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(共22张PPT)
10 基因频率与基因型频率的计算
高考生物专题精研课
题型一　基因频率和基因型频率的常用计算方法
1.“定义法”求解基因频率
2.“公式法”求解基因频率(以常染色体上一对等位基因A和a为例)
A基因频率=AA基因型频率+1/2×Aa基因型频率
a基因频率=aa基因型频率+1/2×Aa基因型频率
即:PA=PAA+1/2PAa,Pa=Paa+1/2PAa
【对点训练】
1.(2022广州期末)调查某校学生中关于某种性状的各种基因型及比例为:
基因型 XBXB XBXb XbXb XBY XbY
比例/% 42.32 7.36 0.32 46 4
则该校学生中XB和Xb的基因频率分别是(　　)
A.6%、8%　　　 B.92%、8%
C.78%、92% D.8%、92%
答案:B
解析:伴性遗传的基因频率计算,只计数等位基因所在的染色体,即男性只统计一个基因,女性统计两个基因,所以该校学生中Xb的基因频率为(7.36+0.32×2+4)÷(42.32×2+7.36×2+0.32×2+46+4)×100%=8%,则XB的基因频率为92%。
2.(2022德州期末)甲昆虫的体色黑色(A)对浅色(a)是显性。1978年某地区甲昆虫的体色中浅色占70%,杂合子占所有个体的20%。由于环境污染,该区域的甲昆虫每年浅色个体的减少率为10%,黑色个体的增长率为10%。现在该区域的甲昆虫以黑色为主,几乎看不到浅色个体,下列叙述正确的是(　　)
A.该区域甲昆虫个体间存在的体色差异体现了物种多样性
B.1979年该区域的甲昆虫群体中A的基因频率约为22.9%
C.1980年该地区的甲昆虫群体中aa的基因型频率为59.1%
D.种群基因频率的改变是通过环境对生物体基因的选择来实现的
答案:B
解析:生物性状是由基因控制的,该区域昆虫个体间存在体色的差异,说明控制性状的基因不同,体现了遗传多样性,A项错误;由题意可知,1979年AA=10%×(1+10%)=11%,Aa=20%×(1+10%)=22%,aa=70%×(1-10%) =63%,因此1979年AA=11/96,Aa=22/96,A的基因频率为11/96+22/96×1/2 ≈22.9%,B项正确;由题意可知,1980年AA=10%×(1+10%)2=12.1%, Aa=20%×(1+10%)2=24.2%,aa=70%×(1-10%)2=56.7%,因此1980年该种群中aa的比例是56.7%÷(24.2%+12.1%+56.7%)≈60.9%,C项错误;自然选择通过作用于个体的表型而定向改变种群基因频率,D项错误。
题型二　利用遗传平衡定律计算基因频率和基因型频率
1.适用条件:①种群非常大;②所有雌雄个体之间自由交配;③没有迁入和迁出;④没有自然选择;⑤没有突变。
2.计算公式
(1)当等位基因只有两个(A、a)时,设p表示A的基因频率,q表示a的基因频率,则:
(2)逆推计算:已知隐性纯合子的概率,求种群的基因频率和基因型频率。
若Paa=X%,
【对点训练】
3.某昆虫成虫体色深色对浅色为显性,该性状由常染色体上的一对等位基因A/a控制。某地新迁入的种群中共2 000个个体,其中AA个体占25%,Aa个体占70%,种群中个体随机交配,不同基因型的个体存活率相等。若没有突变、迁入和迁出等情况,下列叙述错误的是(　　)
A.该种群中基因A的基因频率为60%
B.子一代种群的基因频率和亲代相同
C.子一代中Aa的个体数量约为960个
D.子一代中浅色成虫所占比例为16%
答案:C
解析:AA占25%,Aa占70%,可求得aa占5%,基因A的基因频率为25%+70%×1/2=60%,A项正确;在没有突变、迁入和迁出,各种基因型个体存活率相等等条件下,基因频率不会发生改变,B项正确;种群个体随机交配,基因A的基因频率为60%,基因a的基因频率为40%,Aa基因型频率=2×60%×40%=48%,但下一代数量不一定还是2 000个,故Aa的个体数量无法计算,C项错误;子一代中的浅色成虫基因型为aa,概率为40%×40%=16%,D项正确。
4.经调查在某一种群内AA的基因型频率为40%,Aa的基因型频率为60%,aa的基因型(致死基因型)频率为0,那么随机交配繁殖一代,下列说法正确的是(　　)
A.AA的基因型频率占49/91
B.Aa的基因型频率占42/100
C.自然选择过程直接作用于个体的基因型
D.该种群未发生进化
答案:A
解析:该种群中A的基因频率为40%+60%×1/2=70%,a的基因频率为1-70%=30%,根据遗传平衡定律,其随机交配繁殖一代后,AA的基因型频率=70%×70%=49%,Aa的基因型频率=2×70%×30%=42%,aa的基因型频率=30%×30%=9%,其中aa为致死基因型,因此AA的基因型频率占49/91,Aa的基因型频率占42/91;自然选择过程直接作用于个体的表型;随机交配繁殖一代后,A的基因频率为10/13,a的基因频率为3/13,基因频率发生了改变,说明该种群发生了进化。
题型三　利用基因频率进行遗传概率计算
1.利用遗传平衡定律计算人类遗传病的患病概率的解题模板
2.当基因位于X染色体上时其基因频率和基因型频率相关的规律总结
以色盲为例,相关基因用B、b表示:
(1)男性中相关基因频率和基因型频率的关系:当基因位于X染色体上时,在雄性个体中,某一基因的频率等于该基因型的频率,求出了相关的基因型频率,就等于求出了基因频率。
(2)人群中色盲基因的频率=男性中色盲基因的频率=女性中色盲基因的频率
(3)色盲在男女性中发病率的关系
色盲在女性中的发病率=(色盲在男性中的发病率)2　
3.自交与自由交配中基因(型)频率变化的不同
(1)自交:杂合子连续自交的,基因型频率会发生变化,表现为纯合子比例逐渐增大,杂合子比例逐渐下降,但基因频率不变。
(2)自由交配
在无突变、各种基因型的个体生活力相同时,处于遗传平衡的种群自由交配遵循遗传平衡定律,上下代之间种群的基因频率及基因型频率都保持不变。
【对点训练】
5.某常染色体隐性遗传病在人群中的发病率为1%,色盲在男性中的发病率为7%。现有一对表现正常的夫妇,妻子为该常染色体遗传病致病基因和色盲致病基因携带者。那么,他们所生小孩同时患上述两种遗传病的概率是(　　)
A.1/88 B.1/22
C.7/2 200 D.3/800
答案:A
解析:某常染色体隐性遗传病(设其由A、a控制)的发病率为1%,根据遗传平衡定律,可以算出该隐性致病基因a的频率= =10%,基因A的频率=1-10%=90%;那么人群中表现正常且基因型为Aa的概率为2×10%×90%/(1-1%)=2/11,则丈夫基因型为Aa的概率为2/11,妻子的基因型为Aa。所以,这对夫妇所生的孩子中患该常染色体隐性遗传病的概率是1/4×2/11=1/22。控制色盲的基因用B、b表示,妻子的基因型是XBXb,丈夫的基因型是XBY,他们生出患色盲孩子的概率是1/4。综上分析可知,他们所生的孩子中同时患以上两种遗传病的概率是1/4×1/22=1/88。
6.某果蝇种群中,基因型为AA、Aa、aa的个体比例为1∶2∶5。改变饲养条件后,含a基因的精子活力下降,仅有50%具有受精能力,其他配子不受影响。如果雌雄个体间随机交配,从理论上分析子代个体中下列四项的比例或比值,其中正确的是(　　)
A.a的基因频率约为3/5
B.AA基因型的个体占1/16
C.AA、Aa、aa的个体比例为2∶9∶9
D.雌、雄个体的比例会发生改变
答案:C
解析:由分析可知,a的基因频率为9/20+9/20×1/2=27/40,A项错误;由分析可知,AA基因型的个体占1/10,B项错误;由分析可知,AA、Aa、aa的个体比例为2∶9∶9,C项正确;由于A、a位于常染色体上,因此该基因决定的性状表现与性别无关,因而,精子活力下降不影响雌雄个体的比例,D项错误。
7.(2022枣庄模拟)下列关于几种单基因遗传病发病率的说法(人群处于遗传平衡状态),错误的是(　　)
A.白化病在人群中的发病率小于该致病基因的基因频率
B.红绿色盲在男性中的发病率等于人群中该致病基因的基因频率
C.抗维生素D佝偻病在人群中的发病率大于在女性群体中的发病率
D.某常染色体显性遗传病在人群中的发病率大于人群中该致病基因的基因频率
答案:C
解析:白化病属于常染色体隐性遗传病,设该致病基因的基因频率为q,且q<1,其发病率为q2,则q2p,故该常染色体显性遗传病在人群中的发病率大于人群中该致病基因的基因频率,D项正确。
8.(2022菏泽模拟)甲、乙两种植物存在生殖隔离。甲、乙两种植物种群的基因型及比例均为AA∶Aa∶aa=1∶1∶1。分别让甲、乙种群内的植株随机传粉,各得到F1;再让甲种群的F1植株随机传粉,乙种群的F1植株自花传粉,各得到F2。下列相关叙述错误的是(　　)
A.在甲种群中F2与F1的基因型频率和基因频率均相同
B.在乙种群中F2与F1的基因型频率相同,基因频率不同
C.与甲种群相比,乙种群的F2中纯合植株所占的比例较高
D.这两个种群在产生F2的过程中,种群都没有发生进化
答案:B
解析:甲种群F2与F1的基因型频率均为1/4AA、1/2Aa、1/4aa,基因频率均为1/2A、1/2a,A项正确;乙种群F1基因型频率为1/4AA、1/2Aa、1/4aa,基因频率为1/2A、1/2a,F2的基因型频率为3/8AA、1/4Aa、3/8aa,基因频率为1/2A、1/2a,故F2与F1的基因频率相同,基因型频率不同,B项错误;甲种群F2的纯合子比例为1/2,乙种群的F2的纯合子比例为3/4,因此乙种群F2中纯合植株所占的比例较高,C项正确;这两个种群的基因频率都没发生改变,因此两个种群都没有发生进化,D项正确。

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