基因频率（教师版）

基因频率、基因型频率计算题 基因频率、基因型频率计算题 一、由基因型频率来计算基因频率 据基因频率的概念“基因频率是指某种基因在某个种群中出现的比例”，基因频率＝ ×100% ：① ② 种群中等位基因频率之和等于1 （一）常染色体 基因在常染色体上，等位基因，用下面公式很快就可以计算出基因频率。 A的基因频率=（AA的频率+1/2Aa的频率）＝（AA的个数×2＋Aa的个数）/2 a的基因频率=（aa的频率+1/2Aa的频率）＝(aa的个数×2＋Aa的个数)/2= 1- A的基因频率 常染色体上，基因频率=某基因总数/（种群个体数×2）×100% 显（隐）性基因的频率=显（隐）性纯合子基因型频率+1/2杂合子基因型频率。 例1 、 在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其中基因型AA的个体占24%，基因型为Aa的个体占72%，aa的个体占4%，那么，基因A和a的频率分别是         解：这是最常见的常染色体基因频率题：A=（AA的频率+1/2Aa的频率）=24%+72%÷2=60%，a=1-60%=40% 例2. 在某个区域，随机抽取1000个个体，测得基因型为AA的个体有304个，基因型为Aa为597，基因型为aa的个体为99个，请计算A和a的基因频率。 解：本题已经给出了三种基因型的频率，基因型为AA的个体有304个，基因型为Aa个体为597个，基因型为aa的个体为99个。就A和a这对等位基因来说，每个个体中可以看作有2个基因，即1000个个体中，有2000个基因。304个AA的个体就含有A=304*2=608；597个Aa个体含有A=597个，a=597个；99个aa的个体，含有a=99*2=198个。所以：A的基因频率为（608+597）/2000=60.25% a的基因频率为（597+198）/2000=39.75%。 （二）性染色体 XA=（XAXA个数×2 + XAXa个数 + XAY个数）/（雌性个数×2 + 雄性个数） Xa=（XaXa个数×2 + XAXa个数 + XaY个数）/（雌性个数×2 + 雄性个数） 注：基因总数=女性人数×2 + 男性人数×1 X染色体上，基因频率=某基因总数/（2×女性个体数+男性个体数）×100% 例1.某工厂有男女职工各200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5人，男性患者11人，那么这个群体中色盲基因的频率为     。 解：这是最常见的性染色体基因频率题：由XAXa：15，  XaXa：5，   XaY：11，            得Xa=（XaXa个数×2 + XAXa个数 + XaY个数）/（雌性个数×2 + 雄性个数）=（5×2+15+11）/（200×2+200）=6% 例2．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，这个种群的Xh的频率是（   ） A 2.97%     B 0.7%    C 3.96%    D 3.2%  解析：该题稍有难度，解本题的关键在于确定各基因型的频率，而且还要注意男性的Y染色体上是没有相关基因的。我们可以用以下的一个格来表示：（男女性别比例为1：1） 男 XhY 1.4%/3 XHY 50%-1.4%/3   女 XHXh （携带者） 5% XhXh 0.7%/3 XHXH 50%-5%-0.7%/3 由表格数据， Xh基因的总数是1.4%/3+5%+1.4%/3， Xh的基因频率=(1.4%/3+5%+1.4%/3)/150%=3.96%。 二、根据基因频率求基因型频率 做这种题时一般要用到遗传平衡定律，如果一个种群符合下列条件： 1. 种群是极大的；2. 种群个体间的交配是随机的，那么其后代可用遗传平衡来计算。 3. 没有突变发生；种群之间不存在个体的迁移或基因交流；没有自然选择。 那么，这个种群的基因频率（包括基因型频率）就可以一代代稳定不变，保持平衡。就可以用遗传平衡定律，也称哈迪—温伯格平衡。公式是： p代表一个等位基因频率，q代表另一个等位基因频率， 代表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。 （一）一个大的群体可用遗传平衡定律计算 （1）、常染色体 例1、在欧洲人中有一种罕见的遗传病，在人群中的发病率约为25万分之一，患者无生育能力，现有一对表现型正常的夫妇，生了一个患病的女儿和正常的儿子。后因丈夫车祸死亡，该妇女又与一个没任何血缘关系的男子婚配，则这位妇女再婚后再生一患病孩子的概率是： A.1/4    B.    1/250000    C.1/1000    D.1/50000 解析：由aa=1/250000，得a=1/500。由题干可知该妇女的基因型为Aa，她提供a配子的概率为1/2，没有任何亲缘关系的男子提供a配子的概率为1/500，所以他们生出一个有病孩子aa的概率是：1/2×1/500=1/1000。 例2．某常染色体隐性遗传病在人群中的发病率为1%，现有一对表现正常的夫妇，妻子为该常染色体遗传病致病基因携带者。那么他们所生小孩患病的概率是 A．1/88       B．1/22       C．7/2200        D．3/800 解：大的人群可用遗传平衡定律计算，由aa=1%，得 a= 1/10， A= 9/10，因此在人群中AA=81%,Aa=2×1/10×9/10=18%,aa=1%。妻子的基因型是Aa，只有丈夫的基因型为Aa才可能生出患病的孩子，由于丈夫是正常的，所以基因型为：AA或Aa，在正常人群中Aa的概率是：Aa=18%/(18%+81%)=2/11, 那么生出患病的孩子aa的概率是：2/11（为Aa基因型的概率）× 1/4（生出aa基因型个体的概率）=1/22。选B 注意：该题与上一题的不同之处是：例1中的一个没任何血缘关系的男子，可能有病也可能正常，其基因型是AA,Aa,aa，所以用a=1/500来计算，而该题是正常的男子，其基因型是AA,Aa，所以用Aa占正常人的比率来计算。 （2）、位于X染色体上的基因频率的计算 例1、若某果蝇种群中，XB的基因频率为90%，Xb的基因频率为10%，雌雄果蝇数相等，理论上XbXb、XbY的基因型比例依次是（   ）    A、1%、2%     B、0.5%、5%     C、10%、10%     D、5%、0.5%    解析：在雌性中由Xb=10%，得XbXb=（ Xb）2=（ 10% ）2=1%，这是在雌性中的概率，那么在整个种群中的概率是0.5%，在雄性中由Xb=10%，得XbY=10%，这是在雄性中的概率，那么在整个种群中的概率是5%，是B。 例2.某个海岛上,每1万俱中有500名男子患红绿色盲则该岛上的人群中,女性携带者的数量为每万人中有(设男女性别比为1:1)        A.1000   B.900人   C.800人   D.700人    解析：由XbY= 500/5000＝1/10，得Xb=1/10  XB=1-1/10=9/10 那么，XBXb的基因型频率为2×1/10×9/10＝18％，这是在雌性中的概率。 由总共10000人, 男女比例为1：1,得女性5000人,所以女性携带者数目为5000×18％＝900人. 注意：由Xb=10%，得XbXb=（ Xb）2=（ 10% ）2=1%，这是在雌性中XbXb占的概率，XbY=10% 这是在雄性中XbY占的概率，在整个人群中占的概率均要减半。 （二）、在一个种群中，自由（随机）交配时其后代也可用遗传平衡定律计算 例.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的个体失去求偶和繁殖的能力,则自由交配一代后,基因型aa的个体所占的比例为多少?若自交一代后基因型aa的个体所占的比例为多少? 解析: 子代中AA与Aa自由交配可用遗传平衡来解题， 由AA＝25%，Aa=50%，得基因频率：A＝2/3、a＝1/3，则后代中aa=a2=1/9 自交一代后基因型aa的频率：（1/4×50%）/75%=1/6 注意：自由交配与自交不同，自由交配可用遗传平衡来解题，自交不能。 （三）．关于ABO血型的计算题 对于复等位基因的计算，也可用遗传平衡定律来计算：IAIA= （IA）2、IAi=2×IA×i、IBIB=（IB）2、IBi =2×IB×i、ii =i2。 例、ABO血型系统由3个等位基因IA、IB、和 i 来，通过调查一个由400个个体组成的某群体，A型血180人，B型血52人，AB型血24人，O型血144人，那么： （1）IA、IB、和 i这些等位基因的频率分别是         、      、       。 解：这样一个大群体可用遗传平衡定律来计算 由O型血基因型频率 ii = i2 =144/400得i =3/5，A型血基因型频率180/400=IAIA+IAi =（IA）2+2×IA×i ，把i =3/5代入得IA =3/10，那么IB=1-3/5-3/10=1/10 （2）若基因频率：IA=0.24，IB=0.06，i =0.70，则A型血、B型血、AB型血、O型血的基因型频率分别是：          、          、       、         。 解：根据所给基因频率可得A型血为：IAIA+IAi = （IA）2+2×IA×i =0.242+2×0.24×0.7 =39.36%， B型为IBIB+IBi =（IB）2+2×IB×i =0.062+2×0.06×0.7=8.76% ， AB型血为IAIB=2×IA×IB=2×0.24×0.06=2.88% ， O型血为 ii =0.72 =49%  能力拓展题： 1.在人类的MN血型系统中，基因型LMLM的个体表现为M血型；基因型为LNLN的个体表现为N血型；基因型为LMLN个体表现为MN型。1997年，上海中心防疫站调查了1788个MN血型者，发现有397人是M型，861人是MN型，530人是N型，那么和的基因频率分别是 （ ） A.46%、54% B.23%、29% C.50%、50% D.54%、46% 答案：A 2. 经调查统计某地区人群中蓝眼（aa）1600人，纯合褐眼（AA）1400人，杂合褐眼（Aa）7000人，那么，蓝眼基因和褐眼基因的基因频率分别是（ ） A 51%和49% B 43%和57% C 32%和68% D 28%和72% 答案：A 3.人类的ABO血型系统由3三个等位基因IA、IB、i决定，通过调查一个由400个个体组成的样本，发现180人是A型血，144人是O型血，从理论上推测，该人群中血型为B的人应该有（ ） A．24人 B.36人 C.52人 D.76人 解题思路：本题考查的是人类的血型系统中的基因频率计算，关键是要弄清楚人的血型遗传的方式。设IA的基因频率为p, 设i的基因频率为q, 设IB的基因频率为t。A型血的基因型可能有两种---IAIA和IAi，所以应该是IAIA和IAi的基因频率之和=p2+2pq。B型血的基因型可能有两种---IBIB和IBi，所以应该是IBIB和IBi的基因频率之和=t2+2tq。由题意知道：A型血的基因型频率为IAIA和IAi的基因频率之和=p2+2pq=180/400；144人是O型血，即是q*q=144/400，可得q=6/10，代入到p2+2pq=180/400中，可求出p=3/10，把p=3/10和q=6/10代入到p+q+t=1中，可求出t=1/10。所以B型血的基因型频率=1/10*1/10+2*1/10*6/10=13/100，则B型血的人数应该为13/100*400=52。所以答案因该是C。 4. 某中学生血型为AB型，在上学过程中因车祸急需输血 。由于血库暂时缺少该种血型的血液，而据血站资料，某工厂现有400名健康工人，其中，A型血有180人，O型血有144人。如果AB型的工人都符合输血条件，每人献血 ，请你预测能否通过此方法挽救该中学生的生命？ 解析：本题关键是要求出该工厂400名健康工人中AB型血型的人数。O型血（ii）144人，设i基因频率为q，即 ， ，如设 基因频率为p，由于A型血有二种基因型（ ， ），有 ，由于 ，可求得 。设 基因频率为r，则 ，这样， AB型的人数 人，可献血量为 ，可以挽救该中学生的生命。 5.如果在以各种群中，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，则随机交配一代后，基因型aa的个体所占的比例为：B A.1/16 B.1/9 C.1/8 D.1/4 (先求a的基因频率，仅考虑a在AA与Aa中的频率，因为aa的个体不能产生后代，a=1/3) 6. 据调查，某小学的学生中，基因型为XBXB的比例为42.32%,XBXb为7.36%,XbXb为0.32%,XBY为46%，XbY为4%，则在该地区XB和Xb的基因频率分别为：D A.6%,8% B.8%,92% C.78%,92% D.92%,8% （XB=42.32%+46%+1/2×7.36%=92%,Xb=0.32%+4%+1/2×7.36%=8%) 7.色盲基因出现的频率为7%。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：D A.7/400 B.8/400 C.13/400或1/400 D.14/400 8. 囊性纤维变性是一种常见的常染色体遗传病，在欧洲的人群中，在每2500个人中就有1人患此病。如有一对健康的夫妇患有一个患有此病的孩子，此后该妇女由于另一健康的男子再婚。再婚的双亲生一个患该病的概率为多少？ 答案1/100 9. 据调查，某高校学生中的基因型比例为XBXB(42.32%),XBXb(7.36), XbXb（0.32%）,XBY(46%),XbY(4%),则该地区XB和Xb的基因型频率为多少？ 解题思路：该题考查的是X染色体上的基因的遗传方式，计算基因频率和常染色体上的计算稍有不同，关键是要把这种遗传方式搞明白。Y染色体上不带有该基因，在计算时，不能把应计算在内即可。 XB=(2*42.32%+7.36%+46%/(2-46%-4%)=92%, Xb=(7.36%+2*0.32%+4%)/(2-46%-4%)=8%。 10. 已知在正常的人群中，男性色盲的出现的概率为7%，求女性色盲出现的基因频率为多少？（答案：0.5%） 11. 某种子公司引进了一批小麦种子，经实验发现，隐性纯合子稳定在0.01%。按规定，杂合子在2%以下时才适合播种，请问，此种子是否符合播种要求？ 解析：设显性基因频率为p，隐性基因频率为q。由于隐性纯合子是两个隐性配子结合而来，则有 ， 。据公式2， 。显性纯合子频率 ，所以， ，符合播种要求。 12. 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，此时可以考虑用哈迪—温伯格公式。由题干中“苯丙酮尿症是位于常染色体上的隐性遗传病”和“该病在人群中的发病率大约为1/10000”，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2×（99/100）×（1/100）=99/5000。 答案：1/100，99/5000