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基因频率的计算总结

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2024年3月20日发(作者:江绮梅)

专题六基因频率的计算

基因频率是指某群体中,某一等位基因在该位点上可能出现的基因总数中所

占的比率。关于基因频率的计算有下面几种类型。

规律一、已知基因型(或表现型)的个体数,求基因频率

某基因(如A基因)频率=某基因(A)的数目/等位基因的总数(如A+a)

即;A=A的总数/(A的总数+a的总数)= A的总数/(总个体数×2),a=1-A。

这是基因频率的定义公式,具体过程见课本内容。

....

规律二、已知基因型频率,求基因频率

基因型频率是指在一个进行有性生殖的群体中,不同基因型所占的比例。

某基因频率=包含特定基因的纯合体频率+杂合体频率×1/2

即:A的频率=AA基因型频率+Aa基因型频率×1/2

规律三、已知基因频率,求基因型频率

假设在一个随机交配的群体里,在没有迁移、突变和选择的条件下,世代相

传不发生变化,计算基因频率时,就可以采用遗传平衡定律计算。即:

设A的基因频率=p,a的基因频率=q,则群体中各基因型频率为:

AA=p

2

,Aa=2pq,aa=q

2

。(p+q)²=p²+2pq+q²=1。

注意:种群自由交配(或者随机交配、或者在一个足够大的种群中)时才可

用该公式,如是自交,则不能用该公式。一般地,求基因频率时,若已知各基因

型频率(随机抽出的一个样本),则只能用“规律二”计算,不能用“规律三”反

过来,开平方。开平方求基因频率只适用于理想种群(或题目中只给一个基因型频

................

率)。

例1. 如果在以下种群中,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,则基因A和

a的频率各是多少?随机交配产生的子一代中,基因型aa的个体所占的比例为?

精选资料,欢迎下载

例2.囊性纤维变性是一种常染色体遗传病。在欧洲人群中每2500个人就有一

人患此病。如果一对健康的夫妇有一个患病的儿子,此后该女又与另一健康男子

再婚,则再婚后他们生一个患此病孩子的概率是

A. 1% B. 0.04% C. 3.9% D. 2%

【解析】由于一对健康夫妇生了一个患病的儿子,所以该遗传病为隐性遗传

病,设显性基因为A,隐性基因为a,所以这对夫妇的基因型都为Aa。把人群看成

一个平衡群体,则有aa占1/2500 ,所以隐性基因a的频率q=1/50,显性基因A

的频率为p=49/50, 那么群体中,AA基因型的频率为p

2

,Aa基因型的频率为2pq,

正常人群中杂合子Aa所占的比例为=Aa/(AA+Aa)=2pq/(p

2

+2pq)=2/51 ,即健康人

中杂合子所占的比例为2/51,该女子与正常男性婚配后生出患病孩子的几率为1/4

×2/51=1/102≈1% 。 【参考答案】A

例3.某常染色体隐性遗传病在人群中的发病率为1%,色盲在男性中的发病率为7%。

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和色盲致病基因携

带者。那么他们所生小孩同时患上述两种遗传病的概率是

A. 1/88 B. 1/22 C. 7/2200 D. 3/800

• 【解析】设该常染色体隐性遗传病的隐性基因为a,人群中其基因频率为q,

显性基因为A,其基因频率为p。该群体平衡,aa基因型频率=1/100,则

q=1/10,p=9/10,Aa基因型频率=2pq=18/100,AA的基因型频率为p=81/100,

人群中Aa的概率为18/100,那么正常人群中Aa的概率为

• Aa/AA+Aa=(18/100)/(18/100)+(81/100)=18/99,丈夫表现正常,

则他是Aa的概率是18/99,于是,

• (18/89)AaXBY×AaXBXb,后代同时患2种遗传病的概率为

• 18/89×18/89×1/4×1/4=1/88 【参考答案】A

注意:以上三个规律适用于常染色体上的基因。

四、位于X染色体上的基因频率和基因型频率

1. 已知基因型的人数或频率,求基因频率

同样适用于“规律一”,因为这是基因频率的定义公式。但一定要注意:

.........

对于伴性遗传来说,位于X、Y同源区段上的基因,其基因频率计算与常染色

体计算相同;而位于X、Y非同源区段上的基因,伴X染色体遗传,在Y染色体上

没有该基因及其等位基因。同理伴Y染色体遗传,在X染色体上也没有其对应的

基因。所以在计算基因总数时,应只考虑染色体(或染色体)上的基因总数。

...

X

......

Y

...........

即:

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2

只位于X染色体上的某基因(X

b

)频率= X

b

总数/X染色体上基因(B和b)总数=

(2×该基因雌性纯合体个数+雌性杂合体个数+雄性含该基因个数)/(2×雌性

个体总数+雄性个体数)。

例4. 某工厂有男女职工各200名,调查发现,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是

A. 4.5% B. 6% C. 9% D. 7.8%

【解析】解本题的关键是先求得色盲基因的总数。因为女性的性染色体组成

为XX,男性为XY,假设色盲基因为b,其等位基因只位于X染色体上,所以色盲

基因b共有15×1+5×2+11×1=36个,色盲基因b及其等位基因共有200×2+200

×1=600个。因此,色盲基因b的频率=36/600×100%=6% 。 【参考答案】B

例5.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,这个群体的X

h

的频率是

A.2.97% B.0.7% C.3.96% D.3.2%

【解析】这里首先要明确2:1为患者中男女的比例,人群中男女比例为1:1。

假设总人数为3000人。则男患者为3000×0.7%×2/3=14,女患者为3000×0.7%

×1/3=7,携带者为3000×5%=150,则X

h

的频率=(14+7×2+150)/(1500×2

+1500)=3.96%。 【参考答案】C

2.伴X遗传,在整个群体中、雄性群体中、雌性群体中X

B

的频率均为p,X

b

的频率均为q。即:

雄性中X

B

基因频率=雌性中X

B

基因频率=整个群体中X

B

基因频率=p;

雄性中X

b

基因频率=雌性中X

b

基因频率=整个群体中X

b

基因频率=q。

3. 伴X遗传,在整个群体中、雄性群体中、雌性群体中的各基因型频率如下

表:

在整个群体中

在雄性群体中

在雌性群体中

XX

BB

XX

Bb

XX

bb

XY

1/2p

p

B

XY

1/2q

q

b

1/2p

2

p

2

pq

2pq

1/2q

2

q

2

例6. 据调查,某小学的学生中,基因型为X

B

X

B

的比例为42.32%,X

B

X

b

为7.36%,

X

b

X

b

为0.32%,X

B

Y为46%,X

b

Y为4%,则在该地区X

B

和X

b

的基因频率分别为:

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A.6%,8% B.8%,92% C.78%,92% D.92%,8%

【解析】X

B

=(2*42.32%+7.36%+46%/(2-46%-4%)=92%,

X

b

=(7.36%+2*0.32%+4%)/(2-46%-4%)=8%。

【参考答案】D

例7.若在果蝇种群中,X

B

的基因频率为80%,X

b

的基因频率为20%,雌雄果

蝇数相等,理论上X

b

X

b

、X

b

Y的基因型频率依次为

A.1% 2% B.8% 8% C. 2% 10% D.2% 8%

【解析】雌性果蝇中,X

b

X

b

的频率为X

b

频率的平方,即4%(占雌性的4%),但

雌性占总数的1/2,则群体中X

b

X

b

的基因型频率为4%×1/2=2%。

由于雄性果蝇只有一条X性染色体,则雄果蝇的X

b

基因频率就是基因型X

b

Y

的频率,为20%(占雄性的20%),但雄性占总数的1/2,则群体中X

b

Y的频率为20%

×1/2=10%。

或者直接根据“规律四、3”得出结果。【参考答案】C

例8.人类的红绿色盲是一种X染色体连锁隐性遗传病,据统计,我国男性中

红绿色盲的发病率为7%,从理论上推断,女性中红绿色盲的发病率为

A.3.5% B.1.75% C.0.49% D.0.25%

【解析】根据上述规律,男性红绿色盲的发病率=X

b

的基因频率=7%,女性

中红绿色盲发病率=(7%)

2

=0.49%。【参考答案】C

例9.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X

b

Y= 500/5000=1/10,得X

b

=1/10 X

B

=1-1/10=9/10

那么,X

B

X

b

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X

b

=10%,得X

b

X

b

=( X

b

2

=( 10% )

2

=1%,这是在雌性中X

b

X

b

占的概率,

X

b

Y=10% 这是在雄性中X

b

Y占的概率,在整个人群中占的概率均要减半。

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2024年3月20日发(作者:江绮梅)

专题六基因频率的计算

基因频率是指某群体中,某一等位基因在该位点上可能出现的基因总数中所

占的比率。关于基因频率的计算有下面几种类型。

规律一、已知基因型(或表现型)的个体数,求基因频率

某基因(如A基因)频率=某基因(A)的数目/等位基因的总数(如A+a)

即;A=A的总数/(A的总数+a的总数)= A的总数/(总个体数×2),a=1-A。

这是基因频率的定义公式,具体过程见课本内容。

....

规律二、已知基因型频率,求基因频率

基因型频率是指在一个进行有性生殖的群体中,不同基因型所占的比例。

某基因频率=包含特定基因的纯合体频率+杂合体频率×1/2

即:A的频率=AA基因型频率+Aa基因型频率×1/2

规律三、已知基因频率,求基因型频率

假设在一个随机交配的群体里,在没有迁移、突变和选择的条件下,世代相

传不发生变化,计算基因频率时,就可以采用遗传平衡定律计算。即:

设A的基因频率=p,a的基因频率=q,则群体中各基因型频率为:

AA=p

2

,Aa=2pq,aa=q

2

。(p+q)²=p²+2pq+q²=1。

注意:种群自由交配(或者随机交配、或者在一个足够大的种群中)时才可

用该公式,如是自交,则不能用该公式。一般地,求基因频率时,若已知各基因

型频率(随机抽出的一个样本),则只能用“规律二”计算,不能用“规律三”反

过来,开平方。开平方求基因频率只适用于理想种群(或题目中只给一个基因型频

................

率)。

例1. 如果在以下种群中,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,则基因A和

a的频率各是多少?随机交配产生的子一代中,基因型aa的个体所占的比例为?

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例2.囊性纤维变性是一种常染色体遗传病。在欧洲人群中每2500个人就有一

人患此病。如果一对健康的夫妇有一个患病的儿子,此后该女又与另一健康男子

再婚,则再婚后他们生一个患此病孩子的概率是

A. 1% B. 0.04% C. 3.9% D. 2%

【解析】由于一对健康夫妇生了一个患病的儿子,所以该遗传病为隐性遗传

病,设显性基因为A,隐性基因为a,所以这对夫妇的基因型都为Aa。把人群看成

一个平衡群体,则有aa占1/2500 ,所以隐性基因a的频率q=1/50,显性基因A

的频率为p=49/50, 那么群体中,AA基因型的频率为p

2

,Aa基因型的频率为2pq,

正常人群中杂合子Aa所占的比例为=Aa/(AA+Aa)=2pq/(p

2

+2pq)=2/51 ,即健康人

中杂合子所占的比例为2/51,该女子与正常男性婚配后生出患病孩子的几率为1/4

×2/51=1/102≈1% 。 【参考答案】A

例3.某常染色体隐性遗传病在人群中的发病率为1%,色盲在男性中的发病率为7%。

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和色盲致病基因携

带者。那么他们所生小孩同时患上述两种遗传病的概率是

A. 1/88 B. 1/22 C. 7/2200 D. 3/800

• 【解析】设该常染色体隐性遗传病的隐性基因为a,人群中其基因频率为q,

显性基因为A,其基因频率为p。该群体平衡,aa基因型频率=1/100,则

q=1/10,p=9/10,Aa基因型频率=2pq=18/100,AA的基因型频率为p=81/100,

人群中Aa的概率为18/100,那么正常人群中Aa的概率为

• Aa/AA+Aa=(18/100)/(18/100)+(81/100)=18/99,丈夫表现正常,

则他是Aa的概率是18/99,于是,

• (18/89)AaXBY×AaXBXb,后代同时患2种遗传病的概率为

• 18/89×18/89×1/4×1/4=1/88 【参考答案】A

注意:以上三个规律适用于常染色体上的基因。

四、位于X染色体上的基因频率和基因型频率

1. 已知基因型的人数或频率,求基因频率

同样适用于“规律一”,因为这是基因频率的定义公式。但一定要注意:

.........

对于伴性遗传来说,位于X、Y同源区段上的基因,其基因频率计算与常染色

体计算相同;而位于X、Y非同源区段上的基因,伴X染色体遗传,在Y染色体上

没有该基因及其等位基因。同理伴Y染色体遗传,在X染色体上也没有其对应的

基因。所以在计算基因总数时,应只考虑染色体(或染色体)上的基因总数。

...

X

......

Y

...........

即:

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2

只位于X染色体上的某基因(X

b

)频率= X

b

总数/X染色体上基因(B和b)总数=

(2×该基因雌性纯合体个数+雌性杂合体个数+雄性含该基因个数)/(2×雌性

个体总数+雄性个体数)。

例4. 某工厂有男女职工各200名,调查发现,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是

A. 4.5% B. 6% C. 9% D. 7.8%

【解析】解本题的关键是先求得色盲基因的总数。因为女性的性染色体组成

为XX,男性为XY,假设色盲基因为b,其等位基因只位于X染色体上,所以色盲

基因b共有15×1+5×2+11×1=36个,色盲基因b及其等位基因共有200×2+200

×1=600个。因此,色盲基因b的频率=36/600×100%=6% 。 【参考答案】B

例5.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,这个群体的X

h

的频率是

A.2.97% B.0.7% C.3.96% D.3.2%

【解析】这里首先要明确2:1为患者中男女的比例,人群中男女比例为1:1。

假设总人数为3000人。则男患者为3000×0.7%×2/3=14,女患者为3000×0.7%

×1/3=7,携带者为3000×5%=150,则X

h

的频率=(14+7×2+150)/(1500×2

+1500)=3.96%。 【参考答案】C

2.伴X遗传,在整个群体中、雄性群体中、雌性群体中X

B

的频率均为p,X

b

的频率均为q。即:

雄性中X

B

基因频率=雌性中X

B

基因频率=整个群体中X

B

基因频率=p;

雄性中X

b

基因频率=雌性中X

b

基因频率=整个群体中X

b

基因频率=q。

3. 伴X遗传,在整个群体中、雄性群体中、雌性群体中的各基因型频率如下

表:

在整个群体中

在雄性群体中

在雌性群体中

XX

BB

XX

Bb

XX

bb

XY

1/2p

p

B

XY

1/2q

q

b

1/2p

2

p

2

pq

2pq

1/2q

2

q

2

例6. 据调查,某小学的学生中,基因型为X

B

X

B

的比例为42.32%,X

B

X

b

为7.36%,

X

b

X

b

为0.32%,X

B

Y为46%,X

b

Y为4%,则在该地区X

B

和X

b

的基因频率分别为:

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A.6%,8% B.8%,92% C.78%,92% D.92%,8%

【解析】X

B

=(2*42.32%+7.36%+46%/(2-46%-4%)=92%,

X

b

=(7.36%+2*0.32%+4%)/(2-46%-4%)=8%。

【参考答案】D

例7.若在果蝇种群中,X

B

的基因频率为80%,X

b

的基因频率为20%,雌雄果

蝇数相等,理论上X

b

X

b

、X

b

Y的基因型频率依次为

A.1% 2% B.8% 8% C. 2% 10% D.2% 8%

【解析】雌性果蝇中,X

b

X

b

的频率为X

b

频率的平方,即4%(占雌性的4%),但

雌性占总数的1/2,则群体中X

b

X

b

的基因型频率为4%×1/2=2%。

由于雄性果蝇只有一条X性染色体,则雄果蝇的X

b

基因频率就是基因型X

b

Y

的频率,为20%(占雄性的20%),但雄性占总数的1/2,则群体中X

b

Y的频率为20%

×1/2=10%。

或者直接根据“规律四、3”得出结果。【参考答案】C

例8.人类的红绿色盲是一种X染色体连锁隐性遗传病,据统计,我国男性中

红绿色盲的发病率为7%,从理论上推断,女性中红绿色盲的发病率为

A.3.5% B.1.75% C.0.49% D.0.25%

【解析】根据上述规律,男性红绿色盲的发病率=X

b

的基因频率=7%,女性

中红绿色盲发病率=(7%)

2

=0.49%。【参考答案】C

例9.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X

b

Y= 500/5000=1/10,得X

b

=1/10 X

B

=1-1/10=9/10

那么,X

B

X

b

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X

b

=10%,得X

b

X

b

=( X

b

2

=( 10% )

2

=1%,这是在雌性中X

b

X

b

占的概率,

X

b

Y=10% 这是在雄性中X

b

Y占的概率,在整个人群中占的概率均要减半。

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