基因频率和基因型频率的计算

基因频率和基因型频率的计算
种群的基因频率和基因型的频率等概念的判定和计算是《现代生物进化理论》的热点知识，同学们都会在这里花费大量的时间和精力。

本文将简要介绍计算的重点和例题的解析，希望能够抛砖引玉，对同学们有所帮助。

标签：基因频率基因型频率
一、明确概念
基因题目的计算中需要明确许多概念。

如果不能深刻理解这些概念，那么在对题意的理解上就会出现偏差。

1.基因频率和基因型频率的定义
基因频率：是指一个种群基因库中某个基因占全部等位基因数的比例.
基因频率=
基因型频率：指特定基因型个体在一个群体中出现的频率。

基因型频率= [1]
2.基因频率和基因型频率互相转化的方法
如果有基因频率，那么基因频率=。

如果有基因型频率，那么，
基因型频率=。

3.遗传平衡定律
遗传平衡定律也叫哈代——温伯格定律。

当种群符合以下条件的时候：
1.种群非常强大；
2.所有的雌雄个体都能自由交配并产生后代；
3.没有迁入和迁出；
4.无自然选择；
5.无基因突变，则该种群遵循遗传平衡定律。

该定律内容如下：显性基因（A）的频率为p，隐性基因（a）的频率为q，则p+q=1；
AA的基因型频率为p2；
aa的基因型频率为q2；
p2+2pq+q2=1。

4.X染色体上基因频率的计算
X染色体与常染色体不同，是性染色体，男性只有一条X染色体，因此X 染色体上的基因频率的计算为。

不涉及Y染色体。

XB+Xb=1。

二、例题解析
例1.若在果蝇的种群中，XB基因频率为80%，Xb的基因频率为20%，雌雄果蝇数目相等，理论上该果蝇种群中XbXb、XbY基因型频率依次为（）。

A.4% 20%
B.8% 8%
C.2% 10%
D.2% 8%
解析：雌性果蝇中，XbXb的频率为Xb频率的平方，因此在雌性果蝇中XbXb 的频率为4%，但是雌性果蝇总数是总数的，因此整个果蝇种群中XbXb的频率是.
雄性的果蝇只有一条X染色体，雄果蝇中的基因型XbY的频率就等于Xb 基因频率，所以雄果蝇的XbY的频率为20%，但是雄性果蝇的总数是总数的，所以整个种群中的频率为.正确的答案是C。

这道题目非常简单，可以说是这部分知识的基础题目。

在计算雌果蝇中的基因型频率时就用到了遗传平衡定律，基础题目中计算都比较简单，因此题目一般会在其他方向上有所变化，提高一些难度，这道题目就结合了雌雄性染色体的不同来迷惑考生。

例2. 用基因型为Aa的小麦分别进行连续自交、随机交配、连续自交并逐代淘汰隐性个体，随机交配并逐代淘汰隐性个体，根据各代Aa基因型频率绘制曲线如图。

下列分析错误的是（）[2]
A. 曲线Ⅱ的F3中Aa基因型频率为0.4
B. 曲线Ⅲ的F2中Aa基因型频率为0.4
C. 曲线Ⅳ的Fn中纯合子的比例比上一代增加（1/2）n+1
D. 曲線Ⅰ和Ⅳ的各子代间A和a的基因频率始终相等
解析：杂合子连续自交时每自交一次。

Aa的概率变为上一代的一半，这之中曲线Ⅳ符合，代表连续自交。

自交n代后得到的Fn中Aa的概率是（1/2）n，则纯合子的概率是1-（1/2）n，Fn-1中的纯合子比例是1-（1/2）n-1.两者作差，结果为（1/2）n所以C错误。

连续自交并逐代淘汰隐性个体后，F1中Aa的概率为2/3。

F2中的Aa比例为2/5.曲线Ⅲ符合。

所以B正确。

随机交配并淘汰隐
性个体之后，F1中Aa的概率为2/3，F2中Aa的概率为1/2.曲线2符合。

因此A 正确。

杂合子连续自交的过程中，没有外界因素的影响，根据遗传平衡定律，基因频率始终相等，曲线Ⅰ是杂合子随机交配过程中各代Aa基因型频率的变化曲线，整个过程中Aa的基因型频率没有变化，所以D正确。

四种杂交情况下后代中Aa占比是不同的，以第n代后代Fn为例。

连续自交的后代占比为（1/2）n，随机交配的后代占比为1/2，连续自交并逐代淘汰隐性个体的后代占比为2/（2n+1），随机交配并逐代淘汰隐性个体的后代占比为2/（n+2）。

例3 果蝇的长翅和（V）和（v）由一对常染色体上的等位基因控制。

假定某果蝇种群有20000只果蝇，其中残翅果蝇个体数量长期维持在4%，若再向该种群中引入20000只纯合长翅果蝇，在不考虑其他因素影响的前提下，关于纯合长翅果蝇引入后种群的叙述，错误的是（）[3]。

A. v基因频率降低了50%
B. V基因频率增加了50%
C. 杂合果蝇比例降低了50%
D. 残翅果蝇比例降低了50%
解析：由于种群中残翅果蝇的个体数量长期维持在4%，说明此种情况是符合遗传平衡定律的。

通过vv型占比为4%可以得出V、v的基因频率是0.8和0.2，VV、Vv、vv基因型频率分别是0.64、0.32、0.04。

引入新的VV个体后，通过计算，V的频率变为0.9，v为0.1，计算后的结果ACD正确，V占比由原来的0.8变为0.9，增加没有50%，B错误。

本道题目种群数量发生了遗传平衡定律的第三条描述的那种变化，迁入，因此打破了原有的平衡，建立了新的平衡，需要重新计算。

通过本文可以发现，遗传问题在生物中是非常重要的一类题目，要想能够熟练的解题，需要通过不断地练习和细致的观察分析。

参考文献
[1]袁美兰. 基因频率和基因型频率的求解及考题分析[J]. 理科考试研究，2012，（07）：60-63.
[2]陈倩. 辨析基因频率与基因型频率[J]. 高中生学习（学法指导），2015，（05）：56-58.
[3]吕爱民. 基因频率和基因型频率的计算及影响因素[J]. 生物学教学，
2015，（08）：37-39.。