基因频率的计算题

基因频率的计算题 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，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 AAAAaAX=(XX个数×2 + XX个数 + XY个数)/(雌性个数×2 + 雄性个数) aaaAaaX=(XX个数×2 + XX个数 + XY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 。 Aaaaa解:这是最常见的性染色体基因频率题:由XX:15， XX:5， XY:11， 得aaaAaaX=(XX个数×2 + XX个数 + XY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0.7%(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 2.97% B 0.7% C 3.96% D 3.2% 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格来表示:(男女性别比例为1:1) h男 XY 1.4%/3 HXY 50%-1.4%/3 Hh女 XX (携带者) 5% hhXX 0.7%/3 HHXX 50%-5%-0.7%/3 hh由表格数据， X基因的总数是1.4%/3+5%+1.4%/3， X的基因频率=(1.4%/3+5%+1.4%/3)/150%=3.96%。 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 22衡。就可以用遗传平衡定律，也称哈迪——温伯格平衡。公式是:AA=A. aa=a. Aa=2×A×a 一个大的群体可用遗传平衡定律计算 (一) (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: A.1/4 B. 1/250000 C.1/1000 D.1/50000 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:1/2×1/500=1/1000。 ，现有一对表现正常的夫妇，例2(某常染色体隐性遗传病在人群中的发病率为1% 妻子为该常染色体遗传病致病基因携带者。那么他们所生小孩患病的概率是 A(1/88 B(1/22 C(7/2200 D(3/800 解:大的人群可用遗传平衡定律计算，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，只有丈夫的基因型为Aa才可能生出患病的孩子，由于丈夫是正常的，所以基因型为: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(为Aa基因型的概率)× 1/4(生出aa基因型个体的概率)=1/22。选B 注意:该题与上一题的不同之处是:例1中的一个没任何血缘关系的男子，可能有病也可能正常，其基因型是AA,Aa,aa，所以用a=1/500来计算，而该题是正常的男子，其基因型是AA,Aa，所以用Aa占正常人的比率来计算。 (2)、位于X染色体上的基因频率的计算 Bb例1、若某果蝇种群中，X的基因频率为90%，X的基因频率为10%，雌雄果蝇数 bbb相等，理论上XX、XY的基因型比例依次是( ) A、1%、2% B、0.5%、5% C、10%、10% D、5%、0.5% bbbb2解析:在雌性中由X=10%，得XX=( X)=( 10% )2=1%，这是在雌性中的概 bb率，那么在整个种群中的概率是0.5%，在雄性中由X=10%，得XY=10%，这是在雄性中的概率，那么在整个种群中的概率是5%，答案是B。 例2.某个海岛上,每1万俱中有500名男子患红绿色盲则该岛上的人群中,女性携带者的数量为每万人中有(设男女性别比为1:1) A.1000 B.900人 C.800人 D.700人 bbB解析:由XY= 500/5000,1/10，得X=1/10 X=1-1/10=9/10 Bb那么，XX的基因型频率为2×1/10×9/10,18,，这是在雌性中的概率。 由总共10000人, 男女比例为1:1,得女性5000人,所以女性携带者数目为5000×18,,900人. bbbbbb注意:由X=10%，得XX=( X)2=( 10% )2=1%，这是在雌性中XX占的概率，bbXY=10% 这是在雄性中XY占的概率，在整个人群中占的概率均要减半。 (二)、在一个种群中，自由(随机)交配时其后代也可用遗传平衡定律计算 例.如果在一个种群中,基因型AA的比例占25%，Aa占50%,aa占25%.已知基因型aa的个体失去求偶和繁殖的能力,则自由交配一代后,基因型aa的个体所占的比例为多少?若自交一代后基因型aa的个体所占的比例为多少? 解析: 子代中AA与Aa自由交配可用遗传平衡来解题， 由AA,25%，Aa=50%，得基因频率:A,2/3、a,1/3，则后代中aa=a2=1/9 自交一代后基因型aa的频率:(1/4×50%)/75%=1/6 注意:自由交配与自交不同，自由交配可用遗传平衡来解题，自交不能。 (三)(关于ABO血型的计算题 AAAAA对于复等位基因的计算，也可用遗传平衡定律来计算:II= (I)2、Ii=2×I×i、BBBBB2II=(I)2、Ii =2×I×i、ii =i。 例、ABO血型系统由3个等位基因IA、IB、和 i 来决定，通过调查一个由400个个体组成的某群体，A型血180人，B型血52人，AB型血24人，O型血144人，那么: (1)IA、IB、和 i这些等位基因的频率分别是 、 、 。 解:这样一个大群体可用遗传平衡定律来计算 2由O型血基因型频率 ii = i =144/400得i =3/5，A型血基因型频率 AAAAAA180/400=II+Ii =(I)2+2×I×i ，把i =3/5代入得I =3/10，那么BI=1-3/5-3/10=1/10 AB(2)若基因频率:I=0.24，I=0.06，i =0.70，则A型血、B型血、AB型血、O型血的基因型频率分别是: 、 、 、 。 AAAAA解:根据所给基因频率可得A型血为:II+Ii = (I)2+2×I×i BBBBB=0.242+2×0.24×0.7 =39.36%， B型为II+Ii =(I)2+2×I×i =0.062+2×0.06×0.7=8.76% ， AB型血为 ABABII=2×I×I=2×0.24×0.06=2.88% ， O型血为 ii =0.72 =49% 基因频率的计算问题归类例析 关于基因频率的计算问题是常见的一类题型，大体可以分为两类:常染色体上的基因频率计算和X染色体上的基因频率计算。由于X染色体上的基因在Y上没有等位基因，是成单存在的，因此其计算方法与常染色体基因不同，需要特别注意。 一、常染色体上基因频率问题的计算方法 【例1】从某个种群中随机抽出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。求这对等位基因的基因频率。 解法一: 就这对等位基因来说，每个个体可以看做含有2个基因。那么，这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。于是，在这个种群中: A期因的基因频率为:120?200=60% a基因的基因频率为:80?200=40% 解法二: 由题意可知，AA、Aa和aa的基因型频率分别是30%、60%和10%由基因型频率求得: A期因的基因频率为:30%+60%×50%=60% a基因的基因频率为:10%+60%×50%=40% 【规律】由基因型频率来计算基因频率 A的基因频率=(AA的基因型频率+1/2Aa的基因型频率) a的基因频率=(aa的基因型频率+1/2Aa的基因型频率) 【训练】 1.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A和a的频率分别是() A. 18%，82% B. 36%，64% C. 57%，43% D. 92%，8% 解析:由于杂合子Aa中A基因和a基因各占一半，因此，在一对等位基因中的一个基因的频率=纯合子基因型频率+1/2杂合子基因型频率，所以，A的基因频率=18%+1/2×78%=57%，a的基因频率=4%+1/2×78%=43%。答案为C。 2.已知白化病的发病率为1/10000，求白化病致病基因频率和携带者基因型频率分别为多少, 2【解析】白化病为常染色体上的隐性遗传病，患者为致病基因的纯合子，白化病aa的频率q=1/10000，则致病基因a的频率q,1/100;基因A的频率p=1-q=1-1/100=99/100，故携带者的基因型频率为2pq=2×99/100×1/100=198/10000?1/50。 【答案】致病基因频率为1/100;携带者基因型频率1/50。 3.囊性纤维变性是一种常染色体遗传病，在某一地区的人群中，2500人中就有一个患此病。如果有一对健康的夫妇，生有一个患此病的孩子，此后，该妇女又与一个健康男子再婚，问:再婚后的双亲生一个患该病的男孩的概率是多少, 【解析】 ?依题意可知该病是常染色体上的隐性遗传病，设正常基因为A，致病基因为a，由这一对健康的夫妇，生有一个患此病的孩子，该妇女的基因型一定为Aa。 ?根据“遗传平衡”，求表现正常个体中是杂合体(Aa)的机率: 2222(p+q)=p+2pq+q;且p+q=1。可得，q=aa=(1/2500)，即:q=a=1/50。p=A=1-q=49/50，2pq=Aa=2×(1/50)×49/50)=(98/2500)。所以，正常个体是杂合体(Aa)的机率为:Aa/(AA+Aa)?1/25。 ?该妇女与另一健康男子再婚，出生患该病的男孩的概率则有: Aa?(1/4)×(1/25)×(1/2)aa =(1/200)aa Aa ×(1/25) 【答案】再婚后的双亲生一个患该病的男孩的概率是1/200。 4.高秆小麦(DD)与矮秆小麦(dd)杂交后，再经过多次自交，其后代种群中基因型为DD的个体占72%，基因型为Dd的个体占8%，基因型为dd的个体占20%，那么基因D的频率是() A. 72% B. 80% C. 76% D. 60% ,解析,在二倍体生物中，每个个体都含有成对的基因，即控制每个性状的基因有两个。在纯合体DD中全部基因都是D，杂合体Dd中D只占全部基因的1/2，因此，这个种群中基因D的频率为:72%，1/2×8%=76%。 ,参考答案,C 5(在某动物种群中，基因型AA占24,、Aa占72,、aa占4,。这三种基因型的个体在某一环境中的生存能力或竞争能力为AA=Aa>aa，则在长期的选择过程中，下列较能正确表示A基因和a基因之间比例变化的图是 [解析]首先要计算出A、a的基因频率，然后预测这一对等位基因的变化趋势。答案D AB6.ABO血型系统由同源染色体相同位点上I、I、,三个复等位基因控制的。通过调查一个由4000人组成AB的某群体，A型血1800人，B型血520人，AB型血240人，O型血1440人，求I、I和i这些等位基因的频率分别为多少, ABAB22AAABBBAB【解析】根据遗传平衡定律知:I，I，i=1，即(I，I，i)=1 ，可得到:I I，2Ii，2II，2I,，2IIAAABBBAB，ii =1，上式中A型血(II+2Ii )1800人，B型血(II+2I,)520人，AB型血(2II)240人，O2型血(ii)1440人，又由于该群体总人数为4000人，所以O型血基因型频率 ii =1440/4000，即i AAA=1440/4000，得基因i的频率i=12/20=3/5，而A型血基因型频率II+2Ii=1800/4000，。把i=3/5代入可AABB得基因I的频率I=3/10，从而基因I的频率I=1-3/5-3/10=1/10。 AB【答案】I、I和i这些等位基因的频率分别为3/10、1/10、3/5。 二、性染色体上基因频率问题的计算方法 性染色体基因在群体中的状况要比常染色体基因复杂。以XY型性别决定方式为例:雌性个体有两条X染色体，一条来自父方，另一条来自母方，因而携带有两份X染色体上的基因;而雄性个体只有一条来自母方的X染色体，因而只携带一份X连锁基因。因此，X染色体上的基因在群体中的分布就处于不平衡状态。雌性个体的性连锁基因占群体的三分之二;而雄性个体只会有剩余的三分之一。由于高中阶段一般只考虑X染色体上的基因，不考虑Y染色体的基因，因此，求性染色体上一对等位基因频率实际上是求X染色体上一对等位基因的基因频率。 BBBbbbBb【例2】从某个种群中随机抽出100个个体，测知基因型为XX、XX、XX和XY、XY的个体分别Bb是44、5、1和43、7。求X和X的基因频率。 解法一: 就这对等位基因来说，每个雌性个体可以看做含有2个基因，每个雄性个体可以看做含有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)=100Bb个，雄性个体的基因有43+7=50个。而X基因有44×2+5+43=136个，基因X有5+1×2+7=14个。于是，在这个种群中: B X基因的基因频率为:136?150?90.7% b X基因的基因频率为:14?150?9.3% 解法二: BBBbbbBb 由题意可知，XX、XX、XX和XY、XY的基因型频率分别 44%、5%、1%和43%、7%，因为雌性、雄性个体的基因型频率各占50%，在计算性连锁基因频率时要换算成各占100%，于是，在这个种群中: B X基因的基因频率为:(44%+5%×1/2)×2×2/3+43%×2×1/3?90.7% b X基因的基因频率为:(1%+5%×1/2)×2×2/3+7%×2×1/3?9.3% 【规律】在伴X染色体遗传病中，男性患者表现型概率=相关基因型频率=相关基因频率 【训练】 1.在某个岛上，每1万人中有500名男子患红绿色盲。则该岛上的人群中，女性携带者的数量为每万人中有(设男女比例1:1) A1000 B 900 C 800 D700人 答案B bbb【解析】男性中X的基因频率=人群中X的基因频率=女性中X的基因频率=500?5000=10%?5% 在女性中的携带者占2×10%×90%=18% 女性携带者的数量为每万人中有10000×1/2×18%=900人 2.调查发现男性色盲大约占人群的7%，根据这一概率推算，女性色盲占人群的比例大约是 A.0.25% B.0.49% C.0.7% D.1.4% 【解析】男性色盲的基因型频率=色盲基因频率，因此在该人群中，色盲基因频率是7%，所以女性色盲概率是7%×7%=0.49% 3.在对欧洲某学校的学生进行遗传调查时发现，血友病患者占0.7%(男:女=2:1)，血友病携带者占5%，h那么，这个种群中X的频率是____________。 【解析】设调查的学生总数为1000人， Hh据题意可得:血友病携带者:XX=5%×1000=50个， hhh血友病患者:XX+XY=0.7%×1000=7个， 因为患者中男:女=2:1， 所以男性血友病患者为:7×2/3个， 女性血友病患者为:7×1/3个。在调查的学生中， 人数可视为足够多，即男:女=1:1， 又因血友病为X染色体上的伴性遗传病， hhh则男性患者的基因型为XY，女性为XX， 所以在1000人中，总基因数500×2+500=1500 hX的频率(50+2×7×1/3+7×2/3)?1500?3.96%。 Bbbbb4.若在果蝇种群中，X的基因频率为90%，X的基因频率为10%，雌雄果蝇数相等，理论上XX、XY 的基因型比例依次为 ( ) 2% B(0.5%、5% C(10%、10% D(5%、 0.5% A(1%、BbBbB解析:该果蝇种群中，雌配子中X=90%、X=10%;雄配子中Y=50%，X=45%，X=5%，则bbbXX=10%×5%=0.5%，XY=10%×50%=5%。