在高中生物雖沒(méi)有明確提出哈代一溫伯格平衡定律(簡(jiǎn)稱哈-伯定律)，但在高考試題屢次出現(xiàn)對(duì)這一定律的內(nèi)容的考查，或需要用這一定律去解決某一問(wèn)題。因此下面對(duì)哈-伯定律在高中生物的應(yīng)用進(jìn)行例析。
　　
　　1　哈伯定律的內(nèi)容
　　
　　遺傳平衡定律也稱哈迪一溫伯格定律，其主要內(nèi)容是指：在理想狀態(tài)下，各等位基因的基因頻率和等位基因的基因型頻率在遺傳中是穩(wěn)定不變的，即保持著基因平衡。該理想狀態(tài)要滿足5個(gè)條件：①種群足夠大；②種群中個(gè)體間可以隨機(jī)交配；③沒(méi)有突變發(fā)生；④沒(méi)有新基因加入；⑤沒(méi)有自然選擇。此時(shí)各基因頻率和各基因型頻率存在如下等式關(guān)系并且保持不變：
　　設(shè)A基因頻率=p，a基因頻率=q，則A基因頻率+a基因頻率=p+q=1，AA、Aa、aa的基因型頻率依次為p²、2pq、q²(p、q為上代雌雄配子的基因頻率)。
　　
　　AA、Aa、aa所有基因型頻率和=p²+2pq+q²=1。
　　需要注意的是，在某個(gè)世代中，可以用這個(gè)世代的基因型頻率計(jì)算該世代的基因頻率，如果用該世代的基因頻率求得的基因型頻率，那就不是這個(gè)世代的基因型頻率了，而是下一個(gè)世代的基因型頻率。只有掌握了哈代一溫伯格定律的實(shí)質(zhì)，才能在具體問(wèn)題中靈活運(yùn)用。
　　此外，一些不符合遺傳平衡的種群，在經(jīng)過(guò)一代的自由交配后即可達(dá)到遺傳平衡，此時(shí)也可應(yīng)用遺傳平衡定律來(lái)求后代的基因型頻率。
　　
　　2　考點(diǎn)例析
　　
　　2.1　考點(diǎn)1：對(duì)哈-伯定律的直接考查
　　【例1】(2010年海南卷)某動(dòng)物種群中AA、Aa和aa的基因型頻率分別為0.3、0.4和0.3，請(qǐng)回答：
　　(1)該種群中a基因的頻率為_(kāi)_______________。
　　(2)如果該種群滿足四個(gè)基本條件，即種群__________、不發(fā)生_____、不發(fā)生________________、________________。沒(méi)有遷入遷出，且種群中個(gè)體間隨機(jī)交配，則理論上該種群的子一代中aa的基因型頻率為_(kāi)_______________；如果該種群的子一代再隨機(jī)交配，其后代中aa的基因型頻率________________(會(huì)、不會(huì))發(fā)生改變。
　　(3)假定該動(dòng)物種群滿足上述四個(gè)基本條件，但不發(fā)生隨機(jī)交配，只在相同基因型之間進(jìn)行，則理論上該種群的子一代中AA、Aa和aa的基因型頻率分別為_(kāi)_______________、________________和________________；如果子一代也同樣只發(fā)生相同基因型之間的交配，其后代中AA、Aa和aa的基因型頻率________________(會(huì)、不會(huì))發(fā)生改變。
　　解析：此題是有關(guān)基因頻率與基因型頻率的變化的試題，實(shí)際上也是對(duì)哈伯定律內(nèi)容的考查。
　　(1)a基因的頻率q=aa基因型頻率+1／2Aa的基因型頻率=0.5，同樣A基因頻率p為0.5。
　　(2)根據(jù)哈伯定律的內(nèi)容，種群在足夠大、不發(fā)生基因突變，不發(fā)生自然選擇，沒(méi)有遷入遷出，且個(gè)體間隨機(jī)交配的情況下，遵循哈伯定律。子一代的基因頻率不變。該種群的子一代中aa的基因型頻率為q²=0.25。按哈伯定律的內(nèi)容，該種群的子一代再隨機(jī)交配，其后代中aa的基因型頻率不會(huì)變化。
　　(3)上述種群如果不發(fā)生隨機(jī)交配，只在相同基因型之間進(jìn)行，相當(dāng)于進(jìn)行自交。Aa自交后子一代Aa基因型頻率=0.4×1／2=0.2。子一代中AA基因型頻率=0.3+0.4×1／4=0.4。同理子一代aa的基因型頻率為0.4。
　　在子一代同樣進(jìn)行相同基因型之間的交配，由于后代Aa基因型頻率在不斷變小，所以后代三種基因型頻率會(huì)發(fā)生變化。
　　答案：(1)0.5　(2)足夠大　基因突變(或突變)選擇0.25 不會(huì)(3)0.4 0.2 0.4會(huì)
　　2.2　考點(diǎn)2：利用哈伯定律解析一些基因型致死的計(jì)算
　　【例2】　已知某環(huán)境條件下某種動(dòng)物的AA和Aa個(gè)體全部存活，aa個(gè)體在出生前會(huì)全部死亡，現(xiàn)該動(dòng)物的一個(gè)大群體，只有AA、Aa兩種基因型，其比例為1：2假設(shè)每對(duì)親本只交配一次且成功受孕，均為單胎。在上述環(huán)境條件下，理論上該群體隨機(jī)交配產(chǎn)生的第一代中AA和Aa的比例是(　)
　　A　1：1
　　B　1：2
　　C　2：1
　　D　3：1
　　解析：用哈代一溫伯格平衡公式即：(p+g)²=p²+2pq+q²=1來(lái)計(jì)算：由題意可知：AA和Aa的基因型頻率分別為：AA：1／3和Aa：2／3。
　　所以：A(p)的基因頻率為1／3+1／2x2／3=2／3；
　　a(口)的基因頻率為1／2x2／3=1／3；
　　故：子一代中AA的個(gè)體為(P²)=2／3×2／3=4／9；
　　Aa的個(gè)體為(2pg)=2×2／3×1／3=4／9；
　　即AA：Aa=4／9：4／9=1：1。
　　答案：A。
　　2.3　考點(diǎn)3：常染色體顯性遺傳的計(jì)算
　　【例3】某人群中某常染色體顯性遺傳病的發(fā)病率為19％，一對(duì)夫婦中妻子患病，丈夫正常，他們所生的子女患該病的概率是(　)
　　A　10／19
　　B　9／19
　　C　1／19
　　D　1／2
　　解析：常染色體顯性遺傳病，丈夫正常，為隱性純合子，假設(shè)基因型為aa，妻子患病，基因型為AA或Aa，發(fā)病率為19％，可知正常概率為81％，a基因頻率為9／10，可推出妻子為AA基因型的概率為1％／19％=1／19，為Aa的概率為2×9／10×1／10／19％=18％／19％=18119。與正常男性婚配，子女患病的幾率為1／19+18／19x1／2=10／19
　　答案：A。
　　2.4　考點(diǎn)4：有關(guān)常染色體隱性遺傳的計(jì)算
　　【例4】某地區(qū)每10 000人中有一個(gè)白化病患者，求該地區(qū)一對(duì)正常夫婦生下一個(gè)白化病小孩的概率為_(kāi)___________。
　　解析：該題必須應(yīng)用遺傳平衡公式，設(shè)該地區(qū)A與a的基因頻率分別為p、g。由題意可知白化病的基因型頻率aa=q²=0.0001，則q=0.01，p=0.99。
　　AA的基因型頻率p²，Aa的基因型頻率2pg。
　　正常夫婦中是攜帶者概率為：2pg／(p²+2pg)=2pg／(1-q²)≈1／50。
　　則后代為aa的概率為：1／50×1／50×1／4=1／10 000。
　　2.5　考點(diǎn)5：有關(guān)伴性遺傳的應(yīng)用
　　【例5】假如某種遺傳病是由位于X染色體上的顯性基因控制，已知該病在男性中的發(fā)病率為7％，那么在女性中的發(fā)病率為(　)
　　A.14％
　　B.7％
　　C.13.51％
　　D.25％
　　解析：如果某性狀由位于x染色體基因控制，由于Y染色體上沒(méi)有相應(yīng)的等位基因，則其不論是顯性或隱性基因其性狀都表現(xiàn)。
　　因此有如下規(guī)律：在男性群體中，某基因的基因頻率：基因型頻率=表現(xiàn)型頻率=女性群體中的基因頻率=整個(gè)群體中基因頻率
　　由題意知該病在男性中的表現(xiàn)型頻率為7％，則其基因型頻率也為7％，在女性中的基因頻率也為7％。在女性中正常率為(1-7％)²。所以在女性中的發(fā)病率為1-(1-7％)²=13.51％。
　　答案：C。
　　
　　3　變式訓(xùn)練
　　
　　1　某植物種群中，AA個(gè)體占16％，aa個(gè)體占36％，該種群隨機(jī)交配產(chǎn)生的后代中AA個(gè)體百分比、A基因頻率和自交產(chǎn)生的后代中AA個(gè)體百分比、A基因頻率的變化依次為(　)
　　A　增大，不變；不變，不變
　　B　不變，增大；增大，不變
　　c　不變，不變；增大，不變
　　D　不變，不變；不變，增大
　　2　有兩種罕見(jiàn)的家族遺傳病，致病基因分別位于常染色體和性染色體上。一種先天代謝病稱為黑尿病(A、a)，病人的尿在空氣中一段時(shí)間后，就會(huì)變黑。另一種因缺少琺瑯質(zhì)而牙齒為棕色(B，b)?，F(xiàn)有一家族遺傳圖譜。
　　(1)棕色牙齒是位于_______________染色體上的_______________性基因決定的。
　　(2)寫(xiě)出3號(hào)個(gè)體可能的基因型：_______________。7號(hào)個(gè)體基因型可能有_______________種。
　　(3)若10號(hào)個(gè)體和14號(hào)個(gè)體結(jié)婚，生育一個(gè)棕色牙齒的女兒概率是_______________。
　　(4)假設(shè)某地區(qū)人群中每10 000人當(dāng)中有1個(gè)黑尿病患者，每1 000個(gè)男性中有3個(gè)棕色牙齒。若10號(hào)個(gè)體與該地一表現(xiàn)正常的男子結(jié)婚，則他們生育一個(gè)棕色牙齒有黑尿病的孩子的概率_______________。
　　參考答案：1　c 2　(1)x　顯 (2)AaXSY 2(3)1／4(4)1／400