基因频率计算 规律总结

例2：人的红绿色盲是X染色体上的隐性遗传病。在人类群体中，男性中患色盲的概率约为8%，那么，在人类红绿色盲基因的频率以及在女性中色盲的患病率、携带者的频率各是多少？

※【分析过程】假设色盲基因X b的频率=q，正常基因X B的频率=p。已知人群中男性色盲概率为8%，由于男性个体Y染色体上无该等位基因，X b的基因频率与X b Y的频率相同，故X b的频率=8%，X B的频率=92%。因为男性中的X染色体均来自于女性，所以，在女性群体中X b的频率也为8%，X B的频率也为92%。由于在男性中、女性中X B、X b的基因频率均相同，故在整个人群中X b也为8%，X B的频率也为92%。在女性群体中，基因型的平衡情况是：p2(X B X B)+2pq(X B X b)+q2(X b X b)=1。因此，在女性中色盲的患病率应为：q2= 8%×8%=0.0064，携带者的概率应为：2pq=2×92%×8%=0.1472

※【答案】在人类中红绿色盲基因的频率是0.08，在女性中红绿色盲的患病率是0.0064，携带者的频率是0.1472。

例3：让红果番茄与红果番茄杂交，F1中有红果番茄，也有黄果番茄。（基因用R和r 表示）试问：

（1）F1中红果番茄与黄果番茄的显隐性关系是什么？

（2）F1中红果番茄和黄果番茄的比例是多少？

（3）在F1红果番茄中杂合子占多少？纯合子占多少？

（4）如果让F1中的每一株红果番茄自交，在F2中各种基因型的比例分别是多少？其中红果番茄与黄果番茄的比例是多少？

（5）如果让F1中的红果番茄种植后随机交配，在F2中各种基因型的比例分别是多少？其中红果番茄和黄果番茄的比例是多少？

※【分析过程】由题意可以简单地将（1）-（4）的结果分析如下：

（1）红果为显性性状，黄果为隐性性状；

（2）F1中红果番茄和黄果番茄的比例是3：1；

（3）在F1红果番茄中杂合子占2/3，纯合子占1/3；

（4）如果让F1中的每一株红果番茄自交，在F2中各种基因型的比例分别是:

RR:Rr:rr=3:2:1，其中红果番茄与黄果番茄的比例是5:1；

(5）对于“如果让F1中的红果番茄种植后随机交配，然后再确定F2中各种基因型的比例以及其中红果番茄和黄果番茄的比例是多少”的问题，如果按照常规分析方法，需要分析四种交配方式，即：

①RR作为雄蕊分别为RR与Rr的雌蕊提供花粉；

②Rr作为雄蕊分别为RR与Rr的雌蕊提供花粉。

分别将以上四种组合方式的结果计算出来后，再求其之和即为本题最终答案。很显然，此方法比较繁琐，不小心还可能会出错。如果采用遗传平衡定律来求解，则要简便得多。

本题的要求是“让F1中的红果番茄种植后随机交配”，所以其下一代的基因频率及其基因型频率的计算符合“遗传平衡定律”的使用范围，所以可以应用“遗传平衡定律”来求解。

解答的过程如下：

由（3）中可知，F1红果番茄的基因型频率分别为：RR=1/3， Rr=2/3

由此可以推出R与r的基因频率分别为：R=p=2/3， r=q=1/3

由“遗传平衡定律”得F2的各种基因型分别为：

RR=p2=4/9， Rr=2pq=4/9，rr=q2=1/9

其比例分别为：RR：Rr：rr =4/9：4/9：1/9=4：4：1

在此基础上可以求出F2中红果番茄和黄果番茄的比例为：

红果：黄果=（4/9+4/9）:1/9=8:1

当然，哈代——温伯格平衡定律并不能解决所有遗传概率的计算问题，如果不能满足给定的五个条件或是在相关的交配组合中不能确保某基因频率的固定数值，则不能生搬硬套，否则将会带来分析上的错误以及解题上的困难。

原文地址：经典基因频率计算4作者：xunlei

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』分析各基因型的频率如下(男女性别比例为1∶1)：

男：XhY 1.4%/3XHY (50%-1.4%/3)

女：XHXh(携带者)5%XhXh 0.7%/3XHXH (50%-5%-0.7%/3)由以上数据， Xh基因的总数是1.4%/3+5%+1.4%/3

因此，Xh的基因频率=(1.4%/3+5%+1.4%/3)/150%=3.96%。

上题，命题者可谓煞费苦心，障碍丛丛，难度很高；而命题者都根据“基因频率的概念”作了“完美的解答”。正是命题人的『根据“基因频率的概念”所作的“完美的解答”』蒙蔽了众多善良的人。然而，却也暴露了命题者知识的缺陷。

【我的见解】：

⒈上题数据都为“编造”而非真实调查，所“编造”数据只是为其“命题立意”服务的，缺乏可信度。居然还以“血友病”作题引，试问女性患者能存活多久？关键的是其编造的“样本”不符合《群体遗传学》所定义“自然群体”和“取样规范”。

⒉涉及性染色体基因时，当然要考虑“性染色体异型的群体”的特殊性。以“XY型的动物”讨论：后代中雄的基因频率总是与上代雌性基因频率相同；雌性的基因频率总等于上代雌、雄性基因频率的平均数。所以，简单的以“其染色体上某基因的数目/该位点基因的基因总数”其“运算结果”不能预测“不平衡群体”之直接后代的各“基因型频率”。故，必须分雌、雄两类群分别计算。⒊当然，以“其染色体上某基因的数目/该位点基因的基因总数”的“运算结果”为一个“发展的群体”达到“平衡态”之“平衡频率”。但由于命题中的“样本群体”的不规范，其“运算结果”也就失去意义。

⒋综上所述，命题人的“聪明才智”在“逼”着解题者与他一起去犯一个“似乎正确”的科学性错误！

那么【应该如何计算涉及“性染色体基因”的“基因频率”和“基因型频率”呢？】

(各位可查阅系统的“群体遗传学”资料(如大学教材)，切勿轻信小报刊。——欢迎大家参加讨论)

[相关理论知识]

【基本概念】：

基因型频率(genotypic frequency)指群体中某特定基因型个体的数目占个体总数目的比率。

等位基因频率(allelic frequency)是指群体中某一基因占其同一位点全部基因的比率，也称为基因频率(gene frequency)。

【关于基因频率的计算】(以二倍体生物为分析对象)：

1.基本计算式：

基因频率＝其染色体上某基因的数目/该位点基因的基因总数

2.基因型频率与基因频率的性质:

⑴同一位点的各基因频率之和等于1 即p＋q ＝1

⑵群体中同一性状的各种基因型频率之和等于1 即：D＋H＋R＝1

例：人的ABO血型决定于三个复等位基因：IA、IB和i。据调查，中国人(昆明)中，IA基因的频率为0.24，IB基因频率为0.21，i基因的频率为0.55，三者之和为0.24＋0.21＋0.55＝1。

【基因频率与基因型频率的关系】:

⑴基因位于常染色体上

设有一对基因A、a，他们的基因频率分别为p、q,可组成三种基因型AA、Aa、aa，基因型频率分别为D、H、R，个体总数为N，AA个体数为n1，Aa个体数为n2，aa个体数为n3。那么：

D＝n1 /N、 H＝n2 /N、 R＝n3 /N；

p(A)＝(2*n1＋n2 )/2N＝D＋H/2； q(a)＝(2*n3＋n2 )/2N＝R＋H/2

即，一个基因的频率等于该基因纯合体的频率加上一半杂合体的频率。

(注)平衡时：D＝p^2、H＝2pq、R＝q^2

⑵基因位于性染色体上：

由于性染色体具有性别差异，在XY型的动物中：雌性(♀)为XX，雄性(♂)为XY；在ZW型的动物中，雌性(♀)为ZW，雄性(♂)为ZZ。所以，把雌雄看做两个群体分别计算。

①对性染色体同型群体(XX，ZZ)

与常染色体上基因频率和基因型频率的关系相同。即：p＝D＋H/2；q＝R＋H/2

②性染色体异型的群体(XY，ZW)

由于基因的数量和基因型的数量相等，因此基因频率等于基因型频率：