【创新设计】2022年高三生物(人教版)一轮复习-能力提升案9-种群基因频率与基因型频率-能力突破

力量提升案9种群基因频率与基因型频率突破点种群基因频率与基因型频率的计算[学问精讲]1．基因频率指一个种群基因库中某个基因占全部等位基因数的比例。基因频率＝eq\f(某种基因的数目,把握同种性状的全部等位基因的总数)×100%(1)不同的基因在基因库中所占的比例是不同的，影响基因频率的因素有基因突变、自然选择等。(2)种群基因频率的定向转变导致生物朝肯定方向不断进化。2．基因型频率指某种特定基因型的个体占群体内全部个体的比例。基因型频率＝eq\f(特定基因型的个体数,总个体数)×100%3．通过基因型频率计算基因频率(1)在种群中一对等位基因的基因频率之和等于1，基因型频率之和也等于1。(2)一种基因的频率＝该基因纯合子的基因型频率＋eq\f(1,2)杂合子的基因型频率。(3)已知基因型AA或aa的频率，求A或a的频率用开平方的方法。即A(a)＝eq\r(AAaa的基因型频率)(对于XY型性别打算的生物，雄性的伴性遗传除外)。4．运用哈代一温伯格平衡，由基因频率计算基因型概率(1)内容：在一个有性生殖的自然种群中，当等位基由于一对(A、a)时，设p代表A基因的频率，q代表a基因的频率则(p＋q)2＝p2＋2pq＋q2＝1。其中p2是AA(纯合子)的基因型频率，2pq是Aa(杂合子的基因型频率，q2是aa(纯合子)的基因型频率。(2)适用条件：在一个有性生殖的自然种群中，在符合以下5个条件的状况下，各等位基因的基因频率和基因型频率在代代遗传中是稳定不变的，或者说是保持着动态平衡的。5个条件是：种群大；种群中个体间的交配是随机的；没有迁入迁出的发生；种群之间不存在个体的迁移或基因沟通；没有自然选择。[考题示例]【示例1】(2022·海南卷)某动物种群中，AA、Aa和aa基因型的个体依次占25%、50%和25%。若该种群中的aa个体没有繁殖力量，其他个体间可以随机交配，理论上，下一代AA∶Aa∶aa基因型个体的数量比为()A．3∶3∶1B．4∶4∶1C．1∶2∶0D．1∶2∶1解析若该种群中的aa个体没有繁殖力量，其他个体间可以随机交配，就是AA、Aa这两种基因型的雌雄个体间的交配，AA占eq\f(1,3)、Aa占eq\f(2,3)，(用棋盘法)：产生雌雄配子的概率eq\f(2,3)Aeq\f(1,3)aeq\f(2,3)Aeq\f(4,9)AAeq\f(2,9)Aaeq\f(1,3)aeq\f(2,9)Aaeq\f(1,9)aa理论上，下一代AA∶Aa∶aa基因型个体的数量比为4∶4∶1，故选B。答案B【示例2】(2010·海南单科，24)某动物种群中AA、Aa和aa的基因型频率分别为0.3、0.4和0.3，请回答。(1)该种群中a基因的频率为________。(2)假如该种群满足四个基本条件，即种群________、不发生________、不发生________、没有迁入迁出，且种群中个体间随机交配，则理论上该种群的子一代中aa的基因型频率为______；假如该种群的子一代再随机交配，其后代中aa的基因型频率______(填“会”或“不会”)发生转变。(3)假定该动物种群满足上述四个基本条件，但不发生随机交配，只在相同基因型之间进行交配，则理论上该种群的子一代中AA、Aa和aa的基因型频率分别为________、________和________；假如子一代也同样只发生相同基因型之间的交配，其后代中AA、Aa和aa的基因型频率________(填“会”或“不会”)发生转变。解析(1)a基因的频率为0.4×1/2＋0.3＝0.5，A的基因频率也为0.5。(2)依据遗传平衡理论，aa的基因型频率＝(0.5)2＝0.25。(3)若该种群只在相同基因型之间进行交配，子一代的基因型频率AA＝0.3＋0.4×1/4＝0.4，Aa＝0.4×1/2＝0.2，aa＝0.3＋0.4×1/4＝0.4。假如子一代同样进行相同基因型之间的交配，则后代中基因型频率AA＝0.4＋0.2×1/4＝0.45，Aa＝0.2×1/2＝0.1，aa＝0.4＋0.2×1/4＝0.45，可见后代的基因型频率会发生转变。答案(1)0.5(2)足够大基因突变(或突变)自然选择0.25不会(3)0.40.20.4会计算常染色体遗传和伴性遗传的基因频率用NAA、NXAY分别表示该基因型的个体数，用PAA、PXAY表示该基因型的频率，用p、q表示A、a的基因频率。(1)常染色体遗传方式p＝eq\f(2NAA＋NAa,2NAA＋NAa＋Naa)＝PAA＋eq\f(1,2)PAaq＝eq\f(2Naa＋NAa,2NAA＋NAa＋Naa)＝Paa＋eq\f(1,2)PAa(2)伴X染色体遗传方式p＝eq\f(2NXAXA＋NXAXa＋NXAY,2NXAXA＋NXAXa＋NXaXa＋NXAY＋NXaY)q＝eq\f(2NXaXa＋NXAXa＋NXaY,2NXaXa＋NXAXa＋NXAXA＋NXaY＋NXAY)易错警示！自交和自由交配的基因型频率计算方法不同。假如是自交，则应依据遗传图解进行逐个分析，而假如是自由交配，则应按遗传平衡进行计算，即AA的基因型频率＝A的基因频率×A的基因频率。自交过程中，可以依据基因型频率求基因频率，但不行以依据基因频率求基因型频率。自交前后基因型频率在变，基因频率不变。[跟进题组]1．从一个群体中抽取基因型为AA、Aa、aa的个体数分别是40、50、10，求A、a的基因频率。解析方法一先求总基因个数，再分别求基因频率该群体总基因个数为200，A的基因频率为eq\f(2×40＋50,200)×100%＝65%，a的基因频率为eq\f(2×10＋50,200)×100%＝35%。方法二公式法求解A的基因频率＝AA的基因型频率＋eq\f(1,2)×Aa的基因型频率＝eq\f(40,100)＋eq\f(1,2)×eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(\f(50,100)))＝65%；a的基因频率＝1－65%＝35%。答案65%35%2．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，其中纯合体12000人。那么，在这个人群中A、a的基因频率各是多少？解析因等位基因成对存在，30000人中共有基因30000×2＝60000(个)，蓝眼3600人中含a基因7200个，褐眼26400人，纯合体12000人含A基因24000个，杂合体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＝(24000＋14400)/60000×100%＝64%，a的基因频率＝(7200＋14400)/60000×100%＝36%。答案64%和36%3．某性状由常染色体上的一对等位基因把握(用A、a表示)，某种群中显性类型所占比例为36%，求该种群中AA、Aa及aa基因型频率。解析由显性类型A_为36%可推知aa＝64%。则a＝eq\r(\f(64,100))＝eq\f(8,10)＝eq\f(4,5)，A＝eq\f(1,5)故AA＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,5)))2＝eq\f(1,25)＝4%，Aa＝2×eq\f(4,5)×eq\f(1,5)＝eq\f(8,25)＝32%。答案4%,32%及64%4．一种蛾中把握浅颜色的等位基因是隐性的，把握深颜色的等位基因是显性的。假设有640只浅色的蛾和369只深色的蛾，群体符合哈代—温伯格平衡定律，求杂合子蛾的基因型频率。解析设显性基因频率为p，隐性基因频率为q，依据(p＋q)2＝p2＋2pq＋q2＝1，已知q2＝eq\f(640,640＋369)≈0.63因此，q≈0.8，又由于p＋q＝1，所以p＝1－q＝1－0.8＝0.2，依据哈代—温伯格平衡定律，杂合子蛾在群体中应为：2pq＝2×0.8×0.2＝0.32，因此，杂合子蛾的基因型频率为0.32。答案0.325．据调查，某学校同学中基因型及比例为XBXB(42.32%)、XBXb(7.36%)、XbXb(0.32%)、XBY(46%)、XbY(4%)，则在该群体中B和b的基因频率分别为()A．6%、8%B．8%、92%C．78%、92%D．92%、8%解析假设被调查的总人数为100个，由于B和b这对等位基因只存在于X染色体上，Y染色体上无相应的等位基因，故基因总数为150个，而B和b基因的个数分别为42.32×2＋7.36＋46＝138,7.36＋0.32×2＋4＝12，故B的基因频率为eq\f(138,150)×100%＝92%，b的基因频率为eq\f(12,150)×100%＝8%。答案D6．(2021·山东卷)用基因型为Aa的小麦分别进行连续自交、随机交配，连续自交并逐代淘汰隐性个体、随机交配并逐代淘汰隐性个体，依据各代Aa基因型频率绘制曲线如图。下列分析错误的是()A．曲线Ⅱ的F3中Aa基因型频率为0.4B．曲线Ⅲ的F2中Aa基因型频率为0.4C．曲线Ⅳ的Fn中纯合子的比例比上一代增加eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))n＋1D．曲线Ⅰ和Ⅳ的各子代间A和a的基因频率始终相等解析对题目中提到四种交配方式逐一分析。①杂合子连续自交：Fn中Aa基因型频率为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))n，图中曲线Ⅳ符合，连续自交得到的Fn中纯合子比例为1－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))n，Fn－1中纯合子的比例为1－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))(n－1)，二者之间差值是eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))n，C项错误；由于在杂合子的连续自交过程中没有选择，各代间A和a的基因频率始终相等，故D项中关于曲线Ⅳ的描述正确；②杂合子的随机交配：亲本中Aa基因型频率为1，随机交配子一代中Aa基因型频率为eq\f(1,2)，连续随机交配，因不受干扰，A和a的基因频率不转变，Aa的基因型频率也保持定值，曲线Ⅰ符合小麦的此种交配方式，同时D项中关于曲线Ⅰ的描述正确；③连续自交并逐代淘汰隐性个体：亲本中Aa基因型频率为1，自交一次并淘汰隐性个体后Aa基因型频率为eq\f(2,3)，其次次自交并淘汰隐性个体后Aa基因型频率为eq\f(2,5)，即0.4，第三次自交并淘汰隐性个体后Aa基因型概率为eq\f(2,9)，所以曲线Ⅲ为连续自交并逐代淘汰隐性个体，B项正确；④随机交配并逐代淘汰隐性个体：基因型为Aa的亲本随机交配一次(可视为自交)，产生子一代淘汰掉隐性个体后Aa基因型频率为eq\f(2,3)，再随机交配产生子二代并淘汰掉隐性个体，A基因频率为eq\f(3,4)，a的基因频率为eq\f(1,4)，产生子三代中Aa的基因型频率为0.4，曲线Ⅱ符合，A项正确。答案C7．人类的ABO血型系统由3三个等位基因IA、IB、i打算，通过调查一个由400个个体组成的样本，发觉180人是A型血，144人是O型血，从理论上推想，该人群中血型为B的人应当有()A．24人B．36人C．52人D．76人解析设IA的基因频率为p,设i的基因频率为q,设IB的基因频率为t。A型血的基因型可能有两种——IAIA和IAi，所以应当是IAIA和IAi的基因频率之和＝p2＋2pq。B型血的基因型可能有两种——IBIB和IBi，所以应当是IBIB和IBi的基因频率之和＝t2＋2tq。由题意知道：A型血的基因型频率为IAIA和IAi的基因频率之和＝p2＋2pq＝eq\f(180,400)；1