高中生物（中图版）第四单元第一章同步导学案：自然选择对基因频率的影响

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精第二节自然选择对基因频率的影响学习目标1．解释突变和基因重组为生物进化提供原材料的原因。2．种群基因频率的计算和影响因素分析。（重难点)3．举例说明自然选择可使种群基因频率发生定向改变。（重点)基础知识一、遗传平衡定律1．基因频率：指种群中某基因在全部数中所占的比例。2．基因型频率：指某种的个体在种群中所占的比例。3．基因频率的计算在自然状态下，个体间的交配是的,配子的比例就是基因频率。当A、a的基因频率为p、q时，子代AA、Aa、aa的基因型频率分别是：p2、2pq、q2，并且p2＋2pq＋q2＝（p＋q)2＝。4．遗传平衡定律的内容在种群,且没有发生的时候,种群的和是不会发生变化的。二、自然选择使基因频率变化1．基因频率变化的原因在自然界不会有的随机交配的种群,也不可能不发生，最重要的是无处不在。在诸多影响因素中,是重要因素.2．自然选择对基因频率的影响自然选择引起频率的变化，从而使种群也发生了改变，导致了种内，最终将形成新的物种.课堂探究探讨1:(1)某个种群中，AA、Aa、aa的个体分别有100、400、200个，则A、a的基因频率分别是多少？(2)某个种群中，AA、Aa、aa的个体分别占20％、40%、40％，则A、a的基因频率分别是多少？探讨2：自然选择作用是如何使基因频率发生变化的？探讨3：若基因A、a控制的一对相对性状中，隐性性状的个体生存能力差，则A和a的基因频率会怎么变化？总结提升1．遗传平衡定律（1）成立前提种群非常大；没有发生迁移、突变和选择。（2)计算公式①推理依据：若达到遗传平衡，配子比例即基因频率.②推理过程:当等位基因只有两个时(A、a），设p表示A的基因频率,q表示a的基因频率，由基因频率计算基因型频率如下:雄配子雌配子A（p）a（q)A（p)AA（p2)Aa(pq）a(q)Aa(pq)aa（q2）则AA、Aa、aa三种基因型频率之和为：p2＋2pq＋q2＝1或（p＋q)2＝p2＋2pq＋q2＝1(3)遗传平衡定律应用若已知达到遗传平衡的种群中某纯合体如AA或aa的基因型频率,可用开平方的方法求基因频率。如：当告诉基因型aa的频率为x%时,则a的基因频率为eq\r（x％），A的基因频率为1－eq\r（x％).AA基因型频率为(1－eq\r(x%)）2;Aa基因型频率为2·eq\r（x％)（1－eq\r(x%）)。2．比较基因频率和基因型频率基因频率基因型频率公式某基因频率＝该基因的数目/该基因与其等位基因的总数×100％某基因型频率＝该基因型的个体数/总个体数×100%外延生物进化的实质是种群基因频率的改变基因型频率改变，基因频率不一定改变3。基因频率的计算规律(1)基因位于常染色体上时①已知调查的各种基因型的个体数，计算基因频率某基因频率＝eq\f(该基因总数,该基因及其等位基因总数）设二倍体生物个体的某一基因库中有两个等位基因A和a，假如种群中共有N个个体，而AA、Aa、aa三种基因型的个体数分别为n1、n2、n3，那么种群中A基因的频率和a基因的频率分别是：A基因的频率＝eq\f(A基因的总数，A基因的总数＋a基因的总数）＝eq\f(2n1＋n2,2N)a基因的频率＝eq\f(a基因的总数，A基因的总数＋a基因的总数)＝eq\f(2n3＋n2，2N）②已知基因型频率求基因频率设A、a的基因频率分别用PA、Pa表示，AA、Aa、aa的基因型频率分别用PAA、PAa、Paa表示，则：PA＝eq\f（2n1＋n2，2N)＝(eq\f（n1，N)＋eq\f(1，2）×eq\f(n2,N）)＝PAA＋eq\f（1,2）PAaPa＝eq\f（2n3＋n2,2N)＝(eq\f（n3,N)＋eq\f（1，2）×eq\f(n2,N）)＝Paa＋eq\f(1,2)PAa③结论：结论一：在种群中一对等位基因的频率之和等于1,基因型频率之和也等于1。结论二：一个等位基因的频率＝该等位基因纯合体的频率＋1/2杂合体的频率(2)基因位于性染色体上时：XY型性别决定生物，基因在X染色体上，Y染色体上无等位基因，计算时只计X染色体上的基因数不考虑Y染色体。ZW型性别决定也是这样.故性染色体上的基因有可能成单存在，如红绿色盲基因，Y染色体上无等位基因，因此男性基因总数与女性体内等位基因总数有差别,在确定种群等位基因及其总数时应分别考虑。Xb的基因频率＝eq\f（Xb，XB＋Xb）×100%例题分析1．在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其中基因型为AA的个体占14%,基因型为Aa的个体占72%，基因型为aa的个体占14％，则基因A和a的基因频率分别为（）A．20%，80％ B．7%，93％C．86％,14％ D．50％，50％2．对某校学生进行色盲遗传病调查研究后发现：780名女生中有患者23人、携带者52人，820名男生中有患者65人。那么该群体中色盲基因的频率为（）A．4。4％ B．5.1％C．6.8% D．10。2％3．（2014·山东高考）果蝇的灰体（E)对黑檀体（e)为显性;短刚毛和长刚毛是一对相对性状，由一对等位基因(B、b)控制.这两对基因位于常染色体上且独立遗传。用甲、乙、丙三只果蝇进行杂交实验，杂交组合、F1表现型及比例如下：(1)根据实验一和实验二的杂交结果，推断乙果蝇的基因型可能为________或________.若实验一的杂交结果能验证两对基因E、e和B、b的遗传遵循自由组合定律，则丙果蝇的基因型应为________。（2)实验二的F1中与亲本果蝇基因型不同的个体所占的比例为________。(3）在没有迁入迁出、突变和选择等条件下，一个由纯合果蝇组成的大种群个体间自由交配得到F1,F1中灰体果蝇8400只，黑檀体果蝇1600只.F1中e的基因频率为________，Ee的基因型频率为________.亲代群体中灰体果蝇的百分比为________。（4)灰体纯合果蝇与黑檀体果蝇杂交，在后代群体中出现了一只黑檀体果蝇.出现该黑檀体果蝇的原因可能是亲本果蝇在产生配子过程中发生了基因突变或染色体片段缺失。现有基因型为EE、Ee和ee的果蝇可供选择，请完成下列实验步骤及结果预测，以探究其原因。(注:一对同源染色体都缺失相同片段时胚胎致死；各型配子活力相同)实验步骤：①用该黑檀体果蝇与基因型为________的果蝇杂交，获得F1；②F1自由交配，观察、统计F2表现型及比例.结果预测：Ⅰ.结果F2表现型及比例为________,则为基因突变;Ⅱ.如果F2表现型及比例为________，则为染色体片段缺失.参考答案基础知识一、1．等位基因2．基因型3．随机1。4．极大迁移、突变和选择基因频率基因型频率二、1．极大突变自然选择自然选择2．等位基因基因库进化课堂探究探讨1：（1)【答案】A的基因频率:eq\f（100×2＋400，2×100＋400＋200）＝0。43。a的基因频率:1－0。43＝0。57.(2）【答案】A的基因频率:20%＋40％÷2＝40％.a的基因频率：40％＋40%÷2＝60％。探讨2【答案】自然选择通过淘汰不利变异个体引起种群基因型频率发生变化的同时，导致了种群基因频率的变化。探讨3【答案】A基因频率上升，a基因频率下降。例题分析1．【答案】D【解析】A基因频率＝AA＋1/2Aa＝14％＋1/2×72％＝50％，而a基因频率＝aa＋1/2Aa＝50％。2．【答案】C【解析】女生中XbXb有23人，XBXb有52人,男生中XbY有65人，则Xb的频率＝eq\f(2×23＋52＋65,780×2＋820）×100%＝6.8％。3．【答案】（1）EeBbeeBb(注：两空可颠倒)eeBb（2）1/2(3)40％48%60％（4）答案一：①EE②Ⅰ.灰体∶黑檀体＝3∶1Ⅱ。灰体∶黑檀体＝4∶1答案二：①Ee②Ⅰ。灰体∶黑檀体＝7∶9Ⅱ.灰体∶黑檀体＝7∶8【解析】（1）根据题干信息可知，两对基因位于常染色体上且独立遗传。分析实验一的F1，灰体∶黑檀体＝1∶1，长刚毛∶短刚毛＝1∶1，单独分析每对等位基因的杂交特点，可知都是测交类型，由此可推知实验一的亲本组合为EeBb×eebb或eeBb×Eebb。分析实验二的F1，灰体∶黑檀体＝1∶1，长刚毛∶短刚毛＝1∶3，可推知亲本有关体色的杂交为测交，有关刚毛长度的杂交为双杂合子杂交，且短刚毛为显性性状，这样可以确定乙和丙控制刚毛长度的基因型都是Bb，但无法进一步确定控制体色的基因型.根据实验一和实验二的杂交结果，可推断乙的基因型可能是EeBb、eeBb.若实验一的杂交结果能验证两对等位基因的遗传遵循自由组合定律，则可确定甲和乙的杂交方式为测交,即有一个为双杂合子，另一个为隐性纯合子，而前面判断已确定乙控制刚毛长度的基因型是Bb，所以乙的基因型为EeBb，甲的基因型为eebb，进而推断丙的基因型为eeBb。(2)根据(1)中分析可知，实验二的亲本基因型为EeBb和eeBb，其后代为EeBb的概率是1/2×1/2＝1/4，后代为eeBb的概率是1/2×1/2＝1/4，故F1中与亲本果蝇基因型不同的个体所占的比例为1－1/4－1/4＝1/2。（3)题干给出的条件符合遗传平衡定律，根据F1中黑檀体果蝇ee所占的比例1600/(1600＋8400）×100％＝16%，可以推出e的基因频率为40%，所以E的基因频率为60%，F1中Ee的基因型频率为2×40%×60%＝48%。由于理想条件下不发生基因频率的改变，故亲本E和e的基因频率与F1相同，从题目中可获取信息“亲本都是纯合子，只有EE和ee个体”，假设亲代有100个个体，其中EE有x个，根据基因频率的计算公式,E基因的频率为2x/200＝60％,得x＝60，所以亲代群体中灰体果蝇的百分比为60%。（4)分析题中信息可推知后代群体中这只黑檀体果蝇的基因型为ee(基因突变）或__e(染色体片段缺失)，由于选择隐性个体ee进行杂交实验，后代无性状分离，无法判断该个体的基因型,所以应选择基因型为EE或Ee的个体与变异个体进行杂交，而选择Ee个体进行杂交后代配子种类多，计算繁琐，最好选择基因型为EE的个体与变异个体杂交。方法一:选择基因型为EE的个体与变异个体进行杂交,过程如下：Ⅰ。若为基因突变，则:3∶1Ⅱ.若为染色体片段缺失，则:4∶1计算方法提示：可采用配子法。F1的雌雄配子均为eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(1/2E,1/4e,1/4)）雌雄配子结合情况有EE＝1/2×1/2＝1/4ee＝1/4×1/4＝1/16Ee＝2×1/2×1/4＝1/4__E＝2×1/2×1/4＝1/4__e＝2×1/4×1/4＝1/8方法二:选择基因型为Ee的个体与变异个体进行杂交,过程如下：Ⅰ。若为基因突变，则:7∶9计算方法提示：可采用配子法。F1的雌雄配子均为eq\b\lc\{\rc\（\a\