遗传平衡定律的适用范围及其应用剖析.doc

（遗传平衡定律）的适用范围及其应用剖析 ??????? 在高中生物遗传学内容的学习中，同学们遇到概率计算题，望而生畏，其中不排除种群基因频率和基因型频率的计算。而对种群基因频率的计算，很多情况都要用到哈代-温伯格定律来进行计算，但在应用的过程中，同学们常将该定律的适用范围混淆而得到不同的错误结果。现将其应用剖析如下：??????? 首先，弄清遗传平衡定律的定义。　遗传平衡定律：在一定条件下，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，即law of genetic eauilibriam。??????? 其次，理解遗传平衡定律的适用条件：（1）是一个很大的群体；（2）随机婚配（或交配）而非选择性婚配（交配）；（3）没有自然选择；（4） 没有突变发生；（5）没有大规模迁移。 种群的基因频率能否保持稳定呢？英国数学家哈代(G.H.Hardy,1877—1947)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。???????? 第三、注意遗传平衡定律的推导包括三个步骤:1.从亲本到所产生的配子；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0.5:0.5,产生的具有Y和y基因的卵细胞的比例也是0.5:0.5。???????? 因此,子一代中基因Y和基因y的频率不变,仍然是0.5:0.5。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0.5:0.5,而基因型YY、Yy、yy的频率也会一直保持0.25、0.5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???????? p2代表一个等位基因(如Y)纯合子的频率,q2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YY：Yy：yy=p2：2pq：q2。???????? 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。??????? 实例：例题1、利用遗传平衡定律计算遗传病的子代患病机率。在欧洲人群中，每2500人就有1人患囊性纤维变性，这是一种常染色体遗传病。 如果一对健康的夫妇生有一个患病的儿子，该女子离婚后又与另一健康男子再婚，则婚后他们生一患病男孩的概率是：??????? A.1/25???? B.1/100???? C.1/200??? D.1/625??????? 解析 从题中可知该病为常染色体隐性遗传。若致病基因用a表示，人群中患者aa基因型频率qq=1/2500，因此a基因频率q=1/50,A的基因频率q=1-1/50≈1,人群中携带者Aa的基因型频率2pq≈2q≈1/25。因此丈夫为携带者的概率约为1/25，而妻子一定为Aa,所以该夫妇生患病男孩的概率为1/25×1/4×1/2≈1/200。??????? 例题2、利用遗传平衡定律推导种群自由交配产生后代的类型及比例。??????? （1）若群体在生长繁殖中不存在选择，个体的生存能力、繁殖机会都相同要推导含有多种基因型的群体随机交配产生的后代，一般方法是从具体过程出发，先列出交配类型并计算每种类型的比例，然后分别推导子代，汇总后能得出后代比例。若从另一角度去考虑可以使思维更简捷，自由交配中配子随机结合符合遗传平衡的条件，即从亲代到子代基因频率不变，利用遗传平衡定律公式就可直接求出子代的比例。??????? 如：某植物种群中AA基因型个体占30%，aa型个体占20%，Aa型个体占50%，种群个体之间进行自由传粉，求产生的子代中AA和aa个体分别占的比例为??????? 。??????? 解析 已知亲代群体的基因型频率，可算出A基因频率p=30%+1/2×50%=55%