色盲具有遗传性,由两种基因c和s的遗传规律决定,男性只有一个基因c或s;女性有两个基因cc, cs或ss,当某人具有基因c或cc时则呈色盲表征。基因遗传关系是:男孩等概率地继承母亲两个基因中的一个;女孩继承父亲的那个基因,并等概率的继承母亲的一个基因。由此可看出,当母亲是色盲时男孩一定色盲,女孩却不一定。用Markov链模型研究非常极端的近亲结婚情况下的色盲遗传,即同一对父母的后代婚配。父母的基因组合共有6种类型,形成Markov链模型的6种状态,问哪些是吸收状态?如果父亲非色盲而母亲为色盲,问平均经过多少代其后代就会变成全为色盲或者全不为色盲的状态,变成这两种状态的概率各为多大?
时间: 2024-03-04 18:54:11 浏览: 126
调查人群中的遗传病-色盲.ppt
在这个问题中,6种状态可以定义为:
1. 父亲基因为cc,母亲基因为cc;
2. 父亲基因为cc,母亲基因为cs;
3. 父亲基因为cc,母亲基因为ss;
4. 父亲基因为cs,母亲基因为cc;
5. 父亲基因为cs,母亲基因为cs;
6. 父亲基因为cs,母亲基因为ss;
在这个模型中,状态1、2、3都是吸收状态,因为一旦进入这些状态,就不会再变化了。即如果父母的基因组合为cc和cc,那么他们所有的后代都将是色盲;如果母亲是ss型色盲,那么她的女儿都将是色盲。
对于父亲非色盲而母亲为色盲的情况,我们可以用Markov链模型来分析。假设P0为起始状态,即父母的基因组合为cs和ss,其中c代表正常基因,s代表色盲基因。我们需要求出经过多少代后才能进入状态1或状态3,并且计算进入这两个状态的概率。
定义P(i)为在第i代时达到状态1或状态3的概率,则有:
P(0) = 0
P(1) = 1/2 * 1/2 = 1/4,因为第一代后代是男孩的概率是1/2,他们继承母亲的s基因的概率是1/2。
P(2) = 1/2 * P(1) + 1/2 * 1/2 = 5/16,因为第二代后代是女孩的概率是1/2,如果她们继承了母亲的s基因,那么她们的儿子有1/2的概率会继承母亲的s基因。
P(3) = 1/2 * P(2) + 1/2 * 1/2 = 11/32
P(4) = 1/2 * P(3) + 1/2 * 1/2 = 21/64
P(5) = 1/2 * P(4) + 1/2 * 1/2 = 43/128
P(6) = 1/2 * P(5) + 1/2 * 1/2 = 85/256
P(7) = 1/2 * P(6) + 1/2 * 1/2 = 171/512
P(8) = 1/2 * P(7) + 1/2 * 1/2 = 341/1024
因此,平均经过8代后,后代会变成全为色盲或者全不为色盲的状态,且这两种状态的概率分别为341/1024和683/1024。
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