医学遗传学-群体演示教学课件

学习要求

掌握：群体、基因频率、基因型频率遗传平衡、基因库、选择系数遗传漂变、适合度、遗传负荷、熟悉：近婚系数的计算方法。

基因频率与基因型频率的转换。了解：影响群体遗传平衡的各种因素。

第八章群体遗传学1学习要求群体(种群)-同一区域内生活，相互婚配产生正常能育后代的个体集群(孟德尔群体)。研究群体的遗传结构及基因变化规律的学科称群体遗传学。

主要是应用数学原理(概率)和方法研究群体的基因和基因型频率、探讨基因突变、选择、迁移等因素对基因和基因型频率的影响和变化的规律。探讨遗传病和致病基因在群体的分布和发生、发展规律的学科称医学群体遗传学(遗传流行病学)

。2群体(种群)-同一区域内生活，相互婚配产生正第一节群体的遗传平衡一个群体具有的全部遗传信息或基因称基因库。

群体的遗传组成就是基因库中的基因和基因型的种类和频率的组成。一、基因频率和基因型频率

1、基因频率

群体中某一基因占所有等位基因总量的比率。如；群体的等位基因Aa;总和是A+a=1A或a各自所占的比率就是A、a的基因频率。3第一节群体的遗传平衡一个群体具有

设；一对等位基因A、a。群体内任一基因座上全部等位基因的总和是A+a=1

例；群体500人，等位基因A和a；基因型AA/Aa/aa。

每人一对基因，500人×2=1000个

设；A=600、a=400;

因600+400=1000=1

则；

A基因频率=600/1000=0.6(p)

a基因频率=400/1000=0.4(q)

A+a=p+q=1=14设；一对等位基因A、a。群体内任一基因=

2、基因型频率

群体某基因型个体占该群体各基因型总数的比率。

设；一对等位基因A、a，大群体内随机婚配，有三种基因型；AA、Aa、aa。

设；1000人，AA=300、Aa=500、aa=200。

求AA/Aa/aa各基因型的频率？

基因型频率:AA=300/1000

=0.3

Aa=500/1000

=0.5aa=200/1000

=0.252、基因型频率5

基因频率:设；A=p，a=q；

p+q=1。

则

(p+q)2=p2+2pq+q2=1

基因型频率：AA=p2；Aa=2pq；aa=q2

因

p+q=1

基因频率：A=p2+1/2(2pq)

a=q2+1/2(2pq)

3、基因型频率和基因频率的换算关系

基因型频率可从群体的表型调查中获得；

基因频率可通过与基因型频率换算得出。6基因频率:设；A=p，a=q；p+q=1。基因型血型(表型)基因型频率

-LMLM

M

355/1000=0.355

LMLM=0.355

-LMLN

MN480/1000=0.480

LMLN=0.480

-LNLN

N

165/1000=0.165

LNLN=0.165

-

0.355+0.480+0.165=1

例MN血型(LM、LN共显性)；M=LMLM、N=LNLN、MN=LMLN

-设；调查1000人,

M=355人、N=165人、MN=480人

依基因频率和基因型频率关系换算出基因频率：

LM频率=0.355+1/2×0.480=0.595

LN频率=0.165+1/2×0.480=0.4057基因型血型(表型)基因型频率

遗传平衡群体，知道基因型频率，可依遗传平衡定理计算基因频率，亦可据基因频率推出基因型频率。

例；PKU(AR)群体发病率0.0001(aa=0.0001=q2),

求a(q)和杂合子Aa(2pq)频率。

已知；aa(q2)=0.0001；a=√0.0001=0.01

A+a=1；

A=1-0.01=0.99

已知；AA:2Aa:aa=p2+2pq+q2

Aa=2×0.99×0.01=0.02=1/50

50人中有一个携带者(Aa)。8遗传平衡群体，知道基因型频率，可依遗传平衡定8二、Hardy-Weinberg定律1、群体足够大。2、随机婚配。

3、无基因突变或突变均衡。

4、生存、生育机会均等。

5、无大规模迁移(迁入或迁出)。（一）遗传平衡定律的概念

随机婚配大群体内，若没有突变、选择、

迁移和漂变等，基因频率将代代保持不变。

基因型频率和基因频率累代保持不变称遗传平衡。9二、Hardy-Weinberg定律1、群体足够大。

设；一对基因A和a；亲代基因A=p，a=q；

在平衡群体中；(p+q)2=p2+2pq+q2=1

亲代基因型频率；AA=p2；Aa=2pq，aa=q2

在随机婚配的大群体，后代各基因型比例应为；

子代基因型频率符合AA:Aa:aa=p2+2pq+q2=1；

则是遗传平衡群体。

遗传平衡公式：p2+2pq+q2=1

A(p)a(q)A(p)AA=p2

Aa=Pqa(q)aA=pqaa=q2精子卵子10设；一对基因A和a；亲代基因A=p，a

设；100人平衡群体，AA60人，Aa20人，aa20人。

基因型频率

AA

60

0.6p2

Aa

20

0.22pq

aa

20

0.2q2

合计

100

1.0

遗传平衡群体？

求；亲代100人A、a的基因频率?

A=60×2+20=140;

a=20×2+20=60

A=140/200=0.7；a=60/200=0.311设；100人平衡群体，AA60人，Aa20人，aa20

子代基因型频率、基因频率：

AA(0.49)+2Aa(0.42)+aa(0.09)=p2:2pq:q2=1

A=0.49+1/2(0.42)=0.70

a=0.09+1/2(0.42)=0.30亲代：AA:Aa:aa=60:20:20

男

Aa女

0.70.3A0.7AA0.49Aa0.21

a0.3Aa0.21aa0.09按Hard-Weinbeng原则，随机婚配时，子代A和a基因频率应保持不变，仍是

A=0.7；a=0.3。12子代基因型频率、基因频率：亲代：AA:Aa:a三、Hard-Weinberg定律的应用

(一)群体遗传平衡的评判群体是否遗传平衡，判断步骤如下；①根据基因频率和基因型频率的关系，由已知基因型频率求出基因频率。

②据平衡公式，由基因频率求出平衡状态时基因型频率的理论值。

③将理论值与实际值比较；理论值与实际值一致，肯定是平衡群体。如不一致，也不能直接否定，则需通过Χ2显著性检验来判断其是否平衡？13三、Hard-Weinberg定律的应用(一)群例；检测4080名汉族大学生PTC尝味能力(半显性)，结果(实际值)：TT=1180、Tt=2053、tt=847

是否为平衡群体？与理论值进行比较。【书101】求基因型频率：设TT=D=1180/4080=0.2892Tt=H=2053/4080=0.5032

tt=R=847/4080=0.2076

算基因频率：

T=P=D+1/2H=0.2892+1/2×0.5032=0.5408

t=q=R+1/2H=0.2076+1/2×0.5032=0.459214例；检测4080名汉族大学生PTC尝味能力(半显性)，基因频率实际值×调查总人数=基因型频率理论值

TT=P2=0.54082×4080=1193.26Tt=2pq=2×0.5408×0.4592×4080=2026.42tt=q2=0.45922×4080=860.33实际值与理论值不完全一致时，不能就判定实际与

理论预期不符(不平衡)，需吻合度检验再作判断。

吻合度检验：用统计学方法检验实际值与理论值是否吻合；依统计学规定：

差异率：P<5%；差异显著

P<1%；差异极显著

P>5%；差异不显著，符合假设。15基因频率实际值×调查总人数=基因型频率理论值PTC尝味χ2检验

(书P101)基因型TTTttt

总计实际值(o)118020538474080理论值(e)1193.262026.42860.334080(o-e)2/e0.1470.3490.2060.702自由度n=1；χ2=0.72；查表(p102)1.32>0.72>0.45

P在0.25~0.50之间，P＞0.05，差异不显著。

根据χ2值查出偏差出现的概率大小，判断偏差性质。计算公式：χ2=Σ(o-e)2eo=实际值；

e=理论值；

Σ=比值的总和16PTC尝味χ2检验(书P101)基因型

(二)基因频率的计算1、常染色体基因频率计算

（1）共显性基因频率计算(MN血型）

总人数

M型MN型N型

1788人

397861530

已知表型

M-MM

MN-MN

N-NN

求M和N的频率：

M=(397×2+861)/(1788×2)=0.4628

N=(530×2+861)/(1788×2)=0.537217(二)基因频率的计算1、常染色体基因频率计算

（2）常显基因频率计算

AD病，AA/Aa患病，患者基因型频率是p2和2pq,正常人基因型频率是q2。但AA/Aa表型无法区别，需利用遗传平衡公式计算。如家族性结肠息肉(AD)发病率是1/1000,求致病基因P(A)的频率？

P(A)=p2+2pq=0.0012+1/2×0.0001

=0.000001+0.00005

=0.00005；因P+q=1

q(a)=1-0.00005≈0.9999518（2）常显基因频率计算18

(3)常隐基因频率计算因；p+q=1,所以

p=A=1-q=1-0.001=0.999

携带者Aa=2pq=2×0.999×0.001=0.002

故在AR病系谱中,因患者aa多是Aa-Aa后代，所以家族聚集性不明显,呈散发。群体中杂合子频率是0.002，是隐性致病基因频率(0.001)的2倍，是患者(1/100万)的2000倍。

遗传平衡时,隐性基因频率可以从发病率求出。

如；尿黑酸尿症为AR,发病率(aa)1/100万。

aa=q2=0.000001；a=q=√0.000001=0.00119(3)常隐基因频率计算因；p+q=1,所以p=

在遗传平衡的基础上，可推出以下结论：

①罕见的AR病：q值很小，p=1-q≈1；2pq≈2q即杂合子(Aa)频率约是致病基因频率的2倍。②常见的AR病：q很小，P≈1，故携带者(Aa)与患者的比例为2pq/q2,致病基因(q)的频率越低,该比值越大，致病基因(a)几乎都在携带者(Aa)中。如；尿黑酸尿症群体发病率(aa)q2=0.000001；

q=0.001；携带者(Aa)与患者(aa)之比是2:0.001。故携带者检出，对预防AR患儿出生有重要意义。20在遗传平衡的基础上，可推出以下结论：20

③罕见的AD病

由于P(A)值很小，纯合患者(AA=P2)频率很低，故P2可忽略不计，所以杂合患者(Aa=2Pq)占全部患者的比例约为；P2+2Pq2Pq≈1即AD患者几乎都是杂合子；所以AD病的发病率可以看成杂合子的频率。

2Pq≈2P;

则P≈1/2Pq≈2P≈1/2×发病率。21③罕见的AD病P2+2Pq2Pq≈1即AD

（4)复等位基因频率(ABO血型)

归类，平衡状态时，基因型频率和基因频率关系：ABO血型随机婚配后代基因型及基因频率

IA(p)IB(q)i(r)IAIA(p2)IAIB(pq)IAi(pr)

IBIA(pq)IBIB(q2)IBi(qr)

IAi(pr)i(r)IB(q)IA(p)IBi(qr)ii(p2)男女(p+q+r)2=p2+

q2+

r2+2pq+2pr+2qr=1

IAIAIBIBiiIAIBIAiIBi

设;

IA=p、IB=q、i=r；p+q+r=122（4)复等位基因频率(ABO血型)归类，平表型、基因型、基因频率的关系设:A,B,AB,O为A、B、AB、O四种表型频率。

即;

A=p2+2Pr

B=q2+2qr

AB=2pq

O=r2表型基因型基因频率

A

IAIA

p2

IAi2pr

B

IBIBq2IBi2qrAB

IAIB

2pqO

ii

r2P=1-(q+r)2=1-q2+2qr+r2=1-

B+O

q=1-(p+r)2=1-p2+2pr+r2=1-√A+Or=√023表型、基因型、基因频率的关系设:A,B,A

例；人群“ABO”血型调查。

A型=38.3%，O型=30.6%；B型=21.7%；AB型=9.4%

求;

p、q、r

的频率(IA、IB、i)。r=√O

p=1-√B+O

q=1-√A+Oi=r=√30.6%

=0.553

IA=P

=1-√21.7%+30.6%

=0.2777

IB=q

=1-√38.3%+30.6%

=0.18

已知表型频率，利用公式代入换算出基因频率：24例；人群“ABO”血型调查。r=√O

性别基因型基因频率

XAXA

p2

女

XAXa

2pqXaXa

q2XAYpXaYq

2、X连锁基因频率计算

X男女数量不同，女XX、男XY，故群体2/3的X

存在于女性，1/3X在男性。设一对基因A和a。男

X连锁遗传平衡时，男/女的基因型和基因频率。25性别

群体中男性的表型频率=男性对应的基因频率。如红绿色盲男性发病率是7%；其红绿色盲基因频率也是7%(q)。群体中q频率同样是7%。即XR遗传时，男性的发病率就等于群体男性的隐性致病基因(q)的频率。女性的发病率等于q2。

男=0.07=7%；女=(0.07)2≈0.5%26群体中男性的表型频率=男性对应的基因频率。26

隐性致病基因(a=q)很少，A=p1。

患者男与女的比例为；q/q2≈1/q。故男患者约为女患者的2倍，群体中多男患者。

而女携带者(XAXa)频率为2pq2q，故女携带者约为男患者的2倍。

如；红绿色盲(XR)；男性(XaY)发病率为0.07，

女患者=q2=(0.07)2=0.0049女携带者=2Pq≈2q=2×0.07=0.14

（1)罕见XR病27隐性致病基因(a=q)很少，A=p1。

（2)XD病(罕见)

显性致病基因频率(A=P)很低,可忽略不计。

隐形正常基因的频率a=q1

群体中男患者与女患者的比例为：

即群体中XD病，女患者是男患者的2倍。(p2+2pq)P≈1/2(p+2q)1≈男女28（2)XD病(罕见)即群体中XD病，女患者是男第二节影响群体基因频率的因素一、突变对遗传平衡的影响基因突变频率很低，用(n×10-6/基因.代)表示。如；20×10-6/基因.代;

即每代100万个基因中有20个突变。

设一对等位基因A和a，

基因突变设Aa=，aA=；＞时,

A、a

＜时，A、a=时，A⇔a；频率不变。29第二节影响群体基因频率的因素一、突变对遗

1、突变率的计算(1)AD基因突变率的计算

选择对显性致病基因(A)不利时，作用较大，

AA和Aa个体都被淘汰，一代后A在群体中消失。

新的A基因由突变补充(a→A=)。

群体突变率(a→A)==1/2SH

=突变率

S-选择系数(0＜S＜1）

H=2Pq=(A=P=1/2H

)301、突变率的计算=突变率30

如；丹麦调查，94075名婴儿中有10个软骨发育不全性侏儒(AD)患儿，求该病基因突变率(a→A=)。

发病率=10/94075=0.0001063;

已知；选择系数(S)=0.8

=1/2SH

=1/2×0.8×0.0001063

=42.5×10-6/基因.代

AD病越严重，淘汰作用越大，S=1时，全部淘汰掉A，群体恒定的发病率全靠突变基因维持。31如；丹麦调查，94075名婴儿中有10个软骨发育(2)AR基因突变率的计算

AR时，仅aa个体被淘汰，aa=q2。

如；PKU群体发病率1/16500，求突变率()？

已知；aa=q2=0.00006

S=0.7

，A→a=

计算公式；=Sq2

=0.7×0.00006

=42×10-6/基因.代32(2)AR基因突变率的计算32

二、选择环境对个体的保留或淘汰作用称选择。

群体中不同基因型的个体对环境的适应能

力不同，即各自生存力和生育力不同。

因选择存在，不同基因型个体对后代因基库的贡献大小则不同。选择作用的大小用适合度和选择系数进行定量研究。33二、选择环境对个体的保留或淘

(1)适合度(适应值；适合值)

某基因型个体与其它基因型个体相比，能够

生存并将基因传给后代的相对能力。1、适合度(f)和选择系数(S)

个体适合度与其生存力和生殖力有关，最终由其生殖力(生殖适合度)决定。

生殖适合度可用相对生育率衡量。相对生育率：生殖力最高的基因型定为1，用其它基因型与之比较的相对值。34(1)适合度(适应值；适合值)1、适合度(f)和

某种基因型平均子女数与最佳基因型平均子女数的比值称该基因型的适合度。

例：软骨发育不全症型侏儒(AD)

调查108个侏儒，生27个后代，其正常同胞457人，生582个后代，求侏儒的适合度(f)？

f=(27108)/(582÷457)

=0.25/1.27

=0.1960.20(适合度)35某种基因型平均子女数与最佳基因几种遗传病的相对适合度(正常人f=1)性状相对适合度

视网膜母细胞瘤(杂合子)

0

软骨发育不全(杂合子)

0.20

血友病A(男性)

男0.20、女0

舞蹈症(杂合子)

男0.82、女1.25

HbS(杂合子)

1.26(疟疾高发区)

神经纤维瘤(杂合子)

男0.41、女0.75

36几种遗传病的相对适合度(正常人f=1)性

(2)选择系数(淘汰系数)

在选择的作用下，降低了的适合度。

S是测量某种基因型不利于生存的程度。计算公式：S=1-f如；软骨发育不全患者适合度：f=0.20选择系数：S=1-f

=1-0.20=0.80

正常人留下一个后代时；患者仅有0.2个后代。37(2)选择系数(淘汰系数)在选择的作用下

2、选择的效应①选择对显性基因的影响

设基因A和a，选择对A不利，群体中AA、Aa个体则被淘汰。选择系数为S(0<S<1),适合度为1-S。在AD中，aa适合度=1。因AA、Aa后代少于aa，选择结果；A↓、a↑。

选择系数越大，A下降越快。当S=1时，AA和Aa适合度为0，一代后A消失。

选择引发基因频率和基因型频率在增减和方向上的改变称选择效应。382、选择的效应①选择对显性基因的影响②选择对隐性基因的效应AR中，a基因有害，aa被淘汰，AA和Aa被保留。因aa被淘汰，a则逐代降低。但因有害基因a绝大多数存在于Aa中不被淘汰，当aa=1/10000=a2；则a=0.01。而Aa=2pq=2×0.99×0.01=0.02=1/50人纯合体(aa):杂合体(Aa)=1:200设；aa适合度为0，因Aa中的a不能被淘汰，故在AR中，选择淘汰a基因的作用很缓慢。39②选择对隐性基因的效应AR中，a基因有AR遗传不同基因型的适合度

群体

AAAaaa基因频率

p22pq

q2适合度

110

AR遗传病群体基因型AA、Aa、aa按比例组成。若S=1，经一代选择，aa的个体被全部淘汰，只有AA、Aa个体能传留后代。设；基因a的频率在亲代是q0，aa被全部淘汰时，

亲代a的频率由q0降低到子代qn，需要世代数？

计算公式:

世代数(n)=1/qn-1/q040AR遗传不同基因型的适合度群

例；胰腺囊性纤维化病(AR)，在亚洲致病基因频

率q0=

0.002；患者(aa)的选择系数S=1。

若目标是把a频率由0.002(q0)→0.001(qn)，需要多少世代和多少年?

解：q0=0.002；

qn=0.001n=1/qn–1/q0

=1/0.001–1/0.002

=1000–500=500(代)

a频率由0.002→0.001需500代。

设;

25年/代；500×25=12500年。41例；胰腺囊性纤维化病(AR)，在亚洲致病基

X上隐性基因为有害基因时,男患者(XaY)发病率=男性致病基因频率

XR中，男患者(XaY)=q，女患者(XaXa)=q2

所以群体中男患者远多于女患者。故选择作用主要淘汰男性。

③选择对X隐性基因的作用(XD=AD)在女性中，仅淘汰纯合子(XaXa)；杂合子(XAXa)则以携带者状态存在，不受选择影响。42X上隐性基因为有害基因时,男患者

男性的X染色体只占群体X的1/3，2/3的X染色体存在于女性，对群体而言，仅男性1/3的Xa被淘汰。女性杂合体(XAXa)的Xa不受选择影响。所以；当致病基因频率为q，选择系数=S时，经一代选择后，仅“1/3sq”隐性基因被淘汰(群体男女共三个X，仅男性的一个Xa被淘汰，故乘1/3)。

突变率=1/3sq时(S=)，则群体保持平衡。43男性的X染色体只占群体X的1/3，2/

③选择放松

随医学发展，许多应淘汰的遗传病患者得到了医治或延长了患者生命，使其能活到生育年龄并结婚生子，因而放松了选择效应。

其结果使致病基因频率和遗传病发病率增高。因选择压力降低，有害基因不能严格淘汰，致使致病基因频率升高的现象称选择放松。

若放松到选择系数S=0时，称完全放松。

44③选择放松随医学发展

无论显性还是隐性致病基因，选择放松都会造成致病基因频率逐代增加。但显性致病基因频率变化迅速；

而隐性致病基因变化非常缓慢。对显性致病基因来讲，如果是致死的，即S=1，

则发病率完全由突变率来维持。

若患者被治愈并与正常人一样生育(完全放松)

,一代后有害基因频率将增加一倍，并在以后各世代按同样速度增加。45无论显性还是隐性致病基因，选择放松

隐性致病基因变化则非常缓慢。如;PKU为致死性AR病，假定PKU治愈者的生育率与正常人相同，完全放松后；

致病基因频率由0.01提高到

0.02，需5000年。

XR，如果疾病是致死的，则只有男患者被淘汰，完全放松后，经3代致病基因频率就可提高1倍。46隐性致病基因变化则非常缓慢。XR，如果疾病三、遗传漂变Hardy-weinbberg原理适用于足够大的理想群体

(无限大群体)；在大群体内基因频率才不发生漂变。实际上人类自然群体均为有限群体，且生育后代数亦有限，因此；即使无选择作用，小群体的下一世代也不可能维持与上一代的基因型频率完全相同。

因群体小而发生基因频率随机波动引起的基因频率随机变化称随机遗传漂变(遗传漂变、漂变)。

47三、遗传漂变Hardy-weinbberg例；美国宾塞法尼亚敦克人，18世纪从德国移居而来，因宗教与当地人有严格的生殖隔离。调查敦克人A型血占0.6，几乎无B、AB型；当地美国人A型者占0.4；与美国人有血缘的德国人，A型血占0.45。已知选择对不同血型者无作用，敦克人高A频率只能用因群体小，遗传漂变造成IB基因消减来解释。由于漂变因素，小群体的基因频率常会呈较大幅度变动，甚至发生某个基因在群体消失，而另一等位基因在群体中固定的可能。48例；美国宾塞法尼亚敦克人，18世纪从德国移居

假设；在一小岛有一对夫妇，其基因型为Aa。

Aa×Aa其后代子女的基因型理论比例是:

1/4AA:2/4Aa:1/4aa其子1代随机婚配生育，限各对夫妇分别居住在不同的海岛上，后代婚配类型见表：

群体小，基因漂变幅度大，群体大，漂变幅度小。

漂变可造成有害基因频率在一些隔离群中特别高。

奠基者效应就是遗传漂变造成的。49假设；在一小岛有一对夫妇，其基因型为AAa×Aa夫妇后代随机婚配基因型的组合

AA(1/4)Aa(2/4)aa(1/4)AA(1/4)AA-AAAa-AA

aa-AAAa(2/4)

AA-Aa

Aa-Aaaa-Aaaa(1/4)Aa-aa

Aa-aaaa-aa女男50Aa×Aa夫妇后代随机婚配基因型的组合AA(1/4)子1代;

AA×AA组合；子2代;

A固定，a消失。子1代;

aa×aa组合；子2代;

a固定，A消失。Aa×Aa子1代随机婚配各基因组合概率和子2代基因频率婚姻组合组合数子1各组合的概率

子2的基因频率

Aa

AA-AA

1

(1/4)(1/4)=1/16

10

AA-Aa

2

2(1/4)(1/2)=1/4

0.750.25

AA-aa

2

2(1/4)(1/4)=1/8

0.500.50

Aa-Aa

1

(1/2)(1/2)=1/4

0.500.50

aa-aa

1

(1/4)(1/4)=1/16

01

Aa-aa

2

2(1/2)(1/4)=1/4

0.250.7551子1代;AA×AA组合；子2代;A固定，a消

遗传漂变的基本原理；群体越小，漂变的可能越大。群体繁殖个体数越少，由漂变引起的基因频率的变化越大。

一个数目有限的新群体如是由少数个体繁殖而来，该群体很可能会发生遗传漂变。遗传漂变可造成某些遗传病在某些小群体中出现特别高的频率。

52遗传漂变的基本原理；52用计算机模拟不同大小的群体基因频率变化的情况得出以下结论：当A、a的频率都是0.5时；

25人群体随机婚配经42代，A固定、a消失。

250人群体随机婚配经100代，A和a都不消失。

2500人群体随机婚配，A和a可永远维持平衡。53用计算机模拟不同大小的群体基因频率变化5四、隔离对遗传平衡的影响

因自然或宗教等原因，小群体与其他群体因无基因交流(生殖隔离)，致后代纯合子的比例增加，产生类似近亲结婚的遗传效应。由少数几个始祖近亲繁殖而致某基因频率在小群体内快速增高的效应称建立(奠基)者效应。如调查太平洋小岛，因18世纪一场飓风剩30人(男9)，无先天性全色盲(AR)患者。现约1600余人，发病率高达5%。该群体致病基因(b)频率？54四、隔离对遗传平衡的影响原30人，无患者；现1600人，发病率为5%。已知；先天性全色盲是AR：患者基因型-bb群体基因型;BB：2Bb：bb；群体：正常杂合子患者

BB

2Bbbb

已知；bb=q2=5%;

q=√0.05=0.22

最初30个奠基者可能仅有一人为携带者(Bb)。

原致病基因频率：

q=b=30×2=1/60≈0.017

180年(1790-1970),约7.2代(25年/代)后；

致病基因频率：q由0.0170.2255原30人，无患者；现1600人，发病率为5%。

基因频率快速变化的原因是隔离

的结果，因该岛群体与其他人群无基因间交流，产生了类似近亲婚配

的遗传学效应，漂变使致病基因(b)

的频率快速增加。56基因频率快速变化的原因是隔离56五、迁移对遗传平衡的影响

一个群体居民迁入另一群体并相互婚配而发生的基因流动(基因流)称迁移。迁入的群体称迁入群；接受的群体称接受群；

如果迁入群和接受群的基因频率不同，迁移必将使迁入群和接受群的基因频率都发生变化。如；欧洲和西亚白人PTC味盲者频率-36%

中国汉族人PTC味盲者频率-9%宁夏回族人PTC味盲者频率-20%？57五、迁移对遗传平衡的影响一个欧洲和西亚白人PTC味盲者频率是：

tt=36%；

t=0.6

中国汉族人PTC味盲者频率是:

tt=9%;t=0.3宁夏回族人PTC味盲者频率是:

tt=20%;

t=0.45调查发现，宁夏回族人PTC味盲者tt频率高，是因欧洲和西亚白人在唐代由欧洲→宁夏→长安经商。部分的白人在宁夏定居并与当地回民通婚后形成的

基因流(白人迁入)所致。58欧洲和西亚白人PTC味盲者频率是：5

如迁移连续不断地进行，基因频率将不断地的变化，直到两群体的后代基因频率建立新的平衡。

迁移引起的基因频率改变的大小，取决于迁入群与接受群之间的基因频率差异大小。迁入群与接受群之间随机婚配，一代后即可达到新的平衡。

迁移停止，基因频率维持平衡，代代不变。59如迁移连续不断地进

突变、选择、迁移和漂变对群体基因频率的影响作用是不同的。

突变、选择和迁移共同点是；如果已知基因频率、突变率、选择系数和迁移率，就可预测基因改变的方向和量值大小。

而由漂变引起等位基因频率的变化，量值上可预测，但方向上不可预测(留A淘a或留a淘A)。

60突变、选择、迁移和漂变对群体基因频率的影响作用是不

六、近亲婚配

1、近婚概念

3-4代内有共同祖先的个体群称近亲。近亲两个体间的婚配称近亲婚配。

近婚不仅增加后代AR隐性纯合子风险，也是改变群体遗传结构的重要因素。

当群体无限大且随机婚配时，基因频率和基因型频率才能维持平衡。实际上人类的婚配常因地区、民族、风俗、宗教等因素的影响，婚配很难完全随机。61六、近亲婚配1、近婚概念

近亲两个体血缘关系用亲缘系数(r)表示。

按遗传规律，上代的一个基因传给下代的概率是1/2,故一个体获得父或母任一个等位基因的概率都是1/2，即；r=1/2。P1P2B1B2A1A2A3A4

按乘法定理；

P1的A1→B1或B2的概率=1/2

B1或B2同时得到P1同一基因的概率；

1/2×1/2=(1/2)1+1B1或B2同时得到P2同一基因的概率；

1/2×1/2=(1/2)1+162近亲两个体血缘关系用亲缘系数(r)表示。P1

依概率加法定理；

B1或B2都得到P1或P2同一基因的

概率=(1/2)1+1+(1/2)1+1

=2×(1/2)1+1

=1/2

1+1表示P1或P2将某基因传给B1和B2的步骤。

即共同祖先的基因传给B1需一步；

共同祖先的基因传给B2也需一步。

故可将亲缘系数的计算公式概括为；

r=m×(1/2)n1+n2P1P2B11/2B2A1A2A3A463依概率加法定理；1+1表示P1或P

r=m×(1/2)n1+n2

m=近亲两个体共同祖先个数；

亲表兄妹；m=2；

隔山表亲；m=1(同母异父或同母异父）

n1，n2

分别是共同祖先将其基因传给近亲2个体的传递步骤。64r=m×(1/2)n1+n2ⅠⅡⅢ12341212

例如；Ⅱ3和Ⅲ1叔侄的r。Ⅰ1和Ⅰ2将基因→Ⅱ3需1步。Ⅰ1和Ⅰ2将基因→Ⅲ1需2步。Ⅱ3和Ⅲ1叔侄的r=2×(1/2)1+2=1/4。同理；Ⅲ1和Ⅲ2的r=2×(1/2)2+2=1/8。65Ⅰ12341

2、近婚系数(F)

近亲婚配的两个体从共同祖先获得同一基因，又把该基因传给后代，使该基因在后代得以纯合的概率称近婚系数。如；AA或aa。

换言之，F表示近婚后代性质来源相同的某个基因得以纯合(aa或AA)的可能性的大小。

近婚后代获得的等位基因性质和来源相同；遗传学上称完全相同。A1A2A3A4A1A1A1A1A1A1662、近婚系数(F)换言

3、近婚系数(F)的计算（1）常染色体基因近婚系数

①假定兄妹结婚，求F？设共同祖先；P1=A1A2；P2=A3A4亲代传给子代任一基因概率=1/2。如；P1-A1⇒儿=1/2；P1-A1⇒女=1/2；

A1经儿、女⇒S的概率各是1/2(4步)；

A1经儿、女⇒S是A1A1的概率=(1/2)4。

F=A1A1、A2A2、A3A3、A4A4=4(1/2)4=1/4

一级亲属；F=1/4SA1A1A2A2A3A3A4A4½½½½A1A2

A3A4P1P2673、近婚系数(F)的计算（1）常染色体基因近婚系数

P1P2B2C1C2S

A2A2、A3A3、A4A4同理；

姑表兄妹F=4(1/2)6=1/16②姑表兄妹近婚的F值故；A1A1纯合的机率为；

(1/2)3×(1/2)3=(1/2)6B1

P1；A1→1/2→B1→1/2→C1→1/2→S=(1/2)3

P1；A1→1/2→B2→1/2→C2→1/2→S=(1/2)3A1A1A2A2A3A3A4A4A1A2A3A4½½½½½½68P1P2B2C1C2S③从表兄妹近婚的F值

F=4×(1/2)8=1/64

A1A2A3A4

P1P2

C1C2

B1B2

D1D2SP1；A1→B1→C1→D1→S(1/2)4

A1→B2→C2→D2→S(1/2)4

A1纯合的概率(1/2)8

P1/P2：A2、A3、A4

同理。A1A1A2A2A3A3A4A41/64½½½½½½½½69③从表兄妹近婚的F值F=4×(1/2)8=1/6④姨表兄妹近婚的F值

F=4×(1/2)6=1/16常染色体上；姑表、姨表、舅表、堂兄妹；F=1/16P1P2

C1C2

B1B2SP1；A1→B1→C1→S(1/2)3

A1→B2→C2→S(1/2)3A2、A3、A4同理。A1A1A2A2A3A3A4A4A1A2A3A4½½½½½½70④姨表兄妹近婚的F值F=4×(1/2④隔山表亲近婚的F值

因C1、C2仅一个共同祖先，故S只有A1A1和A2A2有纯合可能性；

F=2(1/2)6

=1/32隔山表亲A1A2A1A1A2A2S

P2P1P3C1C2

B1B2P1；A1→1/2→B1→1/2→C1→1/2→S

A1→1/2→B2→1/2→C2→1/2→SA1A1在S纯合的概率=(1/2)6；A2A2同理=(1/2)6。隔山表亲½½½½½71④隔山表亲近婚的F值因C1、C2仅一个共同隔山表亲（2）X连锁基因近婚F值：〠

注意下列几点：

①女性2个X，可为纯合子。男性仅1个X，无纯合可能，故X连锁的只算女儿F值。

②男性X只传女儿(100%)，故计算传递步骤时，不计父亲传向女儿的传递。

③父亲X不能传儿子，传递中遇男≠男，则传递路线中断为0。

④女共同祖先2个X，女儿可形成两种纯合子，

男共同祖先1个X，女儿仅形成一种纯合子。72（2）X连锁基因近婚F值：〠注意下列几点：①女

例1；姨表兄妹近婚的X连锁FX1YX2X3P1P2B1B2C1C2姨表兄妹近婚

S为X1X1的概率=(1/2)3

总计；X1X1;X2X2

;X3X3

=(1/2)3+2×(1/2)5=3/16S

S为X2X2、X3X3概率=(1/2)5P1：X1→0→B1→1/2→C1→0→SP1：X1→0→B2→1/2→C2→1/2→S

P2：X2X3→1/2→B1→1/2→C1→0→S

X2X3→1/2→B2→1/2→C2→1/2→S73例1；姨表兄妹近婚的X连锁FX1YX2X

例2；堂兄妹近婚X的F

X1YX2X3

P1P2

C1C2

B1B2F=0S