1、哈 代 温 伯 格 平 衡 定 律 适 用 范 围 及 使 用 方 法应用遗传平衡定律求基因频率或基因型频率往往比较简便,但遗传平衡定律的适用范围及应用方法,可能还存在着一些疑问,所以这里作一个大致的总结。 1 适 用 范 围遗传平衡在自然状态下是无法达到的,但在一个足够大的种群中,如果个体间是自由交配的且没有明显的自然选择话,我们往往近似地看作符合遗传平衡。如人类种群、果蝇种群等比较大的群体中,一些单基因性状的遗传是可以应用遗传平衡定律的。 如题:某地区每 10000 人中有一个白化病患者,求该地区一对正常夫妇生下一个白化病小孩的几率。 该题就必须应用遗传平衡公式,否则无法求解。解答过程如下
2、: 由题意可知白化病的基因型频率 aa=q2=0.0001,得 q=0.01,则 p=0.99 AA 的基因型频率p2=0.9801,Aa 的基因型频率 2pq=0.0198 正常夫妇中是携带者概率为:2pq/( p2+2pq)=2/101 则后代为 aa 的概率为:2/1012/1011/4=1/10201。解毕。 此外,一些不符合遗传平衡的种群,在经过一代的自由交配后即可达到遗传平衡,此时也可应用遗传平衡定律来求后代的基因型频率。 例如:某种群中 AA 个体占 20%,Aa 个体占40%,aa 个体占 40%,aa 个体不能进行交配,其它个体可自由交配,求下一代个体中各基因型的比例。 此题
3、中亲代个体明显不符合遗传平衡,所以大家往往选择直接求解。那样需要分析四种交配方式再进行归纳综合(AA 与 Aa 的雌雄个体自由交配有四种组合方式),显得比较繁琐。 其实本题也可应用遗传平衡定律,解答及理由如下: 在 AA 与 Aa个体中两种基因频率是确定的,A=2/3,a=1/3 经过一代的自由交配后子代即可达到遗传平衡,则 AA=4/9,Aa=4/9,aa=1/9。解毕。 2. 复 等 位 基 因 遗 传 中 的 应 用遗传平衡定律在 2 个等位基因的遗传题目中的应用也许大家早已熟练掌握,所以不作详细分析,下面分析在复等位基因遗传中,如何应用遗传平衡公式。 先看一个例题:人的 ABO 血型决
4、定于 3 个等位基因 IA、IB、i ,经调查某地区 A 血型有 450 人,B 血型有130 人,AB 型有 60 人,O 血型有 360 人,求各基因及基因型频率。 此题也需应用遗传平衡定律,不过在有 3 个等位基因时,公式如下: 设 IA=p,IB=q,i=r,则 IAIA+IBIB+ii+IAIB+ IAi+IBi =p2+q2+r2+2pq+2pr+2qr=1 由题不难得出:r2=0.36,则 r=0.6, IBIB+ IBi +ii= q2+2qr +r2=(q+r)2=0.49 ,则 q=0.1 故 p=1-q-r=0.3,各基因型频率也就不难算出了。 且由该例题我们可以推导有
5、n 个等位基因时,其公式就是(p+q+r+n)2=1 的展开式。 3. 伴 性 遗 传 中 的 应 用遗传平衡定律在复等位基因遗传中的应用普通生物学中已有论述,所以也是简单带过,本文重点要讨论的是在伴性遗传中如何应用遗传平衡定律的公式。也还是先看例题:一果蝇种群,每 2500 只果蝇中有一只白眼果蝇,求该种群中白眼基因的频率。 此题的难点在于果蝇白眼(与其相对性状红眼)是伴性遗传,其等位基因位于 X 染色体上,雌果蝇与雄果蝇的基因型频率不一致,无法直接应用遗传平衡公式。所以很多师生要么束手无策,要么分别假设只有雌蝇或只有雄蝇的情况下进行计算(这当然是不可能的) ,还有些教师甚至怀疑该题根本就是
6、一错题。 其实本题仍是应用遗传平衡定律,不过要稍做调整: 设白眼基因频率 Xb=q,红眼基因频率 XB=p, 果蝇雌雄性别比应为11,雄蝇中,XBY XbY=pq,则 XBY=p/2,XbY=q/2 雌蝇中,XBXBXBXbXbXb=p22pqq2,则 XBXB= p2/2,XBXb =pq ,XbXb = q2/2 由题可知 q/2+ q2/2=1/2500,解得 q=0.0007993。 可能会有人怀疑该公式的正确性,我们不妨来验证一下。遗传平衡的意思是无论繁殖多少代,各种基因型的频率是永远不变的,我们只需计算随机交配时下一代的各种基因型频率是否与亲代相同即可检验。按照我们的假设,亲代雄蝇中 XBYXbY=pq,雌蝇中,XBXB XBXbXbXb=p22pqq2,它们随机交配的方式与后代基因型及概率如下: XBY=p3/2+p2q/2+p2q/2+pq2/2=p/2 XbY= q3/2+q2p/2+q2p/2+qp2/2=q/2 XBXB= p3/2+ p2q/2= p2/2 XBXb= p2q/2+ q2p/2+ p2q/2+ q2p/2=pq XbXb= q3/2+ q2p/2= q2/2 可见子代与亲代中各基因型频率完全相同,由此可证关于伴性遗传的遗传平衡公式是正确的。