2024年高中生物新教材同步必修第二冊第6章　生物的進化微專題6　基因頻率和基因型頻率的計算方法含答案

2024年高中生物新教材同步必修第二冊第6章生物的進化微專題6基因頻率和基因型頻率的計算方法重點題型1定義法1.若某基因在常染色體上或X、Y染色體同源區(qū)段上，則基因頻率＝eq\f(該基因總數(shù),該種群個體數(shù)×2)×100%。2.若某基因只出現(xiàn)在X染色體上，則基因頻率＝eq\f(該基因總數(shù),2×女性個體數(shù)＋男性個體數(shù))×100%。因Y染色體上不含只位于X染色體上的基因及其等位基因，因此男性基因總數(shù)與女性體內(nèi)等位基因總數(shù)有差別，故在確定種群某基因及其等位基因總數(shù)時應分別考慮。如紅綠色盲基因只位于X染色體上，則紅綠色盲基因頻率＝[紅綠色盲基因總數(shù)/(2×女性個體數(shù)＋男性個體數(shù))]×100%。[例1]已知人的褐眼(A)對藍眼(a)是顯性。在一個有30000人的群體中，藍眼的有3600人，褐眼的有26400人(其中純合子有12000人)。那么，在這個人群中A、a的基因頻率分別是()A.64%和36% B.36%和64%C.50%和50% D.82%和18%答案A解析因等位基因成對存在，30000人中共有基因30000×2＝60000(個)，藍眼(aa)的有3600人，含a基因7200個，褐眼(A_)的有26400人，純合子(AA)有12000人，含A基因24000個，雜合子(Aa)有14400個，含28800個基因，其中A基因14400個，a基因14400個。則A的基因頻率＝eq\f(24000＋14400,60000)×100%＝64%，a的基因頻率＝eq\f(7200＋14400,60000)×100%＝36%。[例2]在一次紅綠色盲的調(diào)查中，其調(diào)查男女各200名，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，女性紅綠色盲基因的攜帶者有15人，患者有5人，男性患者有11人。那么這個群體中紅綠色盲基因的頻率是()A.4.5% B.6%C.9% D.7.8%答案B解析因為女性的性染色體組成為XX，男性為XY，紅綠色盲基因(用b表示)及其等位基因(用B表示)只位于X染色體上，所以基因b共有15×1＋5×2＋11×1＝36(個)，因此紅綠色盲基因的頻率＝eq\f(36,200×2＋200)×100%＝6%。重點題型2利用基因型計算法(針對位于常染色體上或X、Y染色體同源區(qū)段上的基因)(1)已知基因型的個體數(shù)，求某基因的頻率，則基因頻率＝[(該基因純合子個體數(shù)×2＋雜合子個體數(shù))/(總個體數(shù)×2)]×100%。(2)已知基因型頻率，求基因頻率，則A的基因頻率＝AA的基因型頻率＋eq\f(1,2)Aa的基因型頻率；a的基因頻率＝aa的基因型頻率＋eq\f(1,2)Aa的基因型頻率。[例3]某小麥種群中TT個體占20%，Tt個體占60%，tt個體占20%，由于某種病害導致tt個體全部死亡，則病害發(fā)生前后該種群中T的基因頻率分別是()A.50%、50% B.50%、62.5%C.62.5%、50% D.50%、100%答案B解析由題意可知，病害發(fā)生前的各種基因型頻率是TT＝20%，Tt＝60%，tt＝20%，所以病害發(fā)生前T的基因頻率＝20%＋eq\f(1,2)×60%＝50%；病害發(fā)生后，tt個體全部死亡，TT的基因型頻率為20%÷(20%＋60%)＝25%，Tt的基因型頻率為60%÷(20%＋60%)＝75%，所以病害發(fā)生后T的基因頻率＝25%＋eq\f(1,2)×75%＝62.5%。重點題型3遺傳平衡定律1.前提在理想種群中。(1)種群足夠大。(2)所有雌、雄個體之間自由交配并產(chǎn)生后代。(3)沒有遷入和遷出。(4)沒有自然選擇。(5)沒有突變。2.計算公式當?shù)任换蛑挥袃蓚€(設為A、a)時，設p表示A的基因頻率，q表示a的基因頻率，則：基因型AA的頻率＝p2；基因型Aa的頻率＝2pq；基因型aa的頻率＝q2；(p＋q)2＝p2＋2pq＋q2＝1。若已知某種純合子的基因型頻率，即可直接開平方求出相應基因的頻率。如在進行有性生殖的理想種群中，某種群隱性性狀(aa)的頻率為0.01，則a基因的頻率為eq\r(0.01)＝0.1。3.自交與自由交配后代的基因頻率、基因型頻率的變化分析(1)某種群的所有個體自交，若沒有進行選擇，則自交后代的基因頻率不變，基因型頻率會改變，并且雜合子的基因型頻率降低，純合子的基因型頻率升高。(2)某種群的所有個體隨機交配，在無基因突變、各種基因型的個體生活力相同時，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不改變。[例4]一個隨機交配的足夠大的種群中，某一相對性狀(由基因A、a控制)中顯性性狀的基因型的頻率是0.36，則()A.該種群繁殖一代后雜合子(Aa)的基因型頻率是0.32B.顯性基因的基因頻率大于隱性基因的基因頻率C.若該種群基因庫中的基因頻率發(fā)生變化，說明一定發(fā)生了基因突變D.若該種群中A基因的頻率為0.4，則表現(xiàn)為A基因所控制的性狀的個體在種群中占40%答案A解析根據(jù)題意可知，aa的基因型頻率為1－0.36＝0.64，則a的基因頻率為0.8，A的基因頻率為0.2，該種群繁殖一代后雜合子(Aa)的基因型頻率是2×0.2×0.8＝0.32，A正確；顯性基因的基因頻率小于隱性基因的基因頻率，B錯誤；種群的基因頻率發(fā)生變化說明生物發(fā)生了進化，但不一定發(fā)生了基因突變，C錯誤；若A的基因頻率為0.4，則a的基因頻率為0.6，表現(xiàn)為A基因所控制的性狀的個體(AA、Aa)在種群中所占的比例為0.42＋2×0.4×0.6＝0.64，即64%，D錯誤。[例5]已知某種群中，AA基因型頻率為25%，aa基因型頻率為39%，則該種群的個體自交一代后，基因型AA的頻率為()A.50% B.34%C.25% D.61%答案B解析常染色體上的基因，已知各基因型的比例，求該種群自交一代后，某基因型或某基因的頻率時，不能用遺傳平衡定律，要先計算出當代各種基因型的頻率，再在自交后代中統(tǒng)計出各種基因型的頻率。由于AA＝25%，aa＝39%，可知Aa＝1－25%－39%＝36%。AA個體自交后代的基因型為AA，在整個后代中的頻率仍為25%，aa個體的自交后代為aa，在整個后代中的頻率仍為39%，Aa的個體自交后代中AA基因型個體占1/4，因此占總后代的比例為36%×1/4＝9%。故該群體的個體自交一代，基因型為AA的頻率為25%＋9%＝34%。[例6]果蠅的體色由常染色體上的一對等位基因控制，基因型BB、Bb為灰身，bb為黑身。若人為地組成一個群體，其中80%為BB個體，20%為bb的個體，群體隨機交配，其子代中Bb的比例為()A.25% B.32%C.50% D.64%答案B解析因為BB＝80%，bb＝20%，所以B＝BB＋1/2×Bb＝80%＋0＝80%，b＝1－B＝1－80%＝20%。則有Bb＝2×80%×20%＝32%。重難突破6生物進化與新物種形成(時間：30分鐘)1.在19世紀中葉以前，英國曼徹斯特地區(qū)的樺尺蛾幾乎都是淺色型(s)的，隨著工業(yè)的發(fā)展，工廠排出的煤煙逐漸將樹皮熏成黑褐色，到了20世紀中葉，黑色型(S)的樺尺蛾成了常見類型。下列與此相關的敘述正確的是()A.自然選擇的方向發(fā)生了改變，所以自然選擇是不定向的B.樺尺蛾種群進化過程中接受選擇的是各種基因型的個體C.該地區(qū)樺尺蛾種群進化過程中Ss的基因型頻率不會改變D.長時間的環(huán)境污染導致s基因定向突變成S基因答案B解析自然選擇是定向的，A錯誤；自然選擇直接作用于表型，選擇的是各種基因型的個體，B正確；基因型為Ss的個體對應的表型為黑色，適應環(huán)境，通過選擇，其基因型頻率增加，C錯誤；基因突變是不定向的，D錯誤。2.下列關于生物進化與生物多樣性的敘述，錯誤的是()A.不同物種之間、生物與無機環(huán)境之間協(xié)同進化導致生物多樣性形成B.捕食者的存在，有利于增加物種多樣性C.有性生殖的出現(xiàn)加快了生物進化的步伐D.物種之間的協(xié)同進化都是通過物種之間的生存斗爭實現(xiàn)的答案D解析物種之間的協(xié)同進化不只是通過物種之間的生存斗爭實現(xiàn)，物種之間的互利共生等關系也會實現(xiàn)協(xié)同進化，D錯誤。3.若高速公路的修建將某種羚羊的棲息地分割成兩塊，并由此形成兩個完全獨立的種群。下列敘述正確的是()A.高速公路的修建會誘導兩個種群發(fā)生不同的變異B.高速公路的修建將增大該羚羊的活動空間C.許多年后，兩個羚羊種群之間有可能產(chǎn)生生殖隔離D.這兩個種群的突變和基因重組對彼此的基因頻率有影響答案C解析變異是不定向的，且高速公路的修建不是誘導兩個種群發(fā)生不同的變異的原因，A錯誤；高速公路的修建將減小該羚羊的活動空間，B錯誤；由于環(huán)境不同，通過自然選擇，兩個區(qū)域內(nèi)的羚羊的基因頻率不同，許多年后，兩個羚羊種群之間有可能產(chǎn)生生殖隔離，C正確；這兩個種群是獨立的，它們的突變和基因重組對彼此的基因頻率影響是互不干擾的，D錯誤。4.若某種群中原本只存在基因型為Aa的個體，由于外界因素的改變，該種群被分割成甲、乙兩個種群，如圖表示分割后的兩個種群中A基因的基因頻率變化情況。下列敘述正確的是()A.T時刻甲、乙種群中雜合子的基因型頻率相同B.T時刻將甲、乙種群混合后，A基因的基因頻率為0.5C.甲、乙種群均未發(fā)生進化D.環(huán)境通過對基因型的選擇影響基因頻率答案A解析雜合子的基因型頻率＝2×A基因的頻率×a基因的頻率，所以T時刻甲、乙種群中雜合子的基因型頻率相同，A正確；由于甲、乙兩個種群不一定一樣大，所以不能判斷混合后的種群基因頻率，B錯誤；兩個種群基因頻率均有改變，故均發(fā)生了進化，C錯誤；環(huán)境通過對表型的選擇影響基因頻率，D錯誤。5.下列關于生命起源與生物進化的敘述，錯誤的是()A.單細胞生物是地球上最早出現(xiàn)的生命形式B.捕食者的捕食有利于被捕食者種群的發(fā)展C.加拉帕戈斯群島上不同種地雀的形成是它們之間相互選擇、協(xié)同進化的結果D.雜交育種過程中，汰劣留良的人工選擇使種群的基因頻率發(fā)生了定向改變答案C解析加拉帕戈斯群島上不同種地雀的形成，是分布到不同島嶼上的地雀種群適應不同島嶼環(huán)境的結果，而不是它們之間協(xié)同進化的結果，C錯誤。6.無花果的隱頭花序花托的頂端有一個很小的開孔，專有的、高度特化的榕小蜂雌蜂進入小孔后在花上產(chǎn)卵，雌蜂在花序上爬行時能進行傳粉，無花果隱頭花序是榕小蜂幼體唯一的棲息場所和食物來源。下列分析正確的是()A.榕小蜂特殊的生殖行為決定了無花果的變異方向B.兩者的依存關系是相互選擇、協(xié)同進化的結果C.花序的特化是無花果新物種形成的必要條件D.兩種生物所發(fā)生的可遺傳的變異決定了進化的方向答案B解析變異是不定向的，榕小蜂特殊的生殖行為只是起了選擇作用；榕小蜂和無花果之間互利共生，兩者的依存關系是相互選擇、協(xié)同進化的結果；花序的特化并未產(chǎn)生生殖隔離，故不是新物種形成的必要條件；自然選擇決定生物進化的方向。7.澳洲某小島上生活著兩種棕櫚科植物。研究認為：200萬年前，它們的共同祖先遷移到該島，一部分生活在pH較高的石灰?guī)r上，開花較早；另一部分生活在pH較低的火山灰上，開花較晚。由于花期不同，不能相互受粉，經(jīng)過長期演變，最終形成兩個不同的物種。下列有關分析正確的是()A.花期不同阻止了基因交流，最終形成了生殖隔離B.基因突變產(chǎn)生新的等位基因，導致種群基因頻率定向改變C.土壤酸堿度的選擇作用，誘發(fā)個體產(chǎn)生不同的變異D.若將這兩種植物種植在相同環(huán)境中，它們一定能雜交產(chǎn)生可育后代答案A解析根據(jù)題干信息，兩種植物由于生活在不同pH條件下，開花期不同導致出現(xiàn)生殖隔離，因此土壤的酸堿度對生物起了選擇作用，并不是誘發(fā)了生物變異，A正確、C錯誤；自然選擇會導致基因頻率的定向改變，從而引起生物進化，B錯誤；把這兩種植物種植在相同環(huán)境中，一般不會產(chǎn)生可育后代，D錯誤。8.如圖所示是關于生物進化方面的證據(jù)。下列相關敘述，正確的是()A.圖甲中四種地雀喙的差異是由于不同食物的刺激所致的不同變異B.圖乙中昆蟲的兩類翅形的形成是對環(huán)境的主動適應C.圖丙是兩種體色的樺尺蛾，它們的性狀分化是新物種形成的標志D.圖丁中捕食關系對兩者都是有益的，捕食者的存在有利于增加物種多樣性答案D解析圖甲中四種地雀喙的差異、圖乙中昆蟲的兩類翅形的形成及圖丙中兩種體色的樺尺蛾都是自然選擇作用的結果，新物種形成的標志是產(chǎn)生生殖隔離，而不是性狀分化。9.下列各項中，形成了新物種的是()A.二倍體西瓜經(jīng)秋水仙素處理成為四倍體西瓜B.母馬與公驢交配產(chǎn)生不育的騾子C.二倍體水稻花藥離體培養(yǎng)獲得的單倍體水稻D.樺尺蛾種群中S的基因頻率由95%變?yōu)?%答案A解析二倍體西瓜經(jīng)秋水仙素處理形成的四倍體西瓜可育，且與原西瓜有生殖隔離，是一個新物種，A正確；母馬與公驢交配產(chǎn)生不育的騾子，騾子不是一個新物種，B錯誤；二倍體水稻花藥離體培養(yǎng)獲得的單倍體水稻不可育，不是新物種，C錯誤；樺尺蛾種群中S的基因頻率由95%變?yōu)?%，只能說明有生物進化，不能說明產(chǎn)生了新物種，D錯誤。10.江漢平原盛產(chǎn)油菜，科技人員非常注重油菜品種的選育。如圖表示油菜的含油量隨選擇世代數(shù)的變化情況。選擇育種對高含油量油菜品種的產(chǎn)生所起的作用是()A.定向誘導了控制含油量基因的自由組合過程B.改變了控制產(chǎn)油的這對等位基因的總頻率C.改變了油菜的基因庫，導致新物種的產(chǎn)生D.淘汰了部分表型，使高含油量基因的基因頻率增大答案D解析基因的自由組合發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，不是定向誘導的結果，A錯誤；控制產(chǎn)油的一對等位基因的總頻率為1，是不變的，B錯誤；從每一代的變異個體中選育出含油量高的油菜品種進行繁殖培育，必然淘汰許多產(chǎn)油量低的類型，進而使高含油量基因的基因頻率增大，改變了油菜的基因庫，但不一定出現(xiàn)生殖隔離，因此不一定導致新物種的產(chǎn)生，C錯誤、D正確。11.某種田鼠，已知等位基因T(長尾)和t(短尾)位于X染色體上，且?guī)в蠿t的精子與卵細胞結合后使受精卵致死。將長尾雄鼠與雜合長尾雌鼠雜交得到F1，再讓F1相互交配得到F2。在理論上，下列推斷錯誤的是()A.F2中，雌雄個體的數(shù)量比為1∶2B.F2中，長尾∶短尾的數(shù)量比為5∶1C.F2的雌性個體中，T基因頻率∶t基因頻率為3∶1D.F2的雄性個體中，T基因頻率∶t基因頻率為3∶1答案C解析據(jù)題意可知，長尾雄鼠的基因型為XTY，雜合長尾雌鼠的基因型為XTXt，雜交得到F1中，雌鼠為1/2XTXT、1/2XTXt，雄鼠為1/2XTY、1/2XtY，產(chǎn)生的雌配子有3/4XT、1/4Xt，雄配子有1/4XT、1/4Xt、1/2Y，因帶有Xt的精子與卵細胞結合后使受精卵致死，導致有3/16XTXt和1/16XtXt的受精卵死亡，故F2中雌鼠只有1/2存活，雌雄鼠個體的數(shù)量比為1∶2，A正確；因F2中雌鼠的基因型及比例為3/12XTXT∶1/12XTXt，均為長尾，F(xiàn)2雄鼠的基因型及比例為6/12XTY(長尾)∶2/12XtY(短尾)，故長尾與短尾之比為(3/12＋1/12＋6/12)∶(2/12)＝5∶1，B正確；F2雌鼠中T的基因頻率∶t的基因頻率為(3×2＋1)∶1＝7∶1，C錯誤；F2雄鼠中T基因頻率∶t基因頻率為3∶1，D正確。12.根據(jù)現(xiàn)代生物進化理論，下列關于協(xié)同進化的敘述，不正確的是()A.不同物種之間、生物與無機環(huán)境之間都存在協(xié)同進化，從而導致生物多樣性的形成B.在自然選擇過程中，黑色樺尺蛾與灰色樺尺蛾之間表現(xiàn)為協(xié)同進化C.非洲野牛與獅子之間可通過種間競爭等實現(xiàn)協(xié)同進化D.光合生物產(chǎn)生了氧氣，而氧氣也為好氧生物的出現(xiàn)創(chuàng)造了條件，這屬于生物與環(huán)境之間的協(xié)同進化答案B解析協(xié)同進化是指不同物種之間、生物與無機環(huán)境之間在相互影響中不斷進化和發(fā)展。黑色樺尺蛾與灰色樺尺蛾為同一物種，二者之間不存在協(xié)同進化，B錯誤。13.許多動物在不同季節(jié)數(shù)量有很大差異。春季繁殖，夏季數(shù)量增加到最多，到了冬季，由于寒冷、缺少食物等而大量死亡。第二年春季，殘存的少量個體繼續(xù)繁殖而使數(shù)量增多。因此形成一個如瓶頸樣的模式(如圖所示，●為抗藥性個體)，其中瓶頸部分代表動物數(shù)量減少的時期。下列分析正確的是()A.突變和基因重組決定了該種群生物進化的方向B.在圖中所示的三年間，該生物種群進化形成了新物種C.在使用殺蟲劑防治害蟲時，害蟲抗藥性基因的頻率增加，說明害蟲對環(huán)境進行了選擇D.在自然越冬無殺蟲劑作用時，害蟲中抗藥性基因的頻率下降，說明變異的有利或有害取決于環(huán)境的變化答案D解析自然選擇決定生物進化的方向，A錯誤；種群基因頻率發(fā)生變化，生物并不一定進化成新物種，B錯誤；在使用殺蟲劑防治害蟲時，害蟲抗藥性基因的頻率增加，說明環(huán)境對害蟲進行了選擇，C錯誤。14.中國女科學家屠呦呦獲2015年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎，她發(fā)現(xiàn)的青蒿素挽救了數(shù)百萬人的生命?，F(xiàn)有一野生型青