基因频率的计算
基因频率的计算题对高二学生来说是个重点也是个难点,为此我把这部分知识进行整理、归纳,
如下:
一、由基因型频率来计算基因频率
(一)常染色体
若已经确定了基因型频率,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 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%
(二)性染色体
AAAAaAX=(XX个数×2 + XX个数 + XY个数)/(雌性个数×2 + 雄性个数) aaaAaaX=(XX个数×2 + XX个数 + XY个数)/(雌性个数×2 + 雄性个数) 注意:基因总数=女性人数×2 + 男性人数×1
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 。
Aaaaa解:这是最常见的性染色体基因频率题:由XX:15, XX:5, XY:
aaaAaa11, 得X=(XX个数×2 + XX个数 + XY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)
h男XY 1.4%/3
HXY 50%-1.4%/3
Hh X (携带者) 5% X
hh女XX 0.7%/3
HHXX 50%-5%-0.7%/3
hh由表格数据, X基因的总数是1.4%/3+5%+1.4%/3, X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
22衡。就可以用遗传平衡定律,也称哈迪——温伯格平衡。公式是:AA=A. aa=a. Aa=2×A×a
(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
Bb例1、若某果蝇种群中,X的基因频率为90%,X的基因频率为10%,雌雄果蝇数
bbb相等,理论上XX、XY的基因型比例依次是( )
A、1%、2% B、0.5%、5% C、10%、10% D、5%、0.5%
bbbb2 解析:在雌性中由X=10%,得XX=( X)=( 10% )2=1%,这是在雌性中
bb的概率,那么在整个种群中的概率是0.5%,在雄性中由X=10%,得XY=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
bbB 解析:由XY= 500/5000,1/10,得X=1/10 X=1-1/10=9/10
Bb那么,XX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.
bbbbbb注意:由X=10%,得XX=( X)2=( 10% )2=1%,这是在雌性中XX占的概率,bbXY=10% 这是在雄性中XY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
AAAAA对于复等位基因的计算,也可用遗传平衡定律来计算:II= (I)2、Ii=2×I×i、BBBBB2II=(I)2、Ii =2×I×i、ii =i。
例、ABO血型系统由3个等位基因IA、IB、和 i 来决定,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
2由O型血基因型频率 ii = i =144/400得i =3/5,A型血基因型频率
AAAAAA180/400=II+Ii =(I)2+2×I×i ,把i =3/5代入得I =3/10,那么BI=1-3/5-3/10=1/10
AB(2)若基因频率:I=0.24,I=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: 、 、 、 。
AAAAA解:根据所给基因频率可得A型血为:II+Ii = (I)2+2×I×i
BBBBB=0.242+2×0.24×0.7 =39.36%, B型为II+Ii =(I)2+2×I×i =0.062+2×0.06×0.7=8.76% , AB型血为
ABABII=2×I×I=2×0.24×0.06=2.88% , O型血为 ii =0.72 =49%