基因頻率和基因型頻率相關(guān)計算易錯點分析

李杰

相關(guān)基因頻率和基因型頻率的計算是高考中考查學生能力的常見題型，也是學生產(chǎn)生錯誤的高發(fā)區(qū)域，而這些錯誤的發(fā)生學生往往很難察覺和改變，這與其計算的特點有密切的關(guān)系：公式多、變換活、計算背景不同等等?，F(xiàn)歸納如下：

1. 概念把握不準確，隨意擴大對象范圍出錯。

【例1】據(jù)調(diào)查，某工廠工人女性400人，男性600人，其中女性色盲患者5人，攜帶者20人，男性色盲患者30人，則該工廠工人色盲基因Xb基因頻率是多少？

解析：在解答這道題時這樣計算Xb基因頻率Xb%=（5×2+20+30）/1000×2=6%，根據(jù)基因頻率概念，Xb基因頻率應該是種群中該基因數(shù)目除以該基因所有等位基因，而Y染色體上無色盲基因等位基因，因此基因頻率應該是Xb%=（5×2+20+30）/（400×2+600）≈4.3%。

可以看出沒有考慮到常染色體和性染色體的不同，擴大了等位基因范圍從而出錯。

2. 忽視計算對象的縮放，考慮不周全出錯。

【例2】科學家獲得一種顯性突變蚊子（AABB）。A、B基因位于非同源染色體上，只有A或B基因的胚胎致死。若純合的雄蚊（AABB）與野生型雌蚊（aabb）交配，F(xiàn)1群體中A基因頻率是，F(xiàn)2群體中A基因頻率是。

在計算F2群體中A基因頻率是認為A基因頻率只與其等位基因有關(guān)，沒有考慮B基因的影響而出錯。要克服此題的陷阱必須擴大研究對象同時考慮B 和b 這對等位基因存在的情況。正常情況下，F(xiàn)2群體基因型及其比例關(guān)系為： 4AaBb，2 AaBB，2 AABb，1AABB，3A_bb，3aaB_，1 aabb，由于只有A 或B 基因致死，因此計算時既要要排除3A_bb，又要排除3 aaB_。最終A 基因頻率為A%=（4×1+2×1+2×2+1×2）/10×2=60%。

3. 無視公式應用背景，隨意套用出錯。

【例3】某一瓢蟲種群有黑和紅兩種體色的個體，由一對等位基因控制，黑色（B）對紅色（b）為顯性。如果基因型為bb個體占4%，Bb個體占78%，基因B和b的頻率分別是多少？

解析：在做這道題目時候緣木求魚，通過遺傳平衡定律公式和題干信息基因型為bb個體占4%，推理出b基因頻率為4%的開方即20%，進一步推出B基因基因頻率為80%。學生掉進陷阱的原因是對遺傳平衡定律的公式應用背景條件沒有清晰的認識。該定律要求種群沒有突變、自然選擇，無遷入遷出的個體，雌雄個體間自由交配等理想條件下才可應用。正確的做法應該是b基因頻率b%=bb%+1/2Bb%=4%+1/2×78%=43%，B%=1-43%=57%。

4. 缺乏對已知條件的深層次挖掘，不能合理利用出錯。

【例4】某常染色體隱性遺傳病（患者為aa）在人群中的發(fā)病率為1%，色盲（XbY）在男性中的發(fā)病率為7%，現(xiàn)有一對表現(xiàn)正常的夫婦，妻子為該常染色體遺傳病致病基因和色盲致病基因攜帶者。那他們所生小孩同時患以上兩種遺傳病的概率是多少？

解析：這道題的陷阱內(nèi)主要有兩個方面：一是被題干信息7%迷惑認為表現(xiàn)正常夫婦中的丈夫色覺正常的概率為93%，二是沒有認真考慮丈夫表現(xiàn)型正常所隱含的深層含義，認為其基因型為Aa的概率為18%而出錯。妻子的基因型可以根據(jù)題干信息容易得出為AaXBXb，丈夫表現(xiàn)型正常說明不是色盲基因型只能是XBY，因此丈夫基因型有兩種情況即AaXBY或AAXBY，可以看出解這道題目的關(guān)鍵是得出丈夫基因型為Aa的概率?？梢愿鶕?jù)aa基因型頻率1%和遺傳平衡定律得出人群中AA基因型頻率為81%，Aa基因型頻率為18%，于是認為丈夫基因型為Aa的概率為18%跳入陷阱。事實上丈夫基因型不能為aa，因此要排除aa存在情況，其基因型為Aa的概率為18/99，最終所生小孩患兩種病概率為18/99×1/4×1/4=1/88。

5. 自交和自由交配混為一談，概念本質(zhì)辨析不準確出錯。

【例5】某植物的葉有條紋（A）對無條紋（a）為顯性。在一個地區(qū)的該植物種群內(nèi)，有條紋（AA）個體占55%，無條紋個體占15%，若個體間進行自由交配得到Fl，則A基因的頻率和F1中Aa基因型的頻率分別是

A. 30%，15% B. 30%，42%

C. 70%，15% D. 70%，42%

計算F1中Aa基因型頻率是Aa%=1/2×（1-55%-15%）=15% ，可以看出是按照自交的方法來計算得出的，而自由交配實質(zhì)上是指不同個體間雌雄配子的隨機結(jié)合，首先應該計算種群不同配子比率即A%=55%+1/2×（1-55%-15%）=70%，a%=1-70%=30%，才可以得出雌雄配子隨機結(jié)合后A配子與A配子結(jié)合形成F1中AA基因型頻率為70%×70%=49%，Aa基因型的頻率應該為2×70%×30%=42%。

責任編輯 李平安