2022年高三生物(人教版)一轮复习-能力提升案9-种群基因频率与基因型频率-能力突破.docx

力量提升案9　种群基因频率与基因型频率

突破点　种群基因频率与基因型频率的计算　
[学问精讲]
1．基因频率
指一个种群基因库中某个基因占全部等位基因数的比例。
基因频率＝×100%
(1)不同的基因在基因库中所占的比例是不同的，影响基因频率的因素有基因突变、自然选择等。
(2)种群基因频率的定向转变导致生物朝肯定方向不断进化。
2．基因型频率
指某种特定基因型的个体占群体内全部个体的比例。
基因型频率＝×100%
3．通过基因型频率计算基因频率
(1)在种群中一对等位基因的基因频率之和等于1，基因型频率之和也等于1。
(2)一种基因的频率＝该基因纯合子的基因型频率＋杂合子的基因型频率。
(3)已知基因型AA或aa的频率，求A或a的频率用开平方的方法。即A(a)＝(对于XY型性别打算的生物，雄性的伴性遗传除外)。
4．运用哈代一温伯格平衡，由基因频率计算基因型概率
(1)内容：在一个有性生殖的自然种群中，当等位基由于一对(A、a)时，设p代表A基因的频率，q代表a基因的频率则(p＋q)2＝p2＋2pq＋q2＝1。
其中p2是AA(纯合子)的基因型频率，2pq是Aa(杂合子的基因型频率，q2是aa(纯合子)的基因型频率。
(2)适用条件：在一个有性生殖的自然种群中，在符合以下5个条件的状况下，各等位基因的基因频率和基因型频率在代代遗传中是稳定不变的，或者说是保持着动态平衡的。5个条件是：种群大；种群中个体间的交配是随机的；没有迁入迁出的发生；种群之间不存在个体的迁移或基因沟通；没有自然选择。
[考题示例]　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【示例1】 (2022·海南卷)某动物种群中，AA、Aa和aa基因型的个体依次占25%、50%和25%。若该种群中的aa个体没有繁殖力量，其他个体间可以随机交配，理论上，下一代AA∶Aa∶aa基因型个体的数量比为(　　)
A．3∶3∶1 B．4∶4∶1
C．1∶2∶0 D．1∶2∶1
解析　若该种群中的aa个体没有繁殖力量，其他个体间可以随机交配，就是AA、Aa这两种基因型的雌雄个体间的交配，AA占、Aa占，(用棋盘法)：

产生雌雄配子的概率
A
a
A
AA
Aa
a
Aa
aa
理论上，下一代AA∶Aa∶aa基因型个体的数量比为4∶4∶1，故选B。
答案　B
【示例2】 (2010·海南单科，24)某动物种群中AA、Aa和aa的基因型频率分别为0.3、0.4和0.3，请回答。
(1)该种群中a基因的频率为________。
(2)假如该种群满足四个基本条件，即种群________、不发生________、不发生________、没有迁入迁出，且种群中个体间随机交配，则理论上该种群的子一代中aa的基因型频率为______；假如该种群的子一代再随机交配，其后代中aa的基因型频率______(填“会”或“不会”)发生转变。
(3)假定该动物种群满足上述四个基本条件，但不发生随机交配，只在相同基因型之间进行交配，则理论上该种群的子一代中AA、Aa和aa的基因型频率分别为________、________和________；假如子一代也同样只发生相同基因型之间的交配，其后代中AA、Aa和aa的基因型频率________(填“会”或“不会”)发生转变。
解析　(1)a基因的频率为0.4×1/2＋0.3＝0.5，A的基因频率也为0.5。(2)依据遗传平衡理论，aa的基因型频率＝(0.5)2＝0.25。(3)若该种群只在相同基因型之间进行交配，子一代的基因型频率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。假如子一代同样进行相同基因型之间的交配，则后代中基因型频率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，可见后代的基因型频率会发生转变。
答案　(1)0.5　(2)足够大　基因突变(或突变)　自然选择　0.25　不会　(3)0.4　0.2　0.4　会

计算常染色体遗传和伴性遗传的基因频率
用NAA、NXAY分别表示该基因型的个体数，用PAA、PXAY表示该基因型的频率，用p、q表示A、a的基因频率。
(1)常染色体遗传方式
p＝＝PAA＋PAa
q＝＝Paa＋PAa
(2)伴X染色体遗传方式
p＝
q＝　　　
易错警示！　自交和自由交配的基因型频率计算方法不同。假如是自交，则应依据遗传图解进行逐个分析，而假如是自由交配，则应按遗传平衡进行计算，即AA的基因型频率＝A的基因频率×A的基因频率。自交过程中，可以依据基因型频率求基因频率，但不行以依据基因频率求基因型频率。自交前后基因型频率在变，基因频率不变。
[跟进题组]
1．从一个群体中抽取基因型为AA、Aa、aa的个体数分别是40、50、10，求A、a的基因频率。
解析　方法一　先求总基因个数，再分别求基因频率
该群体总基因个数为200，A的基因频率为×100%＝65%，a的基因频率为×100%＝35%。
方法二　公式法求解
A的基因频率＝AA的基因型频率＋×Aa的基因型频率＝＋×＝65%；a的基因频率＝1－65%＝35%。
答案　65%　35%
2．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，其中纯合体12 000人。那么，在这个人群中A、a的基因频率各是多少？
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3 600人中含a基因7 200个，褐眼26 400人，纯合体12 000人含A基因24 000个，杂合体14 400人含28 800个基因，其中A基因14 400个，a基因14 400个。则A的基因频率＝(24 000＋14 400)/60 000×100%＝64%，a的基因频率＝(7 200＋14 400)/60 000×100%＝36%。
答案　64%和36%
3．某性状由常染色体上的一对等位基因把握(用A、a表示)，某种群中显性类型所占比例为36%，求该种群中AA、Aa及aa基因型频率。　　　　　　　　　　　　　　　　　　
解析　由显性类型A_为36%可推知aa＝64%。
则a＝＝＝，A＝
故AA＝2＝＝4%，Aa＝2××＝＝32%。
答案　4%,32%及64%
4．一种蛾中把握浅颜色的等位基因是隐性的，把握深颜色的等位基因是显性的。假设有640只浅色的蛾和369只深色的蛾，群体符合哈代—温伯格平衡定律，求杂合子蛾的基因型频率。
解析　设显性基因频率为p，隐性基因频率为q，依据(p＋q)2＝p2＋2pq＋q2＝1，已知q2＝≈0.63
因此，q≈0.8，
又由于p＋q＝1，所以p＝1－q＝1－0.8＝0.2，依据哈代—温伯格平衡定律，杂合子蛾在群体中应为：2pq＝2×0.8×0.2＝0.32，因此，杂合子蛾的基因型频率为0.32。
答案　0.32
5．据调查，某学校同学中基因型及比例为XBXB(42.32%)、XBXb(7.36%)、XbXb(0.32%)、XBY(46%)、XbY(4%)，则在该群体中B和b的基因频率分别为(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．6%、8% B．8%、92%
C．78%、92% D．92%、8%
解析　假设被调查的总人数为100个，由于B和b这对等位基因只存在于X染色体上，Y染色体上无相应的等位基因，故基因总数为150个，而B和b基因的个数分别为42.32×2＋7.36＋46＝138,7.36＋0.32×2＋4＝12，故B的基因频率为×100%＝92%，b的基因频率为×100%＝8%。
答案　D
6．(2021·山东卷)用基因型为Aa的小麦分别进行连续自交、随机交配，连续自交并逐代淘汰隐性个体、随机交配并逐代淘汰隐性个体，依据各代Aa基因型频率绘制曲线如图。下列分析错误的是(　　)

A．曲线Ⅱ的F3中Aa基因型频率为0.4
B．曲线Ⅲ的F2中Aa基因型频率为0.4
C．曲线Ⅳ的Fn中纯合子的比例比上一代增加n＋1
D．曲线Ⅰ和Ⅳ的各子代间A和a的基因频率始终相等
解析　对题目中提到四种交配方式逐一分析。①杂合子连续自交：Fn中Aa基因型频率为n，图中曲线Ⅳ符合，连续自交得到的Fn中纯合子比例为1－n，
Fn－1中纯合子的比例为1－(n－1)，二者之间差值是n，C项错误；由于在杂合子的连续自交过程中没有选择，各代间A和a的基因频率始终相等，故D项中关于曲线Ⅳ的描述正确；②杂合子的随机交配：亲本中Aa基因型频率为1，随机交配子一代中Aa基因型频率为，连续随机交配，因不受干扰，A和a的基因频率不转变，Aa的基因型频率也保持定值，曲线Ⅰ符合小麦的此种交配方式，同时D项中关于曲线Ⅰ的描述正确；③连续自交并逐代淘汰隐性个体：亲本中Aa基因型频率为1，自交一次并淘汰隐性个体后Aa基因型频率为，其次次自交并淘汰隐性个体后Aa基因型频率为，即0.4，第三次自交并淘汰隐性个体后Aa基因型概率为，所以曲线Ⅲ为连续自交并逐代淘汰
隐性个体，B项正确；④随机交配并逐代淘汰隐性个体：基因型为Aa的亲本随机交配一次(可视为自交)，产生子一代淘汰掉隐性个体后Aa基因型频率为，再随机交配产生子二代并淘汰掉隐性个体，A基因频率为，a的基因频率为，产生子三代中Aa的基因型频率为0.4，曲线Ⅱ符合，A项正确。
答案　C
7．人类的ABO血型系统由3三个等位基因IA、IB、i打算，通过调查一个由400个个体组成的样本，发觉180人是A型血，144人是O型血，从理论上推想，该人群中血型为B的人应当有(　　)
A．24人 B．36人 C．52人 D．76人
解析　设IA的基因频率为p, 设i的基因频率为q, 设IB的基因频率为t。A型血的基因型可能有两种——IAIA和IAi，所以应当是IAIA和IAi的基因频率之和＝p2＋2pq。B型血的基因型可能有两种——IBIB和IBi，所以应当是IBIB和IBi的基因频率之和＝t2＋2tq。由题意知道：A型血的基因型频率为IAIA和IAi的基因频率之和＝p2＋2pq＝；144人是O型血，即是q×q＝，可得q＝，代入到p2＋2pq＝中，可求出p＝，把p＝和q＝代入到p＋q＋t＝1中，可求出t＝。所以B型血的基因型频率＝×＋2××＝，则B型血的人数应当为×400＝52。所以答案应当是C。
答案　C