群体遗传学 Hardy-Weinberg 平衡定律检验

hardy–weinberg平衡定律要点
硬氏-温伯格定律是一个非常重要的遗传学定律，它是1908年由德国生物学家哈德·硬氏和德国数学家廉·温伯格共同提出的，它是研究遗传学中最基本的定律。

它解释了在一个种群中，特定基因型的频率是稳定的，不管其他条件如何变化。

该定律的具体表达式为：p^2 + 2pq + q^2 = 1 ，其中p和q分
别表示某种基因型的频率，而1则表示总基因型数量。

硬氏-温伯格定律解释了在一个种群中，特定基因型的频
率是稳定的，不管其他条件如何变化，即种群中基因型的频率只受到遗传因素的影响，而不受其他环境因素的影响。

它是构成遗传学的基础，对研究基因组成、遗传力量、遗传变异等有重要意义。

硬氏-温伯格定律的重要性在于它证明了基因频率的稳定性，并且提供了一种简单的方法来检验种群遗传稳定性。

例如，可以通过比较某种基因在两个不同时期的频率来检验种群的遗传稳定性。

如果两个时期的基因型频率相同，则表明种群的遗传稳定性很高，如果两个时期的频率不同，则表明种群的遗传稳定性较差。

此外，硬氏-温伯格定律也为遗传学家们提供了一种简单
的计算方法，可以根据某种基因型在种群中的相对频率来推算其他基因型的频率。

这对于研究遗传变异特别有用，因为它可以更容易地计算出不同基因型在种群中的相对频率。

硬氏-温伯格定律的发现使遗传学的发展受到了重大的影响，它为种群遗传稳定性的检验和遗传变异的研究提供了一种有效的计算方法，对遗传学的研究和应用有重要意义。

验证遗传平衡定律实验一、【目的】1.掌握Hardy-Weinberg定律的原理；2.以果蝇的各性状来分析并验证Hardy-Weinberg定律；For personal use only in study and research; not for commercial use3.理解和验证分离定律；4. 掌握果蝇的杂交技术；5.记录交配结果和掌握统计处理的方法。

二、【原理】1.要验证遗传平衡定律首先要熟悉种群的概念群体遗传学所研究的群体并不是许多个体的简单集合，而是一种特定的孟德尔群体(Mendelian population)，即一群相互交配的个体，其基因的传递是遵循孟德尔定律的。

在群体遗传学中，将群体中所有个体共有的全部基因称为一个基因库(gene pool)。

因此一个孟德尔群体是一群能够相互繁殖的个体，它们享有一个共同的基因库。

在有性繁殖的生物中，一个物种就是一个最大的孟德尔群体，在某一区域孟德尔群体中所产生的突变只能在种之间扩散，而不会越过种的界线进行转移，这也是生物学上“种”概念(biological species concept)的基础，它不同于分类学上的“种”概念(typological species concept)，后者主要是以形态学上的相似性如形态、解剖结构等为基础的。

另外，分布于同一地区同一个物种的个体间是可以进行基因的自由交流的，即可以认为组成了单一的孟德尔群体，但是，由于某种自然的或人为的限制条件妨碍其中个体间基因的自由交流，使它们各自保持着各自不同的基因库，这时就会有同一地区共存几个孟德尔群体的情况。

对于无性繁殖生物的群体则是指由共同亲本来源的个体的集合。

群体遗传学的目的是研究孟德尔群体遗传组成变化的机制。

要研究孟德尔群体的遗传组成，首先必须对基因库进行定量描述，这可以通过对这个群体中的基因型频率(genotypic frequency)和等位基因频率(allelic frequency)的计算来完成。

群体遗传学基础第二节群体的平衡定律(Hardy-Weinberg Law)一、概念⏹群体：是一个两性繁殖的孟德尔群体。

即群体中所有个体共有一个“基因库”(gene pool)。

⏹随机交配：群体中每个个体都有同样的机会和另一性别的任何一个个体交配。

⏹平衡：上下代基因频率和基因型频率保持稳定。

平衡定律：在一个随机交配的大群体中，如果没有影响基因频率变化的因素存在，则群体的基因频率和基因型频率代代保持稳定。

平衡群体需符合的条件✓是无限大的有性繁殖群体；✓随机交配；✓无突变、迁移、遗传漂变等作用；✓无任何形式的自然选择和人工选择。

遗传平衡定律的要点在随机交配的大群体中，若无其它因素的影响，群体的基因频率一代一代传下去，始终保持不变。

在任何一个大群体内，无论其基因频率如何，只要经过一代随机交配，一对常染色体上的基因所构成的基因型频率就达到平衡状态，若无其它因素的影响，一代一代随机交配下去，这种平衡保持不变。

在平衡状态下，基因频率与基因型频率之间的关系为：D=p2，H=2pq，R=q2。

或者说满足D=p2、H=2pq、R=q2条件的群体就是平衡群体。

二、常染色体上基因平衡的到达1. 从亲本到所产生的配子（一对等位基因为例）表7-2 群体中起始的基因型和基因频率———————————————————基因型基因AA Aa aa A a ———————————————————频率D0 H0R0p0q0______________________________________2. 随机交配产生下一代时配子的结合表7-3起始群体中亲本配子的结合并产生子1代————————————————————雄性配子A (p 0) a (q 0)————————————————————A (p 0) AA (p 02) Aa (p 0q 0)雌性配子a (q 0) Aa (p 0q 0) aa (q 02)__________________________________________子1代的基因型频率AA：D1=p2Aa：H1=2pqaa：R1=q23. 从子一代的基因型到子代的基因频率A ：p 1= D 1+ 1/2 H 1= p 02+p 0q 0= p 0(p 0+q 0)= p 0a ：q 1= R 1+1/2 H 1= q 02+p 0q 0= q 0(q 0+p 0)= q 子1代的基因频率以后代代保持稳定p1=p0q1=q0 p2=p0q2=q0 . . . . . . p n=p0q n=q0所以，AA、Aa、aa三种基因型的频率分别为p2, 2pq, q2时，群体达到平衡。

Hardy-Weinberg平衡定律的意义时间:2012-11-08 12:08 来源:互联网作者:张医师1．反映基因频率和基因型频率的关系按照Hardy-Weinberg平衡定律，在达到遗传平衡的群体，基因频率和基因型频率之间的关系可以用二项式展开的公式表示。

设某基因座有A1、A2、A3、……An个等位基因，基因频率分别为p1、P2、p3、"""pn。

则：上述等式的左侧称配子组数；等式的右侧称合子组数。

从二项式展开的公式，归纳出基因频率与基因型频率的数量关系为：？(1)纯合子基因型频率等于该基因频率的平方。

(2)杂合子基因型频率等于该两基因频率乘积的二倍。

这种基因频率和基因型频率间的数量关系对物证鉴定结论的量化有重要作用。

2．群体样本的检验Hardy-Weinberg定律的另一个意义在于对抽样调查的结果进行检验，评估所调查的对象群体是否符合Hardy-Weinberg平衡定律，评估群体调查资料的可靠性。

由于在实际中“理想群体”是不存在的，所以在应用群体调查资料计算法医物证学鉴定参数之前，需要先检验对象群体是否是统计学意义的Hardy-Weinberg平衡群体。

？群体的Hardy-Weinberg平衡检验方法有吻合度检验法、纯合度检验法、似然比检验法以及确切概率分析法等等。

其中吻合度检验法最为常用，而纯合度检验法、似然比检验法和确切概率分析法由于计算较复杂而使用较少。

？吻合度检验是运用X2检验来衡量基因型数目的观察值与该位点上全部基因型频率分布在符合Hardy-Weinberg平衡时的期望值之间的吻合程度。

首先计算出比较每个基因型的观察值与期望值之间吻合程度的X2值，再将所有基因型的Xz值求和获得总的X2值，查表求得p值，一般以P>O.05作为无显着性差异的界限。

计算公式如下：其中X2检验的自由度为：df-观察到的基因型数一等位基因数基因型的期望值按照Hardy-Weinberg公式计算：纯合子基因型数的期望值=（基因频率）2×样本含量杂合子基因型数的期望值=2×（基因频率1）×（基因频率2）×样本含量吻合度检验法是一经典的方法，优点在于计算方法简便。

hardy-weinberg 定律
Hardy-Weinberg定律是遗传学领域的基本原理之一，由英国生物学家与德国数学家沃尔夫冈·保尔哈特·哈代（Godfrey Harold Hardy）和威廉·威因伯格（Wilhelm Weinberg）提出。

Hardy-Weinberg定律描述了在理想情况下，自然界中一群遗传均匀的有性生殖个体的基因频率会保持稳定。

根据该定律，如果特定基因有两个等位基因(A 和a)，并且群体中的遗传均匀性和基因频率不变，那么在下一代中各个基因型的比例将会按照一定的比例分布。

根据Hardy-Weinberg定律，分别用p和q表示A和a两个等位基因的频率，则按照二项式定理，下一代中各个基因型的比例将为：AA占比为p²，Aa占比为2pq，aa占比为q²。

其中p²+ 2pq + q²= 1。

Hardy-Weinberg定律的应用包括推断群体基因型频率、检测进化过程中的选择、迁移、突变和遗传漂变等因素。

hardyweinberg定律p值计算摘要：1.Hardy-Weinberg 定律的概述2.Hardy-Weinberg 定律的适用条件3.P 值的计算方法4.P 值的应用示例正文：1.Hardy-Weinberg 定律的概述Hardy-Weinberg 定律是遗传学中的一个重要定律，主要用于描述在理想状态下，一个群体中基因型和表型的分布情况。

该定律由英国遗传学家Ronald Fisher 在1918 年提出，后来德国遗传学家Hermann Joseph Muller 在1927 年对其进行了修正，从而形成了我们今天所熟知的Hardy-Weinberg 定律。

2.Hardy-Weinberg 定律的适用条件Hardy-Weinberg 定律的适用条件主要包括以下几点：（1）群体数量足够大，以至于可以忽略迁移、突变和选择的影响。

（2）群体中个体间随机交配，没有亲缘关系的影响。

（3）没有突变发生，即基因频率不变。

（4）没有选择压力，即不同表型间的生存和繁殖能力相同。

3.P 值的计算方法P 值是统计学中的一个重要概念，用于表示某个事件发生的概率。

在Hardy-Weinberg 定律中，P 值的计算通常采用卡方检验。

具体步骤如下：（1）建立假设：H0（零假设）：基因型频率符合Hardy-Weinberg 定律；H1（备择假设）：基因型频率不符合Hardy-Weinberg 定律。

（2）根据样本数据计算卡方值：卡方值= ∑ [(观察值- 期望值)^2 / 期望值]。

（3）查找卡方分布表，根据自由度和显著性水平（通常为0.05）确定临界值。

（4）比较卡方值和临界值，如果卡方值大于临界值，则拒绝零假设，认为基因型频率不符合Hardy-Weinberg 定律；反之，则接受零假设，认为基因型频率符合Hardy-Weinberg 定律。

4.P 值的应用示例假设我们研究了一个群体，发现其基因型频率不符合Hardy-Weinberg 定律。

群体遗传学 Hardy-Weinberg 平衡定律检验
作者: 路文盛版本: V2.0
预计频数基因频率
CC211.34990.501182
CT175.30020.411348
TT36.349880.08747
N423
C5980.706856
T2480.293144
n846
χ20.023271
P0.878754
结论: 当P>0.05时，说明群体基因遗传平衡，数据来自同一蒙德尔群体。

本Excel为哈迪-温伯格平衡遗传定律的小软件，
可算出样本的基因多态性是否符合HWE，以说明样本是否有代表性。

使用方法:打开后在红框的格子里输入杂合子基因型的频数，
第一个红框的格子输入野生型纯合子或突变型纯合子的频数均可，
第三个红框的格子输入突变型纯合子或野生型纯合子的频数均可，
本程序可算出相应的卡方值和P值。

hardy weinberg平衡公式Hardy-Weinberg平衡公式是遗传学领域中重要的工具，用于预测和解释种群基因频率的变化。

该公式是由英国遗传学家 G.H. Hardy 和德国医生Wilhelm Weinberg 在20世纪初独立提出的，被广泛应用于遗传学研究和种群遗传学领域。

Hardy-Weinberg平衡公式是基于一些假设条件的。

首先，该公式适用于大型种群，在小型种群中往往不适用。

其次，该公式假设种群是孟德尔遗传学的理想模型，包括随机交配、无选择、无突变、无迁移和无遗传漂变。

虽然这些假设在现实中很难完全成立，但这个模型仍然对我们理解种群基因频率变化提供了重要的参考。

Hardy-Weinberg平衡公式是一个简单的数学表达式，描述了基因型频率之间的关系。

在一个双等位基因系统中，假设有两个等位基因A 和a，它们的频率分别为p 和q。

根据Hardy-Weinberg平衡公式，基因型 AA 的频率为 p^2，基因型 Aa 的频率为 2pq，基因型 aa 的频率为 q^2。

这三个基因型的频率之和必然等于1。

Hardy-Weinberg平衡公式可以用于预测种群中基因型频率的变化。

如果一个种群符合Hardy-Weinberg平衡，那么在没有外界干扰的情况下，基因型频率将保持不变。

这是因为在没有选择、突变、迁移和遗传漂变的情况下，基因型的频率不会发生改变。

然而，在现实生活中，很少有种群能完全符合Hardy-Weinberg平衡。

各种因素会导致种群基因型频率的变化。

例如，选择是一种重要的驱动力，有助于某些基因型的适应性优势，从而导致其频率的增加。

突变和迁移也会引入新的等位基因，并改变基因型频率。

此外，遗传漂变是由于种群大小的随机波动引起的，它会导致基因型频率的随机变化。

尽管现实中存在各种违背Hardy-Weinberg平衡的因素，但该公式仍然是遗传学研究的重要工具。

通过比较观察到的基因型频率与预测的Hardy-Weinberg平衡频率之间的偏差，我们可以推断是否存在选择、突变、迁移或遗传漂变等因素的作用。

Hardy–WeinbergequilibriumHardy–Weinberg equilibrium，叫做哈迪-温伯格平衡。

该定律提出，对于一个足够大的群体，在群体中各个个体之间随机交配，在没有突变，个体迁移，遗传漂变等因素发生的情况下，这个种群的基因频率和基因型频率可以一代代稳定不变，保持平衡。

对于二倍体生物而言，等位基因A的频率用a的频率用-温伯格平衡的群体中，基因型频率如下AA的频率为的频率为在实际分析中，会去检验一个SNP位点的基因型频率是否符合哈迪-温伯格平衡。

利用样本的SNP分型结果，我们可以观察到种群中基因型的频率，从而推测出allel的频率。

AA基因型频率为Aa基因型频率为基因型频率为则A的频率为 a 的频率为利用allel 频率，可以计算出理论上的各个基因型频率，然后利用卡方检验，去比较理论基因型频率和实际观测到的基因型频率之间是否有差异。

对应的卡方统计量计算公式如下就是理论基因型频率。

看一个实际的例子某个种群中，样本数为100，基因型分布如下假设满足哈迪-温伯格平衡，allel的频率如下根据allel频率，计算出理论基因型频数计算每种基因型的偏移量计算卡方统计量在分析卡方检验的结果时，出来统计量的值，还需要关注自由度。

在这个例子中，由于是两个allel, 所以自由度为1。

在判断结果是否显著时，通常选择阈值为0.05。

在卡方检验表中，自由度为1，P值为0.05时，对应的统计量为3.841。

实际算出来的统计量小于3.841，说明理论基因型频率和实际基因型频率没有差异，种群符合哈迪-温伯格平衡。

满足哈迪-温伯格平衡的群体只是理论上的群体，在自然条件下是不存在的。

但是在实际处理时，对于较大的群体，可以近似的认为其符合哈迪-温伯格平衡。

在分析SNP分型数据时，会利用哈迪-温伯格平衡检验去过滤位点。

如果某个SNP位点的基因型频率不符合哈迪-温伯格平衡，则去除该SNP位点。

Hardy-Weinberg 遗传定律数据统计一、实验目的1.学习并掌握Hardy-Weinberg 遗传定律数据统计与分析的方法；2.学习并掌握人类相关性状(卷舌、耳垂、对苯硫脲（PTC ）的尝味能力、ABO 血型、眼睑、3.发式和发旋等)采集方法、遗传特征和分析方法；4.分析上述人类遗传性状在不同性别、不同民族之间的差异。

实验原理群体遗传学 ——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。

（1）基因频率 （2）基因型频率 （3）应用数学手段（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。

中央民族大学生命与环境科学学院遗传学实验报告Hardy-Weinberg平衡定律的要点：1)在一个无穷大的随机交配的孟德尔群体中，若没有进化的压力，基因频率世代相传保持不变；2）无论群体的起始成分如何，经过一个世代的随机交配后，群体的基因型频率将保持平衡，即群体的基因型频率决定于它的基因频率；3）只要随机交配系统得以保持，基因型频率将保持上述平衡状态而不会改变。

（二）一对基因的遗传平衡相对性状均由一对等位基因控制。

基因A的频率为p，基因a的频率为q，若群体处于遗传平衡状态，基因频率和基因型频率为一对基因之间的关系：完全显性，不完全显性，并显性。

不完全显性——基因频率计算人类对PTC尝味能力的差异表现为不完全显性遗传，观察到的3种表型也反映了3种基因型。

可以直接利用3种表型的观察人数，算出表现型频率，进而计算出基因频率。

假定默认群内有N个个体，基因型种类 AA Aa aa观察表型人数 P′ H′ Q′N=P′+H′+Q′则三种基因型频率分别为—，，。

如果该人群处于遗传平衡状态，根据已估算出的p和q，可计算出三种基因型的理论频率及其相应人数，再与相应的实际观察人数比较，运用χ2检验法，即可得出该人群是否处于遗传平衡状态的结论。