例析遺傳計算中有關基因頻率的問題

曹奇飄

【摘要】基因頻率計算可以說是生物計算題型中的一個難點，筆者對有關基因頻率的計算問題以及基因頻率的應用進行例析，以達到觸類旁通的目的。

【關鍵詞】遺傳 計算 基因頻率

【中圖分類號】G632 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）12-0216-02

一、關于基因頻率的計算

1.定義法計算基因頻率

例1.已知果蠅的長翅和殘翅是由A和a基因控制，控制這對性狀的基因位于常染色體上，長翅對殘翅是顯性。在一個有10000只果蠅的群體中，殘翅的有500只，長翅的有9500只（其中純合子1500只）。那么，在這個群體中A、a的基因頻率各是多少？（ ）

A.64%和36% B.36%和64%

C.50%和50% D.55%和45%

解析：因等位基因成對存在，10000只中共有基因10000×2=20 000（個），殘翅500只中含a基因1000個，長翅9500只，純合子1500只含A基因3000個，雜合子8000只含16000個基因，其中A基因8000個，a基因8000個。則A的基因頻率=（3000+8000）/20 000×100%=55%，a的基因頻率=（1000+8000）/20 000×100%=45%，應選D。

2.定義法計算基因頻率

例2.已知果蠅的紅眼和白眼是由W和w基因控制，控制這對性狀的基因只在X染色體上，白眼由隱性基因控制。在一個有800只果蠅的群體中，雌雄比例1：1，雄性白眼9只，其他雄性均為紅眼，雌性白眼1只，其他雌性均為紅眼（其中雜合子29只），求這個群體中Xw的基因頻率是多少？

解析：根據已知條件可計算出Xw的個數：9+1×2+29=40個，白眼基因Xw及其等位基因的個數：400+2×400=1200個。所以，Xw的基因頻率=40/1200=1/30。

3.利用基因型頻率計算基因頻率

例3.某植物種群中，AA個體占16%，aa個體占36%，求 A和a 的基因頻率分別是多少？

解析：由題意可知，AA、和aa的基因型頻率分別是16%、36%，而Aa的基因型頻率：1-16%-36%=48%。

由基因型頻率求得：A基因頻率=16%+48%×1/2=40%

a基因頻率=36%+48%×1/2=60%（或1-40%=60%）

4.用遺傳平衡公式計算基因頻率

例4.某人群中某常染色體顯性遺傳病的發病率為19%，由A控制，A的基因頻率是（ ）

A.90% B.80% C.20% D.10%。

解析：由題意可知，該病是常染色體顯性遺傳病，顯性遺傳病的基因型有兩種：AA 和Aa，故該顯性遺傳病在人群中的發病率為19%，實質上是AA 和Aa 的概率之和為19%，而aa 的概率=1-19%=81%，根據遺傳平衡定律，a2=81%，則a=90%，A的基因頻率=1-90%=10%，應選D。

二、基因頻率的應用

1.當致病基因在常染色體上

例5.已知鐮刀型紅細胞貧血癥是位于常染色體上的隱性遺傳病，由a基因控制。據調查，該病的發病率為1/10000。請問，一個正常女性，其雙親正常，但有一個患鐮刀型紅細胞貧血癥的妹妹，與人群中一個正常男性結婚，后代患鐮刀型紅細胞貧血癥的概率是________。

解析： 因為aa的頻率為1/10 000，a2=1/10000，a的頻率=1/100，所以基因A的頻率=1-1/100=99/100，根據遺傳平衡定律，AA= 99×99/100×100，Aa=2×99/100×100，aa=1/100×100，男性是人群中正常男性，aa不符合要求應去除，正常男性的基因型：（99/101）AA、（2/101）Aa；根據題意，該正常女性的基因型：（1/3）AA、（2/3）Aa；他們婚配生下后代患鐮刀型紅細胞貧血癥的概率：（1/4）×（2/3）×（2/101）=1/303。

2.當致病基因只在X染色體上

某雌雄異株的植物，紅花與白花這對相對性狀由常染色體一對等位基因控制，紅花對白花顯性（相關基因用M、m表示），寬葉與窄葉這對相對性狀由X染色體上基因控制，寬葉對窄葉顯性（相關性狀用N、n表示），研究表明含XN的雌配子無受精能力，用基因型MmXNXn與MmXNY雜交得F1，將F1白花窄葉雄株的花粉隨機授予F1紅花寬葉雌株得到F2，F2隨機傳粉得到F3，則F3中雌株的表現型及比例是多少？

解析：F1白花窄葉雄株的基因型是mmXnY，F1紅花寬葉雌株的基因型及比例是（1/3）MMXNXn、（2/3）MmXNXn，將前者的花粉隨機授予后者，得到F2的基因型及比例是（1/3）MmXnXn、（1/6）mmXnXn、（1/3）MmXnY、（1/6）mmXnY，F2產生的雄配子種類及比例是（1/6）MXn、（1/6）MY、（1/3）mXn、（1/3）mY，F2產生的雌配子種類及比例是（1/3）MXn、（2/3）mXn，雌雄配子隨機結合，后代雌株基因型及比例如

F3中雌株的表現型是紅花窄葉和白花窄葉，二者的比例是5：4。

參考文獻：

[1]王朝銀.基因頻率的相關計算題[J].步步高教師版生物復習用書，2017（2）：300-302.