为bb的个体占10%

7、则基因B和b的频率分别是（）A. 90% ， 10%B. 65% ， 35%C. 50%， 50%D. 35% ， 65%解析：据题意，基因型为Bb的个体占1-40%-10%=50%基因B的频率=基 因型BB的频率+1/2基因型Bb的频率=40%1/2 X50%=65%同理，基因b的频率 =35%。例2：如果在以下种群中，基因型AA的比例占25%基因型Aa的比例为50%基因型 aa 比例占25%，已知基因型aa 的个体失去求偶和繁殖的能力，则基因 A和 a 的频率是多少？随机交配产生的子一代，基因型aa 的个体所占的比例为多少？解析 ：能成为亲本的只有AA（ 1/3 ）和 Aa（ 2/3 ）两

8、种基因型，且只有Aa（ 2/3 ）和 Aa（ 2/3 ）自由交配才会有aa 个体出现，出现的几率为2/3 X 2/3 X 1/4=1/9。答案：A和a的基因频率都是50%基因型aa个体的比例为1/9例 3：囊性纤维变性是一种常染色体遗传病。在欧洲人群中每2500 个人就有一人患此病。 如果一对健康的夫妇有一个患病的儿子， 此后该女又与另一健康男子再婚，则再婚后他们生一个患此病孩子的概率是（）。A. 1%B. 0.04%C. 3.9%D. 2%解析 1：由于一对健康夫妇生了一个患病的儿子，所以该遗传病为隐性遗传病，设显性基因为A,隐性基因为a,所以这对夫妇的基因型都为 Aa。把人群看 成一个平衡

9、群体，则有aa 占 1/2500 ，所以隐性基因 a 的频率 q=1/50 ，显性基因A的频率为p=49/50,那么群体中，AA基因型的频率为p2 , Aa基因型的频 率为2pq,正常个人中杂合子 Aa所占的比例为2Pq=2X49/50 X 1/50=1/25 ,即 健康人中杂合子所占的比例为 1/25 ，该女子与正常男性婚配后生出患病孩子的 几率为 1/4X1/25=1%。解析1:设A基因频率为P,A基因频率为q,则雌配子是A的频率为P,雌 配子是a的频率为q,雄配子是A的频率为P,雄配子是a的频率为q,雌雄配子 组成后代，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

10、q*q , 所以q*q=1/2500,q=1/50 ,健康的男子（A_）是Aa的概率是 Aa/（AA+Aa）=2P*q/（P*P+2P*q）=2q/（1+q） ，一对健康夫妇有一患有此病的孩子 , 该妇女是 Aa， 再婚的双亲生一孩子患病的机会是2q/（1+q）*1/4=q/2（1+q）=1/102答案 ： A归纳总结 ： 通过基因型计算基因频率可以采用一个等位基因的频率等于它的纯合子与 1/2 杂合子频率之和。（3） . 常染色体上的基因，已知各基因型的比例，求该种群自交或杂交一代后，某基因型或某基因的频率。例1:果蝇的体色由常染色体上的一对等位基因控制，基因型 BB Bb为灰 身，bb为黑

11、身。若人为地组成一个群体，其中 80班BB个体，20励bb的个体, 群体随机交配，其子代中 Bb 的比例为（ ）A.25%B.32%C.50%D.64%解析：因为 BB=80% bb=20% 所以 B=BB+1/2X Bb=80%+0=80% b=1-B=1-80%=20% 贝U有 Bb=2PQ=2 80%< 20%=32% 正确答案为 B, 32%归纳总结 ：在一个随机交配的群体里，在没有迁移、突变和选择的条件下，世代相传不发生变化，计算基因频率时，就可以采用遗传平衡定律计算，即（P+Q）2=P2+2PQ+Q2=1P 代表 A?Q代表 a, P2弋表 AA, 2PQ代表 Aa, Q2代

12、表 aa。例2：已知某种群中，AA基因型频率为25% aa基因型频率为39%则该种群的个体自交一代后，基因型 AA的频率为（）A.50%B.34%C.25%D.61%解析：都是自交，不能用遗传平衡定律！由于 AA=25% aa=39%可知Aa=1-25%-39%=36 %该种群的个体自交一代后，基因型AA=25%X 1+36%< ?=34%答案 ： B归纳总结 ： 常染色体上的基因， 已知各基因型的比例， 求该种群自交一代后，某基因型或某基因的频率时， 不能用遗传平衡定律， 要先计算出当代各种基因型的频率，再在自交后代中统计出各种基因型的频率。（4） . 伴 X 染色体上的基因，已知基因

13、型的人数或频率，求基因频率或基因型频率。例 1： 某工厂有男女职工各200 名， 调查发现， 女性色盲基因的携带者为 15人，患者 5 人，男性患者11 人。那么这个群体中色盲基因的频率是（）A. 4.5%B. 6%C.9%D. 7.8%解析 ：解本题的关键是先求得色盲基因的总数。因为女性的性染色体组成为XX,男Tt为XY,假设色盲基因为b,其等位基因位于X染色体上，所 以色盲基因b共有36 （即15X 1+5X 2+11X1）个，色盲基因b及其等位基因共 有600 （即200X 2+200X 1）个。因止匕，色盲基因的频率 =36/600 X 100%=6%答案 ： B例2：据调查，某小学的

14、学生中，基因型为XBXB勺比例为42% XBXb 为7% XbXb的比例为1% XBYJ 46% XbY为4% 则在I友地区XB和Xb的基 因频率分别为（ ）。A. 6% ， 8%B. 8% ， 92%C. 78% ， 92%D. 92% 。 8%解析：由于y染色体上没有B （b）基因，所以只要计算出含有x染色体的配子中含有的基因比例，即可求出 B 或 b 的基因频率。答案 ： D例 3：人的色盲是X 染色体上的隐性遗传病。在男性中患色盲的概率大约为7%，那么，在人类中色盲基因的频率以及在女性中色盲的患病率分别是 。一个正常男性与一个无亲缘关系的女性结婚，子代患色盲的可能性是（ ）解析 ： 把

15、人群看成是一个平衡的群体。 在男性中， 基因频率就是基因型频率。即 Xb =Xb Y, Xb Y=7%,则 Xb=7% XB =1-7%=93%在女性中， Xb 的基因频率也是7%。由于女人中有两条X 染色体，其符合遗传平衡定律，所以色盲（XbXb）的发病率应为（7%）2Q0.5%。X B X B的概率为（93%） 2弋86. 5%。而XBX b 的概率为 2X93% X7%=13%。正常男性为X BY,只有当女性带有色盲基因时后 代才有可能患色盲。这样，出现XBXb并使后代患病的概率是：女XBXb（13%） X男XBY -XbY （ 13%< 1/4=13/400 ）。出现XbXb并使

16、后代得 病的可能性为0. 5% X 1/2=1/400,则正常男性与一个无亲缘关系的女性结 焙，子代患色盲的可能性根据“加法定理”是 13/400+ 1/400= 14/4000答案 ： 0.07 ， 0.0049 ， 14 400归纳总结：伴X遗传，雄性中Xb的基因频率等于基因型频率，在雌性中， Xb基因频率也等于雄性中Xb基因的频率。因为雌性有两条 X染色体，其遗传符 合遗传平衡定律，即：（P+Q）2=P2+2PQ+Q2= P代表代表XB?Q代表Xb, P2代表 XBXB 2PQ弋表 XBXb Q代表 XbXb（5） . 伴 X 染色体上的基因，已知某基因频率，求基因型的频率。例1：若在果

17、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：雌性果蝇中，XbXb的频率为Xb频率的平方，即4%（占雌性的4%» , 但雌性占总数的1/2,则XbXb的频率为4%x 1/2 = 2%由于雄性果蝇只有一条X性染色体，则雄果蝇的Xb基因频率就是基因型XbY 的频率，为20%（占雄性的20%，但雄性占总数的1/2,则XbY的频率为20%<1 /2=10%. 复等位基因的基因频率计算。文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持.

18、例1：人的ABO型决定于3个等位基因IA、旧、i。通过抽样调查发现血 型频率：A型=0.45, B型=0.13, AB型=0.06, O型=0.36。试计算IA、旧、i这 3个等位基因的频率。解析：因为本题涉及复等位基因，所以公式应做相应调整，可改为： （p+q+r） 2=p2+q2+r2+2pq+2pr+2qr =1,其中 p、q、r 分另1J代表 IA、IB、i 的基 因频率。已知人类ABOto型的具体基因型和表现型关系如下表：基因型IAIA、IAiIBIB、IBiIAIBii表现型（血型）A型B型AB型O型所以，p2 +2pr代表A型频率，q2+2qr代表B型频率，2Pq代表AB型频率,

19、 r2 代表 O型频率。即：p2 +2pr =0.45 , q2+2qr=0.13 , 2Pq=0.06 , r2 =0.36 。经过计算得：p=0.3 , q=0.1 , r=0.6 。答案：IA频率为0.3，旧频率为0.1 , i频率为0.6。例2： ABO血型系统由3个等位基因IA、旧、i决定，通过调查一由400人 组成的群体，发现180人为A型血，144人为O型血，从理论上推测，该人群中 血型为B型的人应有（）A.24 人B.36 人C.52 人D.76 人解析：O型的有144人，总人数有400人，则r2=144/400 ,得r=6/10。180 人为A型血，则有p2+2pr=180/

20、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型血的基因频率=q2+2qr=13%,则B 型血的人数应为13%< 400=52人，故正确答案为Co归纳总结：对于ABOfc型这样的复等位基因，已知一个群体中某血型的人数，求其它血型的人数时，则可以应用规律：所有基因频率之和应等于 1,所有基因 型频率的和等于1,即：（p+Q+r）2=p2+Q2+r2+2pQ+2pr+2Qr=1 A型血的基因频 率=p2+2pr , B型血的基因频率=Q2+2Qr , AB型血的基因频率=2pQ , O型的 基因频率=r2。答案：A归纳总

21、结：通过基因型计算基因频率可以采用一个等位基因的频率等于它的 纯合子与1/2杂合子频率之和。（3） .常染色体上的基因，已知各基因型的比例，求该种群自交或杂交一 代后，某基因型或某基因的频率。例1：果蝇的体色由常染色体上的一对等位基因控制，基因型 BB Bb为灰 身，bb为黑身。若人为地组成一个群体，其中 80%； BB个体，20%； bb的个体， 群体随机交配，其子代中Bb 的比例为（）A.25%B.32%C.50%D.64%解析：因为 BB=80% bb=20% 所以 B=BB+1/2X Bb=80%+0=80%b=1-B=1-80%=20% 贝U有 Bb=2PQ=2 80%< 20

22、%=32% 正确答案为 B, 32%归纳总结 ：在一个随机交配的群体里，在没有迁移、突变和选择的条件下，世代相传不发生变化，计算基因频率时，就可以采用遗传平衡定律计算，即（P+Q）2=P2+2PQ+Q2=1P 代表 A?Q代表 a, P2弋表 AA 2PQ代表 Aa, Q2代表 aa。例2：已知某种群中，AA基因型频率为25% aa基因型频率为39%则该种 群的个体自交一代后，基因型 AA的频率为（）A.50%B.34%C.25%D.61%解析：都是自交，不能用遗传平衡定律！由于 AA=25% aa=39%可知 Aa=1-25%-39%=36 %该种群的个体自交一代后，基因型AA=25% 1+

23、36%< ?=34%答案 ： B归纳总结 ： 常染色体上的基因， 已知各基因型的比例， 求该种群自交一代后，某基因型或某基因的频率时， 不能用遗传平衡定律， 要先计算出当代各种基因型 的频率，再在自交后代中统计出各种基因型的频率。（4） . 伴 X 染色体上的基因，已知基因型的人数或频率，求基因频率或基因型频率。例 1： 某工厂有男女职工各200 名， 调查发现， 女性色盲基因的携带者为 15人，患者 5 人，男性患者11 人。那么这个群体中色盲基因的频率是（）A. 4.5%B. 6%C.9%D. 7.8%解析 ：解本题的关键是先求得色盲基因的总数。因为女性的性染色体组成为XX,男Tt为

24、XY,假设色盲基因为b,其等位基因位于X染色体上，所 以色盲基因b共有36 （即15X 1+5X 2+11X1）个，色盲基因b及其等位基因共 有600 （即200X 2+200X 1）个。因止匕，色盲基因的频率 =36/600 X 100%=6%答案 ： B文档来源为：从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持例2：据调查，某小学的学生中，基因型为XBXB勺比例为42% XBXb 为7% XbXb的比例为1% XBY% 46% XbY为4% 则在I友地区XB和Xb的基 因频率分别为（ ）。A. 6% ， 8%B. 8% ， 92%C. 78% ， 92%D. 92% 。 8%解析：由于y

25、染色体上没有B （b）基因，所以只要计算出含有x染 色体的配子中含有的基因比例，即可求出B 或 b 的基因频率。答案 ： D例 3：人的色盲是X 染色体上的隐性遗传病。在男性中患色盲的概率大约为7%，那么，在人类中色盲基因的频率以及在女性中色盲的患病率分别是 。一个正常男性与一个无亲缘关系的女性结婚，子代患色盲的可能性是（ ）解析 ： 把人群看成是一个平衡的群体。 在男性中， 基因频率就是基因型频率。即 Xb =Xb Y, Xb Y=7%,则 Xb=7% XB =1-7%=93%在女性中， Xb 的基因频率也是7%。由于女人中有两条X 染色体，其符合遗传平衡定律，所以色盲（XbXb）的发病率应

26、为 （7%）2弋0.5%。X B X B的概 率为（93%） 2弋86. 5%。而XBX b 的概率为 2X93% X7%=13%。正常男性为XBY,只有当女性带有色盲基因（XBXb或XbXb）时后 代才有可能患色盲。这样，出现XBXb并使后代患病的概率是：女XBXb（13%） X男XBY -XbY （ 13%< 1/4=13/400 ）。出现XbXb并使后代得 病的可能性为0. 5% X 1/2=1/400,则正常男性与一个无亲缘关系的女性结 婚,子代患色盲的可能性根据“加法定理”是 13/400+ 1/400= 14/4000答案 ： 0.07 ， 0.0049 ， 14 400归纳

27、总结：伴X遗传，雄性中Xb的基因频率等于基因型频率，在雌性中， Xb基因频率也等于雄性中Xb基因的频率。因为雌性有两条 X染色体，其遗传符 合遗传平衡定律，即：（P+Q）2=P2+2PQ+Q2=1P代表代表XB?Q代表Xb, P2代表 XBXB 2PQ弋表 XBXb Q代表 XbXb（5） . 伴 X 染色体上的基因，已知某基因频率，求基因型的频率。例1：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%8%B 8%8%C 2%10%D 2%解析：雌性果蝇中，XbXb的频率为Xb频率的平方，即4%（占雌性的4% , 但雌性占总数的1/2,则XbXb的频率为4%x 1/2 = 2%由于雄性果蝇只有一条X性染色体，则雄果蝇的Xb基因频率就是基因型XbY 的频率，为20%（占雄性的20%，但雄性占总数的1/2,则XbY的频率为20%<1 /2=10%