基因频率在遗传概率计算中的应用
2011-11-22 20:17阅读:

摘
要:基因频率与遗传概率计算的整合,确实给师生的教与学带来较大的难度。本文通过精选多个有针对性、“环环相扣”的案例解析,希望能让师生对这两部分知识有更深刻的理解和掌握。
关键词:基因频率
整合 遗传概率
遗传概率的计算几乎是历年高考生物卷中必考的一个知识点,而从出题者的意图猜测,题目越来越趋向与其他知识点的整合(如基因频率的计算),则更加大了遗传概率计算题型的灵活性。而熟练运用基因频率的算法原理,为遗传概率的计算“穿针引线”,其作用是非常关键的。下面笔者就此谈谈一些算法,希望能给各位同行和考生一点帮助。
1、熟练掌握基因频率算法
1.1
直接求解法
若某基因在常染色体上,则基因频率=某基因总数 / 种群个体数×2
×100%;若某基因只出现在X染色体上,则基因频率=某基因总数
/ (女性个体数×2+男性个体数)
×100%。
例1、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:色盲是位于X染色体上的隐性遗传病,解本题的关键是女性有2条X染色体,而男性只有1条X染色体。设色盲基因为Xb,根据题意可计算出色盲基因Xb共有:15+5×2+11=36个,色盲基因Xb及其等位基因共有:200×2+200=600个。因此,Xb基因频率=36/600=6%。
1.2
基因型频率求解法
例2、在某甲虫种群中随机抽取100只个体,测知基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10只。求基因A与a的频率是多少?
解析:由题意可知,AA、Aa和aa的基因型频率分别是30%、60%和10%。
由基因型频率求得:A基因频率=30%+60%×=60%
a基因频率=10%+60%×=40%(或1-60%=40%)
注:此题亦可用“直接求解法”解答。
1.3
“哈迪——温伯格平衡定理”求解法
该平衡定理是指在一个巨大的、没有突变和自然选择等干扰因素影响,雌雄间随机交配的生物种群,其基因频率将世代保持不变。
用数学方法可表示为:p+q=l和(
p+q
)2=p2+2
p
q+q2=1。其中p一般表示显性(A)基因频率,q则表示隐性(a)基因频率;p2表示显性纯合子(AA)基因型频率,q
2表示隐性纯合子(aa)基因型频率,2p
q表示杂合子(Aa)基因型频率。运用此规律,已知基因型频率可求基因频率;反之,已知基因频率可求基因型频率。(虽然此定理是在较为理想的条件下适用的,但在自然界中一般群体都很大,个体间的交配也接近于随机,所以遗传平衡定律基本上普遍适用。)
例3、某人群每10000人中有1个白化病患者,求该人群中杂合子的概率为
。
解析:白化病是常染色体隐性遗传。已知aa基因型频率=1/10000=q
2,则q=1/100,得A基因频率p=1-q=99/100,因此杂合子Aa基因型频率为2
p
q=2×99/100×1/100=1.98%(或≈1/50)。
例4、一种蛾中控制浅色的等位基因为隐性,深色为显性。假设有640只浅色的蛾和369只深色的蛾。群体是哈迪——温伯格平衡,那么该种群中是杂合子的蛾有多少只?
解析:设显性基因(A)频率为p,隐性基因(a)频率为q,有q
2==0.63,得q≈0.8;由哈迪——温伯格平衡p+q=l则有p=1-q=0.2,得出杂合子(Aa)基因型频率为2p
q=2×0.2×0.8=0.32。
因此,该种群中杂合子(Aa)的数量=0.32×(640+369)=323只。
例5、若在果蝇种群中,XB的基因频率为80%,Xb的基因频率为20%(雌雄果蝇比例为1:1)。请推算该果蝇种群中XbXb、XbY的基因型频率依次是(
)
A.1%、2%
B.8%、8%
C.2%、10%
D.2%、8%
解析:雌性果蝇XbXb的基因型频率按照遗传平衡定理计算即XbXb=q
2=(20%)2=4%;因雌雄比例为1:1,所以XbXb=4%×=2%。(即XbXb比例在整个种群中应更小;XbY的比例亦同理。)
由于雄性果蝇只有一条X染色体,在雄性群体中其基因频率与基因型频率是相同的,也和表现型频率一样,得XbY=Xb=20%;因雌雄比例为1:1,所以XbY=20%