【重难题型6】基因频率与遗传平衡定律计算专题（知识清单）生物人教版必修2

基因频率与遗传平衡定律计算专题 基因频率概念：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值。 一、常染色体/X、Y染色体同源区段基因频率计算 (1)计算公式： 种群中某对等位基因（A和a），设AA、Aa、aa的个体数分别为NAA、NAa、Naa，种群总个体数为N，每个个体可以看作含有2个基因。 ①基因频率（常染色体/X、Y同源区段）： A%=(2×NAA+NAa)/(2N)×100% a%=(2×Naa+NAa)/(2N)×100% ②利用基因型频率计算： 基因频率=纯合子频率+1/2杂合子频率 (2)实例（常染色体）： 某昆虫种群中，AA=30只，Aa=60只，aa=10只，共100只。求A和a的基因频率。 解： 计算方法1:基因频率 总基因数=2N=100×2=200、A基因数=2×NAA+NAa=30×2+60=120，a基因数=2×Naa+NAa=10×2+60=80 A%=(2×NAA+NAa)/(2N)×100% =120/200=60% a%=(2×Naa+NAa)/(2N)×100% 80/200=40% 计算方法2基因型频率： AA%=AA/AA+Aa+aa=30/100=30%，Aa%=Aa/AA+Aa+aa=60/100=60%，aa%=aa/AA+Aa+aa=10/100=10% A%=30%+1/2×60%=60% a%=10%+1/2×60%=60% 例题：某植物种群中，AA基因型频率为16%，aa频率为36%，求A和a的基因频率。 解：Aa频率=1-16%-36%=48% A%=16%+1/2×48%=40% a%=36%+1/2×48%=60% 二、X染色体非同源区段基因频率计算（伴X遗传） (1)计算公式： 由于男性只有一条X染色体，女性有两条，计算时需分别统计雌雄个体X染色体上的基因数。 XA%=(XAXA×2+XAXa×1+XAY×1)/(雌性个体数×2+雄性个体数×1)×100% Xa%=(XaXa×2+XAXa×1+XaY个体数×1)/(雌性个体数×2+雄性个体数×1)×100% 注意：Y染色体上无对应等位基因，不参与计算。 (2)实例（伴X遗传）： 某人群中，女性：XAXA 42人，XAXa 8人，XaXa 2人；男性：XAY 40人，XaY 10人。总人数=42+8+2+40+10=102人。求XA和Xa的基因频率。 解： 雌性个体数=XAXA+XAXa+XaXa=52，雄性个体数=XAY+XaY=50。 X染色体总数=52×2+50×1=154 XA基因数=42×2+8×1+40×1=84+8+40=132， XA%=132/154≈85.71% Xa基因数=8×1+2×2+10×1=8+4+10=22， Xa%=22/154≈14.29% 例题：调查某色盲家系所在群体，女性中携带者（XBXb）占8%，患者（XbXb）占1%；男性中患者（XbY）占10%。求该群体中Xb的基因频率。（假设男女比例1:1） 解：设男女各100人。 女性：XBXB=100-8-1=91人，XBXb=8人，XbXb=1人。 男性：XBY=90人，XbY=10人。 X染色体总数=100×2+100×1=300 Xb基因数=XBXb+2XbXb+XbY=8×1+1×2+10×1=20 Xb%=20/300≈6.67% 三、遗传平衡定律（哈代-温伯格定律）实例计算 (1)定律回顾 在理想种群条件:①种群非常大；②所有雌雄个体之间都能自由交配并能产生后代；③没有迁入与迁出；④没有自然选择；⑤没有突变，基因频率和基因型频率世代保持不变。 设A基因频率=p，a基因频率=q，则p+q=1，且基因型频率：AA=p²，Aa=2pq，aa=q²。 适用条件验证：随机交配一代即可达到平衡，之后不改变。 (2)已知基因频率求基因型频率 实例：某人群中白化病（常染色体隐性遗传）发病率为1/10000，求携带者频率。 解：aa=q²=1/10000，则a频率q=1/100=0.01 A频率p=1-0.01=0.99 携带者频率Aa=2pq=2×0.99×0.01=0.0198≈1.98% 例题3：在某平衡群体中，A基因频率为0.7，a基因频率为0.3。随机交配后，下一代中AA、Aa、aa的基因型频率分别是多少？ 解：AA=p²=0.49，Aa=2pq=0.42，aa=q²=0.09。验证总和=1。 (3)已知基因型频率反推基因频率并验证是否平衡 实例：某群体中AA=36%，Aa=48%，aa=16%。判断该群体是否处于遗传平衡状态？ 解：先计算A%=36%+1/2×48%=60%，a%=40%。 若平衡，则AA应为p²=36%，Aa=2pq=48%，aa=q²=16%。实际值与理论值完全相等，故该群体处于平衡状态。 若实际值与理论不符，则需一代随机交配后达到平衡。例如：某群体AA=40%，Aa=40%，aa=20%，计算A%=60%，a%=40%。理论平衡时AA=36%，Aa=48%，aa=16%。实际值不同，说明未平衡，但随机交配一代后即达平衡。 例题：某人群中，舌头性状由A和a控制，卷舌（显性）与不卷舌（隐性）的基因频率分别为0.6和0.4，且处于平衡状态。则人群中卷舌个体的比例是多少？ 解：卷舌(AA+Aa)%=p²+2pq=0.36+0.48=0.84=84%。 (4)伴X遗传的平衡计算（需注意男女基因频率相等） 实例：在遗传平衡的群体中，红绿色盲（伴X隐性）在男性中发病率为7%，求女性发病率及携带者频率。 解：男性发病率即Xb基因频率（因为男性只有一条X）：q=0.07 女性发病率（XbXb）=q²=0.0049=0.49% 女性携带者频率=2pq=2×0.93×0.07=0.1302=13.02% 四、易错提醒与计算要点 (1)常染色体与X染色体计算的分母不同（常染色体=2×个体总数；X染色体=雌数×2+雄数×1）。 (2)遗传平衡定律仅适用于随机交配群体，自交群体不能用（如植物自花授粉）。 (3)伴X遗传中，男性发病率等于女性致病基因频率，而非女性发病率。 (4)计算时注意题干给出的“基因型频率”还是“个体数”，确保转化正确。 (5)当群体处于平衡时，基因频率和基因型频率均可相互推算。 学科网（北京）股份有限公司 $