群體遺傳學中醫(yī)第1頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月[教學要求]掌握：遺傳平衡定律及其在基因頻率計算中的應用；影響遺傳平衡的因素；近婚系數(shù)（計算）；第2頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)群體中的遺傳平衡★第3頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月一、基因頻率和基因型頻率基因頻率（genefrequency）：是指群體中某特定等位基因數(shù)量占該基因座全部等位基因總數(shù)的比率。

設(shè)某一基因座有等位基因A和a，設(shè)A的基因頻率為p，a的基因頻率為q則：p=A/A+a；q=a/A+a

p+q=1

例如：50人100個基因座位A：30個a：70個p=30%q=70%第4頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月一、基因頻率和基因型頻率基因型頻率(genotypefrequency)

:是指群體中某特定基因型個體占全部個體數(shù)的比率。對于共顯性和不完全顯性性狀：

群體中的基因型頻率可通過表型的調(diào)查直接得出；群體中的基因頻率可通過基因型頻率推算。

第5頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月一、基因頻率和基因型頻率例：在一個747人的群體中，發(fā)現(xiàn)M血型者有233人；N血型者有129人；MN血型者有385人。（1）MM、NN和MN3種基因型的頻率分別是多少？（2）M基因和N基因的頻率分別是多少？第6頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月一、基因頻率和基因型頻率例：在一個747人的群體中，發(fā)現(xiàn)M血型者有233人；N血型者有129人；MN血型者有385人。（1）MM、NN和MN3種基因型的頻率分別是多少？

[MM]:D=233/747=31.2%[NN]:R=129/747=17.3%[MN]:H=385/747=51.5%第7頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月一、基因頻率和基因型頻率[N][M]例：在一個747人的群體中，發(fā)現(xiàn)M血型者有233人；N血型者有129人；MN血型者有385人。（1）MM、NN和MN3種基因型的頻率分別是多少？（2）M基因和N基因的頻率分別是多少？設(shè)：M基因的頻率為p，N基因的頻率為q。D

H

H

R

第8頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月一、基因頻率和基因型頻率通過群體中的基因型頻率計算共顯性遺傳和不完全顯性遺傳的基因頻率：

其它遺傳方式如何計算基因頻率？第9頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月二、遺傳平衡定律及其應用（一）遺傳平衡定律（1908年）D.H.HardyW.Weinberg第10頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月遺傳平衡定律（lawofgeneticequilibrium）或Hardy-Weinberg定律

一定條件下，群體中的基因頻率和基因型頻率在世代傳遞中保持不變。如果一個群體達到了這種狀態(tài)，就是一個遺傳平衡的群體。1.群體很大2.隨機婚配3.沒有自然選擇4.沒有突變發(fā)生5.沒有大規(guī)模遷移第11頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月Hardy-Weinberg定律遺傳平衡定律(lawofgeneticequilibrium)遺傳平衡群體中每個世代基因頻率保持不變。設(shè)有一對等位基因A和a，基因A的頻率為p，基因a的頻率為q。p＋q＝1根據(jù)數(shù)學原理：（p＋q）2＝1二項式展開：p2

＋2p

q

＋q

2

＝1第12頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月Hardy-Weinberg定律遺傳平衡定律(lawofgeneticequilibrium)遺傳平衡群體中每個世代基因頻率保持不變。p＋q＝1群體隨機婚配時(視為兩性配子隨機結(jié)合)：精子f(A)＝pf(a)＝q卵子f(A)＝pp2(AA)pq(Aa)f(a)＝qpq(Aa)q2(aa)第13頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月Hardy-Weinberg定律遺傳平衡定律(lawofgeneticequilibrium)p2＋2pq＋q2＝1p2:基因型AA的頻率2pq:基因型Aa的頻率q2:基因型aa的頻率如果群體中：AA:Aa:aa=p2

:

2pq:q2

則該群體達到了遺傳平衡狀態(tài)。第14頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月Hardy-Weinberg定律遺傳平衡定律(lawofgeneticequilibrium)p2＋2pq＋q2＝1p2:基因型AA的頻率2pq:基因型Aa的頻率q2:基因型aa的頻率以D、H和R分別代表AA、Aa和aa的基因型頻率，則：

第15頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月Hardy-Weinberg定律遺傳平衡定律(lawofgeneticequilibrium)例：一個1000人的群體中，純合子AA有600人，純合子aa有200人，雜合子Aa有200人。該群體是否是一個遺傳平衡的群體？（1）計算實際基因型頻率：[AA]：D=600/1000=0.6[Aa]：H=200/1000=0.2[aa]：R=200/1000=0.2第16頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月Hardy-Weinberg定律遺傳平衡定律(lawofgeneticequilibrium)（1）計算實際基因型頻率：[AA]:0.6[Aa]:0.2[aa]:0.2例：一個1000人的群體中，純合子AA有600人，純合子aa有200人，雜合子Aa有200人。該群體是否是一個遺傳平衡的群體？（2）計算實際基因頻率：基因A的頻率基因a的頻率第17頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月Hardy-Weinberg定律遺傳平衡定律(lawofgeneticequilibrium)例：一個1000人的群體中，純合子AA有600人，純合子aa有200人，雜合子Aa有200人。該群體是否是一個遺傳平衡的群體？（3）計算理論基因型頻率：AA:Aa:aa＝

p2

:2pq

:q

2

基因型頻率（理論）：[AA]=

p2

=0.72=0.49[Aa]=2pq=

0.42

[aa]=q2=0.32=0.09結(jié)論：該群體是遺傳不平衡群體。基因型頻率(實際）：[AA]:0.6[Aa]:0.2[aa]:0.2第18頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月Hardy-Weinberg定律遺傳平衡定律(lawofgeneticequilibrium)例：一個1000人的群體中，純合子AA有600人，純合子aa有200人，雜合子Aa有200人。該群體是否是一個遺傳平衡的群體？一個不平衡的群體只要經(jīng)過多少世代隨機婚配可以達到遺傳平衡？？第19頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月Hardy-Weinberg定律遺傳平衡定律(lawofgeneticequilibrium)不平衡群體隨機雜交：精子f(A)＝0.7f(a)＝0.3卵子f(A)＝0.7AA(0.49)Aa(0.21)f(a)＝0.3Aa(0.21)aa(0.09)第20頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月Hardy-Weinberg定律遺傳平衡定律(lawofgeneticequilibrium)不平衡群體隨機雜交：即：AA=0.49；Aa=0.42；aa=0.09這樣就達到了遺傳平衡。一個不平衡的群體只要經(jīng)過一個世代隨機婚配就可以達到遺傳平衡。第21頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月Hardy－Weinberg定律的要點如下：1、在一個隨機交配的大群體中，如果沒有其它因素的干擾，各世代之間基因頻率和基因型頻率保持不變。2、如果一個群體的基因頻率和基因型頻率在世代間保持不變，這個群體就被稱為平衡群體。3、在一個大群體內(nèi)，不論起始基因頻率和基因型頻率如何，只要經(jīng)過一代的隨機交配，群體就能達到平衡。第22頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月二、遺傳平衡定律及其應用（二）遺傳平衡定律的應用判斷群體是否處于遺傳平衡狀態(tài)；計算出各種遺傳方式下的基因頻率和基因型頻率。——前提：遺傳平衡群體中。第23頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月基因頻率的計算1、常染色體顯性遺傳AA和Aa是患者，aa為正常個體。遺傳平衡群體中：AA=p2

Aa=2pqaa=q2所以群體發(fā)病率是p2+2pq，正常人頻率是q2。

第24頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月基因頻率的計算1、常染色體顯性遺傳

p2

＋2pqH

＝

2pq≈

2p群體發(fā)病率H≈發(fā)病率第25頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月基因頻率的計算2、常染色體隱性遺傳aa為患者，Aa是攜帶者，AA是完全正常個體。遺傳平衡群體中：AA=p2

Aa=2pqaa=q2所以群體發(fā)病率是q2，攜帶者頻率為2pq。

通過群體發(fā)病率（q2）就可直接計算出致病基因頻率（q）。第26頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月2、常染色體隱性遺傳q＝

q2p＝

1－q

2pq≈2q＝發(fā)病率q為致病基因頻率攜帶者頻率即攜帶者的頻率(2pq)約為致病基因頻率的2倍

基因頻率的計算第27頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月基因頻率的計算2、常染色體隱性遺傳例：在我國人群中，白化病（AR）的群體發(fā)病率為1/20000，計算致病基因和正常基因的頻率以及各種基因型的頻率。

(設(shè)A為正常基因，a為致病基因）2pq≈2q=2×0.007=0.014aaAAAa第28頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月基因頻率的計算3、X連鎖遺傳病男、女性的基因頻率和基因型頻率不相同。

男性是半合子，男性基因型頻率等于基因頻率，根據(jù)男性的發(fā)病率可直接得出基因頻率。女性X染色體上的基因頻率和基因型頻率的分布與常染色體基因一致；第29頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月基因頻率的計算3、X連鎖遺傳病性別女性男性基因型XAXAXAXaXaXaXAYXaY基因型頻率p22pqq2pq男性表型頻率＝男性基因型頻率＝致病基因頻率女性純合體的頻率為男性相應表型頻率的平方XD中，男女發(fā)病比例為p/(p2＋2pq)≈

1/2XR中，男女發(fā)病比例為q/q2＝1/q第30頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月例：我國某地區(qū)的男性紅綠色盲（XR）的群體發(fā)病率是7%。（1）該地區(qū)紅綠色盲致病基因頻率是多少？（2）該地區(qū)女性紅綠色盲的發(fā)病率是多少？女性攜帶者概率是多少？基因頻率的計算3、X連鎖遺傳病解答：（1）該地區(qū)人群的紅綠色盲基因頻率則為0.07，即q=0.07（2）女性紅綠色盲患者的發(fā)病率：q2=0.072=0.0049（0.49%）女性攜帶者頻率：2pq=2×（1-0.07）×0.07=0.1302（13%）第31頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月常染色體顯性遺傳常染色體隱性遺傳q＝

q2＝發(fā)病率2pq≈2q攜帶者頻率性別女性男性基因型XAXAXAXaXaXaXAYXaY基因型頻率p22pqq2pqX連鎖遺傳基因頻率的計算（發(fā)病率）第32頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)影響遺傳平衡的因素第33頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月隨機遺傳漂變突變選擇近親婚配遷徙影響群體遺傳平衡的因素第34頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月三、近親婚配近親（closerelative）是指在3～4代以內(nèi)有共同祖先的個體間的關(guān)系，他們之間的婚配稱為近親婚配（consanguineousmarriage）。近親婚配的危害性可通過親緣系數(shù)和近婚系數(shù)來評價。親緣系數(shù)（coefficientofrelationship）：由于繼承的關(guān)系，親屬間具有相同基因的可能性。近婚系數(shù)？第35頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月三、近親婚配（一）近婚系數(shù)近婚系數(shù)（coefficient

ofinbreeding，F(xiàn)）：是指近親婚配的配偶從共同祖先得到同一基因，又同時將這一基因傳給他（她）們的子女，使之成為純合子的概率。第36頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月近婚系數(shù)的計算我國常見的幾種近親婚配形式表親結(jié)婚隔代表親結(jié)婚隔山表親結(jié)婚從表親結(jié)婚隔山從表親結(jié)婚第37頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月近婚系數(shù)的計算常染色體基因的近婚系數(shù)：以表兄妹為例B2B1P2P1C2C1A2A2A3A4A1A1A4A4A1A2A3A3SS成為A1A1的概率：(1/2)6=1/64S成為A2A2的概率：(1/2)6=1/64P1的任何1個基因在S中成為純合子(A1A1、A2A2

)的概率：(1/2)6+(1/2)6=2×

(1/2)6=1/32A11/21/21/21/21/21/2第38頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月近婚系數(shù)的計算常染色體基因的近婚系數(shù)：以表兄妹為例B2B1P2P1C2C1A2A2A3A4A1A1A4A4A1A2A3A3SS成為A3A3的概率：(1/2)6=1/64S成為A4A4的概率：(1/2)6=1/64P2的任何1個基因在S中成為純合子(A3A3、A4A4

)的概率：(1/2)6+(1/2)6=2×

(1/2)6

=1/32第39頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月近婚系數(shù)的計算常染色體基因的近婚系數(shù)：以表兄妹為例B2B1P2P1C2C1A2A2A3A4A1A1A4A4A1A2A3A3S祖先(P1、P2)的任何1個基因在后代S中是純合子的概率是：2×

(1/2)6+2×

(1/2)6=4×

(1/2)6=1/16即表兄妹結(jié)婚的近婚系數(shù)是：F=2×2×

(1/2)6

=1/16常染色體基因近婚系數(shù)的公式第40頁，課件共44頁