遗传平衡定律及应用(精)
影响遗传平衡定律的因素及典例
影响遗传平衡定律的因素及典例01遗传平衡定律概念遗传平衡定律（Hardy-Weinberg equilivbrium）是英国数学家Godfrey Hardy 和德国医生Welhelm Weinberg于1908年各自独立提出的关于群体内基因频率和基因型频率变化的规律，所以又称为Hardy-Weinberg定律，它是群体遗传学中的一条基本定律。
1.遗传平衡定律的要点（1）在随机交配的大群体中，如果没有影响基因频率变化的因素存在，则群体的基因频率可代代保持不变。
（2）在任何一个大群体内，不论上一代的基因型频率如何，只要经过一代随机交配，由一对位于常染色体上的基因所构成的基因型频率就达到平衡，只要基因频率不发生变化，以后每代都经过随机交配，这种平衡状态始终保持不变。
（3）在平衡状态下，子代基因型频率可根据亲代基因频率按下列二项展开式计算：[p(A)+q(a)]2=p2(AA)+2pq(Aa)+q2(aa)。
符合上述条件的群体称为平衡群体，它所处的状态就是Hardy-Weinberg 平衡。
2.遗传平衡定律的生物学例证满足群体遗传平衡的条件是有一个大的随机交配的群体。
而且没有任何其他因素的干扰，这显然是一个理想的群体。
在自然界中是否有接近这种平衡状态的群体呢？人类的MN血型就是一个很好的例证，因为人类的MN血型这一性状，满足了定律的前提条件：（1）因为基因L M和L N是共显性，这个性状的基因型与表型是一致的，所以容易从表型来辨别不同的基因型；（2）一般在婚配时对于这个性状是不加选择的，因此，它是符合随机交配原则的；（3）人类的群体一般都很大，进行调查时，可以有充足的数据；（4）L M和L N基因构成的三种基因型与适应性无关，具有同等的生活力，因此在实际统计中，预期的和观察的基因型频率无差异。
02影响基因频率改变的因素遗传学上的Hardy－Weinberg定律和物理学、化学中的许多定律一样，描述的只是一种理想状态。
遗传平衡定律及应用
AA：Aa：aa ≠ p2：2pq：q2 从中看出该群体是一个不平衡群体.
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遗传不平衡群体在随机杂交条件下： 基因频率保持不变 A = 0.7 a ห้องสมุดไป่ตู้ 0.3 基因型频率 精 A（0.7） 子 a（0.3）
卵 A（0.7） AA（0.49） Aa（0.21） 子 a（0.3） Aa（0.21）aa（0.09） AA = 0.49 Aa = 0.42 aa = 0.09
由表可见子代基因型组成：p2+2pq+q2=1 这里基因型AA的频率为p2，基因型aa的频率为 q2， 基因型Aa的频率为2pq。 AA：Aa：aa= p2：2pq：q2
3
子一代向下一代提供的配子中两种基因 频率分别是：
A=p2+1/2（2pq）=p2+pq=p（p+q）=p a=q2+ 1/2（2pq）=q2+pq=q（p+q）=q
携带者频率(Aa) = 2pq = 2 ×0.993× 0.007 = 0.0139
这提示人群中有1.4%为白化病致病基因携带 者，对于遗传咨询很重要。
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对于一种罕见的AD遗传病 致病基因频率p很低，p2可以忽略，因 此： 2pq =1 2 p + 2pq
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☆ 对于一种罕见的XD遗传病
致病基因频率p很低，正常基因频率q≈1 男性患者 = 致病基因频率 = p 女性患者 = p2 + 2pq = 2p 男性患者 女性患者
由此可见，子代基因A的频率仍然是p， 基因a的频率仍然是q，而且将以这种频率在 所有世代传递下去，这就是遗传平衡。
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二 遗传平衡定律的应用
例如：一个100人的群体中，AA有60人，aa有20人，Aa有 20人。 这是否是一个平衡群体呢？先计算基因型频率，在从基 因型频率计算基因频率。 AA = 60/100 = 0.6 Aa = 20/100 = 0.2 AA：Aa：aa = 0.6：0.2：0.2 aa = 20/100 = 0.2 p= A = AA + 1/2 Aa = 0.7 p2=0.49 q=a = aa + 1/2 Aa = 0.3 2pq=0.42 q2=0.09
遗传平衡定律中公式的推导及应用
遗传平衡定律中公式的推导及应用黄书尧 （山东省莱芜市羊里中学 271118）研究群体的遗传结构和变化规律的遗传学，称为群体遗传学（population genetics ）。
它应用数学和统计学方法研究群体中选择和突变等因素对基因频率和基因型频率的影响，由此探讨进化的机制。
1．基因频率和基因型频率基因频率：某种基因在整个群体中所占的百分率。
基因型频率：某种基因型在整个群体中所占的百分率。
假设一对等位基因Aa ，A 的频率为60%，则a 的频率为40%，自交F 2代结果如下： ♀♂ 0.6A 0.4a0.6A 0.36AA 0.24Aa0.4a 0.24Aa 0.16aa0.36AA 0.48Aa 0.16aa设A=p a=q AA=D Aa=H aa=R则D=p 2 H=2pq R=q 2 p+q=1 D+H+R=1p=D+21H=p 2+21×2pq=p （p+q ） q=R+21H=q 2+21×2pq= q （p+q ） 总结：D= p 2 H=2pq R=q 2 p=D+21H q=R+21H 2.遗传平衡定律：（1）在随机交配的大群体中，如果没有其他因素（如突变、选择、迁移、遗传漂变等）的干扰，则各代基因频率保持不变。
（2）在任何一个大群体内，不论其基因频率和基因型频率如何，只要一代的随机交配，这个群体就可达到平衡。
（3）一个群体在平衡状态时，基因频率和基因型频率的关系是： D= p 2 H=2pq R=q 2例1：已知人类中白化病（cc ）发生率为4/10000，问：携带者占多少？ 解：∵R=4/10000∴q=R =0.02 p=0.98∴H=2pq=0.0392 即携带者占3.92%例2：人类中，右癖占84%（RR 、Rr ），问：其中Rr 占？解：∵R=1-84%=0.16∴q=0.4 p=0.6∴H=2pq=0.480.48/0.84=57.1% 即右癖中携带者占57.1%例3：人类中男性色盲（X c Y ）占8%，问：女性色盲率？ 解：∵X c =q=8%∴X c X c =q 2=0.64% 女性色盲率0.64%例4：1000人中，O 型160人，A 型330人，问：B 、AB 各多少人？ 解：∵ABO 血型 I A 、I B 、i设其频率：p 、q 、r∴r=频O =1000160=0.4 A=I A I A +I A i=p 2+2prA+O=p 2+2pr+r 2=（p+r ）2 p+r=O A + p=O A +-r=0.7-0.4=0.3q=1-r-p=1-0.4-0.3=0.3∴B=1000×（I B I B + I B i ）=1000×（q 2+2qr ）=330（人） AB=1000×I A I B =1000×2pq=180（人）即B 型330人，AB 型180人。
哈代-温伯格平衡定律在高中生物学习中的应用
哈代-温伯格平衡定律在高中生物学习中的应用在高中生物虽没有明确提出哈代一温伯格平衡定律(简称哈-伯定律)，但在高考试题屡次出现对这一定律的内容的考查，或需要用这一定律去解决某一问题。
因此下面对哈-伯定律在高中生物的应用进行例析。
1哈伯定律的内容遗传平衡定律也称哈迪一温伯格定律，其主要内容是指：在理想状态下，各等位基因的基因频率和等位基因的基因型频率在遗传中是稳定不变的，即保持着基因平衡。
该理想状态要满足5个条件：①种群足够大；②种群中个体间可以随机交配；③没有突变发生；④没有新基因加入；⑤没有自然选择。
此时各基因频率和各基因型频率存在如下等式关系并且保持不变：设A基因频率=p，a基因频率=q，则A基因频率+a基因频率=p+q=1，AA、Aa、aa的基因型频率依次为p2、2pq、q2(p、q为上代雌雄配子的基因频率)。
AA、Aa、aa所有基因型频率和=p2+2pq+q2=1。
需要注意的是，在某个世代中，可以用这个世代的基因型频率计算该世代的基因频率，如果用该世代的基因频率求得的基因型频率，那就不是这个世代的基因型频率了，而是下一个世代的基因型频率。
只有掌握了哈代一温伯格定律的实质，才能在具体问题中灵活运用。
此外，一些不符合遗传平衡的种群，在经过一代的自由交配后即可达到遗传平衡，此时也可应用遗传平衡定律来求后代的基因型频率。
2考点例析2.1考点1：对哈-伯定律的直接考查【例1】(2010年海南卷)某动物种群中AA、Aa和aa的基因型频率分别为0.3、0.4和0.3，请回答：(1)该种群中a基因的频率为________________。
(2)如果该种群满足四个基本条件，即种群__________、不发生_____、不发生________________、________________。
没有迁入迁出，且种群中个体间随机交配，则理论上该种群的子一代中aa的基因型频率为________________；如果该种群的子一代再随机交配，其后代中aa的基因型频率________________(会、不会)发生改变。
遗传平衡定律的应用
基因频率的应用安徽省颍上一中：张四龙关键词：遗传平衡定律基因频率应用摘要：在遗传学的解题和有关基因频率计算中，应用遗传平衡定律往往可以化难为易，有捷径可走，本文结合有关例题，分析遗传平衡的应用遗传平衡定律时应注意的几点问题。
1、遗传平衡定律在一个大群体中,如果交配是随机的，没有突变也没有任何自然选择的影响等，那么群体中3种基因型的频率如不是平衡的，只要一代就可以达到平衡,如果已经平衡，则可一代代保持下去，不发生变化。
1.1遗传平衡定律解读。
从定律内容可以看出,在应用遗传平衡定律时,应注意（1）群体个体之间应是可以随机交配，即不同基因型的个体都可以相互交配，不受其它外界因素限制。
所以若是自交生物,则不能应用平衡定律解题。
（2）在群体中基因频率要保持不变。
没有突变，没有自然选择，没有迁移，即基因频率没有变化。
1．2从实例中理解遗传平衡在我们高中生物学第七章《生物的进化》中，有例题：从某个种群体中随机抽出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A和a的基因频率。
30个AA对应60个A60个Aa对应用60个A和60个a10个aa对应20aA=60＋60=120 a=60＋20=80A频率=120=60% a频率=40%若我们反过来，利用这个基因频率算出对应基因型的概率。
AA=60%×60%=36% Aa=2×60%×40%=48% Aa=40×40=16%所以100个个体中AA为36个、A为48个，为10个。
但与题已知的AA为30个、Aa为60个、aa 为10个。
这说明了题目给出的这个群是不平衡的。
但它们若随机交配一代后AA=36% 、Aa =48% 、aa=16%即可平衡，并且此比例能一代代的传递。
1．3伴性遗传中等位基因频率的计算在某种群中出现的比例叫做基因频率。
具体计算是将某基因除以其等位基因的总和：如上题A%=A/A+a=120/120+80=6%但要注意的是，在伴性遗传中，由于X与Y染色体之间没有等位基因，所以分母中不能是X和Y的总和。
遗传平衡定律
哈迪-温伯格定律编辑遗传平衡定律即哈迪-温伯格定律。
哈迪-温伯格定律的主要内容是指：在理想状态下，各等位基因的频率和等位基因的基因型频率在遗传中是稳定不变的，即保持着基因平衡。
中文名哈迪-温伯格定律外文名Hardy－Weinberg Law别称遗传平衡定律学科生物学/生态学/遗传学目录1概述2满足条件3适用范围4意义1概述编辑此时各基因频率和各基因型频率存在如下等式关系并且保持不变：当等位基因只有一对（Aa）时，设基因A的频率为p，基因a的频率为q，则A+a=p+q=1，AA+Aa+aa=p2+2pq+q2=1 。
哈代-温伯格平衡定律（Hardy-Weinberg equilibrium）对于一个大且随机交配的种群，基因频率和基因型频率在没有迁移、突变和选择的条件下会保持不变。
2满足条件编辑①种群足够大；②种群个体间的交配是随机的；③没有突变产生；④没有新基因加入；⑤没有自然选择。
3适用范围编辑遗传平衡在自然状态下是无法达到的，但在一个足够大的种群中，如果个体间是自由交配的且没有明显的自然选择话，我们往往近似地看作符合遗传平衡。
如人类种群、果蝇种群等比较大的群体中，一些单基因性状的遗传是可以应用遗传平衡定律的。
如题：某地区每10000人中有一个白化病患者，求该地区一对正常夫妇生下一个白化病小孩的几率。
该题就必须应用遗传平衡公式，否则无法求解。
解答过程如下：由题意可知白化病的基因型频率aa=q2=0.0001，得q=0.01，则p=0.99 ，AA的基因型频率p2=0.9801，Aa的基因型频率2pq=0.0198 ，正常夫妇中是携带者概率为：2pq/( p2+2pq)=2/101 ，则后代为aa的概率为：2/101×2/101×1/4=1/10201。
解毕。
此外，一些不符合遗传平衡的种群，在经过一代的自由交配后即可达到遗传平衡，此时也可应用遗传平衡定律来求后代的基因型频率。
例如：某种群中AA 个体占20%，Aa个体占40%，aa个体占40%，aa个体不能进行交配，其它个体可自由交配，求下一代个体中各基因型的比例。
遗传平衡定律
遗传平衡定律实验十二遗传平衡定律一、目的1、通过实验进一步理解Hardy-Weinberg定律的原理；2、以果蝇为模式生物，人工模拟选择对基因频率和基因型频率改变的影响。
3、以果蝇为模式生物，人工模拟选择基因频率和基因型频率的影响。
二、原理Hardy-Weinberg定律是群体遗传学中的基本定律又称遗传平衡定律，该定律于1908年由英国数学家G. H. Hardy和德国医生W. Weinberg共同建立的。
它的基本含义是指在一个大的随机交配的群体中，在无突变、无任何表式的选择、无迁入迁出、无遗传漂变的情况下，群体中的基因频率和基因型频率可以世代相传不发生变化，并且基因型频率是由基因频率决定的。
推导过程包括3个主要步骤：1）从亲本到其产生的配子；2）从配子结合到产生合子的基因型；3）从合子基因型到子代的基因频率。
a2 + 2pg + q2= 1是在一对等位基因的情况下的遗传平衡公式。
是假定影响基因频率的因素不存在的情况下进行的。
实际上，自然界的条件千变万化，任何一个群体都在不同程度上受到各种影响群体平衡因素的干扰，而使群体遗传结构不断变化。
研究这些因素对群体遗传组成的作用，具有十分重要的理论与实践意义，这不仅在于解释生物进化的原因，而且还因为在育种过程中，实际上是通过运用这些因素来改变群体遗传组成，而育出符合人类需要的新品种群体。
所以从这个角度看，可以认为，所谓育种无非是人为地运用各种影响群体平衡的因素，以控制群体遗传组成的发展方向，从而获得优良品种的过程。
影响群体平衡的主要因素包括：突变、选择、迁移、遗传漂移和交配系统。
突变：基因突变(mutation)对于群体遗传组成的改变具有两个重要的作用：首先，基因突变本身就改变了基因频率，是改变群体遗传结构的力量。
例如，当基因A突变为a时，群体中A基因的频率就减少，而a基因的频率就增加；其次，基因突变是新等位基因的直接来源，从而导致群体内遗传变异的增加，并为自然选择和物种进化提供物质基础。
遗传平衡定律在遗传与进化题中的应用 优质文档 可下载可修改
遗传平衡定律在遗传与进化题中的应用遗传平衡定律是群体遗传学中重要的定律，对于研究种群的遗传与进化有着重要的意义。
利用遗传平衡定律解答群体的遗传或进化方面的计算题，不仅可以独辟蹊径，避免一般方法的繁琐，更可以训练学生拓宽思路，从不同的角度寻找答案，培养学生的开放性思维和创造性思维。
现对使用遗传平衡定律的条件和类型分析如下：1.遗传平衡定律英国数学家哈代(C．H．Hardy)和德国医生温伯格(W．Weinberg)分别于190 8年和1909年独立证明，一个有性生殖的自然种群中如果符合以下条件：①种群大；②种群个体间的交配是随机的，即种群中每一个个体与种群中其他个体的交配机会是相等的；③没有突变产生；④种群之间不存在个体的迁移和基因交流，即没有新基因加入；⑤没有自然选择，那么种群中各等位基因的基因频率将代代相传保持不变，而且不论群体的起始基因型频率如何，经过一代随机交配后，群体的基因型频率将达到平衡，只要平衡条件保持不变，基因型频率也保持不变。
这就是遗传平衡定律，也称哈代—温伯格定律。
2.遗传平衡定律的应用2.1对种群基因频率和基因型频率之间进行双向求解遗传平衡的群体中，基因频率和基因型频率之间存在着内在联系，用数学方程式表示的这种量化关系，就称为遗传平衡定律公式。
用该公式可以由基因频率求出基因型频率，也能由基因型频率得出基因频率。
基因的位置与种类不同，遗传平衡定律公式的推导过程、表现形式也不同。
分三种情况讨论：2.1.1若基因是常染色体上的一对等位基因假设等位基因是A和a，基因频率分别为p和q，常染色体遗传时与性别无关，因此雄配子中A型和a型配子的比例分别为p和q，雌配子中A和a型配子也分别为p和q，雌雄配子随机结合，可求出子代的基因型频率：AA=p2，Aa=2p q，aa=q2。
基因频率与基因型频率的关系可表示为(p+q)2=p2+2pq+q2=1。
例1 苯丙酮尿症是一种常染色体隐性遗传病。
据调查该病的发病率大约为1 /10000，请问在人群中苯丙酮尿症致病基因（a）的基因频率和携带者(Aa)的基因型频率各是多少？解析已知患者aa的频率=q2=1/10000，所以a频率=q=1%，A频率p=1-q=99%，因此Aa频率为2pq=2×99%×1%=1.98%。
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9
= 1/2
☆ 对于一种罕见的AR遗传病
致病基因频率q很低，正常基因频率p≈1 ： 杂合携带者频率 = 2pq =2q 即杂合携带者频率约为致病基因频率的2倍。 杂合携带者
=
2pq
纯合患者
q2
=
2
q
提示: 致病基因频率q越低，致病基因在群体中主 要以杂合携带者形式存在。
1
假设在一个理想的群体中，某个基因座上的 两个等位基因 A和a， 基因频率A = p 基因频率a = q p + q = 1 按数学原理（p+q）2 =1。
二项式展开 p2 + 2pq + q2 =1
亲代配子随机结合产生合子，如下表：
2
卵 A（p） 子 a（q）
精 子 A（p） a（q） AA（p2） Aa（pq） Aa（pq） aa（q2）
由表可见子代基因型组成：p2+2pq+q2=1 这里基因型AA的频率为p2，基因型aa的频率为 q2， 基因型Aa的频率为2pq。 AA：Aa：aa= p2：2pq：q2
3
子一代向下一代提供的配子中两种基因 频率分别是：
A=p2+1/2（2pq）=p2+pq=p（p+q）=p a=q2+ 1/2（2pq）=q2+pq=q（p+q）=q
第二节 遗传平衡定律及应用
一、遗传平衡定律 Hardy和Weinberg于1908年分别应用数学方法 探讨群体中基因频率变化所得出一致结论，即 遗传平衡定律(又称Hardy-Weinberg定律)。
在一定条件下，群体的基因频率和基因型 频率在一代一代繁殖传代中保持不变。 条件：（1）在一个很大的群体；（2）随机婚 配而非选择性婚配；（3）没有自然选择；（4） 没有突变发生；（5）没有大规模迁移。
AA：Aa：aa = p2：2pq：q2
即使一个遗传不平衡群体,随机杂交一代后达到遗传平 衡,在世代传递中保持不变。
6
在已知某一性状频率的群体中，确定等位基因 频率和杂合子携带者频率。 例如：已知白化病的发病率为1/20000，求白 化病致病基因频率q和携带者频率。 白化病为AR遗传病，患者为致病基因的纯合 子，因此： 发病率（aa） = q2 = 1/20000 A=p = 1 － q =0.993 a= q =0.007
携带者频率(Aa) = 2pq = 2 ×0.993× 0.007 = 0.0139
这提示人群中有1.4%为白化病致病基因携带 者，对于遗传咨询很重要。
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对于ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ种罕见的AD遗传病 致病基因频率p很低，p2可以忽略，因 此： 2pq =1 2 p + 2pq
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☆ 对于一种罕见的XD遗传病
致病基因频率p很低，正常基因频率q≈1 男性患者 = 致病基因频率 = p 女性患者 = p2 + 2pq = 2p 男性患者 女性患者
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☆ 对于一种罕见的XR遗传病
致病基因频率q很低，
男性患者 = 致病基因频率 = q
女性患者 = 致病基因频率的平方 = q2 男性患者 女性患者
=
q q2
=
1 q
提示：疾病越罕见，q越低，女性患者越罕见。
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AA：Aa：aa ≠ p2：2pq：q2 从中看出该群体是一个不平衡群体.
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遗传不平衡群体在随机杂交条件下： 基因频率保持不变 A = 0.7 a = 0.3 基因型频率 精 A（0.7） 子 a（0.3）
卵 A（0.7） AA（0.49） Aa（0.21） 子 a（0.3） Aa（0.21）aa（0.09） AA = 0.49 Aa = 0.42 aa = 0.09
由此可见，子代基因A的频率仍然是p， 基因a的频率仍然是q，而且将以这种频率在 所有世代传递下去，这就是遗传平衡。
4
二 遗传平衡定律的应用
例如：一个100人的群体中，AA有60人，aa有20人，Aa有 20人。 这是否是一个平衡群体呢？先计算基因型频率，在从基 因型频率计算基因频率。 AA = 60/100 = 0.6 Aa = 20/100 = 0.2 AA：Aa：aa = 0.6：0.2：0.2 aa = 20/100 = 0.2 p= A = AA + 1/2 Aa = 0.7 p2=0.49 q=a = aa + 1/2 Aa = 0.3 2pq=0.42 q2=0.09