新浪博客

配子频率与基因频率概念等同下的计算

2014-04-26 12:57阅读：

http://blog.sina.cn/dpool/blog/u/3003804674

配子频率与基因频率概念等同下的计算
山东省沾化县第二中学　胡香荣
基因频率是指在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。配子频率是指某种配子占所有配子的比率。教学发现，在种群达到遗传平衡条件下，基因频率可以等同于配子频率。
1 常染色体基因频率计算
新人教版必修二《遗传与进化》P45页“思考与讨论”中用数学方法讨论基因频率的变化，就是常染色体上的基因频率。结果如下：
亲代基因型频率
 AA(30%)
 Aa(60%)
 aa(10%)
配子的比率
 A(30%)
 A(30%)
 a(30%)
SPAN>
子代基因型频率
 AA(36%)
 Aa(48%)
 aa(16%)
子代基因频率
 A(60%)
 a(40%)
上述计算建立在：①是个无限大的群体，②雌雄个体随机交配，③没有突变，④自然选择不起作用，⑤没有迁移。满足这五个条件的种群就是达到遗传平衡的理想种群，符合哈迪-温伯格定律，即基因频率保持世代不变。
有关配子的比率是否等同亲代基因频率，刘祖洞老师的解释是：因为个体间的交配是随机的，而且又没有自然选择，那就是说每个个体都为下代贡献了同样数目的配子，所以两性个体的随机交配可以归结为两性配子的随机结合，而且各种配子的频率就是基因频率[1]。详细分析如下：
假定Y和 y的基因频率分别是p和q。遗传平衡种群中基因型的频率和基因频率的数学关系如下：
YY
 Yy
 yy
P2
 2pq
 q2
这里p q=1，群体已经平衡。因为3种基因型所产生的两种配子的频率是：
Y=P2 1/2（2pq）=P2 pq=p(p q)=p；
y=1/2（2pq） q2=pq q2=q(p q)=q。
根据假定，个体间的交配是随机的，所以配子间的结合也是随机的。配子间的随机结合，就得出下面的结果：
卵子
精子
 pY
 qy
pY
 P2YY
 pqYy
qy
 pqYy
 q2yy
把相同的基因型的频率加起来，我们得到群体中3种基因型的频率是：YY=P2 ，Yy=2pq，yy=q2。这3种基因型的频率跟上一代完全一样。对于达到遗传平衡的种群，根据常染色体上的基因频率就是配子频率，可以简化基因频率计算。
例1 AA、Aa、aa的个体分别占24%、72%、4%，求A、a的基因频率？
解析：A的基因频率=A的配子频率=24% 1/2×72% = 60%，a的基因频率=a的配子频率=4% 1/2×72%=40%。
2 性染色体基因频率计算
哈迪-温伯格平衡也适用于性连锁基因。假设X染色体上的一对等位基因A、a的频率分别是p和q，而p q=1，达到遗传平衡的种群，不仅雄性群体中的基因频率与其基因型频率相等；雌性群体中的基因频率和基因型频率类似于常染色体，且雄性的基因频率等于雌性的相应基因频率，也等同于整个群体中的该基因频率[2]。
因为雌性和雄性数目之比为1:1，所以在一个遗传平衡的人群中，基因型为XBXB、XBXb、XbXb、XBY、XbY的频率依次为1/2p2、pq、1/2q2、1/2p、1/2q[3]。则所求Xb的基因频率=Xb配子频率 = 1/2q2 1/2×pq 1/2q=q，XB的基因频率=XB配子频率=1/2p2 1/2×pq 1/2p=p。
例2 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：此题可按照遗传平衡定律计算，根据配子频率等于基因频率，可得：
XB=42.32% 7.36%×1/2 46%=92%；
Xb=0.32% 7.36%×1/2 4%=8%。
另见2009江苏高考第33题第(2)问，也是利用配子频率等于基因频率求解。（题和图省略）详细过程：根据系谱图判断该种遗传病最可能是伴X显性遗传，则Ⅲ-5的基因型是XAXa，Ⅲ-6的基因型是XaY，由此推导出Ⅳ-5的基因型及其概率分别是：1/2XAXa、1/2XaXa。Ⅳ-5产生卵的基因型和概率分别是：1/4XA、3/4Xa。与Ⅳ-5婚配的男子的基因型是XAY或者XaY。由于致病基因频率是1/10000，即与Ⅳ-5卵结合的精子XA的概率是1/10000，Xa的概率是9999/10000，则受精所得Ⅳ-5的女儿的基因型和概率分别为：
①XAXA=1/4×1/10000=1/40000；
②XAXa=1/4×9999/10000 3/4×1/10000=10002/40000；
③XaXa=3/4×9999/10000=29997/40000。



参考文献
[1]刘祖洞.遗传学（第二版下册）[M]. 北京：高等教育出版社，1991.
[2]王学宏.浅谈哈迪-温伯格定律的应用拓展[J].中学生物学.2009(2):53
[3]朱敏生.用于基因频率计算的常规方法和金榜方法[J].生物学教学.2009(10):41~42

我的更多文章

下载客户端阅读体验更佳

APP专享