基因頻率和基因型頻率的計算

一、根據基因型個體數計算基因頻率

1.常染色體遺傳

規律:設定A%、a%分別表示基因A和a的頻率,AA、Aa、aa分別表示AA、Aa、aa三種基因型個體數,則:

A% =100% a% =100%

【例1】本題考查生命觀念和科學思維。在人類的MN血型系統中,基因型LMLM的個體表現為M血型;基因型LMLN的個體表現為MN血型,基因型LNLN的個體表現為N血型。1977年上海中心血站調查了1788人,發現有397人為M血型,861人為MN血型,530人為N血型。則LM、LN的基因頻率分別為_________。

【解析常染色體上的基因,已知各基因型的個體數,求基因頻率時,根據“基因頻率=種群中該基因的總數/種群中該等位基因的總數”進行計算。該人群中共有1788個人,共含有3576個基因,LM的總數有397×2+861×1=1655,LM的頻率為1655/3576=0.4628。由於在一個種群中基因頻率有LM+LN=100%,所以LN=1-0.4628=0.5372。

【答案46.28%、53.72%

2.伴X染色體遺傳

規律:設定XB%、Xb%分別表示基因XB和Xb的頻率, XBXB、XBXb、XbXb 、XBY、XbY分別表示XBXB、XBXb、XbXb 、XBY、XbY五種基因型個體數,則:

XB% =

基因頻率和基因型頻率的計算

100%

Xb% =

基因頻率和基因型頻率的計算

100%

【例2】某校的一個生物興趣小組在研究性學習活動中,開展了色盲普查活動,他們先從全校的1800名學生中隨機抽取了200名學生(男女學生各半)作為首批調查對象,結果發現有女性色盲患者3人,男性色盲患者6人,女性色盲基因攜帶者15人。那麼在該校全校學生中色盲基因的頻率約為多少?

【解析】本題考查生命觀念和科學思維。根據伴性遺傳,女性有兩條X染色體,而男性只有一條X染色體,由於色盲基因及其等位基因只位於X染色體上,而Y染色體上沒有對應基因,因此在200名學生中該等位基因的總數為Xb+ XB =100×2+100×1=300,而色盲基因的總數為Xb=3×2+15×1+6×1=27,因此色盲基因Xb的基因頻率為:27/300×100%=9%。由於這200名學生是隨機抽樣的,因此在全校學生中色盲基因的基因頻率同樣為9%。

答案】9%

二、根據基因型頻率計算基因頻率

1.常染色體遺傳

規律:等位基因中一個基因的頻率等於它的純合子頻率與1/2的雜合子頻率之和。

【例3】在一個種群中,AA的個體有25%,aa的個體有15%,則A、a的基因頻率分別是

解析本題考查生命觀念和科學思維。常染色體遺傳中,A基因頻率=AA的頻率+1/2Aa的頻率;a基因頻率=aa的基因頻率+1/2Aa的頻率。由於在一個種群中,各基因型頻率之和等於100%,AA的個體有25%,aa的個體有15%,可以知道Aa的個體有60%。A=25%+60%×1/2=55%,a=1-A=1-45%=45%。

答案55%、45%

2.伴X染色體遺傳

規律:將基因型頻率中的百分號去掉,轉化為基因型的個數,然後按照基因型個體數計算基因頻率。在雌、雄個體數相等的情況下還可以根據以下公式計算:某種基因的基因頻率=2/3(2×某種基因雌性純合體頻率+雌性雜合體頻率+雄性該基因型頻率)。

【例4】據調查,某小學的學生中,基因型為XBXB的比例為42.5%,XBXb為7%,XbXb的比例為0.5%,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%

【解析本題考查生命觀念和科學思維。在伴X遺傳中,由於Y染色體上沒有B(b)基因,所以不能按照常染色體遺傳的計算方法計算。可以將基因型頻率中的百分號去掉,轉化為基因型的個數,然後按照基因型個體數計算基因頻率。在100名學生中該等位基因的總數為50×2+50×1=150,而色盲基因的總數為Xb=7+0.5×2+4=12,因此色盲基因Xb的基因頻率為:12/150×100%=8%。XB的基因頻率為1-8%=92%。因為該校學生男女數量相等,還可以根據公式計算:Xb的基因頻率=2/3(2×0.5%+7%+4%)=8%。

答案D

三、根據基因頻率計算基因型頻率

1.常染色體遺傳

規律:設定p、q分別表示基因A和a的頻率,根據遺傳平衡定律,則:基因型AA的頻率為p2,基因型Aa的頻率為2pq,基因型aa的頻率為q2。

【例5】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,在人群中苯丙酮尿症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各是多少?

【解析本題考查生命觀念和科學思維。由於本題不知道具體基因型的個體數以及各種基因型頻率,所以問題變得複雜化,此時可以考慮用遺傳平衡定律。由題意可知aa的頻率為1/10000,計算得a的頻率為1/100。又A+a=1,所以A的頻率為99/100,Aa的頻率為2×(99/100)×(1/100)=99/5000。

答案1/100,99/5000

2.伴X染色體遺傳

規律:設XB的頻率為p, X b的頻率為q,在在雄性群體中、雌性群體中和整個種群中,XB、Xb的基因頻率都是p、q,且p+q=1。雄性群體中,XBY的頻率=XB的頻率=p,XbY的頻率=Xb的頻率=q;雌性群體中,XBXB的頻率=p2,XbXb=q2,XBXb=2pq。由於雌雄數目相等,整個群體中的某基因型頻率是雌(雄)性中該基因型頻率的1/2。

【例6】若在果蠅種群中,XB的基因頻率為80%,Xb的基因頻率為20%,雌雄果蠅數相等,理論上XbXb、XbY的基因型頻率依次為( )

A.1%, 2% B.8%, 8% C.2%, 10% D.2%, 8%

【解析本題考查生命觀念和科學思維。雌性果蠅中,XbXb的頻率為Xb頻率的平方,即4%(佔雌性的4%),但雌性佔總數的1/2,則XbXb的頻率為4%×1/2=2%。由於雄性果蠅只有一條X性染色體,則雄果蠅的Xb基因頻率就是基因型XbY的頻率,為20%(佔雄性的20%),但雄性佔總數的1/2,則XbY的頻率為20%×1/2=10%。

答案C

四、根據各基因型的比例,求該種群自交或隨機交配一代後的基因型頻率

規律:

自交——先計算出親代各種基因型的頻率,再在自交後代中統計出各種基因型的頻率。

隨機交配——先計算出親代產生的各種配子的頻率,再根據p2、2pq、q2計算出後代的基因型頻率。

【例7】已知某種群中,AA基因型頻率為25%,aa基因型頻率為39%,則該種群的個體自交一代後,基因型AA


的頻率為( )

A.50% B.34% C.25% D.61%

【解析】本題考查生命觀念和科學思維。常染色體上的基因,已知各基因型的比例,求該種群自交一代後,某基因型或某基因的頻率時,不能用遺傳平衡定律,要先計算出當代各種基因型的頻率,再在自交後代中統計出各種基因型的頻率。由於AA=25%,aa=39%,可知Aa=1-25%-39%=36%。AA個體自交後代的基因型為AA,在整個後代中的頻率仍為25%,aa個體的自交後代為aa,在整個後代中的頻率仍為39%,Aa的個體自交後代中AA基因型個體佔後代總數的1/4,即36%×1/4=9%。故該群體的個體自交一代,基因型為AA的頻率為25%+9%=34%。

【答案】B

【例8】果蠅的體色由常染色體上的一對等位基因控制,基因型BB、Bb為灰身,bb為黑身。若人為地組成一個群體,其中80%為BB個體,20%為bb的個體,群體隨機交配,其子代中Bb的比例為( )

A.25% B.32% C.50% D.64%

【解析】本題考查生命觀念和科學思維。因為BB=80%,bb=20%,所以B=BB+1/2×Bb=80%+0=80%,b=1-B=1-80%=20%。則有Bb=2pq=2×80%×20%=32%。

【答案】B


基因頻率和基因型頻率的計算


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