關於基因頻率的幾種計算方法

現代生物進化理論認為生物進化的實質是基因頻率的改變。所謂基因頻率是指在一個種群基因庫中,某個基因佔全部等位基因數的比率。在蘇教版課標教材中還專門介紹了「人類MN血型的基因型頻率和基因頻率表」,通過這一活動同學們可以初步了解基因頻率的計算方法;同時,通過探討英國曼徹斯特地區控制樺尺蛾體色的基因頻率的變化來引導學生積極思考,探究基因頻率的改變與生物進化的關係。而實際上,有些基因頻率的計算比較複雜,下面介紹幾種基因頻率的計算方法。  一、根據概念求基因頻率  例1、在某昆蟲種群中,決定翅色為綠色的基因為A,決定翅色為褐色的基因為a,從這個種群中隨機抽取100個個體,測得基因型為AA、Aa、aa的個體分別是30、60和10個。計算A、a的頻率。  解:首先確定基因的數量,即A基因的數量是2×30+60=120個,a基因的數量是2×10+60=80個。則A基因的頻率為120÷200=60%;a基因頻率為80÷200=40%,或者1-60%=40%。  二、利用基因型頻率求基因頻率  例2、在一個種群中隨機抽出一定數量的個體,其中,基因型為AA的個體佔18%,基因型為Aa的個體佔78%,aa的個體佔14%,求基因A和a的頻率。  解:在一對等位基因中的一個基因的頻率=純合子基因型頻率+1/2雜合子基因型頻率,所以A的基因頻率為18%+78%×1/2=57%,a基因的頻率為4%+78%×1/2=43%。  三、特殊方法求基因頻率  有時用以上的方法不能解決的問題我們可以採用以下幾種特殊的方法求解。  例3、據調查,某中小學學生中,基因型為XBXB的比例為42.32%,XBXb為7.36%,XbXb為0.32%,XBY為46%,XbY為4%。則在該地區XB和Xb的基因頻率分別為 ( )  A、6%、8% B、8%、92% C、78%、92% D、92%、8%  解:性染色體上的基因頻率是指該基因占染色體總數的比例。首先求該校學生中X染色體的總比例,即為42.32%+7.36%+0.32%+46%×1/2+4%×1/2=75%,Xb的比例為7.36%×1/2+0.32%+4%×1/2=6%;XB的比例為42.32%+46%×1/2+7.36%×1/2=69%。所以,XB的基因頻率為69%÷75%=92%,Xb的基因頻率為6%÷75%=8%。答案為D。  例4、已知苯丙酮尿症是位於常染色體上的隱性遺傳病。據調查,該病的發病率大約為1/10000,請問在人群中該苯丙酮尿隱性致病基因的基因頻率以及攜帶此隱性基因的雜合基因型頻率為多少?  解:我們可以用哈迪—溫伯格定律來解決這類問題。設苯丙酮尿隱性基因為a,雜合基因為Aa.因為aa=1/10000,所以a=1/100=0.01,所以A=1-0.01=0.99。根據哈迪—溫伯格定律(A+a)2(應該是平方)=A2(應該是A的平方)+2Aa+a2(應該是a的平方),所以雜合子的基因型頻率為2Aa=2×0.01×0.99=0.0198。  請同學們試試以下三道題。  1、根據調查,某學校的學生中某一相對性狀的各種基因型比率為XBXB:XBXb:XbXb:XBY:XbY:=44%:5%:1%:43%:7%。則Xb的基因頻率為  A、13.2% B、5% C、4% D、9.3%(答案為D)  2、某一種群的個體中基因型為AA、Aa、aa的個體數量之比為5:2:1,則該種群中A基因的頻率為多少?  3、某工廠有男女職工各200名,對他們進行調查時發現,女性色盲基因的攜帶者為15人,患者為5人,男性患者為11人。那麼,這個群體中色盲基因的頻率為多少?(溫馨提示:解此題時要注意,由於色盲基因只在X染色體上,而Y染色體上沒有,因此計算色盲基因的總數時應該是XB+Xb=200×2+200=600)


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