遗传平衡
影响遗传平衡定律的因素及典例
影响遗传平衡定律的因素及典例01遗传平衡定律概念遗传平衡定律（Hardy-Weinberg equilivbrium）是英国数学家Godfrey Hardy 和德国医生Welhelm Weinberg于1908年各自独立提出的关于群体内基因频率和基因型频率变化的规律，所以又称为Hardy-Weinberg定律，它是群体遗传学中的一条基本定律。
1.遗传平衡定律的要点（1）在随机交配的大群体中，如果没有影响基因频率变化的因素存在，则群体的基因频率可代代保持不变。
（2）在任何一个大群体内，不论上一代的基因型频率如何，只要经过一代随机交配，由一对位于常染色体上的基因所构成的基因型频率就达到平衡，只要基因频率不发生变化，以后每代都经过随机交配，这种平衡状态始终保持不变。
（3）在平衡状态下，子代基因型频率可根据亲代基因频率按下列二项展开式计算：[p(A)+q(a)]2=p2(AA)+2pq(Aa)+q2(aa)。
符合上述条件的群体称为平衡群体，它所处的状态就是Hardy-Weinberg 平衡。
2.遗传平衡定律的生物学例证满足群体遗传平衡的条件是有一个大的随机交配的群体。
而且没有任何其他因素的干扰，这显然是一个理想的群体。
在自然界中是否有接近这种平衡状态的群体呢？人类的MN血型就是一个很好的例证，因为人类的MN血型这一性状，满足了定律的前提条件：（1）因为基因L M和L N是共显性，这个性状的基因型与表型是一致的，所以容易从表型来辨别不同的基因型；（2）一般在婚配时对于这个性状是不加选择的，因此，它是符合随机交配原则的；（3）人类的群体一般都很大，进行调查时，可以有充足的数据；（4）L M和L N基因构成的三种基因型与适应性无关，具有同等的生活力，因此在实际统计中，预期的和观察的基因型频率无差异。
02影响基因频率改变的因素遗传学上的Hardy－Weinberg定律和物理学、化学中的许多定律一样，描述的只是一种理想状态。
哈迪温伯格定律
概述哈迪-温伯格定律(Hardy－Weinberg Law)也称遗传平衡定律，其主要内容是指：在理想状态下，各等位基因的频率和等位基因的基因型频率在遗传中是稳定不变的，即保持着基因平衡。
此时各基因频率和各基因型频率存在如下等式关系并且保持不变：当等位基因只有一对（Aa）时，设基因A的频率为p，基因a的频率为q，则A+a=p+q=1，AA+Aa+aa=p2+2pq+q2=1 。
哈代-温伯格平衡定律（Hardy-Weinberg equilibrium）对于一个大且随机交配的种群，基因频率和基因型频率在没有迁移、突变和选择的条件下会保持不变。
2满足条件①种群足够大；②种群个体间的交配是随机的；③没有突变产生；④没有新基因加入；⑤没有自然选择。
3适用范围遗传平衡在自然状态下是无法达到的，但在一个足够大的种群中，如果个体间是自由交配的且没有明显的自然选择话，我们往往近似地看作符合遗传平衡。
如人类种群、果蝇种群等比较大的群体中，一些单基因性状的遗传是可以应用遗传平衡定律的。
如题：某地区每10000人中有一个白化病患者，求该地区一对正常夫妇生下一个白化病小孩的几率。
该题就必须应用遗传平衡公式，否则无法求解。
解答过程如下：由题意可知白化病的基因型频率aa=q2=0.0001，得q=0.01，则p=0.99 ，AA的基因型频率p2=0.9801，Aa的基因型频率2pq=0.0198 ，正常夫妇中是携带者概率为：2pq/( p2+2pq)=2/101 ，则后代为aa的概率为：2/101×2/101×1/4=1/10201。
解毕。
此外，一些不符合遗传平衡的种群，在经过一代的自由交配后即可达到遗传平衡，此时也可应用遗传平衡定律来求后代的基因型频率。
例如：某种群中AA 个体占20%，Aa个体占40%，aa个体占40%，aa个体不能进行交配，其它个体可自由交配，求下一代个体中各基因型的比例。
此题中亲代个体明显不符合遗传平衡，所以大家往往选择直接求解。
遗传平衡
群体: 是各个体间能互配（相互交配关系）的集合体。
个体间互配可使孟德尔遗传因子以各种不同方式代代相传遗传学上称为“孟德尔群体”或“基因库”。
最大的孟德尔群体可以是一个物种。
同一群体内个体基因组合虽有不同，但群体中所有的基因是一定的基因库指一个群体中所包含的基因总数。
有机体繁殖过程并不能把各个体的基因型传递给子代，传递给子代的只是不同频率的基因。
一、等位基因频率和基因型频率1．基因型和表现型的概念：在孟德尔的杂交试验之后遗传学中提出了基因型和表现型的概念。
基因型是基因的一种组合个体遗传组成。
表现型指生物个体所表现的性状基因型与环境影响共同作用的结果。
2．基因型频率和基因频率：①．基因型频率 (genotype frequency)：指在一个群体内某特定基因型所占的比例。
∵一个群体内由许多不同基因型的个体所组合。
基因型是受精时由父母本基因组成，而基因型频率则需从F2的表现型比例推算出来，同时再从F3加以验证。
②．基因频率（gene frequency）或等位基因频率（allelefrequency）：一个群体内特定基因座某一等位基因占该基因座等位基因总数的比例。
基因频率是由基因型频率推算出来。
等位基因频率是决定群体基因性质的基本因素；环境条件或遗传结构不变，等位基因频率不会改变。
例：A1A1×A2A2↓F1A1A2↓F2 1 A1A1 : 2 A1A2 : 1 A2A2P→F1→F2基因型频率改变，但基因在各代中只是复制自己，代代相传而没有改变。
这是孟德尔群体的基本特征。
3．基因频率的推算：*设一对同源染色体某一基因座有一对等位基因A1A2。
其中A1频率为p、A2频率为q，则p+q=1,由这一对基因可以构成三种不同基因型：A1A1A1A2A2A2个体数为： N11 N12 N22*设群体总个体数为N，即N11+N12+N22=N∵二倍体生物各基因型由两个等位基因组成如A1A1、A1A2、A2A2，其中：A1基因有2N11+N12，A2基因有N12+2N22。
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 0.4a0.6A 0.36AA 0.24Aa0.4a 0.24Aa 0.16aa0.36AA 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=1p=D+21H=p 2+21×2pq=p （p+q ） q=R+21H=q 2+21×2pq= q （p+q ） 总结：D= p 2 H=2pq R=q 2 p=D+21H q=R+21H 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∴q=R =0.02 p=0.98∴H=2pq=0.0392 即携带者占3.92%例2：人类中，右癖占84%（RR 、Rr ），问：其中Rr 占？解：∵R=1-84%=0.16∴q=0.4 p=0.6∴H=2pq=0.480.48/0.84=57.1% 即右癖中携带者占57.1%例3：人类中男性色盲（X c Y ）占8%，问：女性色盲率？ 解：∵X c =q=8%∴X c X c =q 2=0.64% 女性色盲率0.64%例4：1000人中，O 型160人，A 型330人，问：B 、AB 各多少人？ 解：∵ABO 血型 I A 、I B 、i设其频率：p 、q 、r∴r=频O =1000160=0.4 A=I A I A +I A i=p 2+2prA+O=p 2+2pr+r 2=（p+r ）2 p+r=O A + p=O A +-r=0.7-0.4=0.3q=1-r-p=1-0.4-0.3=0.3∴B=1000×（I B I B + I B i ）=1000×（q 2+2qr ）=330（人） AB=1000×I A I B =1000×2pq=180（人）即B 型330人，AB 型180人。
遗传平衡定律的内容
遗传平衡定律的内容遗传平衡定律是基因频率保持稳定的一个重要原则，也被称为哈迪-温伯格定律。
该定律是由英国数学家哈迪和英国生物学家温伯格在20世纪初提出的。
遗传平衡定律描述了在某些条件下，基因频率在一个种群中保持稳定不变的现象。
遗传平衡定律基于一些基本假设，包括大种群、随机交配、没有突变、没有选择和迁移等。
在这些假设下，遗传平衡定律提出了三个重要的观点：遗传平衡、性别比例和突变-选择平衡。
遗传平衡是指在一个大种群中，基因频率在世代之间不发生变化。
这意味着在没有选择压力的情况下，基因的频率将保持稳定。
例如，在一个没有选择压力的环境中，红色和白色花朵的基因频率将保持不变。
性别比例也可以影响基因频率的平衡。
在一些物种中，雌雄比例可能会对基因频率产生影响。
例如，在一些鸟类中，雄性鸟的数量可能会对某些遗传性状的频率产生影响。
突变-选择平衡是指在有突变和选择的情况下，基因频率也可以保持平衡。
突变是指基因发生变异，而选择是指某些基因由于具有更高的适应度而被选择的过程。
在突变和选择相互作用的情况下，基因频率可能会保持稳定。
遗传平衡定律的应用非常广泛。
在遗传学研究中，遗传平衡定律可以用于预测基因频率的分布。
例如，可以使用遗传平衡定律来预测某种遗传病的患病率。
此外，在进化生物学中，遗传平衡定律也可以用于研究物种的起源和演化过程。
然而，遗传平衡定律也有其局限性。
首先，它是基于一些理想化的假设，比如大种群和随机交配。
在现实生物群体中，这些假设可能无法完全满足，从而导致遗传平衡定律的不适用性。
其次，遗传平衡定律没有考虑到突变和选择之外的其他因素，比如迁移和基因漂移等。
总的来说，遗传平衡定律是描述基因频率保持稳定的一个重要原则。
它在遗传学和进化生物学研究中具有重要的理论意义和实际应用。
然而，我们也应该认识到遗传平衡定律的局限性，不能将其简单地应用于所有情况下。
未来的研究应该进一步探索基因频率的动态变化机制，以更好地理解遗传平衡的原理和应用。
遗传平衡定律及其适用范围,如何确定遗传平衡？
遗传平衡定律及其适用范围，如何确定遗传平衡？遗传平衡定律及其适用范围当某种群处于初始群体，还不是平衡状态，不能用遗传平衡定律（哈代—温伯格定律）计算，经过自由交配一代以后就可以达到平衡，当然还要符合一些条件的情况下。
达到平衡以后就可以用哈代—温伯格定律进行计算基因型频率。
问题：遗传平衡定律有什么适用范围？如何正确使用遗传平衡定律？01试题：在一个能自由交流基因的一年生被子植物种群中，据调查得知基因型A A的频率为25%，基因型a a的频率为39%。
已知其所在生态系统稳定性很高，则在第二年开始该种群个体中，基因型A A频率为（）A．18.49%B．34%C．25%D．49.02%解析：A A占25%、A a占36%、a a占39%，则A的基因频率为43%，a的基因频率为57%，随机交配，后代A A占43%×43%＝18.49%。
答案为A。
学生的疑问：有些学生认为答案是C，因为遗传平衡时，基因型频率不变。
分析：“遗传平衡定律”即哈迪-温伯格定律，是指在一个无限大的群体里，在没有迁入、迁出、突变和自然选择时，若个体间随机交配，该群体中基因频率将在未来世代中保持不变。
基因频率不变，基因型频率也不会改变，但必须是该种群这一代已经是稳定的。
但题目所给的条件不一定是一个已经稳定下来的种群，所以基因型的频率还可能会有变化。
通过计算发现，第一年到第二年，基因频率没有改变（A的基因频率为43%，a的基因频率为57%），但基因型频率发生了改变，即由A A 的频率由25%改变为18.49%，说明还没有达到平衡。
有些学生可能被生态系统稳定性很高误解了，生态系统稳定性是指受环境影响小，自动调节能力大，容易达到平衡。
事实上，遗传平衡所指的种群是理想的种群，在自然条件下，这样的种群是不存在的。
这也从反面说明了在自然界中，种群的基因频率迟早要发生变化，也就是说种群的进化是必然的。
02英国数学家哈代和德国医生温伯格分别于1908年和1909年独立证明。
遗传平衡的名词解释
遗传平衡的名词解释遗传平衡是一种遗传学概念，指的是一个群体中基因频率在演化过程中保持均衡的状态。
这个概念最早由英国遗传学家哈迪（G. H. Hardy）和德国数学家维特伯（W. Weinberg）于1908年独立提出。
遗传平衡理论深刻影响了遗传学和进化生物学的发展，对于理解群体遗传变异和物种起源的机制至关重要。
在遗传平衡状态下，一个群体中的个体和基因型的频率在多代繁殖中保持稳定。
这种平衡表明群体中的基因没有受到演化的外部压力，即没有发生自然选择、基因漂移、突变和基因流的干扰。
然而，在自然界中很少存在完全的遗传平衡，因此研究遗传平衡的理论模型往往是简化的假设。
遗传平衡的核心概念是哈迪-维特伯平衡方程，也称为遗传平衡方程。
这个方程表达了基因型频率随时间变化的关系。
方程的形式为：p^2 + 2pq + q^2 = 1，其中p和q分别表示两种等位基因的频率。
遗传平衡的形成依赖于几个基本假设。
首先是大群体假设，即群体大小足够大，基因频率不会因为随机漂移而发生显著变化。
其次是随机交配假设，即个体在繁殖时无偏向地选择配偶，不会因为基因型差异而有选择性地繁殖。
此外，还有无突变、无选择和无基因流的假设。
遗传平衡理论的一个重要应用是确定一个群体的基因型频率，特别是对于常见的遗传疾病有着重要意义。
例如，在考虑到突变引起的疾病时，遗传平衡理论可以帮助预测疾病发生的概率，为疾病的诊断和治疗提供指导。
遗传平衡还有助于解析物种起源和进化的过程。
通过研究群体的基因频率变化，可以推断出物种分化、适应性进化和生物多样性的形成过程。
例如，遗传平衡理论可以解释为什么某些基因在某些群体中的频率很高，而在其他群体中很低或不存在。
在实际应用中，遗传平衡为人类遗传学研究提供了有力的工具。
通过分析群体中的基因型频率，可以推测个体的遗传风险和易感性，从而开展个性化医学和遗传咨询等工作。
总之，遗传平衡是指基因频率在演化过程中保持均衡的状态，它是遗传学和进化生物学理论的核心概念之一。
高中生物知识点总结：遗传平衡定律
高中生物知识点总结：遗传平衡定律遗传平衡定律如果一个群体满足以下条件：那么这个群体中的各等位基因频率和基因型频率在一代一代的遗传中保持平衡（不变）。
这就是遗传平衡定律。
例 如果某群体中最初的基因型频率是YY （D ）=0.10，Yy （H ）=0.20，yy （R ）=0.70。
则这个群体的配子频率(配子频率)是20.020.02110.0)(=⨯+=p Y 80.020.02170.0)(=⨯+=q y 于是，下一代的基因型频率是即子代的基因型频率是YY=p 2=0.04 Yy= 2pq=2×0.16=0.32yy= q 2=0.64 由此可知，该代的基因频率是 80.032.02164.0)(20.032.0210.04)(=⨯+==⨯+=q y p Y 与上代的基因频率达到平衡。
可以计算，下代的基因型频率与上代相等，即YY=p 2=0.04 Yy= 2pq=2×0.16=0.32 yy= q 2=0.64 至此，基因型频率也达到平衡。
综上所述，对于一个大的群体中的等位基因A 和a ，当A 基因频率为p ，a 基因频率为q 时， 有 1=+q p这个群体的基因型频率是2p AA = pq Aa 2= 2q aa = 于是有 1)(2222=+=++q p q pq p ①个体数量足够大②交配是随机的③没有突变、迁移和遗传漂变④没有新基因加入⑤没有自然选择……………………………………………………………………………②……………………………………………………………………………③……………………………………………………………………………④……………………………………………………………………………① …………………………………………………………⑤。
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配子频率与基因频率概念等同下的计算
(2014-04-26 12:57:00)
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分类：生物教学
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小强大生物
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配子频率与基因频率概念等同下的计算
山东省沾化县第二中学胡香荣
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。
配子频率是指某种配子占所有配子的比率。
教学发现，在种群达到遗传平衡条件下，基因频率可以等同于配子频率。
1常染色体基因频率计算
新人教版必修二《遗传与进化》P45页“思考与讨论”中用数学方法讨论基因频率的变化，就是常染色体上的基因频率。
结果如下：
Aa(60%)aa(10%)亲代基因型频率AA(30%
)
配子的比率A(30%)A(30%)a(30%)a(10%)
Aa(48%)aa(16%)子代基因型频率AA(36%
)
子代基因频率A(60%)a(40%)上述计算建立在：①是个无限大的群体，②雌雄个体随机交配，③没有突变，④自然选择不起作用，⑤没有迁移。
满足这五个条件的种群就是达到遗传平衡的理想种群，符合哈迪-温伯格定律，即基因频率保持世代不变。
有关配子的比率是否等同亲代基因频率，刘祖洞老师的解释是：因为个体间的交配是随机的，而且又没有自然选择，那就是说每个个体都为下代贡献了同样数目的配子，所以两性个体的随机交配可以归结为两性配子的随机结合，而且各种配子的频率就是基因频率[1]。
详细分析如下：
假定Y和 y的基因频率分别是p和q。
遗传平衡种群中基因型的频率和基因频率的数学关系如下：
YY Yy yy
P22pq q2这里p q=1，群体已经平衡。
因为3种基因型所产生的两种配子的频率是：
Y=P2 1/2（2pq）=P2 pq=p(p q)=p；
y=1/2（2pq） q2=pq q2=q(p q)=q。
根据假定，个体间的交配是随机的，所以配子间的结合也是随机的。
配子间的随机结合，就得出下面的结果：
卵子pY qy。