初探基因频率的几种计算

万雪莲

摘 要：基因频率指的是在各类基因库中，基因占据全部基因的比例，影响基因频率改變的因素有突变、自然选择、遗传漂变和迁移等。在每年的高考中都有基因频率的计算。在高中课本生物进化部分基因频率的计算是学生学习的难点，就这一问题进行了阐述。

关键词：生物基因频率；计算；显性；隐性

一、在理想状态下基因频率的计算

理想状态下即满足在一个足够大的随机自由交配的种群中，没有任何变化的前提下，不会产生自然选择和迁移，可通过遵循哈迪—温伯格平衡定律求解，如：一对同源染色体上如果求其中一对等位基因频率，基因p（显性）与基因q（隐性）的基因频率的关系为：（p+q）2=p2+2pq+q2=1；如果是复等位基因用p、q、r分别代表基因频率则满足（p+q+r）2=p2+q2+r2+2pq+2pr+2qr=1。

符合遗传平衡群体中伴性基因的基因频率计算：

以人类的色盲基因遗传为例。因为女性的染色体组成为XX，男性染色体组成为XY，在男性群体中：基因的频率不会产生太大的差别，表现形式也一样，所以，将两个群体记为P和Q，由于Xb和XB都是源自于女性，所以，在X染色体上会出现大量的等位基因，它们的频率也存在一定的线性关系。在结合生物的形态、结构和特征分析的基础上，可以对相对性状进行分析，形成同源染色体，如上表。

例题.（2016新课标I卷）理论上，在对单基因遗传疾病进行分析的环节中，以下的论述准确的是_________。

A.如果遗传性疾病是在常染色体中产生，那么在男性中的发病率会比较高，而且其发病率与该疾病的基因频率有很大的关系

B.如果遗传性疾病是在常染色体中产生，那么在女性中的发病率会比较高，而且其发病率与该疾病的基因频率有很大的关系

C.在女性的发病中，在显性基因发病基因中，与该疾病的基因频率相当

D.在男性的发病中，在显性基因发病基因中，与该疾病的基因频率相当

答案：D

解析：此题考查学生能运用所学知识与观点，做出合理判断得出正确结论的能力。

例题.（2017·新课标Ⅱ卷.32）（3）在一个相关的群体中，在对血友病进行探索中，其基因频率相同，而且基因型频率保持恒定，男性群体和女性群体的患病基因没有很大的差异。如果男性群体中，血友病患病的几率是1%，所以男性群体中血友病致病基因是_______；在女性群体中携带者的比例为_______。

【答案】0.01 1.98%

【解析】血友病在男性群体中的患病率为1%，所以其致病基因的频率为1%；在女性群体中携带者的比例为2×1%×99%=1.98%。

本题是伴性遗传中的遗传平衡定律：当等位基因只有两个且位于X染色体上时（A、a），设p表示XA的基因频率，q表示Xa的基因频率，则：（1）雌性中平衡的基因型频率：p2+2pq+q2=1。基因型XAXA的频率=p2；基因型XAXa的频率=2pq；基因型XaXa的频率=q2。（2）雄性中平衡的基因型频率：p+q=1。基因型XAY的频率=p；基因型XaY的频率=q。

二、自然状态下染色体上基因频率的计算

所有的生物种群都是生活在特定的环境中，由于环境不可能一成不变，所以，遗传的平衡条件不能同时满足，在对非平衡体系进行调查，可以借助各类计算的方式获取结果。

自然状态下X或Y染色体遗传基因频率的计算：

在对遗传进行分析的环节中，由于X和Y轴的基因是在同源区段上，所以其基因的频率计算和染色体的计算方法不会产生太大的差异，在同源段上的基因，在染色体的遗传下，Y染色体上不能形成相同的等位基因。在染色体遗传的情况下，也不会产生X染色体和Y染色体处于同源基因的情况。因此，在对基因的总数进行计算的环节中，应该分别分析X染色体和Y染色体上的基因数。

例.在对某学校的遗传因素进行调查中，血友病的患者中，男性患者的人数是女性患者的两倍，血友病患者占总人数的0.7%，血友病携带者占总人数的5%，那么，这个种群中Xh的频率是______________。

A.2.97% B.0.7% C.3.96% D.3.2%

解析：假设调查人群数100人，且男女比例按1∶1计算，H和h基因总数100+50=150个，则h的个数0.7%×100×2/3+0.7%×100×1/3×2+100×5%=2.8/3+5。得h的基因频率为（2.8/3+5））÷150×100%=3.96%，在对此题进行解答的环节中，采用分析和比较的方式，进行综合分析，结合生物学的相关知识，从而得出正确的答案C。

综上所述，尽管在进行基因频率计算的环节中，计算的方式非常复杂，但是我们可以抓住事物的本质，完善计算的方法，抓住规律，就能起到事半功倍的效果，加深对这部分知识的理解和掌握就能准确地计算出正确的答案。

参考文献：

陈如模.巧用基因频率，妙解遗传概率[J].考试周刊，2012（38）.

编辑 鲁翠红