2024-2025学年新教材高中生物第6章生物的进化微专题七种群基因频率的计算规律教案新人教版必修第二册

PAGEPAGE6微专题七种群基因频率的计算规律一、通过定义法(个体数)计算基因频率1．若某基因在常染色体上或X、Y染色体同源区段上，则基因频率＝eq\f(该基因总数,该种群个体数×2)×100%2．若某基因只出现在X染色体上，则基因频率＝eq\f(该基因总数,2×女性个体数＋男性个体数)×100%例1已知人的褐眼(A)对蓝眼(a)是显性。在一个有30000人的群体中，蓝眼的有3600人，褐眼的有26400人(其中纯合子有12000人)。那么，在这个人群中A、a的基因频率分别是()A．64%和36% B．36%和64%C．50%和50% D．82%和18%答案A人，含a基因7200个，褐眼(A_)的有26400人，纯合子(AA)有12000人，含A基因24000个，杂合子(Aa)有14400人，含28800个基因，其中A基因14400个，a基因14400个。则A的基因频率＝eq\f(24000＋14400,60000)×100%＝64%，a的基因频率＝eq\f(7200＋14400,60000)×100%＝36%。例2在一次红绿色盲的调查中，共调查男女各200名，调查发觉，女性红绿色盲基因的携带者有15人，患者有5人，男性患者有11人。那么这个群体中红绿色盲基因的频率是()A．4.5%B．6%C．9%D．7.8%答案B解析因为女性的性染色体组成为XX，男性为XY，红绿色盲基因(用b表示)及其等位基因(用B表示)只位于X染色体上，所以基因b共有15×1＋5×2＋11×1＝36个，因此红绿色盲基因的频率＝eq\f(36,200×2＋200)×100%＝6%。二、依据基因型频率计算基因频率的方法(针对位于常染色体上或X、Y染色体同源区段上的基因)A的基因频率＝AA的基因型频率＋eq\f(1,2)Aa的基因型频率，a的基因频率＝aa的基因型频率＋eq\f(1,2)Aa的基因型频率例3某小麦种群中TT个体占20%，Tt个体占60%，tt个体占20%，由于某种病害导致tt个体全部死亡，则病害发生前后该种群中T的基因频率分别是()A．50%、50% B．50%、62.5%C．62.5%、50% D．50%、100%答案B解析由题意可知，病害发生前的各种基因型频率是TT＝20%，Tt＝60%，tt＝20%，所以病害发生前T的基因频率＝20%＋eq\f(1,2)×60%＝50%；病害发生后，tt个体全部死亡，TT的基因型频率为20%÷(20%＋60%)＝25%，Tt的基因型频率为60%÷(20%＋60%)＝75%，所以病害发生后T的基因频率＝25%＋eq\f(1,2)×75%＝62.5%。三、依据遗传平衡定律计算基因频率和基因型频率1．前提：在志向种群中。(1)种群足够大；(2)全部雌、雄个体之间自由交配并产生后代；(3)没有迁入和迁出；(4)没有自然选择；(5)没有基因突变。2．计算公式：当等位基因只有两个(设为A、a)时，设p表示A的基因频率，q表示a的基因频率，则：基因型AA的频率＝p2基因型Aa的频率＝2pq基因型aa的频率＝q2(p＋q)2＝p2＋2pq＋q2＝1若已知某种纯合子的基因型频率，即可干脆开方求出相应基因的频率。如在进行有性生殖的志向种群中，某种群隐性性状(aa)的频率为0.01，则a基因的频率为eq\r(0.01)＝0.1。3．自交与自由交配后代的基因频率、基因型频率的变更分析(1)某种群的全部个体自交，若没有进行选择，则自交后代的基因频率不变，基因型频率会变更，并且杂合子的基因型频率降低，纯合子的基因型频率上升。(2)某种群的全部个体随机交配，在无基因突变、各种基因型的个体生活力相同时，处于遗传平衡的种群自由交配遵循遗传平衡定律，上下代之间种群的基因频率及基因型频率不变更。例4(2024·四川成都七中高二上期中考试)一个随机交配的足够大的种群中，某一相对性状(由基因A、a限制)中显性性状的基因型的频率是0.36，则()A．该种群繁殖一代后杂合子(Aa)的基因型频率是0.32B．显性基因的基因频率大于隐性基因的基因频率C．若该种群基因库中的基因频率发生变更，说明肯定发生了基因突变D．若该种群中A的基因频率为0.4，则表现为A基因所限制的性状的个体在种群中占40%答案A解析依据题意可知，aa的基因型频率为1－0.36＝0.64，则a的基因频率为0.8，A的基因频率为0.2，该种群繁殖一代后杂合子(Aa)的基因型频率是2×0.2×0.8＝0.32，A正确；显性基因的基因频率小于隐性基因的基因频率，B错误；种群的基因频率发生变更说明生物发生了进化，但不肯定是基因突变导致的，C错误；若A的基因频率变更为0.4，则a的基因频率为0.6，表现为A基因所限制的性状的个体(AA、Aa)在种群中所占的比例为0.42＋2×0.4×0.6＝0.64，即64%，D错误。例5在某植物种群中，AA个体占16%，aa个体占36%，该种群随机交配产生的后代中AA个体百分比、A基因频率和自交产生的后代中AA个体百分比、A基因频率的变更依次为()A．增大，不变；不变，不变B．不变，增大；增大，不变C．不变，不变；增大，不变D．不变，不变；不变，增大答案C解析该种群中，A基因频率＝16%＋eq\f(1,2)×(1－16%－36%)＝40%，a基因频率为60%。依据遗传平衡定律可知，随机交配后，基因频率及基因型频率不变。而自交的结果为16%AAeq\o(→,\s\up7(⊗))16%AA,48%Aaeq\o(→,\s\up7(⊗))48%(eq\f(1,4)AA∶eq\f(1,2)Aa∶eq\f(1,4)aa)＝12%AA∶24%Aa∶12%aa；因此自交产生的后代中AA基因型频率＝16%＋12%＝28%，A基因频率＝28%＋eq\f(1,2)×24%＝40%。四、运用男性基因型频率计算该地区X染色体上基因频率(以红绿色盲为例)红绿色盲为伴X染色体隐性遗传病，色盲基因b位于X染色体上，男性中色盲占x%，则此地区Xb(男性中的＝女性中的＝人群中的)的基因频率也为x%，此地区女性中色盲率则为(x%)2。例6与外界隔离的某岛屿上，经调查该地区居民中白化病的致病基因频率为a，红绿色盲的致病基因频率为b，抗维生素D佝偻病的致病基因频率为c，下列有关叙述不正确的是()A．正常个体中白化病携带者所占的概率为eq\f(2a,1＋a)B．男性个体中患红绿色盲的个体所占的比例为bC．不患抗维生素D佝偻病的女性个体占全部个体的eq\f(1－c2,2)D．女性个体中同时患红绿色盲和抗维生素D佝偻病的占bc答案D解析女性个体中同时患红绿色盲和抗维生素D佝偻病的占b2(2c－c2)，D错误。1．已知人眼的颜色由常染色体上的基因确定，褐眼(由A确定)对蓝眼(由a确定)为显性。在一个100人的人群中，褐眼的共有70人，而其中显性纯合子有20人，蓝眼的有30人，那么这一人群中A和a基因的基因频率分别为()A．0.70、0.30 B．0.50、0.50C．0.45、0.55 D．0.55、0.45答案C解析依据题意可知，该种群中共有100个个体，其中基因型为AA的有20个，基因型为Aa的有50个，基因型为aa的有30个，则A基因的数量是2×20＋50＝90(个)，a基因的数量是2×30＋50＝110(个)，所以A基因的频率是90÷200＝0.45，a基因的频率是110÷200＝0.55。2．某生物爱好小组抽样调查的200人中，各种基因型和人数状况如下表所示，则这200人中，Xb的基因频率为()基因型XBXBXBXbXbXbXBYXbY人数781487030A.85% B．30%C．20% D．15%答案C解析XB与Xb的总数量为78×2＋14×2＋8×2＋70＋30＝300，Xb的数量是14＋8×2＋30＝60，故Xb的基因频率为eq\f(60,300)×100%＝20%。3．在某一种群中随机抽出100个个体，测得某种性状的基因型为DD、Dd、dd的个体所占比例分别为10%、85%、5%，但是由于某种环境的变更，基因型为dd的个体被渐渐淘汰。在这个种群中，D、d的基因频率分别是()A．55.3%,44.7% B．52.5%,47.5%C．47.5%,52.5% D．55%,45%答案A解析因为基因型为dd的个体被渐渐淘汰，因此，种群中DD、Dd的个体所占比例变为eq\f(10,95)、eq\f(85,95)，因此D的基因频率为eq\f(10,95)＋eq\f(85,95)×eq\f(1,2)≈55.3%，d的基因频率为eq\f(85,95)×eq\f(1,2)≈44.7%。4．某动物的基因A、a和B、b分别位于两对同源染色体上，只有A基因或B基因的胚胎不能成活。若基因型为AABB和aabb的个体交配，F1雌雄个体相互交配，F2群体中A的基因频率是()A．50% B．45%C．60% D．40%答案C解析由题意可知，基因型为A_bb或aaB_的个体胚胎致死，基因型为AABB和aabb的个体交配，F1的基因型为AaBb，全部存活，F1雌雄个体相互交配，则存活的F2个体基因型为eq\f(9,10)A_B_、eq\f(1,10)aabb，在eq\f(9,10)的A_B_个体中，AA个体占其中的eq\f(1,3)，即占F2个体的eq\f(3,10)，Aa个体占其中的eq\f(2,3)，即占F2个体的eq\f(6,10)，因此，F2个体中AA∶Aa∶aa＝3∶6∶1，由此可推知F2中A的基因频率＝30%(AA)＋eq\f(1,2)×60%(Aa)＝60%。5．某植物种群中，AA基因型个体占30%，aa基因型个体占20%，若该种群植物自交，后代中AA、aa基因型个体出现的频率以及A、a的基因频率分别是()A．55%、45%、45%、55%B．42.5%、32.5%、45%、55%C．55%、45%、55%、45%D．42.5%、32.5%、55%、45%答案D解析由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(AA：30%,aa：20%))⇒Aa：50%eq\o(→,\s\up7(自交))eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(AA：30%＋0.25×50%＝42.5%,Aa：0.5×50%＝25%,aa：20%＋0.25×50%＝32.5%))⇒eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(A的基因频率为42.5%＋\f(1,2)×25%＝55%,a的基因频率为1－55%＝45%))6．理论上，下列关于人类单基因遗传病的叙述，正确的是()A．常染色体隐性遗传病在男性中的发病率等于该病致病基因的基因频率B．常染色体显性遗传病在女性中的发病率等于该病致病基因的基因频率C．X染色体显性遗传病在女性中的发病率等于该病致病基因的基因频率D．X染色体隐性遗传病在男性中的发病率等于该病致病基因的基因频率答案D解析依据遗传平衡定律，满意肯定条件的种群中，等位基因只有一对(Aa)时，设基因A的频率为p，基因a的频率为q，则基因频率p＋q＝1，AA、Aa、aa的基因型频率分别为p2