2024年高中生物新教材同步学案 必修第二册 第六章　微专题六　种群基因频率的计算规律（含解析）

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种群基因频率的计算规律一、根据定义直接计算(以人为例)1．若某基因在常染色体上或X、Y染色体同源区段上，则：基因频率＝eq \f(该基因总数,该种群个体数×2)×100%。2．若某基因只出现在X染色体上，则基因频率＝eq \f(该基因总数,2×女性个体数＋男性个体数)×100%。例1　已知人的褐眼(A)对蓝眼(a)是显性。在一个有30 000人的群体中，蓝眼的有3 600人，褐眼的有26 400人(其中纯合子有12 000人)。那么，在这个人群中A、a的基因频率分别是(　　)A．64%和36% B．36%和64%C．50%和50% D．82%和18%答案　A解析　因等位基因成对存在，30 000人中共有基因30 000×2＝60 000(个)。蓝眼(aa)的有3 600人，则含a基因7 200个。褐眼(A_)的有26 400人，纯合子(AA)有12 000人，含A基因24 000个；杂合子(Aa)有14 400人，含28 800个基因，其中A基因14 400个，a基因14 400个。所以，A的基因频率＝eq \f(24 000＋14 400,60 000)×100%＝64%，a的基因频率＝eq \f(7 200＋14 400,60 000)×100%＝36%。例2　在一次红绿色盲的调查中，共调查男女各200名，调查发现，女性红绿色盲基因的携带者有15人，患者有5人，男性患者有11人。这个群体中红绿色盲基因的频率是(　　)A．4.5% B．6% C．9% D．7.8%答案　B解析　因为女性的性染色体组成为XX，男性为XY，红绿色盲基因(用b表示)及其等位基因(用B表示)只位于X染色体上，所以基因b共有15×1＋5×2＋11×1＝36(个)，因此红绿色盲基因的频率＝eq \f(36,200×2＋200)×100%＝6%。二、根据基因型频率计算基因频率的方法(针对位于常染色体上或X、Y染色体同源区段上的基因)A的基因频率＝AA的基因型频率＋eq \f(1,2)Aa的基因型频率；a的基因频率＝aa的基因型频率＋eq \f(1,2)Aa的基因型频率。例3　某小麦种群中TT个体占20%，Tt个体占60%，tt个体占20%，由于某种病害导致tt个体全部死亡，则病害发生前后该种群中T的基因频率分别是(　　)A．50%、50% B．50%、62.5%C．62.5%、50% D．50%、100%答案　B解析　根据病害发生前的各种基因型频率可知，病害发生前T的基因频率＝20%＋eq \f(1,2)×60%＝50%；病害发生后，tt个体全部死亡，TT的基因型频率为20%÷(20%＋60%)＝25%，Tt的基因型频率为60%÷(20%＋60%)＝75%，所以病害发生后T的基因频率＝25%＋eq \f(1,2)×75%＝62.5%。三、根据遗传平衡定律计算基因频率和基因型频率在理想状态下，种群中各等位基因的频率和等位基因的基因型频率在一代一代的遗传中是稳定不变的，或者说是保持着基因平衡的，又称为哈迪—温伯格定律。1．前提：在理想种群中。(1)种群足够大。(2)所有雌、雄个体之间自由交配并产生后代。(3)没有迁入和迁出。(4)没有自然选择。(5)没有基因突变。2．计算公式：当等位基因只有两个(设为A、a)时，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；(p＋q)2＝p2＋2pq＋q2＝1。若已知某种纯合子的基因型频率，即可直接开方求出相应基因的频率。如在进行有性生殖的理想种群中，某种群隐性性状(aa)的频率为1%，则a的基因频率为10%。例4　一个随机交配的足够大的种群中，某一相对性状(由基因A、a控制)中显性性状的基因型的频率是36%，则(　　)A．该种群繁殖一代后杂合子(Aa)的基因型频率是32%B．显性基因的基因频率大于隐性基因的基因频率C．若该种群基因库中的基因频率发生变化，说明一定发生了基因突变D．若该种群中A基因的频率为40%，则表现为A基因所控制的性状的个体在种群中占40%答案　A解析　根据题意可知，aa的基因型频率为1－36%＝64%，根据遗传平衡定律，a的基因频率为80%，A的基因频率为20%，该种群繁殖一代后杂合子(Aa)的基因型频率是32%，A正确，B错误；种群的基因频率发生变化，说明生物发生了进化，但不一定发生了基因突变，C错误；若A的基因频率为40%，则a的基因频率为60%，表现为A基因所控制的性状的个体(AA、Aa)在种群中所占的比例为(40%)2＋2×40%×60%＝64%，D错误。四、伴X染色体遗传病患病率与基因频率的关系(以红绿色盲为例)红绿色盲为伴X染色体隐性遗传病，色盲基因b位于X染色体上，男性中色盲占x%，则此地区Xb(男性中的＝女性中的＝人群中的)的基因频率也为x%，此地区女性中色盲率则为(x%)2。例5　(2023·甘肃金昌高一期末)在某一地区的遗传学调查中发现，该地区男性红绿色盲人口占该地区男性总人口的7%，且男性群体与女性群体的致病基因频率相等，则推测该地区Xb的基因频率、女性红绿色盲患者的基因型频率分别为(　　)A．93%　49% B．7%　49%C．7%　0.49% D．93%　7%答案　C解析　红绿色盲为伴X染色体隐性遗传病，男性群体中红绿色盲患者的比例为7%，则该男性群体中红绿色盲致病基因的频率为7%，即该地区Xb的基因频率也为7%；又因为男性群体和女性群体的该致病基因频率相等，则女性群体中红绿色盲致病基因的频率为7%，女性红绿色盲患者的基因型频率为7%×7%＝0.49%。1．(2023·河北张家口高一月考)在某一遵循遗传平衡定律的人群中，经调查得知，隐性性状者为16%，则该性状不同类型的基因型频率分别是(按AA、Aa、aa顺序排列)(　　)A．36%、48%、16% B．48%、36%、16%C．16%、48%、36% D．16%、36%、38%答案　A解析　由题干信息可知，该人群中隐性性状者为16%，即aa＝16%，根据遗传平衡公式可得，a的基因频率是40%，A的基因频率是1－40%＝60%，因此该人群中AA的基因型频率＝(A的基因频率)2＝60%×60%＝36%，Aa的基因型频率＝2×A的基因频率×a的基因频率＝2×60%×40%＝48%，A正确。2．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%，则下列有关叙述错误的是(　　)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　若该对等位基因位于常染色体上，则bb的基因型频率为20%×20%＝4%，常染色体上基因控制性状与性别无关，因此雄果蝇中出现基因型为bb的概率也为4%，A正确；根据B的基因频率为80%，b的基因频率为20%，可得BB的基因型频率为64%，Bb的基因型频率为32%，显性个体中出现杂合雄果蝇的概率为[32%÷(64%＋32%)]×1/2≈17%，B正确；若该对等位基因只位于X染色体上，则雌果蝇中XBXB的基因型频率为64%、XBXb的基因型频率为32%、XbXb的基因型频率为4%，雄果蝇中XBY的基因型频率为80%，XbY的基因型频率为20%，雌雄果蝇数量相等，因此XbXb、XbY的基因型频率分别为2%、10%，C错误。3．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，他们所生孩子同时患上述两种遗传病的概率是(　　)A.eq \f(1,88) B.eq \f(1,22) C.eq \f(7,2 200) D.eq \f(3,800)答案　A解析　设该常染色体遗传病基因用A、a来表示，色盲基因用B、b来表示，则妻子的基因型为AaXBXb，丈夫的基因型是AAXBY或AaXBY。由题意分析可知，aa＝1%，则a＝eq \f(1,10)，A＝eq \f(9,10)，AA＝eq \f(81,100)，Aa＝eq \f(18,100)，Aa在正常个体中的比例为eq \f(18,99)＝eq \f(2,11)，由此得到丈夫的基因型为AaXBY的概率是eq \f(2,11)，所以他们所生小孩同时患两种遗传病的概率为eq \f(2,11)×eq \f(1,4)×eq \f(1,4)＝eq \f(1,88)。4．囊鼠的体毛深色(D)对浅色(d)为显性，毛色与环境差异大的个体易被天敌捕食。调查发现某区域囊鼠表现为深色的基因型频率为95%，深色基因频率为70%，则该区域的深色杂合子基因型频率为(　　)A．21% B．42% C．50% D．70%答案　C解析　由题可知，D的基因频率为70%，则d的基因频率为30%。又知表型为深色的个体(D_)基因型频率为95%，则表型为浅色的个体(dd)基因型频率为5%。而由于d的基因频率等于dd的基因型频率加上杂合子基因型频率的一半，即d＝dd＋1/2Dd，所以Dd的基因型频率为(30%－5%)×2＝50%，C正确。5．单基因遗传病是指受一对等位基因控制的遗传病。以对人群的大量随机调查为依据，下列关于几种单基因遗传病发病率的说法，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．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其致病基因的基因频率答案　C解析　白化病为常染色体隐性遗传病，在人群中的发病率等于该致病基因的基因频率的平方，故在人群中的发病率小于该致病基因的基因频率，A正确；色盲为伴X染色体隐性遗传病，其在男性中的发病率等于色盲基因的基因频率，B正确；抗维生素D佝偻病为伴X染色体显性遗传病，伴X染色体显性遗传病的特点是女患者多于男患者，人群中男女比例接近1∶1，所以抗维生素D佝偻病在人群中的发病率小于在女性中的发病率，C错误；常染色体显性遗传病的相关基因型可以表示为AA、Aa、aa，其中AA和Aa为患者，aa表型正常，如果A基因的基因频率为p，则常染色体显性遗传病在人群中的发病率＝1－(1－p)2,1－(1－p)2－p＝p(1－p)，由于0＜p＜1，所以p(1－p)＞0，即1－(1－p)2＞p，D正确。