基因频率计算类型及其公式推导
基因频率与基因型频率计算方法总结
基因频率与基因型频率计算方法总结基因频率的计算方法可以通过对个体基因型的统计得到。当已知一个基因有两个等位基因A和a,那么该基因的频率等于基因型AA的个体数除以总个体数加上基因型Aa的个体数除以总个体数。数学公式可以表示为:基因频率=(2n_AA+n_Aa)/(2N),其中n_AA表示基因型AA的个体数,n_Aa表示基因型Aa的个体数,N表示总个体数。
基因型频率的计算方法可以通过对基因型的统计得到。当已知一个基因有两个等位基因A和a,那么该基因的基因型频率等于基因型AA的个体数除以总个体数加上基因型Aa的个体数除以总个体数加上基因型aa的个体数除以总个体数。数学公式可以表示为:基因型频率 = (n_AA +
n_Aa + n_aa) / (2N),其中n_AA表示基因型AA的个体数,n_Aa表示基因型Aa的个体数,n_aa表示基因型aa的个体数,N表示总个体数。
基因频率和基因型频率的计算方法都可以使用频数统计的方法进行,即通过对一个群体中基因型的观察和统计得到。得到基因频率和基因型频率具体步骤如下:
1.收集样本:从目标群体中随机选择一定数量的个体作为样本。
2.提取DNA:从样本中提取DNA,通常使用血液、唾液或组织等。
3.PCR扩增:使用聚合酶链反应(PCR)扩增目标基因片段。
4.凝胶电泳:将PCR扩增产物用凝胶电泳分离,根据不同等位基因的大小分离出不同的带。
5. 观察分析:观察凝胶电泳结果,记录不同基因型的频数,即基因型AA、Aa和aa的个体数。
6.计算频率:根据上述公式,计算基因频率和基因型频率。
基因频率的计算公式
基因频率的计算公式
基因频率是指在一个群体中某一基因型的频率,通常用基因型的频率来表示。基因频率的计算是遗传学研究中非常重要的一部分,它可以帮助我们了解基因在群体中的分布情况,为进化、遗传疾病等研究提供重要的参考数据。在本文中,我们将介绍基因频率的计算公式及其应用。
基因频率的计算公式可以根据基因型的类型来进行分类。一般来说,基因型可以分为三种类型,纯合子、杂合子和杂合子。纯合子是指一个个体拥有两个相同的等位基因,杂合子是指一个个体拥有两个不同的等位基因。在一个群体中,基因型的频率可以通过基因型的数量来进行计算。下面我们将分别介绍纯合子、杂合子和杂合子的基因频率计算公式。
首先,我们来看纯合子的基因频率计算公式。对于一个具有两种等位基因的基因型,我们可以用 p 和 q 来表示这两种等位基因的频率。假设 p 是一种等位基因的频率,q 是另一种等位基因的频率,那么纯合子的基因型频率就可以用 p^2 和 q^2 来表示。纯合子的基因频率计算公式如下所示:
p^2 + 2pq + q^2 = 1。
其中,p^2 表示纯合子基因型的频率,2pq 表示杂合子基因型的频率,q^2 表示另一种纯合子基因型的频率。这个公式被称为哈代温定律,它描述了在一个群体中基因型的分布情况。
接下来,我们来看杂合子的基因频率计算公式。对于一个具有两种等位基因的基因型,杂合子的基因频率可以用 2pq 来表示。杂合子的基因频率计算公式如下所示:
2pq。
其中,p 和 q 分别表示两种等位基因的频率。这个公式描述了在一个群体中杂合子基因型的频率。
遗传平衡定律中公式的推导及应用
遗传平衡定律中公式的推导及应用
黄书尧 (山东省莱芜市羊里中学 271118)
研究群体的遗传结构和变化规律的遗传学,称为群体遗传学(population genetics )。它应用数学和统计学方法研究群体中选择和突变等因素对基因频率和基因型频率的影响,由此探讨进化的机制。
1.基因频率和基因型频率
基因频率:某种基因在整个群体中所占的百分率。
基因型频率:某种基因型在整个群体中所占的百分率。
假设一对等位基因Aa ,A 的频率为60%,则a 的频率为40%,自交F 2代结果如下: ♀
♂ 0.6A 0.4a
0.6A 0.36AA 0.24Aa
0.4a 0.24Aa 0.16aa
0.36AA 0.48Aa 0.16aa
设A=p a=q AA=D Aa=H aa=R
则D=p 2 H=2pq R=q 2 p+q=1 D+H+R=1
p=D+21H=p 2+2
1×2pq=p (p+q ) q=R+21H=q 2+2
1×2pq= q (p+q ) 总结:D= p 2 H=2pq R=q 2 p=D+21H q=R+2
1H 2.遗传平衡定律:
(1)在随机交配的大群体中,如果没有其他因素(如突变、选择、迁移、遗传漂变等)的干扰,则各代基因频率保持不变。
(2)在任何一个大群体内,不论其基因频率和基因型频率如何,只要一代的随机交配,这个群体就可达到平衡。
(3)一个群体在平衡状态时,基因频率和基因型频率的关系是: D= p 2 H=2pq R=q 2
例1:已知人类中白化病(cc )发生率为4/10000,问:携带者占多少? 解:∵R=4/10000
基因频率的计算方法
基因频率的计算方法
基因频率是指个体群体中基因等位基因或一些等位基因的比例。通过
计算基因频率可以帮助我们了解基因在个体群体中的分布情况,并进一步
研究基因在进化和遗传方面的作用。以下将介绍基因频率的计算方法。
1.基础概念
-等位基因:基因的不同形式,存在于基因的相同位点上。
-基因型:个体的基因组合,由两个等位基因组成(如纯合子、杂合子)。
-基因频率:个体群体中等位基因出现的频率,通常用p表示。
- 观察法:通过对个体群体的基因型进行观察,统计不同等位基因的
个数,再除以总个体数量得到频率。例如,个体群体中有100个个体,其
中AA基因型有60个,Aa基因型有30个,aa基因型有10个,则AA频率
为60/100=0.6,Aa频率为30/100=0.3,aa频率为10/100=0.1 - 简化观察法:在大样本数量下,可以简化计算。假设个体群体总数
为N,AA基因型数量为nAA,Aa基因型数量为nAa,aa基因型数量为naa,则AA频率p(AA)≈ nAA / N,Aa频率p(Aa)≈ nAa / N,aa频率
p(aa)≈ naa / N。例如,个体群体总数为1000,其中AA基因型数量为600,Aa基因型数量为300,aa基因型数量为100,则AA频率约为600 / 1000 = 0.6,Aa频率约为300 / 1000 = 0.3,aa频率约为100 / 1000 = 0.1
- 遗传平衡法:通过已知基因型的平衡频率,根据一定的遗传规律推
导出其他基因型的频率。例如,假设基因型A_、A_、_B和_BB的频率分
基因频率和基因型频率计算的方法
基因频率和基因型频率计算的方法
1. 基因频率(Allele frequency)的计算方法:
基因频率是指一个基因在群体中的出现频率。在一个群体中,一个基
因有两种不同的等位基因,分别记为A和a。基因频率的计算方法如下:- 计算所有个体的基因型个数,每个个体都有两个基因型(AA,Aa,aa);
-对于每个基因型,计算其出现的频数;
-将每个基因型的频数相加,并除以基因型总数,得到基因频率。
例如,如果在一个群体中有100个个体,则基因型的总数为200。如
果有40个个体是AA基因型,80个个体是Aa基因型,80个个体是aa基
因型,则根据上述计算方法,AA基因型的频数为(40 x 2 = 80),Aa基
因型的频数为(80 x 2 = 160),aa基因型的频数为(80 x 2 = 160)。因此,AA基因型的频率为80/200 = 0.4,Aa基因型的频率为160/200 = 0.8,aa基因型的频率为160/200 = 0.8
2. 基因型频率(Genotype frequency)的计算方法:
基因型频率是指一个基因型在群体中的出现频率。在一个群体中,基
因型频率可以用基因型数目或者比例来表示。基因型频率的计算方法如下:-计算每个基因型的频数;
-将每个基因型的频数相加,并除以基因型总数,得到基因型频率。
在上述例子中,已经计算了每个基因型的频数:AA基因型的频数为80,Aa基因型的频数为160,aa基因型的频数为160。因此,AA基因型
的频率为80/200 = 0.4,Aa基因型的频率为160/200 = 0.8,aa基因型的频率为160/200 = 0.8
基因频率的计算公式
基因频率的计算公式
基因频率是指在一个群体中一些基因或等位基因的频率,它是遗传学中非常重要的一个概念。基因频率的计算涉及到两个主要因素:基因型频率和等位基因频率。下面将详细介绍基因频率的计算公式和相关概念。
首先,我们需要理解几个概念:
1.大群体概念:基因频率是针对一个大群体的,而不是一个个体。基因频率可以通过对大量个体的基因型数据进行统计来计算。
2.基因型:基因型是指个体在其中一位点上的基因的组合。常见的基因型有三种:纯合子(两个等位基因相同)、杂合子(两个等位基因不同)、缺失杂合子(一个等位基因缺失)。
3.等位基因:等位基因是指在基因型中可能出现的不同基因的形式。一个基因位点可以有多个等位基因。
基因型频率的计算公式:
基因型频率是指在一个群体中各个基因型的比例。计算基因型频率的公式基于大数定律,即当样本数量趋近于无穷大时,基因型频率等于该基因型在样本中的比例。
下面以一个简单的基因位点为例,假设有一个位点上的基因可以有两个等位基因A和a。根据大数定律,基因型频率的计算公式如下:基因型频率(AA)=(AA的个体数)/(总个体数)
基因型频率(Aa)=(Aa的个体数)/(总个体数)
基因型频率(aa) = (aa的个体数) / (总个体数)
等位基因频率的计算公式:
等位基因频率是指在一个群体中一些等位基因的比例。等位基因频率的计算也是通过基因型频率得到的。
继续以上面的示例为例,计算等位基因A的频率:
等位基因A的频率=2*(AA的个体数)+(Aa的个体数)/(2*总个体数)计算等位基因a的频率:
等位基因a的频率 = 2 * (aa的个体数) + (Aa的个体数) / (2 * 总个体数)
基因频率与基因型频率计算
基因频率与基因型频率计算
基因频率和基因型频率是基因组的两个重要参数,用于描述在一定群体或种群中不同基因和基因型的分布情况。基因频率指的是特定基因等位基因在群体中的频率,而基因型频率则是特定基因型在群体中的频率。基因频率的计算方法:
基因频率是指一些基因等位基因在群体基因池中所占的比例,可以通过基因型数量的统计来计算。基因频率的计算公式如下所示:基因频率=基因型数目/总个体数目
基因型频率的计算方法:
基因型频率是指一些特定基因型在群体中所占的比例,可以通过一些基因型数量的统计来计算。基因型频率的计算公式如下所示:基因型频率=基因型数目/总个体数目
举例说明:
假设一些群体中有1000只个体,其中有800只个体为黑色毛色(BB),150只个体为棕色毛色(Bb),50只个体为白色毛色(bb)。则可以计算黑色毛色基因(B)和白色毛色基因(b)的频率如下:
1.黑色毛色基因(B)的频率:
黑色基因型(BB)的个体数为800,基因频率计算公式为:
800/1000=0.8,即黑色毛色基因(B)的频率为0.8
2.白色毛色基因(b)的频率:
白色基因型(bb)的个体数为50,基因频率计算公式为:50 / 1000 = 0.05,即白色毛色基因(b)的频率为0.05
同样可以计算基因型频率:
1.黑色毛色基因型(BB)的频率:
黑色基因型(BB)的个体数为800,基因型频率计算公式为:
800/1000=0.8,即黑色毛色基因型(BB)的频率为0.8
2.棕色毛色基因型(Bb)的频率:
棕色基因型(Bb)的个体数为150,基因型频率计算公式为:
高中生物基因频率的计算公式
高中生物基因频率的计算公式
基因频率是指某一基因在总基因中所占的比例,能够反映基因在种群
中的分布情况。那么,如何计算基因频率呢?
一、基因频率的定义
基因频率可以定义为一个基因在总基因中所占的比例。在一个位点上,基因有两种情况,即可以有两个相同的基因或两个不同的基因。而基
因频率是基因型频率的组成成分之一。
二、基因频率的计算
在计算某一基因的频率时,一般需要知道某一基因在有性生殖群体的
频率和该基因型的频率。根据概率统计的原理,基因型频率是由基因
频率得到的。
基因频率的计算公式如下:
设基因 A 在总基因中所占的比例为 p ,基因 a 在总基因中所占的比例
为 q ,即:
p + q = 1
在有性繁殖群体中,假设该群体中 A、a 两个基因的相对频率分别为 p
和q ,且仅存在两个基因型:AA 和aa 。则基因型频率计算公式如下:AA 基因型频率: p^2
aa 基因型频率: q^2
Aa 基因型频率: 2pq
三、基因频率的影响因素
基因频率是由基因型频率得到的,而基因型频率的变化会受到下列几
个因素的影响:
1、自然选择:某些基因型的适应度比其他基因型更高,自然选择会促
进其频率的增加。
2、突变:基因的突变会导致基因型分布的改变。
3、基因漂移:基因频率的改变不仅受到突变和自然选择的影响,还受
到偶然因素的影响,如群体大小等。
四、基因频率的应用
基因频率的应用非常广泛,可以用来研究群体的进化、人口的遗传学
特征、遗传病的流行病学及预测等方面。同时,基因频率也是遗传学
研究中的一个重要指标,具有非常重要的理论和实际意义。
综上所述,基因频率是描述基因在种群中的分布情况的重要指标之一,其计算方法简单,但影响因素却非常复杂,有着广泛的应用价值。
基因频率与基因型频率计算方法总结
基因频率和基因型频率的计算
基因频率和基因型频率的计算
(一).根据基因型或基因型频率计算基因频率:
例1.从某个种群中随机抽出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a的基因频率。
解析:可以通过基因型频率计算基因频率。一对等位基因中的一个基因的频率:基因频率(A)=对应纯合子(AA)基因型频率+杂合子(Aa)基因型频率的1/2。
100个个体中AA为30个,Aa为60个,aa为10个,则AA这种基因型的频率为30÷100=30%;同理,Aa为60%,aa为10%,则A基因的基因频率为30%+60%×1/2=60%,a基因的基因频率为10%+60%×1/2=40%。答案:A基因的基因频率为60%,a基因的基因频率为40%。
变式训练1.已知人眼的褐色(A)对蓝色(a)是显性,属常染色体上基因控制的遗传。在一个30000人的人群中,蓝眼的有3600人,褐眼的有26400人,其中纯合子有12000人,那么,这一人群中A和a基因的基因频率分别为--------------------------------()
A.64%和36%
B.36%和64%
C.50%和50%
D.82%和18%
(二).在伴性遗传
....中有关基因频率的相关计算:
﹡例2.若在果蝇种群中,X B的基因频率为90%,X b的基因频率为10%,雌雄果蝇数相等,理论上X b X b、X b Y的基因型比例依次为--------------------------------------------()
基因频率和基因型频率的相关计算
基因频率和基因型频率的相关计算
基因频率是指在一个种群中一些特定基因的存在概率。基因频率通常
用符号p表示。对于有两种等位基因(例如A和a)的情况,p表示A基
因的频率,q表示a基因的频率。p+q=1、这是因为在一个群体或种群中
只能存在这两种基因。
基因型频率是指在一个群体或种群中一些特定基因型的存在概率。基
因型频率通常用符号p²、2pq和q²表示。p²表示AA基因型的频率,2pq
表示Aa基因型的频率,q²表示aa基因型的频率。这也是因为一个个体可
以有三种基因型:AA、Aa和aa。p² + 2pq + q² = 1
基因频率和基因型频率之间存在一定的关系。基因频率可以通过基因
型频率的计算来获得。例如,如果我们已知Aa基因型的频率为0.4,并
假设种群达到了硬性平衡(不考虑突变、迁移、选择等因素),那么A基
因的频率p可以通过基因型频率的公式2pq得到。代入已知信息,就可以
得出:0.4 = 2p(1-p)。通过解这个方程,我们可以计算出A基因的频率,从而得出q基因的频率(1-p),最后可以得到基因频率。
基因频率和基因型频率的计算对于其他遗传学研究和进化生物学研究
也非常重要。它们可以帮助我们了解特定群体中的遗传多样性、基因流动
和自然选择等过程。通过观察基因型频率的变化,我们可以推断这些过程
在种群中的作用。
此外,基因频率和基因型频率的计算方法也可以应用于基因频率分布
的统计学研究。我们可以通过统计分析来确定实际观测值和预期理论值之
间的差异,并判断这种差异是否具有显著性。这种统计方法有助于确定群
体中的基因流动和基因漂变等因素的重要性。
基因频率和基因型频率的关系公式
基因频率和基因型频率的关系公式
基因频率和基因型频率的关系公式可以表示为:
基因型频率 = 1 / 种群基因型总数
基因频率 = 1 / 种群个体数
其中,种群基因型总数可以通过基因型的多样性指数计算,而种群个体数可以通过估算人口数量来计算。
计算基因频率的方法
计算基因频率的方法
基因频率是指在一个群体中,特定基因的存在频率。它可以通过多种
方法计算,以下是几种常见的计算基因频率的方法。
1. 纵向频率法:这种方法适用于已知基因型的个体。首先,统计群
体中每种基因型的个体数目。然后,将每种基因型数目除以群体总数,得
到每种基因型的频率。例如,在一个由200个个体组成的群体中,有70
个个体呈现AA基因型,80个个体呈现Aa基因型,而50个个体呈现aa
基因型。那么,AA基因型频率为70/200=0.35,Aa基因型频率为
80/200=0.4,aa基因型频率为50/200=0.25
2.稳态频率法:这种方法适用于群体处于稳定状态的情况。首先,统
计每种基因型的个体数目。然后,将每种基因型数目除以群体总数,得到
稳态下的基因频率。稳态频率法的前提是假设群体中的基因型分布不随时
间发生变化,即没有选择、突变、迁移等进化因素的影响。
3.等位基因频率法:这种方法适用于已知等位基因的情况,但不知道
基因型的具体分布。首先,统计每种等位基因的个体数目。然后,将每种
等位基因数目除以群体总数,得到每种等位基因的频率。
4.确定基因频率法:这种方法适用于已知基因型和等位基因频率的情况。首先,将每个个体的基因型分解为等位基因的组合。然后,统计每种
等位基因组合的个体数目。最后,将每种等位基因组合数目除以群体总数,得到每种基因型的频率。
需要注意的是,计算基因频率的准确性取决于所使用的样本是否代表
了整个群体的基因组成。因此,在进行基因频率计算时,应该使用足够大
的样本量,并且确保样本的选择是随机的,以尽可能准确地反映整个群体
基因频率与基因型频率计算方法总结
基因频率与基因型频率计算方法总结
基因频率和基因型频率是遗传学中常用的两个概念,用于描述群体中
不同基因或基因型的分布情况。基因频率是指在群体中的一些基因的所占
比例,可以用于揭示基因的遗传特征以及基因分布的规律。基因型频率是
指在群体中的一些基因型的所占比例,可以用于了解不同基因型的存在程
度和频率。以下将对基因频率和基因型频率的计算方法进行总结。
基因频率的计算方法:
1.突变基因频率:突变基因频率可以通过观察突变基因的个体数目除
以总群体个体数目来计算。例如,如果总群体个体数目为1000,其中有
50个个体携带突变基因,则突变基因频率为50/1000=0.05
2.常见基因频率:常见基因频率可以通过观察常见基因的个体数目除
以总群体个体数目来计算。例如,如果总群体个体数目为1000,其中有
900个个体携带常见基因,则常见基因频率为900/1000=0.9
基因型频率的计算方法:
1.单基因型频率:单基因型频率可以通过观察一些特定的基因型的个
体数目除以总群体个体数目来计算。例如,如果总群体个体数目为1000,其中有300个个体属于AA基因型,则AA基因型频率为300/1000=0.3
2.多基因型频率:多基因型频率可以通过观察一些特定的多基因型的
个体数目除以总群体个体数目来计算。例如,在一个有3种基因型AA、
AB和BB的群体中,如果有300个个体属于AA基因型,400个个体属于
AB基因型,300个个体属于BB基因型,则AA基因型频率为
300/1000=0.3,AB基因型频率为400/1000=0.4,BB基因型频率为
高中生物基因频率的计算
高中生物基因频率的计算
高中生物基因频率的计算主要有两种方法,分别是定义法(基因型)计算和哈代-温伯格定律计算。
定义法(基因型)计算:
常染色体遗传:基因频率(A或a)% = 某种(A或a)基因总数 / 种群等位基因(A和a)总数 = (纯合子个体数× 2 + 杂合子个体数) / 总人数× 2。
伴性遗传:X染色体上显性基因频率 = 雌性个体显性纯合子的基因型频率 + 雄性个体显性个体的基因型频率 + 1/2 ×雌性个体杂合子的基因型频率 = (雌性个体显性纯合子个体数× 2 + 雄性个体显性个体个体数 + 雌性个体杂合子个体数) / (雌性个体个体数×2 + 雄性个体个体数)。需要注意的是,伴性遗传不算Y,因为Y上没有等位基因。
哈代-温伯格定律计算:A% = p,a% = q;p + q = 1;(p + q)² = p² + 2pq + q² = 1;AA% = p²,Aa% = 2pq,aa% = q²。对于复等位基因,可调整公式为:(p + q + r)² = p² + q² + r² + 2pq + 2pr + 2qr = 1,p + q + r = 1。其中,p、q、r各复等位基因的基因频率。
此外,基因频率也可以通过基因型的频率来计算,即基因频率 = 纯合子的基因型频率 + 1/2杂合子基因型频率。
以上方法仅供参考,如需更多信息,建议查阅相关文献或咨询专业生物教师。
基因频率和基因频率的计算
基因频率和基因频率的计算
基因频率和基因型频率的计算
一、利用种群中一对等位基因组成的各基因型个体数求解即定义法
种群中某基因频率=种群中该基因总数/种群中该对等位基因总数×100%
种群中某基因型频率=该基因型个体数/该种群的个体数×100%
例1、已知人的褐色(A)对蓝色(a)是显性。在一个有30000人的群体中,蓝眼的有3600人,褐眼的有26400人,其中纯体12000人。那么,在这个人群中A、a基因频率和AA、Aa、aa 基因型频率是多少?
解析因等位基因成对存在,30000个人中共有基因30000×2=60000个,蓝眼3600含a 基因7200个,褐眼26400人,纯合体12000人含A基因24000个,杂合体14400人含(26400-12000)×2=28800个基因,其中A基因14400个,a基因14400个。则:
A的基因频率=(24000+14400)/60000=0.64,a的基因频率=7200+14400)/60000=0.36
AA的基因型频率=12000÷30000=0.4,Aa的基因型频率=14400÷30000=0.48,aa的基因型频率=3600÷30000=0.12
二、利用基因型频率求解基因频率
种群中某基因频率=该基因控制的性状纯合体频率+1/2×杂合体频率
例2、在一个种群中随机抽取一定数量的个体,其中基因型AA的个体占12%,基因型Aa的个体占76%,基因型aa的个体占12%,那么基因A和a频率分别是多少?
解析 A的频率=AA的频率+1/2Aa的频率=12%+1/2×76%=50% ,a的频率=aa的频率+1/2Aa 的频率=12%=1/2×76%=50%
基因频率计算类型及其公式推导
基因频率计算类型及其公式推导
1.理想状态下种群基因频率的计算
理想状态下的种群就是处于遗传平衡状况下的种群,遵循“哈迪──温伯格平衡定律”。遗传平衡指在一个极大的随机自由交配的种群中,在没有突变发生,没有自然选择和迁移的条件下,种群的基因频率和基因型频率在代代相传中稳定不变,保持平衡。
一个具有Aa基因型的大群体(处于遗传平衡状态的零世代或某一世代),A基因的频率P(A)=p,a基因的频率P(a)=q,显性基因A的基因频率与隐性基因a的基因频率之和p+q=1,其雌雄个体向后代传递基因A型配子的频率为p,与其相对应的传递隐性基因a型配子的频率为q,则可用下表1来表示各类配子的组合类型、子代基因型及其出现的概率:
由上表可知该种群后代中出现三种基因型AA、Aa、aa,并且三种基因型出现的频率分别为P(AA)= p×p= p2=D;P(Aa)=2p×q=2pq=H; P(aa)= q×q = q 2=R。且它们的频率之和为p2+2pq+q2=(p+q)2=1。其基因频率为A基因的频率P(A)=D+1/2H= p2+ pq=p(p+q)=p;a基因的频率P(a)= R+1/2H=q2+ pq=q(p+q)=q。可见子代基因频率与亲代基因频率一样。所以,在以后所有世代中,如果没有突变、迁移和选择等因素干扰,这个群体的遗传成分将永远处于p2+ 2pq+q2平衡状态。伴性基因和多等位基因遗传平衡的计算仍遵循上述规律。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。
例题:已知苯丙酮尿症是位于常染色体上的隐性遗传病。据调查,该病的发病率大约为1/10000,请问在人群中该苯丙酮尿症隐性致病基因(a)的基因频率以及携带此隐性基因的携带者(Aa)基因型频率分别是()
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基因频率计算类型及其公式推导
摘要:生物进化的实质是种群基因库基因频率在环境选择作用下的定向改变。运用数学方法计算种群基因频率有利于理解种群进化情况,本文结合实例探讨种群在不同情况下种群基因频率计算类型和计算公式的推导过程。
关键词:遗传平衡基因频率
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例。种群中某一基因位点上各种不同的基因频率之和以及各种基因型频率之和都等于1。对于一个种群来说,理想状态下种群基因频率在世代相传中保持稳定,然而在自然条件下却受基因突变、基因重组、自然选择、迁移和遗传漂变的影响,种群基因频率处于不断变化之中,使生物不断向前发展进化。因此,通过计算某种群的基因频率有利于理解该种群的进化情况。为了进一步加深对这部分知识的理解和掌握,现将基因频率计算类型和计算公式推导归纳如下:1.理想状态下种群基因频率的计算
理想状态下的种群就是处于遗传平衡状况下的种群,遵循“哈迪──温伯格平衡定律”。遗传平衡指在一个极大的随机自由交配的种群中,在没有突变发生,没有自然选择和迁移的条件下,种群的基因频率和基因型频率在代代相传中稳定不变,保持平衡。
一个具有Aa基因型的大群体(处于遗传平衡状态的零世代或某一世代),A基因的频率P(A)=p,a基因的频率P(a)=q,显性基因A的基因频率与隐性基因a的基因频率之和p+q=1,其雌雄个体向后代传递基因A型配子的频率为p,与其相对应的传递隐性基因a型配子的频率为q,则可用下表1来表示各类配子的组合类型、子代基因型及其出现的概率:表1
由上表可知该种群后代中出现三种基因型AA、Aa、aa,并且三种基因型出现的频率分别为P(AA)= p×p= p2=D;P(Aa)=2p×q=2pq=H; P(aa)= q×q = q 2=R。且它们的频率之和为p2+2pq+q2=(p+q)2=1。其基因频率为A基因的频率P(A)=D+1/2H= p2+ pq=p(p+q)=p;a基因的频率P(a)= R+1/2H=q2+ pq=q(p+q)=q。可见子代基因频率与亲代基因频率一样。所以,在以后所有世代中,如果没有突变、迁移和选择等因素干扰,这个群体的遗传成分将永远处于p2+ 2pq+q2平衡状态。伴性基因和多等位基因遗传平衡的计算仍遵循上述规律。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。
例题:已知苯丙酮尿症是位于常染色体上的隐性遗传病。据调查,该病的发病率大约为1/10000,请问在人群中该苯丙酮尿症隐性致病基因(a)的基因频率以及携带此隐性基因的携带者(Aa)基因型频率分别是()
A.1% 和0.99% B.1% 和1.98% C.1% 和3.96% D.1% 和0.198%解析:苯丙酮尿症是一种常染色体隐性遗传病。由于该病则发病基因型为aa,即
a2=0.0001,a=0.01,A= 1-a=1-0.01=0.99,携带者基因型为Aa的频率 = 2×0.01×0.99=0.0198。
答案:D
变式1.在某个海岛上,每一万个人中有500名男子患红绿色盲,则该岛上的人群中,女性携带者的数量为每万人中有多少?( 假设男女比为1:1)( B )
A.1000人B.900人C.800人D.700人
变式2:人的ABO血型决定于3个等位基因I A、I B、i。通过抽样调查发现血型频率:A 型=0.45,B型=0.13,AB型=0.06,O型=0.36。试计算I A、I B、i这3个等位基因的频率。
答案:I A频率为0.3 ,I B频率为0.1,i频率为0.6。
2.自然状态下种群基因频率的计算
对于生活在自然界中的种群来说,理想状态下的条件是不可能同时存在,种群基因频率不可能保持平衡,而是处于不断变动和发展的。这种非平衡群体常采用抽样调查的方法获得的数据来计算其基因频率,根据基因所在位置可分为两种类型。
2.1关于常染色体遗传基因频率的计算
由定义可知,某基因频率=某基因的数目/该基因的等位基因总数×100%。若某二倍体生物的常染色体的某一基因位点上有一对等位基因A、a,他们的基因频率分别为p、q,可组成三种基因型AA、Aa、aa,基因型频率分别为D、H、R,个体总数为N,AA个体数为n
1
,
Aa个体数为n
2,aa个体数为n
3
,n
1
+n
2
+n
3
=N。那么:
基因型AA的频率=D=n
1/N,n
1
=ND;
基因型Aa的频率=H=n
2/N。n
2
=NH
基因型aa的频率=R=n
3/N,n
3
=NR;
基因A的频率P(A)=(2n
1+n
2
)/2N=(2ND+NH)/2N=D+1/2H=p
基因a的频率P(a)=(2n
3+n
2
)/2N=(2NR+NH)/2N=R+1/2H=q
因为p+q=1所以D+1/2H+R+1/2H= D+R+H=1
由以上推导可知,
①常染色体基因频率的基本计算式:
某基因频率=(2×该基因纯合子个数+1×杂合子个数)/2×种群调查个体总数
②常染色体基因频率的推导计算式:
某基因频率=某种基因的纯合子频率+1/2杂合子频率
例题:从某个种群中随机抽出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。求这对等位基因的基因频率。
解法一:
先求出该种群等位基因的总数和A或a的个数。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。然后由常染色体基因频率的基本式计算求得:
A基因的频率为:120÷200=60%
a基因的频率为:80÷200=40%
解法二:
由题意可知,AA、Aa和aa的基因型频率分别是30%、60%和10%,由常染色体基因频率的推导式计算求得:
A基因的频率为:30%+1/2×60%=60%
a基因的频率为:10%+1/2×60%=40%
变式1:已知人眼的褐色(A)对蓝色(a)是显性,属常染色体上基因控制的遗传。在一个30000人的人群中,蓝眼的有3600人,褐眼的有26400人,其中纯合子有12000人,那么,这一人群中A和a基因的基因频率分别为( A )