基因频率的计算与伴性遗传VIP专享VIP免费

基因频率的计算专项训练笔者在进行高三复习教学时发现，很多学生对“基因频率”的计算题目特别容易错解，有关解答“基因频率”的常规方法和哈代-温伯格平衡（遗传平衡）定律法在解题时不能灵活应用。针对此问题，本文首先对常规方法和遗传平衡定律法的内涵和实质进行阐述，再结合教学实际，对几种常见题型采用何种解题方法较好，进行归纳总结。一、哈代-温伯格平衡定律法和常规方法的内涵哈代-温伯格平衡定律指出：在一个有性生殖的自然种群中，并符合以下5个条件的情况下，各等位基因的频率和等位基因的基因型频率在一代一代的遗传中是稳定不变的，或者说是保持着基因平衡。这5个条件是：①群体足够大，不会由于任何基因型传递而产生频率的随意或太大的波动；②必须是随机交配而不是选择交配；③没有突变发生；④种群之间不存在个体的迁移或基因交流；⑤没有自然选择。一个达到遗传平衡的种群，若基因位于常染色体上，设其一对等位基因A和a的频率依次为p和q，则p+q=1，（p+q）2=1，p2+2pq+q2=1，基因型AA的频率为p2，aa的频率为q2，Aa的频率为2pq，各基因频率和基因型频率在每一代中保持不变。因为在在这个群体中，产生的精子的基因型有两种，其比例为：A：a=p：q，产生的卵细胞基因型也是两种，其比例也为：A：a=p：q，由于精卵的随机结合，根据孟德尔的遗传规律，该种群子一代的基因型及其频率如下：卵细胞精子A(p)a(q)A(p)AA(p2)Aa(pq)a(q)Aa(pq)aa(q2)该群体子一代的基因型有：AA，Aa，aa，其频率分别为p2，2pq，q2。据此基因型频率可推算出子一代的基因频率：A=（p2×2+2pq×1）／2=2p（p+q）／2=pa=（q2×2+2pq×1）／2=2q（p+q）／2=q子一代中A的基因频率还是p，a的基因频率还是q。同理，推导出任何一个子代的基因频率仍是P和q，亲代和任何一个子代的基因型频率分别为p2，2pq，q2。总之，这个种群中基因A和基因a的频率在每一代中永远保持p和q，基因型AA，Aa，aa的频率也保持为p2，2pq，q2［1］。一个达到遗传平衡的种群，若基因位于X染色体上，设其一对等位基因XB和Xb的频率为p和q，则p+q=1，（p+q）2=1，p2+2pq+q2=1。因为在该种群中，卵细胞有XB和Xb两种，频率为p和q，这两种卵细胞与含有Y染色体的精子的结合机会又是相等的，所以产生的雄性子一代中基因型为XBY和XbY的频率依次为p和q，即可推出雄性子一代中基因为XB和Xb的频率依次为p和q。在该种群中，卵细胞和精子都有XB和Xb两种，频率也都为p和q，且这些卵细胞与精子的结合机会又是相等的，所以产生的雌性子一代中基因型为XBXB、XBXb、XbXb的频率依次为p2，2pq，q2，即可推出雌性子一代中基因为XB和Xb的频率也依次为p和q。在整个种群中，雌雄数目比例为1：1，因此，在这个遗传平衡的种群中，整个子一代基因型为XBXB、XBXb、XbXb、XBY和XbY的频率依次1/2p2，pq，1/2q2，1/2p和1/2q，即可推出在整个子一代中基因为XB和Xb的频率也依次为p和q。同理，可推导发现，每一代：整个种群中的XB和Xb的基因频率和雄性群体中、雌性群体中XB和Xb基因频率都相等，分别为p和q。常规方法适用于任何群体处于任何条件下。解题中先要判断题目中所给的群体是否满足哈代-温伯格平衡的5个条件，如果满足，用以上遗传平衡法解题更迅速方便，如果缺乏这些条件，比如群体中存在基因突变、自然选择、遗传漂变、迁移，则基因频率和基因型频率都会改变，或者群体是自交非随机交配，则基因频率不变，但基因型频率会发生改变，此时就不能保持群体的遗传平衡，就不能应用遗传平衡定律法解题，只能用常规方法。基因频率=（某种基因的数目/控制同种性状的等位基因的总数）×100%基因型频率=（该基因个体数/该群体个体总数）×100%若基因位于常染色体上，则：A的基因频率=［这个群体中A基因的个数/（群体个体总数×2）］×100%a的基因频率=［这个群体中a基因的个数/（群体个体总数×2）］×100%若基因位于X染色体上，则：XB的基因频率=［这个群体中XB基因的个数/（雌性个体总数×2+雄性个体总数）］×100%Xb的基因频率=［这个群体中Xb基因的个数/（雌性个体总数×2+雄性个体总数）］×100%二、经典例题剖析和归纳：1、常染色体上基因的基因频率计算例1:(20...