第三章_群体遗传结构分析

♀ A(p) a(q)
2014-10-27
♂
A(p) AA(p2) Aa(pq)
a(q) Aa(pq) aa(q2)
29
例题
设一个初始群体(尚未达到哈迪一温伯格平衡)，
其初始基因型频率为：D= 0.6，H = 0.4，R= 0.0，试计算该群体随机交配第一代和第二代的
基因型频率和基因频率。
2014-10-27
单集合，而是指可以相互交配并能繁殖后代
的个体所构成的集群。

以群体为基本研究单位----基因库问题； 以基因频率和基因型频率描述群体遗传结构； 采用数学和统计方法进行研究； 研究群体遗传结构变化的规律、原因以及在生物进 化与新物种形成中的作用。
2014-10-27
4
第3章 群体遗传结构分析
芦花鸡
复习：第四节 性别决定与伴性遗传
一、性染色体类型
二、伴性遗传
特点： 1、性状的遗传与性别有关 2、正反交的结果不同 3、在特定的交配方式下表现交叉遗传
三、伴性遗传在养殖业的应用 四、从性遗传和限性遗传
第3章 群体遗传结构分析
第3章 群体遗传结构分析
群体遗传学：所研究的群体不是多个体的简
数学推导
假设在一个理想的群体中，某个基因座上的 两个等位基因 A和a， 基因频率A = p 基因频率a = q p + q = 1 按数学原理（p+q）2 =1。 二项式展开 p2 + 2pq + q2 =1
亲代配子随机结合产生合子，如下表 ：

卵 A（p） 子 a（q）
精 子 A（p） a（q） AA（p2） Aa（pq） Aa（pq） aa（q2）
二、基因型频率与基因频率的性质
p+q=1（同一位点的各基因频率之和等于1）
D+H+R=1（群体中同一性状的各种基因
型频率之和等于1） 0≤p(q)，D(H，R)≤1
三、哈迪-温伯格定律
Hardy和Weinberg于1908年分别应用数 学方法探讨群体中基因频率变化所得出一致结
论，即基因平衡定律(又称Hardy-Weinberg定
例题2．在一个种群中，AA的个体有30个
，Aa有60个，aa有10个，求A、a的基因 频率。
解析：该种群中一共有100个，共含有
200个基因，A的总数有30×2＋ 60×1=120，A的频率为120/200=60%。 由于在一个种群中基因频率有 A+a=100%,所以a=1-60%=40%.
基因型频率 =
某一基因个体数 群体中个体总数
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？
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

由此可见，子代基因A的频率仍然是p， 基因a的频率仍然是q，而且将以这种频率在 所有世代传递下去，这就是遗传平衡。
基因型频率

在一个个体数为N的二倍体生物群体(居群)中， 一对等位基因(A, a)的三种基因型的频率如下表 所示：
基因型 AA Aa aa
个体数 D' H' R' N
基因型频率 D=D'/N H=H'/N R=R'/N 1
第一节 第二节
哈迪—温伯格定律
群体基因频率的计算
第三节
影响群体遗传结构的因素
本章内容提要
2014-10-27
5
本章内容提要
孟德尔群体、基因频率与基因型频率，基因 频率与基因型频率的关系；
遗传平衡定律的基本内容、条件与意义；
影响群体遗传平衡的因素及影响方式
2014-10-27
四、群体平衡定律的意义

群体遗传研究群体基因频率和基因型频率变化规律， 揭示生物进化历程；遗传平衡定律是群体遗传的基 础。

自然群体一般接近于随机交配，且都是很大的群体，
所以遗传平衡定律基本适用于分析、描述自然群体
的基因频率和基因型频率变化规律。
2014-10-27
37
小结
概念：群体，基因频率，基因型频率 基因频率与基因型频率的关系 哈迪-温伯格定律
由表可见子代基因型组成：p2+2pq+q2=1 这里基因型AA的频率为p2，基因型aa的频率为 q2 ，基因型Aa的频率为2pq。 AA：Aa：aa= p2：2pq：q2

子一代向下一代提供的配子中两种基因 频率分别是：
A=p2+1/2（2pq）=p2+pq=p（p+q）=p a=q2+ 1/2（2pq）=q2+pq=q（p+q）=q
2014-10-27
21
基因频率

在一个个体数为N的二倍体生物群体中，一对等 位基因(A, a)的共有2N个基因，两种基因的频率 如下表所示：
等位基因
基因数量
A a
2D'+H' 2R'+H' 2N
基因频率 p=(2D'+H') D+½H /2N q=(2R'+H') R+½H /2N 1 1
22
2014-10-27
30
例题：果蝇的体色由常染色体 上一对等位基因控制，基因型 BB、Bb为灰身，bb为黑身。若 人为地组成一个群体，其中 80%为BB的个体，20%为bb的 个体，群体随机交配，其子代 中Bb的比例是( ) A．25% B．32% C．50% D．64%
【解析】 由题干可计算出B 的基因频率为0.8，b的基因频 率为0.2，所以子代中Bb的基 因型频率＝2×0.8×0.2＝0.32 。 【答案】 B
2014-10-27
25
（二）基因平衡定律的条件
（1）必须是大群体 （2）群体内个体间交配时随机的 （3）没有其他因素影响，这些因素包括突 变、选择、迁移等。
雪猴（日本猕猴 ）
（三）基因平衡定律的证明
幻灯片
11
随机交配导致群体平衡

设群体中等位基因频率为P(A)=p和P(a)=q，则有： 群体产生两类配子，随机交配得到子代群体中有三 种基因型，且频率为：AA: D=p2；Aa: H=2pq；aa: R=q2. 子代群体配子类型与比例(基因频率)仍然为P(A)=p和 P(a)=q；所以随机交配情况下基因频率与基因型频 率均不发生变化。
律 )。 在一定条件下，群体的基因频率和基因型 频率在一代一代繁殖传代中保持不变。
2014-10-27
24
（一）基因平衡定律的要点
（1）在随机交配的大群体中，如果没有其他因素 干扰，群体将是一个平衡群体； （2）任何一个大群体，无论基因频率如何，只要 经过一代随机交配，一对常染色体上基因所组 成的基因频率就达到平衡状态，若没有其他因 素的影响，以后一代一代随机交配下去，这种 平衡状态始终保持不变； （3）在平衡状态下，基因型频率和基因频率的关 系是 D=p2，H=2pq，R=q2
第二节 群体基因频率的计算
一、一对等位基因频率的计算
二、复等位基因频率的计算
一、一对等位基因频率的计算

（一）不完全显性 （二）完全显性 （三）伴性遗传
（一）不完全显性
例：鸡羽毛 黑色：蓝色 ：白色 基因型 BB : Bb :bb 基因型频率 0.49: 0.42 :0.09 求B，b的基因频率？
基因频率 =
某基因个数 群体中同一位点基因总数
例题
已知有100头牛，牛角的有无是由一对等位基因控 制，无角由显性A控制，有角由隐形a控制。测知 无角基因有180，有角基因有20，求A和a的基因 频率？
基因型频率（genotype
frequency）： 在一个群体内某一基因型的个体在总群体 中所占的比率。

:
(遗传学、进化论)群体、种群、孟德尔群体— —有相互交配关系、能自由进行基因交流的 同种生物个体的总和。 一个群体内全部个体共有的全部基因称为基 因库(gene pool)。
2014-10-27
8
基因频率（gene
frequency）：指在一 个群体中，某一等位基因占该位点上等位 基因总数的比率。即该等位基因在群体内 出现的概率。
6
第一节哈迪—温伯格定律
一、基本概念

群体(population); 基因频率(gene frequency)； 基因型频率(genotype frequency)。
二、基因频率与基因型频率的关系
三、哈迪-温伯格定律
2014-10-27 7
群体(population)
群体
例3．在一个种群中，AA的个体有25%，
aa的个体有15%，求A、a的基因频率。
解析：由于在一个种群中，各基因型频率
之和等于100%，AA的个体有25%，aa的 个体有15%，可以知道Aa的个体有60% 。A=25%+60%×1/2=55%，a=1-A=145%=45%。 归纳总结：通过基因型计算基因频率可以 采用一个等位基因的频率等于它的纯合子 与1/2杂合子频率之和。
从某个种群中有100个个体，测知基因型AA、Aa、 aa的个体分别是35个、50个和15个。计算基因A和a 的频率分别是多少？
AA 35 基因型 频率 Aa 50 aa 15