重難點(diǎn)(四)　基因頻率的計(jì)算及其在遺傳概率計(jì)算中的應(yīng)用

精研重難點(diǎn)(四)基因頻率的計(jì)算及其在遺傳概率計(jì)算中的應(yīng)用從“高度”上研究高考[例1]

(2023·湖北高考)某二倍體動(dòng)物種群有100個(gè)個(gè)體，其常染色體上某基因有A1、A2、A3三個(gè)等位基因。對這些個(gè)體的基因A1、A2、A3進(jìn)行PCR擴(kuò)增，凝膠電泳及統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖所示。該種群中A3的基因頻率是

(

)A.52% B.27%C.26% D.2%[答案]

B[解析]

該動(dòng)物種群個(gè)體數(shù)為100，由題圖可知，其中有2個(gè)個(gè)體的基因型為A3A3,15個(gè)個(gè)體的基因型為A1A3,35個(gè)個(gè)體的基因型為A2A3，則A3的基因頻率＝(2×2＋15＋35)÷(100×2)×100%＝27%，B符合題意。[例2]

(2022·海南高考)匍匐雞是一種矮型雞，匍匐性狀基因(A)對野生性狀基因(a)為顯性，這對基因位于常染色體上，且A基因純合時(shí)會(huì)導(dǎo)致胚胎死亡。某雞群中野生型個(gè)體占20%，匍匐型個(gè)體占80%，隨機(jī)交配得到F1，F(xiàn)1雌、雄個(gè)體隨機(jī)交配得到F2。下列有關(guān)敘述正確的是

(

)A.F1中匍匐型個(gè)體的比例為12/25B.與F1相比，F(xiàn)2中A基因頻率較高C.F2中野生型個(gè)體的比例為25/49D.F2中a基因頻率為7/9[解析]

依題意，A基因純合致死，基因型為Aa的個(gè)體表現(xiàn)為匍匐性狀，基因型為aa的個(gè)體表現(xiàn)為野生性狀。親本基因型及比例為aa＝20%，Aa＝80%，則A基因頻率＝40%、a基因頻率＝60%，隨機(jī)交配的F1中AA＝16%、Aa＝48%、aa＝36%，其中AA個(gè)體死亡，則存活的F1中匍匐型個(gè)體(Aa)的比例為4/7，野生型個(gè)體(aa)的比例為3/7，A錯(cuò)誤；由上述分析可推知，F(xiàn)1中A基因頻率＝2/7、a基因頻率＝5/7，F(xiàn)1雌、雄個(gè)體隨機(jī)交配得到的F2中，AA＝4/49(死亡)、Aa＝20/49、aa＝25/49，則存活的F2中匍匐型個(gè)體(Aa)的比例為4/9，野生型個(gè)體(aa)的比例為5/9，可計(jì)算F2中A基因頻率＝2/9、a基因頻率＝7/9，與F1相比，F(xiàn)2中A基因頻率較低，B、C錯(cuò)誤，D正確。[答案]

D從“深度”上提升知能1．利用遺傳平衡定律計(jì)算基因頻率和基因型頻率2．X染色體上基因頻率和基因型頻率的相關(guān)計(jì)算[以人類紅綠色盲(以下簡稱色盲)為例，相關(guān)基因用B、b表示](1)男性中相關(guān)基因頻率和基因型頻率的關(guān)系應(yīng)用：當(dāng)基因位于X染色體上時(shí)，在雄性個(gè)體中，某一基因的頻率等于該基因型的頻率，求出了相關(guān)的基因型頻率，就等于求出了基因頻率。(2)人群中色盲基因頻率的關(guān)系人群中色盲基因的頻率＝男性中色盲基因的頻率＝女性中色盲基因的頻率(3)色盲在男性和女性中發(fā)病率的關(guān)系3．自交與自由交配中基因頻率的計(jì)算自交雜合子自交，基因型頻率發(fā)生變化，純合子比例逐漸上升，雜合子比例逐漸下降，但基因頻率不變自由交配在無突變、各種基因型的個(gè)體生活力相同時(shí)，處于遺傳平衡的種群自由交配遵循遺傳平衡定律，上下代之間種群的基因頻率及基因型頻率都保持不變從“精度”上拓展訓(xùn)練1．假設(shè)羊毛的黑色(B)、白色(b)由一對位于常染色體上的等位基因控制，一個(gè)隨機(jī)交配多代的羊群中，B和b的基因頻率各占一半，現(xiàn)需對羊群進(jìn)行人工選擇，逐代淘汰白色個(gè)體。下列說法正確的是

(

)A.淘汰前，該隨機(jī)交配多代的羊群中黑色個(gè)體數(shù)量與白色個(gè)體數(shù)量相等B.淘汰前，隨著交配代數(shù)增加，羊群中純合子的比例減小C.白色羊至少要淘汰2代，才能使b基因頻率下降到25%D.隨著淘汰代數(shù)的增加，羊群中基因型Bb的頻率逐漸增加解析：由題意可知，淘汰前，B和b基因的頻率均為1/2，則在該種群中bb的頻率為1/2×1/2＝1/4，BB的頻率為1/2×1/2＝1/4，Bb的頻率為2×1/2×1/2＝1/2，因此，黑色個(gè)體的頻率為3/4，白色個(gè)體的頻率為1/4，即淘汰前，該羊群中黑色個(gè)體數(shù)量與白色個(gè)體數(shù)量不相等，A錯(cuò)誤；淘汰前，由于種群是隨機(jī)交配的種群，基因頻率不變，不管交配多少代，羊群中純合子的比例均不變，即1/2，B錯(cuò)誤；淘汰前，BB的頻率為1/4，Bb的頻率為1/2，bb的頻率為1/4。淘汰白色個(gè)體(bb)后，基因型BB的頻率為1/3，Bb的頻率為2/3，此時(shí)種群中B基因的頻率為1/3＋2/3×1/2＝2/3，b基因的頻率為1－2/3＝1/3。黑色個(gè)體隨機(jī)交配，下一代中Bb基因型的答案：C

頻率為2×1/3×2/3＝4/9，bb(白色個(gè)體)基因型的頻率為1/3×1/3＝1/9，BB基因型的頻率為2/3×2/3＝4/9。淘汰白色個(gè)體，Bb基因型的頻率為1/2，BB基因型的頻率為1/2，種群中B基因的頻率為1/2＋1/2×1/2＝3/4，b基因的頻率為1－3/4＝1/4＝25%，C正確；由C選項(xiàng)分析可知，Bb的基因型頻率的變化為1/2→2/3→1/2，即基因型Bb的頻率不是逐漸增加，D錯(cuò)誤。2．(2023·重慶模擬)某昆蟲的綠翅(B)對黃翅(b)為顯性，若翅色與環(huán)境差異大則易被天敵捕食。分別在春季和秋季(該地秋季葉片會(huì)由綠變黃)調(diào)查某地該昆蟲種群綠翅的表型頻率，檢測并計(jì)算b的基因頻率。若春季綠翅的表型頻率為m1，b的基因頻率為n1；秋季綠翅的表型頻率為m2，b的基因頻率為n2，則下列預(yù)測中合理的是

(

)A.B的基因頻率(1－n1)<(1－n2)B.春季Bb的基因型頻率為2m1＋n1－2C.秋季BB的基因型頻率為2－m2－2n2D.綠翅的表型頻率m1<m2解析：秋季葉片由綠變黃，黃翅的昆蟲在春季易被天敵捕食，則n1<n2，故B的基因頻率(1－n1)>(1－n2)，A錯(cuò)誤；春季b的基因頻率為n1，故B的基因頻率為1－n1，BB＋Bb的基因型頻率為m1，故bb的基因型頻率為1－m1，所以1/2×(Bb的基因型頻率)＋1－m1＝n1，算出Bb的基因型頻率為2m1＋2n1－2，B錯(cuò)誤；與B項(xiàng)分析同理可推知，秋季Bb的基因型頻率為2m2＋2n2－2，則BB的基因型頻率為m2－(2m2＋2n2－2)＝2－m2－2n2，C正確；綠翅的昆蟲在秋季更易被捕食，則綠翅表型頻率m1＞m2，D錯(cuò)誤。答案：C

3．(2023·南陽三模)在一個(gè)夠大的、隨機(jī)交配的種群中，在沒有遷移、突變和自然選擇作用的條件下，基因頻率在世代間不發(fā)生變化，這樣的種群叫作平衡群體。某種群中一對等位基因A、a在世代間的遺傳情況如下圖所示，下列敘述錯(cuò)誤的是

(

)A．該種群世代相傳時(shí)不同基因型的雌雄個(gè)體間可以隨機(jī)交配且后代存活率相同B．僅考慮A、a這對等位基因，各世代基因頻率不變，該種群屬于平衡群體C．圖中“？”處代表F2的基因型及比例，推測應(yīng)為AA∶Aa∶aa＝4∶12∶9D．該種群另一對僅位于X染色體上的基因B、b也遵循上圖中的遺傳規(guī)律答案：D

解析：親本產(chǎn)生的配子A∶a＝2∶3，F(xiàn)1的基因型及比例為AA∶Aa∶aa＝4∶12∶9，則該種群世代相傳時(shí)不同基因型的雌雄個(gè)體間可以隨機(jī)交配且后代存活率相同，A正確；僅考慮A、a這對等位基因，A基因頻率為0.4，a基因頻率為0.6，各世代基因頻率不變，該種群屬于平衡群體，B正確；F1產(chǎn)生的配子A∶a＝2∶3，且不同基因型的雌雄個(gè)體間可以隨機(jī)交配，計(jì)算可得F2的基因型及比例為AA∶Aa∶aa＝4∶12∶9，C正確；僅位于X染色體上的基因B、b與常染色體上基因的遺傳規(guī)律不同，D錯(cuò)誤。4．(2023·廣州模擬)家鵝、家鴨是人類馴化較早的鳥類。下圖顯示了家鴨、家鵝是由綠頭鴨、鴻雁、灰雁等物種進(jìn)化而來。(1)ST、SP、WX、HY、LD5個(gè)鵝品種中，與ST親緣關(guān)系最近的是______。(2)若圖中的①表示的是人工選擇，以下說法錯(cuò)誤的是________。A．圖中②可以表示自然選擇，自然選擇的因素是自然界的各種環(huán)境條件B．人工選擇使得鴻雁根據(jù)人類的各種需求定向變異，由此形成不同的家鵝品種C．人工選擇的過程使生物發(fā)生了進(jìn)化，改變了種群的基因頻率D．通常人工選擇的速度較快，自然選擇需要漫長的時(shí)間(3)由原始物種X進(jìn)化形成綠頭鴨、鴻雁、灰雁的標(biāo)志是__________________________。(4)若在某地養(yǎng)殖場中，鵝的白羽(W)對灰羽(w)為顯性。在一個(gè)由600只白羽鵝和400只灰羽鵝組成的種群中，若雜合子占所有個(gè)體的40%，那么隱性基因w在該種群內(nèi)的基因頻率為____________。A.20% B.40%C.60% D.80%答案：(1)SP

(2)B

(3)它們之間出現(xiàn)生殖隔離(4)C

解析：(1)由題圖可知，在ST、SP、WX、HY、LD5個(gè)鵝品種中，SP與ST在一個(gè)分支，它們的親緣關(guān)系最近。(2)圖中②可以表示自然選擇，自然選擇決定生物進(jìn)化的方向，自然選擇的因素可以是自然界的各種環(huán)境條件，A正確；生物的變異是不定向的、隨機(jī)的，與人工選擇無關(guān)，B錯(cuò)誤；人工選擇的過程使生物發(fā)生了進(jìn)化，改變了種群的基因頻率，C正確；人工選擇可以大大縮短形成新物種的時(shí)間，速度較快，自然選擇一般需要經(jīng)過漫長的時(shí)