例析遗传计算中有关基因频率的问题

曹奇飘

【摘要】基因频率计算可以说是生物计算题型中的一个难点，笔者对有关基因频率的计算问题以及基因频率的应用进行例析，以达到触类旁通的目的。

【关键词】遗传 计算 基因频率

【中图分类号】G632 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）12-0216-02

一、关于基因频率的计算

1.定义法计算基因频率

例1.已知果蝇的长翅和残翅是由A和a基因控制，控制这对性状的基因位于常染色体上，长翅对残翅是显性。在一个有10000只果蝇的群体中，残翅的有500只，长翅的有9500只（其中纯合子1500只）。那么，在这个群体中A、a的基因频率各是多少？（ ）

A.64%和36% B.36%和64%

C.50%和50% D.55%和45%

解析：因等位基因成对存在，10000只中共有基因10000×2=20 000（个），残翅500只中含a基因1000个，长翅9500只，纯合子1500只含A基因3000个，杂合子8000只含16000个基因，其中A基因8000个，a基因8000个。则A的基因频率=（3000+8000）/20 000×100%=55%，a的基因频率=（1000+8000）/20 000×100%=45%，应选D。

2.定义法计算基因频率

例2.已知果蝇的红眼和白眼是由W和w基因控制，控制这对性状的基因只在X染色体上，白眼由隐性基因控制。在一个有800只果蝇的群体中，雌雄比例1：1，雄性白眼9只，其他雄性均为红眼，雌性白眼1只，其他雌性均为红眼（其中杂合子29只），求这个群体中Xw的基因频率是多少？

解析：根据已知条件可计算出Xw的个数：9+1×2+29=40个，白眼基因Xw及其等位基因的个数：400+2×400=1200个。所以，Xw的基因频率=40/1200=1/30。

3.利用基因型频率计算基因频率

例3.某植物种群中，AA个体占16%，aa个体占36%，求 A和a 的基因频率分别是多少？

解析：由题意可知，AA、和aa的基因型頻率分别是16%、36%，而Aa的基因型频率：1-16%-36%=48%。

由基因型频率求得：A基因频率=16%+48%×1/2=40%

a基因频率=36%+48%×1/2=60%（或1-40%=60%）

4.用遗传平衡公式计算基因频率

例4.某人群中某常染色体显性遗传病的发病率为19%，由A控制，A的基因频率是（ ）

A.90% B.80% C.20% D.10%。

解析：由题意可知，该病是常染色体显性遗传病，显性遗传病的基因型有两种：AA 和Aa，故该显性遗传病在人群中的发病率为19%，实质上是AA 和Aa 的概率之和为19%，而aa 的概率=1-19%=81%，根据遗传平衡定律，a2=81%，则a=90%，A的基因频率=1-90%=10%，应选D。

二、基因频率的应用

1.当致病基因在常染色体上

例5.已知镰刀型红细胞贫血症是位于常染色体上的隐性遗传病，由a基因控制。据调查，该病的发病率为1/10000。请问，一个正常女性，其双亲正常，但有一个患镰刀型红细胞贫血症的妹妹，与人群中一个正常男性结婚，后代患镰刀型红细胞贫血症的概率是________。

解析： 因为aa的频率为1/10 000，a2=1/10000，a的频率=1/100，所以基因A的频率=1-1/100=99/100，根据遗传平衡定律，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不符合要求应去除，正常男性的基因型：（99/101）AA、（2/101）Aa；根据题意，该正常女性的基因型：（1/3）AA、（2/3）Aa；他们婚配生下后代患镰刀型红细胞贫血症的概率：（1/4）×（2/3）×（2/101）=1/303。

2.当致病基因只在X染色体上

某雌雄异株的植物，红花与白花这对相对性状由常染色体一对等位基因控制，红花对白花显性（相关基因用M、m表示），宽叶与窄叶这对相对性状由X染色体上基因控制，宽叶对窄叶显性（相关性状用N、n表示），研究表明含XN的雌配子无受精能力，用基因型MmXNXn与MmXNY杂交得F1，将F1白花窄叶雄株的花粉随机授予F1红花宽叶雌株得到F2，F2随机传粉得到F3，则F3中雌株的表现型及比例是多少？

解析：F1白花窄叶雄株的基因型是mmXnY，F1红花宽叶雌株的基因型及比例是（1/3）MMXNXn、（2/3）MmXNXn，将前者的花粉随机授予后者，得到F2的基因型及比例是（1/3）MmXnXn、（1/6）mmXnXn、（1/3）MmXnY、（1/6）mmXnY，F2产生的雄配子种类及比例是（1/6）MXn、（1/6）MY、（1/3）mXn、（1/3）mY，F2产生的雌配子种类及比例是（1/3）MXn、（2/3）mXn，雌雄配子随机结合，后代雌株基因型及比例如

F3中雌株的表现型是红花窄叶和白花窄叶，二者的比例是5：4。

参考文献：

[1]王朝银.基因频率的相关计算题[J].步步高教师版生物复习用书，2017（2）：300-302.