人教版高中生物必修二 微专题七　基因频率和基因型频率的计算方法 生物的进化课件

微专题七基因频率和基因型频率的计算方法

[典例1]

在人类的MN血型系统中，基因型LMLM的个体表现为M血型；基因型LMLN的个体表现为MN血型，基因型LNLN的个体表现为N血型。1977年上海中心血站调查了1788人，发现有397人为M血型，861人为MN血型，530人为N血型。则LM、LN的基因频率分别约为________。

解析常染色体上的基因，已知各基因型的个体数，求基因频率时，根据“基因频率＝种群中该基因的总数/种群中该等位基因的总数”进行计算。该人群中共有1788个人，共含有3576个基因，LM的总数有397×2＋861×1＝1655，LM的频率为1655/3576≈0.4628。由于在一个种群中基因频率有LM＋LN＝100%，所以LN≈1－0.4628≈0.5372。

答案

46.28%、53.72%[对点练1]

某校的一个生物兴趣小组在研究性学习活动中，开展了色盲普查活动，他们先从全校的1800名学生中随机抽取了200名学生(男女学生各半)作为首批调查对象，结果发现有女性色盲患者3人，男性色盲患者6人，女性色盲基因携带者15人。那么在该校全校学生中色盲基因的频率约为多少？

解析本题考查生命观念和科学思维。根据伴性遗传，女性有两条X染色体，而男性只有一条X染色体，由于色盲基因及其等位基因只位于X染色体上，而Y染色体上没有对应基因，因此在200名学生中该等位基因的总数为Xb＋XB

＝100×2＋100×1＝300，而Xb的总数为：3×2＋15×1＋6×1＝27，因此Xb的基因频率为：27/300×100%＝9%。由于这200名学生是随机抽样的，因此在全校学生中色盲基因的基因频率同样为9%。

答案

9%(2)根据基因型频率计算基因频率规律：①常染色体遗传：等位基因中一个基因的频率等于它的纯合子频率与1/2的杂合子频率之和。②伴X染色体遗传：将基因型频率中的百分号去掉，转化为基因型的个数，然后按照基因型个体数计算基因频率。在雌、雄个体数相等的情况下还可以根据以下公式计算：某种基因的基因频率＝2/3(2×某种基因雌性纯合体频率＋雌性杂合体频率＋雄性该基因型频率)。[典例2]

在调査某小麦种群时发现T(抗锈病)对t(易感染)为显性，在自然情况下该小麦种群可以自由传粉，据统计TT为20%，Tt为60%，tt为20%，该小麦种群突然大面积感染锈病，致使全部的易感染小麦在开花之前全部死亡。计算该小麦在感染锈病之前与感染锈病之后基因T的频率分别是(

) A.50%和50% B.50%和62.5% C.62.5%和50% D.50%和100%解析本题考查的是基因频率变化的相关知识。由题意可知，小麦在感染锈病之前的基因型频率是：TT＝20%，Tt＝60%，tt＝20%，T的基因频率为：T＝20%＋1/2×60%＝50%；感染锈病之后基因型tt个体全部死亡，该种群中的基因型频率是：TT＝20%÷(20%＋60%)×100%＝25%，Tt＝60%÷(20%＋60%)×100%＝75%，因此感染锈病之后基因T的频率是：T＝25%＋1/2×75%＝62.5%，B正确。答案

B[对点练2]

据调查，某小学的学生中，基因型为XBXB的比例为42.5%，XBXb为7%，XbXb的比例为0.5%，XBY为46%，XbY为4%，则在该地区XB和Xb的基因频率分别为(

) A.6%，8% B.8%，92% C.78%，92% D.92%,8%解析本题考查生命观念和科学思维。在伴X遗传中，由于Y染色体上没有B(b)基因，所以不能按照常染色体遗传的计算方法计算。可以将基因型频率中的百分号去掉，转化为基因型的个数，然后按照基因型个体数计算基因频率。在100名学生中该等位基因的总数为50×2＋50×1＝150，而Xb的总数为：7＋0.5×2＋4＝12，因此Xb的基因频率为：12/150×100%＝8%。XB的基因频率为1－8%＝92%。因为该校学生男女数量相等，还可以根据公式计算：Xb的基因频率＝2/3(2×0.5%＋7%＋4%)＝8%。答案

D(3)根据基因频率计算基因型频率规律：①常染色体遗传：设定p、q分别表示基因A和a的频率，根据遗传平衡定律，则：基因型AA的频率为p2，基因型Aa的频率为2pq，基因型aa的频率为q2。②伴X染色体遗传：设XB的频率为p，Xb的频率为q，在雄性群体中、雌性群体中和整个种群中，XB、Xb的基因频率都是p、q，且p＋q＝1。雄性群体中，XBY的频率＝XB的频率＝p，XbY的频率＝Xb的频率＝q；雌性群体中，XBXB的频率＝p2，XbXb＝q2，XBXb＝2pq。由于雌雄数目相等，整个群体中的某基因型频率是雌(雄)性中该基因型频率的1/2。[典例3]

已知苯丙酮尿症是位于常染色体上的隐性遗传病。据调查，该病的发病率大约为1/10000。请问，在人群中苯丙酮尿症致病基因的基因频率以及携带此隐性基因的杂合基因型频率各是多少？

解析本题考查生命观念和科学思维。由于本题不知道具体基因型的个体数以及各种基因型频率，所以问题变得复杂化，此时可以考虑用遗传平衡定律。由题意可知aa的频率为1/10000，计算得a的频率为1/100。又A＋a＝1，所以A的频率为99/100，Aa的频率为2×(99/100)×(1/100)＝99/5000。

答案

1/100，99/5000[对点练3]

若在果蝇种群中，XB的基因频率为80%，Xb的基因频率为20%，雌雄果蝇数相等，理论上XbXb、XbY的基因型频率依次为(

) A.1%，2% B.8%，8% C.2%，10% D.2%，8%

解析本题考查生命观念和科学思维。雌性果蝇中，XbXb的频率为Xb频率的平方，即4%(占雌性的4%)，但雌性占总数的1/2，则XbXb的频率为4%×1/2＝2%。由于雄性果蝇只有一条X性染色体，则雄果蝇的Xb基因频率就是基因型XbY的频率，为20%(占雄性的20%)，但雄性占总数的1/2，则XbY的频率为20%×1/2＝10%。

答案

C(4)根据各基因型的比例，求该种群自交或随机交配一代后的基因型频率规律：①自交——先计算出亲代各种基因型的频率，再在自交后代中统计出各种基因型的频率。②随机交配——先计算出亲代产生的各种配子的频率，再根据p2、2pq、q2计算出后代的基因型频率。[典例4]

已知某种群中，AA基因型频率为25%，aa基因型频率为39%，则该种群的个体自交一代后，基因型AA的频率为(

) A.50% B.34% C.25% D.61%

解析本题考查生命观念和科学思维。常染色体上的基因，已知各基因型的比例，求该种群自交一代后，某基因型或某基因的频率时，不能用遗传平衡定律，要先计算出当代各种基因型的频率，再在自交后代中统计出各种基因型的频率。由于AA＝25%，aa＝39%，可知Aa＝1－25%－39%＝36%。AA个体自交后代的基因型为AA，在整个后代中的频率仍为25%，aa个体的自交后代为aa，在整个后代中的频率仍为39%，Aa的个体自交后代中AA基因型个体占后代总数的1/4，即36%×1/4＝9%。故该群体的个体自交一代，基因型为AA的频率为25%＋9%＝34%。

答案

B[对点练4]

果蝇的体色由常染色体上的一对等位基因控制，基因型BB、Bb为灰身，bb为黑身。若人为地组成一个群体，其中80%为BB个体，20%为bb的个体，群体随机交配，其子代中Bb的比例为(

) A.25% B.32% C.50% D.64%

解析本题考查生命观念和科学思维。因为BB＝80%，bb＝20%，所以B＝BB＋1/2×Bb＝80%＋0＝80%，b＝1－B＝1－80%＝20%。则有Bb＝2pq＝2×80%×20%＝32%。

答案

B微专题三减数分裂的解题方法

微考点1比较有丝分裂和减数分裂的主要异同

减数分裂有丝分裂不同点细胞类型原始生殖细胞→成熟生殖细胞体细胞→子代体细胞分裂次数2次1次染色体数量变化2n→n→2n→n2n→4n→2n同源染色体特殊行为联会、交叉互换、排两列、分离无特殊行为子细胞数量雄性：4个雌性：1个(生殖细胞)2个子细胞性别雄性、雌性生殖细胞无性别区分相同点DNA和染色体均只复制1次，都有染色体和纺锤体出现[典例1]

(2018·全国卷Ⅲ，4)关于某二倍体哺乳动物细胞有丝分裂和减数分裂的叙述，错误的是(

)A.有丝分裂后期与减数第二次分裂后期都发生染色单体分离B.有丝分裂中期和减数第一次分裂中期都发生同源染色体联会C.一次有丝分裂与一次减数分裂过程中染色体的复制次数相同D.有丝分裂中期和减数第二次分裂中期染色体都排列在赤道板上解析染色单体分离发生在有丝分裂后期和减数第二次分裂后期，A正确；同源染色体联会发生在减数第一次分裂的前期，B错误；无论是有丝分裂还是减数分裂，染色体仅复制一次，C正确；有丝分裂中期和减数第二次分裂中期染色体的着丝粒都整齐排列在赤道板上，D正确。答案

B[对点练1]

(2018·华中师大附中期末)精原细胞既能进行有丝分裂增加自身数量，又可以进行减数分裂形成生殖细胞，下列有关精原细胞分裂的叙述，错误的是(

)A.减数分裂时同源染色体发生了交叉互换，增大了精子遗传组成的多样性B.有丝分裂后期精原细胞存在同源染色体，但是不会发生同源染色体的分离C.减数分裂时非同源染色体自由组合，有利于保持亲子代遗传信息的稳定性D.有丝分裂中期和减数分裂Ⅱ后期，染色体数目相同，核DNA数目不同解析减数分裂时非同源染色体自由组合也会导致基因重组，增加了同一双亲后代的多样性，C错误。答案

C微考点2有丝分裂和减数分裂图像的识别(二倍体生物) (1)有丝分裂与减数分裂主要时期细胞分裂图像比较

有丝分裂减数分裂Ⅰ减数分裂Ⅱ前期①

②③①与②的主要区别在于是否会发生同源染色体联会配对，①与③、②与③的主要区别在于有无同源染色体中期①②③①与②的主要区别在于是否会发生同源染色体在赤道板上排两列这一特殊行为，①与③、②与③的主要区别在于有无同源染色体后期①②③①与②比较：①中染色单体分开，②中同源染色体分离。①与③比较：①中有同源染色体，③中无同源染色体。②与①、③比较：②中有染色单体，①、③中无染色单体(2)有丝分裂、减数分裂的图像识别方法[典例2]

下面是某种动物细胞分裂不同时期的示意图，其中一定不是精子形成过程的是(

)解析由图示染色体行为、数目及细胞质分裂方式可知，D图发生细胞质不均等分裂，该图是次级卵母细胞减数分裂Ⅱ后期图。答案

D[一题多变](1)上题中的四个细胞能否在同一个体出现？为什么？

提示：不能，因为B细胞是初级精母细胞，而D细胞是次级卵母细胞。 (2)如果图中的四个细胞不是来自同一个个体，四个细胞的名称分别是什么？

提示：A细胞可能是初级精母细胞或初级卵母细胞，B细胞是初级精母细胞，C细胞可能是次级精母细胞或次级卵母细胞或极体，D细胞是次级卵母细胞。[对点练2]

(2019·长郡中学期末)如图甲～丙依次表示某动物体内细胞分裂图，每条染色体上DNA含量的变化，不同分裂时期细胞核中染色体数目、染色单体数目与染色体DNA数目关系变化。下列叙述中正确的是(

)A.图丙中与图乙中BC段对应的只有②B.图甲所示细胞对应于图乙中的DE段、图丙中的②C.图甲所示细胞中含有8个染色单体，8分子染色体DNAD.图丙中引起②→①变化的原因是同源染色体的分离解析甲图中发生着丝粒分裂，存在同源染色体，属于有丝分裂的后期。图乙中AB段形成的原因是DNA复制；BC段存在染色单体，细胞可能处于有丝分裂前期和中期、减数分裂Ⅰ、减数分裂Ⅱ前期和中期；CD段形成的原因是着丝粒分裂；DE段表示有丝分裂后期和末期、减数分裂Ⅱ后期和末期。丙图①中无染色单体，染色体∶DNA＝1∶1，且染色体数目是体细胞的2倍，此时细胞处于有丝分裂后期；②中染色体∶染色单体∶染色体DNA＝1∶2∶2，且染色体数目与体细胞相同，处于有丝分裂前期和中期、减数分裂Ⅰ；③中无染色单体，染色体∶染色体DNA＝1∶1，且染色体数目和体细胞染色体的数目相等，所以处于减数分裂Ⅱ后期、末期。图丙与图乙BC段对应的只有②，每条染色体上2个DNA，2条染色单体，A正确；图甲所示细胞对应于图乙中的CD段、图丙中的①，原因是着丝粒分裂，染色体数目加倍，此时没有染色单体，B错误；图甲所示细胞中不含染色单体，C错误；图丙中引起②→①变化的原因是着丝粒分裂，D错误。答案

A微考点3减数分裂过程中一个细胞内的染色体数、核DNA数和染色单体数的变化规律(假定该二倍体生物体内含有n对同源染色体，不考虑染色体与染色质的差异) (1)图表形式

MⅠ前的间期减数第一次分裂减数第二次分裂精(卵)细胞精子MⅠ前期MⅠ中期MⅠ后期MⅡ前期MⅡ中期MⅡ后期染色体数目____2n2n____nn____nn核DNA数目____4n4n4n____2n2n____n染色单体数目0→4n4n4n4n____2n____00提示染色体数目：2n

2n

2n核DNA数目：2n→4n

2n

n染色单体数目：2n

2n→0[典例3]

在某植物根尖每个处于有丝分裂后期的细胞中都有40条染色体。下表中，能正确表示该植物减数分裂Ⅱ中期和后期每个细胞中染色体数目和染色单体数目的是(

)

减数第二次分裂中期减数第二次分裂后期

染色体/条染色单体/条染色体/条染色单体/条甲10202010乙1020200丙20402010丁2040400A.甲

B.乙 C.丙

D.丁答案

B[对点练3]

(2019·哈尔滨六中月考)正常进行分裂的哺乳动物的细胞，同源染色体、染色单体、染色体、核DNA分子之比为0∶0∶1∶1，则该细胞所处的时期是(

) A.有丝分裂时期

B.减数分裂Ⅰ末期 C.有丝分裂后期

D.减数分裂Ⅱ后期

解析减数分裂Ⅱ后期，同源染色体、染色单体、染色体、核DNA分子数量之比为0∶0∶1∶1，D正确。

答案

D(2)曲线形式①三种曲线的判断方法：a.存在斜线的曲线为核DNA和染色单体的数量变化，但染色单体数量在减数分裂中起点数目为0，核DNA的数量起点为2n；b.不存在斜线的曲线为染色体数量的变化。②染色体数目变化曲线分析：a.加倍：BC段和HI段，原因分别是有丝分裂后期和减数分裂Ⅱ后期着丝粒的分裂；b.减半：DE、FG和JK段，原因分别是有丝分裂末期、减数分裂Ⅰ末期和减数分裂Ⅱ末期结束时细胞的一分为二。③核DNA数目变化曲线分析：a.加倍：MN段和PQ段，原因分别是有丝分裂的间期和减数分裂前的间期DNA分子的复制；b.减半：DE、RF和JK段，原因分别是有丝分裂末期、减数分裂Ⅰ末期和减数分裂Ⅱ末期结束时细胞的一分为二。④染色单体数目变化曲线分析：a.出现：SN段和UQ段，原因分别是有丝分裂的间期和减数分裂前的间期染色体的复制；b.减半：RF段，原因是减数分裂Ⅰ末期结束时细胞的一分为二；c.消失：CT段和IV段，原因分别是有丝分裂后期和减数分裂Ⅱ后期着丝粒的分裂。[典例4]

(2019·龙岩市期末)下图表示某二倍体动物卵原细胞减数分裂过程中某结构的数量变化曲线，有关叙述错误的是(

)A.图中曲线表示同源染色体的数量变化B.AB段时期细胞内染色体数与DNA数之比为1︰2C.BC段时期细胞的细胞质存在不均等分裂D.AB段时期细胞中的染色体数均为BC段时期的2倍解析此结构的变化规律是间期复制后数目不变，在减数分裂Ⅰ(AB段)完成后消失，在减Ⅱ(BC段)不出现直到减数分裂完成，符合同源染色体的变化，A正确；AB段为减数分裂Ⅰ时期，每条染色体含有两条染色单体，两个DNA分子，B正确；BC段为减数分裂Ⅱ时期，细胞的细胞质存在不均等分裂，C正确；当BC段处于减数分裂Ⅱ后期时，染色体数目加倍，染色体数目等于AB段时期细胞中的染色体数，D错误。答案

D[对点练4]

(2019·南京市六校联考)下图是某二倍体动物的细胞分裂时期与同源染色体对数的关系曲线图，以下对图示的理解错误的是(

)A.A～E段细胞完成有丝分裂过程B.F～H段内发生同源染色体的分离C.B点和H点都发生染色体的着丝粒分裂D.H～I段细胞中染色体数目可能与原始生殖细胞相同解析依题意并结合图示分析可知：CD段表示有丝分裂的后期和末期，细胞中的同源染色体对数是体细胞的两倍，所以A～E段细胞完成有丝分裂过程，A正确；F～H段表示减数分裂Ⅰ，该时段内发生同源染色体的分离，B正确；B点发生染色体的着丝粒分裂，H点细胞中的同源染色体对数为零，是因为减数分裂Ⅰ结束，分离的同源染色体分别进入到两个子细胞中，C错误；H～I段表示减数分裂Ⅱ，处于减数分裂Ⅱ后期的细胞中染色体数目加倍，可与原始生殖细胞中的染色体数目相等，D正确。答案

C(3)柱形图形式减数分裂过程中的细胞、有丝分裂过程中的细胞、体细胞和成熟生殖细胞，其染色体数目、染色单体数目和核DNA数目可以组成下图所示的五组柱形图：三种柱形代表含义的判断方法：①有的组内有有的组内无的柱形表示的是染色单体数目；②其余两种柱形中，一种有时与另一种等高，有时高度却只有后者的一半；前一种柱形表示的是染色体数目，后一种柱形表示的是核DNA数目。[典例5]

(2019·赤峰二中期中)下图表示雄果蝇进行某种细胞分裂时，处于四个不同阶段的细胞(Ⅰ～Ⅳ)中遗传物质或其载体(①～③)的数量。下列表述与图中信息相符的是(

)A.Ⅱ所处阶段可以发生非同源染色体自由组合B.Ⅲ代表初级精母细胞C.②代表染色体D.Ⅱ→Ⅲ的过程在有丝分裂和减数分裂中都会发生解析

Ⅱ所处阶段可以代表减数分裂Ⅰ的前期、中期和后期，其中减数第一分裂后期可以发生非同源染色体的自由组合，A正确；Ⅲ可表示减数分裂Ⅱ的前期和中期，为次级精母细胞，B错误；根据分析可知，②代表染色单体，C错误；Ⅱ→Ⅲ的过程只能发生在减数分裂过程中，D错误。答案

A[对点练5]

(2019·江淮十校联考)某生物兴趣小组观察了几种生物不同分裂时期的细胞，并根据观察结果绘制出如下图形。下列与图形有关的说法正确的是(

)①甲图所示细胞可能处于减数分裂Ⅰ后期，此阶段发生同源染色体的分离②甲图所示细胞中某一极的染色体数目可能为2N③乙图结果可来自于植物的雄蕊和雌蕊以及动物精巢等部位细胞④如果乙图表示精巢内的几种细胞，则C组细胞可发生联会并产生四分体A.①③ B.②④ C.①③④ D.①②③④解析甲图所示细胞每条染色体含有两条染色单体，可能处于减数分裂Ⅰ后期，此阶段发生同源染色体的分离，①正确；甲图所示细胞可能处于减数分裂Ⅰ后期或有丝分裂的前期或中期，减数分裂Ⅰ后期每一极的染色体数目为N，有丝分裂的前期或中期细胞中染色体数目总数为2N，且位于细胞中央，②错误；植物的雄蕊和雌