香港計算器

基因型頻率計算器

輸入 AA、Aa、aa 三種基因型的個體數,即時算出各基因型頻率與等位基因頻率 p、q,做族群遺傳與 Hardy–Weinberg 分析。

輸入資料

帶兩個顯性等位基因(AA)的個體數目。
帶一顯一隱等位基因(Aa)的個體數目。
帶兩個隱性等位基因(aa)的個體數目。

計算結果

0.8
0.2
0.64
0.32
0.04
500

重點速覽:基因型頻率(genotype frequency)是族群中某基因型個體佔全部個體的比例;對單一基因、兩個等位基因(A 顯性、a 隱性)而言,三種基因型為 AA、Aa、aa。由觀察個體數可算出各基因型頻率,再進一步求等位基因頻率:p(A 的頻率)= (2·AA + Aa) ÷ (2·N)、q(a 的頻率)= (2·aa + Aa) ÷ (2·N),其中 N 為總個體數。每個個體帶兩個等位基因,故等位基因總數為 2N,且 p + q = 1。基因型與等位基因頻率是族群遺傳學與 Hardy–Weinberg 平衡分析的起點。

計算公式

基因型頻率 = 各基因型個體數 ÷ 總個體數 N。

顯性等位基因頻率:p = (2·AA + Aa) ÷ (2·N)。

隱性等位基因頻率:q = (2·aa + Aa) ÷ (2·N);且 p + q = 1。

$$p = \frac{2 \cdot AA + Aa}{2N}$$
$$q = \frac{2 \cdot aa + Aa}{2N}$$
$$p + q = 1$$

使用說明

  1. 填入 AA、Aa、aa 三種基因型的觀察個體數。
  2. 系統即時算出各基因型頻率、總個體數 N 與等位基因頻率 p、q。
  3. 檢查 p + q 是否為 1,並可將 p、q 代入 Hardy–Weinberg 期望值作比較。

由基因型個體數算等位基因頻率(範例)

由基因型個體數算等位基因頻率(範例)
AAAaaa總數 Np (A)q (a)
320160205000.800.20
2550251000.500.50
9040702000.550.45
118811000.100.90
4904209010000.700.30

每個個體貢獻兩個等位基因,故分母為 2N;異型合子 Aa 同時貢獻一個 A 與一個 a。任一情況都應滿足 p + q = 1。

理財情境案例

多數為顯性個體的族群

族群觀察到 AA = 320、Aa = 160、aa = 20,總數 N = 500。

p = (2×320 + 160) ÷ (2×500) = 800 ÷ 1000 = 0.80。

q = (2×20 + 160) ÷ 1000 = 200 ÷ 1000 = 0.20,p + q = 1,顯示 A 為族群中的優勢等位基因。

等位基因均衡的族群

另一族群 AA = 25、Aa = 50、aa = 25,總數 N = 100。

p = (2×25 + 50) ÷ 200 = 100 ÷ 200 = 0.50;q = (2×25 + 50) ÷ 200 = 0.50。

p = q = 0.5,且基因型比例 1:2:1 恰符合 Hardy–Weinberg 平衡的期望分佈。

常見問題

基因型頻率和等位基因頻率有何分別?

基因型頻率是各種基因型(AA、Aa、aa)個體佔族群的比例;等位基因頻率則是各等位基因(A、a)佔所有等位基因的比例。由於每個個體帶兩個等位基因,等位基因頻率要把個體數乘以 2 來計算,異型合子 Aa 同時貢獻一個 A 與一個 a。

為什麼 p 的公式要乘 2?

因為每個二倍體個體帶兩個等位基因,AA 個體貢獻兩個 A、Aa 貢獻一個 A,故 A 的總數 = 2·AA + Aa,而族群等位基因總數 = 2·N。p = A 的總數 ÷ 全部等位基因數 = (2·AA + Aa) ÷ (2N),分子分母的「2」正反映二倍體特性。

p + q 一定等於 1 嗎?

在只有兩個等位基因(A、a)的情況下,是的。因為所有等位基因不是 A 就是 a,兩者頻率之和必為 1。若計算結果 p + q 明顯偏離 1,通常是輸入的個體數有誤或存在第三種等位基因,需重新檢查。

這和 Hardy–Weinberg 平衡有什麼關係?

算出 p、q 後,Hardy–Weinberg 平衡預期基因型頻率為 p²(AA)、2pq(Aa)、q²(aa)。把觀察到的基因型頻率與這組期望值比較,可判斷族群是否處於平衡;顯著偏離則暗示存在選擇、遷移、突變、非隨機交配或遺傳漂變等演化力量。

只知道隱性表現型比例能算頻率嗎?

若假設族群處於 Hardy–Weinberg 平衡,可由隱性表現型頻率(= q²)先開方求 q,再由 p = 1 − q 求 p。但那是「假設平衡」下的估算;本計算器則由實際觀察到的三種基因型個體數直接計算,不需要平衡假設,結果更貼近真實族群組成。

相關工具

參考資料

內容審核:香港計算器科學團隊。等位基因頻率依 p = (2·AA + Aa) / 2N、q = (2·aa + Aa) / 2N 標準族群遺傳公式計算。