基因频率计算课件.ppt

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1、基因频率及基因型频率计算,是指某种基因占其种群中全部等位基因的比率。基因频率可用抽样调查的方法来获得，并且，A%+a%=1 生物的进化实质上就是种群基因频率发生变化的过程。,是指种群中某一种基因型个体占该种群的百分比。AA%+Aa%+aa%=1,、基因频率,、基因型频率,一.有关概念的理解：,3、自交与自由交配,(2)自由交配是指种群内不同基因型的个体间相互交配。,(1)自交是指基因型相同的个体之间的交配。,自由交配（随机交配）,豌豆是自花传粉、闭花授粉只能自交玉米是异花传粉，不仅仅能自交，还能杂交。,1）定义公式法：,2）基因型比率法:,A%+a%=1 AA%+Aa%+aa%=1,3）各种频

2、率之和：,某基因频率=,此基因的个数 全部等位基因的个数,100%,某基因频率纯合子基因型比率+1/2杂合子基型比率,基因频率计算的基本公式：,二.有关基因频率的计算：,某基因(如A基因)频率=某基因(A)的数目/等位基因的总数(如A+a)即；A=A的总数/(A的总数+a的总数)=A的总数/（总个体数2），a=1-A。这是基因频率的定义公式。,规律一、已知基因型(或表现型)的个体数，求基因频率：,例1：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，其中纯体12000人。那么，在这个人群中A、a基因频率和AA、Aa、aa基因型频率是

3、多少？,A的基因频率=（24000+14400）/60000=0.64a的基因频率=7200+14400）/60000=0.36AA的基因型频率=1200030000=0.4Aa的基因型频率=1440030000=0.48aa的基因型频率=360030000=0.12,A%=,60+100/2,60+100+40,=0.55,=0.3+0.5/2,A%=,40+100/2,60+100+40,=0.45,=0.2+0.5/2,【例题1】在某个种群中，AA、Aa、aa个体分别有60、100、40个，这个种群中，A、a的基因频率、三种基因型频率各是多少？,基因频率：,【课本P99技能训练】,基因型

4、频率是指在一个进行有性生殖的群体中，不同基因型所占的比例。某基因频率=包含特定基因的纯合体频率+杂合体频率1/2即：A的频率=AA基因型频率+Aa基因型频率1/2,规律二、已知基因型频率，求基因频率：,例、AA、Aa、aa的基因型频率分别占24%、72%、4%，那么A、a的基因频率是多少？（）A.36%和64%B.57%和43%C.24%和72%D.60%和40%,【解析】A%=24%+72%/2=60%a%=4%+72%/2=40%,假设在一个随机交配的群体里，在没有迁移、突变和选择的条件下，世代相传不发生变化，计算基因频率时，就可以采用遗传平衡定律计算。即：设A的基因频率=p，a的基因频率

5、=q，则群体中各基因型频率为：AA=p2，Aa=2pq，aa=q2。(p+q)=p+2pq+q=1。注意：种群自由交配（或者随机交配、或者在一个足够大的种群中）时才可用该公式，如是自交，则不能用该公式。一般地，求基因频率时，若已知各基因型频率(随机抽出的一个样本)，则只能用“规律二”计算，不能用“规律三”反过来，开平方。开平方求基因频率只适用于理想种群(或题目中只给一个基因型频率)。,规律三、已知基因频率，求基因型频率,例3.如果在以下种群中，基因型AA的比例占25%，基因型Aa的比例为50%，基因型aa比例占25%，已知基因型aa的个体失去求偶和繁殖的能力，则基因A和a的频率各是多少？随机交

6、配产生的子一代中，基因型aa的个体所占的比例为？,例4、囊性纤维变性是一种常染色体遗传病。在欧洲人群中每2500个人就有一人患此病。如果一对健康的夫妇有一个患病的儿子，此后该女又与另一健康男子再婚，则再婚后他们生一个患此病孩子的概率是 A.1%B.0.04%C.3.9%D.2%,【解析】：由于一对健康夫妇生了一个患病的儿子，所以该遗传病为隐性遗传病，设显性基因为A，隐性基因为a，所以这对夫妇的基因型都为Aa。把人群看成一个平衡群体，则有aa占1/2500，所以隐性基因a的频率q=1/50，显性基因A的频率为p=49/50，那么群体中，AA基因型的频率为p2，Aa基因型的频率为2pq，正常人群中

7、杂合子Aa所占的比例为=Aa/(AAAa)=2pq/(p22pq)=2/51,即健康人中杂合子所占的比例为2/51，该女子与正常男性婚配后生出患病孩子的几率为1/42/51=1/1021%。【参考答案】A,例3.某常染色体隐性遗传病在人群中的发病率为1%，色盲在男性中的发病率为7%。现有一对表现正常的夫妇，妻子为该常染色体遗传病致病基因和色盲致病基因携带者。那么他们所生小孩同时患上述两种遗传病的概率是 A.1/88 B.1/22 C.7/2200 D.3/800,【解析】：此题考察遗传概率的的计算方法；常染色体在人群中的发病率为1/100，则a%=1/10，A%=9/10，得出该正常男性可能为

8、AA或Aa，即排除aa的可能性，该男性为2/11AaXBY，与AaXBXb的女性婚配，所生小孩同时患两种遗传病的概率是2/111/41/4=1/88。答案A,四、位于X染色体上的基因频率和基因型频率：,1.已知基因型的人数或频率，求基因频率：,据调查，某小学的小学生中，基因型的比例为XBXB（42.32%）、XBXb（7.36%）、XbXb（0.32%）、XBY（46%）、XbY（4%），则在该地区XB和Xb的基因频率分别是多少？,练一练：,42.32%XBXB+（7.36%XBXb+46%XBY）/242.32%XBXB+7.36%XBXb+0.32%XbXb+（46%XBY+4%XbY）/

9、2 XB频率=92%Xb的频率8,XB频率=,【例题2】某工厂有男女职工各100名，对他们进行调查时发现，女性色盲基因的携带者为15人，患者为5人；男性患者为11人，那么这个群体中色盲基因的频率为()A.12%B.9%C.6%D.4.5%,【解析】由于男性个体中的Y染色体上没有与色盲有关的基因，所以应该将Y染色体所占的比例去除。,Xb=100%=12%,15+5*2+11,100*2+100,A,复等位基因计算人的ABO血型系统决定于3 个等位基因IA、IB、i，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，人群中p+q+r=1。（p+q+r)2=p2+q2+r2+2pq+2pr

10、+2qr=1在遗传平衡的人群中，IAIA的基因型频率为p2,IAi的基因型频率为2pr;IBIB的基因型频率为q2,IBi的基因型频率为2qr;ii的基因型频率为r2;IAIB的基因型频率为2pq。,例7：通过抽样调查发现血型频率（基因型频率）：A型血（IAIA，IAi）的频率=0.45；B型血（IBIB，IBi）的频率=0.13；AB型血（IAIB）的频率=0.06；O型血（ii）=0.36。试计算IA、IB、i的基因频率。,IA、IB、i为等位基因，配子出现的概率=基因型频率设IA的频率为p,IB的频率q,i的频率为r.即IAIA的基因型频率为p2,IAi的基因型频率为2pr;IBIB的基

11、因型频率为q2,IBi的基因型频率为2qr;ii的基因型频率为r2;IAIB的基因型频率为2pq。O型血的基因型频率=r2=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IA的基因频率为0.3;IB的基因频率为0.1;i的基因频率为0.6。,【题1】某种群中，AA、Aa、aa个体分别有60、100、40个，这个种群中，A、a的基因频率、三种基因型频率各是多少？,基因型频率：,AA%=,60,60+100+40,=0.3,Aa%=,100,60+100+40,=0.5,aa%=,40,60

12、+100+40,=0.2,基因型频率=该基因型的个体数/种群个体数,（一）、自由交配，常染色体基因型频率、基因频率的计算,练一练：AA、Aa、aa的个体分别占24%、72%、4%，那么A、a的基因频率是多少？（）A.36%和64%B.57%和43%C.24%和72%D.60%和40%,D,【解析】A%=24%+72%/2=60%a%=4%+72%/2=40%,伴性遗传的基因频率只能从定义出发进行计算,X染色体上基因频率的计算:,X染色体上基因频率的计算:,（三）常染色体，自交后的基因频率和基因型频率,题3一个种群中基因型为AA的个体占24%，基因型为Aa的个体占72%，基因型为aa的个体占4%

13、，自交一代之后，种群中基因型为AA和基因型为aa的个体分别占()A60%40%B36%42%C42%22%D24%22%分析：由题意可知，三种基因型各自自交：AA自交后代100%为AA，aa自交后代100%为aa，而Aa自交后会发生性状分离。子代中基因型AA占42%（24%72%1/4）；Aa占72%1/236%；aa占22%（4%72%1/4），答案是C。交前后基因型频率在变，不变的是基因频率。结论：自交过程（非随机交配）中，可以根据基因型频率求基因频率，但不能根据基因频率求基因型频率。自交前后基因型频率在变，基因频率不变。,【题4】某群体最初的三种基因型AA、Aa、aa的频率分别为0.1、

14、0.2、0.7，在自交和随机交配的情况下，后代的基因型频率和基因频率如何变化？,自交：,F1：AA=0.1+0.2（1/4）=0.15 Aa=0.2（1/2）=0.1 aa=0.7+0.2（1/4）=0.75,A%=0.2a%=0.8,P:AA=0.1；Aa=0.2；aa=0.7,F2：AA=0.15+0.1（1/4）=0.175 Aa=0.1（1/2）=0.05 aa=0.75+0.1（1/4）=0.775,A%=0.2a%=0.8,A%=0.2a%=0.8,自交：基因型频率不断变化.后代的基因频率不变，,（四）、常染色体基因型频率、基因频率的计算。自交，自由交配 结果比较,综上可见：基因重

15、组对基因频率无影响,【题4】某群体最初的三种基因型AA、Aa、aa的频率分别为0.1、0.2、0.7，在自交和随机交配的情况下，后代的基因型频率和基因频率如何变化？,自由（随机)交配：,A%=0.2a%=0.8,P:AA=0.1；Aa=0.2；aa=0.7,根据遗传平衡定律求算子一代的基因频率：F1：AA=0.04；Aa=0.32；aa=0.64。,A%=0.2a%=0.8,根据遗传平衡定律求算子二代的基因频率：F2：AA=0.04；Aa=0.32；aa=0.64。,A%=0.2a%=0.8,随机交配：后代的基因频率不变，基因型频率亦不变。,(1)自交是指基因型相同的个体交配。结果是杂合基因型

16、频率降低，纯合基因型频率增大，在无自然选择条件下，基因频率不变。,(2)自由交配是指种群内不同基因型的个体间相互交配。在无选择的条件下，基因频率、基因型频率均保持不变，相关计算可按哈迪温伯格定律进行。(3)只要种群的基因频率不变，即使基因型频率改变，种群也未发生进化。,三.遗传平衡定律:,群体数量足够大，没有自然选择没有迁移（迁入和迁出），全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代没有突变（基因突变和染色体变异）。,在一个有性生殖的自然种群中，在符合以下5个条件的情况下，各等位基因的频率和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的。这5个条件是：,在该种情况下，配子的比例

17、就是基因的频率。,假设：A的基因频率为p，a的基因频率为q，则p+q=1。,AA%=p2 Aa%=2pq aa%=q2,AA%+Aa%+aa%=,（p+q）2=1,【题5】镰刀型细胞贫血症是由基因突变引起的，其致病基因为隐性基因(用a表示)。只有隐性纯合子才会发病，携带a基因的个体不会发病，且对疟疾具有一定的抵抗力。在非洲某些地区，约有500人中就有20人患镰刀型细胞贫血症。因此在该地区人群中()A.a基因的基因频率大约为32%B.a基因频率的变化是环境选择的结果C.患者的死亡不会导致人群中基因频率发生变化D.a基因的携带者在自然选择中会逐渐被淘汰,【解析】选B。由于在500人中就有20人是镰

18、刀型细胞贫血症患者，说明aa个体所占比例为4%，aa%=a%*a%,所以a的基因频率为20%，由于aa个体死亡率较高，所以会使a的基因频率降低，它是环境选择的结果，由于Aa对疟疾有一定的抵抗力，所以其生存能力较强，不会被淘汰。,B,例8.若在果蝇种群中，XB的基因频率为80%，Xb的基因频率为20%，雌雄果蝇数相等，理论上XbXb、XbY的基因型频率依次为（）A1%2%B8%8%C 2%10%D2%8%解析：由于在该果蝇种群中,雌雄果蝇数相等,所以雌果蝇产生的配子中，XB的基因频率应为80%,Xb的基因频率为20%。雄果蝇产生的配子中，有约1/2的含Y染色体的配子，另有约1/2的含X染色体的配

19、子，在含X染色体的雄配子中，XB与Xb的基因频率也分别为80%和20%。它们配子的结合情况可从下表中得出：,五 雌雄相等，求伴X的基因频率、基因型频率？,它们配子的结合情况可从下表中得出:,以人类的色盲基因遗传为例。因为女性的染色体组成为XX，男性的染色体组成为XY，Y染色体上无该等位基因,所以，在男性群体中：其基因频率与基因型频率相同，也和表现型频率一样，设XB的频率为p，X b的频率为q，则有XB的频率=XBY的频率=p，Xb的频率=XbY的频率=q,且p+q=1。由于男性中的XB、Xb均来自于女性，故在女性群体中：XB的频率也为p,Xb的频率也为q,p+q=1,总结：,p,q,p2,2p

20、q,q2,P2/2,pq,q2/2,P/2,q/2,如果人群中男性与女性数量相等:设男性群体中XB的频率为p，X b的频率为q，则有XB的频率=XBY的频率=p，Xb的频率=XbY的频率=q,且p+q=1。由于男性中的XB、Xb均来自于女性，故在女性群体中：XB的频率也为p,Xb的频率也为q,p+q=1。,已知人群中Xb 为 p,XB为 q，若男女数量相等位于X染色体上的等位基因的平衡情况是：XB+Xb=1女性中，XbXb基因型频率p2 XBXB基因型频率=q2 XBXb=2pq人类（男女各半，故总数加倍，比例减半）中，XbXb基因型频率p2/2 XBXB基因型频率=q2/2 XBXb=pq,

21、基因位于性染色体上（男女数量相等）,男女数量相等时:2人群中XbY频率=男性中Xb基因频率=男性中XbY表现型频率=女性群体中的Xb基因频率=整个群体中Xb基因频率,特别提醒:,即:（男）XbY%=（女）Xb%=（人）Xb%=2*（人）XbY%,练一练：人的色盲是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大约为8%，那么，在人类中色盲基因的概率以及在女性中色盲的患病率各是多少？,已知人群中男性色盲概率为8%，也即色盲基因(Xb)的基因频率就应该是q(Xb)=0.08,所以p(XB)=0.92.这样，在女性中色盲(XbXb)的发病率应该为q2=（0.08)2=0.0064.,假如某

22、种遗传病是由位于X染色体上的显性基因控制，已知该病在男性中的发病率为7，那么在女性中的发病率为()A.14 B.7 C.13.51 D.25,由题意知该病在男性中的表现型频率为7，则其基因型频率也为7，在女性中的基因频率也为7。在女性中正常率为(1-7)2。所以在女性中的发病率为1-(1-7)2=13.51。,若在果蝇种群中，XB的基因频率为80%，Xb的基因频率为20%，雌雄果蝇数相等，理论上，XbXb、XbY的基因型频率依次为（）A.1%2%B.8%8%C.2%10%D.2%8%,【解析】选C。方法：基因型频率法Xb基因频率p20%则在群体（雌雄果蝇相等）中有：XbXb基因型频率p2/22

23、0%20%/22%XbY基因型频率p/220%/210%,对某校学生进行色盲遗传病调查研究后发现：780名女生中有患者23人，携带着52人，820名男生中有患者65人，那么该群体中色盲基因的概率是:,（232+52+65）/7802+820=163/2380=0.68,男女人数不等时，只能用定义法,（一）自然选择对基因频率的影响,（二）突变影响基因频率,六 基因基因频率的影响因素,生物进化的本质是基因频率的改变，而引起基因频率改变的原因主要有三种：,自然选择,突变（基因突变与染色体变异）,迁移（迁入与迁出）,（三）迁移影响对基因频率,【题5】某小岛上原有果蝇20 000只，其中基因型VV、Vv

24、和vv的果蝇分别占15%、55%和30%。若此时从岛外引入了2 000只基因型为VV的果蝇，且所有果蝇均随机交配，则F1中V的基因频率约是A.43%B.48%C.52%D.42.5%,【解析】（1）首先求算引入2000只果蝇后，三种基因型的个体数改变为多少。VV=15%20000+2000=5000；Vv=55%20000=11000；vv=30%20000=6000。（2）求算V的基因频率：V=0.48,B,（四）基因重组对基因频率无影响,【例6】某群体最初的三种基因型AA、Aa、aa的频率分别为0.1、0.2、0.7，在自交和随机交配的情况下，后代的基因型频率和基因频率如何变化？,自交：,

25、F1：AA=0.1+0.2（1/4）=0.15 Aa=0.2（1/2）=0.1 aa=0.7+0.2（1/4）=0.75,A=0.2a=0.8,P:AA=0.1；Aa=0.2；aa=0.7,F2：AA=0.15+0.1（1/4）=0.175 Aa=0.1（1/2）=0.05 aa=0.75+0.1（1/4）=0.775,A=0.2a=0.8,A=0.2a=0.8,自交：基因型频率不断变化.后代的基因频率不变，,（四）基因重组对基因频率无影响,【题7】某群体最初的三种基因型AA、Aa、aa的频率分别为0.1、0.2、0.7，在自交和随机交配的情况下，后代的基因型频率和基因频率如何变化？,随机交配

26、：,A=0.2a=0.8,P:AA=0.1；Aa=0.2；aa=0.7,根据遗传平衡定律求算子一代的基因频率：F1：AA=0.04；Aa=0.32；aa=0.64。,A=0.2a=0.8,根据遗传平衡定律求算子二代的基因频率：F2：AA=0.04；Aa=0.32；aa=0.64。,A=0.2a=0.8,随机交配：后代的基因频率不变，基因型频率亦不变。,某生物的基因型为Aa，让其连续自交三代，其后代中a基因的基因频率是()A.12.5%B.50%C.25%D.无法估计,【解析】选B。由于自交一代后，产生的AA个体和aa个体的数量是相等的，所以不会改变基因频率,由于AA、aa比例相同，Aa自交后代

27、中AA、aa比例也相同，所以A与a的基因频率均为50%。,B,例8某种群中aa为致死基因型，如果调查的第一代中AA和Aa各占50%，并且此种生物为一年生植物（自花授粉），则该种群的自交第三代中A基因的频率为（）A12/13 B11/14 C5/8 D1/2,六.有性状淘汰时的基因频率和基因型频率,.当某种基因型个体被淘汰时,例9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的个体失去繁殖后代的能力。在随机交配产生的后代中，具有繁殖能力的个体所占比例为。A.3/4B.8/9C.1/9D.1/16解析：由题意知AA、Aa个体有繁殖能力，在可繁殖的个体中占AA占1/

28、3，Aa占2/3，随机交配情况下，只有AaAa会产生没有繁殖能力的个体aa，约有2/32/31/41/9，所以在后代中有繁殖能力的个体占11/98/9。或A和a基因频率分别为2/3和1/3，所以aa为1/9,AAAa8/9。答案：B。,【题10】在一个海岛上，一种海龟中有的脚趾是连趾(ww)，有的脚趾是分趾(WW、Ww)，连趾便于划水，游泳能力强，分趾则游泳能力较弱。若开始时，连趾和分趾的基因频率各为0.5，当海龟数量增加到岛上食物不足时，连趾的海龟容易从海水中得到食物，分趾的海龟则不易获得食物而饿死，若干万年后，基因频率变化成W为0.2，w为0.8。下列说法正确的是(),A.任一海龟都含有该

29、种群基因库的全部基因B.根据题中信息可知该海岛上的海龟没有发生进化C.可以预测再过若干万年后该海岛上的分趾海龟一定会消失D.基因频率变化后，从理论上计算，海龟种群中连趾占整个种群的比例为64%，分趾的海龟中杂合子所占的比例为8/9,D,【题11】(2010海南高考)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

30、。,(3)假定该动物种群满足上述四个基本条件，但不发生随机交配，只在相同基因型之间进行交配，则理论上该种群的子一代中AA、Aa和aa的基因型频率分别为_、_和_；如果子一代也同样只发生相同基因型之间的交配，其后代中AA、Aa和aa的基因型频率_(会、不会)发生改变。,0.5,足够大,突变,自然选择,0.25,不会,0.4,0.2,0.4,会,总结,1，概念自交：交配的两个体基因型相同。自由交配：交配的两个体基因型可以相同也可以不同。2，概率计算方法：（以1/3AA，2/3Aa为例）1）自交：基因型法：1/3（AA*AA）2/3（Aa*Aa）2）自由交配：1、基因型法：1/3AA*1/3AA 1

31、/3AA*2/3Aa 2/3Aa*1/3AA 2/3Aa*2/3Aa2、配子法（只能用于自由交配）A=2/3 a=1/33、基因频率法（只能用于自由交配）同上,1）定义公式法：,2）基因型比率法:,A%+a%=1 AA%+Aa%+aa%=1,3）各种频率之和：,某基因频率=,此基因的个数 全部等位基因的个数,100%,某基因频率纯合子基因型比率+1/2杂合子基型比率,小结1：基因频率计算的基本公式,伴性遗传 的基因频率只能从定义出发进行计算,小结2：X染色体上基因频率的计算,2人群中XbY频率=男性中Xb基因频率=男性中XbY表现型频率=女性群体中的Xb基因频率=整个群体中Xb基因频率,即:（

32、男）XbY%=（女）Xb%=（人）Xb%=2*（人）XbY%,小结3：男女数量相等时，,小结4：自交与自由交配:,1.在理论计算中，自交或者随机交配中，基因频率不发生改变。理论基础：理论计算中，不考虑突变，基因重组，自然选择，迁移等可以使基因频率发生改变的因素，基因频率改变标志着生物的进化，因此生物也不会发生进化。2.在自交中，基因型频率发生改变。例如：Aa连续自交，后代中，Aa逐渐减少为(1/2)n,n为自交的次数，AA和aa逐渐增多。在随机交配中，基因型频率从F1代后不发生改变，只与亲代有差异。,例如：Aa随机交配后F1会产生AA，Aa，aa三种基因型，基因型频率一定改变了F1以后基因型频率不改变的理论基础：F1以后，为随机交配，不考虑突变，基因重组，自然选择，迁移等可以使基因频率发生改变的因素，因此符合基因平衡定律（哈代-温伯格定律），基因型频率可以平衡公式计算（Pq）2 P22pqq2，由于基因频率不变，所以，基因型频率也不变。3.随机交配中：基因频率 基因型频率 自交中：基因频率 基因型频率箭头表示可以通过一方计算另一方。,