基因頻率和基因型頻率計算的方法

種群中的基因頻率與基因型頻率密切相關,基因頻率的變化可以導致種群基因庫的變遷;同時,基因頻率的變化也會導致基因型頻率相應改變,它們是相互依存的。

1基本題型及計算方法

1.1已知基因頻率,求基因型頻率

根據哈代-溫伯格遺傳平衡定律,設一對等位基因為 A 與a,其基因頻率分別為p與q(p+q=1)。親代為Aa與Aa兩種基因型,自然交配後F1代具有3種基因型AA、Aa、aa,其基因頻率公式如下:[p(A)+q(a)]2= p2(AA)+2p q(Aa)+q2(aa)=1即AA、Aa 和aa的個體基因型頻率分別為:p2、 2p q 、q2。

1.2已知基因型頻率,求基因頻率。

一個等位基因的頻率等於它的純合子與1/2雜合子頻率之和。即A基因頻率= p2(AA)+1/2×2p q(Aa),a基因頻率=(aa)+1/2×2p q(Aa)。

1.3已知基因型個體,求基因頻率。

當某基因位於常染色體上時,則有某基因的頻率=該種群某基因的總數/該種群某基因和其等位基因的總數。如若二倍體生物的某一基因位點上有一對等位基因A和a,則該種群

中相關的基因型可能有AA、Aa、aa三種,如果他們的個數分別是N1、N2、N3,則該種群

A的基因頻率= 2 N1+ N2 / 2( N1+ N2 +N3) ×100% ,

a基因頻率= N2+ 2N3 / 2( N1+ N2 +N3) ×100%

當某基因位於性染色體上時,計算方法則與常染色有所差異。比如伴X染色體遺傳中,在Y染色體上往往沒有該基因和其等位基因(伴Y染色體遺傳中,則X染色體上沒有該基因和其等位基因),因此在計算基因的總數時,應隻考慮X染色體(或Y染色體)上的基因總數。

2應用題歸類

2.1與血型有關的題目

[例]從人類ABO血型的遺傳分析得知,IA與IB為共顯性基因,它們對i均為顯性。某國人口不同血型的基因組成和分佈比例如下表所示:

血型 A型 B型 AB型 O型
基因型 IAIA和IAi IBIB和IBi IAIB ii
比例(%) 21和19 12和13 20 15

問:基因IA和i的基因頻率分別是______和______。

[思路點撥]本題主要考查的知識點是基因頻率的概念,以及相應的計算能力和獲取信息處理信息的能力。要註意其中的IAi、IBi和IAIB中每種基因隻占基因數的1/2。

從上表中可以看出:IA占(21+19×1/2+20×1/2)% =40.5%;IB占(12+13×1/2+20×1/2)% =28.5%;i占(15+19×1/2+13×1/2)% =31%。

[答案]40.5%和31%

2.2 與性染色體有關的題目

[例] 某工廠有男女職工各200人,對它們進行調查時發現,女性紅綠色盲攜帶者15人,患者5人,男性患者11人,在這個種群中紅綠色盲基因的頻率為 ( )

A.6% B.4.5% C.13% D.15%

[思路點撥] 本題考查性染色體基因頻率。性染色體與常染色體的基因頻率計算方法有所差異,很容易出錯。色盲基因與其等位基因隻存在X染色體上,而Y染色體上沒有,因此基因總數為XB+Xb=200×2+200×1=600,色盲基因總數Xb=15×1+5×2+11×1= 36,故色盲基因頻率為36/600×100%=6%。

[答案]A

[例] 據調查,某小學的小學生中,基因型的比例為XBXB(43.32%)、XBXb(7.36%)、XbXb(0.32%)、XBY(46%)、XbY(4%),則在該地區XB和Xb的基因頻率分別是多少?

[思路點撥] XB頻率=42.32%+1/2×7.36%+46%=92% Xb的頻率=1/2×7.36%+0.32%+4%=8%

[答案]92% 8%

2.3與遺傳概率計算有關的題目

[例] 某常染色體隱性遺傳病在人群中的發病率為1%,色盲在男性中的發病率為7%。現有一對表現正常的夫婦,妻子為該常染色體遺傳病致病基因和色盲致病基因攜帶者。那麼他們所生小孩同時患上述兩種遺傳病的概率是:

A、 1/88 B、 1/22 C、 7/2200 D、 3/800 答案:A

2.4與生物進化結合的有關的題目

[例]某植物種群,AA 、aa基因型個體分別占30%,20%,則:

(1)A 與a的基因頻率分別是( )、( )。

(2)若該植物種群個體均自交,後代中AA 、aa個體分別占( )、( ),這時A 與a的基因頻率分別是( )、( )。

(3)依現代生物進化理論,該植物種群在兩年中發生進化瞭嗎?

[思路點撥] 本題考查基因頻率的計算和有關現代生物進化理論的知識。由已知條件“AA 、aa基因型個體分別占30%,20%”可知Aa基因型個體占50%,A 的基因頻率=30%

+1/2×50%=55%,a的基因頻率=45%。若該植物種群個體均自交遺傳圖解如下:

因此 AA 基因型個體為30%AA+50%×1/4AA=42.5% AA,aa基因型個體為20% aa+ 50%×1/4aa=32.5%,Aa基因型個體為50%×1/2Aa=25% Aa;這時A的基因頻率=42.5%×1/2×25%=55%,a的基因頻率=32.5%+1/2×25%=45%。

[答案](1)55%、45%(2)42.5%、32.5%(3)在兩年中生存環境沒發生變化即沒有自然選擇,種群的基因頻率沒變,因此種群在兩年中沒發生進化。

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