【創(chuàng)新設(shè)計】2022年高三生物(人教版)一輪復習-能力提升案9-種群基因頻率與基因型頻率-能力突破

力量提升案9種群基因頻率與基因型頻率突破點種群基因頻率與基因型頻率的計算[學問精講]1．基因頻率指一個種群基因庫中某個基因占全部等位基因數(shù)的比例?；蝾l率＝eq\f(某種基因的數(shù)目,把握同種性狀的全部等位基因的總數(shù))×100%(1)不同的基因在基因庫中所占的比例是不同的，影響基因頻率的因素有基因突變、自然選擇等。(2)種群基因頻率的定向轉(zhuǎn)變導致生物朝肯定方向不斷進化。2．基因型頻率指某種特定基因型的個體占群體內(nèi)全部個體的比例?；蛐皖l率＝eq\f(特定基因型的個體數(shù),總個體數(shù))×100%3．通過基因型頻率計算基因頻率(1)在種群中一對等位基因的基因頻率之和等于1，基因型頻率之和也等于1。(2)一種基因的頻率＝該基因純合子的基因型頻率＋eq\f(1,2)雜合子的基因型頻率。(3)已知基因型AA或aa的頻率，求A或a的頻率用開平方的方法。即A(a)＝eq\r(AAaa的基因型頻率)(對于XY型性別打算的生物，雄性的伴性遺傳除外)。4．運用哈代一溫伯格平衡，由基因頻率計算基因型概率(1)內(nèi)容：在一個有性生殖的自然種群中，當?shù)任换捎谝粚?A、a)時，設(shè)p代表A基因的頻率，q代表a基因的頻率則(p＋q)2＝p2＋2pq＋q2＝1。其中p2是AA(純合子)的基因型頻率，2pq是Aa(雜合子的基因型頻率，q2是aa(純合子)的基因型頻率。(2)適用條件：在一個有性生殖的自然種群中，在符合以下5個條件的狀況下，各等位基因的基因頻率和基因型頻率在代代遺傳中是穩(wěn)定不變的，或者說是保持著動態(tài)平衡的。5個條件是：種群大；種群中個體間的交配是隨機的；沒有遷入遷出的發(fā)生；種群之間不存在個體的遷移或基因溝通；沒有自然選擇。[考題示例]【示例1】(2022·海南卷)某動物種群中，AA、Aa和aa基因型的個體依次占25%、50%和25%。若該種群中的aa個體沒有繁殖力量，其他個體間可以隨機交配，理論上，下一代AA∶Aa∶aa基因型個體的數(shù)量比為()A．3∶3∶1B．4∶4∶1C．1∶2∶0D．1∶2∶1解析若該種群中的aa個體沒有繁殖力量，其他個體間可以隨機交配，就是AA、Aa這兩種基因型的雌雄個體間的交配，AA占eq\f(1,3)、Aa占eq\f(2,3)，(用棋盤法)：產(chǎn)生雌雄配子的概率eq\f(2,3)Aeq\f(1,3)aeq\f(2,3)Aeq\f(4,9)AAeq\f(2,9)Aaeq\f(1,3)aeq\f(2,9)Aaeq\f(1,9)aa理論上，下一代AA∶Aa∶aa基因型個體的數(shù)量比為4∶4∶1，故選B。答案B【示例2】(2010·海南單科，24)某動物種群中AA、Aa和aa的基因型頻率分別為0.3、0.4和0.3，請回答。(1)該種群中a基因的頻率為________。(2)假如該種群滿足四個基本條件，即種群________、不發(fā)生________、不發(fā)生________、沒有遷入遷出，且種群中個體間隨機交配，則理論上該種群的子一代中aa的基因型頻率為______；假如該種群的子一代再隨機交配，其后代中aa的基因型頻率______(填“會”或“不會”)發(fā)生轉(zhuǎn)變。(3)假定該動物種群滿足上述四個基本條件，但不發(fā)生隨機交配，只在相同基因型之間進行交配，則理論上該種群的子一代中AA、Aa和aa的基因型頻率分別為________、________和________；假如子一代也同樣只發(fā)生相同基因型之間的交配，其后代中AA、Aa和aa的基因型頻率________(填“會”或“不會”)發(fā)生轉(zhuǎn)變。解析(1)a基因的頻率為0.4×1/2＋0.3＝0.5，A的基因頻率也為0.5。(2)依據(jù)遺傳平衡理論，aa的基因型頻率＝(0.5)2＝0.25。(3)若該種群只在相同基因型之間進行交配，子一代的基因型頻率AA＝0.3＋0.4×1/4＝0.4，Aa＝0.4×1/2＝0.2，aa＝0.3＋0.4×1/4＝0.4。假如子一代同樣進行相同基因型之間的交配，則后代中基因型頻率AA＝0.4＋0.2×1/4＝0.45，Aa＝0.2×1/2＝0.1，aa＝0.4＋0.2×1/4＝0.45，可見后代的基因型頻率會發(fā)生轉(zhuǎn)變。答案(1)0.5(2)足夠大基因突變(或突變)自然選擇0.25不會(3)0.40.20.4會計算常染色體遺傳和伴性遺傳的基因頻率用NAA、NXAY分別表示該基因型的個體數(shù)，用PAA、PXAY表示該基因型的頻率，用p、q表示A、a的基因頻率。(1)常染色體遺傳方式p＝eq\f(2NAA＋NAa,2NAA＋NAa＋Naa)＝PAA＋eq\f(1,2)PAaq＝eq\f(2Naa＋NAa,2NAA＋NAa＋Naa)＝Paa＋eq\f(1,2)PAa(2)伴X染色體遺傳方式p＝eq\f(2NXAXA＋NXAXa＋NXAY,2NXAXA＋NXAXa＋NXaXa＋NXAY＋NXaY)q＝eq\f(2NXaXa＋NXAXa＋NXaY,2NXaXa＋NXAXa＋NXAXA＋NXaY＋NXAY)易錯警示！自交和自由交配的基因型頻率計算方法不同。假如是自交，則應(yīng)依據(jù)遺傳圖解進行逐個分析，而假如是自由交配，則應(yīng)按遺傳平衡進行計算，即AA的基因型頻率＝A的基因頻率×A的基因頻率。自交過程中，可以依據(jù)基因型頻率求基因頻率，但不行以依據(jù)基因頻率求基因型頻率。自交前后基因型頻率在變，基因頻率不變。[跟進題組]1．從一個群體中抽取基因型為AA、Aa、aa的個體數(shù)分別是40、50、10，求A、a的基因頻率。解析方法一先求總基因個數(shù)，再分別求基因頻率該群體總基因個數(shù)為200，A的基因頻率為eq\f(2×40＋50,200)×100%＝65%，a的基因頻率為eq\f(2×10＋50,200)×100%＝35%。方法二公式法求解A的基因頻率＝AA的基因型頻率＋eq\f(1,2)×Aa的基因型頻率＝eq\f(40,100)＋eq\f(1,2)×eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(\f(50,100)))＝65%；a的基因頻率＝1－65%＝35%。答案65%35%2．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，其中純合體12000人。那么，在這個人群中A、a的基因頻率各是多少？解析因等位基因成對存在，30000人中共有基因30000×2＝60000(個)，藍眼3600人中含a基因7200個，褐眼26400人，純合體12000人含A基因24000個，雜合體14400人含28800個基因，其中A基因14400個，a基因14400個。則A的基因頻率＝(24000＋14400)/60000×100%＝64%，a的基因頻率＝(7200＋14400)/60000×100%＝36%。答案64%和36%3．某性狀由常染色體上的一對等位基因把握(用A、a表示)，某種群中顯性類型所占比例為36%，求該種群中AA、Aa及aa基因型頻率。解析由顯性類型A_為36%可推知aa＝64%。則a＝eq\r(\f(64,100))＝eq\f(8,10)＝eq\f(4,5)，A＝eq\f(1,5)故AA＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,5)))2＝eq\f(1,25)＝4%，Aa＝2×eq\f(4,5)×eq\f(1,5)＝eq\f(8,25)＝32%。答案4%,32%及64%4．一種蛾中把握淺顏色的等位基因是隱性的，把握深顏色的等位基因是顯性的。假設(shè)有640只淺色的蛾和369只深色的蛾，群體符合哈代—溫伯格平衡定律，求雜合子蛾的基因型頻率。解析設(shè)顯性基因頻率為p，隱性基因頻率為q，依據(jù)(p＋q)2＝p2＋2pq＋q2＝1，已知q2＝eq\f(640,640＋369)≈0.63因此，q≈0.8，又由于p＋q＝1，所以p＝1－q＝1－0.8＝0.2，依據(jù)哈代—溫伯格平衡定律，雜合子蛾在群體中應(yīng)為：2pq＝2×0.8×0.2＝0.32，因此，雜合子蛾的基因型頻率為0.32。答案0.325．據(jù)調(diào)查，某學校同學中基因型及比例為XBXB(42.32%)、XBXb(7.36%)、XbXb(0.32%)、XBY(46%)、XbY(4%)，則在該群體中B和b的基因頻率分別為()A．6%、8%B．8%、92%C．78%、92%D．92%、8%解析假設(shè)被調(diào)查的總?cè)藬?shù)為100個，由于B和b這對等位基因只存在于X染色體上，Y染色體上無相應(yīng)的等位基因，故基因總數(shù)為150個，而B和b基因的個數(shù)分別為42.32×2＋7.36＋46＝138,7.36＋0.32×2＋4＝12，故B的基因頻率為eq\f(138,150)×100%＝92%，b的基因頻率為eq\f(12,150)×100%＝8%。答案D6．(2021·山東卷)用基因型為Aa的小麥分別進行連續(xù)自交、隨機交配，連續(xù)自交并逐代淘汰隱性個體、隨機交配并逐代淘汰隱性個體，依據(jù)各代Aa基因型頻率繪制曲線如圖。下列分析錯誤的是()A．曲線Ⅱ的F3中Aa基因型頻率為0.4B．曲線Ⅲ的F2中Aa基因型頻率為0.4C．曲線Ⅳ的Fn中純合子的比例比上一代增加eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))n＋1D．曲線Ⅰ和Ⅳ的各子代間A和a的基因頻率始終相等解析對題目中提到四種交配方式逐一分析。①雜合子連續(xù)自交：Fn中Aa基因型頻率為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))n，圖中曲線Ⅳ符合，連續(xù)自交得到的Fn中純合子比例為1－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))n，F(xiàn)n－1中純合子的比例為1－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))(n－1)，二者之間差值是eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))n，C項錯誤；由于在雜合子的連續(xù)自交過程中沒有選擇，各代間A和a的基因頻率始終相等，故D項中關(guān)于曲線Ⅳ的描述正確；②雜合子的隨機交配：親本中Aa基因型頻率為1，隨機交配子一代中Aa基因型頻率為eq\f(1,2)，連續(xù)隨機交配，因不受干擾，A和a的基因頻率不轉(zhuǎn)變，Aa的基因型頻率也保持定值，曲線Ⅰ符合小麥的此種交配方式，同時D項中關(guān)于曲線Ⅰ的描述正確；③連續(xù)自交并逐代淘汰隱性個體：親本中Aa基因型頻率為1，自交一次并淘汰隱性個體后Aa基因型頻率為eq\f(2,3)，其次次自交并淘汰隱性個體后Aa基因型頻率為eq\f(2,5)，即0.4，第三次自交并淘汰隱性個體后Aa基因型概率為eq\f(2,9)，所以曲線Ⅲ為連續(xù)自交并逐代淘汰隱性個體，B項正確；④隨機交配并逐代淘汰隱性個體：基因型為Aa的親本隨機交配一次(可視為自交)，產(chǎn)生子一代淘汰掉隱性個體后Aa基因型頻率為eq\f(2,3)，再隨機交配產(chǎn)生子二代并淘汰掉隱性個體，A基因頻率為eq\f(3,4)，a的基因頻率為eq\f(1,4)，產(chǎn)生子三代中Aa的基因型頻率為0.4，曲線Ⅱ符合，A項正確。答案C7．人類的ABO血型系統(tǒng)由3三個等位基因IA、IB、i打算，通過調(diào)查一個由400個個體組成的樣本，發(fā)覺180人是A型血，144人是O型血，從理論上推想，該人群中血型為B的人應(yīng)當有()A．24人B．36人C．52人D．76人解析設(shè)IA的基因頻率為p,設(shè)i的基因頻率為q,設(shè)IB的基因頻率為t。A型血的基因型可能有兩種——IAIA和IAi，所以應(yīng)當是IAIA和IAi的基因頻率之和＝p2＋2pq。B型血的基因型可能有兩種——IBIB和IBi，所以應(yīng)當是IBIB和IBi的基因頻率之和＝t2＋2tq。由題意知道：A型血的基因型頻率為IAIA和IAi的基因頻率之和＝p2＋2pq＝eq\f(180,400)；1