高中生物基因频率与基因型频率的计算

基因频率与基因型频率的计算

一、 已知基因型频率计算基因频率

1 利用常染色体上一对等位基因的基因型频率（个数）求基因频率

设定A%、a%分别表示基因A 和a 的频率，AA 、Aa 、aa 分别表示AA 、Aa 、aa 三种基因型频率（个数）。根据遗传平衡定律，则： A% =)(22aa Aa AA Aa AA ++⨯+⨯⨯100% a% =)

(22aa Aa AA Aa aa ++⨯+⨯⨯100% 例：已知人的褐色(A)对蓝色(a)是显性。在一个有30000人的群体中，蓝眼的有3600人，褐眼的有26400人，其中纯合体12000人。那么，在这个人群中A 、a 基因频率是多少？ 解析 因为等位基因成对存在，30000个人中共有基因30000×2=60000个，蓝眼3600含a 基因7200个，褐眼26400人，纯合体12000人含A 基因24000个，杂合体14400人含（26400-12000）×2=28800个基因，其中A 基因14400个，a 基因14400个。则：A 的基因频率=（24000+14400）/60000=0.64，a 的基因频率=（7200+14400）/60000=0.36。

又例：在一个种群中随机抽取一定数量的个体，其中基因型AA 的个体占18%，基因型Aa 的个体占78%，基因型aa 的个体占4%，那么基因A 和a 频率分别是多少？

解析 A% =%)

4%78%18(2%78%182++⨯+⨯⨯100% = 57% a% =

%)4%78%18(2%78%42++⨯+⨯⨯100% = 43% 2 利用常染色体上复等位基因的基因型频率（个数）求基因频率

以人的ABO 血型系统决定于3 个等位基因I A 、I B 、i 为例。设基因IA 的频率为p ，基因

IB 的频率为q ，基因i 的频率为r ，且人群中p+q+r=1。根据基因的随机结合，用下列二项式

可求出子代的基因型及频率：♂(pI A +qI B +ri)×♀(pI A +qi B +ri) = p 2(I A I A )+q 2(I B I B )

+r 2(ii)+2pq(I A I B )+2pr(I A i)+2qr(I B i)=1,A 型血(I A I A ,I A i)的基因型频率为p 2+2pr ；B 型血（I B I B ,I B i ）的基因型频率为q 2+2qr ；O 型血（ii ）的基因型频率为r 2，AB 型血（I A I B )的基因型频率为2pq 。可罗列出方程组，并解方程组。

例：通过抽样调查发现血型频率（基因型频率）：A 型血（I A I A ，I A i ）的频率=0.45；B 型

血（I B I B ，I B i ）的频率=0.13；AB 型血（I A I B ）的频率=0.06；O 型血（ii ）=0.36。试计算I A 、I B 、I 的基因频率。

解析 设I A 的频率为p,I B 的频率q,i 的频率为r.根据以上公式可知:O 型血的基因型频率

=r 2=0.36;A 型血的基因型频率=p 2+2pr=0.45;B 型血的基因频率=q 2+2qr=0.13;AB 型血的基因型

频率=2pq=0.06。解方程即可得出I A 的基因频率为0.3;I B 的基因频率为0.1;i 的基因频率为

0.6。

3 利用性染色体上一对等位基因的基因型频率（个数）求基因频率

以人类的色盲基因遗传为例。女性的性染色体组成为XX ，男性的性染色体组成为XY ，Y

染色体上无该等位基因，设定X B %、X b %分别表示基因X B 和X b 的频率， X B X B 、X B X b 、X b X b 、X B Y 、

X b Y 分别表示X B X B 、X B X b 、X b X b 、X B Y 、X b Y 五种基因型频率（个数）。则：

X B % =Y X Y X )X X X X X X (2Y X X X X X 2b B b b b B B B B b B B B ++++⨯++⨯⨯100% X b % =Y X Y X )X X X X X X (2Y X X X X X 2b B b b b B B B b b B b b ++++⨯++⨯⨯100% 例：据调查所知，某中学的学生中基因型比例为：X B X B ∶X B X b ∶X b X b ∶X B Y ∶X b

Y =44%∶5%∶

1%∶43%∶7%，则X b 的基因频率是多少？ 解析 X b % =Y X Y X )X X X X X X (2Y X X X X X 2b B b b b B B B b b B b b ++++⨯++⨯⨯100% = 7%

43%)1%5%44%(27%5%1%2++++⨯++⨯⨯100% ≈ 9.3%

二、 已知基因频率计算基因型频率

1 利用常染色体上一对等位基因的基因频率求基因型频率

设定p 、q 分别表示基因A 和a 的频率，根据遗传平衡定律，则：基因型AA 的频率为p 2，

基因型Aa 的频率为2pq ，基因型aa 的频率为q 2。

例：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100001，请问在人群中该丙苯酮尿隐性致病基因（a ）的基因频率以及携带此隐性基因的携带者(Aa)基因型频率各是多少？

解析 设苯丙酮尿隐性基因为a ，携带者基因型为Aa 。因为aa 频率=q 2=10000

1，所以a 频率=q=0.01，又因为p+q=1，所以p=0.99,因为Aa 的基因频率=2pq,所以Aa 的频率=2×0.99×0.01=0.0198。

又例：人体的排泄具有强烈气味的甲烷硫醇的生理现象是受常染色体隐性基因m 控制的，正常现象受常染色体显性等位基因M 控制的。如果在冰岛的人群中m 的频率为0.4，试问：在一双亲都正常，有3个孩子的家系中有2个正常男孩和一个患病女孩的概率是多少？

解析：双亲的基因型只能是Mm ，Mm 。且出现的频率都是2*0.6*0.4=0.48，后代情况MM 2Mm mm ，正常概率3/4，患病概率1/4。又男女比例1：1；1个正常孩子概率是(0.48)*(0.48)*（3/4）；1个患病孩子概率是(0.48)*(0.48)*（1/4）；2男1女的概率是3/8；有2个正常男孩和一个患病女孩的概率是：(0.48)*(0.48)*（3/4）*(0.48)*(0.48)*（3/4）*(0.48)*(0.48)*（1/4）*（3/8），其他婚配情况是0。答案：1.7%

2 利用常染色体上复等位基因的基因频率求基因型频率

以人的ABO 血型系统决定于3 个等位基因I A 、I B 、i 为例。设基因I A 的频率为p ，基因I

B 的频率为q ，基因i 的频率为r ，且人群中p+q+r=1。在遗传平衡的人群中，由于种群中个体的交配是随机的，而且又没有自然选择，每个个体都为下代提供了同样数目的配子，所以两性个体之间的随机交配可以归结为两性配子的随机结合，而且各种配子的频率就是基因频率。雄

性个体产生的配子I A 频率为p 、I B 配子频率为q ，雌性个体产生的配子I A 频率为p 、I B 配子频