基因频率的计算方法

基因频率的计算方法

贵州省普定县一中刘永红邮编 562100

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。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，而在自然条件下却受基因突变、基因重组、自然选择等多种因素的影响，种群基因频率处于不断变化之中，导致种群基因库的变迁，所以说，生物进化实质上就是种群基因频率发生变化的过程。为了加强对基因频率的理解，现将基因频率的计算方法归纳如下：

方法一：理想状态下的种群——利用哈代-温伯格定律计算若种群大、种群中个体间的交配是随机的、没有突变发生、没有新基因加入、没有自然选择，则该种群是理想状态下的种群，处于遗传平衡状态，遵循“哈代──温伯格平衡定律”。如一个基因型为Aa的大群体，A基因的频率为p，a基因的频率为q，显性基因A的基因频率与隐性基因a的基因频率之和即p+q=1，则有（p+q）2=p2+2pq+q2=1，p2 =AA%,2pq =Aa%, q2 =aa%(AA%为AA的基因型频率，Aa%为Aa的基因型频率，aa%为aa的基因型频率。) 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aa=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：B 方法二：自然条件下的种群基因频率的计算

1、基因位于常染色体上的基因频率的计算

某基因的数目

基因频率=—————————×100％

该基因的等位基因的总数

=纯合子基因型频率+1/2杂合子基因型频率

例:从种群中随机抽出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。那么A和a的基因频率是多少?

解：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。AA、Aa和aa的基因型频率分别是30%、60%和10%，由基本公式计算得：

A基因的基因频率为:

2×AA＋Aa

A%=—————×100%= 60%

2(AA＋Aa＋aa)

=30/100×100% +1/2×60/100×100% = 60%

a基因的基因频率为：

2×aa＋Aa

a%=————————×100%= 40%

2(AA＋Aa＋aa)

=10/100×100% +1/2×60/100×100% = 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．58%和42% B．36%和64% C．50%和50% D．82%和18% 解：先求出该种群基因型为AA、Aa、aa的个体数。aa的个体数为3600人，AA的个体数为8400（12000-3600）人，Aa

的个体数为18000（26400-8400）人。依据公式A基因频率为58%，a基因频率为42%,答案为A。

变式2：在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其中，基因型为BB的个体占40%，基因型为Bb的个体占50%，基因型为bb的个体占10%，则基因B和b的频率分别是（）A．90%，10% B．65%，35% C．50%，50% D．35%，65%

解：依据公式基因B的频率为：BB%+1/2Bb%=40%+1/2×50%= 65%,基因b的频率为：bb%+1/2Bb%=10%+1/2×50%=35%,答案为B。

2、基因位于X或Y染色体上的基因频率的计算

对于伴性遗传来说，位于X、Y同源区段上的基因，其基因频率计算与常染色体计算方法相同；而位于X、Y非同源区段上的基因，伴X染色体遗传的，在Y染色体上没有该基因及其等位基因，同理伴Y染色体遗传的，在X染色体上也没有其对等的基因。所以在计算基因总数时，应只考虑X染色体（或Y染色体）上的基因总数。

X染色体基因频率的计算公式：

某基因频率=（2×该基因雌性纯合子个数+雌性杂合子个数+雄性含该基因个数）/（2×雌性个体总数+雄性个体数）例题：从某个种群中随机抽出100个个体，测知基因型为X A X A、X A X a、X a X a和X A Y、X a Y的个体分别是44、5、1和43、7。求X A和

X a的基因频率。

就X A和X a而言，每个雌性个体含有2个基因，每个雄性个体含有1个基因（Y染色体上没有其等位基因）。那么，这100个个体共有150个基因，其中雌性个体的基因有2×(44+5+1)=100个，雄性个体的基因有43+7=50个。而X A基因有44×2+5+43=136个，基因X a有5+1×2+7=14个。于是，根据X染色体基因频率的基本式计算求得：

X A的基因频率为：136÷150≈90．7%

X a的基因频率为：14÷150≈9．3%

总之，掌握基因频率计算的条件和方法，就能准确地计算出正确的答案。