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基因频率与基因型频率探析

2010-04-28 11:36

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  基因频率和基因型频率的计算是生物学教学中的一个难点,很多学生遇到此类题,往往不知从何下手。为此,笔者对此类题进行了归纳与分析,以供参考。
  
  一、基因概念
  
  1、基因频率:指某种基因在某个种群中出现的比例,其计算公式为:
  
  基因频率=×100%
  
  2、基因型频率:指种群中某一基因型个体所占的比例,其计算公式为:
  
  基因型频率=×100%
  
  3、基因频率与基因型频率的互换:
  
  当群体达到遗传平衡时,基因频率符合哈代一温伯格定律,即:p2+2pq+q2=1(p、q分别代表一对等位基因的频率),
  
  AA基因型频率=A基因频率的平方,aa基因型频率=a基因频率的平方,Aa基因型频率=2×A基因频率×a基因频率。
  
  二、基因频率的计算
  
  在有关基因频率的计算题中,已知条件一般由两种情况:一是给出各种基因型的个体数量或各种基因型频率,二是只给出一种纯合基因型的频率。已知条件不一样,计算方法当然也就不同。
  
  1、已知各种基因型的个体数量或各种基因型频率,求基因频率。对于此类题,可根据公式直接计算。
  
  例1从某种群中抽取100个个体,测得基因型为AA、Aa、aa的个体分别为30个、60个、10个,求A、a的基因频率。
  
  解析:此题可直接利用公式计算,A的基因频率=×100%=60%,a的基因频率=1-60%=40%
  
  例2已知某植物种群中,AA基因型个体占30%,aa基因型个体占20%,求A、a的基因频率。
  
  解析:此题有两种解法。解法一:转化为例1的情况,利用公式求解。设个体总数为100个,则:AA是30个,aa是20个,Aa是50个。A%=×100%=55%,a%=1-55%=45%。
  
  解法二:A%=AA%+1/2×Aa%=30%+1/2×50%=55%,a%=45%
  
  例3某学校对学生进行红绿色盲调查时发现,在调查的男女各200名学生中,女性色盲基因的携带者为15人,患者为5人,男性患者为11人,求该群体中红绿色盲基因的频率。
  
  解析:由题可知,400人中,XBXb15人,XbXb5人,XBXB180人,XbY11人,XBY189人。由于色盲基因只存在于X染色体上,所以色盲基因及其等位基因的总数不是400×2=800,而是200×2+200=600。Xb%=36/600×100%=6%
  
  特别提示:在计算基因频率时,一般出题形式为这两种,但要特别注意性染色体上的基因频率的计算。
  
  2、已知一种纯合基因型的频率,求基因频率。
  
  对此类题,可用“哈代一温伯格定律”计算。
  
  例4已知在一个随机交配的果蝇群体中,aa的个体占36%,求该群体中A、a的基因频率。
  
  解析:由“哈代一温伯格定律”知,(a%)2=36%,a%=60%,A%=40%。
  
  三、基因型频率的计算
  
  此类题的计算一般也有两种情况:自交和自由交配。
  
  1、自由交配群体中基因型频率的计算
  
  对此类题的计算,可利用“哈代一温伯格定律”,直接利用基因频率的乘积去求基因型的频率。
  
  例5在一个随机交配的群体中,AA个体占25%,Aa个体占50%,aa个体占25%,但aa个体失去繁殖能力,则下一代中各基因型各占多少?
  
  解析:因aa个体失去繁殖能力,即aa个体不产生a基因的配子,因此在计算A、a基因频率时,aa个体不计入。
  
  A的频率:(25×2+50)/150=2/3a的频率=1/3。
  
  随机交配的后代中,AA占:(2/3)2=4/9,Aa占:2×2/3×1/3=4/9,aa占(1/3)2=1/9
  
  2、自交后代基因型频率的计算
  
  对此类题,要先写出遗传图解,再计算。
  
  例6某种群中,AA个体占30%,Aa个体占60%,aa个体占10%,该种群自交后代中,各基因型所占比例如何?
  
  解析:先写出遗传图解,注意每种基因型所占的比例。
  
  亲代30%AA60%Aa10%aa
  
  F1代30%AA15%AA30%Aa15%1/4aa10%aa
  
  所以,F1中AA个体占:30%+15%=45%,Aa个体占30%,aa个体占15%+10%=25%。
  
  四、强化训练
  
  1、上海市中心血站调查了1788个MN血型者,发现有397人是M血型(基因型为LMLM),861人是MN血型(基因型为LMLN),530人为N血型(基因型LNLN)。计算LM、LN的基因频率。
  
  2、据调查统计,我国男性中红绿色盲患者发病率为7%,请预测女性中红绿色盲的发病几率。
  
  3、据调查得知,某小学的学生中基因型比率为:
  
  XBXB:XBXb:XbXb:XBY:XbY=44%:5%:1%:43%:7%,求Xb的基因频率。
  
  4、已知一批豌豆种子中胚的基因型为AA与Aa的种子数之比为1:2,将这批种子种下,求在自然状态下(假设结实率相同),其子一代中胚的基因型为AA、Aa、aa的种子数之比。
  
  5、在某一个人群中,经调查得知,隐性性状者(bb)为16%,则基因型为BB和Bb的人分别占多少?
  
  参考答案:
  
  1、46%54%2、0.49%3、9.3%4、3:2:1(提示:豌豆自然状态下为自花授粉)5、36%48%
  
  
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