群体遗传学专题讲座培训课件

群体遗传学专题讲座群体或种群是指生活在某一地区的、能相互杂交的个体群。这样的群体也叫孟德尔式群体。一、基因频率与基因型频率

基因频率是指群体中某一基因的数量即指等位基因的频率。

基因型频率是指一个群体中不同基因型所占的比率。2群体遗传学专题讲座例如:MN血型。有人在一个地区调查747人M血型基因型为MM223人占31.2%N血型基因型为NN129人占17.3%MN血型基因型为MN485人占51.5%设M的基因频率为p，N的基因频率为q，p＋q=1p=MM十1/2MN=0.312+0.515/2=0.57q=NN+1/2MN=0.173+0.515/2=0.43

3群体遗传学专题讲座遗传平衡定律一定条件下，群体中的基因频率和基因型频率在世代传递中保持不变。如果一个群体达到了这种状态，就是一个遗传平衡的群体。1.群体很大2.随机婚配3.没有突变4.没有选择5.没有大规模迁移二.Hardy-Weinberg定律4群体遗传学专题讲座假定有一对等位基因A和a，A的频率为p，a的频率为q，则：

p+q=1(p+q)2=1p2+2pq+q2=1↓↓↓AAAaaa

因此，当AA：Aa：aa=p2：2pq：q2时，这样的群体处于平衡状态。5群体遗传学专题讲座例如:一个群体100人，AA60人，Aa20人，aa20人。这是一个遗传平衡群体吗？

先计算基因型频率:AA→0.6Aa→0.2aa→0.2。

再计算基因频率:A→p=0.60＋0.20/2=0.70a→q=0.20+0.20/2=0.30

如果是遗传平衡的群体，它应当符合：

p2+2pq+q2=1，p2=0.492pq=0.42q2=0.09

上述群体基因型频率p20.6、2pq0.2、q20.2，上述群体是一个遗传不平衡的群体。6群体遗传学专题讲座F1基因型AA：Aa：aa的比例变化F1精子A（0.70）a(0.30)

卵子

A(0.70）

a(0.30)AA(0.49)Aa(0.21)Aa(0.21)aa(0.09)

即AA（p1）2=0.49，Aa(2p1q1)=0.42，aa(q1)2=0.09，达到了遗传平衡状态。群体随机婚配,子一代(F1)基因型7群体遗传学专题讲座

再次随机交配子二代(F2)基因型AA：Aa：aa的比例变化F2精子A（0.70）a(0.30)卵子A(0.70）a(0.30)AA(0.49)Aa(0.21)Aa(0.21)aa(0.09)

即AA（p2）2=0.49，Aa(2p2q2)=0.42，aa(q2)2=0.098群体遗传学专题讲座

出生的以后各代中，都将保持这个基因频率和基因型频率，不再发生变化。因此，一个遗传不平衡的群体，只要是进行随机交配，一代以后即可达到遗传平衡。

群体中AA：0.25，Aa:0.50，aa：0.25,是否为遗传平衡群体?9群体遗传学专题讲座三.基因频率的计算

1、AR病致病基因频率通过AR病群体发病率计算等位基因频率和各种基因型频率。隐性基因频率q=√q2=√隐性表型频率=√群体发病率例如：已知白化病的发病率为1/10000，求白化病致病基因频率q和携带者频率。白化病为AR遗传病，患者为致病基因的纯合子，因此：发病率=q2=1/10000q=1/100p=1－q=99/100

携带者频率=2pq=2×1/100×99/100=0.0198=1.98%

10群体遗传学专题讲座２、计算AD病基因频率群体发病率=AA+Aa=p2+2pq，p+q=1实际计算时，致病基因频率p很低，AA纯合个体少，p2可以忽略，因此：

p2≈0，q≈1，发病率=p2+2pq≈2pq≈2p

所以对于AD遗传病：

p=½

发病率例如：丹麦某地软骨不全发病率1/10000

致病基因A频率p=½*1/10000=0.00005

正常基因a频率q=１－p=0.99995

11群体遗传学专题讲座3、计算X连锁致病基因的频率

1）XR男性患者=致病基因频率=q女性患者=致病基因频率的平方=q22)XD遗传病致病基因频率p很低，正常基因频率q≈1

男性患者=致病基因频率=p

女性患者=p2+2pq≈2p12群体遗传学专题讲座四.影响群体遗传平衡的因素突变选择随机遗传漂变隔离迁移近亲婚配13群体遗传学专题讲座一对等位基因A

和a，基因A

的频率为p

，突变为a

的突变率为u

基因a

的频率为q

，突变为A的突变率为v

1.突变每一代中:pu=（1-q）u，A→aqv，a→A若（1-q）u＞qv，则a↑若（1-q）u＜qv，则A↑14群体遗传学专题讲座选择(selection)：指由于基因型的差别而导致生存能力和生育能力的差别。常用适合度和选择系数来表示。适合度(fitness)：是指一定环境条件下，某种基因型个体能生存并能将他的基因传给后代的能力。一般用相对生育率(relativefertility，f)来衡量。选择系数：选择的作用常用选择系数(selectioncoefficient，S)来表示。S代表在选择作用下，降低的适合度，S＝1－f。2.选择15群体遗传学专题讲座选择的作用在于增高或降低个体的适合度，对特定缺陷的表型往往由于生育力下降有一个负性选择。☆例如：软骨发育不全的侏儒108人共生育了27个子女，这些侏儒的457个正常同胞共生育了582个子女，则：

27/108f==0.2582/457S=1-0.2=0.816群体遗传学专题讲座☆选择也可以通过增加适合度呈正性选择

例如：AR遗传病——镰形细胞贫血纯合子患者：严重的溶血性贫血和持续恶病质，f降低杂合子：红细胞镰变，f增加杂合子对疟疾具有相对免疫力，被疟原虫寄生后，比正常红细胞更能被有效清除，表现出抗疟性，在恶性疟疾流行区适合度增加。

17群体遗传学专题讲座3.遗传漂变遗传漂变(randomgeneticdrift)：在一个小的群体中，由于个体间婚配机遇不等，可使某些基因在群体中丢失，另一些基因在群体中固定，造成群体遗传结构明显改变的现象。遗传漂变速度取决于群体的大小。18群体遗传学专题讲座AA×AAAA×AaAA×AaAA×aaAa×AaAa×AAaa×AAAa×AAAa×AaAa×AaAa×AaAa×aaaa×Aaaa×AaAa×aaaa×aa孤岛模型：假设有一对等位基因A和a，频率各为0.5AAAaAaaaAAAaAaaa随机遗传漂变AA×AAaa×aa19群体遗传学专题讲座01020304050607080901001101201301401501.00.90.80.70.60.50.40.30.20.1世代数25人基因A的频率2500人250人随机遗传漂变20群体遗传学专题讲座4.迁移迁移(migration)：指具有某一基因频率群体的部分个体因某种原因迁入与其基因频率不同的另一群体中，并杂交定居，从而改变迁入群体的基因频率，这种影响也称迁移压力(migrationpressure)。基因流：迁移压力的增强可使某些基因从一个群体有效地散布到另一个群体中，称为基因流(geneflow)。例如：B型血等位基因起源于亚洲，逐渐向西流动，因此B型血的等位基因在亚洲频率高，跨越欧洲逐步降低。21群体遗传学专题讲座5.近亲婚配近亲是指在3～4代以内有共同祖先的个体间的关系，他们之间的婚配称为近亲婚配。近婚系数：是指近亲婚配的一对夫妻可能从共同祖先得到同一基因，有可能把同一基因传给他们的子女，子女得到这样一对来源相同且纯合的概率为近婚系数（F）。

亲缘系数:有共同祖先的两个人在某一位点上具有同一基因的概率。22群体遗传学专题讲座1）常染色体基因

P1P2B1B2SA1A2A3A4A1A1=（1/2）4A2A2=（1/2）4A3A3=（1/2）4A4A4=（1/2）4F=4×（1/2）4=1/4同胞兄妹间婚配一级亲属间的近婚系数为1/423群体遗传学专题讲座

P1P2B1B2SA1A2A3A4A1A1=（1/2）6A2A2=（1/2）6A3A3=（1/2）6A4A4=（1/2）6F=4×（1/2）6=1/16表兄妹间婚配三级亲属间的近婚系数为1/16C1C225群体遗传学专题讲座对于常染色体遗传：一级亲属间的近婚系数为1/4二级亲属间的近婚系数为1/8三级亲属间的近婚系数为1/16

F

=4*(1/2)n

n为共同祖先的等位基因传给近亲婚配后所生子女使之纯合所需的步骤26群体遗传学专题讲座2）X连锁基因：因为女性有两条X染色体，所以可以形成纯合子，会受到近亲婚配的影响。男性为半合子，近亲婚配不受影响。

计算X连锁基因的F值时，只计算女性F值。传递特点：男性的X连锁基因一定传给女儿，传递概率为1男性的X连锁基因不可能传给儿子，传递概率为0女性的X连锁基因传给女儿和儿子的概率为1/227群体遗传学专题讲座X连锁基因P1P2B1B2SX1YX2X3C1C2X1X1=0X2X2=（1/2）4X3X3=（1/2）4F=（1/2）4+（1/2）4=1/8舅表兄妹28群体遗传学专题讲座X连锁基因P1P2B1B2SX1YX2X3C1C2X1X1=0X2X2=0X3X3=0F=0姑表兄妹29群体遗传学专题讲座X连锁基因P1P2B1B2SX1YX2X3C1C2X1X1=0X2X2=0X3X3=0F=0堂兄妹30群体遗传学专题讲座1.对于常染色体基因，三级亲属F=1/162.对于X连锁基因姨表兄妹3/16舅表兄妹2/16姑表兄妹和堂兄妹0所以对于X连锁疾病，姨表兄妹婚配或舅表兄妹婚配比姑表兄妹或堂表兄妹危害还要大，姨表兄妹近亲婚配危害最大。结论31群体遗传学专题讲座(3)平均近婚系数

从群体角度来估计近亲婚配的危害，要计算平均近婚系数（a）。a值可按下列公式求出：a=Σ(Mi/N)(Fi)Mi：某一类型近亲婚配数

N：总婚配数

Fi：某一类型近亲婚配的近婚系数32群体遗传学专题讲座不同国家、地区人群中近亲结婚率和平均近婚系数

群体近亲结婚率（％）平均近婚系数美国0.110.00008日本8.160.004法国0.670.00023德国0.590.00019意大利1.900.00070南印度39.370.02834埃及（Nubic）

75.760.03335中国汉族（北京、湖北）

1.400.000665回族（甘肃）

9.70.00494彝族（四川）

14.60.00913朝鲜族（克林）

0033群体遗传学专题讲座

五.遗传负荷遗传负荷是指在一个群体中，由于致死基因或有害基因的存在而使群体适合度降低的现象。遗传负荷包括突变负荷和分离负荷。突变负荷是指由于基因的致死突变或有害基因突变产生而降低了适合度，给群体带来的负荷。分离负荷是指由于杂合子（Aa）和杂合子（Aa）之间的婚配，后代中必将分离而产生一部分适合度降低的纯合子（aa），因而导致群体的适合度降低。34群体遗传学专题讲座遗传负荷的大小,一般以平均每人携带有害基因的数量来表示。中国AR病群体平均每人携带有害基因数目5~6个美国人群平均携带致病基因数5~8个35群体遗传学专题讲座5．一个947人的群体，M血型348人，N血型103人，MN血型496人，则

。A．M血型者占36.7%B．M基因的频率为0.66C．N基因的频率为0.63D．MN血型者占55.4%E．N血型者占36.7%8．在一个100人的群体中，AA为60%，Aa为20%，aa为20%，那么该群体中______。A．A基因的频率为0.3B．a基因的频率为0.7C．是一个遗传平衡群体D．是一遗传不平衡群体E．经过一代后基因频率和基因型频率都会发生变化9．对于一种相对罕见的X连锁隐性遗传病，其男性发