種群基因頻率的改變與生物進化

1、第2節(jié) 現(xiàn)代生物進化理論的主要內容一種群基因頻率的改變與生物進化【典例導悟】【典例1】下列關于基因頻率、基因型頻率與生物進化的敘述正確的是A.一個種群中，控制一對相對性狀的各種基因型頻率的改變說明物種在不斷進化B.一個種群中，控制一對相對性狀的基因頻率之和為1C.基因型為Aa的個體自交后代所形成的種群中，A基因的頻率大于a基因的頻率D.因色盲患者中男性數(shù)量大于女性，所以男性群體中色盲的基因頻率大于女性群體【思路點撥】本題考查基因頻率、基因型頻率與生物進化的關系，應從以下幾個方面入手分基因頻率變化是生物迸化的實質:基因頻率與基因型頻率的關系°X染色體上基因的感因頻率的計算方法,析。鍵

2、點【自主解答】選 B。生物進化的實質為種群基因頻率的改變，基因頻率是指在一個種群基因庫中，某個基因與全部等位基因數(shù)的比率?？刂埔粚ο鄬π誀畹幕蝾l率和為1。適應環(huán)境的個體得到保留，它可以是隱性基因控制的性狀，也可.以是顯性基因控制的性狀，所以無法判斷是A還是a的基因頻率高，由于男性中只有一條X染色體，色盲為伴 X隱性遺傳病，故男性患色盲的幾率大于女性，但是色盲基因在男性群體和女性群體中基因頻率是相同的?！净犹骄俊窟x項 C中，若Aa自交后代中aa失去交配能力，基因頻率如何變化？ 提示：A基因頻率上升，a基因頻率下降?！镜淅?】（2009 上海高考）某小島上原有果蠅20 000只，其中基因型 V

3、V Vv和vv的果蠅分別占15% 55啼口 30%若此時從島外入侵了 2 000只基因型為 VV的果蠅，且所有果蠅 均隨機交配，則 F1中V的基因頻率約是A.43%B.48%C.52% D.57%【規(guī)范解答】選 B。本題考查基因頻率相關計算的方法，分析如下：【變式訓練】某工廠有男女職工各 200名，對他們進行調查時發(fā)現(xiàn)，女性色盲基因的攜帶者為15人，患者5人，男性患者11人。那么這個群體中色盲基因的頻率為（）A.8%B.10%C.6%D.11.7%【解析】選 Co由于 男性 個體中只 含有一 條X染色體，所以Xb的基因頻率為：15X 1+5X2+11200X2 + 200x 100%=6%【學

4、業(yè)達標訓練】1.下列關于基因庫的描述中，錯誤的是（）A.基因庫是一個種群的全部個體所含的全部基因B.生物個體總是要死亡的，但基因庫卻因種群個體的繁殖而代代相傳C.種群中每個個體含有種群基因庫中的全部基因D.基因突變可改變基因庫的組成【解析】選Co基因庫是一個種群的全部個體所含的全部基因，由于不同個體之間在基因上具有差異，所以每個個體是不可能含有種群基因庫中的全部基因的，種群是生物繁殖的基本單位，所以基因庫不會因個體死亡而消失，應代代相傳，可遺傳的變異均可能改變基因庫的組成。2.如圖表示某個種群基因型的組成情況，A、a為一對等位基因。則該種群中a的基因頻率是（）A.0.11 B.0.4C.0.5

5、 D.0.55【解析】選 Co由圖中可知 AA：Aa： aa=1 ： 1 : 1,所以a的基因頻率為aa + -Aa=:十 X： = 0. 5 口3. （2010 南通高一檢測）人工養(yǎng)殖了一群雞， 下列措施不會造成該雞群基因庫發(fā)生變化的 是（）A.淘汰雞群中體質較弱的個體B.從外地引進新的品種加入雞群C.將該雞群置于條件與原來不同的環(huán)境中飼養(yǎng)D.讓該雞群中的雌、雄個體自由交配繁殖后代【解析】選D=基因庫包括種群內所有個體的全部基因。所以只要有外界環(huán)境的變化，對種群進行定向選擇，使部分個體被淘汰，或加入新品種都會導致基因庫發(fā)生變化。4. （2010 株洲高一檢測）下列關于基因頻率與生物進化關系的

6、敘述，正確的是（）A.種群基因頻率的改變不一定引起生物的進化B.只有在新物種形成時，才發(fā)生基因頻率的改變C.生物進化的實質是種群基因頻率的改變D.生物性狀的改變一定引起生物的進化【解析】選Co生物進化的實質是種群基因頻率的改變。只要基因頻率發(fā)生改變則生物一定在進化，生物的性狀受基因和外界環(huán)境的共同作用，性狀變了基因不一定改變，所以基因頻率不一定改變，生物也不一定在進化。5 .對現(xiàn)代生物進化理論的認識，不正確的是（）A.種群是進化的基本單位B.自然選擇決定種群基因頻率發(fā)生改變的方向C.突變和基因重組產生進化的原材料D.自然選擇決定種群內基因突變發(fā)生的頻率和方向【解析】選D=種群是生物進化的基本單

7、位，個體會產生各種各樣的變異，它為自然選擇提 供了原材料，自然選擇是定向的，而變異是不定向的。6 .某豌豆的基因 型為Aa,讓其連續(xù)自交三代，其后代中a基因的頻率是()A.12.5%B.25% C.50% D.75%【解析J選Co由Aa自交一代后，AA與aa所占比例相同，各占 1 而Aa占上 不管連 續(xù)自交多少次 AA與aa的比例都是相同的，由于 Aa中基因A與基因a比例相同，所以 A與 a的頻率均為50%7 .果蠅是常用的遺傳學研究的實驗材料，據資料顯示，果蠅約有104對基因，現(xiàn)有一黑腹果蠅的野生種群，約有 107個個體，請分析回答以下問題：(1)該種群的全部個體所含有的全部基因統(tǒng)稱為種群的

8、,經觀察，該種群中果蠅有多種多樣的基因型，分析其產生原因，是在突變過程中產生的,通過有性生殖過程中的 而產生的，使種群中產生了大量的可遺傳的 ,其產生的方向是 ,它們都能為生物進化提供 。(2)假定該種群中每個基因的突變率都是10-5,那么在該種群中每一代出現(xiàn)的基因突變數(shù)約是。(3)隨機從該種群中抽出 100只果蠅，測知基因型 AA (灰身)35只，Aa (灰身)60只,aa (黑身)5只，請問A基因的基因頻率為 , a基因的基因頻率為 (4)通過對果蠅及其他生物的群體遺傳學的研究，可得出生物進化的基本單位是 生物進化的實質是?！窘馕觥?1)突變和基因重組提供生物進化的原材料，基因突變產生等位

9、基因，基因重組會 使生物產生多樣性，但它們都是不定向的。(2)由于每個個體含有約2X104個基因，每個基因的突變率為10-5,而整個種群中含有的個體約為107,所以突變數(shù)目約為：2X 104X 10-5 X 107=2X 106個。2AA+ Aa2( AA +Aa+aa)X 100% = UJI X 100%(3) =65%由于A與a兩者基因頻率之和為 1,所以a基因的基因頻率為 35%(4)生物進化的實質即為種群基因頻率的改變。答案：(1)基因庫等位基因基因重組 變異不定向的原材料(2) 2X106 個(3) 65% 35%(4)種群種群基因頻率的改變【素能綜合檢測】一、選擇題（本題包括 6

10、小題，每小題3分，共18分）1.關于生物進化過程的正確表述是（）A.某種群中新產生的等位基因的頻率一定逐漸增多B.若某種群中基因頻率發(fā)生變化，則該種群一定發(fā)生進化C.生物的表現(xiàn)型和基因型一定隨著個體的死亡而消失D.在環(huán)境條件保持穩(wěn)定的前提下，種群的基因頻率不會發(fā)生變化【解析】選B。種群是生物進化的基本單位，種群中存在著各種變異，在環(huán)境條件保持穩(wěn)定的前提下，種群的基因頻率也可以發(fā)生變化。在產生的變異性狀中，若適應環(huán)境其基因頻率會增大。2. （2010 杭州高一檢測）在一個基因庫中，顯性基因和隱性基因的比例相等，如果每一代隱性基因型的個體都不能產生后代，則（）A.對基因型的比例影響很小B.會降低隱

11、性基因的比例C.會使隱性基因滅絕D.會提高雜合子的比例【解析】選B。由于aa個體不能產生后代，所以后代中a的基因頻率降低。又由于 Aa個體具有繁殖能力，所以a基因不可能消失。3. 由于真菌傳染而使某森林所有樹的顏色都變成灰白色。多年以后，不同顏色的蛾類增長率最可能的結果是（）【解析】選D。環(huán)境對生物進行自然選擇，由于所有的樹的顏色都變成了灰白色，所以在生存斗爭中，體色與環(huán)境色彩相近的蛾類易于生存下來，并產生子代個體，這種情況逐代進行就會使個體中體色與環(huán)境色彩相近的個體數(shù)越來越多。但由于變異是不定向的，所以在群體中可能還會有棕色等其他顏色的個體存在。4. （2010 惠州高一檢測）在調查某小麥種

12、群時發(fā)現(xiàn)T （抗銹病）對t （易感銹?。轱@性，在自然情況下該小麥種群可以自由交配，據統(tǒng)計 TT為20% Tt為60% tt為20%該小麥之前全部死亡。計算該小麥在種群突然大面積感染銹病，致使全部的易感銹病小麥在開花感染銹病之前與感染銹病之后基因T的頻率分別是多少（）A.50% 50%B.50% 和 62.5%C.62.5%和 50%D.50% 和 100%【解析】選在感染銹病之前丁的法因頻率為丁1乂（*）% =-"沙.在感染銹病之后.T的感因頻率為:TT Ti 20% 6D%5. （2008 山東高考）下列與生物進化相關的描述，正確的是 （）A.進化總是由突變引起的B.進化時基因頻

13、率總是變化的C.變異個體總是適應環(huán)境的D.進化改變的是個體而不是群體【解析】選B。突變和基因重組為生物進化提供了原材料，突變是不定向的，自然選擇導致基因頻率發(fā)生定向變化，決定了進化的方向。 進化的結果是使種群的適應性進一步增強。進化過程中，種群的基因頻率是處于不斷變化中的。6. 普通栽培稻是由普通野生稻進化而來的，以下敘述正確的是（多選）（）A.普通野生稻在進化過程中喪失了部分遺傳多樣性B.普通野生稻的遺傳變異決定了普通栽培稻的進化方向C.落粒性突變對普通野生稻有利，對普通栽培稻不利D.普通野生稻含有抗病蟲基因，是水稻育種的有用資源【解析】選 A、Do自然選擇決定生物進化的方向。落粒性突變有利

14、于種群的擴散，對普通野生稻和普通栽培稻的生存都是有利的。二、非選擇題（本題包括 2小題，共32分）7. （14分）（思維拓展題）原產某地的一年生植物 a,分別引種到低緯度和高緯度地區(qū)種植， 很多年以后移植到原產地，開花植株比例如圖所示，回答下列問題。(4月份)開花 雌 比例0102030(緯度)(1)現(xiàn)代生物進化理論認為： 是生物進化的基本單位。 決定生物進 化的方向。(2)在對b植物的某一種群進行的調查中，發(fā)現(xiàn)基.因型為DD和dd的植株所占的比例分別為10御70%(各種基因型個體生存能力相同)，第二年對同一種群進行的調查中，發(fā)現(xiàn)基因型為DD口 dd的植株所占的比例分別為 4嗨口 64%在這一

15、年中，該植物種群是否發(fā)生了進化？,理由是。(3)預測上述b植物中D基因頻率可能會如何變化？ , ,。(4)若要使c植物的后代基因頻率維持在這一理想狀態(tài)下，除了具有龐大的種群外，還應具有哪些條件？ ?！窘馕觥?1)種群是生物進化的基本單位，自然選擇決定生物進化的方向。(2)生物進化的實質為種群基因頻率的變化，若種群基因頻率不變則生物沒有進化。(3)根據自然選擇的不同可以分為三種情況，即上升、不變、下降。(4)基因頻率維持不變的條件有：種群足夠大；沒有遷入和遷出；沒有基因突變；自然選擇不起作用；個體間自由交配。答案：(1)種群自然選擇(2)否種群基因頻率沒有變化(3)若D控制的性狀更能適應環(huán)境，則

16、D基因頻率上升若D控制的性狀對環(huán)境適應性差，則D基因頻率下降若環(huán)境對各性狀無選擇作用，則D基因頻率不變(4)沒有遷入和遷出，自然選擇不起作用，個體間自由交配，無基因突變實驗探究8. (18分)自然選擇學說的創(chuàng)立，為生物進化提供了可行性的依據，閱讀以下材料：材料一：科學家做了下面的實驗：把家蠅分成多組，每組再分為A、B兩部分，用 DDT處理每組的A部分，B部分不接觸DDT處理后選死亡率最低的那一組的B部分飼養(yǎng)繁殖，再把后代分成許多組：每組分成 A、B兩部分，重復上述實驗。這樣一代一代選擇下去，就可以從B部分選出強抗藥性的家蠅。材料鐮刀型細胞貧血癥患者在幼年時期會夭折，但在瘧疾流行的地區(qū)， 鐮刀型

17、細胞貧血癥基因的攜帶者對瘧疾的感染率比正常人低得多。 現(xiàn)對A、B兩地區(qū)進行調查，其中B地區(qū)流行瘧疾。 回答下列問題：(1)材料一的實驗說明：抗藥性的出現(xiàn)是 的結果，DDT起 作用。是不定向的,是定向的。(2)材料一中，若家蠅的長翅(T)對殘翅(t )為顯性，長肢(R)對短肢(r)為顯性，在 隨機交配后，表現(xiàn)型比例為長翅長肢 63%長翅短肢21%殘翅長肢12%殘翅短肢為4%, 則基因型為TT_和TTRR的個體所占的比例分別為 、。(3)材料二中A地區(qū)人群中各種基因型比例如下圖:計算A地區(qū)中A的基因頻率為 。畫出B地區(qū)人群中各種基因的大致比例圖。鐮刀型細胞貧血癥的出現(xiàn)反映了基因對性狀控制的途徑是通

18、過上述材料充分說明了生物進化的實質為 【解析】本題主要考查了變異與自然選擇的關系，及基因頻率的相關計算。(1)由于每組中的 B部分以及重復多次后，它自始至終沒有接觸過DDT而其中有較多的抗藥性個體，說明抗藥性的出現(xiàn)不是來自于DDT的誘導，DDT寸其有選擇作用。(2)此題的突破點為隨機交配，說明不會改變基因頻率，可用遺傳平衡定律來解題，由題干中數(shù)據可知短肢(rr )個體占25%殘翅(tt )個體占16%則t的基因頻率為40% r的基因頻率為50%故TT_ _個體所占比例為：(T)60% X (T)60%=36%而TTRR體所占比例 為 60%(T) X 60%(T) X 50%(R)X 50%(

19、R)=9%A A .1)m / %-(卜 i(3)由圖中數(shù)據可知：A的基因頻率為：-'-'2'Aa對瘧疾有較強抗性，所以Aa個體所占比例最大，AA對瘧疾抗病能力弱故所占比例較小，aa個體既是鐮刀型細胞貧血癥患者又對瘧疾無抗性故比例最小。鐮刀型細胞貧血癥是血紅蛋白結構改變而直接引起的一種疾病。答案：(1)基因突變 選擇基因突變自然選擇(2) 36% 9%占酉分比AA Aa aa底因型通過控制蛋白質的結構直接控制性狀種群基因頻率的定向改變【精品題庫】1 .在一次大風暴后，有人搜集了100只受傷的麻雀，把它們飼養(yǎng)起來，結果活下來64只,在死去的個體中，大部分是個體比較大、變異

20、類型特殊的，下列有關敘述正確的是()A.突變和基因重組決定生物進化的方向B.自然選擇會改變種群的基因頻率C.特殊的變異類型都是不利的D.不產生變異的生物才能生存【解析】選B。突變和基因重組為生物的進化提供原材料，這種變異是不定向的，可能是有利的，也可能是有害的。產生有利變異的個體存活下來，產生不利變異的個體會在自然選擇中被淘汰，自然選擇的過程就是種群基因頻率發(fā)生變化的過程。2 .據調查，某小學的學生中基因型比率為XB XB : XB Xb： XbXb:XBY： XbY=44% 5%： 1%： 43%： 7 % 貝U Xb 的基因頻率為（）A.13.2%B.5%C.14%D.9.3%【解析】選D

21、。由于XBY XbY中分別只有一個 XR Xb,在計算時不能乘以 2,所以Xb的基 因頻率=5% + l%X2 + 7% % 41% X2 + 5% X2 + 1 % X2+ 13% + 7%1 * /0 &3 . （2009 三亞模擬）某常染色體隱性遺傳病在人群中的發(fā)病率為1%色盲在男性中的發(fā)病率為7%現(xiàn)有一對表現(xiàn)正常的夫婦，妻子為該常染色體遺傳病致病基因和色盲致病基因攜帶者。那么他們所生小孩同時患上述兩種遺傳病的概率是（）A.9/800B.1/22C.7/2 200D.1/88【解析】選Do本題主要考查與基因頻率相關計算的方法，分析如下:設某隱性遺傳病是由a基因控制的,4 .下列關

22、于種群的說法中錯誤的是（）A.一個種群中的個體間是相互影響的B. 一個種群中存在著年齡、性別不同的各種生物個體C.對一個種群有利的環(huán)境，可能對另一個種群是不利的D.種群中的個體在不斷死亡，但基因庫卻能保持和發(fā)展【解析】選B。一個種群內的個體是屬于同一物種的，它們之間存在著個體差異，它們之間相互影響，并可相互交配而不斷繁衍。不同種群對環(huán)境的適應能力存在著一定的差異。5 .如果基因型為 Aa的個體自交產生的后代在某一環(huán)境中的生存能力或競爭能力是AA=Aa>aa則在長期的選擇過程中，下列能比較正確地表示 A基因和a基因之間的比例變化 的曲線是（）【解析】選A。AA和Aa個體生存能力較強，而 aa被淘汰的可能性最大，所以a的基因頻率會降低，由于 Aa的存在，a的基因頻率不可能降至為 0。6 .許多生物