第六单元 素养提升课5 运用数学方法分析进化过程中基因频率与基因型频率的变化-【导与练】2024高考生物一轮复习高中总复习第1轮教师用书word（旧教材，人教版）

素养提升课5　运用数学方法分析进化过程中基因频率与基因型频率的变化 1.基因频率和基因型频率的常用计算方法 (1)当等位基因位于常染色体上时(A、a为基因,AA、Aa、aa为三种基因型)。 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=×100% A基因频率=×100% a基因频率=×100% ②已知基因型频率求基因频率。 一个基因的频率=该基因纯合子的频率+×杂合子的频率,如基因A的频率=AA的频率+Aa的频率,基因a的频率=1-基因A的频率=aa的频率+Aa的频率。 (2)当等位基因位于X染色体上时(以XB、Xb为例)。 XBXb基因型频率=×100% XB基因频率=×100% Xb基因频率=×100% 2.根据遗传平衡定律计算基因频率和基因型频率 (1)适用条件。 ①种群足够大; ②种群个体间的交配是随机的; ③没有突变产生; ④种群之间不存在个体的迁移; ⑤没有自然选择。 这种条件下,各等位基因的基因频率和基因型频率在一代代遗传中都是稳定不变的,或者说保持着遗传平衡状态。 (2)内容。 在一个有性生殖的自然种群中,假设有一对等位基因A、a,A基因的频率用p表示,a基因的频率用q表示,则遗传平衡公式为: 3.自交与自由交配中基因频率的计算 (1)自交:杂合子自交,基因型频率发生变化,纯合子比例逐渐增大,杂合子比例逐渐下降,但基因频率不变。 (2)自由交配。 在无突变、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都保持不变。 [例1] (2022·广东广州质检)调查某校学生中关于某种性状的各种基因型及比例为: 基因型 XBXB XBXb XbXb XBY XbY 比例/% 42.32 7.36 0.32 46 4 则该校学生中XB和Xb的基因频率分别是(　B　) A.6%、8% B.92%、8% C.78%、92% D.8%、92% 解析:伴性遗传的基因频率计算,只计数等位基因所存在的染色体,即男性只统计一个基因,女性统计两个基因,所以该校学生中Xb的基因频率为×100%=8%,则XB的基因频率为92%。 [例2] (2022·湖南联考)红绿色盲是一种常见的伴X染色体隐性遗传病。假设在一个数量较大的群体中,男女比例相等,XB的基因频率为80%,Xb的基因频率为20%,下列说法正确的是(　C　) A.该群体男性中的Xb的基因频率高于20% B.一对表现正常的夫妇,不可能生出患色盲的孩子 C.在这一人群中,XbXb、XbY的基因型频率依次为2%、10% D.如果不采取遗传咨询、基因诊断等措施,该群体中色盲的发病率会越来越高 解析:某个基因占全部等位基因数的比率,叫做基因频率,基因频率与性别无关,因此该群体男性中的Xb的基因频率等于20%;一对表现正常的夫妇,女性可能是携带者,仍然可以生出患色盲的孩子;按照遗传平衡定律计算,在女性中,XbXb的基因型频率为Xb的基因频率的平方,即20%×20%=4%,但男女比例为1∶1,则人群中XbXb的频率为4%×1/2=2%,由于男性只有一条X染色体,则男性中XbY的基因型频率为20%,但男女比例为1∶1,则人群中XbY的基因型频率为20%×1/2=10%;采取遗传咨询、基因诊断等措施可以降低色盲的发病率,但是如果不采取遗传咨询、基因诊断等措施,该群体中色盲的发病率不会越来越高。 [例3] 某常染色体隐性遗传病在人群中的发病率为1%,色盲在男性中的发病率为7%。现有一对表现正常的夫妇,妻子为该常染色体遗传病致病基因和色盲致病基因携带者。那么,他们所生小孩同时患上述两种遗传病的概率是(　A　) A.1/88 B.1/22 C.7/2 200 D.3/800 解析:某常染色体隐性遗传病(设其由A、a控制)的发病率为1%,可以算出该隐性致病基因a的频率为=10%,基因A的频率为1-10%=90%;那么人群中AA、Aa、aa个体的基因型频率依次是90%×90%=81%、2×90%×10%=18%、10%×10%=1%,则该对夫妇中丈夫的基因型Aa的概率是18%/(81%+18%)=2/11,妻子的基因型为Aa,所以,这对夫妇的孩子中患该常染色体隐性遗传病的概率是1/4×2/11=1/22;控制色盲的基因用B、b表示,妻子的基因型是XBXb,丈夫的基因型是XBY,他们生出患色盲孩子的概率是1/4。综上可知他们所生的孩子同时患以上两种遗传病的概率是1/4×1/22=1/88。 [例4] (2023·安徽模拟)在理想条件下,两个田鼠的种群被一条河流隔开。种群1的A基因频率为60%,a基因频率为40%;种群2的A基因频率为20%,a基因频率为80%。假设种群1与种群2的个体数正好为3∶1,当地理隔离不