醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)（陳紹坤、余紅、劉嵐）講義 第10章 群體遺傳學(xué) 學(xué)習(xí)資料

群體中的基因醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)與醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)教研室余紅Populationgenetics第10章

群體遺傳學(xué)（populationgenetics）研究群體中的遺傳結(jié)構(gòu)及其變化規(guī)律的一門遺傳學(xué)分支學(xué)科，它應(yīng)用數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)方法研究群體中基因的分布以及基因和基因型頻率的維持和變化。醫(yī)學(xué)群體遺傳學(xué)主要研究致病基因在人類群體中的變化規(guī)律，以闡明遺傳病在群體中的發(fā)生及流行特點(diǎn)，為預(yù)防疾病的發(fā)生提供依據(jù)。[教學(xué)要求]1．掌握：遺傳平衡定律及其在基因頻率計(jì)算中的應(yīng)用；影響遺傳平衡因素對(duì)遺傳平衡的影響；遺傳負(fù)荷的來源。2．熟悉：群體遺傳學(xué)基本概念。3．了解：突變率的計(jì)算、遺傳負(fù)荷的估計(jì)。第一節(jié)群體遺傳學(xué)基本概念1、群體（population）指同一物種生活在某一地區(qū)內(nèi)的、能相互雜交的個(gè)體群，也稱為孟德爾式群體(Mendelianpopulation)廣義群體：是指同一物種的所有個(gè)體。不適于遺傳學(xué)研究。狹義群體：是指局限于某一地區(qū)、彼此有婚配關(guān)系的個(gè)體群。群體遺傳學(xué)主要研究的是狹義的群體。

2、群體的遺傳結(jié)構(gòu)

又稱為群體的遺傳組成，是指群體的基因、基因型的種類和頻率。一個(gè)群體所具有的全部遺傳信息稱為基因庫（genepool）。

不同群體的遺傳結(jié)構(gòu)有差異。3、隨機(jī)交配在有性生殖的孟德爾群體中，一種性別的任何一個(gè)個(gè)體有同樣的機(jī)會(huì)和相反性別的個(gè)體交配的方式叫隨機(jī)交配（randommating）?，F(xiàn)實(shí)群體中常常把非近親交配類型近似地看作為隨機(jī)交配。

第二節(jié)群體中的遺傳平衡★一、基因頻率和基因型頻率基因頻率（genefrequency）：是指群體中某特定等位基因數(shù)量占該基因座全部等位基因總數(shù)的比率。

設(shè)某一基因座有等位基因A和a，設(shè)A的基因頻率為p，a的基因頻率為q則：p=A/A+a；q=a/A+a

p+q=1

例如：50人，同一基因座100個(gè)基因A：30個(gè)a：70個(gè)p=30%q=70%一、基因頻率和基因型頻率基因型頻率(genotypefrequency)

:是指群體中某特定基因型個(gè)體占全部個(gè)體數(shù)的比率。對(duì)于共顯性和不完全顯性性狀：

群體中的基因型頻率可通過表型的調(diào)查直接得出；群體中的基因頻率可通過基因型頻率推算。

一、基因頻率和基因型頻率例：在一個(gè)747人的群體中，發(fā)現(xiàn)M血型者有233人；N血型者有129人；MN血型者有385人。（1）MM、NN和MN3種基因型的頻率分別是多少？（2）M基因和N基因的頻率分別是多少？MN血型（共顯性遺傳）。人群中有MM、NN和MN3種基因型，相應(yīng)的表型分別是M血型、N血型和MN血型。一、基因頻率和基因型頻率例：在一個(gè)747人的群體中，發(fā)現(xiàn)M血型者有233人；N血型者有129人；MN血型者有385人。（1）MM、NN和MN3種基因型的頻率分別是多少？

[MM]:D=233/747=31.2%[NN]:R=129/747=17.3%[MN]:H=385/747=51.5%一、基因頻率和基因型頻率[N][M]例：在一個(gè)747人的群體中，發(fā)現(xiàn)M血型者有233人；N血型者有129人；MN血型者有385人。（1）MM、NN和MN3種基因型的頻率分別是多少？（2）M基因和N基因的頻率分別是多少？設(shè)：M基因的頻率為p，N基因的頻率為q。

D

H

H

R

MM型個(gè)體233人每個(gè)個(gè)體有2個(gè)M基因MN型個(gè)體385人每個(gè)基因座有2個(gè)基因一、基因頻率和基因型頻率通過群體中的基因型頻率計(jì)算共顯性遺傳和不完全顯性遺傳的基因頻率：

基因型MM的頻率為D，基因型NN的頻率為R，基因型MN的頻率為H，則：其它遺傳方式如何計(jì)算基因頻率？二、遺傳平衡定律及其應(yīng)用（一）遺傳平衡定律D.H.HardyW.Weinberg遺傳平衡定律（lawofgeneticequilibrium）或Hardy-Weinberg定律

一定條件下，群體中的基因頻率和基因型頻率在世代傳遞中保持不變。如果一個(gè)群體達(dá)到了這種狀態(tài)，就是一個(gè)遺傳平衡的群體。1.群體很大2.隨機(jī)婚配3.沒有自然選擇4.沒有突變發(fā)生5.沒有大規(guī)模遷移Hardy-Weinberg定律遺傳平衡定律(lawofgeneticequilibrium)遺傳平衡群體中每個(gè)世代基因頻率保持不變。設(shè)有一對(duì)等位基因A和a，基因A的頻率為p，基因a的頻率為q。p＋q＝1Hardy-Weinberg定律遺傳平衡定律(lawofgeneticequilibrium)遺傳平衡群體中每個(gè)世代基因頻率保持不變。群體隨機(jī)婚配時(shí)(視為兩性配子隨機(jī)結(jié)合)：精子f(A)＝pf(a)＝q卵子f(A)＝pp2(AA)pq(Aa)f(a)＝qpq(Aa)q2(aa)p2

＋2p

q

＋q

2

＝1p＋q＝1Hardy-Weinberg定律遺傳平衡定律(lawofgeneticequilibrium)群體隨機(jī)婚配時(shí)(視為兩性配子隨機(jī)結(jié)合)：p2

＋2p

q

＋q

2

＝1從數(shù)學(xué)角度分析，精子和卵子的隨機(jī)結(jié)合的頻率實(shí)際是一個(gè)二項(xiàng)式的展開（p＋q）（p＋q）＝（p＋q）2＝1即：

（p＋q）2＝p2

＋2p

q

＋q

2

＝1Hardy-Weinberg定律遺傳平衡定律(lawofgeneticequilibrium)p2:基因型AA的頻率2pq:基因型Aa的頻率q2:基因型aa的頻率所以，如果群體中：AA:Aa:aa=p2

:

2pq:q2

則該群體達(dá)到了遺傳平衡狀態(tài)。遺傳平衡狀態(tài)下Hardy-Weinberg定律遺傳平衡定律(lawofgeneticequilibrium)p2:基因型AA的頻率2pq:基因型Aa的頻率q2:基因型aa的頻率如果以D、H和R分別代表AA、Aa和aa的基因型頻率，則在遺傳平衡群體中或平衡狀態(tài)下：

遺傳平衡狀態(tài)下Hardy-Weinberg定律遺傳平衡定律(lawofgeneticequilibrium)例：一個(gè)1000人的群體中，純合子AA有600人，純合子aa有200人，雜合子Aa有200人。該群體是否是一個(gè)遺傳平衡的群體？（1）計(jì)算實(shí)際基因型頻率：[AA]：D=600/1000=0.6[Aa]：H=200/1000=0.2[aa]：R=200/1000=0.2Hardy-Weinberg定律遺傳平衡定律(lawofgeneticequilibrium)（1）計(jì)算實(shí)際基因型頻率：

[AA]:0.6[Aa]:0.2[aa]:0.2例：一個(gè)1000人的群體中，純合子AA有600人，純合子aa有200人，雜合子Aa有200人。該群體是否是一個(gè)遺傳平衡的群體？（2）計(jì)算實(shí)際基因頻率：基因A的頻率基因a的頻率Hardy-Weinberg定律遺傳平衡定律(lawofgeneticequilibrium)例：一個(gè)1000人的群體中，純合子AA有600人，純合子aa有200人，雜合子Aa有200人。該群體是否是一個(gè)遺傳平衡的群體？（3）計(jì)算理論基因型頻率：AA:Aa:aa＝

p2

:2pq

:q

2

基因型頻率（理論）：

[AA]=

p2=0.72=0.49[Aa]=2pq=0.42

[aa]=q2=0.32=0.09結(jié)論：該群體是遺傳不平衡群體?；蛐皖l率(實(shí)際）：[AA]:0.6[Aa]:0.2[aa]:0.2Hardy-Weinberg定律遺傳平衡定律(lawofgeneticequilibrium)例：一個(gè)1000人的群體中，純合子AA有600人，純合子aa有200人，雜合子Aa有200人。該群體是否是一個(gè)遺傳平衡的群體？一個(gè)不平衡的群體只要經(jīng)過多少世代隨機(jī)婚配可以達(dá)到遺傳平衡？？Hardy-Weinberg定律遺傳平衡定律(lawofgeneticequilibrium)不平衡群體隨機(jī)雜交：精子f(A)＝0.7f(a)＝0.3卵子f(A)＝0.7AA(0.49)Aa(0.21)f(a)＝0.3Aa(0.21)aa(0.09)Hardy-Weinberg定律遺傳平衡定律(lawofgeneticequilibrium)不平衡群體隨機(jī)雜交：即：AA=0.49；Aa=0.42；aa=0.09這樣就達(dá)到了遺傳平衡。一個(gè)不平衡的群體只要經(jīng)過一個(gè)世代隨機(jī)婚配就可以達(dá)到遺傳平衡。Hardy－Weinberg定律的要點(diǎn)如下：1、在一個(gè)隨機(jī)交配的大群體中，如果沒有其它因素的干擾，各世代之間基因頻率和基因型頻率保持不變。2、如果一個(gè)群體的基因頻率和基因型頻率在世代間保持不變，這個(gè)群體就被稱為平衡群體。3、在一個(gè)大群體內(nèi)，不論起始基因頻率和基因型頻率如何，只要經(jīng)過一代的隨機(jī)交配，群體就能達(dá)到平衡。二、遺傳平衡定律及其應(yīng)用（二）遺傳平衡定律的應(yīng)用判斷群體是否處于遺傳平衡狀態(tài)；計(jì)算出各種遺傳方式下的基因頻率和基因型頻率?！疤幔哼z傳平衡群體中?；蝾l率的計(jì)算1、常染色體顯性遺傳AA和Aa是患者，aa為正常個(gè)體。遺傳平衡群體中：AA=p2

Aa=2pqaa=q2所以群體發(fā)病率是p2+2pq，正常人頻率是q2。

p2

＋2pqH

＝

2pq≈

2p群體發(fā)病率H≈發(fā)病率基因頻率的計(jì)算2、常染色體隱性遺傳aa為患者，Aa是攜帶者，AA是完全正常個(gè)體。遺傳平衡群體中：AA=p2

Aa=2pqaa=q2所以群體發(fā)病率是q2，攜帶者頻率為2pq。

則通過群體發(fā)病率（q2）就可直接計(jì)算出致病基因頻率（q）。2、常染色體隱性遺傳q＝

q2p＝1－q

2pq≈2q＝發(fā)病率q為致病基因頻率攜帶者頻率即攜帶者的頻率(2pq)約為致病基因頻率的2倍

基因頻率的計(jì)算基因頻率的計(jì)算2、常染色體隱性遺傳例：在我國人群中，白化病（AR）的群體發(fā)病率為1/20000，求致病基因和正?；虻念l率以及各種基因型的頻率。

2pq≈2q=2×0.007=0.014aaAAAa基因頻率的計(jì)算案例10-1一對(duì)外表正常的新婚夫婦，新郎是中國上海人，新娘系美國馬薩諸塞州人，雙方均無遺傳病家族史，他們看到鄰居家一對(duì)非近親結(jié)婚的健康夫婦生了個(gè)苯丙酮尿癥（PKU）患兒，很擔(dān)憂將來自己的孩子也遭此厄運(yùn)，因此前來進(jìn)行遺傳咨詢。思考題：1．這對(duì)夫婦有可能生出PKU的患兒嗎？如果有可能，其風(fēng)險(xiǎn)與哪些因素有關(guān)，如何計(jì)算？

２.PKU致病基因的突變率是多少？３.現(xiàn)在對(duì)PKU患者的有效治療，是否會(huì)增加群體中致病基因的頻率？基因頻率的計(jì)算案例10-11題分析PKU屬于AR。兩個(gè)攜帶者婚配才有可能生出PKU患兒（概率為25%）。新郎、新娘是攜帶者的概率與他們各自出生地區(qū)的PKU致病基因頻率有關(guān)。根據(jù)群體調(diào)查資料顯示，中國上海人中苯丙酮尿癥的發(fā)病率為1/16500，則致病基因頻率(q1)為0.0078，攜帶者頻率約為15‰(2q1)；美國馬薩諸塞州人中苯丙酮尿癥的發(fā)病率為1/15000，則致病基因頻率(q2)為0.0082，攜帶者頻率約為16‰(2q2)，這對(duì)外表正常的新婚夫婦同為攜帶者的頻率即是：15‰×16‰=0.015×0.016=2.4×10-4，他們生出苯丙酮尿癥患兒的可能性為2.4×10-4×0.25＝6×10-5。

基因頻率的計(jì)算3、X連鎖遺傳病男、女性的基因頻率和基因型頻率不相同。

女性X染色體上的基因頻率和基因型頻率的分布與常染色體基因一致；男性是半合子，男性基因型頻率等于基因頻率，根據(jù)男性的發(fā)病率可直接得出基因頻率?；蝾l率的計(jì)算3、X連鎖遺傳病性別女性男性基因型XAXAXAXaXaXaXAYXaY基因型頻率p22pqq2pq男性表型頻率＝男性基因型頻率＝群體基因頻率女性純合體的頻率為男性相應(yīng)表型頻率的平方XD中，男女發(fā)病比例為p/(p2＋2pq)≈

1/2XR中，男女發(fā)病比例為q/q2＝1/q例：我國某地區(qū)的男性紅綠色盲（XR）的群體發(fā)病率是7%。（1）該地區(qū)紅綠色盲致病基因頻率是多少？（2）該地區(qū)女性紅綠色盲的發(fā)病率是多少？女性攜帶者概率是多少？基因頻率的計(jì)算3、X連鎖遺傳病解答：（1）該地區(qū)人群的紅綠色盲基因頻率則為0.07，即q=0.07（2）女性紅綠色盲患者的發(fā)病率：q2=0.072=0.0049（0.49%）女性攜帶者頻率：2pq=2×（1-0.07）×0.07=0.1302（13%）常染色體顯性遺傳常染色體隱性遺傳q＝

q2＝發(fā)病率2pq≈2q攜帶者頻率性別女性男性基因型XAXAXAXaXaXaXAYXaY基因型頻率p22pqq2pqX連鎖遺傳基因頻率的計(jì)算（發(fā)病率）第三節(jié)影響遺傳平衡的因素隨機(jī)遺傳漂變突變選擇近親婚配遷徙影響群體遺傳平衡的因素一、突變突變率（mutationrate）：每個(gè)基因都有一定的突變率，用每一世代中每百萬個(gè)基因中有n個(gè)基因發(fā)生突變來表示，即n×10－6/基因/代。一、突變基因突變可以是雙向的。設(shè)有一對(duì)等位基因A

和

a；則：

A

af(A)＝pf(a)＝q

A→a

a

→A

p

＝qv

q

＝pu每一代有pu的基因A→a

每一代有qv

的基因a→

A

uv突變率為u突變率為v一、突變基因突變可以是雙向的。設(shè)有一對(duì)等位基因A

和

a；則：

A

aq＝uu

＋

vp

＝vu

＋

vpu

＝qv基因A和基因a的頻率將達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡

同理：uv群體遺傳平衡是由等位基因的雙向突變維持的一、突變例：人類對(duì)苯硫脲（PTC）的嘗味能力西歐白人人群：我國漢族人群：基因t的頻率

味盲（tt）的頻率約36%基因t的頻率

味盲（tt）的頻率約9%tt為中性突變一、突變一些基因分子結(jié)構(gòu)的改變也為中性突變，所以，可以以一定頻率保存于群體中，形成DNA分子的多態(tài)性。當(dāng)基因突變產(chǎn)生有害的表型效應(yīng)時(shí)，即會(huì)面臨選擇的作用。隨機(jī)遺傳漂變突變選擇近親婚配遷徙影響群體遺傳平衡的因素二、選擇選擇（selection）：是指由于基因型的差別而導(dǎo)致生存能力和生育能力的差別。常用適合度和選擇系數(shù)來表示。適合度（fitness,f）是指一定環(huán)境條件下，某種基因型個(gè)體能夠生存并能將其基因傳給后代的能力。適合度一般用在同一環(huán)境中不同個(gè)體間的相對(duì)生育率（relativefertility）來衡量。

二、選擇例：有人在丹麥進(jìn)行調(diào)查，108名軟骨發(fā)育不全性侏儒共生育了27個(gè)孩子；這些侏儒的457個(gè)正常同胞共生育了582個(gè)孩子。則侏儒患者的相對(duì)生育率為:f＝患者生育率患者正常同胞生育率＝0.227/108582/457＝幾種遺傳病患者的適合度

遺傳病適合度黑矇性癡呆0視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤0軟骨發(fā)育不全0.2甲型血友病0.29鐮狀細(xì)胞貧血0鐮狀細(xì)胞貧血(攜帶者)瘧疾區(qū)1.26選擇的作用在于增高或降低個(gè)體的適合度。正向選擇負(fù)向選擇二、選擇正向選擇例：非洲某些惡性瘧疾高發(fā)地區(qū)，鐮形細(xì)胞貧血癥雜合子（

A

S）比正常人（

A

A）有更高的適合度，稱為雜合子優(yōu)勢。其雜合子的適合度為1.26負(fù)向選擇使有害基因以一定的頻率被淘汰，而使群體中有害基因頻率逐代降低。二、選擇負(fù)向選擇的作用常用選擇系數(shù)表示。選擇系數(shù)（selectioncoefficient,S）是指在選擇的作用下降低了的適合度，S＝1－f。適合度（f）是患者將基因傳給后代的比例；選擇系數(shù)（S）是患者基因沒有傳下去的比例。例：軟骨發(fā)育不全性侏儒的適合度f＝0.2，則選擇系數(shù)S＝1－0.2＝0.8選擇與突變間的平衡選擇和突變對(duì)群體遺傳結(jié)構(gòu)的作用方向正好相反選擇壓力(selectionpressure)：選擇對(duì)群體遺傳結(jié)構(gòu)改變所起的作用。突變壓力(mutationpressure)：突變對(duì)群體遺傳結(jié)構(gòu)改變所起的作用。在一個(gè)遺傳平衡的群體中，選擇壓力和突變壓力基本上維持著平衡。突變率的計(jì)算AD遺傳病v

＝

Sp

＝

S

×1/2H

AR遺傳病u

＝

Sq2XR遺傳病u

＝

1/3

SqXD遺傳病v

＝

Sp選擇壓力改變對(duì)群體遺傳結(jié)構(gòu)的影響1、選擇壓力的增加

2、選擇壓力的放松

選擇壓力的增加將引起致病基因頻率向降低方向變化。提高患者的適合度，則放松了選擇壓力。隨機(jī)遺傳漂變突變選擇近親婚配遷徙影響群體遺傳平衡的因素三、近親婚配近親（closerelative）是指在3～4代以內(nèi)有共同祖先的個(gè)體間的關(guān)系，他們之間的婚配稱為近親婚配（consanguineousmarriage）。近親婚配的危害性可通過親緣系數(shù)和近婚系數(shù)來評(píng)價(jià)。親緣系數(shù)（coefficientofrelationship）：由于繼承的關(guān)系，親屬間具有相同基因的可能性。近婚系數(shù)？三、近親婚配（一）近婚系數(shù)近婚系數(shù)（coefficient

ofinbreeding，F(xiàn)）：是指近親婚配的配偶從共同祖先得到同一基因，又同時(shí)將這一基因傳給他（她）們的子女，使之成為純合子的概率。近婚系數(shù)的計(jì)算我國常見的幾種近親婚配形式表親結(jié)婚隔代表親結(jié)婚

隔山表親結(jié)婚從表親結(jié)婚

隔山從表親結(jié)婚近婚系數(shù)的計(jì)算常染色體基因的近婚系數(shù)：以表兄妹為例B2B1P2P1C2C1A2A2A3A4A1A1A4A4A1A2A3A3SS成為A1A1的概率：(1/2)6=1/64S成為A2A2的概率：(1/2)6=1/64P1的任何1個(gè)基因在S中成為純合子(A1A1、A2A2

)的概率：(1/2)6+(1/2)6=2×

(1/2)6=1/32A11/21/21/21/21/21/2近婚系數(shù)的計(jì)算常染色體基因的近婚系數(shù)：以表兄妹為例B2B1P2P1C2C1A2A2A3A4A1A1A4A4A1A2A3A3SS成為A3A3的概率：(1/2)6=1/64S成為A4A4的概率：(1/2)6=1/64P2的任何1個(gè)基因在S中成為純合子(A3A3、A4A4

)的概率：(1/2)6+(1/2)6=2×

(1/2)6

=1/32近婚系數(shù)的計(jì)算常染色體基因的近婚系數(shù)：以表兄妹為例B2B1P2P1C2C1A2A2A3A4A1A1A4A4A1A2A3A3S祖先(P1、P2)的任何1個(gè)基因在后代S中是純合子的概率是：2(1/2)6+2(1/2)6=4×

(1/2)6=1/16即表兄妹結(jié)婚的近婚系數(shù)是：F=4×

(1/2)6

=1/16常染色體基因近婚系數(shù)的公式近婚系數(shù)的計(jì)算常染色體基因的近婚系數(shù)：隔山表親結(jié)婚B1P1C2C1F=1×2×(1/2)6

=1/32B2SP3P2近婚系數(shù)的計(jì)算X連鎖基因的近婚系數(shù)：X連鎖的基因女性有兩條X染色體，可形成純合子；男性只有一條X染色體，是個(gè)半合子。所以，只需計(jì)算女性的近婚系數(shù)F。由于交叉遺傳：男性的X連鎖基因一定傳給女兒，傳遞概率為

1而女性的X連鎖基因傳給兒子（或女兒)的概率為1/2近婚系數(shù)的計(jì)算X連鎖基因的近婚系數(shù)：以姨表兄妹為例B2B1P2P1C2C1X2X2X2X3X1X1X1YX3X3S11/2111/21/2S成為X1X1的概率：13×

(1/2)3=(1/2)3近婚系數(shù)的計(jì)算X連鎖基因的近婚系數(shù)：以姨表兄妹為例B2B1P2P1C2C1X2X2X2X3X1X1X1YX3X3S1/21/211/21/21/2S成為X1X1的概率：13×

(1/2)3=(1/2)3S成為X2X2的概率：1×

(1/2)5=(1/2)5S成為X3X3的概率：1×

(1/2)5=(1/2)5P2的任何1個(gè)基因在S中成為純合子(

X2X2、X3X3

)的概率：2×

(1/2)5近婚系數(shù)的計(jì)算X連鎖基因的近婚系數(shù)：以姨表兄妹為例B2B1P2P1C2C1X2X2X2X3X1X1X1YX3X3S即姨表兄妹的X染色體上基因的近婚系數(shù)是：F=2×

(1/2)5+(1/2)3=3/16X連鎖基因近婚系數(shù)的公式n為女性共同祖先的某等位基因傳給近親婚配后代并使之成為純合子所需要的步驟；m為男性共同祖先的某等位基因傳給近親婚配后代并使之純合所需要的步驟。

三、近親婚配（一）近婚系數(shù)（二）平均近婚系數(shù)評(píng)價(jià)群體近親婚配的程度及其危害性常用平均近婚系數(shù)(averagecoefficientofinbreeding，a)。計(jì)算公式：

當(dāng)a值達(dá)到0.01時(shí)即為高值Mi表示某種類型的近親婚配對(duì)數(shù)，F(xiàn)i表示相應(yīng)近親婚配的近婚系數(shù)，N表示婚配總對(duì)數(shù)，∑為總和符號(hào)。平均近婚系數(shù)的計(jì)算例：在一個(gè)群體的1000例婚配中，表親結(jié)婚45例，隔山表親結(jié)婚18例，從表親結(jié)婚6例，其余為非親緣關(guān)系婚配。這一群體平均近婚系數(shù)（a）計(jì)算如下：

不同國家、地區(qū)人群中近親結(jié)婚率和平均近婚系數(shù)

群體近親結(jié)婚率（％）平均近婚系數(shù)美國0.110.00008日本8.160.004法國0.670.00023德國0.590.00019意大利1.900.00070南印度39.370.02834埃及（Nubic）75.760.03335中國漢族（北京、湖北）1.400.000665回族（甘肅）9.70.00494彝族（四川）14.60.00913朝鮮族（克林）00隨機(jī)遺傳漂變突變選擇近親婚配遷徙影響群體遺傳平衡的因素四、遷移遷移（migration）是指具有一定基因頻率的群體中一部分個(gè)體遷入基因頻率不同的另一個(gè)群體并雜交定居。遷移改變了遷出群體和遷入群體的基因頻率，這種影響也稱為遷移壓力。遷移可改變?nèi)后w的遺傳結(jié)構(gòu)。歐洲、西亞tt：36%f(t)=0.6漢族tt：9%f(t)=0.3回族tt：20%f(t)=0.45PTC隨機(jī)遺傳漂變突變選擇近親婚配遷徙影響群體遺傳平衡的因素五、隨機(jī)遺傳漂變隨機(jī)遺傳漂變（randomgeneticsdrift）：是指由于某種隨機(jī)因素，使某一等位基因頻率在群體（尤其是在小群體）中出現(xiàn)世代傳遞的波動(dòng)現(xiàn)象，也稱為遺傳漂變（geneticsdrift）。101020304050607080901001101201301401501.00.90.80.70.60.50.40.30.20.1世代數(shù)25人基因A的頻率2500人250人隨機(jī)遺傳漂變漂變與群體大小有關(guān)：大群體漂變慢；群體越小，漂變速度越快。小群體中，移傳漂變導(dǎo)致某些等位基因的消失，另一些等位基因的固定，從而改變了群體的遺傳結(jié)構(gòu)。美洲印第安人ABO血型頻率Blackfeet：

IA0.5隨機(jī)遺傳漂變北美：IA0.018；IB0.009；i0.973建立者效應(yīng)（foundereffect）：指由帶有部分等位基因的親代少數(shù)個(gè)體重新建立新群體，從而使該群體中某等位基因頻率較高。

例如：太平洋東卡羅林群島的Pringelap人群中有5％患先天性全色盲（AR）。這是由于1780年颶風(fēng)，原島上居民大量死亡，遺留下30人，帶有失明基因的個(gè)體比例相對(duì)增高。由這30人婚配生育形成1600余人的小群體（隔離繁殖），使得該群體的后代中患病個(gè)體大幅度增加，基因頻率改變。建立者效應(yīng)（foundereffect）：指由帶有部分等位基因的親代少數(shù)個(gè)體重新建立新群體，從而使該群體中某等位基因頻率較高。

瓶頸效應(yīng)（bottleneckeffect）：由于自然環(huán)境急劇的改變，使得群體中大部分個(gè)體死亡，僅存的少數(shù)個(gè)體僥幸逃生，繁衍成新的群體。五、隨機(jī)遺傳漂變隨機(jī)遺傳漂變的效應(yīng)：（1）導(dǎo)致基因頻率的逐代改變。（2）導(dǎo)致等位基因的固定和丟失。（3）減少群體中的遺傳變異。突變選擇近親婚配遷徙影響群體遺傳平衡的因素遷徙隨機(jī)遺傳漂變第四節(jié)遺傳負(fù)荷遺傳負(fù)荷（geneticload）是指一個(gè)群體由于有害基因或致死基因的存在而使群體適合度降低的現(xiàn)象。來源于突變負(fù)荷和分離負(fù)荷。突變負(fù)荷（mutationload）是指基因突變產(chǎn)生有害基因或致死基因，使群體適合度下降而給群體帶來的遺傳負(fù)荷。取決于突變率和突變基因的選擇系數(shù)。分離負(fù)荷（segregationload）是指適合度較高的雜合子由于基因分離而產(chǎn)生適合度較低的純合子，從而降低了群體適合度而給群體帶來的遺傳負(fù)荷。近親婚配導(dǎo)致分離負(fù)荷。

不同群體的遺傳負(fù)荷不同。

小結(jié)重點(diǎn)掌握：基因頻率和基因型頻率及計(jì)算。遺傳平衡定律及應(yīng)用。影響遺傳平衡的因素（突變、選擇、近親婚配、遷徙、隨機(jī)遺傳漂變等）。遺傳負(fù)荷的來源。1、遺傳平衡定律（lawofgeneticequilibrium）2、適合度（Fitness）3、選擇系數(shù)（selectioncoefficient）4、親緣系數(shù)（coefficientofrelationship）

．5、遺傳負(fù)荷（geneticload）一、名詞解釋思考題1．某地區(qū)隨機(jī)檢測12560名漢族學(xué)生的PTC嘗味能力，結(jié)果顯示TT嘗味者4521人，Tt嘗味者6028人，tt嘗味者2010人。問此人群是否為遺傳平衡群體？2．在一個(gè)群體中，某種AR病的發(fā)病率是0.0004，那么該病的致病基因頻率是多少？3．在某人群中，短指（AD）的發(fā)病率是0.0002，求各基因頻率。4．調(diào)查丹麥某個(gè)城市的159897名新生兒中，有19個(gè)是軟骨發(fā)育不全性侏儒（AD）患者，已知本病的選擇系數(shù)是0.8，問軟骨發(fā)育不全性侏儒基因的突變率是多少？思考題二、計(jì)算題ThankYou!1、常染色體顯性遺傳若有害顯性突變是致死性或引起個(gè)體不能生育，即S=1，若無突變發(fā)生，則只需1代即可淘汰有害基因。（選擇作用明顯）若有害顯性突變不是致死性的，群體要達(dá)到遺傳平衡狀態(tài)，那么每一代被選擇作用淘汰的A（Sp），必然由突變來補(bǔ)充（a→A，設(shè)突變率為v）。則：v=Sp選擇與突變間的平衡1、常染色體顯性遺傳v=Spp＝D＋1/2Hp≈1/2H（H為雜合子患者頻率，即發(fā)病率）v=Sp=1/2SH選擇與突變間的平衡1、常染色體顯性遺傳例：在丹麥的某醫(yī)院中，幾年來共出生94075名嬰兒，其中，有10名嬰兒患軟骨發(fā)育不全性侏儒（AD）發(fā)病率H＝10/94075已知該病的適合度f=0.20,選擇系數(shù)S＝0.80，因此，該病的致病基因突變率：選擇與突變間的平衡/代2、常染色體隱性遺傳只有患者（aa）面臨選擇，雜合子（Aa）可在群體中保留許多世代而不受選擇的影響。選擇作用有限。群體要達(dá)到遺傳平衡狀態(tài)，每一代被選擇作用丟掉的a（Sq2，aa被淘汰掉），必然由突變來補(bǔ)充（A→a，設(shè)突變率為u）。則：u=Sq2選擇與突變間的平衡案例10-1一對(duì)外表正常的新婚夫婦，新郎是中國上海人，新娘系美國馬薩諸塞州人，雙方均無遺傳病家族史，他們看到鄰居家一對(duì)非近親結(jié)婚的健康夫婦生了個(gè)苯丙酮尿癥（PKU）患兒，很擔(dān)憂將來自己的孩子也遭此厄運(yùn)，因此前來進(jìn)行遺傳咨詢。思考題：1．這對(duì)夫婦有可能生出PKU的患兒嗎？如果有可能，其風(fēng)險(xiǎn)與哪些因素有關(guān)，如何計(jì)算？２.PKU致病基因的突變率是多少？３.現(xiàn)在對(duì)PKU患者的有效治療，是否會(huì)增加群體中致病基因的頻率？選擇與突變間的平衡案例10-12題分析PKU屬于AR，群體發(fā)病率為1/16500。已知該病的適合度為0.30；則：致病基因突變率

u＝Sq2＝（1－0.30）×1/16500=42

10-6/代。

選擇與突變間的平衡3、X連鎖隱性遺傳選擇的作用在女性中與常染色體隱性基因相同。選擇的作用在男性中與常染色體顯性基因相同。選擇主要對(duì)男性起作用。

而人群中的X染色體2/3分布在女性，1/3分布在男性，所以，選擇使群體每一代淘汰的X連鎖隱性致病基因（Xa）有1/3Sq，要使群體達(dá)到遺傳平衡狀態(tài)，被淘汰的基因?qū)⒂尚碌耐蛔儯╱,XA→Xa

）來補(bǔ)償。則：u=1/3Sq選擇與突變間的平衡3、X連鎖隱性遺傳例：甲型血友病的男性發(fā)病率為0.00008，適合度(f)為0.29，則甲型血友病的基因突變率為：

選擇與突變間的平衡/代4、X連鎖顯性遺傳致病基因?yàn)閄A，則XAY、XAXA、XAXa均將面臨選擇。設(shè)XA的頻率為P，選擇系數(shù)為S。男性半合子(XAY)受選擇的致病基因頻率為p/3；女性純合子XAXA的頻率低，可以忽略不計(jì)，女性雜合子(XAXa)受選擇的致病基因頻率為2pq/3≈2p/3

。則每一代被選擇作用淘汰的致病基因（XA）為S