08基因变异的
群体行为
Population Genetics
基因变异的群体行为
? 前言
? 群体的遗传平衡
? 影响遗传平衡的因素
? 遗传负荷
? 群体中的平衡多态现象
前言
? 群体 是由一群可以相互婚配的个体组成
? 基因变异是人类进化的基础,构成了群体中的
个体多样性
不同人种
我国不同民族人群
群体遗传学
研究群体中基因的分布及逐代传递中影响
基因频率和基因型频率的因素，追踪基因变异
的群体行为，应用数学手段研究基因频率和相
对应的表型在群体中的分布特征和变化规律，
这就是的研究内容。
群体的遗传平衡
一,Hardy-Weinberg平衡律
在随机婚配的大群体中，没有受到外在因
素影响的情况下，显性性状并没有随着隐性性
状的减少而增加，不同基因型相互比例在一代
代传递中保持稳定。
Hardy-Weinberg平衡律
第一代的两个等位基因频率和基因型频率
精 子
A（ p） a（ q）
卵 A（ p） AA（ p2） Aa（ pq）
子 a（ q） Aa（ pq） aa（ q2）
Hardy-Weinberg平衡律
第二代基因型频率
AA(p2) Aa(2pq) aa(q2)
AA( p2) AA× AA(p4) AA× Aa(2p3q) AA× aa(p2q2)
Aa(2pq) Aa× AA(2p3q) Aa× Aa(4p2q2) Aaxaa(2pq3)
aa(q2) aaxAA(p2q2) aaxAa(2pq3) aaxaa(q4)
Hardy-Weinberg平衡律
各种婚配的后代基因型分布
婚配类型 频率
后 代
AA Aa aa
AA× AA
AA× Aa
AA× aa
Aa× Aa
Aa× aa
aa× aa
p4
4p3q
2p2q2
4p2q2
4pq3
q4
p4
2p3q
p2q2
2p3q
2p2q2
2p2q2
2pq3
p2q2
2pq3
q 4
Hardy-Weinberg平衡律
表中结果显示,
AA后代
=p4+2p3q+p2q2=p2(p2+2pq+q2)=p2(p+q)2=p2；
Aa后代
=2p3q+4p2q2+2pq3=2pq(p2+2pq+q2)=2pq(p+q)2=2pq；
Aa后代
=p2q2+2pq3+ q4=q2(p2+2pq+q2)=q2(p+q)2=q2
可以看出在这一群体中第一代和第二代的
基因型频率是一致的。实际上无论经过多少代，
基因型频率将保持不变，每种基因型的个体数
量随着群体大小而增减，但是相对频率不变，
这就是 Hardy-Weinberg平衡的推理。
Hardy-Weinberg平衡律的应用 —— Hardy-Weinberg
平衡判定
例 1,某一基因座的一对等位基因 A和 a，有三种
基因型 AA,Aa／ aA和 aa，在随机 1000人的群
体中，观察的基因型分布如下,AA为 600人、
Aa／ aA为 340人,aa为 60人。
不同基因型频率的预期值和观察值
基因型
预期值 观察值
AA 592.9(p2× 1000) 600
Aa/aA 354.2(2pq× 1000) 340
aa 52.9(q2× 1000) 60
X2=1.607 p＞ 0.05
X2检验,
? 当 p＞ 0.05时，表示预期值和观察值之间的差异无统
计学意义，等位基因频率和基因型频率分布符合
Hardy-Weinberg平衡,
? p＜ 0.05时，表示预期值和观察值之间的差异有统计
学意义，等位基因频率和基因型频率分布不符合
Hardy-Weinberg平衡。
例 2,假设某一基因座的一对等位基因 B和 b,在
1000人群体中, 该基因型频率分布是,BB为
600人, Bb/bB为 320,bb为 80人 。
基因型 预期值 观察值
BB 577.6(p2× 1000) 600
Bb/bB 364.8(2pq × 1000) 320
aa 57.6(q2 × 1000) 80
? 经 X2检验 p＜ 0.05,该基因座随着 BB纯合子的
减少,Bb杂合子增加，该群体偏离了 Hardy-
Weinberg平衡。
Hardy-Weinberg平衡律的应用 —— 等位基因频率和杂合子频
率
例如,常染色体隐性遗传病囊性纤维化在欧洲白种人的
发病率约 1/2000，患者为突变基因的纯合子 q2＝
1/2000，则 q=√1/2000 =1/45=0.022,
p=1-1/45=44/45=0.978，杂合子即携带突变基因的个体
2pq=2× 44/45× 1/45=1/23=0.043。
影响遗传平衡的因素
一,非随机婚配
随机婚配指无须考虑配偶的基因型选择配
偶；而非随机婚配可以通过两种方式增加纯合
子的频率。
? 选型婚配（ assortative mating）,即选择具有某些
特征（如身高、智力、种族）的配偶；如果这种选择
发生在常染色体隐性遗传性聋哑病患者中，就将增加
纯合患者的相对频率；
? 近亲婚配（ consanguinous mating）,即有共同祖
先血缘关系的亲属婚配，尽管表面上不改变等位基因
频率，但可以增加纯合子的比例，降低杂合子数量，
因此使不利的隐性表型面临选择，从而又最终改变了
后代的等位基因频率。
? 近亲婚配不仅提高了后代的有害隐性基因纯合子
的发生风险，而且增加了后代对多基因或多因素
疾病的出生缺陷的易感性，这是因为多基因病的
患病风险与亲属级别成正比。
? 亲缘系数 （ coefficient of relationship,r） 是指
两个人从共同祖先获得某基因座的同一等位基因
的概率。
不同亲属级别的亲缘系数
亲属 级别 亲缘系数
双亲 -子女 一级亲属 1/2
同胞 (兄弟姐妹 ) 一级亲属 1/2
叔 (姑、舅、姨 )-侄 (甥 ) 二级亲属 1/4
祖 -孙 二级亲属 1/4
表 /堂兄妹 三级亲属 1/8
? 近婚系数,近亲婚配使子女中得到这样一对相
同基因的概率，称为近婚系数（ inbreeding
coefficient,F）
近婚系数估算（以常染色体上的某一基因座为例）
同胞兄妹的父亲某一基因座有等位基因 A1
和 A2，母亲的这个基
因座有等位基因 A3和
A4。他们的子女中，
A1A3,A1A4,A2A3，
A2A4 各 1/4 。这一对
子女如果近亲婚配，
所生后代中，形成A1A1,A2A2,A3A3、
A4A4的总概率即为其
近婚系数。
同胞兄妹婚配中等位基因的传递
? S形成纯合子 A1A1,A2A2,A3A3,A4A4的
总概率,4× （ 1/2） 4=1/4。
? 一级亲属间的近婚系数就是 F=1/4。
舅甥女（或姑侄）
之间婚配 S成为纯合
子 A1A1,A2A2、
A3A3,A4A4的总概
率为 4× (1/2)5=1/8，
近婚系数 F=1/8。
舅甥女婚配中等位基因的传递
如果是表兄妹婚配，
形成 A1A1,A2A2、
A3A3,A4A4各需传
递 6步，所以其近婚
系数为
4× (1/2)6=1/16（右
图）。三级亲属的近
婚系数 F=1/16。
表兄妹婚配中等位基因的传递
在二级表兄妹婚配的
情况下,P1的等位基因
A1经 B1,C1,D1传递
给 S需经过 4步传递,S
为 A1A1,A2A2、
A3A3,A4A4各需 8步
传递，其近婚系数为
4× (1/2)8=1/64（右
图），五级亲属的近婚
系数 F=1/64。
二级表兄妹婚配中等位基因的传递
第二节 影响遗传平衡的因素
在姨表兄妹婚配中，等位基因
X1由 P1经 B1,C1传至 S，只需计
为传递 1步（ B1转至 C1）；基因
X1经 B2,C2传至 S则传递 2步
（ B2传至 C2和 C2传至 S）。所以，
S为 X1X1的概率为（ 1/2） 3。等位
基因 X2由 P2经 B1,C1传至 S，需
计为传递 2步；基因 X2经 B2,C2
传至 S，需计为 3步。所以,S为的
概率为（ 1/2） 5。因此，对 X连锁
基因来说，姨表兄妹婚配的近婚系
数 F为（ 1/2） 3+2× （ 1/2） 5=3/16。
姨表兄妹婚配中等位基因的传递
在舅表兄妹婚配中，
等位基因 X1由 P1传至 B2
时中断，所以，不能形
成纯合子 X1X1。等位基
因 X2由 P2经 B1,C1传
至 S，只需计为传递 2步；
基因 X2由 P2经 B2,C2
传至 S，也只需计为传递
2步。所以,S为 X2X2的
概率为（ 1/2） 4。因此，
对 X连锁基因来说，舅表
兄妹婚配的近婚系数 F为
2× （ 1/2） 4=1/8。
舅表兄妹婚配中等位基因的传递
在姑表兄妹婚配
中，等位基因 X1由
P1传至 B1时中断，
基因 X2和 X3由 P2
经 B1传至 C1时，
传递中断，所以，
不能形成纯合子
X1X1,X2X2和
X3X3，其近婚系
数 F=0。
姑表兄妹婚配中等位基因的传递
第二节 影响遗传平衡的因素
如果堂兄妹配，
基因 X1由 P1传到
B1时中断，基因 X2
和 X3由 P2经 B1传
到 C1时，传递中断，
所以，也不能形成
纯合子 X1X1、
X2X2和 X3X3，其
近婚系数 F=0。
堂兄妹婚配中等位基因的传递
仅就 X连锁基因来看，姨表兄妹婚配 /
舅表兄妹婚配比姑表兄妹 /堂表兄妹危害
还要大。
? 你能估计一下贾宝玉－薛宝钗、贾宝玉－林黛
玉之间的近婚系数吗？
第二节 影响遗传平衡的因素
评价近亲婚配对群体的危害时，除近亲婚配率以
外,平均近婚系数 （ average inbreeding coefficient，
a）有重要作用。 a值可按下列公式计算,
a = ∑Mi.Fi N
其中,Mi为某型近亲婚配数,N为总婚配数,Fi为某型婚配的近婚系数。
不同国家、地区人群中 a值的比较
国家或地区 调查年代 调查婚姻
数
近亲婚率 平均近婚
系数 (a)
美国
德国
法国
意大利
日本
南印度
北京、湖北（汉）
甘肃（回）
四川（彝）
贵州赤水（苗）
黑龙江（鄂伦春）
黑龙江（鄂温克）
吉林延吉（朝鲜）
1958
1946～ 1954
1956～ 1958
1956～ 1960
1950
1950
1980～ 1981
1980～ 1981
1980～ 1981
1980～ 1981
1980～ 1981
1980～ 1981
1980～ 1981
133228
119899
530000
1646612
213148
26042
7729
1376
2054
234
183
626
2080
0.11％
0.59％
0.67％
0.90％
8.16％
39.37％
1.4％
9.70％
14.16％
16.24％
1.6％
3.4％
0
0.00008
0.00019
0.00023
0.00070
0.004
0.02835
0.000665
0.005
0.00913
0.007696
0.000256
0.000116
0
表亲婚配和随机婚配生出隐性纯合子的概率
q q2 pq/16 q2+pq/16 q2+pq/16:q2
0.20
0.10
0.04
0.02
0.01
0.001
0.04
0.01
0.0016
0.0004
0.0001
0.000001
0.01
0.005625
0.0024
0.001225
0.000619
0.0000625
0.05
0.015625
0.004
0.001625
0.000719
0.0000635
1.25
1.56
2.50
4.06
7.19
63.5
近亲婚配的危害 —— 增高隐性纯合子患者的频率
例如,表兄妹婚配, 所生子女 （ S） 是隐性纯合子 （ aa）
有两种原因,
① 父母 （ C1和 C2） 近亲婚配从共同祖先 （ P1和 P2） 传
递得到基因 a,在这种情况下, 如果群体中基因 a的频
率为 q,S为 aa的总概率是 4× （ 1/64） q=（ 1/16） q；
② 由两个不同祖先分别传来基因 a,在这种情况下, 两
个基因 a可以来自同一曾祖 （ P1和 P2） 不同的同源染
色体, 可以来自不同曾祖 （ P1和 P2）, 也可以来自祖
辈 （ B1,B2,B3,B4） 中的任何两个, S为 aa的总
概率为,（ 1-1/16） q2=(15/16)q2。
近亲婚配与非近亲婚配对后代影响的比较
组别 婚配 对数 父母平 均年龄 子女 数 早产、流产数 (%)
先天畸
形数
(%)
9岁前死亡数
(%)
近亲婚配
非近亲婚
配
203
199
37.63
38.14
1158
1001
61(5.27)
34(3.40)
15(1.34)
4(0.44)
233(19.26)
131(13.09)
二、选择
选择反映了环境因素对特定表型或基因型
的作用，它可以是正性选择，也可以是负性选
择。
Hardy-Weinberg平衡的理想化群体对基
因型没有选择，但是，实际上对特定缺陷的表
型往往由于生育力下降，有一个负性选择；遗
传学上用 生物适合度（ biological fitness）
来衡量生育力大小，反映下一代基因库的分布
情况。
? 适合度＝ 0时，表示遗传性致死，即无生育力；
? 适合度＝ 1，为生育力正常；
只有选择作用发生在育龄期之前，才会影
响群体的基因频率或基因型频率，而发生在育龄
期之后的选择作用，其影响将是微不足道的。
例题,根据丹麦的一项调查，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，侏儒的
相对生育率 (f)是,
f = 27/108 =0.2 582/457
? 相对生育率即代表适合度。
? 选择系数 (selection coefficient)指在选择
作用下适合度降低的程度，用 s表示。 s反映了
某一基因型在群体中不利于存在的程度，因此
s=1-f。
三、突变
Hardy-Weinberg平衡是基于无突变的假
设条件，如果某基因座具有较高的突变率，将
使群体中的突变基因比例稳定增加。
基因突变率
指每代每个配子中每个基因座的突变数量。
假设初始群体的某一基因座全是等位基因
A的纯合子，每一世代由等位基因 A突变成等
位基因 a的突变率为 1.0× 10-5，那么，第一世
代的等位基因 a的频率为 1.0× 10-5
对于孟德尔遗传病的基因突变率可以进行估计,
常染色体显性遗传病 u=I（ 1-f） /2
常染色体隐性遗传病 u=I（ 1-f）
X连锁隐性遗传病 u＝［ IM（ 1-f）］／ 3
四、遗传漂变
在大群体中，正常适合度条件下，繁衍后
代数量趋于平衡，因此基因频率保持稳定；但
是在小群体中可能出现后代的某基因比例较高
的可能性，一代代传递中基因频率明显改变，
破坏了 Hardy-Weinberg平衡，这种现象称为
随机遗传漂变（ genetic shift）。
五、基因流
随着群体迁移两个群体混合并相互婚配，
新的等位基因进入另一群体，将导致基因频率
改变，这种等位基因跨越种族或地界的渐近混
合称之为基因流（ gene flow）。
遗传负荷
? 突变负荷 （ mutation load） 是遗传负荷的主要部分，
是由于基因的有害或致死突变而降低了适合度，给群体带来的负荷。突变负荷的大小取决于突变率（ u）
和突变基因的选择系数（ s）。
? 分离负荷 （ segregation load） 是由于杂合子（ Aa）
和杂合子（ Aa）之间的婚配，后代中有 1/4为纯合子
（ aa），其适合度降低，因而导致群体适合度的降低，
造成遗传负荷增加；如果纯合子（ aa）的选择系数愈
大，适合度降低愈明显，群体遗传负荷的增加愈显著。
影响遗传负荷的因素,
? 近亲婚配对遗传负荷的影响
? 环境对遗传负荷的影响
群体中的平衡多态现象
? DNA多态性
血管紧张素 Ⅰ 转换酶多态性与冠状动脉支架术后再狭窄
DD DI II
? 染色体多态性
? 蛋白质多态性
? 酶多态性
? 抗原多态性
The End
群体行为
Population Genetics
基因变异的群体行为
? 前言
? 群体的遗传平衡
? 影响遗传平衡的因素
? 遗传负荷
? 群体中的平衡多态现象
前言
? 群体 是由一群可以相互婚配的个体组成
? 基因变异是人类进化的基础,构成了群体中的
个体多样性
不同人种
我国不同民族人群
群体遗传学
研究群体中基因的分布及逐代传递中影响
基因频率和基因型频率的因素，追踪基因变异
的群体行为，应用数学手段研究基因频率和相
对应的表型在群体中的分布特征和变化规律，
这就是的研究内容。
群体的遗传平衡
一,Hardy-Weinberg平衡律
在随机婚配的大群体中，没有受到外在因
素影响的情况下，显性性状并没有随着隐性性
状的减少而增加，不同基因型相互比例在一代
代传递中保持稳定。
Hardy-Weinberg平衡律
第一代的两个等位基因频率和基因型频率
精 子
A（ p） a（ q）
卵 A（ p） AA（ p2） Aa（ pq）
子 a（ q） Aa（ pq） aa（ q2）
Hardy-Weinberg平衡律
第二代基因型频率
AA(p2) Aa(2pq) aa(q2)
AA( p2) AA× AA(p4) AA× Aa(2p3q) AA× aa(p2q2)
Aa(2pq) Aa× AA(2p3q) Aa× Aa(4p2q2) Aaxaa(2pq3)
aa(q2) aaxAA(p2q2) aaxAa(2pq3) aaxaa(q4)
Hardy-Weinberg平衡律
各种婚配的后代基因型分布
婚配类型 频率
后 代
AA Aa aa
AA× AA
AA× Aa
AA× aa
Aa× Aa
Aa× aa
aa× aa
p4
4p3q
2p2q2
4p2q2
4pq3
q4
p4
2p3q
p2q2
2p3q
2p2q2
2p2q2
2pq3
p2q2
2pq3
q 4
Hardy-Weinberg平衡律
表中结果显示,
AA后代
=p4+2p3q+p2q2=p2(p2+2pq+q2)=p2(p+q)2=p2；
Aa后代
=2p3q+4p2q2+2pq3=2pq(p2+2pq+q2)=2pq(p+q)2=2pq；
Aa后代
=p2q2+2pq3+ q4=q2(p2+2pq+q2)=q2(p+q)2=q2
可以看出在这一群体中第一代和第二代的
基因型频率是一致的。实际上无论经过多少代，
基因型频率将保持不变，每种基因型的个体数
量随着群体大小而增减，但是相对频率不变，
这就是 Hardy-Weinberg平衡的推理。
Hardy-Weinberg平衡律的应用 —— Hardy-Weinberg
平衡判定
例 1,某一基因座的一对等位基因 A和 a，有三种
基因型 AA,Aa／ aA和 aa，在随机 1000人的群
体中，观察的基因型分布如下,AA为 600人、
Aa／ aA为 340人,aa为 60人。
不同基因型频率的预期值和观察值
基因型
预期值 观察值
AA 592.9(p2× 1000) 600
Aa/aA 354.2(2pq× 1000) 340
aa 52.9(q2× 1000) 60
X2=1.607 p＞ 0.05
X2检验,
? 当 p＞ 0.05时，表示预期值和观察值之间的差异无统
计学意义，等位基因频率和基因型频率分布符合
Hardy-Weinberg平衡,
? p＜ 0.05时，表示预期值和观察值之间的差异有统计
学意义，等位基因频率和基因型频率分布不符合
Hardy-Weinberg平衡。
例 2,假设某一基因座的一对等位基因 B和 b,在
1000人群体中, 该基因型频率分布是,BB为
600人, Bb/bB为 320,bb为 80人 。
基因型 预期值 观察值
BB 577.6(p2× 1000) 600
Bb/bB 364.8(2pq × 1000) 320
aa 57.6(q2 × 1000) 80
? 经 X2检验 p＜ 0.05,该基因座随着 BB纯合子的
减少,Bb杂合子增加，该群体偏离了 Hardy-
Weinberg平衡。
Hardy-Weinberg平衡律的应用 —— 等位基因频率和杂合子频
率
例如,常染色体隐性遗传病囊性纤维化在欧洲白种人的
发病率约 1/2000，患者为突变基因的纯合子 q2＝
1/2000，则 q=√1/2000 =1/45=0.022,
p=1-1/45=44/45=0.978，杂合子即携带突变基因的个体
2pq=2× 44/45× 1/45=1/23=0.043。
影响遗传平衡的因素
一,非随机婚配
随机婚配指无须考虑配偶的基因型选择配
偶；而非随机婚配可以通过两种方式增加纯合
子的频率。
? 选型婚配（ assortative mating）,即选择具有某些
特征（如身高、智力、种族）的配偶；如果这种选择
发生在常染色体隐性遗传性聋哑病患者中，就将增加
纯合患者的相对频率；
? 近亲婚配（ consanguinous mating）,即有共同祖
先血缘关系的亲属婚配，尽管表面上不改变等位基因
频率，但可以增加纯合子的比例，降低杂合子数量，
因此使不利的隐性表型面临选择，从而又最终改变了
后代的等位基因频率。
? 近亲婚配不仅提高了后代的有害隐性基因纯合子
的发生风险，而且增加了后代对多基因或多因素
疾病的出生缺陷的易感性，这是因为多基因病的
患病风险与亲属级别成正比。
? 亲缘系数 （ coefficient of relationship,r） 是指
两个人从共同祖先获得某基因座的同一等位基因
的概率。
不同亲属级别的亲缘系数
亲属 级别 亲缘系数
双亲 -子女 一级亲属 1/2
同胞 (兄弟姐妹 ) 一级亲属 1/2
叔 (姑、舅、姨 )-侄 (甥 ) 二级亲属 1/4
祖 -孙 二级亲属 1/4
表 /堂兄妹 三级亲属 1/8
? 近婚系数,近亲婚配使子女中得到这样一对相
同基因的概率，称为近婚系数（ inbreeding
coefficient,F）
近婚系数估算（以常染色体上的某一基因座为例）
同胞兄妹的父亲某一基因座有等位基因 A1
和 A2，母亲的这个基
因座有等位基因 A3和
A4。他们的子女中，
A1A3,A1A4,A2A3，
A2A4 各 1/4 。这一对
子女如果近亲婚配，
所生后代中，形成A1A1,A2A2,A3A3、
A4A4的总概率即为其
近婚系数。
同胞兄妹婚配中等位基因的传递
? S形成纯合子 A1A1,A2A2,A3A3,A4A4的
总概率,4× （ 1/2） 4=1/4。
? 一级亲属间的近婚系数就是 F=1/4。
舅甥女（或姑侄）
之间婚配 S成为纯合
子 A1A1,A2A2、
A3A3,A4A4的总概
率为 4× (1/2)5=1/8，
近婚系数 F=1/8。
舅甥女婚配中等位基因的传递
如果是表兄妹婚配，
形成 A1A1,A2A2、
A3A3,A4A4各需传
递 6步，所以其近婚
系数为
4× (1/2)6=1/16（右
图）。三级亲属的近
婚系数 F=1/16。
表兄妹婚配中等位基因的传递
在二级表兄妹婚配的
情况下,P1的等位基因
A1经 B1,C1,D1传递
给 S需经过 4步传递,S
为 A1A1,A2A2、
A3A3,A4A4各需 8步
传递，其近婚系数为
4× (1/2)8=1/64（右
图），五级亲属的近婚
系数 F=1/64。
二级表兄妹婚配中等位基因的传递
第二节 影响遗传平衡的因素
在姨表兄妹婚配中，等位基因
X1由 P1经 B1,C1传至 S，只需计
为传递 1步（ B1转至 C1）；基因
X1经 B2,C2传至 S则传递 2步
（ B2传至 C2和 C2传至 S）。所以，
S为 X1X1的概率为（ 1/2） 3。等位
基因 X2由 P2经 B1,C1传至 S，需
计为传递 2步；基因 X2经 B2,C2
传至 S，需计为 3步。所以,S为的
概率为（ 1/2） 5。因此，对 X连锁
基因来说，姨表兄妹婚配的近婚系
数 F为（ 1/2） 3+2× （ 1/2） 5=3/16。
姨表兄妹婚配中等位基因的传递
在舅表兄妹婚配中，
等位基因 X1由 P1传至 B2
时中断，所以，不能形
成纯合子 X1X1。等位基
因 X2由 P2经 B1,C1传
至 S，只需计为传递 2步；
基因 X2由 P2经 B2,C2
传至 S，也只需计为传递
2步。所以,S为 X2X2的
概率为（ 1/2） 4。因此，
对 X连锁基因来说，舅表
兄妹婚配的近婚系数 F为
2× （ 1/2） 4=1/8。
舅表兄妹婚配中等位基因的传递
在姑表兄妹婚配
中，等位基因 X1由
P1传至 B1时中断，
基因 X2和 X3由 P2
经 B1传至 C1时，
传递中断，所以，
不能形成纯合子
X1X1,X2X2和
X3X3，其近婚系
数 F=0。
姑表兄妹婚配中等位基因的传递
第二节 影响遗传平衡的因素
如果堂兄妹配，
基因 X1由 P1传到
B1时中断，基因 X2
和 X3由 P2经 B1传
到 C1时，传递中断，
所以，也不能形成
纯合子 X1X1、
X2X2和 X3X3，其
近婚系数 F=0。
堂兄妹婚配中等位基因的传递
仅就 X连锁基因来看，姨表兄妹婚配 /
舅表兄妹婚配比姑表兄妹 /堂表兄妹危害
还要大。
? 你能估计一下贾宝玉－薛宝钗、贾宝玉－林黛
玉之间的近婚系数吗？
第二节 影响遗传平衡的因素
评价近亲婚配对群体的危害时，除近亲婚配率以
外,平均近婚系数 （ average inbreeding coefficient，
a）有重要作用。 a值可按下列公式计算,
a = ∑Mi.Fi N
其中,Mi为某型近亲婚配数,N为总婚配数,Fi为某型婚配的近婚系数。
不同国家、地区人群中 a值的比较
国家或地区 调查年代 调查婚姻
数
近亲婚率 平均近婚
系数 (a)
美国
德国
法国
意大利
日本
南印度
北京、湖北（汉）
甘肃（回）
四川（彝）
贵州赤水（苗）
黑龙江（鄂伦春）
黑龙江（鄂温克）
吉林延吉（朝鲜）
1958
1946～ 1954
1956～ 1958
1956～ 1960
1950
1950
1980～ 1981
1980～ 1981
1980～ 1981
1980～ 1981
1980～ 1981
1980～ 1981
1980～ 1981
133228
119899
530000
1646612
213148
26042
7729
1376
2054
234
183
626
2080
0.11％
0.59％
0.67％
0.90％
8.16％
39.37％
1.4％
9.70％
14.16％
16.24％
1.6％
3.4％
0
0.00008
0.00019
0.00023
0.00070
0.004
0.02835
0.000665
0.005
0.00913
0.007696
0.000256
0.000116
0
表亲婚配和随机婚配生出隐性纯合子的概率
q q2 pq/16 q2+pq/16 q2+pq/16:q2
0.20
0.10
0.04
0.02
0.01
0.001
0.04
0.01
0.0016
0.0004
0.0001
0.000001
0.01
0.005625
0.0024
0.001225
0.000619
0.0000625
0.05
0.015625
0.004
0.001625
0.000719
0.0000635
1.25
1.56
2.50
4.06
7.19
63.5
近亲婚配的危害 —— 增高隐性纯合子患者的频率
例如,表兄妹婚配, 所生子女 （ S） 是隐性纯合子 （ aa）
有两种原因,
① 父母 （ C1和 C2） 近亲婚配从共同祖先 （ P1和 P2） 传
递得到基因 a,在这种情况下, 如果群体中基因 a的频
率为 q,S为 aa的总概率是 4× （ 1/64） q=（ 1/16） q；
② 由两个不同祖先分别传来基因 a,在这种情况下, 两
个基因 a可以来自同一曾祖 （ P1和 P2） 不同的同源染
色体, 可以来自不同曾祖 （ P1和 P2）, 也可以来自祖
辈 （ B1,B2,B3,B4） 中的任何两个, S为 aa的总
概率为,（ 1-1/16） q2=(15/16)q2。
近亲婚配与非近亲婚配对后代影响的比较
组别 婚配 对数 父母平 均年龄 子女 数 早产、流产数 (%)
先天畸
形数
(%)
9岁前死亡数
(%)
近亲婚配
非近亲婚
配
203
199
37.63
38.14
1158
1001
61(5.27)
34(3.40)
15(1.34)
4(0.44)
233(19.26)
131(13.09)
二、选择
选择反映了环境因素对特定表型或基因型
的作用，它可以是正性选择，也可以是负性选
择。
Hardy-Weinberg平衡的理想化群体对基
因型没有选择，但是，实际上对特定缺陷的表
型往往由于生育力下降，有一个负性选择；遗
传学上用 生物适合度（ biological fitness）
来衡量生育力大小，反映下一代基因库的分布
情况。
? 适合度＝ 0时，表示遗传性致死，即无生育力；
? 适合度＝ 1，为生育力正常；
只有选择作用发生在育龄期之前，才会影
响群体的基因频率或基因型频率，而发生在育龄
期之后的选择作用，其影响将是微不足道的。
例题,根据丹麦的一项调查，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，侏儒的
相对生育率 (f)是,
f = 27/108 =0.2 582/457
? 相对生育率即代表适合度。
? 选择系数 (selection coefficient)指在选择
作用下适合度降低的程度，用 s表示。 s反映了
某一基因型在群体中不利于存在的程度，因此
s=1-f。
三、突变
Hardy-Weinberg平衡是基于无突变的假
设条件，如果某基因座具有较高的突变率，将
使群体中的突变基因比例稳定增加。
基因突变率
指每代每个配子中每个基因座的突变数量。
假设初始群体的某一基因座全是等位基因
A的纯合子，每一世代由等位基因 A突变成等
位基因 a的突变率为 1.0× 10-5，那么，第一世
代的等位基因 a的频率为 1.0× 10-5
对于孟德尔遗传病的基因突变率可以进行估计,
常染色体显性遗传病 u=I（ 1-f） /2
常染色体隐性遗传病 u=I（ 1-f）
X连锁隐性遗传病 u＝［ IM（ 1-f）］／ 3
四、遗传漂变
在大群体中，正常适合度条件下，繁衍后
代数量趋于平衡，因此基因频率保持稳定；但
是在小群体中可能出现后代的某基因比例较高
的可能性，一代代传递中基因频率明显改变，
破坏了 Hardy-Weinberg平衡，这种现象称为
随机遗传漂变（ genetic shift）。
五、基因流
随着群体迁移两个群体混合并相互婚配，
新的等位基因进入另一群体，将导致基因频率
改变，这种等位基因跨越种族或地界的渐近混
合称之为基因流（ gene flow）。
遗传负荷
? 突变负荷 （ mutation load） 是遗传负荷的主要部分，
是由于基因的有害或致死突变而降低了适合度，给群体带来的负荷。突变负荷的大小取决于突变率（ u）
和突变基因的选择系数（ s）。
? 分离负荷 （ segregation load） 是由于杂合子（ Aa）
和杂合子（ Aa）之间的婚配，后代中有 1/4为纯合子
（ aa），其适合度降低，因而导致群体适合度的降低，
造成遗传负荷增加；如果纯合子（ aa）的选择系数愈
大，适合度降低愈明显，群体遗传负荷的增加愈显著。
影响遗传负荷的因素,
? 近亲婚配对遗传负荷的影响
? 环境对遗传负荷的影响
群体中的平衡多态现象
? DNA多态性
血管紧张素 Ⅰ 转换酶多态性与冠状动脉支架术后再狭窄
DD DI II
? 染色体多态性
? 蛋白质多态性
? 酶多态性
? 抗原多态性
The End
