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专题精研课8　基因频率与基因型频率的计算
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
(1)某基因频率=×100%　
(2)若在常染色体上,则:某基因频率=×100%
(3)若在X染色体上,则:
某基因频率=×100%　
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
3.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%,
专项突破
1.(2024·江西卷)某水果的W基因(存在多种等位基因)影响果实甜度。研究人员收集到1 000棵该水果的植株,它们的基因型及对应棵数如下表。据表分析,这1 000棵植株中W1的基因频率是(　　)
基因型 W1W2 W1W3 W2W2 W2W3 W3W4 W4W4
棵数 211 114 224 116 260 75
A.16.25%　　B.32.50%
C.50.00% D.67.50%
A
解析 根据基因频率计算的公式可得:
W1的基因频率=(211+114)×1/2÷1 000=16.25%。
2.(2024·山东潍坊模拟)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
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,A项正确,B项错误;自然选择过程直接作用于个体的表型,C项错误;随机交配繁殖一代后,A的基因频率为49/91+42/91×1/2=70/91=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,D项错误。
3.(2024·山东青岛模拟)某生物兴趣小组抽样调查的200人中,各种基因型和人数情况如表所示,则这200人中Xb的基因频率为(　　)
基因型 XBXB XBXb XbXb XBY XbY
人数 78 14 8 70 30
A.85%
B.30%
C.20%　
D.15%
C
解析 这200人中男、女总人数均等,因此该人群中Xb的基因频率为(14×1+8×2+30×1)÷(100×2+100×1)×100%=20%。
题型二　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
应用: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
3.自交与自由交配中基因(型)频率变化的不同
(1)自交:杂合子连续自交的种群,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。
专项突破
4.(2024·湖北卷)某二倍体动物的性别决定方式为ZW型,雌性和雄性个体数的比例为1∶1。该动物种群处于遗传平衡,雌性个体中有1/10患甲病(由Z染色体上h基因决定)。下列叙述正确的是(　　)
A.该种群有11%的个体患该病
B.该种群h基因的频率是10%
C.只考虑该对基因,种群繁殖一代后基因型共有6种
D.若某病毒使该种群患甲病雄性个体减少10%,H基因频率不变
B
解析 性别决定方式为ZW型的生物中,雌性个体的性染色体组成为ZW,雌性个体中有1/10患甲病,且该病由Z染色体上h基因决定,说明h基因的基因频率是10%,B项正确;雄性个体的性染色体组成为ZZ,雄性个体患甲病的概率为1/10×1/10=1/100,该种群患该病个体的比例为1/2×1/10+1/2×1/100=11/200,A项错误;只考虑该对基因,雌性个体的基因型为ZHW、ZhW,雄性个体的基因型为ZHZH、ZHZh、ZhZh,种群繁殖一代后基因型共有5种,C项错误;患甲病雄性个体减少10%,h基因的数量减少,H基因频率增大,D项错误。
5.某与外界隔离的岛屿上,经调查该地区居民中白化病的致病基因频率为a,红绿色盲的致病基因频率为b,抗维生素D佝偻病的致病基因频率为c。下列有关叙述不正确的是(　　)
A.正常个体中白化病基因携带者所占的概率为2a/(1+a)
B.男性个体中患红绿色盲的个体所占的比例为b
C.不患抗维生素D佝偻病的女性个体占全部个体的(1-c)2/2
D.女性个体中同时患红绿色盲和抗维生素D佝偻病的占bc
D
解析 根据题意可知,白化病的致病基因频率为a,正常基因的频率为1-a,则显性纯合子的基因型频率为(1-a)2,杂合子的基因型频率为2×a(1-a),则正常个体中白化病携带者所占的概率为2a/(1+a),A项正确;假设红绿色盲基因用H、h表示,则男性的基因型有XHY、XhY,而红绿色盲的致病基因频率为b,因此男性个体中患红绿色盲的个体所占的比例为b,B项正确;抗维生素D佝偻病为伴X染色体显性遗传病,抗维生素D佝偻病的致病基因频率为c,则正常基因频率为1-c,因此不患抗维生素D佝偻病的女性个体占全部个体的(1-c)2/2,C项正确;女性个体中同时患红绿色盲和抗维生素D佝偻病的占b2(2c-c2),D项错误。
6.(2024·河北唐山模拟)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
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AA、Aa、aa个体的基因型频率依次是90%×90%=81%、2×90%×10%=18%、10%×10%=1%,则该对夫妇中丈夫的基因型是AA或者Aa的概率分别是0.81/(0.81+0.18)、0.18/(0.81+0.18),妻子的基因型为Aa。所以,这对夫妇的孩子中患该常染色体隐性遗传病的概率是(1/4)×[0.18/(0.81+0.18)]=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。综上可知他们所生的孩子同时患以上两种遗传病的概率是(1/4)×(1/22)=1/88。

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