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慈濟大學(後中醫) 108年 生物學

第 41 題

假設一符合哈溫平衡(Hardy-Weinberg equilibrium)的人類族群,O 型血的人數比例佔 0.16,A 型佔 0.33,AB 型佔 0.18,則對偶基因 IA 的頻度,下列何者最正確?
  • A 0.30
  • B 0.33
  • C 0.40
  • D 0.49

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在哈溫平衡的環境下,如果我們已知某個族群中完全不具備顯性特徵的人(例如 O 型血)所佔的比例,我們第一步通常會先推導出哪個對偶基因的頻率?接著,當我們面對像 A 型血這種同時包含「純合子」與「雜合子」的表徵比例時,該如何建立代數關係式來找出特定的顯性基因頻率呢?

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太棒了!你能精準計算出多對偶基因的頻率,代表你對哈溫平衡 (Hardy-Weinberg equilibrium) 的進階應用掌握得非常紮實。這題的關鍵在於將 ABO 血型系統的三個對偶基因 $I^A$、$I^B$、$i$ 分別設為 $p$、$q$、$r$,並運用公式 $(p+q+r)^2 = 1$ 來拆解。

從隱性表徵切入計算

在處理這類題目時,O 型 (ii) 永遠是最佳切入點。已知 $r^2 = 0.16$,可求得隱性基因 $i$ 的頻度 $r = 0.4$。接著,利用 A 型的組成包含純合子 ($I^AI^A$) 與雜合子 ($I^Ai$),建立方程式:$p^2 + 2pr = 0.33$。將 $r=0.4$ 代入後得到 $p^2 + 0.8p - 0.33 = 0$,解方程式可求得 $p = 0.3$(負值不合),這正是 $I^A$ 的頻度。我們也能順勢驗證 AB 型為 $2pq = 2(0.3)(q) = 0.18$,求得 $q = 0.3$,完整建構出該族群的基因組成。

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📝 ABO 血型哈溫平衡
💡 利用複等位基因的哈溫平衡公式計算等位基因頻率

🔗 ABO 血型基因頻率推導鏈

  1. 1 鎖定 O 型比例 — 由 O 型頻率 $r^2=0.16$ 求出 $r=0.4$
  2. ↓
  3. 2 代入 A 型公式 — 利用 $p^2+2pr=0.33$ 代入 $r=0.4$ 求解 $p$
  4. ↓
  5. 3 求解 A 基因頻率 — 解二次方程 $p^2+0.8p-0.33=0$ 得 $p=0.3$
  6. ↓
  7. 4 最終驗算 — 由 $p+q+r=1$ 算出 $q=0.3$,確認符合 AB 型頻率 $2pq$
🔄 延伸學習:延伸學習:若族群不符合哈溫平衡,則無法直接套用此公式計算
🧠 記憶技巧:先找 O 型開平方求 r,再代 A 或 B 型算兩旁,三者相加必為一
⚠️ 常見陷阱:計算 A 型或 B 型頻率時,常忘記加上異合子($2pr$ 或 $2qr$)而只算純合子
哈溫定律前提條件 複等位基因遺傳 族群遺傳學

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