1.用基因频率的定义求解
按照基因频率的定义,某基因的基因频率=种群中该基因总数/(种群中该基因总数+种群中该基因的等位基因的总数)。
1.1基因位于常染色体上
若某基因位于常染色体上,且研究对象为二倍体,则该基因的基因频率=种群中该基因总数/(种群中个体总数×2)。
例某个种群共有个个体,其中基因型为Aa的个体有20个,基因型为aa的个体有30个,求A的基因频率。
解:由题意可知,AA基因型的个体有(-20-30)=50个,所以,A的基因频率=(AA个体数×2+Aa个体数)/(种群中个体总数×2)=(2×50+20)/(×2)=60%
1.2基因位于性染色体上
若某基因位于X染色体上(在与Y染色体非同源的区段),且研究对象为二倍体,则其基因频率=种群中该基因的总数/(种群中雌性个体数×2+种群中雄性个体数)
例某工厂有男女职工各名,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5人,男性患者11人,那么这个群体中色盲基因的频率为6%。
解:由题目分析知,基因型为XAXa的个体有15个,基因型为XaXa的个体有5个,基因型为XaY的个体有11个,因此Xa的基因频率=(XaXa个数×2+XAXa个数+XaY个数)/(雌性个数×2+雄性个数)=(5×2+15+11)/(×2+)=6%
2.利用基因频率和基因型频率的关系求解
2.1基因位于常染色体上
A的基因频率=(AA个体数×2+Aa个体数)/(种群中个体总数×2)=(AA的频率+1/2Aa的频率)
a的基因频率=(aa个体数×2+Aa个体数)/(种群中个体总数×2)=(aa的频率+1/2Aa的频率)
例某种群中AA基因型频率为60%,aa基因型频率为30%,求A的基因频率。
解:由题意可知,Aa基因型频率为(%-60%-30%)=10%,所以,A的基因频率=AA的频率+1/2Aa的频率=60%+1/2×10%=65%
2.2基因位于性染色体上
例对欧洲某学校的学生(男女性别比例为1:1)进行调查时发现,血友病患者占0.7%(男:女=2:1),血友病携带者占5%,那么,这个种群中的Xh基因的频率是(D)
A.0.7%B.2.97%C.3.2%D.3.96%
解:我们可以用以下的一个表格来表示各基因型的频率:
男
XhY
1.4%/3
XHY
50%-1.4%/3
XHXh(携带者)
5%
女
XhXh
0.7%/3
XHXH
50%-5%-0.7%/3
由表格数据知,Xh的基因频率=(XhXh频率×2+XHXh频率+XhY频率)/%=(0.7%/3×2+5%+1.4%/3)/%=3.96%
3.用哈代—温伯格定律求解
用哈代—温伯格定律求解时,要注意,所研究种群必须符合下列条件:种群是极大的;种群中个体间是随机交配的;没有突变发生;种群之间不存在个体的迁移或基因交流;没有自然选择。一般试题讨论的是理想种群,若题中说明种群中个体是自由交配的,那么就可以用哈代—温伯格定律求解了。
3.1基因位于常染色体上
以二倍体为例,若A基因频率=p,a基因频率=q,则AA基因型频率=p2,aa基因型频率=q2,Aa基因型频率=2pq,而这三个基因型的频率刚好是一个完全平方式(p+q)2=p2+q2+2pq,p+q=1,(p+q)2=1
例在自然状态下绝大多数小麦是绿色的,也偶尔发现有白化苗。譬如白化苗在自然状态下出现的概率是0.01%,则理论上小麦杂合子在群体中出现的概率约为(C)
A.1/4B.1/C.1/50D.9/50
解:由题意可知,白化应该是隐性性状,则可用A代表控制绿色性状的基因,a代表控制白化性状的基因,aa基因型频率=0.01%,由哈代—温伯格定律知,a的基因频率为aa基因型频率的开平方,即1%,则A的基因频率为99%,Aa基因型频率=2×A的基因频率×a的基因频率=2×99%×1%=1.98%≈1/50,所以,理论上小麦杂合子在群体中出现的概率约为1/50。
3.2基因位于性染色体上
以二倍体为例,若基因A位于X染色体上(在与Y染色体非同源的区段),XA基因频率=p,Xa基因频率=q,则女性中XAXA基因型频率=p2,女性中XaXa基因型频率=q2,女性中XAXa基因型频率=2pq,男性中XAY基因型频率=p,男性中XaY基因型频率=q
例某个海岛上,每00人中有名男子患红绿色盲,则该岛上这00人中,女性携带者的数量为(设男女性别比为1:1)(B)
A.0B.人C.人D.人
解:由题意知,该岛上男性、女性各有0人,XbY基因型频率=/0=1/10,因此,男性中,Xb基因频率=1/10,XB基因频率=1-1/10=9/10,而男性中Xb基因频率=种群中Xb基因频率=女性中Xb基因频率,男性中XB基因频率=种群中XB基因频率=女性中XB基因频率。
女性中XBXb基因型频率=2×XB基因频率×Xb基因频率=2×9/10×1/10=18%,而这00人中,女性有0人,因此,女性携带者数目为0×18%=人.
4.用综合分析法求解
例在一个种群中随机抽取一定数量的个体,其中基因型为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%。请你估计:这个种群自交一代之后,种群中基因A和基因a的频率分别是多少(A)
A.60%、40%B.36%、64%C.57%、43%D.24%、72%
解:AA基因型个体自交后代都是AA基因型,aa基因型个体自交后代都是aa基因型,Aa基因型个体自交后代中AA基因型个体占1/4,Aa基因型个体占1/2,aa基因型个体占1/4,所以,这个种群个体自交一代后,AA基因型频率=24%+1/4×72%=42%,Aa基因型频率=72%×1/2=36%,aa基因型频率=4%+1/4×72%=22%,A基因频率=42%+1/2×36%=60%,a基因频率=1-60%=40%
练习题
1如果在一个种群中,基因型AA的比例占25%,基因型Aa的比例为50%,基因型aa的比例占25%。已知基因型aa的个体失去求偶和繁殖的能力,则随机交配一代后,基因型aa的个体所占的比例为()
A.1/16B.1/9C.1/8D.1/4
2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基因频率为()
A.12/13B.11/14C.5/8D.1/2
3ABO血型系统由3个等位基因IA、IB、和i来决定,通过调查一个由个个体组成的某群体,其中,A型血人,O型血人,请估算此群体中AB型血有24人。(假设此群体的遗传符合哈代—温伯格定律)
答案
1.B解:基因型aa的个体失去求偶和繁殖的能力,所以下一代个体都是基因型AA和基因型Aa个体的后代,只需计算这两种基因型个体随机交配的后代情况即可。基因型为AA的个体:基因型为Aa的个体=25%:50%=1:2,把这两种基因型个体当做一个种群,则此种群a的基因频率=(aa个体数×2+Aa个体数)/(种群中个体总数×2)=(0+2)/(3×2)=1/3,所以这两种基因型个体随机交配后,基因型aa的个体所占的比例为(1/3)2=1/9
2.A解:第一代,AA基因型频率=50%,Aa基因型频率=50%,若aa基因型存活,则自交第二代中AA基因型频率=50%+50%×1/4=62.5%,Aa基因型频率=50%×1/2=25%,aa基因型频率=50%×1/4=12.5%,而aa为致死基因型,所以第二代中AA基因型频率=62.5%/(62.5%+25%)=5/7,Aa基因型频率=2/7,同理,若aa基因型存活,自交第三代AA基因型频率=5/7+2/7×1/4=11/14,Aa基因型频率=2/7×1/2=1/7,而aa为致死基因型,所以自交第三代A基因频率=(11/14×2+1/7)/((11/14+1/7)×2)=12/13
3.解:假设IA基因频率=p,IB基因频率=q,i基因频率=r,则p+q+r=1,IAIB基因型频率=2pq,IAi基因型频率=2pr,IBi基因型频率=2qr,ii基因型频率=r2,IAIA基因型频率=p2,IBIB基因型频率=q2,由O型血基因型频率r2=/得r=3/5,A型血基因型频率/=p2+2pr,把r=3/5代入得p=3/10,那么q=1-3/5-3/10=1/10,所以AB基因型频率=2pq=2×3/10×1/10=6/,故此群体中AB型血人数为×6/=24
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