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性染色体上的基因频率计算技巧第27卷第10期2011年中学生物学MiddleSchoolBiologyVol．27No．102011文件编号：1003－7586（2011）10－0054－02性染色体上的基因频率计算技巧夏帮青（安徽省庐江盛桥中学安徽合肥231541）近年的高考试题中出现了一些求性染色体上的基因频率的题目，有的学生感觉比较困难。不同情况下应采用不同的方法，现总结如下。1方法技巧1.1根据不同基因型的个体数求基因频率某基因的基因频率=该基因的总数/控制同种性状的等位基因总数×100%。若为伴X基因，Y染色体上没有其等位基因，其基因频率可示为：XA或Xa的基因频率=XA（或Xa）的总数/（雌性个体数×2+雄性个体数）×100%。若为伴Y基因，X染色体上没有其等位基因，其基因频率可表示为：YA或Ya的基因频率=YA（或Ya）的总数/雄性个体数×100%。1.2根据基因型频率，求基因频率某基因频率=该基因的纯合子频率+1/2杂合子频率。若为伴性基因，在同型（如XX）中仍适用，但在异型（XY）中XAY就是XA的基因频率，XaY就是Xa的基因频率。1.3运用遗传平衡定律求基因频率遗传平衡状态（哈迪-温伯格）即在某有性生殖的自然种群中，各等位基因的频率和等位基因的基因型频率在一代一代的遗传中保持稳定不变。要达到遗传平衡状态，需满足5个条件：①种群大；②种群中个体间的交配是随机的；③没有突变发生；④没有新基因的加入；⑤没有自然选择。如A、a表示一对等位基因，若A的频率为p，a的频率为q，则有p+q=1，（p+q）2=p2+2pq+q2。AA的频率=p2，Aa的频率=2pq，aa的频率=q2。在自然条件下，种群中往往存在某些个体被提早淘汰，或不完全随机交配等情况，这些情况下种群不易进入遗传平衡状态。对于处于遗传不平衡情况下的种群的基因频率的求解，就不能完全套用遗传平衡定律，而必须直接计算。求解种群中伴性遗传的基因频率时，仍要注意“患病雄性”和“雄性患病”或“患病雌性”和“雌性患病”的区别，虽然只是词组颠倒了一下，但解题完全不同。计算“雄性患病”或“雌性患病”只是在“雄性”或“雌性”中计算患者的概率，不需要乘1/2，而“患病雄性”或“患病雌性”却是在整个群体中计算患者的概率，需要乘以1/2。2范例解析【例1】在对欧洲某学校的学生进行遗传调查时发现，血友病患者占0.7%（男∶女＝2∶1），血友病携带者占5%，那么这个种群中的Xh频率是（）A.0.9%B.0.7%C.3.96%D.3.2%解析：此题要求学生在正确理解基因频率概念的基础上，结合有关性别决定和伴性遗传的知识，才能正确解答此问题。为便于计算，可假设调查人群为100人，因为血友病为X染色体上的隐性遗传病，女性有两个X染色体，男性有一个X染色体，且男女比例按1∶1计算。这样总共有H、h基因个数为100＋50＝150，再依据题意：h的个数为0.7%×100×2/3＋0.7%×100×1/3×2＋100×5%＝100×（2.8/3＋5），所以，Xh基因频率为100×（2.8/3＋5）÷150＝3.96%，故答案为C。答案：C。【例2】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，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（）A.7/400B.8/400C.13/400或1/400D.14/400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=XbY，XbY=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%)2≈0.5%。XBXB的概率为（93％）2≈86．5％。而XBXb的概率为2×93％×7％＝13％。正常男性为XBY，只有当女性带有色盲基因54（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：XBXb（13％）×XBY→XbY（13%×1/4=13/400）。出现XbXb并使后代得病的可能性为0．5％×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是13/400＋1/400＝14/400。故答案选D。答案：D。【例3】果蝇的某一对相对性状由等位基因（N、n）控制，其中一个基因在纯合时能使合子致死（注：NN、XnXn、XNY等均视为纯合子）。有人用一对果蝇杂交，得到F1代果蝇共185只，其中雄蝇63只。（1）控制这一性状的基因位于染色体上，成活果蝇的基因型共有种。（2）若F1代雌蝇仅有一种表现型，则致死基因是，F1代雌蝇基因型为。（3）若F1代雌蝇共有两种表现型，则致死基因是。让F1代果蝇随机交配，理论上F2代成活个体构成的种群中基因N的频率为。解析：（1）由基因在纯合时能使合子致死，F1代果蝇中，雄果蝇约占1/3可知，控制这一性状的基因位于X染色体上。成活的果蝇有三种，若致死基因为显性，则成活果蝇的基因型为XNXn、XnXn、XnY；若致死基因为隐性，则成活果蝇的基因型为XNXN、XNXn、XNY。（2）若F1代雌蝇仅有一种表现型，则基因型为XNXN、XNXn，故致死基因为隐性。（3）若F1代雌蝇有两种表现型，则基因型为XNXn、XnXn，则致死基因为显性。F1代雌蝇基因型有两种XNXn、XnXn，产生的雌配子中，1/4为XN，3/4为Xn；F1代雄蝇只有一种基因型XnY，产生的雄配子1/2Xn、1/2Y；因此，F2代果蝇基因型及比例为：1/8XNXn、3/8XnY、3/8XnXn、1/8XNY；又因基因型为XNY的个体不能成活，所以F2代果蝇基因型及比例为1/7XNXn、3/7XnY、3/7XnXn，故XN的基因频率为1/11。答案：（1）X3（2）nXNXN、XNXn（3）N1/11【例4】在自然人群中，有一种单基因（用A、a表示）遗传病的致病基因频率为1/10000，该遗传病在中老年阶段显现。1个调查小组对某一家族的这种遗传病所作的调查结果如图1所示。请回答下列问题。（1）该遗传病不可能的遗传方式是。（2）该种遗传病最可能是遗传病。如果这种推理成立，推测Ⅳ-5的女儿的基因型及其概率（用分数表示）为。（3）若Ⅳ-3表现正常，那么该遗传病最可能是，则Ⅳ-5的女儿的基因型为。解析：（1）由Ⅰ-1生出健康的Ⅱ-1知该遗传病不可能是Y染色体遗传，由Ⅱ-5生出患病的Ⅲ-5知该遗传病不可能是X染色体隐性遗传。（2）该病具有时代连续性，且男患者的女儿都患病，所以最可能是X染色体显性遗传病。如果是X染色体显性遗传病，则Ⅲ-5的基因型只能是XAXa，而Ⅲ-6正常，所以Ⅳ-5的基因型及概率分别为1/2XAXa或1/2XaXa。卵细胞的基因频率是XA=1/4，Xa=3/4。由题意知，人群中男性精子的基因频率是XA=1/10000，Xa=9999/10000，它们配子的结合情况可从表1中得出：答案：（1）Y染色体遗传和X染色体隐性遗传（2）X染色体显性1/40000XAXA、10002/40000XAXa、29997/40000XaXa（3）常染色体显性遗传病AA、Aa、aa图1某家庭遗传图谱重要声明鉴于最近社会上有人利用手机或网络（包括QQ等聊天工具）冒充中学生物学编辑部的编辑骗取作者审稿费或版面费的情况，本编辑部特此申明：我们只有一个投稿信箱zxswxue@126.com，并且与作者的联系也通过此信箱。与作者的电话联系均通过电话025-********，不会采用手机或其他号码的电话。另本编辑部未以任何形式向任何论文评选会推荐论文。《中学生物学》杂志编辑部→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→雄配子XA1/10000Xa9999/10000XA1/4XAXA1/40000XAXa9999/40000Xa3/4XAXa3/40000XaXa29997/40000雌配子表1配子结合情况55