第5章 重难加强课3 生物变异与基因频率的有关计算（课件PPT）-【优化指导】2024-2025学年高中生物必修2 遗传与进化（浙科版2019）

第五章　生物的进化 重难加强课3　生物变异与基因频率的有关计算 返回导航 生物学　必修 2 （配浙科版） 第五章　生物的进化 返回导航 生物学　必修 2 （配浙科版） 第五章　生物的进化 返回导航 生物学　必修 2 （配浙科版） 第五章　生物的进化 返回导航 生物学　必修 2 （配浙科版） 第五章　生物的进化 返回导航 生物学　必修 2 （配浙科版） 第五章　生物的进化 返回导航 生物学　必修 2 （配浙科版） 第五章　生物的进化 返回导航 生物学　必修 2 （配浙科版） 第五章　生物的进化 返回导航 生物学　必修 2 （配浙科版） 第五章　生物的进化 返回导航 生物学　必修 2 （配浙科版） 第五章　生物的进化 返回导航 生物学　必修 2 （配浙科版） 第五章　生物的进化 返回导航 生物学　必修 2 （配浙科版） 第五章　生物的进化 返回导航 生物学　必修 2 （配浙科版） 第五章　生物的进化 返回导航 生物学　必修 2 （配浙科版） 第五章　生物的进化 返回导航 生物学　必修 2 （配浙科版） 第五章　生物的进化 返回导航 生物学　必修 2 （配浙科版） 第五章　生物的进化 返回导航 生物学　必修 2 （配浙科版） 第五章　生物的进化 返回导航 生物学　必修 2 （配浙科版） 第五章　生物的进化 返回导航 生物学　必修 2 （配浙科版） 第五章　生物的进化 返回导航 生物学　必修 2 （配浙科版） 第五章　生物的进化 返回导航 生物学　必修 2 （配浙科版） 第五章　生物的进化 返回导航 生物学　必修 2 （配浙科版） 第五章　生物的进化 返回导航 生物学　必修 2 （配浙科版） 第五章　生物的进化 返回导航 生物学　必修 2 （配浙科版） 第五章　生物的进化 返回导航 生物学　必修 2 （配浙科版） 第五章　生物的进化 返回导航 生物学　必修 2 （配浙科版） 第五章　生物的进化 返回导航 生物学　必修 2 （配浙科版） 第五章　生物的进化 返回导航 生物学　必修 2 （配浙科版） 第五章　生物的进化 返回导航 生物学　必修 2 （配浙科版） 第五章　生物的进化 返回导航 生物学　必修 2 （配浙科版） 第五章　生物的进化 谢谢观看！ eq \a\vs4\al(类型一　基因突变和基因重组) [典例体验1]　基因敲除技术是目前分子生物学应用十分广泛的技术。有一种研究思路是当在基因中插入某一个基因时，可造成被插入基因不能表达，从而起到敲除基因的作用。图1、图2为不同染色体上的片段，图3为一小段DNA片段。下列分析正确的是(　　) 图1 图2　　　　　图3 A．图1中基因1对应的两条链在减数第一次分裂时各自移向细胞两极 B．图2中的基因3插入图1的②位置引起的变异，属于基因重组 C．图3片段插入图1的位置①引起的变异属于易位 D．图3片段插入图1的位置②可引起DNA结构的改变，属于基因突变 B　[图1中基因1对应的两条链属于同一个DNA分子，在减数第一次分裂后期移向细胞同一极，A错误；基因3插入图1的②位置，与基因1和基因2位于同一个DNA分子上而引起的变异，属于基因重组，B正确；图3片段插入图1的①位置，导致基因1的碱基对增添，引起的变异属于基因突变，C错误；图3片段插入图1的②位置可引起DNA结构的改变，由于②位置为非基因片段，故不属于基因突变，D错误。] [归纳总结]　分析生物性状变异的原因 一般来说，当遗传物质改变引起生物性状改变时，一般按以下两个方面来分析： (1)若产生新基因，可判断为基因突变。 ①判断基因能否引起性状改变的两个要素：碱基序列的改变是否引起蛋白质的变化；新基因与原基因的显隐性关系。 ②新基因引起性状改变的两个表现：对高等生物来说一般是产生原性状的相对性状；对微生物来说可能是致死或营养依赖。 (2)若不产生新基因，可能有两种变异。 ①染色体畸变：由于造成了基因数量、排列顺序的改变，从而改变了生物的性状。 ②基因重组：有性生殖中的基因重组，可使多个品种的优良性状集中起来；物种间的基因转移也属于基因重组，这种基因重组可使一种生物直接获得另一种生物的性状。 [对点集训1]　人类有一种常见的遗传病——脆性X综合征，该遗传病可引起智力低下，其病因和存在于X染色体上的FMR1基因中的CGG/GCC序列的重复次数(n)多少有关。导致该遗传病的变异类型是(　　) A．基因突变 B．染色体结构变异 C．基因重组 D．染色体数目变异 A　[该遗传病的病因与FMR1基因中的CGG/GCC序列的重复次数多少有关，即与FMR1基因的结构有关，故为基因突变。] [对点集训2]　枯草杆菌野生型与某一突变型的差异见下表： 枯草 杆菌 核糖体S12蛋白 第55～58位的 氨基酸序列 链霉素与 核糖体的 结合 在含链霉素 培养基中的 存活率(%) 野生型 …—P— eq \x(K) —K—P—… 能 0 突变型 …—P— eq \x(R) —K—P—… 不能 100 下列叙述正确的是(　　) A．S12蛋白结构改变使突变型具有链霉素抗性 B．链霉素通过与核糖体结合抑制其转录功能 C．突变型的产生是由于碱基对的缺失所致 D．链霉素可以诱发枯草杆菌产生相应的抗性突变 A　[枯草杆菌野生型与某一突变型的差异是S12蛋白结构改变引起的，突变型能在含链霉素的培养基中100%存活，说明突变型具有链霉素抗性， A正确；翻译是在核糖体上进行的，所以链霉素通过与核糖体结合抑制其翻译功能，B错误；野生型和突变型的S12蛋白中只有一个氨基酸(56位氨基酸)有差异，而碱基对的缺失会导致缺失位置后的氨基酸序列均改变，所以突变型的产生是由于碱基对的替换所致，C错误；根据题意可知，枯草杆菌对链霉素的抗性突变早已存在，不是链霉素诱发的，链霉素只能作为环境因素起到选择作用，D错误。] eq \a\vs4\al(类型二　染色体畸变) [典例体验2]　如图所示，甲、乙两个体的一对同源染色体中各有一条发生变异(字母表示基因)。下列叙述正确的是(　　) A．个体甲的变异对表型无影响 B．个体乙细胞减数分裂形成的四分体异常 C．个体甲自交的后代，性状分离比为3∶1 D．个体乙染色体没有基因缺失，表型无异常 B　[本题主要考查基因分离定律的应用与染色体畸变的类型。个体甲的变异属于染色体结构畸变中的缺失，会导致缺失片段上的基因丢失，进而影响表型，A错误；个体乙发生的变异是染色体结构变异中的倒位，减数分裂形成的四分体异常，B正确；含缺失染色体的配子一般是不育的，后代一般不会发生性状分离，C错误；个体乙染色体没有基因缺失，但发生倒位，表型异常，D错误。] [归纳总结]　归纳染色体畸变解题方法 (1)“三看法”判断染色体结构变异 ①看染色体的长短变化。比原染色体短，可能是缺失；比原染色体长，可能是重复。 ②看染色体上的字母(片段)。不考虑大小写，若染色体上的字母有变化，意味着是易位。 ③看染色体上字母(片段)的顺序。变化前后染色体的长度及字母均未改变，但字母顺序改变，则意味着是倒位。 (2)“增减法”判断染色体数目变异 ①个别染色体的增减。 a．变异产生原因：减数第一次分裂时同源染色体未分离；减数第二次分裂时姐妹染色单体未分离。 b．个体产生配子分析(以三体为例)：三体产生的配子，一半正常，一半不正常(多一条染色体)。 ②以染色体组的形式成倍增减。 a．染色体组数量判断依据：相同字母(不区分大小写)的数量；相同形状染色体的数量。 b．产生原因：多见于植物，纺锤体形成受阻导致。 c．同源四倍体产生配子的分析：以AAaa为例， 配子AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1。 [对点集训3]　家蚕中，基因S(黑缟斑)、s(无斑)位于2号染色体上，基因Y(黄血)和y(白血)也位于2号染色体上，假定两对等位基因间完全连锁无互换。用X射线处理蚕卵后，发生了图中所示的变异，具有该类型变异的一对家蚕交配产生的子代中，黑缟斑白血∶无斑白血为2∶1。下列相关叙述错误的是(　　) A．缺失杂合子和缺失纯合子的存活率相同 B．具有图乙基因的家蚕为黑缟斑白血 C．具有图甲基因的家蚕交配产生的后代有三种基因型 D．X射线照射后发生的变异为染色体变异中的缺失 A　[由于两对基因完全连锁，该类型变异的一对家蚕交配，产生的配子基因型及比例为S∶sy＝1∶1，配子随机结合，后代基因型及比例应为 SS∶Ssy∶ssyy＝1∶2∶1，表型分别为黑缟斑、黑缟斑白血、无斑白血，根据题干后代比例可知，基因型SS的家蚕由于缺少血色基因而致死，即说明缺失杂合子和缺失纯合子的存活率不相同，A错误；图乙基因型为Ssy，因此家蚕表现为黑缟斑白血B正确；甲图SsYy的家蚕产生的配子种类及比例SY∶sy＝1∶1，该种基因型的家蚕交配产生的后代有SSYY、SsYy、ssyy三种基因型，C正确；用X射线处理蚕卵后，Y基因所在的染色体片段丢失，该变异属于染色体结构变异中的缺失，D正确。] eq \a\vs4\al(类型三　人类遗传病) [典例体验3]　一男性患有某种单基因遗传病。某同学对其家系的其他成员进行调查后，记录如下(“＋”代表患者，“－”代表正常)。下列有关分析错误的是(　　) 祖父 祖母 外祖父 外祖母 父亲 母亲 姐姐 － ＋ ＋ － ＋ ＋ － A．该遗传病属于常染色体显性遗传病 B．调查该病的发病率应在自然人群中随机取样调查计算 C．该患病男性的父母生一个正常孩子的概率为1/4 D．这个家系中所有患者基因型相同的概率为4/9 D　[父亲、母亲均是患者，姐姐正常，则该病为常染色体显性遗传病；调查发病率应在人群中随机调查；父母都为杂合子，生出正常孩子(隐性个体)的概率是1/4。由表中记录情况可知外祖父和祖母的基因型不确定，所以家系中患者基因型相同的概率不确定。] [归纳总结]　遗传病的判断与计算方法 (1)遗传方式的判断 (2)遗传概率的计算 当多种遗传病均独立遗传时，要学会先算甲病再算乙病。 若甲病遗传概率为P，乙病遗传概率为Q。则后代： ①两病兼患概率＝P×Q ②只患一种病的概率＝P×(1－Q)＋(1－P)×Q ③正常的概率＝(1－P)×(1－Q) [对点集训4]　如图为某家系的遗传系谱图，已知Ⅱ­4无致病基因，甲病基因用A、a表示，乙病基因用B、b表示。下列推断错误的是(　　) A．甲病为常染色体显性遗传病，乙病为伴X染色体隐性遗传病 B．Ⅱ­2的基因型为AaXbY，Ⅱ­3的基因型为AaXBXB或AaXBXb C．如果Ⅲ­2与Ⅲ­3婚配，生出正常孩子的概率为7/32 D．两病的遗传方式符合基因的自由组合定律 B　[因为Ⅱ­3和Ⅱ­4均无乙病，Ⅲ­4有乙病且Ⅱ­4无致病基因，所以乙病为伴X染色体隐性遗传病；因为Ⅱ­3和Ⅲ­3有甲病，Ⅱ­4无甲病且无致病基因，所以甲病为显性遗传病，又因Ⅱ­2有甲病，Ⅲ­1无甲病，所以甲病为常染色体显性遗传病，A正确。Ⅱ­2患有两种遗传病，且母亲没有甲病，所以Ⅱ­2的基因型为AaXbY，Ⅱ­3有甲病且为乙病基因的携带者，母亲无甲病，所以Ⅱ­3的基因型为AaXBXb，B错误。Ⅱ­2的基因型为AaXbY，Ⅱ­1无甲病，则Ⅲ­2的基因型为AaXBY，Ⅱ­3的基因型为AaXBXb，Ⅱ­4无致病基因，其基因型为aaXBY，所以Ⅲ­3的基因型为AaXBXB或AaXBXb，因此Ⅲ­2与Ⅲ­3婚配，不患甲病的概率为1/4，不患乙病的概率为7/8，生出正常孩子的概率为7/32，C正确。两种病位于不同的染色体上，所以遗传方式符合基因的自由组合定律，D正确。] eq \a\vs4\al(类型四　基因频率和基因型频率的计算) [典例体验4]　老鼠的皮毛黄色(A)对灰色(a)为显性，是由常染色体上的一对等位基因控制的。有一位遗传学家在实验中发现含显性基因(A)的精子和含显性基因(A)的卵细胞不能结合。如果黄鼠与黄鼠(第一代)交配得到第二代，第二代老鼠自由交配一次得到第三代，那么在第三代中黄鼠所占的比例是(　　) A．1/2　　　B．4/9　　　C．5/9　　　D．1 A　[由题意可知，黄鼠的基因型为Aa，则第二代有2/3Aa、1/3aa，其中a的基因频率为2/3，A的基因频率为1/3，则第三代中黄鼠Aa所占的比例为(2×2/3×1/3)/(1－1/3×1/3)＝1/2。] [归纳总结]　基因频率和基因型频率计算的两种方法 (1)定义计算法：利用基因频率和基因型频率的概念直接计算，例如：某基因频率＝该基因总数/(该基因数＋该基因的等位基因数)×100%。 (2)开方法和平方法计算：随机交配、没有自然选择和变异、没有迁入和迁出、样本足够大的情况下，显性基因频率等于显性纯合子的基因型频率开平方，同理，显性纯合子的基因型频率等于显性基因频率的平方。 [对点集训5]　如图表示环境条件发生变化后某个种群中A和a基因频率的变化情况，相关说法错误的是(　　) A．环境条件发生变化后，使生物产生适应性的变异 B．P点时两曲线相交，此时A和a的基因频率均为50% C．Q点表示环境条件发生了变化，基因A控制的性状更加适应环境 D．在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变 A　[变异本身是自发产生的，变异发生后，在自然(环境条件)选择下，适应性的变异被选择保留下来，引起种群的基因频率发生定向改变。P点时两曲线相交，此时A和a的基因频率相等，均为50%。Q点时A基因频率增大，表示环境条件发生了变化，基因A控制的性状更加适应环境。] [对点集训6]　白化病(常染色体隐性疾病)在人群中的发病率是1/3 600，一白化病男性携带者与一健康女性结婚，则他们所生的孩子患白化病的概率是(　　) A．1/240 B．1/120 C．1/122 D．1/100 C　[已知白化病在人群中的发病率是1/3 600，说明aa＝1/3 600，a＝1/60， A＝59/60；AA＝59/60×59/60，Aa＝2×59/60×1/60，该健康女性的基因型是Aa的概率是(2×59/60×1/60)/(59/60×59/60＋2×59/60×1/60)＝2/61；白化病男性携带者的基因型是Aa，该健康女性的基因型是Aa的概率是2/61，所以他们下一代患白化病的概率是1×2/61×1/4＝1/122。] $$