《医学遗传学》第七章 群体遗传

(2)预期理论值（C）：各基因型频率分别与调查总人数相乘即得出各基因型的理论值。 ①基因频率的计算：
②基因型频率的计算：
根据 Hardy-Weinberg 定律，达遗传平衡时，应有 p2+2pq+q2＝1
在具体的群体中，各基因型的理论人数为各基因型频率与总人数(n)的乘积。即 MM＝np2＝ 1788×（0.4628）2＝382.96
[0.107 即纯合子频率；(1-0.107)是显性显性纯合子和杂合子的频率。]
3.计算χ2 值 =
=4.57 自由度(ν)＝(4-1)(3-1)=6 查χ2 界值表得：在ν＝6 时，χ20.75＝3.45；χ20.5＝5.35 3.45＜χ2＜5.35，∴0.5＞P＞0.75， 接受检验假设。 (四)检验苯硫脲尝味能力为二双等位基因的遗传假设 不讲。 第三节 影响群体基因频率的因素(一)：突变和选择 自然界中不可能有真正意义上的理想群体，只能有近似理想条件的群体。我们可以从理想群 体出发，将适用条件逐个取消，使理论分析逐渐接近于客观的真实群体的情况，最终获得真 实群体的遗传结构及其变化的一般规律。 一、突变对遗传平衡的影响 对一个给定的群体，导致群体遗传组成发生变异的原因主要有三个方面： （1）基因突变
3.确定 P 值和作出推断结论
P 值是指由检验假设所规定的群体中作随机抽样，获得等于及大于（或等于及小于）α值的 概率。根据 P 值确定拒绝或接受假设。
接受：当 p 值＞α时，接受假设。即两组数据之间的差异是由偶然因素造成的可能性＞0.05， 不是小概率事件，我们只好接受它。
拒绝：当 p 值≤α时，拒绝假设。即两组数据之间的差异是由偶然因素造成的可能性＜0.05， 是小概率事件，发生的可能性不大，我们不能接受它。
但接受假设或拒绝假设，不能认为假设肯定成立或肯定不成立，因为我们得出的结论只是概 率，只能说明可能性大小而已。所以接受或拒绝假设都有可能犯错误，即一类错误和二类错 误。
（二）χ2 检验 MN 血型基因型的 Hardy-Weinberg 平衡
1. 假设：上海人群的 MN 血型分布符合 Hardy-Weinberg 平衡。α＝0.05 2. 计算出要比较的两组值(实验观察值和理论预期值)。 (1)实验观察值（O）：
⒉ 用χ2 检测根据男、女性所得出的基因频率一致性。
基因频率 男性 女性 合计
Xg(a+) Xg(a-) Xg(a+) Xg(a-)
观察值 188 110 260 31 589
理论值 1 188.04 109.96 251.37 39.62 588.99
理论值 2 200.55 97.45 259.86 31.14 589
表 6-1 一对等位基因随机交配一代后基因及其基因型频率
再计算基因频率： A 的频率＝p2＋1/2?2pq＝p2＋pq＝p（p＋q）＝p a 的频率＝q2＋1/2?2pq＝q2＋pq＝q（p＋q）＝q 因此，等位基因频率和基因型频率世代保持不变。 三、复等位基因的 Hardy-Weinberg 遗传平衡式 设某一基因位点复等位基因 A1、A2、A3，基因频率分别为 p、q、r。可组成 6 种基因型：A1A1、 A1A2、A1A3、A2A2、A2A3、A3A3，基因型频率为 f A1A1、f A1A2、f A1A3、f A2A2、f A2A3、 f A3A3。 仍然考虑一个无选择、无突变、无限大、随机交配的群体，则各种基因型频率如表 6－2：
1.建立假设和确立检验水准：假设样本与群体是来自于同一个群体。
检验水准(α)：确定一个接受或拒绝假设的标准，实际工作中常取α＝0.05。
2.选定检验方法和计算检验统计量：
可根据统计推断的目的选用一定的统计方法，我们选用χ2 检验。
检验统计量是用于抉择是否拒绝检验假设的统计量，具体我们是计算χ2 值。
MN＝n?2pq＝1788×2×0.4628×0.5372＝889.05
NN＝nq2＝1788×（0.5372）2＝515.99
列入表中：
基因型
观察值（O）
理论值（C）
MM
397
382.96
MN
861
889.05
NN
530
515.99
③计算χ2 值：
＝
＝1.77 ④查χ2 界值表： 自由度(ν)＝1，一般自由度是观察的指标数(N)－1，因为这里的理论值是根据实验值计算出 来的，故自由度应在原基础上再减 1，即 3－1－1＝1。 查χ2 界值表得：在ν＝1 时，χ20.1＝2.71；χ20.25＝1.32 2.71＜χ2＜1.32，∴0.25＞P＞0.10， 即 P＞0.05，接受检验假设 ⑤接受检验假设的具体意义是指，所调查的上海 1788 人的群体中 MN 血型的基因频率和基因 型频率符合 Hardy-Weinberg 定律。 （三）检验 X 连锁基因频率 对于 X 染色体上的连锁基因，在男性和女性中有不同的分布。女性有 2 条 X 染色体，计算基 因频率和基因型频率时同常染色体的计算方法，而男性只有一条 X 染色体，基因频率和基因 型频率是相同的，因此，对于 X 染色体上的基因，可以通过男性群体与女性群体用不同的方 法计算基因频率和基因型频率。但这两种方法得出的结论应该是相同的。现通过χ2 检验进 行验证。例如，对 Xg 基因的检验。 例如
（式中， ：群体中基因的纯合度； ：群体中基因的杂合度）
杂合度：群体中某一基因位点的变异程度。由该位点所有杂合子所占群体频率表示。 以 A、a 为例： 若 A＞＞a，则群体中 Aa 低，即杂合度低。 当 A＝a 时，杂合度达到最大值。 第二节 Hardy-Weinberg 平衡律的应用 一、估计基因频率和杂合度 （一）常染色体基因频率杂合度的估计 1．共显性等位基因的基因频率估计 上海调查 1788 人的 MN 血型，M 型 397 人，MN 型 861 人，N 型 530 人。 计算基因频率：
理论值（预期值）与实验结果（观察值）肯定存在差异，导致差异产生的因素有两种：
（1）必然因素：实验结果否定理论意义，这个差异是本质上的。
（2）偶然因素：实验结果可以证明理论的正确性，差异只是一些不可避免的偶然因素造成的， 如抽样误差，等等。
可通过统计学检验方法证实误差的产生究竟是何种因素造成的。χ2 检验是常用的方法之一。 步骤如下：
调查 589 个白人，
计算女性的基因频率：计算方法同常染色体。 q＝X传假设的χ2 检验方法
（一）χ2 检验的基本原理
遗传学同所有的生物学一样，是一个实验学科，经常要用实验方法验证理论的正确性。
理论是普遍性的，针对整个群体。实验只能从整个群体中抽出一部分（样本）进行实验。
2.显、隐性等位基因的基因频率和杂合度的估计 （1）先根据隐性性状的基因型频率（即发病率）估计隐性基因频率。 因为隐性性状基因型频率为 q2，q＝
（2）再根据隐性基因频率估计杂合子频率 p＝1－q， 杂合子频率为 2pq，当 q 很低时，p≈1 ∴2pq≈2q
例：尿黑酸尿症为 AR，发病率 x＝ ，求基因频率和杂合子频率。 （1）求隐性致病基因频率 ∵x＝q2＝
(1)预期理论值 1：根据男性的基因频率求出的理论值。
男性 Xg(a+)：298×0.631=188.04
Xg(a-)：298×0.369=109.96 女性
[(0.369)2=0.136,隐性纯合子频率；(1-0.136)即除去隐性纯合子后余下的显性纯合子和杂合 子的频率。] (2) 预期理论值 2：根据女性的基因频率求出的理论值。
∴q＝ ＝
（2）求显性基因频率 p＝1－q＝1－0.001＝0.999≈1 （3）求杂合子频率 ∴2pq≈2q＝2×0.001＝0.002 由此也可以看出，尽管一些隐性遗传病发病率非常低，但杂合携带者的频率并不低。如尿黑 酸尿症的发病率为 ，而携带者的频率为 ，两者之比是 1：2000。 （二）X 连锁基因频率的估计 X 染色体上的基因频率的计算方法，男女计算有别。 1．女性的计算方法同常染色体基因频率的计算方法； 2．男性只有一条 X 染色体，无等位基因，称为半合子，所以，男性群体的表型频率就是基因 频率。 例 Xg 血型，控制 Xg 血型的基因位于 X 染色体上，一对等位基因 Xga 和 Xg，Xga 对 Xg 显性。
即根据男性计算得的基因频率为 Xg(a+)的基因频率为 0.631；Xg(a-)的基因频率为 0.369 根据女性计算得的基因频率为 Xg(a+)的基因频率为 0.673；Xg(a-)的基因频率为 0.327
两种方法所得基因频率有差异。
将两种方法所得基因频率的一致性进行验证。
⒈ 以两种方法得出的基因频率分别与人数相乘，得出两种理论值。
第七章 群 体 遗 传 1．群体遗传学：研究群体的遗传组成以及决定并引起遗传组成发生变化的动力的学科。 2．群体：是一群可以相互交配的个体。在群体中有基因交流，通过基因交流使群体的遗传组 成发生变化。 3．群体遗传学需要调查如下事实： ①不同基因型个体的婚配形式。如随机婚配(random mating)、近亲婚配(consanguineous mating)、选型婚配(assortative mating)。 ②群体间的混合、迁移或分群对群体遗传结构的影响。 ③突变和遗传重组引起的群体遗传变异速率。 ④自然选择对群体遗传结构变化速率的影响。 ⑤有限容量的群体中，基因的遗传漂变(genetic drift)对群体遗传结构的影响等。 4．群体遗传学的核心问题： ①群体的基因频率为何变化？ ②影响群体遗传结构的因素有哪些？ ③这些影响因素是如何作用于群体并导致群体遗体结构发生变化的？ 5．研究方法 ①设计实验，观察实验结果，建立遗传参数。 ②从实验结果中寻找变异规律，并用经典的遗传理论解释之。 ③研究影响群体遗传结构的因素。 ④观察表型变异与基因变异的规律。 第一节 基因及基因型频率在群体中的平衡：Hardy-Weinberg 平衡律