群体遗传学课程学习.pptx
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1、会计学1群体群体(qnt)遗传学遗传学第一页,共46页。案例(n l)一对外表正常的新婚夫妇,新郎是上海人,新娘是美国马萨诸塞州人,双方均无遗传病家族史,他们看到邻居家一对非近亲结婚的健康夫妇生了个苯丙酮尿症(PKU)患儿,很担忧将来自己的孩子(hi zi)也遭此厄运,因此前来进行遗传咨询。1、这对夫妇有可能生出PKU的患儿吗?如果有可能,其风险与哪些因素有关,如何计算?2、PKU致病基因的突变率是多少?3、现在对PKU患者的有效治疗,是否会增加群体中致病基因的频率?第1页/共46页第二页,共46页。内容提要(ni rn t yo)1、群体的遗传平衡:基因频率与基因型频率、遗传平衡定律及应用遗
2、传平衡群体的判定、基因频率(常染色体、X连锁基因)的计算2、影响群体遗传平衡的因素:突变、选择、遗传漂变、隔离、迁移、近亲(jnqn)婚配 选择:选择的作用与突变率的计算(AD、AR、XR)选择压力的变化对遗传平衡的影响 近亲(jnqn)婚配:常染色体、X连锁基因的近婚系数3、遗传负荷第2页/共46页第三页,共46页。群体群体群体群体 (population population population population)孟德尔式群体)孟德尔式群体)孟德尔式群体)孟德尔式群体 (MendelianMendelianMendelianMendelian population populatio
3、n population population)指生活在某一地区的、能够相互交配并能产生具有生殖能力后代的个体指生活在某一地区的、能够相互交配并能产生具有生殖能力后代的个体指生活在某一地区的、能够相互交配并能产生具有生殖能力后代的个体指生活在某一地区的、能够相互交配并能产生具有生殖能力后代的个体(gt)(gt)(gt)(gt)群。群。群。群。群体遗传学群体遗传学群体遗传学群体遗传学 (population geneticspopulation geneticspopulation geneticspopulation genetics)研究群体的遗传结构及其变化规律的科学,主要是应用数学的思维
4、和方法研究和探讨群体的基因频率、基因型频率及其和某些因素的关系。)研究群体的遗传结构及其变化规律的科学,主要是应用数学的思维和方法研究和探讨群体的基因频率、基因型频率及其和某些因素的关系。)研究群体的遗传结构及其变化规律的科学,主要是应用数学的思维和方法研究和探讨群体的基因频率、基因型频率及其和某些因素的关系。)研究群体的遗传结构及其变化规律的科学,主要是应用数学的思维和方法研究和探讨群体的基因频率、基因型频率及其和某些因素的关系。医学群体遗传学医学群体遗传学医学群体遗传学医学群体遗传学 (medical population geneticsmedical population geneti
5、csmedical population geneticsmedical population genetics)基因库基因库基因库基因库 (gene poolgene poolgene poolgene pool)一个群体所具有的全部遗传信息)一个群体所具有的全部遗传信息)一个群体所具有的全部遗传信息)一个群体所具有的全部遗传信息第一节第一节第一节第一节 群体中的遗传平衡群体中的遗传平衡群体中的遗传平衡群体中的遗传平衡一、基因频率和基因型频率一、基因频率和基因型频率一、基因频率和基因型频率一、基因频率和基因型频率基因频率(基因频率(基因频率(基因频率(gene frequencygene f
6、requencygene frequencygene frequency):):):):某一基因的数量某一基因的数量某一基因的数量某一基因的数量/所有等位基因数量所有等位基因数量所有等位基因数量所有等位基因数量 (例如)(例如)(例如)(例如)基因型频率(基因型频率(基因型频率(基因型频率(genotype frequencygenotype frequencygenotype frequencygenotype frequency):):):):某一基因型个体某一基因型个体某一基因型个体某一基因型个体(gt)(gt)(gt)(gt)数数数数/总个体总个体总个体总个体(gt)(gt)(gt)(
7、gt)数数数数 (例如)(例如)(例如)(例如)D+H+R=1 D+H+R=1 D+H+R=1 D+H+R=1第3页/共46页第四页,共46页。MNMNMNMN血型血型血型血型共显性遗传,基因定位共显性遗传,基因定位共显性遗传,基因定位共显性遗传,基因定位4q4q4q4q 基因型基因型基因型基因型 表型表型表型表型 个体个体个体个体(gt)(gt)(gt)(gt)数数数数 M/M M M/M M M/M M M/M M血型血型血型血型 747 0.312 747 0.312 747 0.312 747 0.312233233233233 M/N MN M/N MN M/N MN M/N MN血
8、型血型血型血型 747 0.515 747 0.515 747 0.515 747 0.515 385385385385 N/N N N/N N N/N N N/N N血型血型血型血型 747 0.173 747 0.173 747 0.173 747 0.173 129129129129 总计总计总计总计 747 747 747 747一对等位基因决定一个表型性状一对等位基因决定一个表型性状一对等位基因决定一个表型性状一对等位基因决定一个表型性状MMMM基因的频率基因的频率基因的频率基因的频率:p:p:p:p(233 2+385)/(7472)(233 2+385)/(7472)(233 2
9、+385)/(7472)(233 2+385)/(7472)(233/747)+1/2(385/747)(233/747)+1/2(385/747)(233/747)+1/2(385/747)(233/747)+1/2(385/747)MM+1/2 MN MM+1/2 MN MM+1/2 MN MM+1/2 MN 0.570.570.570.57NNNN基因的频率基因的频率基因的频率基因的频率:q:q:q:q 1-0.57 1-0.57 1-0.57 1-0.57 0.430.430.430.43公式(gngsh):p=D+1/2H q=R+1/2H第4页/共46页第五页,共46页。MNMNM
10、NMN血型血型血型血型共显性遗传,基因定位共显性遗传,基因定位共显性遗传,基因定位共显性遗传,基因定位4q4q4q4q 基因型基因型基因型基因型 表型表型表型表型 个体数个体数个体数个体数 M/M M M/M M M/M M M/M M血型血型血型血型 747 0.312 747 0.312 747 0.312 747 0.312233233233233 M/N MN M/N MN M/N MN M/N MN血型血型血型血型 747 0.515 747 0.515 747 0.515 747 0.515 385385385385 N/N N N/N N N/N N N/N N血型血型血型血型
11、747 0.173 747 0.173 747 0.173 747 0.173 129129129129 总计总计总计总计 747 747 747 747一对等位基因决定一个表型性状一对等位基因决定一个表型性状一对等位基因决定一个表型性状一对等位基因决定一个表型性状(xngzhung)(xngzhung)(xngzhung)(xngzhung)MMMM基因的频率基因的频率基因的频率基因的频率:p:p:p:p(233 2+385)/(7472)(233 2+385)/(7472)(233 2+385)/(7472)(233 2+385)/(7472)(233/747)+1/2(385/747)(
12、233/747)+1/2(385/747)(233/747)+1/2(385/747)(233/747)+1/2(385/747)MM+1/2 MN MM+1/2 MN MM+1/2 MN MM+1/2 MN 0.570.570.570.57NNNN基因的频率基因的频率基因的频率基因的频率:q:q:q:q 1-0.57 1-0.57 1-0.57 1-0.57 0.430.430.430.43第5页/共46页第六页,共46页。二、遗传平衡定律二、遗传平衡定律二、遗传平衡定律二、遗传平衡定律 (law of genetic equilibriumlaw of genetic equilibriu
13、mlaw of genetic equilibriumlaw of genetic equilibrium,1908190819081908)Hardy-Weinberg Hardy-Weinberg Hardy-Weinberg Hardy-Weinberg定律:在一定条件下,群体中的基因频率定律:在一定条件下,群体中的基因频率定律:在一定条件下,群体中的基因频率定律:在一定条件下,群体中的基因频率和基因型频率在世代传递中保持代代不变。和基因型频率在世代传递中保持代代不变。和基因型频率在世代传递中保持代代不变。和基因型频率在世代传递中保持代代不变。条件:条件:条件:条件:1 1 1 1、群体
14、很大;、群体很大;、群体很大;、群体很大;2 2 2 2、随机婚配;、随机婚配;、随机婚配;、随机婚配;3 3 3 3、没有突变发生;、没有突变发生;、没有突变发生;、没有突变发生;4 4 4 4、没有选择、没有选择、没有选择、没有选择(xunz)(xunz)(xunz)(xunz);5 5 5 5、无大规模的个体迁移。、无大规模的个体迁移。、无大规模的个体迁移。、无大规模的个体迁移。遗传平衡公式:假设一对等位基因遗传平衡公式:假设一对等位基因遗传平衡公式:假设一对等位基因遗传平衡公式:假设一对等位基因A A A A和和和和 a a a a,基因,基因,基因,基因A A A A的频率为的频率为
15、的频率为的频率为p p p p,基因基因基因基因a a a a的频率为的频率为的频率为的频率为q q q q,p p p p q q q q 1 1 1 1,(,(,(,(p p p p q q q q)2 2 2 21 1 1 1,p 2 p 2 p 2 p 22pq 2pq 2pq 2pq q 2q 2q 2q 21 1 1 1 在一个遗传平衡的群体里:在一个遗传平衡的群体里:在一个遗传平衡的群体里:在一个遗传平衡的群体里:p 2AA p 2AA p 2AA p 2AA;q 2aa q 2aa q 2aa q 2aa;2pqAa2pqAa2pqAa2pqAa 即即即即 AA AA AA A
16、A:AaAaAaAa:aa aa aa aa p 2 p 2 p 2 p 2:2pq 2pq 2pq 2pq:q 2q 2q 2q 2第6页/共46页第七页,共46页。n n 假设有一个100万人口的群体,某一对(y du)等 位基因A和a,AA个体有60万人,Aa个体20万人,aa个体也有20万人。n n基因型AA、Aa和aa的频率:n n D=60/100=0.6n n H=20/100=0.2n n R=20/100=0.2n n群体基因A和a的基因频率:n n p=D+1/2H=0.6+0.2/2=0.7n n q=R+1/2H=0.2+0.2/2=0.3第7页/共46页第八页,共46
17、页。亲本精卵随机(su j)结合子一代基因型及其频率精 子 A p=0.7 a q=0.3 卵 子AA p2=0.49 Aa pq=0.21Aa pq=0.21 aa q2=0.09A p=0.7a q=0.3第8页/共46页第九页,共46页。子一代基因(jyn)A的频率 p=D+1/2H=0.491/2(0.210.21)=0.7 q=R+1/2H=0.09+1/2(0.210.21)=0.3第9页/共46页第十页,共46页。子一代精卵随机结合(jih)子二代基因型及其频率精 子 A p=0.7 a q=0.3 卵 子AA p2=0.49 Aa pq=0.21Aa pq=0.21 aa q2
18、=0.09A p=0.7a q=0.3第10页/共46页第十一页,共46页。三、遗传三、遗传(ychun)(ychun)平衡定律的应用平衡定律的应用(一)遗传平衡群体的判定例题(lt):在一个群体中,AA的频率为0.36,Aa的频率为0.48,aa的频率为0.16,判定此群体是否是遗传平衡群体。A基因频率:p D+1/2H0.36+0.48/2 0.6a基因频率:q R+1/2H1-0.6 0.4根据遗传平衡公式推算理论值:AA的频率 p 20.6 20.36 Aa的频率 2pq 2 0.6 0.40.48 aa的频率 q20.420.16基因型频率的实际值和平衡状态时的理论值完全一样。结论:
19、该群体是遗传平衡群体。第11页/共46页第十二页,共46页。(二)基因频率的计算(二)基因频率的计算1 1、ARAR病基因频率的计算病基因频率的计算 隐性致病基因纯合体隐性致病基因纯合体(h t)(h t)(aaaa)发病,发病率()发病,发病率(aa aa基因型频率)等于基因型频率)等于q2 q2。例题:在我国人群中,白化病(例题:在我国人群中,白化病(ARAR)的群体发病率)的群体发病率 1/20000 1/20000,求致病基因和正常基因的频率以及各,求致病基因和正常基因的频率以及各 种基因型的频率。种基因型的频率。aa q2=1/20000 q=1/20000 =0.007 aa q2
20、=1/20000 q=1/20000 =0.007 A p=1-q=1-0.007=0.993 A p=1-q=1-0.007=0.993 AA p2=0.9932=0.986 AA p2=0.9932=0.986 Aa 2pq=20.993 0.007 0.014=1/70 Aa 2pq=20.993 0.007 0.014=1/70因此因此 p2 p2:2pq 2pq:q 2q 20.986:1/70:1/200000.986:1/70:1/20000 20000:286:120000:286:1 表明表明ARAR遗传中遗传中,致病基因致病基因(jyn)(jyn)多以杂合子携带者的方式存在
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