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1、湖南生物机电职业技术学院,复习提问,1.数量性状的重复率与遗传相关有何用? 2.数量性状的遗传参数对畜牧生产有何作用?,湖南生物机电职业技术学院,第五章 基因频率与基因型频率,第一节 概念与关系 第二节 哈代温伯格定律 第三节 改变基因频率的因素,湖南生物机电职业技术学院,第一节 概念与关系,一、群体,要着重考虑基因在群体的相继世代中是如何传递和分配的,群体：指一个物种生活在某一地区内的、能相互杂交的个体群，也称为孟德尔式群体(Mendelian population)。,基因库：一个群体所具有的全部遗传信息称为基因库(gene pool)。,湖南生物机电职业技术学院,二、基因频率,基因频率:
2、 指一个群体中某一基因占其等位基因总数的相对比率 。,基因频率是群体遗传组成的基本标志，不同的群体的同一基因往往频率不同。,湖南生物机电职业技术学院,例如:在黑白花牛群中，无角基因P的频率占1，有角基因p的频率占99。而在无角海福特牛群中，P的频率为100，p的频率为0。,在一个群体中，各等位基因频率的总和等于1 。,由于基因频率是一个相对比率，是以百分率表示的，因此其变动范围在01之间，没有负值。,湖南生物机电职业技术学院,三、基因型频率,例，牛角有无决定于一对等位基因P和p，它们组成的基因型有三种：PP、Pp和pp，前两种表现为无角，后一种表现为有角。在各牛群中，三种基因型比例各异。某牛群
3、中，PP占0.01，Pp占1.98，pp占98.01，也就是说，PP的频率为0.0001，Pp的频率为0.0198，pp的频率为0.9801，三者之和等于1，即100。,基因型频率是指一个群体中某一性状的各种基因型间的比率 。,湖南生物机电职业技术学院,四、基因频率和基因型频率的关系,设A和a是一对等位基因，他们的频率分别为p和q 。 构成AA、Aa和aa三种基因型，他们的频率分别用D、H和R表示 。 在整个群体中，有DN个AA基因型，每个基因型含2个A基因，因此有2DN个A基因；另有HN个Aa基因型，共有HN个A基因和HN个a基因；还有RN个aa基因型，包含有2RN个a基因，其中N为个体总数
4、。,湖南生物机电职业技术学院,A基因的频率p为 :,湖南生物机电职业技术学院,a基因的频率q为 :,湖南生物机电职业技术学院,第二节 Hardy-Weinberg 定律,遗传平衡定律(law of genetic equilibrium),D.H. Hardy,W. Weinberg,湖南生物机电职业技术学院,哈代温伯格定律要点：,1.在随机交配的大群体中，若没有其他因素的影响，基因频率一代一代下去始终保持不变。 2.任何一个大群体，无论其基因频率如何，只要经过一代随机交配，一对常染色体基因的基因频率就达到平衡状态。没有其他因素影响，以后一代一代随机交配下去，这种平衡状态始终保持不变。 3.在
5、平衡状态下，基因型频率与基因频率的关系是： Dp2 ，H2pq，Rq2,湖南生物机电职业技术学院,二、哈代温伯格定律的证明,设一对基因A和a组成的群体，0世代的基因频率分别是p0和q0，基因型频率分别为D0、H0和R0；一世代的基因频率为p1和q1，基因型频率分别为D1、H1和R1；二世代的基因频率为p2和q2，基因型频率为D2、H2和R2。 一世代的基因型频率： D1p02 H12p0q0 R1q02,湖南生物机电职业技术学院,一世代的基因频率：,同样可以证明：p2p0，p3p0，pnp0 q2q0，q3q0，qnq0,湖南生物机电职业技术学院,例：某群体0世代的基因型频率：D00.4，H0
6、0.6，R00。,基因频率：,一世代的基因型频率：D1P020.720.49 H12p0q020.70.30.42 R1q020.320.09,湖南生物机电职业技术学院,D2p120.720.49 H22p1q120.70.30.42 R2q120.320.09,湖南生物机电职业技术学院,三、基因频率的计算,1.无显性或显性不完全时 由表型可以直接识别基因型，统计表型比例就可以得到基因频率。 例：调查大群安达鲁西鸡的结果，黑羽鸡占49，白羽鸡占9，蓝羽鸡占42。 我们马上就知道，BB基因型频率为D0.49，Bb基因型频率为H0.42，bb基因型频率为R0.09。由此可计算出B基因的频率0.49
7、0.210.7，b基因频率0.210.090.3。,湖南生物机电职业技术学院,2.显性完全时,Rq2，q ， p1q 例如，某一黑白花牛群统计，约有1的牛为红白花，求这个牛群中红白花的基因频率。 其频率R0.01，q =0.1，黑白花基因频率p1q10.10.9。,湖南生物机电职业技术学院,3.伴性基因,一对伴性基因，在雄异型生物中，雄性个体的表型和基因型一致；雌异型生物中，雌性个体的表型和基因型一致。因此以上两种情况皆可以从表型识别基因型，基因型频率就是基因频率。 例如，人的红绿色盲，男人中色盲者所占的比例就是色盲基因在整个人群中的频率；又如在一个只有黑色羽和芦花羽两种羽色的随机交配大鸡群中
8、，雌鸡中芦花羽的比率就是芦花羽基因在这个鸡群中的基因频率，黑色羽所占的比例就是黑羽基因在该群的基因频率。,湖南生物机电职业技术学院,4.复等位基因,设A1、A2、A3为等位基因，其频率分别为p、q、r，那么，在一个随机交配大群体中，六种基因型的比例为：,湖南生物机电职业技术学院,某一随机交配大群体中，全色兔占75，八黑兔占9，白化兔占16，求三种基因频率。,解：设C的频率为p，ch的频率为q，c的频率为r，又设“八黑”兔的比率为H，白化兔的比率为A，全色兔的比率为1HA 。 C ch c 2 CC Cch Cc chch chc cc p q r p2+2pq+ 2pr q2 + 2qr +
9、r2 （A） 全色（1-H-A） 八黑（H） 白化,=,湖南生物机电职业技术学院,由于H+A=q2+2qr+r2=（q+r）2=（1-p）2,已知，H0.09， A0.16， c的频率 : C的频率: ch的频率=1pr=10.50.4=0.1,湖南生物机电职业技术学院,第三节 改变基因频率的因素,一、突变 第一，他供给自然选择的材料，没有突变，选择即无从发生作用； 第二，突变本身就改变了基因频率。 如：一对等位基因，当A1 A2时，群体中A1频率减少、 A2频率则增加。长期A1 A2 ，最后该群体中A1将被A2代替。,湖南生物机电职业技术学院,二、选择,1.自然选择和人工选择都是改变基因频率
10、的重要因素 。 如新变异类型比原类型更适应环境条件，就能繁殖更多后代而逐渐代替原有类型 并成为新种。 如新产生类型和原有类型都能生存下来，则不同类型就分布在它们最适宜的地域 成为地理亚种。 相反，新类型不及原有类型 则消失。 自然选择是生物进化的主导因素，而遗传和变异则是其作用的基础。,2.人工选择是家畜育种的根本内容。 育种选择可把某些性状选留下来，使这些性状的基因型 频率增加，基因频率朝某一方向改变：,湖南生物机电职业技术学院,三、遗传漂变,在一个有限群体中，特别在一个小群体中，等位基因频率由于配子结合、基因重组以及分群等过程中发生的机误而产生的变化，称为遗传漂变，或称为随机遗传漂变。 一
11、般群体愈小 就愈易发生遗传漂变作用。 在畜牧业中，引种、畜群迁移、分群以及发生传染病等情况，都可以引起遗传漂变。,湖南生物机电职业技术学院,随机遗传漂变,随机遗传漂变(random genetic drift)：在一个小的群体中，由于所生育的子女数目少，导致的等位基因频率产生相当大的随机波动的现象。,湖南生物机电职业技术学院,孤岛模型：有一对等位基因A和a，频率各为0.5,AAAA,AAAa,AAAa,AAaa,AaAa,AaAA,aaAA,AaAA,AaAa,AaAa,AaAa,Aaaa,aaAa,aaAa,Aaaa,aaaa,AA Aa Aa aa,AA Aa Aa aa,随机遗传漂变,湖
12、南生物机电职业技术学院,随机遗传漂变,湖南生物机电职业技术学院,美洲印第安人ABO血型频率,Blackfeet: IA 0.5,随机遗传漂变,北美：IA 0.018; IB 0.009; i 0.973,湖南生物机电职业技术学院,在一个小的有效繁殖群体中，一个频率很低的基因，非常容易在小群中消失，也有可能向高漂变，但概率很小。相反一个频率高的基因虽然也可能在小群中消失，同样概率也很小，而向高漂变的概率则很大。,湖南生物机电职业技术学院,四、杂交,两个基因频率不同的群体混合，当代的基因频率是两个群体各自基因频率的加权均数。 例如一个1500只蛋鸡群（全是母鸡），a的频率0.6；另一个100只公鸡
13、群， q0.2 a基因频率 :,湖南生物机电职业技术学院,五、同型交配,如果把同型交配严格地定义为同基因型交配，那么近交和同质选配都只是部分地同型交配，只有极端的近交方式自交才是完全的同型交配。 以一对基因为例，同型交配仅有三种类型：AAAA；AaAa；aaaa。,湖南生物机电职业技术学院,连续同型交配各代的基因型频率变化表,湖南生物机电职业技术学院,思考题,1.人的ABO血型决定于三个等位基因，其中IA对i呈显性，IB对i呈显性，而IA与IB为等显性。设IA的基因频率为p，IB的基因频率为q，i的基因频率为r。试计算一个A型人的比率为14%，O型人的比率为8%的平衡群体中各种基因的频率和基因型频率。 2.在南太平洋沿岸A岛屿上白化病占1%，B岛上占4%。已知白化病是由隐性基因引起的。假定这两个群体的大小相等，并且，对该白化基因而言，婚配是随机的。由于地质的剧变，两岛由隆起之地峡连接，逐变为一个随机婚配单位。问这个联合群体中白化基因的频率将变为多少？在该联合群体中，下一代白化病之发病率多高？将它与两岛合并前白化病发病率之平均数作一比较。,