基因頻率計算題

基因頻率與基因型頻率計算技巧1由具體案例推導得出相應公式、結論案例1某植物種群，基因型為MM的個體占30%，Mm的個體占50%。〔1〕該植物種群中，M、m的基因頻率分別是、?！?〕如該植物在原地自交一次，后代中MM、mm基因型個體分別占、，這時，基因頻率分別是、，此時，植物是否發(fā)生了進化？〔3〕假設將該植物引入鹽堿地，讓其自交一次，結果隱性純合子出現(xiàn)爛芽致死，那么后代中M、m基因頻率分別是、。解析據(jù)基因頻率的概念，基因頻率＝如該種群個體總數(shù)有a個，那么M的基因頻率＝〔先求出Mm個體占50%〕據(jù)此，可推理得到公式1這樣，依照公式，驗證：公式2種群中等位基因頻率之和等于1當該種群原地自交一次后，結果如下所示：此時，根據(jù)公式1，再據(jù)公式2，依現(xiàn)代生物進化理論，種群基因頻率未發(fā)生改變，那么種群未發(fā)生進化。當該植物引入鹽堿地后，由于隱性個體〔占種群總數(shù)〕被淘汰，因而例2某種子公司引進了一批小麥種子，經(jīng)實驗發(fā)現(xiàn)，隱性純合子穩(wěn)定在0.01%。按規(guī)定，雜合子在2%以下時才適合播種，請問，此種子是否符合播種要求？解析設顯性基因頻率為p，隱性基因頻率為q。由于隱性純合子是兩個隱性配子結合而來，那么有，。據(jù)公式2，。顯性純合子頻率，所以，，符合播種要求。2運用公式和定律、結論解決實際問題例3某中學生血型為AB型，在上學過程中因車禍急需輸血。由于血庫暫時缺少該種血型的血液，而據(jù)血站資料，某工廠現(xiàn)有400名健康工人，其中，A型血有180人，O型血有144人。如果AB型的工人都符合輸血條件，每人獻血，請你預測能否通過此方法挽救該中學生的生命？解析此題關鍵是要求出該工廠400名健康工人中AB型血型的人數(shù)。O型血〔ii〕144人，設i基因頻率為q，即，，如設基因頻率為p，由于A型血有二種基因型〔，〕，有，由于，可求得。設基因頻率為r，那么，這樣，AB型的人數(shù)人，可獻血量為，可以挽救該中學生的生命。1、常染色體上基因的基因頻率計算例1:(2023年高考江蘇卷)某植物種群中，AA個體點16%，aa個體占36%，該種群隨機交配產(chǎn)生的后代中AA個體百分比、A基因頻率和自交產(chǎn)生的后代中AA個體百分比、A基因頻率的變化依次為A．增大，不變；不變，不變B．不變，增大；增大，不變C．不變，不變；增大，不變D．不變，不變；不變，增大分析思路：由題目可知，該植物種群隨機交配時，滿足哈代-溫伯格平衡，由哈代-溫伯格平衡定律可知，隨機交配后代的基因頻率和基因型頻率都不會改變；連續(xù)自交產(chǎn)生的后代中基因型頻率會發(fā)生改變，純合子會越來越多，導致種群中純合子比例增大，但基因頻率不會發(fā)生改變。答案：C。變式練習1：某小島上原有果蠅20000只，其中基因型VV、Vv和vv的果蠅分別占15%，55%和30%。假設此時從島外入侵了2000只基因型為VV的果蠅，且所有果蠅均隨機交配，那么F1代中V的基因頻率約為A．43%B.48%C.52%D.57%分析思路：島上原有的果蠅種群應入侵了局部果蠅，所以有遷入，不滿足遺傳平衡，原有種群和入侵后的種群的基因頻率不等，應用常規(guī)方法計算，但入侵后重新組成的種群里的果蠅能隨機交配，滿足遺傳平衡，所以新種群的F1代中V的基因頻率和親代的V的基因頻率相等。原種群中果蠅20000只，其中基因型VV、Vv和vv的果蠅分別占15%，55%和30%，即VV個體3000只，Vv個體11000只，vv個體6000只，遷入2000只VV果蠅，那么新種群共有22000只果蠅，其中VV個體5000只，Vv個體11000只，vv個體6000只，用常規(guī)方法計算V的基因頻率為〔5000×2+11000〕/22000×2=48%。答案：B。變式練習2：在調(diào)查某小麥種群時發(fā)現(xiàn)T〔抗銹病〕對t〔易感染銹病〕為顯性，在自然情況下該小麥種群可以自由傳粉，據(jù)統(tǒng)計TT為20%，Tt為60%，tt為20%。該小麥種群突然大面積感染銹病，，致使全部的易感染銹病的小麥在開花之前全部死亡。那么該小麥在感染銹病之前與感染銹病之后基因T的頻率分別是多少？A．50%和50%B.50%和62.5%C.62.5%和50%D.50%和100%分析思路：該小麥種群大面積感染銹病，即存在自然選擇，所以該小麥在感染銹病之前與感染銹病之后基因T的頻率肯定不相等，只能用常規(guī)方法分別計算。感染前T的基因頻率為〔20%×2+60%〕/100%×2=50%；感染銹病后，該種群只剩下TT和Tt，TT占1/4，Tt占3/4，感染后T的基因頻率為〔1/4×2+3/4〕/1×2=62.5%；答案：B。例2:〔2023年高考廣東卷〕某人群中某常染色體顯性遺傳病的發(fā)病率為19%，一對夫婦中妻子患病，丈夫正常，他們所生的子女患該病的概率是A．10/19B．9/19C．1/19D．1/2分析思路：此題為常染色體顯性遺傳病，人群中發(fā)病率為19%，可用平衡群體的規(guī)律計算。假設用A、a來表示該單基因遺傳病。該遺傳病發(fā)病率為19%，即AA和Aa的概率之和為19%，那么aa概率為81%，算出a基因頻率為9/10，A基因頻率為1/10，可知人群中AA基因型頻率為1%，Aa基因型頻率為18%。此題中丈夫表現(xiàn)型正常，為隱性純合子，基因型為aa，又妻子患病，基因型只能為AA或Aa，推出妻子為AA的概率為1%/〔1%+18%〕=1/19，Aa的概率為18%/19%=18/19。她與正常男性婚配，子女患病的幾率為1/19+18/19×1/2=10/19。答案：A。變式練習：當?shù)厝巳褐屑s2500人中有一個白化病患者，現(xiàn)在有一個表現(xiàn)型正常，其雙親也正常，但其弟弟是白化病患者的女性，與當?shù)匾粋€無親緣關系的正常男性婚配，他們所生男孩患白化病的概率為_______分析思路：由題目中可知當?shù)厝巳褐屑s2500人中有一個白化病患者，即人群中發(fā)病率為1/2500，同樣可用平衡群體的規(guī)律計算。假設用A、a來表示該遺傳病。該遺傳病發(fā)病率為1/2500，白化病為常染色體隱性遺傳病，即aa概率為1/2500，算出a基因頻率為1/50，A基因頻率為49/50，可知人群中AA基因型頻率為〔49/50〕對歐洲某學校的學生進行遺傳調(diào)查時發(fā)現(xiàn)，血友病患者占0.7%〔男∶女=2∶1〕；血友病攜帶者占5%，那么，這個種群的Xh的頻率是()

A2.97%B0.7%Ｃ3.96%D3.2%

『解析』分析各基因型的頻率如下(男女性別比例為1∶1)：

男：XhY1.4%/3XHY(50%-1.4%/3)

女：XHXh(攜帶者)5%XhXh0.7%/3XHXH(50%-5%-0.7%/3)

由以上數(shù)據(jù)，Xh基因的總數(shù)是1.4%/3+5%+1.4%/3

因此，Xh的基因頻率=(1.4%/3+5%+1.4%/3)/150%=3.96%?；蝾l率的計算題對高二學生來說是個重點也是個難點，為此我把這局部知識進行整理、歸納，總結如下：一、由基因型頻率來計算基因頻率〔一〕常染色體假設已經(jīng)確定了基因型頻率，用下面公式很快就可以計算出基因頻率。A的基因頻率=〔AA的頻率+1/2Aa的頻率〕＝〔AA的個數(shù)×2＋Aa的個數(shù)〕/2a的基因頻率=〔aa的頻率+1/2Aa的頻率〕＝(aa的個數(shù)×2＋Aa的個數(shù))/2例1

、在一個種群中隨機抽出一定數(shù)量的個體，其中基因型AA的個體占24%，基因型為Aa的個體占72%，aa的個體占4%，那么，基因A和a的頻率分別是解：這是最常見的常染色體基因頻率題：A=〔AA的頻率+1/2Aa的頻率〕=24%+72%÷2=60%，a=1-60%=40%〔二〕性染色體XA=〔XAXA個數(shù)×2+XAXa個數(shù)+XAY個數(shù)〕/〔雌性個數(shù)×2+雄性個數(shù)〕Xa=〔XaXa個數(shù)×2+XAXa個數(shù)+XaY個數(shù)〕/〔雌性個數(shù)×2+雄性個數(shù)〕注意：基因總數(shù)=女性人數(shù)×2+男性人數(shù)×1例1.某工廠有男女職工各200名，對他們進行調(diào)查時發(fā)現(xiàn)：女性色盲基因的攜帶者為15人，患者5人，男性患者11人，那么這個群體中色盲基因的頻率為。解：這是最常見的性染色體基因頻率題：由XAXa：15，

XaXa：5，

XaY：11，得Xa=〔XaXa個數(shù)×2+XAXa個數(shù)+XaY個數(shù)〕/〔雌性個數(shù)×2+雄性個數(shù)〕=〔5×2+15+11〕/〔200×2+200〕=6%例2．對歐洲某學校的學生進行遺傳調(diào)查時發(fā)現(xiàn)，血友病患者占0.7%〔男：女=2：1〕；血友病攜帶者占5%，那么，這個種群的Xh的頻率是〔〕A2.97%

B0.7%

C3.96%

D3.2%解析：該題稍有難度，解此題的關鍵在于確定各基因型的頻率，而且還要注意男性的Y染色體上是沒有相關基因的。我們可以用以下的一個表格來表示：〔男女性別比例為1：1〕男XhY1.4%/3XHY50%-1.4%/3

女XHXh〔攜帶者〕5%XhXh0.7%/3XHXH50%-5%-0.7%/3由表格數(shù)據(jù)，Xh基因的總數(shù)是1.4%/3+5%+1.4%/3，Xh的基因頻率=(1.4%/3+5%+1.4%/3)/150%=3.96%。二、根據(jù)基因頻率求基因型頻率做這種題時一般要用到遺傳平衡定律，如果一個種群符合以下條件：1.種群是極大的；2.種群個體間的交配是隨機的，那么其后代可用遺傳平衡來計算。3.沒有突變發(fā)生；種群之間不存在個體的遷移或基因交流；沒有自然選擇。那么，這個種群的基因頻率〔包括基因型頻率〕就可以一代代穩(wěn)定不變，保持平衡。就可以用遺傳平衡定律，也稱哈迪——溫伯格平衡。公式是：AA=A2.

aa=a2.Aa=2×A×a〔一〕一個大的群體可用遺傳平衡定律計算〔1〕、常染色體例1、在歐洲人中有一種罕見的遺傳病，在人群中的發(fā)病率約為25萬分之一，患者無生育能力，現(xiàn)有一對表現(xiàn)型正常的夫婦，生了一個患病的女兒和正常的兒子。后因丈夫車禍死亡，該婦女又與一個沒任何血緣關系的男子婚配，那么這位婦女再婚后再生一患病孩子的概率是：A.1/4

B.

1/250000

C.1/1000

D.1/50000解析：由aa=1/250000，得a=1/500。由題干可知該婦女的基因型為Aa，她提供a配子的概率為1/2，沒有任何親緣關系的男子提供a配子的概率為1/500，所以他們生出一個有病孩子aa的概率是：1/2×1/500=1/1000。例2．某常染色體隱性遺傳病在人群中的發(fā)病率為1%，現(xiàn)有一對表現(xiàn)正常的夫婦，妻子為該常染色體遺傳病致病基因攜帶者。那么他們所生小孩患病的概率是A．1/88

B．1/22

C．7/2200

D．3/800解：大的人群可用遺傳平衡定律計算，由aa=1%，得a=1/10，A=9/10，因此在人群中AA=81%,Aa=2×1/10×9/10=18%,aa=1%。妻子的基因型是Aa，只有丈夫的基因型為Aa才可能生出患病的孩子，由于丈夫是正常的，所以基因型為：AA或Aa，在正常人群中Aa的概率是：Aa=18%/(18%+81%)=2/11,那么生出患病的孩子aa的概率是：2/11〔為Aa基因型的概率〕×1/4〔生出aa基因型個體的概率〕=1/22。選B注意：該題與上一題的不同之處是：例1中的一個沒任何血緣關系的男子，可能有病也可能正常，其基因型是AA,Aa,aa，所以用a=1/500來計算，而該題是正常的男子，其基因型是AA,Aa，所以用Aa占正常人的比率來計算?！?〕、位于X染色體上的基因頻率的計算例1、假設某果蠅種群中，XB的基因頻率為90%，Xb的基因頻率為10%，雌雄果蠅數(shù)相等，理論上XbXb、XbY的基因型比例依次是〔〕

A、1%、2%

B、0.5%、5%

C、10%、10%

D、5%、0.5%解析：在雌性中由Xb=10%，得XbXb=〔

Xb〕2=〔

10%

〕2=1%，這是在雌性中的概率，那么在整個種群中的概率是0.5%，在雄性中由Xb=10%，得XbY=10%，這是在雄性中的概率，那么在整個種群中的概率是5%，答案是B。例2.某個海島上,每1萬俱中有500名男子患紅綠色盲那么該島上的人群中,女性攜帶者的數(shù)量為每萬人中有(設男女性別比為1:1)

A.1000

B.900人

C.800人

D.700人解析：由XbY=500/5000＝1/10，得Xb=1/10

XB=1-1/10=9/10那么，XBXb的基因型頻率為2×1/10×9/10＝18％，這是在雌性中的概率。由總共10000人,男女比例為1：1,得女性5000人,所以女性攜帶者數(shù)目為5000×18％＝900人.注意：由Xb=10%，得XbXb=〔

Xb〕2=〔

10%

〕2=1%，這是在雌性中XbXb占的概率，XbY=10%

這是在雄性中XbY占的概率，在整個人群中占的概率均要減半?！捕场⒃谝粋€種群中，自由〔隨機〕交配時其后代也可用遺傳平衡定律計算例.如果在一個種群中,基因型AA的比例占25%，Aa占50%,aa占25%.基因型aa的個體失去求偶和繁殖的能力,那么自由交配一代后,基因型aa的個體所占的比例為多少?假設自交一代后基因型aa的個體所占的比例為多少?解析:子代中AA與Aa自由交配可用遺傳平衡來解題，由AA＝25%，Aa=50%，得基因頻率：A＝2/3、a＝1/3，那么后代中aa=a2=1/9自交一代后基因型aa的頻率：〔