基因频率的计算方法有哪些?

基因频率是指某种基因在某个种群中出现的比例.对于基因频率的计算类题目,可以说是高中生物教材中关于“现代生物进化理论”中的难点,因此特将此类习题作一归类与总结.
1、通过基因型个数计算基因频率
方法：某种基因的基因频率=此种基因的个数／（此种基因的个数+其等位基因的个数）
例1：在一个种群中随机抽取100个个体,测知基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个.求基因A与a的频率是多少?
解析：就A与a这对等位基因来说,每个个体可以看做含有2个基因.那么,这100个个体共有200个基因,其中,A基因有2×30+60=120个,a基因有2×10+60=80个.于是,在这个种群中,
A基因的基因频率为： 120÷200=60%
a基因的基因频率为：80÷200=40%
2、通过基因型频率计算基因频
方法：某种基因的基因频率＝某种基因的纯合体频率+1/2杂合体频率
例2：在一个种群中随机抽出一定数量的个体,其中,基因型为AA的个体占18％,基因型为Aa的个体占78%,aa的个体占4%.基因A和a的频率分别是：
A.18%、82% B.36%、64%C.57%、43% D.92%、8%
该题答案为C.
[解析1]：A基因的基因频率为：18% +78%×1/2＝57%
a基因的基因频率为： 4%+78%×1/2＝43%
[解析2]：先把题目转化为基因型个数（即第一种计算方法）.不妨设该种群为100个个体,则基因型为AA、Aa和aa的个体分别是18、78和4个.就这对等位基因来说,每个个体可以看做含有2个基因.那么,这100个个体共有200个基因,其中,A基因有2×18+78=114个,a基因有2×4+78=86个.于是,在这个种群中,
A基因的基因频率为： 114÷200=57% ,a基因的基因频率为：86÷200=43%
也可以先算出一对等位基因中任一个基因的频率,再用1减去该值即得另一个基因的频率.
例3：据调查,某地人群基因型为XBXB的比例为42.32%、XBXb为7.36%、XbXb为0.32%、XBY为46%、XbY为4%,求在该地区XB和Xb的基因频率分别为
[解析]取100个个体,由于B和b这对等位基因只存在于X染色体上, Y染色体上无相应的等位基因.故基因总数为150个,而XB和Xb基因的个数XB、Xb分别为42.32×2+7.36+46＝138,7.36+0.32×2+4＝12,再计算百分比.XB、Xb基因频率分别为138/150＝92%,12/150＝8%
3、根据遗传平衡定律计算基因频率
遗传平衡定律：一个群体在符合一定条件的情况下,群体中各个体的比例可从一代到另一代维持不变.
遗传平衡定律是由Hardy和Weinberg于1908年分别应用数学方法探讨群体中基因频率变化所得出一致结论.符合遗传平衡定律的群体,需满足的条件：（1）在一个很大的群体中；（2）随机婚配而非选择性婚配；（3）没有自然选择；（4） 没有突变发生；（5）没有大规模迁移.群体的基因频率和基因型频率在一代一代繁殖传代中保持不变.
这样,用数学方程式可表示为：
(p+q)2=1,p2+2pq+q2=1,p+q=l.其中p代表一个等位基因的频率,q代表另一个等位基因的频率.运用此规律,已知基因型频率可求基因频率；反之,已知基因频率可求基因型频率.
例4：某人群中每10000人中有一白化病患者(aa),问该人群中带有a基因的杂合体概率是
[解析]：已知基因型aa的频率为1/10000则基因a的频率q= 0.01,基因A的频率p=1－0.01=0.99,则基因型Aa的频率为2pq=2×0.99×0.01=0.0198
例5：若在果蝇种群中,XB的基因频率为80%,Xb的基因频率为20%,雌雄果蝇数相等,理论上XbXb、XbY的基因型频率依次为（ ）
A．1% 2%B．8% 8% C． 2% 10% D．2% 8%
[解析]：雌性果蝇XbXb的基因型频率按照遗传平衡定律计算,为Xb的平方,即4%,但雌雄性比为1：1,则XbXb的频率为4%×1／2＝2%.
由于雄性果蝇只有一条X性染色体,则雄果蝇的X基因频率就是基因型频率,为20%,但雌雄性比为1：1,则XbY的频率为20%×1／2＝10%.