解题技巧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。在高中生物中，基因频率的计算在遗传中也经常用到，对基因频率的计算有很多种类型，不同的类型要采用不同的方法计算。关于基因频率的计算有下面几种类型。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。例1.在一个种群中，AA的个体有30个，Aa有60个，aa有10个，求A、a的基因频率。【解析】该种群中一共有100个个体，共含有200个基因，A的总数有30×2＋60×1=120，A的频率为120/200=60%。由于在一个种群中基因频率有A+a=100%,所以a=1-60%=40%。【参考答案】A的基因频率为60%，a的基因频率为40%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例2.在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其中，基因型为BB的个体占40%，基因型为bb的个体占10%，则基因B和b的频率分别是A.90%，10%B.65%，35%C.50%，50%D.35%，65%【解析】根据题意，基因型为Bb的个体占1-40%-10%=50%。基因B的频率=基因型BB的频率+1/2基因型Bb的频率=40%+1/2×50%=65%。同理，基因b的频率=35%。【参考答案】B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=p2，Aa=2pq，aa=q2。(p+q)²=p²+2pq+q²=1。注意：种群自由交配时才可用该公式，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3.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多少？例4.果蝇的体色由常染色体上的一对等位基因控制，基因型BB、Bb为灰身，bb为黑身。若人为地组成一个群体，其中80%为BB个体，20%为bb的个体，群体随机交配，其子代中Bb的比例为A.25%B.32%C.50%D.64%【解析】因为BB=80%，bb=20%，所以B=BB+1/2×Bb=80%+0=80%，b=1－B=1－80%=20%。则子代中Bb的比例=2pq=2×80%×20%=32%。【参考答案】B例5.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p2，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/(p2＋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．．．X．染色体（或．．．．．Y．染色体）上的基因．．．．．．．．总数．．。即：只位于X染色体上的某基因(Xb)频率=Xb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6.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7.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Xh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Xh的频率＝（14＋7×2＋150）/(1500×2＋1500)＝3．96%。【参考答案】C2.伴X遗传，在整个群体中、雄性群体中、雌性群体中XB的频率均为p，Xb的频率均为q。即：雄性中XB基因频率=雌性中XB基因频率=整个群体中XB基因频率=p；雄性中Xb基因频率=雌性中Xb基因频率=整个群体中Xb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：XBXBXBXbXbXbXBYXbY在整个群体中1/2p2pq1/2q21/2p1/2q在雄性群体中pq在雌性群体中p22pqq2例8.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：A.6%，8%B.8%，92%C.78%，92%D.92%，8%【解析】方法一，可以用“规律四、1”类似于例6、例7的方法计算。方法二，根据上述规律，该地区XB的基因频率=该地区女性人群中XB的基因频率=42.32%×2+1/2×(2×7.36%)=92%，同理，该地区Xb的基因频率=该地区男性人群中Xb的基因频率=4%×2=8%。【参考答案】D例9．若在果蝇种群中，XB的基因频率为80%，Xb的基因频率为20%，雌雄果蝇数相等，理论上XbXb、XbY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，XbXb的频率为Xb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XbXb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Xb基因频率就是基因型XbY的频率,为20%（占雄性的20%），但雄性占总数的1/2，则群体中XbY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10.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=Xb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五、复等位基因的基因频率和基因型频率的计算对于ABO血型中涉及的复等位基因，已知一个群体中某血型的人数，求其它血型的人数时，则可以应用规律：所有基因频率之和应等于1，所有基因型频率的和等于1，即：设各基因频率IA=p，IB=q，i=r，则(p+q+r)²=p²+q²+r²+2pq+2pr+2qr=1。A型血(IAIA、IAi)的基因型频率=p²+2pr，B型血(IBIB、IBi)的基因型频率=q²+2qr，AB型血(IAIB)的基因型频率=2pq，O型血(ii)的基因型频率=r²。例11.人的ABO血型决定于3个复等位基因IA、IB、i。通过抽样调查发现血型频率：A型=0.45，B型=0.13，AB型=0.06，O型=0.36。试计算IA、IB、i这3个等复位基因的频率。例12．ABO血型系统由3个复等位基因IA、IB、i决定，通过调查一个由400人组成的群体，发现180人为A型血，144人为O型血，从理论上推测，该人群中血型为B型的人应有A.24人B.36人C.52人D.76人【解析】O型血的有144人，总人数有400人，则r²=144/400，得r=6/10。180人为A型血，则有p²+2pr=180/400，把r=6/10代入其中，可以知道p=3/10。由于p+q+r=1，可以知道q=1-p-r=1/10,而B型血的基因型频率=q²+2qr=13%，则B型血的人数应为13%×400=52人。【参考答案】C总之，尽管基因频率的计算类型复杂多样，其思维方法又迥然各异，但是我们只要把握住基因频率计算的条件和方法规律，弄清原委并灵活运用，就能准确地计算出正确的答案。