基因频率计算

基因频率、基因型频率的有关计算
一、基因型频率、基因频率
（1）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，基因频率改变一定发生进化，基因频率是衡量生物是否发生进化的标志；基因型频率是指在一个种群中，某基因型个体数占全部个体数的比率，基因型发生改变，生物不一定发生进化。

例如：设二倍体生物个体中有两个等位基因A和a，假如种群中共有N个个体，而AA、Aa、aa三种基因型的个数分别是n1、n2、n3，那么
种群中A基因的频率和AA基因型的频率分别是：A基因的频率=，AA基因型的频率=n1/N。

(2)两者联系
从以上基因频率和基因型频率的计算公式可看出：
①在种群中一对等位基因的频率之和等于1，基因型频率之和也等于1。

即：A+a=1，AA+2Aa+aa=1
②一个等位基因的频率=该等位基因纯合子的频率+1/2杂合子的频率
(3)计算实例
（4）哈代-温伯格定律
①一个无穷大的群体在理想情况下进行随机交配，经过多代，仍可保持基因频率与基因型频率处于稳定的平衡状态[1]。

②在一对等位基因的情况下，基因p（显性）与基因q（隐形）的基因频率的关系为：（p+q）2=1 二项展开得：p2+2pq+q2=1
可见，式中“p2”为显性纯合子的比例，2pq为杂合子的比例，“q2”为隐形纯合子的比例。

哈代-温伯格定律在多倍体等更加复杂的情况下也可应用。

二.用基因频率解决常染色体隐性遗传病概率计算问题典型例题
[例]囊性纤维病是一种常染色体隐性遗传病，在欧洲的人群中，每2500个人中就有一个患此病。

如一对健康的夫妇有一患有此病的孩子，该妇女又与一健康的男子再婚，再婚的双亲生一孩子患该病的
机会是多少？（）
A.1/25
B.1/50
C.1/102
D.1/250
举一反三型练习：
1、[2013重庆卷20分)某一单基因遗传病家庭，女儿
患病，其父母和弟弟的表现型均正常。

（1）根据家族病史，该病的遗传方式是；
母亲的基因型是（用A、a表示）；若弟弟
与人群中表现型正常的女性结婚，其子女患该病的概率为（假设人群中致病基因频率为1/10，结果用分数表示），在人群中男女患该病的概率相等，原因是男性在形成生殖细胞时自由组合。

（2）检测发现，正常人体中的一种多肽链（由146个氨基酸组成）在患者体内为仅含45个氨基酸的异常多肽链。

异常多肽链产生的根本原因是，由此导致正常mRNA第位密码子变为终止密码子。

（3）分子杂交技术可用于基因诊断，其基本过程是用标记的DNA单链探针与进行杂交。

若一种探针能直接检测一种基因，对上述疾病进行产前基因诊断时，则需要种探针。

若改致病基因转录的mRNA分子为“…ACUUAG…”，则基因探针序列为；为制备大量探针，可利用技术。

2、(2008年高考江苏卷) 某植物种群中，AA个体点16%，aa个体占36%，该种群随机交配产生的后
代中AA个体百分比、A基因频率和自交产生的后代中AA个体百分比、A基因频率的变化依次为
A．增大，不变；不变，不变 B．不变，增大；增大，不变
C．不变，不变；增大，不变 D．不变，不变；不变，增大
3、（2010全国）关于在自然条件下，某随机交配种群中等位基因A、a频率的叙述，错误的是
A.一般来说，频率高的基因所控制的性状更适应环境
B.持续选择条件下，一种基因的频率可以降为0
C.在某种条件下两种基因的频率可以相等
D.该种群基因频率的变化只与环境的选择作用有关
4、（2009年高考广东卷）某人群中某常染色体显性遗传病的发病率为19%，一对夫妇中妻子患病，丈夫正常，他们所生的子女患该病的概率是
A．10/19 B．9/19 C．1/19 D．1/2
三、用基因频率解决伴X隐性遗传病概率计算问题典例解析
[例]据统计我国在女性中的红绿色盲发病率为0.49%。

，男性红绿色盲的发病率
A.7％
B.0.49％
C.10％
D.2％
举一反三型练习：
1、人的红绿色盲是X染色体上的隐性遗传病。

在人类群体中，男性中患色盲的概率约为8%，那么，在人类红绿色盲基因的频率以及在女性中色盲的患病率、携带者的频率各是多少？
2、假如某种遗传病是由位于X染色体上的显性基因控制，已知该病在男性中的发病率为7％，那么在女性中的发病率为( )
A.14％
B.7％
C.13.51％
D.25％
3、对某校学生进行色盲遗传病调查研究后发现：780名女生中有患者23人，携带着52人，820名男生中有患者65人，那么该群体中色盲基因的概率是
色盲基因出现的频率为7％，一个正常男性与一个无血缘关系的女性结婚，子代患色盲的可能性是
A.7/200
B.7/400
C.8/400
D.13/400或1/400
4、一对夫妇均为某种低能症隐性基因的携带者，如果允许他们生4个孩子，那么3个孩子正常而1
个孩子为低能的概率是：
A．27/64 B．1／256 C．81／256 D．3／64
5、大约在70个表型正常的人中有一个白化基因杂合子。

一个表型正常、其双亲也正常、但有一白化弟弟的女人，与一无亲缘关系的正常男人婚配。

问他们所生的孩子患白化病的概率是多少？
A．1/140 B．1/280 C．1/420 D．1/560
四、在一个种群中，自由（随机）交配时其后代也可用遗传平衡定律计算
例.如果在一个种群中,基因型AA的比例占25%，Aa占50%,aa占25%.已知基因型aa的个体失去求偶和繁殖的能力,则自由交配一代后,基因型aa的个体所占的比例为多少?若自交一代后基因型aa的个体所占的比例为多少?
1、玉米的高杆（H）对矮杆（h）为显性。

现有若干H基因频率不同的玉米群
体，在群体足够大且没有其他因素干扰时，每个群体内随机交配一代后获得
F1。

各F1中基因型频率与H基因频率（p）的关系如图。

下列分析错误的是
A.0<p<1时，亲代群体都可能只含有纯合体
B.只有p=b时，亲代群体才可能只含有杂合体
C.p=a时，显性纯合体在F1中所占的比例为1/9
D.p=c时，F1自交一代，子代中纯合体比例为5/9
2、（2012上海卷）29．蜗牛的有条纹(A)对无条纹(a)为显性。

在一个地区的
蜗牛种群内，有条纹(AA)个体占55％，无条纹个体占15％，若蜗牛间进行自
由交配得到Fl，则A基因的频率和F1中Aa基因型的频率分别是
A．30％，2l％ B．30％，42％ C．70％，2l％ D．70％，42％
3、（2016课标1卷.6）理论上，下列关于人类单基因遗传病的叙述，正确的是
A. 常染色体隐性遗传病在男性中的发病率等于该病致病基因的基因频率
B. 常染色体隐性遗传病在女性中的发病率等于该病致病基因的基因频率
C. X染色体隐性遗传病在女性中的发病率等于该病致病基因的基因频率
D. X染色体隐性遗传病在男性中的发病率等于该病致病基因的基因频率
4、 (2014·海南卷.24)某动物种群中，AA，Aa和aa基因型的个体依次占25％、50％、25％。

若该种群中的aa个体没有繁殖能力，其他个体间可以随机交配，理论上，下一代AA：Aa：aa基因型个体的数量比为( )
A．3：3：1 B．4：4：1 C．1：2：0 D．1：2：1
5、（2016海南卷.29）某种植物雄株（只开雄花）的性染色体XY；雌株（只开雌花）的性染色体XX。

等位基因B和b是伴X遗传的，分别控制阔叶（B）和细叶（b），且带Xb的精子与卵细胞结合后使受精卵致死。

用阔叶雄株和杂合阔叶雌株进行杂交得到子一代，再让子一代相互杂交得到子二代。

回答下列问题：
（1）理论上，子二代中，雄株数∶雌株数为_______。

（2）理论上，子二代雌株中，B基因频率∶b基因频率为_________；子二代雄株中，B基因频率∶b基因频率为__________。

（3）理论上，子二代雌株的叶型表现为_______；子二代雌株中，阔叶∶细叶为_________。

6、(2015·课标I卷.32)（9分）假设某果蝇种群中雌雄个体数目相等，且对于A和a这对等位基因来说只有Aa一种基因型。

回答下列问题：
（1）若不考虑基因突变和染色体变异，则该果蝇种群中A基因频率：a基因频率为。

理论上该果蝇种群随机交配产生的第一代中AA、Aa和aa的数量比为，A基因频率为。

（2）若该果蝇种群随机交配的实验结果是第一代中只有Aa和aa两种基因型，且比例为2：1，则对该结果最合理的解释是。

根据这一解释，第一代再随机交配，第二代中Aa和 aa 基因型个体数量的比例应为。

8、（2012江苏）人类遗传病调查中发现两个家系中都有甲遗传病（基因为H、h）和乙遗传病（基因为T、t）患者，系谱图如下。

以往研究表明在正常人群中Hh基因型频率为10－4。

请回答下列问题（所有概率用分数表示）：
（1）甲病的遗传方式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿，乙病最可能的遗传方式为＿＿＿＿＿＿＿。

（2）若Ⅰ－3无乙病致病基因，请继续分析。

①Ⅰ－2的基因型为＿＿＿＿＿＿；Ⅱ－5的基因型为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

②如果Ⅱ－5与Ⅱ－6结婚，则所生男孩同时患两种遗传病的概率为＿＿＿＿＿＿。

③如果Ⅱ－7与Ⅱ－8再生育一个女儿，则女儿患甲病的概率为＿＿＿＿＿＿。

④如果Ⅱ－5与h基因携带者结婚并生育一个表现型正常的儿子，则儿子携带h基因的概率为＿＿＿＿＿＿。

9 (2015·四川卷.11)（14分）果蝇的黑身、灰身由一对等位基因（B、b）控制。

（1）实验一：黑身雌蝇甲与灰身雄蝇乙杂交，F1全为灰身，F1随机交配，F2雌雄果蝇表型比均为灰身：黑身＝3：1。

①果蝇体色性状中，为显性。

F1的后代重新出现黑身的现象叫做；F2的灰
身果蝇中，杂合子占。

②若一大群果蝇随机交配，后代有9900只灰身果蝇和100只黑身果蝇，则后代中Bb的基因
型频率为。

若该群体置于天然黑色环境中，灰身果蝇的比例会，这是的结果。

（2）另一对同源染色体上的等位基因（R、r）会影响黑身果蝇的体色深度。

实验二：黑身雌蝇丙（基因型同甲）与灰身雄蝇丁杂交，F1全为灰身，F1随机交配，F2表型
比为：雌蝇中灰身：黑身＝3：1；雄蝇中灰身：黑身：深黑身＝6：1：1。

①R、r基因位于染色体上，雄蝇丁的基因型为，F2中灰身雄蝇共有种基因型。

②现有一只黑身雌蝇（基因型同丙），其细胞（2n＝8）中Ⅰ、Ⅱ号染色体发生如图所示变异。

变异细胞在减数分裂时，所有染色体同源区段须联会且
均相互分离，才能形成可育配子。

用该果蝇重复实验二，则F1雌蝇的减数第二次分裂后期
细胞中有条染色体，F2的雄蝇中深黑身个体占。

10、（2014·山东卷.28）果蝇的灰体（E）对黑檀体（e）为
显性；短刚毛和长刚毛是一对相对性状，由一对等位基因（B，
b）控制。

这两对基因位于常染色体上且独立遗传。

用甲、乙、丙三只果蝇进行杂交实验，杂交组合、F1表现型及比例如下：
（1）根据实验一和实验二的杂交结果，推断乙果蝇的基因型可能为_______或________。

若实验一的杂交结果能验证两对基因E，e和B，b的遗传遵循自由组合定律，则丙果蝇的基因型应为_______________。

（2）实验二的F1中与亲本果蝇基因型不同的个体所占的比例为________。

（3）在没有迁入迁出、突变和选择等条件下，一个由纯合果蝇组成的大种群个体间自由交配得到F1 ，F1中灰体果蝇8400只，黑檀体果蝇1600只。

F1中e的基因频率为
_______________，Ee的基因型频率为________。

亲代群体中灰体果蝇的百分比为________。

（4）灰体纯合果蝇与黑檀体果蝇杂交，在后代群体中出现了一只黑檀体果蝇。

出现该黑檀体果蝇的原因可能是亲本果蝇在产生配子过程中发生了基因突变或染色体片段缺失。

现有基因型为EE，Ee和ee的果蝇可供选择，请完成下列实验步骤及结果预测，以探究其原因。

（注：一对同源染色体都缺失相同片段时胚胎致死；各型配子活力相同）实验步骤：
①用该黑檀体果蝇与基因型为_______________的果蝇杂交，获得F1 ；
②F1自由交配，观察、统计F2表现型及比例。

结果预测：I．如果F2表现型及比例为__________________，则为基因突变；
II．如果F2表现型及比例为_________________，则为染色体片段缺失。

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