1、备课资料遗传平衡定律种群的基因频率能否保持稳定呢?英国数学家哈代(G.H.Hardy, 18771947)和德国医生温伯格(W.Weinberg,1862 1937)分别于 1908 年和 1909 年独立证明,如果一个种群符合下列条件:(1)种群是极大的;(2)种群个体间的交配是随机的,也就是说种群中每一个个体与种群中其他个体的交配机会是相等的;(3)没有突变产生;(4)种群之间不存在个体的迁移或基因交流;(5)没有自然选择,那么,这个种群的基因频率(包括基因型频率)就可以一代代稳定不变,保持平衡。这就是遗传平衡定律,也称哈代温伯格平衡。遗传平衡定律的推导包括三个步骤:(1)从亲本到所产生的
2、配子;(2)从配子的结合到子一代(或合子)的基因型;(3)从子一代(或合子)的基因型到子代的基因频率。下面用一个例子来说明。在一个兔种群中,有一半的兔体内有白色脂肪,基因型为 YY,另一半的兔体内有黄色脂肪,基因型为 yy。那么,这个种群中的基因 Y 和基因 y 的频率都是 0.5。在有性生殖过程中,在满足上述五个条件的情况下,这个种群产生的具有 Y 和 y 基因的精子的比例是 0.50.5,产生的具有 Y 和 y 基因的卵细胞的比例也是 0.50.5。有性生殖的结果,根据孟德尔遗传规律,产生的子一代具有三种基因型,并且它们之间的比例是:卵细胞精子 0.5Y 0.5y0.5Y 0.25YY 0
3、.25Yy0.5y 0.25Yy 0.25yy由此可见,子一代基因型 YY、Yy、yy 的频率分别是 0.25、0.50 和 0.25。那么,子一代中各基因的频率分别是:Y=0.25+1/20.5=0.5,y=1/20.5+0.25=0.5。因此,子一代中基因 Y 和基因 y 的频率不变,仍然是 0.500. 50。如果继续满足上述五个条件,这个种群中基因 Y 和基因 y 的频率将永远保持 0.500.50,而基因型YY、Yy、yy 的频率也会一直保持 0.25、0.50 和 0.25。如果用 p 代表基因 Y 的频率, q 代表基因 y 的频率。那么,遗传平衡定律可以写成:(p+q) 2= p2 + 2pq + q2=1。其中 p2 代表一个等位基因(如 Y)纯合子的频率,q 2 代表另一个等位基因(如 y)纯合子的频率,2pq 代表杂合子(如 Yy)的频率。如果一种群达到了遗传平衡,其基因型频率应当符合 p2+2pq+q21。遗传平衡所指的种群是理想的种群,在自然条件下,这样的种群是不存在的。这也从反面说明了在自然界中,种群的基因频率迟早要发生变化,也就是说种群的进化是必然的。