基因频率计算方法

 

 

基因频率是指某种基因在某个种群中出现的比例。对于基因频率的计算类题目，可以说是高中生物教材中关于“现代生物进化理论”中的难点，因此特将此类习题作一归类与总结。

 

1、通过基因型个数计算基因频率

方法：某种基因的基因频率=此种基因的个数／（此种基因的个数+其等位基因的个数）

例1：在一个种群中随机抽取100个个体，测知基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。求基因A与a的频率是多少？

解析：就A与a这对等位基因来说，每个个体可以看做含有2个基因。那么，这100个个体共有200个基因，其中，A基因有2×30+60=120个，a基因有2×10+60=80个。于是，在这个种群中，

A基因的基因频率为： 120÷200=60%  

a基因的基因频率为：  80÷200=40%

 

2、通过基因型频率计算基因频

方法：某种基因的基因频率＝某种基因的纯合体频率+1/2杂合体频率

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AA的个体占18％，基因型为Aa的个体占78%，aa的个体占4%。基因A和a的频率分别是：

A.18%、82%       B.36%、64%      C.57%、43%         D.92%、8%

该题答案为C。

[解析1]：A基因的基因频率为：18% +78%×1/2＝57%

       a基因的基因频率为： 4%+78%×1/2＝43%

[解析2]：先把题目转化为基因型个数（即第一种计算方法）。不妨设该种群为100个个体，则基因型为AA、Aa和aa的个体分别是18、78和4个。就这对等位基因来说，每个个体可以看做含有2个基因。那么，这100个个体共有200个基因，其中，A基因有2×18+78=114个，a基因有2×4+78=86个。于是，在这个种群中，

A基因的基因频率为： 114÷200=57% ，a基因的基因频率为：86÷200=43%

也可以先算出一对等位基因中任一个基因的频率，再用1减去该值即得另一个基因的频率。

例3：据调查，某地人群基因型为X^BX^B的比例为42.32%、X^BX^b为7.36%、X^bX^b为0.32%、X^BY为46%、X^bY为4%，求在该地区X^B和X^b的基因频率分别为            

[解析]取100个个体，由于B和b这对等位基因只存在于X染色体上， Y染色体上无相应的等位基因。故基因总数为150个，而X^B和X^b基因的个数X^B、X^b分别为42.32×2+7.36+46＝138，7.36+0.32×2+4＝12，再计算百分比。X^B、X^b基因频率分别为138/150＝92%，12/150＝8%

 

3、根据遗传平衡定律计算基因频率

遗传平衡定律：一个群体在符合一定条件的情况下，群体中各个体的比例可从一代到另一代维持不变。

遗传平衡定律是由Hardy和Weinberg于1908年分别应用数学方法探讨群体中基因频率变化所得出一致结论。符合遗传平衡定律的群体，需满足的条件：（1）在一个很大的群体中；（2）随机婚配而非选择性婚配；（3）没有自然选择；（4） 没有突变发生；（5）没有大规模迁移。群体的基因频率和基因型频率在一代一代繁殖传代中保持不变。

这样，用数学方程式可表示为：

(p+q)²=1,p²+2pq+q²=1，p+q=l。其中p代表一个等位基因的频率，q代表另一个等位基因的频率。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。

例4：某人群中每10000人中有一白化病患者(aa)，问该人群中带有a基因的杂合体概率是       

[解析]：已知基因型aa的频率为1/10000则基因a的频率q= 0.01，基因A的频率p=1－0.01=0.99，，则基因型Aa的频率为2pq=2×0.99×0.01=0.0198

例5：若在果蝇种群中，X^B的基因频率为80%，X^b的基因频率为20%，雌雄果蝇数相等，理论上X^bX^b、X^bY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X^bX^b的基因型频率按照遗传平衡定律计算，为X^b的平方，即4%，但雌雄性比为1：1，则X^bX^b的频率为4%×1／2＝2%。

由于雄性果蝇只有一条X性染色体，则雄果蝇的X基因频率就是基因型频率,为20%，但雌雄性比为1：1，则X^bY的频率为20%×1／2＝10%。