基因頻率

基因頻率

群體中某一基因的數量
基因頻率(gene frequency)是指群體中某一基因的數量。基因頻率也就是等位基因的頻率。群體中某一特定基因的頻率可以從基因頻率(genotype frequency)來推算。如人們熟悉的人的MN血型,它是由一對共顯性等位基因M和N所決定,産生3種基因型M/M、M/N和N/N,而相應的表型是M、MN和N,而且比例是1/4M、1/2MN和1/2N。這個原理可以推廣到一般群體内婚配,如以群體中MN表型(基因型)的具體樣本數被所觀察到總數相除即可得到(轉換)相對頻率數。[1]
    中文名:基因頻率 外文名: 别名: 英文名:Gene frequency 基本概念:G.F.在一個群體中某一特殊型的等位基因在所有等位基因總數中所占的比率,由基因型頻率推算得出。

概念

基因頻率(gene frequency)是指群體中某一基因的數量。基因頻率也就是等位基因的頻率。群體中某一特定基因的頻率可以從基因頻率(genotype frequency)來推算。如人們熟悉的人的MN血型,它是由一對共顯性等位基因M和N所決定,産生3種基因型M/M、M/N和N/N,而相應的表型是M、MN和N,而且比例是1/4M、1/2MN和1/2N。這個原理可以推廣到一般群體内婚配,如以群體中MN表型(基因型)的具體樣本數被所觀察到總數相除即可得到(轉換)相對頻率數。表6-1示某一群體的MN血型的相對基因頻率,再用此觀察到的相對來估算M和N在群體中等位基因的頻率。該群體中總人數為1419人,其中M血型(基因型M/M)392人,N血型(基因型N/N)320人,MN血型(基因型M/N)707人,按此可直接推算出M的等位基因頻率為:2×392——707/1419×2=0.53

基因頻率的計算

1、通過基因型個數計算基因頻率

方法:某種基因的基因頻率=此種基因的個數/(此種基因的個數+其等位基因的個數)

例1:在一個種群中随機抽取100個個體,測知基因型為AA、Aa和aa的個體分别是30、60和10個。求基因A與a的頻率是多少?

解析:就A與a這對等位基因來說,每個個體可以看做含有2個基因。那麼,這100個個體共有200個基因,其中,A基因有2×30+60=120個,a基因有2×10+60=80個。于是,在這個種群中,

A基因的基因頻率為:120÷200=60%       a基因的基因頻率為:80÷200=40%

2、通過基因型頻率計算基因頻

方法:某種基因的基因頻率=某種基因的純合體頻率+1/2雜合體頻率

例2:在一個種群中随機抽出一定數量的個體,其中,基因型為AA的個體占18%,基因型為Aa的個體占78%,aa的個體占4%。基因A和a的頻率分别是:

A.18%、82% B.36%、64% C.57%、43% D.92%、8%    該題答案為C。

[解析1]:A基因的基因頻率為:18%+78%×1/2=57%    a基因的基因頻率為:4%+78%×1/2=43%

[解析2]:先把題目轉化為基因型個數(即第一種計算方法)。不妨設該種群為100個個體,則基因型為AA、Aa和aa的個體分别是18、78和4個。就這對等位基因來說,每個個體可以看做含有2個基因。那麼,這100個個體共有200個基因,其中,A基因有2×18+78=114個,a基因有2×4+78=86個。于是,在這個種群中,A基因的基因頻率為:114÷200=57%,a基因的基因頻為:86÷200=43%。也可以先算出一對等位基因中任一個基因的頻率,再用1減去該值即得另一個基因的頻率。

例3:據調查,某地人群基因型為XBXB的比例為42.32%、XBXb為7.36%、XbXb為0.32%、XBY為46%、XbY為4%,求在該地區XB和Xb的基因頻率分别為

[解析]取100個個體,由于B和b這對等位基因隻存在于X染色體上,Y染色體上無相應的等位基因。故基因總數為150個,而XB和Xb基因的個數XB、Xb分别為42.32×2+7.36+46=138,7.36+0.32×2+4=12,再計算百分比。XB、Xb基因頻率分别為138/150=92%,12/150=8%

3、根據遺傳平衡定律計算基因頻率

遺傳平衡定律:一個群體在符合一定條件的情況下,群體中各個體的比例可從一代到另一代維持不變。

遺傳平衡定律是由Hardy和Weinberg于1908年分别應用數學方法探讨群體中基因頻率變化所得出一緻結論。符合遺傳平衡定律的群體,需滿足的條件:(1)在一個很大的群體中;(2)随機婚配而非選擇性婚配;(3)沒有自然選擇;(4)沒有突變發生;(5)沒有大規模遷移。群體的基因頻率和基因型頻率在一代一代繁殖傳代中保持不變。

這樣,用數學方程式可表示為:(p+q)2=1,p2+2pq+q2=1,p+q=l。其中p代表一個等位基因的頻率,q代表另一個等位基因的頻率。運用此規律,已知基因型頻率可求基因頻率;反之,已知基因頻率可求基因型頻率。

例4:某人群中每10000人中有一白化病患者(aa),問該人群中帶有a基因的雜合體概率是

[解析]:已知基因型aa的頻率為1/10000則基因a的頻率q=0.01,基因A的頻率p=1-0.01=0.99,,則基因型Aa的頻率為2pq=2×0.99×0.01=0.0198

由于雄性果蠅隻有一條X性染色體,則雄果蠅的X基因頻率就是基因型頻率,為20%,但雌雄性比為1:1,則XbY的頻率為20%×1/2=10%。

概念比較

基因頻率是某種基因在某個種群中出現的比例。基因型頻率是某種特定基因型的個體占群體内全部個體的比例。前者是某基因個體數占全部基因數的比例,後者是某基因型個體數占群體總數的比例。

用途

基因頻率是指在一個種群基因庫中,某個基因占全部等位基因數的比例。種群中某一基因位點上各種不同的基因頻率之和以及各種基因型頻率之和都等于1。對于一個種群來說,理想狀态下種群基因頻率在世代相傳中保持穩定,然而在自然條件下卻受基因突變、基因重組、自然選擇、遷移和遺傳漂變的影響,種群基因頻率處于不斷變化之中,使生物不斷向前發展進化。因此,通過計算某種群的基因頻率有利于理解該種群的進化情況。

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[例2](2006河北高考)在豚鼠中,黑色對白色是顯性。如果基因庫中90%是顯性基因B,10%是隐性基因b,則種群中基因BB、Bb、bb的頻率分别是()

A81% 18% 1%

B45% 40% 15%

C18% 81% 1%

D45% 45% 10%

[解題思路]BB頻率為(90%)^2=81%,bb頻率為(10%)^2=1%,Bb頻率為2×90%×10%=18%,故選A

[答案]A

某小島上原有果蠅20 000隻,其中基因型VV、Vv、vv的果蠅分别占15%、55%和30%。若此時從島外上入侵了2 000隻基因型為VV的果蠅,且所有果蠅均随機交配,則F1中V的基因頻率約是多少?

V基因頻率=(20000*15%*2+20000*55%+2000*2)/44000=47.7%

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