基因频率计算规律总结.docx
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基因频率计算规律总结
例2：
人的红绿色盲是X染色体上的隐性遗传病。
在人类群体中，男性中患色盲的概率约为8%，那么，在人类红绿色盲基因的频率以及在女性中色盲的患病率、携带者的频率各是多少
※【分析过程】假设色盲基因Xb的频率=q，正常基因XB的频率=p。
已知人群中男性色盲概率为8%，由于男性个体Y染色体上无该等位基因，Xb的基因频率与XbY的频率相同，故Xb的频率=8%，XB的频率=92%。
因为男性中的X染色体均来自于女性，所以，在女性群体中Xb的频率也为8%，XB的频率也为92%。
由于在男性中、女性中XB、Xb的基因频率均相同，故在整个人群中Xb也为8%，XB的频率也为92%。
在女性群体中，基因型的平衡情况是：
p2（XBXB）+2pq（XBXb）+q2（XbXb）=1。
因此，在女性中色盲的患病率应为：
q2=8%×8%=，携带者的概率应为：
2pq=2×92%×8%=
※【答案】在人类中红绿色盲基因的频率是，在女性中红绿色盲的患病率是，携带者的频率是。
例3：
让红果番茄与红果番茄杂交，F1中有红果番茄，也有黄果番茄。
（基因用R和r表示）试问：
（1）F1中红果番茄与黄果番茄的显隐性关系是什么
（2）F1中红果番茄和黄果番茄的比例是多少
（3）在F1红果番茄中杂合子占多少纯合子占多少
（4）如果让F1中的每一株红果番茄自交，在F2中各种基因型的比例分别是多少其中红果番茄与黄果番茄的比例是多少
（5）如果让F1中的红果番茄种植后随机交配，在F2中各种基因型的比例分别是多少其中红果番茄和黄果番茄的比例是多少
※【分析过程】由题意可以简单地将
（1）-（4）的结果分析如下：
（1）红果为显性性状，黄果为隐性性状；
（2）F1中红果番茄和黄果番茄的比例是3：
1；
（3）在F1红果番茄中杂合子占2/3，纯合子占1/3；
（4）如果让F1中的每一株红果番茄自交，在F2中各种基因型的比例分别是:
RR:
Rr:
rr=3:
2:
1，其中红果番茄与黄果番茄的比例是5:
1；
（5）对于“如果让F1中的红果番茄种植后随机交配，然后再确定F2中各种基因型的比例以及其中红果番茄和黄果番茄的比例是多少”的问题，如果按照常规分析方法，需要分析四种交配方式，即：
①RR作为雄蕊分别为RR与Rr的雌蕊提供花粉；
②Rr作为雄蕊分别为RR与Rr的雌蕊提供花粉。
分别将以上四种组合方式的结果计算出来后，再求其之和即为本题最终答案。
很显然，此方法比较繁琐，不小心还可能会出错。
如果采用遗传平衡定律来求解，则要简便得多。
本题的要求是“让F1中的红果番茄种植后随机交配”，所以其下一代的基因频率及其基因型频率的计算符合“遗传平衡定律”的使用范围，所以可以应用“遗传平衡定律”来求解。
解答的过程如下：
由（3）中可知，F1红果番茄的基因型频率分别为：
RR=1/3， Rr=2/3
由此可以推出R与r的基因频率分别为：
R=p=2/3， r=q=1/3
由“遗传平衡定律”得F2的各种基因型分别为：
RR=p2=4/9， Rr=2pq=4/9，rr=q2=1/9
其比例分别为：
RR：
Rr ：
rr =4/9：
4/9：
1/9=4：
4：
1
在此基础上可以求出F2中红果番茄和黄果番茄的比例为：
红果：
黄果=（4/9+4/9）:
1/9=8:
1
当然，哈代——温伯格平衡定律并不能解决所有遗传概率的计算问题，如果不能满足给定的五个条件或是在相关的交配组合中不能确保某基因频率的固定数值，则不能生搬硬套，否则将会带来分析上的错误以及解题上的困难。
原文地址：
经典基因频率计算4作者：
xunlei
对欧洲某学校的学生进行遗传调查时发现，血友病患者占%（男∶女=2∶1）；血友病携带者占5%，那么，这个种群的Xh的频率是（ ）
A% B% Ｃ% D%
『解析』分析各基因型的频率如下（男女性别比例为1∶1）：
男：
XhY%/3 XHY（50%%/3）
女：
XHXh（携带者）5% XhXh%/3 XHXH（50%-5%%/3）
由以上数据，Xh基因的总数是%/3+5%+%/3
因此，Xh的基因频率=%/3+5%+%/3）/150%=%。
上题，命题者可谓煞费苦心，障碍丛丛，难度很高；而命题者都根据“基因频率的概念”作了“完美的解答”。
正是命题人的『根据“基因频率的概念”所作的“完美的解答”』蒙蔽了众多善良的人。
然而，却也暴露了命题者知识的缺陷。
【我的见解】：
⒈上题数据都为“编造”而非真实调查，所“编造”数据只是为其“命题立意”服务的，缺乏可信度。
居然还以“血友病”作题引，试问女性患者能存活多久关键的是其编造的“样本”不符合《群体遗传学》所定义“自然群体”和“取样规范”。
⒉涉及性染色体基因时，当然要考虑“性染色体异型的群体”的特殊性。
以“XY型的动物”讨论：
后代中雄的基因频率总是与上代雌性基因频率相同；雌性的基因频率总等于上代雌、雄性基因频率的平均数。
所以，简单的以“其染色体上某基因的数目/该位点基因的基因总数”其“运算结果”不能预测“不平衡群体”之直接后代的各“基因型频率”。
故，必须分雌、雄两类群分别计算。
⒊当然，以“其染色体上某基因的数目/该位点基因的基因总数”的“运算结果”为一个“发展的群体”达到“平衡态”之“平衡频率”。
但由于命题中的“样本群体”的不规范，其“运算结果”也就失去意义。
⒋综上所述，命题人的“聪明才智”在“逼”着解题者与他一起去犯一个“似乎正确”的科学性错误！
那么【应该如何计算涉及“性染色体基因”的“基因频率”和“基因型频率”呢】
（各位可查阅系统的“群体遗传学”资料（如大学教材），切勿轻信小报刊。
——欢迎大家参加讨论）
[相关理论知识]
【基本概念】：
基因型频率（genotypicfrequency）指群体中某特定基因型个体的数目占个体总数目的比率。
等位基因频率（allelicfrequency）是指群体中某一基因占其同一位点全部基因的比率，也称为基因频率（genefrequency）。
【关于基因频率的计算】（以二倍体生物为分析对象）：
1.基本计算式：
基因频率＝其染色体上某基因的数目/该位点基因的基因总数
2.基因型频率与基因频率的性质:
⑴同一位点的各基因频率之和等于1即p＋q＝1
⑵群体中同一性状的各种基因型频率之和等于1即：
D＋H＋R＝1
例：
人的ABO血型决定于三个复等位基因：
IA、IB和i。
据调查，中国人（昆明）中，IA基因的频率为，IB基因频率为，i基因的频率为，三者之和为＋＋＝1。
【基因频率与基因型频率的关系】:
⑴基因位于常染色体上
设有一对基因A、a，他们的基因频率分别为p、q,可组成三种基因型AA、Aa、aa，基因型频率分别为D、H、R，个体总数为N，AA个体数为n1，Aa个体数为n2，aa个体数为n3。
那么：
D＝n1/N、H＝n2/N、R＝n3/N；
p（A）＝（2*n1＋n2）/2N＝D＋H/2；q（a）＝（2*n3＋n2）/2N＝R＋H/2
即，一个基因的频率等于该基因纯合体的频率加上一半杂合体的频率。
（注）平衡时：
D＝p^2、H＝2pq、R＝q^2
⑵基因位于性染色体上：
由于性染色体具有性别差异，在XY型的动物中：
雌性（♀）为XX，雄性（♂）为XY；在ZW型的动物中，雌性（♀）为ZW，雄性（♂）为ZZ。
所以，把雌雄看做两个群体分别计算。
①对性染色体同型群体（XX，ZZ）
与常染色体上基因频率和基因型频率的关系相同。
即：
p＝D＋H/2；q＝R＋H/2
②性染色体异型的群体（XY，ZW）
由于基因的数量和基因型的数量相等，因此基因频率等于基因型频率：
即：
P＝D；q＝R
↑只要是孟德尔群体，这种关系在任何群体（平衡或不平衡）都是适用的。
↑
（注）平衡时，XX（或ZZ）群体：
D＝p^2、H＝2pq、R＝q^2；
XY（或ZW）群体：
D＝p、R＝q
【特别提醒：
请注意在X-Y和Z-W上往往不存在对应位点这一特殊性。
】
不少中学教师只是理解基本计算而忽略了性染色体的特殊性，采用雌雄两类群混合计算，这样得到的计算结果是错误的，并且不能用来预测发展的种群（不平衡种群）直接后代的基因型频率趋势。
谨说明：
我所批评的“另类计算方法”是那种不管“平衡/不平衡”、“常染色体/性染色体”，都在套用“基因频率＝其染色体上某基因的数目/该位点基因的基因总数”的“方法”——“雌雄混合计算”。
应该注意的是：
⑴“由于性染色体具有性别差异，在XY型的动物中：
雌性（♀）为XX，雄性（♂）为XY；在ZW型的动物中，雌性（♀）为ZW，雄性（♂）为ZZ。
所以，把雌雄看做两个群体分别计算。
”
⑵平衡时，“雄性群体基因频率＝雌性群体基因频率”且＝“平衡频率”
⑶平衡是一种特殊状态，不适于解释非平衡状态。
原文地址：
基因频率计算中误差浅析5作者：
xunlei
关于基因频率的计算是生物计算题中的一个难点,一般有三种方法:
1.概念求解法:
利用种群中一对等位基因组成的各基因型个体数求解
种群中某基因频率=种群中该基因总数/种群中该对等位基因总数×100%
种群中某基因型频率=该基因型个体数/该种群的个体数×100%
2.利用基因型频率求解基因频率
种群中某基因频率=该基因控制的性状纯合体频率＋1/2×杂合体频率
3.利用遗传平衡定律求解基因频率和基因型频率
遗传平衡定律：
一个群体在符合一定条件的情况下，群体中各个体的比例可从一代到另一代维持不变。
遗传平衡定律是由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。
符合遗传平衡定律的群体，需满足的条件：
（1）在一个很大的群体中；
（2）随机婚配而非选择性婚配；（3）没有自然选择；（4）没有突变发生；（5）没有大规模迁移。
，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。
这样，用数学方程式可表示为：
（p+q）2=1,p2+2pq+q2=1，p+q=l。
其中p代表一个等位基因的频率，q代表另一个等位基因的频率。
运用此规律，已知基因型频率可求基因频率；反之，已知基因频率可求基因型频率。
笔者在实际教学过程中发现:
上述方法1直观,容易理解和掌握,但觉得麻烦;方法2显得方便快捷,因此常常运用;方法3由于是在理想条件下的公式化应用,虽显得复杂,学生做这类题目格外细心,认真分析其适用条件,因此一般也能做对。
方法2因其计算方便应用较多,但该方法在计算X-连锁座位上的基因频率时有必要的适用条件,否则会产生误差,在某些特定的题目中,必须加以考虑。
笔者用下面的实例加以说明,期待与各位同仁商榷。
例1:
据调查，某小学的小学生中，基因型的比例为XBXB（%）、XBXb（%）、XbXb（%）、XBY（45%）、XbY（4%），则在该地区XB和Xb的基因频率分别是多少
用方法1解:
假设该群体有100个个体,则:
XB的基因数目=100×%×2+100×%+100×45%=139；Xb的基因数目=100×%+100×%×2+100×4%=12；全部基因数目=139+12=151；XB的基因频率=139/151=%；Xb的基因频率=12/151=%
用方法2解:
XB的基因频率=%+%×+45%=92%
Xb的基因频率=%×1/2+%+4%=8%
例2:
据调查，某小学的小学生中，基因型的比例为XBXB（%）、XBXb（%）、XbXb（%）、XBY（46%）、XbY（4%），则在该地区XB和Xb的基因频率分别是多少
用方法1解:
取100个个体，由于B和b这对等位基因只存在于X染色体上，Y染色体上无相应的等位基因。
故基因总数为150个，而XB和Xb基因的个数XB、Xb分别为×2++46＝138，+×2+4＝12，再计算百分比。
XB、Xb基因频率分别为138/150＝92%，12/150＝8%
用方法2解:
XB的基因频率=%+%×+46%=92%
Xb的基因频率=%×1/2+%+4%=8%
在例1中两种方法计算结果出现误差，例2中两种方法计算结果完全一致，这是什么原因呢分析上述两个例题，不难发现：
在例1中，女子占该人群的比例为51%，男子占49%，不等于1：
1，基因总数为100×51%×2+100×49%=151； 例2中男女各占50%,为1：
1,基因总数为150。
尽管该对等位基因各自数目是确定，但两种不同的处理因雄性只有单个的X-连锁等位基因使基因总数出现变化，从而出现误差。
例3:
人的色盲是X染色体上的隐性性遗传病。
在人类群体中，男性中患色盲的概率约为8%，那么，在人类色盲基因的频率以及在女性中色盲的患病率各是多少
XBXB
XBXb
XbXb
XBY
XbY
在整个群体中
1/2p2
pq
1/2q2
1/2p
1/2q
在男性群体中
P
q
在女性群体中
P2
2pq
q2
解析 设色盲基因Xb的频率=q，正常基因XB的频率=p。
已知人群中男性色盲概率为8%，由于男性个体Y染色体上无该等位基因，Xb的基因频率与XbY的频率相同，故Xb的频率=8%,XB的频率=92%。
因为男性中的X染色体均来自于女性，所以，在女性群体中Xb的频率也为8%，XB的频率也为92%。
由于在男性中、女性中XB、Xb的基因频率均相同，故在整个人群中Xb也为8%，XB的频率也为92%。
在女性群体中，基因型的平衡情况是：
p2（XBXB）+2pq（XBXb）+q2（XbXb）=1。
这样在女性中色盲的患病率应为q2=8%×8%=。
答案：
在人类中色盲基因的频率是，在女性中色盲的患病率是。
研究例3的解析可以看出：
这里将该群体分别处理成三个研究对象，即整个群体、男性群体、女性群体。
根据题意，只能先计算出男性群体中各基因频率，应用到女性群体和整个群体中，这就要求有男性群体和女性群体中各对应基因频率相等的前提。
那么，如果在例1中也把该人群男女性分别看作研究对象，则在女性群体中XB的基因频率为：
×2+/[++×2]=%,而 Xb的基因频率为:
%=%； 在男性群体中XB的基因频率为：
45/45+4）=%,而Xb的基因频率为:
%=%。
例1中用概念求解法计算结果如下表：
在整个群体中
在男性群体中
在女性群体中
XB的基因频率
%
%
%
Xb的基因频率
%
%
%
通过分析，笔者认为：
在群体遗传学中，群体的基因库主要由基因频率和基因型频率来描述的，是群体遗传学的两个基本量度，计算两者所需的数据来源于研究者所取的实际样本。
对于性连锁遗传而言，理论上雌雄比例相等，且雌性群体、雄性群体和整个群体中各基因频率相等，但实际上不一定相等。
因此例1题干中出现的情况符合实际。
又因利用基因型频率求解X-连锁座位上的基因频率必须要求雌雄比例相等，且雌性群体、雄性群体和整个群体中各基因频率相等，因此例1的两种解法出现误差是完全正常的。
无疑根据概念求解法得到的结果是正确的。
再因对实际群体样本来说，上述理论情况和实际情况差别一般较小，因此误差往往可以忽略，所以在处理实际问题时方法2仍然经常采用；但也有理论情况和实际情况差别明显的，如特定基因型胚胎致死等，这时只能用方法1求解。
当学生遇到求解X-连锁座位上的基因频率的考题时,笔者建议用概念求解法更加实用。
关于基因频率的计算题及解析
关于基因频率的计算题及解析
1.对某校学生进行色盲遗传病调查研究后发现：
780名女生中有患者23人，携带着52人，820明男生中有患者65人，那么该群体中色盲基因的概率是：
C
解：
（23×2+52+65）/780×2+820=163/2380
2.囊性纤维变性是一种常染色体遗传病。
在欧洲人群中每2500个人就有一人患此病。
如果一对健康的夫妇有一个患病的儿子，此后该女又与另一健康男子再婚，则再婚后他们生一个患此病孩子的概率是：
A
%
3.如果在以各种群中，基因型AA的比例占25%，基因型Aa的比例为50%，基因型aa比例占25%，已知基因型aa的个体失去求偶和繁殖的能力，则随机交配一代后，基因型aa的个体所占的比例为：
B
16 98 4
（先求a的基因频率，仅考虑a在AA与Aa中的频率，因为aa的个体不能产生后代，a=1/3）
4.在人类的MN血型系统中，基因型LMLM的个体表现为M血型；基因型LMLN的个体表现为MN血型，基因型NN的个体表现为N血型。
1977年上海中心血防站调查了1788人，发现有397人为M血型，861人为MN血型，530人为N血型。
则LM基因的频率为_________,LN基因的频率为_________.
答案:
（LM基因=（2×397+861）/1788×2= LN基因=（2×530+861）/2×1788=05372
5.在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其中，基因型为AA的个体占18%，基因型为Aa的个体占78%，aa的个体占4%，基因型A和a的频率分别是：
C
%,82% %,64% %,43% %,8%
（A:
18%+1/2×78%=57% a:
4%+1/2×78%=43%
6.人的ABO血型决定于3个等位基因IA、IB、i。
通过抽样调查发现血型频率（基因型频率）：
A型（IAIA,Iai）=;B型（IBIB,Ibi）=;AB型（IAIB）=;O型（ii）=.试计算IA、IB、i这3各等位基因的频率。
答案：
IA=,IB=,i=
（解析:
见图）
7.据调查，某小学的学生中，基因型为XBXB的比例为%,XBXb为%,XbXb为%,XBY为46%，XbY为4%，则在该地区XB和Xb的基因频率分别为：
D
%,8% %,92% %,92% %,8%
（XB=%+46%+1/2×%=92%,Xb=%+4%+1/2×%=8%）
8.已知苯丙酮尿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隐性致病基因的基因频率以及携带此隐性基因和杂合基因型频率各是多少？
答案：
a= Aa=
（aa=q2=1/10000,所以a=q=根号1/10000=,又因为p+q=1,所以p=1-q==,因为Aa=2pq,所以，Aa=2××=
9.人的色盲是X染色体上的隐性遗传病。
在人类群体中，男性中患色盲的概率大约为8%，那么，在人类中色盲基因的概率以及在女性中色盲的患病率各是多少？
答案：
（对于女性来说：
位于X染色体上的等位基因，基因的平衡情况是：
p2（XBXB）+2pq（XBXb）+p2（XbXb）=1;对男性来说：
Y染色体上无等位基因，其基因型频率与基因频率相同，也和表现型频率一样，即p（XBY）+q（XbY）=1.现已知人群中男性色盲概率为8%，也即色盲基因（Xb）的基因频率就应该是q（Xb）=,所以p（XB）=.这样，在女性中色盲的发病率应该为q2（XbXb）=（2=
10.在非洲人群中，每10000人中有1个人患囊性纤维原瘤，该病属常染色体遗传。
一对健康夫妇生有一个一患病的孩子，此后，该妇女与另一个健康男性再婚，他们若生孩子，患此病的几率是：
D
25 50 100 200
解析见图602和602-1
11.在一个杂合子为Aa为50%的人类群体中，基因A的频率是（该群体是遗传平衡群体）:
D
% 25% % %
（2×25+50）/200=50%
12.在豚鼠中，黑猫对白毛是显性，如果基因库中，90%是显性基因B，10%是隐性基因b，则种群中，基因型BB、Bb、bb的概率分别是：
D
%、40%、15% %、81%、1%
%、45%、10% %、18%、1%
13.色盲基因出现的频率为7%。
一个正常男性与一个无亲缘关系的女性结婚，子代患色盲的可能性是：
D
400 400 400或1/400400
基因频率的计算题对高二学生来说是个重点也是个难点，为此我把这部分知识进行整理、归纳，总结如下：
一、由基因型频率来计算基因频率
（一）常染色体
若已经确定了基因型频率，用下面公式很快就可以计算出基因频率。
A的基因频率=（AA的频率+1/2Aa的频率）＝（AA的个数×2＋Aa的个数）/2
a的基因频率=（aa的频率+1/2Aa的频率）＝（aa的个数×2＋Aa的个数）/2
例1 、在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其中基因型AA的个体占24%，基因型为Aa的个体占72%，aa的个体占4%，那么，基因A和a的频率分别是
解：
这是最常见的常染色体基因频率题：
A=（AA的频率+1/2Aa的频率）=24%+72%÷2=60%，a=1-60%=40%
（二）性染色体
XA=（XAXA个数×2+XAXa个数+XAY个数）/（雌性个数×2+雄性个数）
Xa=（XaXa个数×2+XAXa个数+XaY个数）/（雌性个数×2+雄性个数）
注意：
基因总数=女性人数×2+男性人数×1
例1.某工厂有男女职工各200名，对他们进行调查时发现：
女性色盲基因的携带者为15人，患者5人，男性患者11人，那么这个群体中色盲基因的频率为 。
解：
这是最常见的性染色体基因频率题：
由XAXa：
15， XaXa：
5， XaY：
11， 得Xa=（XaXa个数×2+XAXa个数+XaY个数）/（雌性个数×2+雄性个数）=（5×2+15+11）/（200×2+200）=6%
例2．对欧洲某学校的学生进行遗传调查时发现，血友病患者占%（男：
女=2：
1）；血友病携带者占5%，那么，这个种群的Xh的频率是（ ）
A% B% C% D%
解析：
该题稍有难度，解本题的关键在于确定各基因型的频率，而且还要注意男性的Y染色体上是没有相关基因的。
我们可以用以下的一个表格来表示：
（男女性别比例为1：
1）
男
XhY
%/3
XHY
50%%/3
女
XHXh（携带者）
5%
XhXh
%/3
XHXH
50%-5%%/3
由表格数据，Xh基因的总数是%/3+5%+%/3，Xh的基因频率=%/3+5%+%/3）/150%=%。
二、根据基因频率求基因型频率
做这种题时一般要用到遗传平衡定律，如果一个种群符合下列条件：
1.种群是极大的；
2.种群个体间的交配是随机的，那么其后代可用遗传平衡来计算。
3.没有突变发生；种群之间不存在个体的迁移或基因交流；没有自然选择。
那么，这个种群的基因频率（包括基因型频率）就可以一代代稳定不变，保持平衡。
就可以用遗传平衡定律，也称哈迪——温伯格平衡。
公式是：
AA=A2. aa=a2.Aa=2×A×a
（一）一个大的群体可用遗传平衡定律计算
（1）、常染色体
例1、在欧洲人中有一种罕见的遗传病，在人群中的发病率约为25万分之一，患者无生育能力，现有一对表现型正常的夫妇，生了一个患病的女儿和正常的儿子。
后因丈夫车祸死亡，该妇女又与一个没任何血缘关系的男子婚配，则这位妇女再婚后再生一患病孩子的概率是：
4 B. 1/250000 1000 50000
解析：
由aa=1/250000，得a=1/500。
由题干可知该妇女的基因型为Aa，她提供a配子的概率为1/2，没有任何亲缘关系的男子提供a配子的概率为1/500，所以他们生出一个有病孩子aa的概率是：
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