基因频率的解读和拓展

一个种群的中全部个体所含有的全部基因，叫做这个种群的基因库。种群中每个个体所含基因只是种群基因库的一个组成部分，某种基因在某个种群中出现的比例，叫做基因频率。

关于如何基因频率计算，人教版高中《生物》第二册P₅₉页，总结出了以下规律：二倍体生物种群中共有N个个体，其中AA、Aa、aa 基因型的个数分别是n₁、n₂、n₃，则种群中A基因的频率和AA基因型的频率分别是：

A基因的频率= ×100%= ×100%

AA基因型的频率= ×100%= ×100%

并可延伸推导出：a基因的频率，以及Aa、aa基因型的频率。

此计算仅只分析了理想条件（食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等），二倍体生物位于常染色体上的基因的基因频率。教学中我们可适当将其拓展开来应用于位于二倍体生物性染色体上及某些非理想条件下种群基因频率的计算。

1．性染色体上基因的基因频率的计算

XY型性别决定的生物，X染色体上和Y染色体上均具控制生物性状的基因，其基因的分布可分二种情况：一、控制性状的基因只分布在Y染色体上；二、控制性状的一对基因位于X、Y染色体同源区段。

1．1 分布于X染色体上的基因的基因频率计算

由于控制性状的基因只分布在X染色体上，因此，每个雌性个体含有2个基因，每个雄性个体只含有1个基因。此基因及其等位基因的总数即为：种群中雌性个体数×2+雄性个体数。则基因频率计算公式为：

×100%

析：根据题干可得：此校学生色盲基因及其等位基因共有2380个（780×2+820）。其中：女生具1560（780×2）个基因，男生具820个基因。而色盲基因的总数为：女生98（23×2+52）个，男生65个。因此，此校色盲基因的基因频率为： ×100%≈6.8%。

1．2 分布于Y染色体上的基因的基因频率计算

伴Y染色体遗传中，由于X染色体上没有与之对应的基因，因此计算基因总数时，只考虑Y染色体上的基因即可。其计算公式为：

×100%。

1．3 X、Y染色体同源区段上的基因的基因频率计算

若控制性状的基因分布于X、Y染色体的同源区段，计算其上某基因的基因频率时，其原理与常染色体上的基因的基因频率计算一致，计算公式为：

×100%。

2．“非理想条件”下基因频率的计算

在自然界中，由于存在基因突变、基因重组和自然选择等因素，种群的基因频率总是在不断变化中。在进化过程中，因某原因导致配子致死或因某基因型合子不能存活等原因使某些基因不能往下传递，使后代群体中不同类型基因型个体的比例发生改变。这种变化可发生在常染色体上，也可发生在性染色体上。

2．1 常染色体上基因的基因频率计算

此类计算一般重在子代群体中某基因的基因频率计算，因此，应首先根据遗传定律，分析出后代去除被淘汰个体后各基因型个体所占比例，再进行计算。

例1：大豆是两性花植物。在大豆子叶颜色的遗传实验中（BB表现深绿；Bb表现浅绿；bb呈黄色，幼苗阶段死亡），用子叶深绿与子叶浅绿植株杂交得F₁，F₁随机交配得到的F₂成熟群体中，B基因的基因频率是。

解析：据题干信息可知： P BB（子叶深绿） × Bb（子叶浅绿）

↓

F₁ BB(子叶深绿) Bb(子叶浅绿)

随机交配结果如下： BB× BB→ BB； BB（♀）× Bb（♂）→ BB： Bb ； BB（♂）× Bb（♀）→ BB： Bb； Bb× Bb→ BB： Bb： Bb

F₁随机交配所得F₂成熟群体中： BB、 Bb（ bb已死亡），二者比例为3：2。所以在成熟群体中BB占，Bb占。B基因的基因频率= ×100%=80%。

2．2 性染色体上的基因的基因频率计算

X染色体上的基因的基因频率计算也可由上面公式拓展而来。

例2：果蝇的某一相对性状由等位基因（N、n）控制，其中一个基因在纯合时能使合子致死（注：NN、XⁿXⁿ、X^NY等均视为纯合子），有人用一对果蝇杂交，得到F₁代果蝇共185只，其中雄果蝇63只。若F₁代雌果蝇共有两种基因型，则致死基因是。让F₁代果蝇随机交配，理论上，F₂代成活个体构成的种群中基因N的频率为。

解析：题中信息可知，F₁代果蝇雌（185-63）：雄（63）≈2：1，推知控制该性状的基因位于X染色体上。雄果蝇中有的个体存活，可确定母本的基因型为X^NXⁿ。因此，F₁代基因型可有两种情况：①致死基因为n，则亲代雄果蝇基因型为X^NY，杂交后代成活果蝇基因型为：X^NX^N、X^NXⁿ、X^NY，F₁代雌果蝇仅一种表现型；②致死基因为N，则亲代雄蝇基因型为XⁿY，杂交后代成活果蝇基因型为：X^NXⁿ、XⁿXⁿ、XⁿY，F₁代雌果蝇具两种表现型。

根据题干要求，让②中F₁代果蝇随机交配，F₁代雌果蝇产生雌配子：X^N （ × ）、Xⁿ （ × + ）。雄果蝇产生雄配子：Xⁿ（）、Y（）。

3。群体中基因N的基因频率= ×100%=9.09%（或）。

在高中阶段种群基因频率计算过程中，立足教材，依据规律（某基因的频率= ×100%），根据不同情况进行分析，正确得出此公式的分子和分母，基因频率的计算便由难变易了。