1、1学习要求学习要求 掌握：掌握：群体、基因频率、基因型频率群体、基因频率、基因型频率 遗传平衡、基因库、选择系数遗传平衡、基因库、选择系数 遗传漂变、适合度、遗传负荷、遗传漂变、适合度、遗传负荷、熟悉熟悉：近婚系数的计算方法。近婚系数的计算方法。基因频率基因频率与与基因型频率的转换。基因型频率的转换。了解：了解：影响群体遗传平衡的各种因素。影响群体遗传平衡的各种因素。第八章第八章 群体遗传学群体遗传学2 群体群体(种群种群)-)-同一区域内生活，相互婚配产生正常同一区域内生活，相互婚配产生正常 能育后代的个体集群能育后代的个体集群(孟德尔群体孟德尔群体)。研究群体的遗传结构及基因变化规律的学科
2、研究群体的遗传结构及基因变化规律的学科称称群体群体 遗传学遗传学。主要是应用数学原理主要是应用数学原理(概率概率)和方法研究群体的和方法研究群体的基因基因 和和基因型频率基因型频率、探讨基因、探讨基因突变、选择、迁移突变、选择、迁移等因素对等因素对 基因基因和和基因型频率基因型频率的影响和变化的规律。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 规律的学科规律的学科称称医学群体遗传学医学群体遗传学(遗传流行病学遗传流行病学)。3 第一节第一节 群体的遗传平衡群体的遗传平衡 一个群体具有的全部遗传信息或基因一个群体具有的全部遗传信息
3、或基因称称基因库基因库。群体的遗传组成就是基因库中的群体的遗传组成就是基因库中的基因基因和和基因型基因型的的 种类种类和和频率频率的组成。的组成。一、基因频率和基因型频率一、基因频率和基因型频率 1 1、基因频率、基因频率 群体中某一基因占所有等位基因总量的比率群体中某一基因占所有等位基因总量的比率。如；群体的等位基因如；群体的等位基因Aa;Aa;总和是总和是A+a=1A+a=1 A A或或a a各自所占的比率各自所占的比率就是就是A A、a a的的基因频率基因频率。4 设；一对等位基因设；一对等位基因A A、a a。群体内群体内任一基因任一基因 座上全部等位基因的座上全部等位基因的总和总和是
4、是 A+a=A+a=1 1 例；群体例；群体500500人，等位基因人，等位基因A A和和a a；基因型；基因型AAAA/AaAa/aaaa。每人一对基因每人一对基因，500500人人2 2=10001000个个 设；设；A A=600600、a a=400400;因因 600600+400400=10001000=1 1 则；则；A A基因频率基因频率=600/1000600/1000=0.60.6(p)(p)a a基因频率基因频率=400/1000400/1000=0.40.4(q)(q)A A+a a=p p+q q=1 1=1 15 2 2、基因型频率、基因型频率 群体某群体某基因型基
5、因型个体占该群体各基因型总数的个体占该群体各基因型总数的比率。比率。设；一对等位基因设；一对等位基因A A、a a，大群体内随机婚配，有，大群体内随机婚配，有 三种三种基因型基因型；AAAA、AaAa、aaaa。设；设；10001000人，人，AAAA=300300、AaAa=500500、aaaa=200200。求求AAAA/AaAa/aaaa各基因型的频率各基因型的频率？基因型频率基因型频率:AAAA=300300/10001000 =0.30.3 Aa Aa=500500/10001000 =0.50.5 aa aa=200200/10001000 =0.20.26 基因频率基因频率:设
6、；设；A A=p p，a a=q q；p p+q q=1 1。则则 (p(p+q)q)2 2=p p2 2+2pq2pq+q q2 2=1 1 基因型频率基因型频率：AAAA=p p2 2；AaAa=2pq2pq；aaaa=q q2 2 因因 p p+q q=1 1 基因频率：基因频率：A A=p p2 2+1/2(1/2(2pq2pq)a a=q q2 2+1/2(1/2(2pq2pq)3 3、基因型频率和基因频率的换算关系、基因型频率和基因频率的换算关系 基因型频率基因型频率可从群体的可从群体的表型表型调查中获得；调查中获得；基因频率基因频率可通过与可通过与基因型频率换算基因型频率换算得出
7、。得出。7基因型基因型 血型血型(表型表型)基因型频率基因型频率 -L LM ML LM M MM 355355/10001000=0.3550.355 L LM ML LM M=0.355 0.355 -L LM ML LN N MNMN480480/10001000=0.480 0.480 L LM ML LN N=0.4800.480 -L LN NL LN N N N 165165/10001000=0.165 0.165 L LN NL LN N=0.1650.165 -0.3550.355+0.4800.480+0.1650.165=1 1 例例MNMN血型血型(L LM M、L
8、LN N共显性共显性)；M M=L LM ML LM M、N N=L LN NL LN N、MNMN=L LM ML LN N -设；调查设；调查10001000人人,MM=355355人人、N N=165165人人、MNMN=480480人人 依依基因频率基因频率和和基因型频率基因型频率关系换算出关系换算出基因频率基因频率：L LMM频率频率=0.3550.355+1/21/20.4800.480=0.5950.595 L LN N频率频率=0.1650.165+1/21/20.4800.480=0.4050.4058 遗传平衡遗传平衡群体，知道群体，知道基因型频率，基因型频率，可依可依遗传
9、平衡定遗传平衡定 理理计算计算基因频率基因频率，亦可据，亦可据基因频率基因频率推出推出基因型频率基因型频率。例；例；PKU(AR)PKU(AR)群体群体发病率发病率0.0001(aa0.0001(aa=0.00010.0001=q q2 2),求求a a(q q)和和杂合子杂合子AaAa(2pq2pq)频率。频率。已知；已知；aaaa(q(q2 2)=0.00010.0001；a a=0.00010.0001=0.010.01 A A+a a=1 1；A A=1 1-0.010.01=0.990.99 已知；已知；AAAA:2Aa2Aa:aaaa=p p2 2+2pq2pq+q q2 2 Aa
10、Aa=2 20.990.990.010.01=0.020.02=1/501/50 5050人中有一个携带者人中有一个携带者(AaAa)。9 二、二、Hardy-WeinbergHardy-Weinberg定律定律1 1、群体足够大。群体足够大。2 2、随机婚配随机婚配。3 3、无基因突变或突变均衡。无基因突变或突变均衡。4 4、生存、生育机会均等。生存、生育机会均等。5 5、无大规模迁移无大规模迁移(迁入迁入或或迁出迁出)。（一一）遗传平衡定律的概念遗传平衡定律的概念 随机婚配大群体内，若没有随机婚配大群体内，若没有突变、选择、突变、选择、迁移迁移和和漂变漂变等，等，基因频率基因频率将代代保持
11、不变。将代代保持不变。基因型基因型频率频率和和基因频率基因频率累代保持不变累代保持不变称称遗传平衡。遗传平衡。10 设；一对基因设；一对基因A A和和a a；亲代基因亲代基因A A=p p，a a=q q；在平衡群体中；在平衡群体中；(p(p+q)q)2 2=p p2 2+2pq2pq+q q2 2=1 1 亲代亲代基因型频率基因型频率；AAAA=p p2 2；AaAa=2 2pqpq，aaaa=q q2 2 在随机婚配的大群体，后代各在随机婚配的大群体，后代各基因型基因型比例应为比例应为；子代子代基因型频率基因型频率符合符合AAAA:AaAa:aaaa=p p2 2+2pq2pq+q q2
12、2=1 1；则是则是遗传平衡群体遗传平衡群体。遗传平衡公式遗传平衡公式：p p2 2+2pq2pq+q q2 2=1 1 A A(p p)a a(q q)A A(p p)AA AA=p p2 2 Aa Aa=PqPq a a(q q)aA aA=pqpq aa aa=q q2 2精子精子卵子卵子11 设；设；100100人平衡群体，人平衡群体，AAAA6060人，人，AaAa2020人，人，aaaa2020人。人。基因型基因型 频率频率 AAAA 6060 0.6 0.6 p p2 2 AaAa 2020 0.2 0.2 2pq2pq aaaa 2020 0.2 0.2 q q2 2 合计合计
13、 100100 1.01.0 遗传平衡群体遗传平衡群体？求；亲代求；亲代100100人人A A、a a的的基因频率基因频率?A A=60602 2+2020=140140;a a=20202 2+2020=6060 A A=140140/200200=0.70.7；a a=6060/200200=0.30.312 子代子代基因型频率基因型频率、基因频率基因频率：AA(AA(0.490.49)+2Aa(2Aa(0.420.42)+aa(aa(0.090.09)=)=p p2 2:2pq2pq:q q2 2=1 1 A A=0.490.49+1/2(0.421/2(0.42)=0.700.70 a
14、 a=0.090.09+1/2(0.42)1/2(0.42)=0.300.30亲代：亲代：AAAA:AaAa:aaaa=6060:2020:2020 男男 A a A a 女女 0.7 0.30.7 0.3A A 0.70.7 AA AA 0.490.49 Aa Aa 0.21 0.21 a a 0.30.3 Aa Aa 0.210.21 aa aa 0.090.09 按按Hard-WeinbengHard-Weinbeng原则，随机婚配时，子代原则，随机婚配时，子代A A和和a a 基因频率基因频率应保持不变，仍是应保持不变，仍是 A A=0.70.7；a a=0.30.3 。13 三、三、
15、Hard-WeinbergHard-Weinberg定律的应用定律的应用 (一一)群体遗传平衡的评判群体遗传平衡的评判 群体群体是否是否遗传平衡遗传平衡，判断步骤如下；判断步骤如下；根据根据基因频率基因频率和和基因型频率基因型频率的关系，由的关系，由已知基已知基 因型频率因型频率求出求出基因频率基因频率。据据平衡公式平衡公式，由，由基因频率基因频率求出平衡状态时求出平衡状态时基因基因 型频率型频率的的理论值理论值。将将理论值理论值与与实际值实际值比较；比较；理论值理论值与与实际值实际值一致，一致，肯定肯定是平衡群体是平衡群体。如。如不一致不一致，也，也不能直接否定不能直接否定，则需通过则需通过
16、 2 2显著性检验显著性检验来判断其是否平衡来判断其是否平衡？14 例；检测例；检测40804080名汉族大学生名汉族大学生PTCPTC尝味能力尝味能力(半显性半显性)，结果结果(实际值实际值)：TTTT=11801180、TtTt=20532053、tttt=847847 是否为平衡群体是否为平衡群体？与与理论值理论值进行比较。进行比较。【书书101101】求求 基因型频率：基因型频率：设设 TTTT=D D=11801180/4080 4080=0.28920.2892 Tt Tt=H H=20532053/4080 4080=0.50320.5032 tttt=R R=847847/40
17、80 4080=0.20760.2076 算算 基因频率：基因频率：T T=P P=D D+1/21/2H H=0.28920.2892+1/21/20.50320.5032=0.54080.5408 t t=q q=R R+1/21/2H H=0.20760.2076+1/21/20.50320.5032=0.45920.459215 基因频率基因频率实际值实际值调查总人数调查总人数=基因型基因型频率频率理论值理论值 TTTT=P P2 2=0.54080.54082 240804080=1193.261193.26 Tt Tt=2pq2pq=2 20.54080.54080.45920.4
18、59240804080=2026.422026.42 tt tt=q q2 2=0.45920.45922 240804080=860.33860.33 实际值实际值与与理论值理论值不完全一致时，不能就判定不完全一致时，不能就判定实际实际与与 理论预期理论预期不符不符(不平衡不平衡)，需，需吻合度检验吻合度检验再作判断。再作判断。吻合度检验：吻合度检验：用统计学方法检验用统计学方法检验实际值实际值与与理论值理论值是是 否吻合；依否吻合；依统计学规定：统计学规定：差异率：差异率：P P 5%5%；差异显著差异显著 P P 5%5%；差异不显著差异不显著，符合假设。，符合假设。16PTCPTC尝味
19、尝味2 2检验检验 (书书P101)P101)基因型基因型 TT Tt ttTT Tt tt 总计总计实际值实际值(o o)1180 2053 847 4080)1180 2053 847 4080理论值理论值(e e)1193.26 2026.42 860.33 4080)1193.26 2026.42 860.33 4080(o o-e e)2 2/e e 0.147 0.349 0.206 0.147 0.349 0.206 0.7020.702 自由度自由度n=n=1 1；2 2=0.720.72；查表查表(p102p102)1.321.32 0.720.72 0.45 0.45 P
20、P在在0.250.25 0.500.50之间，之间，P P0.050.05，差异不显著差异不显著。根据根据2 2值查出偏差出现的概率大小，判断偏差性质。值查出偏差出现的概率大小，判断偏差性质。计算公式计算公式：2 2=(o o-e e)2 2e eo=实际值；实际值；e=理论值；理论值；=比值的总和比值的总和17 (二二)基因频率的计算基因频率的计算 1 1、常染色体基因频率计算常染色体基因频率计算 （1 1）共显性基因频率计算共显性基因频率计算(MNMN血型血型）总人数总人数 MM型型 MNMN型型 N N型型 17881788人人 397 861 530397 861 530 已知表型已知
21、表型 MM-MMMM MNMN-MNMN N N-NNNN 求求MM和和N N的频率：的频率：MM=(397(3972 2+861)861)/(1788(17882)2)=0.46280.4628 N N=(530(5302 2+861)861)/(1788(17882)2)=0.53720.537218 （2 2）常显常显基因频率计算基因频率计算 ADAD病，病，AAAA/AaAa患病，患者患病，患者基因型频率基因型频率是是p p2 2和和2pq2pq,正常人正常人基因型频率基因型频率是是q q2 2。但。但AAAA/AaAa表型表型无法区别，无法区别，需利用遗传平衡公式计算。需利用遗传平衡
22、公式计算。如家族性结肠息肉如家族性结肠息肉(ADAD)发病率是发病率是1/10001/1000,求致病求致病 基因基因P(P(A A)的频率？的频率？P(P(A A)=p p2 2+2pq2pq=0.0010.0012 2+1/21/20.00010.0001 =0.0000010.000001+0.000050.00005 =0.000050.00005；因因 P P+q=1q=1 q(q(a a)=1 1-0.000050.00005 0.999950.9999519 (3)(3)常隐基因频率计算常隐基因频率计算 因；因；p p+q q=1,1,所以所以 p p=A A=1 1-q q=1
23、 1-0.0010.001=0.9990.999 携带者携带者AaAa=2pq2pq=2 20.9990.9990.0010.001=0.0020.002 故在故在ARAR病系谱中病系谱中,因患者因患者aaaa多多是是AaAa-AaAa后代，所以后代，所以 家族聚集性不明显家族聚集性不明显,呈呈散发散发。群体中群体中杂合子频率杂合子频率是是0.0020.002，是是隐性致病基因频隐性致病基因频 率率(0.0010.001)的的2 2倍倍，是，是患者患者(1/1001/100万万)的的20002000倍。倍。遗传平衡时遗传平衡时,隐性基因频率可以从隐性基因频率可以从发病率发病率求出。求出。如；如
24、；尿黑酸尿症尿黑酸尿症为为ARAR,发病率发病率(aaaa)1/1001/100万万。aaaa=q q2 2=0.0000010.000001；a a=q q=0.0000010.000001=0.0010.00120 在遗传平衡的基础上，可推出以下结论：在遗传平衡的基础上，可推出以下结论：罕见的罕见的ARAR病：病：q q值很小，值很小，p=1-qp=1-q1 1；2pq2pq2q2q 即即杂合子杂合子(AaAa)频率频率约是约是致病基因频率致病基因频率的的2 2倍。倍。常见的常见的ARAR病：病：q q很小，很小，P P 1 1，故，故携带者携带者(AaAa)与与患者患者 的比例为的比例为
25、2pq/q2pq/q2 2,致病基因致病基因(q q)的频率越低的频率越低,该比值该比值 越大，越大，致病基因致病基因(a a)几乎都在几乎都在携带者携带者(AaAa)中。中。如；如；尿黑酸尿症尿黑酸尿症群体群体发病率发病率(aaaa)q q2 2=0.000001=0.000001；q=0.001q=0.001；携带者携带者(AaAa)与与患者患者(aaaa)之比是之比是2 2:0.0010.001。故故携带者携带者检出检出，对，对预防预防ARAR患儿出生患儿出生有有重要意义重要意义。21 罕见的罕见的ADAD病病 由于由于P(A)P(A)值很小，纯合患者值很小，纯合患者(AA=PAA=P2
26、 2)频率很低，频率很低，故故P P2 2可可忽略不计忽略不计，所以，所以杂合患者杂合患者(Aa=2Pq)(Aa=2Pq)占占全全 部患者部患者的比例约为；的比例约为；P P2 2+2Pq+2Pq2Pq2Pq 1 1 即即ADAD患者患者几乎都是几乎都是杂合子杂合子；所以；所以ADAD病病的的发病率发病率 可以看成可以看成杂合子杂合子的的频率频率。2Pq2Pq 2P2P;则则P P 1/2Pq1/2Pq 2P2P 1/21/2发病率。发病率。22 （4)4)复等位基因频率复等位基因频率(ABOABO血型血型)归类归类，平衡状态时，平衡状态时，基因型频率基因型频率和和基因频率基因频率关系：关系：
27、ABOABO血型随机婚配后代基因型及基因频率血型随机婚配后代基因型及基因频率 I IA A(p p)I)IB B(q q)i i(r r)I IA AI IA A(p p2 2)I IA AI IB B(pqpq)I IA Ai(i(prpr)I IB BI IA A(pqpq)I IB BI IB B(q q2 2)I IB Bi(i(qrqr)I IA Ai i(prpr)i i(r r)I IB B(q q)I IA A(p p)I IB Bi i(qrqr)ii(ii(p p2 2)男男女女(p p+q q+r r)2 2=p p2 2+q q2 2+r r2 2+2pq 2pq+2p
28、2pr r+2q2qr r=1 1 I IA AI IA A I IB BI IB B ii I ii IA AI IB B I IA Ai Ii IB Bi i 设设;I IA A=p p、I IB B=q q、i i=r r；p p+q q+r r=1 123表型、基因型、基因频率的关系表型、基因型、基因频率的关系 设设:A,B,AB,OA,B,AB,O为为A A、B B、ABAB、O O四种四种表型频率表型频率。即即;A A=p p2 2+2P2Pr r B B=q q2 2+2 2qrqr ABAB=2 2pqpq O O=r r2 2 表型表型 基因型基因型 基因频率基因频率 A A
29、 I IA AI IA A p p2 2 I IA Ai i 2pr 2pr B B I IB BI IB B q q2 2I IB Bi i 2qr 2qr AB AB I IA AI IB B 2pq 2pq O O iiii r r2 2P P=1-(q1-(q+r)r)2 2=1-1-q q2 2+2+2qrqr+r+r2 2=1-1-B B+O O q q=1-(p+r)1-(p+r)2 2=1-1-p p2 2+2+2prpr+r+r2 2=1 1-A A+O Or r=0 024 例；例；人群人群“ABOABO”血型调查。血型调查。A A型型=38.3%38.3%，O O型型=3
30、0.6%30.6%；B B型型=21.7%21.7%；ABAB型型=9.4%9.4%求求;p p、q q、r r 的频率的频率(I IA A、I IB B、i i)。r r=O O p p=1-B+OB+O q q=1-A+OA+Oi i=r r=30.6%30.6%=0.553 0.553 IA A=P P =1-21.7%+30.6%21.7%+30.6%=0.27770.2777 IB B=q q=1-38.3%+30.6%38.3%+30.6%=0.18 0.18 已知已知表型频率表型频率，利用公式代入换算出，利用公式代入换算出基因频率基因频率：25 性别性别 基因型基因型 基因频率基
31、因频率 X XA AX XA A p p2 2 女女 X XA AX Xa a 2pq 2pq X Xa aX Xa a q q2 2 X XA AY pY p X Xa aY qY q 2 2、X X连锁基因频率计算连锁基因频率计算 X X男女数量不同，女男女数量不同，女XXXX、男男X XY Y，故群体故群体2/32/3的的X X 存在于存在于女性女性，1/31/3X X在在男性。男性。设一对基因设一对基因A A和和a a。男男 X X连锁连锁遗传平衡遗传平衡时，时，男男/女女的的基因型基因型和和基因频率基因频率。26 群体中男性的群体中男性的表型频率表型频率=男性对应的男性对应的基因频率
32、基因频率。如如红绿色盲红绿色盲男性男性发病率发病率是是7%7%；其其红绿色盲红绿色盲基因频率基因频率也是也是7%(7%(q q)。群体中群体中q q频率同样是频率同样是7%7%。即即XRXR遗传时，男性的遗传时，男性的发病率发病率就等于群体男性的就等于群体男性的 隐性致病基因隐性致病基因(q)(q)的频率。的频率。女性的发病率等于女性的发病率等于q q2 2。男男=0.070.07=7%7%；女女=(=(0.070.07)2 20.5%0.5%27 隐性致病基因隐性致病基因(a a=q q)很少，很少，A A=p p 1 1。患者患者男男与与女女的比例为的比例为；q q/q q2 2 1 1/
33、q q。故故男患者男患者约为约为女患者女患者的的2 2倍，群体倍，群体中中多多男患者男患者。而而女携带者女携带者(X XA AX Xa a)频率为频率为2 2p pq q 2q2q，故故女携带者女携带者 约为约为男患者男患者的的2 2倍倍。如；如；红绿色盲红绿色盲(XRXR)；男性男性(X Xa aY Y)发病率发病率为为0.070.07，女女 患患 者者=q q2 2=(0.07)(0.07)2 2=0.00490.0049 女携带者女携带者=2Pq2Pq 2q2q=2 20.070.07=0.140.14 （1)1)罕见罕见XRXR病病28 （2)XD2)XD病病(罕见罕见)显性致病基因频
34、率显性致病基因频率(A A=P P)很低很低,可忽略可忽略不计。不计。隐形正常基因的频率隐形正常基因的频率a a=q q 1 1 群体中群体中男患者男患者与与女患者女患者的比例为的比例为：即群体中即群体中XDXD病，病，女女患者患者是是男男患者患者的的2 2倍。倍。(p p2 2+2 2p pq)q)P P1/21/2(p p+2q)2q)1 1男男女女29 第二节第二节 影响群体基因频率的因素影响群体基因频率的因素 一、一、突变对遗传平衡的影响突变对遗传平衡的影响 基因突变基因突变频率很低，频率很低，用用(n n1010-6-6/基因基因.代代)表示。表示。如；如；20201010-6-6/
35、基因基因.代代;即每代即每代10100 0万个基因万个基因中有中有2020个突变。个突变。设一对等位基因设一对等位基因A A和和a a，基因突变基因突变设设A Aa a=，a aA A=；时时,A A、a a 时，时，A A、a a =时，时，A Aa a；频率不变。频率不变。30 1 1、突变率的计算突变率的计算 (1)AD (1)AD基因突变率的计算基因突变率的计算 选择对选择对显性致病基因显性致病基因(A A)不利时，不利时，作用较大作用较大，AAAA和和AaAa个体都被淘汰，一代后个体都被淘汰，一代后A A在群体中消失。在群体中消失。新的新的A A基因由基因由突变突变补充补充(a aA
36、 A=)。群体突变率群体突变率(a aA A)=1/21/2SHSH =突变率突变率 S S-选择系数选择系数(0 0S S1 1）H H=2Pq2Pq=(A A=P P=1/21/2H H )31 如；丹麦调查如；丹麦调查，9407594075名婴儿中有名婴儿中有1010个个软骨发育不软骨发育不 全性侏儒全性侏儒(ADAD)患儿，求该病患儿，求该病基因突变率基因突变率(a(aA A=)。发病率发病率=10=10/94075=94075=0.00010630.0001063;已知；已知；选择系数选择系数(S S)=0.8 =0.8 =1/21/2S SH H =1/21/20.80.80.00
37、010630.0001063 =42.542.51010-6-6/基因基因.代代 ADAD病越严重，淘汰作用越大，病越严重，淘汰作用越大，=1=1时，全部淘汰时，全部淘汰 掉掉A A，群体，群体恒定的发病率恒定的发病率全靠全靠突变基因突变基因维持维持。32(2)AR(2)AR基因突变率的计算基因突变率的计算 ARAR时，仅时，仅aaaa个体被个体被淘汰淘汰，aaaa=q q2 2。如；如；PKUPKU群体发病率群体发病率1/165001/16500，求突变率，求突变率()？已知；已知；aaaa=q q2 2=0.000060.00006 S S=0.70.7 ，A Aa a=计算公式计算公式；
38、=S Sq q2 2 =0.70.70.000060.00006 =42421010-6-6/基因基因.代代33 二、选择二、选择 环境对个体的保留或淘汰作用环境对个体的保留或淘汰作用称称选择。选择。群体中群体中不同基因型不同基因型的个体对环境的的个体对环境的适应能适应能 力力不同，即各自不同，即各自生存力生存力和和生育力生育力不同。不同。因因选择选择存在，不同基因型个体对后代存在，不同基因型个体对后代因基因基 库库的的贡献大小贡献大小则不同。则不同。选择作用的大小用选择作用的大小用适合度适合度和和选择系数选择系数进行进行 定量研究。定量研究。34 (1)(1)适合度适合度(适应值；适合值适应
39、值；适合值)某基因型个体与其它基因型个体相比，能够某基因型个体与其它基因型个体相比，能够 生存生存并将基因并将基因传给后代传给后代的的相对能力相对能力。1 1、适合度、适合度(f f)和选择系数和选择系数(S S)个体个体适合度适合度与其与其生存力生存力和和生殖力生殖力有关，最终由有关，最终由 其其生殖力生殖力(生殖适合度生殖适合度)决定决定。生殖适合度生殖适合度可用可用相对生育率相对生育率衡量。衡量。相对生育率：相对生育率：生殖力最高生殖力最高的的基因型基因型定为定为1 1，用，用 其它基因型与之比较的其它基因型与之比较的相对值相对值。35 某种基因型平均子女数与最佳基因型平某种基因型平均子
40、女数与最佳基因型平 均子女数的比值均子女数的比值称称该基因型的该基因型的适合度适合度。例例：软骨发育不全症型侏儒软骨发育不全症型侏儒(ADAD)调查调查108108个个侏儒侏儒，生，生2727个后代，其个后代，其正常正常同胞同胞 457 457人，生人，生582582个后代个后代，求，求侏儒侏儒的的适合度适合度(f f)？f f=(27=(27 108)108)/(582(582457)457)=0.25=0.25/1.271.27 =0.196=0.196 0.20(0.20(适合度适合度)36几种遗传病的相对适合度几种遗传病的相对适合度(正常人正常人f=1f=1)性性 状状 相对适合度相对
41、适合度 视网膜母细胞瘤视网膜母细胞瘤(杂合子杂合子)0 0 软骨发育不全软骨发育不全(杂合子杂合子)0.200.20 血友病血友病A(A(男性男性)男男0.200.20、女、女0 0 舞蹈症舞蹈症(杂合子杂合子)男男0.820.82、女、女1.251.25 HbS(HbS(杂合子杂合子)1.261.26(疟疾高发区疟疾高发区)神经纤维瘤神经纤维瘤(杂合子杂合子)男男0.410.41、女、女0.750.75 37 (2)(2)选择系数选择系数(淘汰系数淘汰系数)在选择的作用下，降低了的适合度。在选择的作用下，降低了的适合度。S S 是测量某种基因型是测量某种基因型不利于生存不利于生存的程度。的程
42、度。计算公式：计算公式：S S=1-1-f f 如；如；软骨发育不全患者软骨发育不全患者 适适 合合 度：度：f f=0.200.20 选择系数：选择系数：S S=1-1-f f =1-1-0.200.20=0.800.80 正常人正常人留下一个后代时；留下一个后代时；患者患者仅有仅有0.20.2个后代。个后代。38 2 2、选择的效应选择的效应 选择对选择对显性显性基因的影响基因的影响 设设基因基因A A和和a a，选择选择对对A A不利不利，群体中，群体中AAAA、AaAa个体个体 则被淘汰。选择系数为则被淘汰。选择系数为S S(0 0 S S 舅表婚配舅表婚配(1/81/8)姑表、堂兄妹
43、婚配姑表、堂兄妹婚配(0 0)79 总之：近婚有害效应就总之：近婚有害效应就是是隐性隐性有害基因纯合的有害基因纯合的概概率增加，率增加，增加群体的增加群体的遗传遗传负荷负荷，降低群体的，降低群体的遗传素遗传素质质！80最佳基因型适合度最佳基因型适合度 第三节第三节 遗传负荷遗传负荷遗传负荷遗传负荷=用群体内各个体平均携带的用群体内各个体平均携带的有害基因有害基因或或致死基因致死基因 的的数量来衡量数量来衡量遗传负荷遗传负荷的大小。平均每人携带的的大小。平均每人携带的有有 害害或或致死基因致死基因的数量越多，的数量越多，遗传负荷遗传负荷越大。越大。遗传负荷来源遗传负荷来源突变负荷、分离负荷突变负
44、荷、分离负荷两方面两方面。最佳基因型适合度最佳基因型适合度-群体平均适合度群体平均适合度 在一个群体中，由于在一个群体中，由于致死基因致死基因或或有害基因有害基因的的 存在而使群体存在而使群体适合度降低适合度降低的现象。的现象。81 1 1、突变负荷：突变负荷：基因突变产生的有害或致死基因，使群体平均基因突变产生的有害或致死基因，使群体平均 适合度下降的效应适合度下降的效应称称突变负荷突变负荷。由于选择的作用，由于选择的作用，显性致死突变显性致死突变发生后，发生后，致死致死 基因将随突变个体的死亡而消失，不会增高群体基因将随突变个体的死亡而消失，不会增高群体 的遗传负荷。的遗传负荷。隐性致死突
45、变隐性致死突变发生后，发生后，致死基因致死基因在群体中会以在群体中会以 杂合状态保留许多世代杂合状态保留许多世代，增加群体的遗传负荷。增加群体的遗传负荷。XRXR突变基因在男性，与突变基因在男性，与ADAD相同不增高遗传负荷。相同不增高遗传负荷。XRXR在女性中，与在女性中，与ARAR相同，增高遗传负荷。相同，增高遗传负荷。82 据估计，我国每人平均携带据估计，我国每人平均携带5656个有害基因，个有害基因，即即 为我国群体的为我国群体的遗传负荷遗传负荷。2 2、分离负荷：分离负荷：适合度较高的致病基因携带者适合度较高的致病基因携带者(AaAa)因分离而产因分离而产 生出纯合子生出纯合子(aaaa)患者，从而降低群体适合度的现患者，从而降低群体适合度的现 象象称称分离负荷分离负荷。群体的群体的遗传负荷遗传负荷主要取决于主要取决于ARAR有害基因有害基因的频率，的频率，个体患遗传病的威胁主要来自个体患遗传病的威胁主要来自AaAa个体间的婚配，因个体间的婚配，因 此，对群体遗传负荷的估计，主要根据此，对群体遗传负荷的估计，主要根据每人平均带每人平均带 有隐性有害基因数量的多少。有隐性有害基因数量的多少。83 3 3、遗传负荷的估计方法遗传负荷的估计方法 略略 参书参书P113P113
