4.2 微专题7 种群基因频率的计算规律 （课件）-【步步高】2023-2024学年高一生物学必修2 遗传与进化（苏教版2019）

微专题七 第四章　第二节　生物的多样性和适应性是进化的结果 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(以人类为例) 1.若某基因位于常染色体上或X、Y染色体同源区段上，则 例1　已知人的褐眼(A)对蓝眼(a)是显性。在一个有30 000人的群体中，蓝眼的有3 600人，褐眼的有26 400人(其中纯合子有12 000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% √ 例2　在一次红绿色盲的调查中，共调查男女各200名，调查发现，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% √ 二、根据基因型频率计算基因频率(针对位于常染色体上或X、Y染色体同源区段上的基因) 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% √ 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%＋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%＋1/2×75%＝62.5%。 三、根据遗传平衡定律计算基因频率和基因型频率 1.前提：在理想种群中： (1)种群足够大。 (2)所有雌、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，即可直接开方求出相应基因的频率。如在进行有性生殖的理想种群中，某种群隐性性状(aa)的频率为0.01，则a基因的频率为　　 ＝0.1。 3.自交与自由交配后代的基因频率、基因型频率的变化分析 (1)某种群的所有个体自交，若没有进行选择，则自交后代的基因频率不变，基因型频率会改变，并且杂合子的基因型频率降低，纯合子的基因型频率升高。 (2)某种群的所有个体随机交配，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改变。 例4　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控制)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0.32 B.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化，说明一定发生了基因突变 D.若该种群中A基因的频率为0.4，则表现为A基因所控制的性状的个体 　在种群中占40% √ 根据题意可知，aa的基因型频率为1－0.36＝0.64，则a基因的频率为0.8，A基因的频率为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化说明生物发生了进化，但不一定是基因突变导致的，C错误； 若A的基因频率变为0.4，则a的基因频率为0.6，表现为A基因所控制的性状的个体(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%，该种群足够大，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基因频率的变化依次为 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 √ 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，红绿色盲基因b位于X染色体上，男性中红绿色盲占x%，则此地区Xb(男性中的＝女性中的＝人群中的)基因频率也为x%，此地区女性中红绿色盲率则为(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 B.男性个体中患红绿色盲的个体所占的比例为b C.不患抗维生素D佝偻病的女性个体占全部个体的 D.女性个体中同时患红绿色盲和抗维生素D佝偻病的概率为bc √ 女性个体中同时患红绿色盲和抗维生素D佝偻病的概率为b2(2c－c2)，D错误。 1.(2023·连云港高一期末)调查一个由200个个体组成的人群，发现M血型(LMLM)有60人，MN血型(LMLN)有120人，N血型(LNLN)有20人。该群体中LM、LN的基因频率分别是 A.65%、35% B.60%、40% C.55%、45% D.75%、25% 1 2 3 4 5 跟踪训练 √ 基因频率指的是在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率，根据题意可知，LM的基因频率为(60×2＋120)÷(200×2)＝60%，则LN的基因频率为1－60%＝40%，即B正确。 2.某自然人群中，红绿色盲致病基因a的基因频率为p，则下列有关分析正确的是 ①男性和女性中，基因a的基因频率均为p　②人群中，色盲男性占p/2，色盲女性占p2/2　③男性中，a的基因频率>p，女性中，a的基因频率<p　④男性中色盲患者占p/2，女性中色盲患者占p2/2 A.①② B.③④ C.①④ D.②③ 1 2 3 4 5 跟踪训练 √ 1 2 3 4 5 跟踪训练 红绿色盲致病基因a的基因频率为p，在男性和女性中，a基因的基因频率均为p，①正确，③错误； 红绿色盲基因仅位于X染色体上，男性含有色盲基因即患色盲，男性中色盲患者占p，人群中，男女个体数理论上各占1/2，色盲男性占p/2，女性两条X染色体上均出现色盲基因才患色盲，女性中色盲患者占p2，人群中色盲女性占p2/2，②正确，④错误。 3.某果蝇种群中，基因型为AA、Aa和aa的个体依次占10%、20%、70%。改变饲养条件后，含a基因的精子活力下降，仅有50%的a精子具有受精能力，其他配子不受影响。试从理论分析，个体间随机交配产生下一代种群中 A.a的基因频率为44% B.雌雄个体的比例发生变化 C.Aa基因型的个体占50% D.基因型为AA、Aa、aa的个体比例为1∶6∶8 1 2 3 4 5 跟踪训练 √ 1 2 3 4 5 基因型为AA、Aa和aa的个体依次占10%、20%、70%，理论上产生的基因型为A的配子＝10%＋ ×20%＝20%，产生的基因型为a的配子＝ ×20%＋70%＝80%；改变饲养条件后，含a基因的精子活力下降，仅有50%的a精子具有受精能力，其他配子不受影响，所以产生的可育雄配子及其比例为A∶a＝20%∶50%×80%＝1∶2，产生的可育雌配子及其比例为A∶a＝20%∶80%＝1∶4。综上分析，改变饲养条件后， 跟踪训练 1 2 3 4 5 理论上该群体个体间随机交配产生的下一代基因型及其比例如表： 跟踪训练 1 2 3 4 5 果蝇是XY型性别决定的生物，雌雄个体的比例不会因饲养条件的改变而发生改变，B错误； 跟踪训练 4.某常染色体隐性遗传病在人群中的发病率为1%，红绿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红绿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 1 2 3 4 5 跟踪训练 √ 1 2 3 4 5 跟踪训练 5.囊鼠的体毛深色(D)对浅色(d)为显性，毛色与环境差异大的个体易被天敌捕食。调查发现某区域囊鼠表现为深色的基因型频率为95%，深色基因频率为70%，则该区域的深色杂合子基因型频率为 A.21% B.42% C.50% D.70% 1 2 3 4 5 跟踪训练 √ 1 2 3 4 5 跟踪训练 由题可知，D的基因频率为70%，则d的基因频率为30%。又知表型为深色的个体(D_)基因型频率为95%，则表型为浅色的个体(dd)基因型频率为5%。而由于d的基因频率等于dd的基因型频率加上杂合子基因型频率的一半，即d＝dd＋1/2Dd，所以Dd的基因型频率为(30%－5%)×2＝50%，C正确。 基因频率＝×100%。 2.若某基因只出现在X染色体上，则基因频率＝ ×100%。 由于等位基因成对存在，30 000人的群体中共有基因30 000×2＝ 60 000(个)，蓝眼(aa)的有3 600人，含a基因7 200个，褐眼(A_)的有26 400人，纯合子(AA)有12 000人，含A基因24 000个，杂合子(Aa)有14 400人，含28 800个基因，其中A基因14 400个，a基因14 400个。则A的基因频率＝×100%＝64%，a的基因频率＝×100%＝36%。 女性的性染色体组成为XX，男性的性染色体组成为XY，红绿色盲基因(用b表示)及其等位基因(用B表示)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＝×100%＝6%。 A的基因频率＝AA的基因型频率＋Aa的基因型频率；a的基因频率＝aa的基因型频率＋Aa的基因型频率。 该种群中，A基因频率＝16%＋×(1－16%－36%)＝40%，a基因频率为60%。根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%AA16%AA，48%Aa48%(AA∶Aa∶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%＋×24%＝40%。 雌配子 雄配子 A a A AA Aa a Aa aa Aa基因型的个体占＝40%，C错误； AA、Aa和aa基因型的个体比例为∶∶＝1∶6∶8，D正确。 统计分析表中数据可知，该群体随机交配产生的下一代中，a的基因频率为＋×＝≈73%，A错误； A. B. C. D. 设该常染色体隐性遗传病基因用A、a表示，红绿色盲基因用B、b表示，则妻子的基因型为AaXBXb，丈夫的基因型是AAXBY或AaXBY。由题意分析可知，aa＝1%，则a＝，A＝，AA＝，Aa＝，Aa在正常个体中的比例为＝，由此得到丈夫的基因型为AaXBY的概率是，所以他们所生小孩同时患两种病的概率为××＝。 $$