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种群基因频率和基因型频率
的分析及相关计算
易错归因
不能正确进行种群基因频率和基因型频率的分析及相关计算。
典型易错题
例1（2022·辽宁省锦州市·模拟题）在一个较大的果蝇种群中，雌雄果蝇数量相等，且雌雄个体之间可以自由交配。若种群中B的基因频率为80%，b的基因频率为20%，则下列叙述错误的是（　　）
A．若B、b位于常染色体上，则雄果蝇中出现基因型为bb的概率为4%
B．若B、b位于常染色体上，则显性个体中出现杂合雄果蝇的概率约为17%
C．若B、b只位于X染色体上，则XbXb、XbY的基因型频率分别为4%、20%
D．若B、b的基因频率发生定向改变，则说明该果蝇种群一定发生了进化
【答案】C
【解析】若B、b位于常染色体上，则雄果蝇中出现基因型为bb的概率为20%×20%=4%，A正确；若B、b位于常染色体上，出现基因型为BB的概率为80%×80%=64%，出现基因型为Bb的概率为2×80%×20%=32%，则显性个体中出现杂合雄果蝇的概率为32%÷（32%+64%）×≈17%，B正确；若B、b只位于X染色体上，在雌性个体中，XbXb为20%×20%=4%，在雄性个体中，XbY为20%，而雌雄数量相等，所以该种群中XbXb、XbY的基因型频率分别为2%、10%，C错误；生物进化的实质是种群基因频率的改变，若B、b的基因频率发生定向改变，则说明该果蝇种群一定发生了进化，D正确。故选：C。
解题技巧
1．基因频率和基因型频率
定义 公式
基因频率 在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。
基因型频率 在一个种群中，某基因型个体占全部个体的比率。
2．基因频率的常见计算方法
（1）“定义法”求解基因频率
①基因位于常染色体上：
某基因的频率＝×100%
②基因位于X染色体上，Y染色体上无等位基因，计算时只计算X染色体上的基因数，不考虑Y染色体：
某基因的频率＝×100%
注意：ZW型性别决定也是这样计算。
（2）“公式法”求解基因频率
设有N个个体的种群，当等位基因只有两个时（A、a），AA、Aa、aa的个体数分别为n1、n2、n3，A、a的基因频率分别用PA、Pa表示，AA、Aa、aa的基因型频率分别用PAA、PAa、Paa表示，则：
PA＝＝＝PAA＋PAa
Pa＝＝＝Paa＋PAa
注意：某等位基因的频率＝该等位基因纯合子的频率＋杂合子的频率。
3．利用遗传平衡公式计算基因频率和基因型频率
（1）前提条件：a.种群非常大；b.所有雌雄个体之间自由交配；c.没有迁入和迁出；d.没有自然选择；e.没有基因突变。
（2）计算方法：当等位基因只有两个时（A、a），设p表示A的基因频率，q表示a的基因频率，则：基因型AA的频率＝p2；基因型Aa的频率＝2pq；基因型aa的频率＝q2。如果一个种群达到遗传平衡，其基因型频率应符合：p2＋2pq＋q2＝1。
同类题练习
1．（2021·广东省·历年真题）兔的脂肪白色（F）对淡黄色（f）为显性，由常染色体上一对等位基因控制。某兔群由500只纯合白色脂肪兔和1500只淡黄色脂肪兔组成，F、f的基因频率分别是（　　）
A．15%、85% B．25%、75% C．35%、65% D．45%、55%
2．（2022·江苏省·模拟题）某海岛上分趾海龟WW占25%，Ww占50%，连趾海龟ww占25%。在食物缺乏的环境下，分趾海龟（WW、Ww）的个体数每年各减少20%，连海龟ww的个体数量保持稳定，则一年后W的基因频率是（　　）
A．47.1% B．29.4% C．50% D．52.9%
3．（2022·浙江省·模拟题）某植物种群中，AA基因型个体占40%，aa基因型个体占20%，若该种群植物自交，则自交前A的基因频率、自交后aa的基因型频率分别是（　　）
A．40%、16% B．60%、30% C．40%、30% D．60%、16%
4．（2022·河北省保定市·模拟题）某种植物的红花和白花由一对等位基因D/d控制，在某一种群数量足够大且自由交配的该植物种群中，DD占20%、Dd占40%、dd占40%，若将此种群中的个体随机分为两个完全相同的种群甲和乙，之后两个种群均无突变和迁入、迁出。甲由于环境条件改变，dd个体全部被淘汰，经过一代后，甲、乙中D基因的频率分别为（　　）
A．75%和40% B．66.7%和63.3% C．66.7%和60% D．43.7%和40%
5．（2022·湖南省岳阳市·模拟题）某种群数量较大、所处环境适宜且稳定，其中AA个体占36%，Aa个体占48%，则该种群随机交配产生的后代中AA个体百分比、A基因频率和自交产生的后代中AA个体百分比、A基因频率的变化依次为（　　）
A．增大，不变；不变，不变 B．不变，增大；增大，不变
C．不变，不变；增大，不变 D．不变，不变；不变，增大
6．（2022·上海市·模拟题）设处于遗传平衡的某个种群，A基因频率为p，a基因频率为q，且2pq＞p2＞q2，若AA基因型个体不断被淘汰，则该种群AA、Aa、aa三种基因型频率的变化过程为（　　）
A．②→③→④ B．③→④→①
C．①→②→④→③ D．②→③→④→①
7．（2022·广西壮族自治区南宁市·模拟题）某山区岩石较多，有深色岩区和浅色岩区，在不同区域生活着同种岩鼠，其体毛深色对浅色为显性（由一对等位基因控制），毛色与环境差异较大则容易被天敌捕食。某科研小组对该地深色岩区和浅色岩区岩鼠的深色表型频率及深色基因频率进行调查，结果如下表。下列分析正确的是（　　）
岩区 深色表型频率 深色基因频率
深色岩区 0.95 0.7
浅色岩区 0.5 0.3
A．两个岩区深色基因频率不同，说明两岩区岩鼠存在着生殖隔离
B．两个岩区深色表型频率不同，说明天敌直接作用于基因型
C．两个岩区岩鼠的浅色基因频率相比较，浅色岩区的更低
D．浅色岩区的岩鼠中，纯合子基因型频率比杂合子基因型频率高
8．（2022·山西省吕梁市·模拟题）在对某植物种群进行调查时，发现基因型为AA和aa的植株所占比例分别为10%和70%，假定各种基因型个体的生存能力相同。第二年对该植物种群进行调查，发现基因型为AA和aa的植株所占比例分别为4%和64%。下列相关叙述错误的是（　　）
A．第二年该种群中A和a的基因频率分别为20%和80%
B．第二年该种群全部个体所含有的全部基因构成该种群的基因库
C．种群中基因型为Aa的植株由20%变为32%，说明该种群发生了进化
D．现代生物进化理论认为自然选择会导致种群基因频率发生定向改变
9．（2022·天津市市辖区·模拟题）在一个果蝇种群中，雌雄果蝇数量相等，且雌雄个体之间可以自由交配。若种群中A的基因频率为80%，a的基因频率为20%。在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ时间段都经历多次繁殖过程，定期随机抽取计算出A和a的基因频率变化曲线如图所示。则下列说法错误的是（　　）
说明：实线表示A的基因频率变化，虛线表示a的基因频率变化
A．经历了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ时间段的多次繁殖，基因频率发生了改变使该种群产生了进化
B．若该基因位于常染色体上，在Ⅰ和Ⅲ的两个时间阶段中雌雄杂合子的基因型频率都是32%
C．在第Ⅰ和第Ⅲ时间段中A和a的基因频率不变，多次繁殖的后代基因型频率也不变
D．若该对等位基因只位于X染色体上，经历三个时间段后，XaXa、XaY的基因型频率分别为32%、80%
10．（2022·重庆市·模拟题）图1所示为某地区中某种老鼠原种群被一条河分割成甲、乙两个种群后的进化过程图；图2所示为在某段时间内，种群甲中的A基因频率的变化情况，请思考回答下列问题：
（1）图1中b过程的实质是_____________________，其直接作用对象是_______。
（2）图2中在______时间段内甲种群发生了生物进化，在T点时______（填“是”、“否”或“不一定”）形成新物种。
（3）若时间单位为年，在某年时，甲种群AA、Aa和aa的基因型频率分别为10%、30%和60%，现假设甲种群所生存的环境发生一种新的变化，使得生存能力AA=Aa＞aa，其中aa个体每年减少10%，而AA和Aa个体每年增加10%，则下一年时种群中的aa的基因型频率约为______（保留一位小数）。
同类题练习参考答案
1．B 【解析】分析题意可知，某兔群由500只纯合白色脂肪兔和1500只淡黄色脂肪兔组成，说明没有杂合子的白色脂肪兔，即纯合白色脂肪兔FF=25%，ff=75%。根据公式，F基因频率=纯合子基因型比率+杂合子基因型比率=25%，则f基因频率=75%。故选：B。
2．A 【解析】假设第一年海龟数量为100只，则基因型为WW的个体为25只，基因型为Ww的个体为50只，基因型为ww的个体为25只，在食物缺乏的环境下，分趾海龟的个体数每年减少20%，即第二年时，基因型为WW的个体为25－25×20%=20只，基因型为Ww的个体为50－50×20%=40只，基因型为ww的个体数量稳定不变，仍为25只，所以W=（20×2+40）÷2（20+40+25）=47.1%，A正确。故选：A。
3．B 【解析】自交前：AA=40%，aa=20%，所以Aa=40%，故A=40%+×40%=60%，a=1－60%=40%。自交后：AA=40%+40%×=50%，Aa=×40%=20%，aa=20%+40%×=30%。故选：B。
4．A 【解析】根据题意分析可知：该种群中DD个体占20%，Dd占40%，dd占40%，乙种群符合遗传平衡定律，D基因的基因频率为20%+40%×=40%；甲种群中基因型为dd个体全部被淘汰，因此甲种群的基因型及比例是DD∶Dd=20%∶40%=1∶2，则亲本d基因频率为，D基因频率为，则子代中Dd个体=，DD个体=，dd个体=，淘汰dd个体，故D基因频率为75%，d基因频率为25%。故选：A。
5．C 【解析】（1）该种群中，AA=36%，Aa=48%，则aa=1－36%－48%=16%，根据基因型频率计算基因频率的公式可知：A的基因频率=36%+×48%=60%，a的基因频率=16%+×48%=40%；（2）若该种群随机交配，则基因频率和基因型频率保持不变。（3）若该种群进行自交，AA、aa个体自交后代的基因型分别是AA和aa，Aa个体自交，后代的基因型及比例是AA∶Aa∶aa=1∶2∶1，因此自交后代AA的基因型频率是AA=36%+48%×=48%，aa的基因型频率是aa=16%+48%×=28%，Aa的基因型频率是Aa=48%×=24%，自交后代基因频率：A=48%+24%×=60%，a=28%+24%×=40%。可见，该种群自交后代中AA个体百分比、A基因频率的变化依次为增大、不变。故选：C。
6．B 【解析】分析题图可知，②中是AA基因型频率与Aa相等，与2pq＞p2矛盾，A、D错误；③→④→①过程中AA、Aa基因型频率逐渐降低，aa的基因型频率逐渐升高，B正确；分析题图可知，①起点Aa＜aa，与2pq＞p2＞q2矛盾，且aa基因型频率没有逐渐升高，C错误；故选：B。
7．D 【解析】两个岩区深色基因频率不同，不能说明两岩区岩鼠存在不能交配、或者即使能交配也不能产生后代，或不能产生可育性后代的现象，也就是不能说明存在着生殖隔离，A错误；在自然选择中，环境直接选择的是生物个体的表型，天敌不会直接作用于基因型，B错误；深色岩区的岩鼠的浅色基因频率为1－0.7=03，浅色岩区的岩鼠的浅色基因频率为1－ 0.3=07，故两个岩区岩鼠的浅色基因频率相比较，浅色岩区的更高，C错误；浅色岩区的岩鼠中，深色基因（A）频率为0.3，则浅色基因（a）频率为1－ 0.3=0.7，可计算出AA的基因型频率为0.3×0.3=0.09，aa的其因型频率为0.7×0.7=0.49，Aa的基因型频率为2×0.3×0.7=0.42，纯合子其因型频率为0.58，杂合子基因型频率为0.42，所以浅色岩区的岩鼠中，纯合子基因型频率比杂合子基因型频率高，D正确。故选：D。
8．C 【解析】第二年基因型为AA和aa的植株所占比例分别为4%和64%，则Aa的比例为32%，故A的基因频率=AA%+Aa%=4%+×32%=20%，a的基因频率=1－20%=80%，A正确；种群基因库是指一个种群中所有个体的全部基因，B正确；生物进化的实质是种群基因频率的改变，种群中基因型为Aa的植株由20%变为32%，结合A可知，第二年种群A的基因频率为20%，第一年中A的基因频率=10%+（1－10%－70%）=20%，种群基因频率不变，所以种群没有发生进化，C错误；现代生物进化理论认为自然选择会导致种群基因频率发生定向改变，进而导致进化，D正确。 故选：C。
9．D 【解析】在三个时间段中基因频率发生了改变，所以该种群产生了进化，A正确；若该等位基因位于常染色体时，在Ⅰ和Ⅲ的两个时间阶段中，雌雄杂合子的基因型频率都是2×80%×20%=32%，B正确；由于在第Ⅰ和第Ⅲ时间段中，A和a的基因频率都不变，该个体是自由交配的个体，所以后代的基因型频率也不变，C正确；若该对等位基因只位于X染色体上，则雌果蝇中XaXa的基因型率为64%，雄果蝇中XaY的基因型频率为80%，雌雄果蝇数量相等，因此XaXa、XaY的基因型频率分别为32%、40%，D错误。故选：D。
10．（1）定向改变种群的基因频率 生物个体的表型
（2）Q到R 不一定
（3）55.1%
【解析】分析题图：图1所示为某地区中某种老鼠原种群被一条河分割成甲、乙两个种群后的进化过程图，分析可知①～⑥表示生物变异，a表示地理隔离，b表示基因频率变化的不断积累，c表示生殖隔离；图2所示为在某段时间内，种群甲中的A基因频率的变化情况，分析可知A的基因频率在Q到R之间不断增加，R之后A的基因频率达到稳定状态。
（1）根据以上分析，图1中的b表示基因频率变化的不断积累，实质是定向改变种群的基因频率，其直接作用的对象是生物个体的表型。
（2）生物进化的实质是种群基因频率的定向改变，图2中Q到R时间段内种群基因频率改变，说明该时间段内甲种群生物发生了进化；新物种形成的标志是生殖隔离，从图中无法判断出是否形成生殖隔离，因此在T点时不一定形成新物种。
（3）在某年时，甲种群中AA、Aa和aa的基因型频率分别为10%、30%和60%，现假设甲种群中共有100个个体，则AA、Aa和aa的个体数依次是10、30、60个，若aa个体每年减少10%，而AA和Aa个体每年均增加10%，则下一年时种群中AA、Aa和aa的个体数依次是11、33、54个，因此aa的基因型频率=54÷（54+11+33）×100%=55.1%。
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