遗传平衡定律

1、哈迪 - 温伯格定律 编辑遗传平衡定律即 哈迪 -温伯格定律。哈迪 -温伯格定律的主要内容就是指: 在理想状态下,各等位基因的频率与等位基因 的基因型频率在遗传中就是稳定不变的,即保持着基因平衡。中文名哈迪 -温伯格定律外文名hardy weinberg law别称遗传平衡定律学科生物学 / 生态学 / 遗传学1概述2满足条件3适用范围4意义概述编辑此时各基因频率与各基因型频率存在如下等式关系并且保持不变:当等位基因只有一对(aa)时,设基因a的频率为p,基因a的频率为q,则a+a=p+q=1,aa+aa+aa=p2+2pq+q 2=1。 哈 代 - 温 伯 格 平 衡 定 律 (hardy-

2、weinbergequilibrium) 对于一个大且随机交配的种群 ,基因频率 与基因型频率 在没有迁移、 突变与选择的条件下会保持不变。满足条件 编辑种群足够大;种群个体间的交配就是随机的;没有突变产生;没有新基因加入;没有自然选择。适用范围 编辑遗传平衡在自然状态下就是无法达到的 ,但在一个足够大的种群中 ,如果个体间就是自由交配的且没有明显的自然选择话 ,我们往往近似地瞧作符合遗传平衡。如人类种群、果蝇种群等比较大的群体中,一些单基因性状 的遗传就是可以应用遗传平衡定律的。如题 :某地区每 10000 人中有一个白化病患者 ,求该地区一对正常夫妇生下一个白化病小孩的几率。 该题就必须应

3、用 遗传平衡 公式 ,否则无法求解。解答过程如下 :由题意可知白化病的基因型频率aa=q 2=0 、 0001, 得 q=0 、 01, 则 p=0 、99 ,aa 的基因型 频 率p2=0 、 9801,aa的 基 因 型 频 率 2pq=0 、 0198, 正 常 夫 妇 中 就 是 携 带 者 概 率为 :2pq/( p 2+2pq)=2/101 , 则后代为 aa 的概率为 :2/101 2/101 1/4=1/10201 。解毕。此外 ,一些不符合遗传平衡的种群,在经过一代的自由交配后即可达到遗传平衡,此时也可应用遗传平衡定律来求后代的基因型频率。例如:某种群中aa 个体占 20%,

4、aa个体占40%,aa个体占 40%,aa个体不能进行交配,其它个体可自由交配,求下一代个体中各基因型的比例。此题中亲代个体明显不符合遗传平衡,所以大家往往选择直接求解。那样需要分析四种交配方式再进行归纳综合(aa 与 aa 的雌雄个体自由交配有四种组合方式), 显得比较繁琐。其实本题也可应用遗传平衡定律,解答及理由如下:在 aa 与 aa 即可达到遗传平衡个体中两种 基因频率 就是确定的 ,a=2/3,a=1/3,则 aa=4/9aa=4/9,aa=1/9。解毕。经过一代的自由交配后子代在复等位基因传中的应用遗传平衡定律在 2个等位基因的遗传题目中的应用也许大家早已熟练掌握细分析 ,下面分析

5、在复等位基因遗传中 ,如何应用遗传平衡公式。, 所以不作详先瞧一个例题 :人的 abo 血型决定于 3个等位基因 ia 、ib 、i,经调查某地区 a 血型有 450 人,b 血型有 130 人 ,ab 型有 60 人 ,o 血型有 360 人 ,求各基因及基因型频率。 此题也需应用遗传平衡定律 ,不过在有 3 个等位基因时 ,公式如下 :设 ia =p,i b =q,i=r, 则 iaia +i bib+ii+i aib+ i a i+ibi =p 2+q 2+r2+2pq+2pr+2qr=1 ,:r2=036,r=06,ib ib + i bi +ii= q 2+2qr +r 2=(q+r

6、) 2=0 、 49, 则q=0 、 1。故p=1-q-r=0、3,各基因型频率也就不难算出了。且由该例题我们可以推导有n 个等位基因时 ,其公式就就是(p+q+r+ +n) 2=1 的展开式。在伴性遗传中的应用遗传平衡定律在复等位基因 遗传中的应用普通生物学中已有论述, 所以也就是简单带过 ,本文重点要讨论的就是在伴性遗传中如何应用遗传平衡定律的公式。也还就是先瞧例题 :一果蝇种群,每 2500 只果蝇中有一只白眼果蝇,求该种群中白眼基因的频率。此题的难点在于果蝇白眼(与其 相对性状 红眼 )就是伴性遗传,其等位基因位于x 染色体上,雌果蝇与雄果蝇的基因型频率不一致,无法直接应用 遗传平衡

7、公式。所以很多师生要么束手无策,要么分别假设只有雌蝇或只有雄蝇的情况下进行计算(这当然就是不可能的), 还有些教师甚至怀疑该题根本就就是一错题。其实本题仍就是应用遗传平衡定律,不过要稍做调整: 设白眼基因频率xb=q,红眼基因频率xb=p,果蝇雌雄性别比应为1 1, 雄蝇中 ,xb y xby=p q, 则xb y=p/2,x by=q/2, 雌蝇中,xbxb x bxb x bxb=p 2 2pq q2, 则xbxb = p2/2,x b xb=pq ,x bx b = q 2/2。由题可知q/2+ q 2/2=1/2500,解得q=0、 0007993。可能会有人怀疑该公式的正确性 ,我们

8、不妨来验证一下。 遗传平衡 的意思就是无论繁殖多少代 ,各种 基因型 的频率就是永远不变的 ,我们只需计算 随机交配 时下一代的各种基因型频率就是否与亲代相同即可检验。按照我们的假设 , 亲代雄蝇中 x b y xby=p q, 雌蝇中 ,x bxb xb xb xbxb=p 2 2pq q2, 它们随机交配的方式与后代 基因型 及概率如下 : xb y=p 3/2+p 2q/2+p 2q/2+pq 2/2=p/2xby= q 3/2+q 2p/2+q 2p/2+qp 2/2=q/2xb x b= p3/2+ p 2q/2= p 2/2xb x b= p 2q/2+ q 2p/2+ p 2q/2+ q 2p/2=pqxbx b= q 3/2+ q 2p/2= q 2/2可见子代与亲代中各基因型频率完全相同,由此可证关于伴性遗传的遗传平衡公式就是正确的。其实 ,只要我们抓住了遗传平衡定律的实质,在各种遗传类型中的公式完全可以自己推导及验证。这比死套公式更有利于学生思维能力的培养。意义编辑(1) 遗传平衡定律揭示了群体基因频率与基因型频率的遗传规律,据此可使群体的遗传性能保持相对稳定,这就是畜禽保种的理论依据。(2) 根据遗传平衡定律,在畜禽育种中可采用先打破群体原有的