【名师导学】高考生物一轮复习 7.43 基因频率、基因频率的相关计算课件 新人教版必修2.ppt

第四十三课时基因频率 基因型频率的相关计算 考点一基因频率 基因型频率的相关计算 基础知识整合 1 概念比较基因频率是在一个种群基因库中 某个基因占全部数的比 基因型频率是某种特定的个体占群体内全部个体的比例 前者是某占全部基因数的比例 后者是某占群体总数的比例 等位基因 基因型 个体基因数 基因型个体数 2 相关结论种群中一对等位基因的频率之和等于1 种群中基因型频率之和也等于1 基因频率的变化 导致种群基因库的变迁 所以说 生物进化实质上就是种群发生变化的过程 基因频率 3 遗传平衡条件 种群是的 种群个体间的交配是 也就是说种群中每一个个体与种群中其他个体的交配机会是相等的 没有产生 种群之间不存在或 没有 如果某种群满足以上五个条件 则该种群的基因频率 包括基因型频率 就可以一代代稳定不变 保持平衡 也称 而现实中遗传平衡的五个条件无法满足 所以种群基因频率的变化是必然的 生物的进化也就是必然的了 极大 随机的 突变 个体的迁移 基因交流 自然选择 哈代 温伯格平衡 知识拓展 一 基因频率和基因型频率的相关计算1 方法推导设n个个体的种群 aa aa aa的个体数分别是n1 n2 n3 a a的基因频率分别用pa pa表示 aa aa aa的基因型频率分别用paa paa paa表示 则 由以上公式可得出下列结论 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 某基因的频率 该基因纯合子的频率 杂合子的频率 2 计算实例种群中某基因频率计算方法有两种 例如 从某个种群中随机抽出100个个体 测知基因型为aa aa和aa的个体分别是30 60和10个 方法1 通过基因型计算基因频率100个个体的基因型为30个aa 60个aa 10个aa 就这对等位基因来说 每个个体可以看作含两个等位基因 那么100个个体共有200个基因 其中a基因有2 30 60 120个 a基因有2 10 60 80个 故在此种群中 a基因的基因频率为120 200 60 a基因的基因频率为80 200 40 二 对处于遗传平衡的群体 可使用遗传平衡定律 哈代 温伯格定律 进行计算 1 哈代 温伯格定律 设群体中a的基因频率为p a的基因频率为q 则有 aa的基因型频率为p2 aa的基因型频率为2pq aa的基因型频率为q2且p2 2pq q2 1 反之亦成立 2 实例 一种蛾中控制浅色的基因是隐性的 aa 控制深色的基因是显性的 现在有640只浅色的蛾和369只深色的蛾 假设该群体是在理想的随机交配的环境下生存 那么约有多少只蛾是杂合子 a 369b 323c 240d 640 b 例1 关于在自然条件下 某随机交配种群中等位基因a a频率的叙述 错误的是 a 在某种条件下两种基因的频率可以相等b 该种群基因频率的变化只与环境的选择作用有关c 一般来说 频率高的基因所控制的性状更适应环境d 持续选择条件下 一种基因的频率可以降为零 典例精析 b 考查类型 本题考查基因频率的有关知识 解析 种群中等位基因a与a基因频率之和为1 所以两种基因的频率完全有可能相等 a项说法正确 种群基因频率的变化除与环境的选择有关外还会受到遗传漂变和迁移等因素的影响 b项说法错误 基因频率高的性状往往是经过自然选择选留下来的性状 说明这些性状更能适应环境 c项说法正确 持续选择条件下 被选择淘汰的性状的基因频率不断减小 最后趋近于0 方法归纳 在高考中不少同学都认为a项的说法是不正确的 认为种群中两种基因的频率不会相等 实际上若是仔细分析就不会出现这样的问题 因为a和a是一对等位基因 在该种群中 控制该性状的基因不是a就是a 因此它们的基因频率之和是1 这样两种基因的频率可以相等 例2 某地区从1964年开始使用杀虫剂杀灭蚊子幼虫 至1967年中期停用 右图是五年间蚊子幼虫基因型频率变化曲线 r表示杀虫剂抗性基因 s表示野生敏感型基因 据图回答 1 r基因的出现是的结果 2 在rr基因型频率达到峰值时 rs ss基因型频率分别为4 和1 此时r基因的频率为 基因突变 97 不再使用杀虫剂 低 ss 在不使用杀虫剂环境下 持续的选择作用 使r基因频率越来越低 解析 1 基因突变产生新基因 r基因的出现是基因突变的结果 2 rs ss基因型频率分别为4 和1 则rr基因型频率为95 r基因的频率为r r r 4 2 95 200 97 3 1967年中期停用了杀虫剂 在不再使用杀虫剂的情况下 rr基因型幼虫比ss基因型幼虫的生存适应能力低 4 该地区从此不再使用杀虫剂 在不使用杀虫剂的环境下 持续的选择作用使r基因频率越来越低 最终频率最高的基因型是ss 课时练习四十五一 选择题 每小题只有一个正确选项 1 某植物种群中 aa基因型个体占30 aa基因型个体占20 若该种群植物自交 f1中aa aa基因型个体出现的频率以及该植物的a a基因频率分别为 a 55 45 55 45 b 42 5 32 5 55 45 c 55 45 45 55 d 42 5 32 5 45 55 d 2 a基因纯合会导致某种生物胚胎致死 现已知该生物某自然种群中a的基因频率接近50 则该种群中杂合子大约占 a 1 b 10 c 50 d 99 d 3 据调查得知 某小学的学生中基因型比率为 xbxb xbxb xbxb xby xby 44 5 1 43 7 则xb的基因频率为 a 13 2 b 5 c 14 d 9 3 解析 由题意可知 xb 5 2 1 7 100 50 9 3 答案选d d 4 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 88b 1 22c 7 2200d 3 800 a 解析 妻子的基因型可以肯定是aaxbxb 丈夫的基因型只可能是aaxby或者aaxby两者之一 要算出 他们所生小孩同时患上述两种遗传病的概率 意味着首先需要确定丈夫的基因型为aaxby的概率是多少 再根据遗传平衡定律 哈代 温伯格定律 p q 2 p2 2pq q2 1 可以推算出 a的基因频率q 1 10 则a的基因频率p 9 10 aa基因型的频率p2 81 aa基因型的频率2pq 18 现在丈夫的表现正常 因此排除了其基因型为aa的可能性 于是 丈夫的基因型为aaxby的概率 2pq p2 2pq 2 11 由此得出结果 妻子的基因型可以肯定是aaxbxb 丈夫的基因型为aaxby的概率 2 11 基因型为aaxby与aaxbxb的夫妇 其后代同时患上述两种遗传病的概率 1 4 1 4 1 16 再把丈夫的基因型为aaxby的概率 2 11一起算上 即 1 16 2 11 1 88 答案为a 5 右图表示环境条件发生变化后某个种群中a和a基因频率的变化情况 下列说法错误的是 a q点表示环境发生了变化 a控制的性状更加适应环境b p点时两曲线相交 此时a和a的基因频率均为50 c 该种群中杂合体的比例会越来越高 逐渐取代纯合体d 在自然选择的作用下 种群的基因频率会发生定向改变 c 解析 从图中可看出 a的频率越来越大 a的频率越来越小 故p点以后 种群中杂合体的比例会越来越小 逐渐被纯合体aa取代 c错误 6 对某区域一个种群的某一性状进行随机抽样调查 假设该种群非常大 所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代 没有迁入和迁出 自然选择对该性状没有作用 也不存在突变 该种群中基因型aa aa aa的个体分别有若干只 理论上aa的基因型频率n为 a 0 n 100 b 0 n 50 c 0 n 50 d 50 n 100 b 7 一种蛾中控制浅色的基因是隐性的 控制深色的等位基因是显性的 现在有640只浅色的蛾和369只深色的蛾 假设该群体是在理想的随机交配的环境下生存 那么约有多少只蛾是杂合子 a 369b 323c 505d 640 b 8 关于生物进化与生物多样性的形成 错误的说法是 a 生物多样性的形成经历了漫长的进化历程b 消费者的出现不影响生产者的进化c 生物多样性的形成是共同进化的结果d 生物的进化与无机环境的变化是相互影响的 b 9 某人群中某常染色体显性遗传病的发病率为19 一对夫妇中妻子患病 丈夫正常 他们所生的子女患该病的概率是 a 10 19b 9 19c 1 19d 1 2 解析 常染色体显性遗传病 丈夫正常 为隐性纯合子 假设基因型为aa 妻子患病 基因型为aa或aa 发病率为19 可知正常概率为81 a基因频率为9 10 可推出妻子为aa的概率为1 19 1 19 aa的概率为2 9 10 1 10 19 18 19 18 19 与正常男性婚配 子女患病的几率为1 19 18 19 1 2 10 19 a 二 非选择题10 回答下列有关生物进化的问题 1 图1表示某小岛上蜥蜴进化的基本过程 x y z表示生物进化的基本环节 x y分别是 2 该小岛上的蜥蜴原种由许多个体组成 这些个体的总和称为 这是生物进化的 3 小岛上的所有蜥蜴个体含有的全部基因 称为蜥蜴的 突变 变异 自然选择 种群 基本单位 基因库 4 小岛上蜥蜴原种的脚趾逐渐出现两种性状 w代表蜥蜴脚趾的分趾基因 w代表联趾 趾间有蹼 基因 图2表示这两种性状比例变化的过程图2 由于蜥蜴过度繁殖 导致加剧 生存斗争 种内斗争 小岛上食物短缺 联趾蜥蜴个体比例反而逐渐上升 其原因可能是 图2所示过程说明 自然环境的变化引起不同性状蜥蜴的比例发生变化 其本质是因为蜥蜴群体内的发生了改变 5 从生物多样性角度分析 图2所示群体中不同个体的存在反映了多样性 若从分子水平检测这种多样性 可采用的简便技术是 基因频率 遗传 分子杂交技术 11 下表是某昆虫种群翅色相关的一组数据 假设该昆虫种群非常大 所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代 没有迁出和迁入 自然选择对翅色这一相对性状没有作用 基因a和a都不产生突变 请据表回答问题 1 根据上述表格 计算出子代的基因频率 a为 a为 2 上述计算结果是建立在五个假设条件基础上的 对自然界的种群来说 这五个条件是否成立 请举一例说明 60 40 不一定成立 例如 基因突 变是普遍存在的 只要答案正确都可 3 如果该种群出现新的突变类型 基因型aa突变为a2a 也就是产生新的等位基因a2 种群的基因频率会发生变化吗 如果基因频率发生变化 请你预测一下基因a2的频率可能会发生的几种可能变化 4 如果你预测的结果是a2基因频率发生大幅度上升 则你认为该种群是否发生了进化 发生变化 上升或下降或基本维持稳定 发生了进化 12 在一个海岛上 一种海龟中有的脚趾是连趾 ww 有的脚趾是分趾 ww ww 连生的脚趾便于划水 游泳能力强 分趾则游泳能力较弱 若开始时 连趾和分趾的基因频率各为0 5 当海龟数量增加到岛上食物不足时 连趾的海龟容易从海水中得到食物 分趾的海龟则不易获得食物而饿死 若干万年后 基因频率变化成 w为0 2 w为0 8 请问 1 该种群中所有海龟所含的基因称为该种群的 基因频率发生变化后 从理论上计算 海龟种群中连趾占整个种群的比例为 基因库 64 2 导致海龟种群的基因频率变化的原因是什么 3 这种基因频率的改变 是否发生了生物进化 请简述理由 4 这种基因频率改变 是否产生了新的物种 请简述理由 自然选择导致海龟种群的基因频率发生定向变化 发生了进化 因为只要种群基因频率改变 就是在进化 没有产生新物种 只是种群基因频率改变 并没有产生生殖隔离 13 2011广东 登革热病毒感染蚊子后 可在蚊子唾液腺中大量繁殖 蚊子在叮咬人时将病毒传染给人 可引起病人发热 出血甚至休克 科学家用以下方法控制病毒的传播 1 将s基因转入蚊子体内 使蚊子的唾液腺细胞大量表达s蛋白 该蛋白可以抑制登革热病毒的复制 为了获得转基因蚊子 需要将携带s基因的载体导入蚊子的细胞 如果转基因成功 在转基因蚊子体内可检测出 和 2 科学家获得一种显性突变蚊子 aabb a b基因位于非同源染色体上 只有a或b基因的胚胎致死 若纯合的雄蚊 aabb 与野生型雌蚊 aabb 交配 f1群体中a基因频率是 f2群体中a基因频率是 受精卵 s基因 由s基因转录的mrna s蛋白 50 60 3 将s基因分别插入到a b基因的紧邻位置 如下图 将该纯合的转基因雄蚊释放到野生群体中 群体中蚊子体内病毒的平均数目会逐代 原因是 下降 群体中s基因频率逐代升高 s基因表达的 s蛋白会抑制登革热病毒复制 解析 1 将重组载体导入动物细胞一般选用受精卵 转基因成功意味着在体内能进行基因表达 应该能测出s基因 相应的mrna及s蛋白 2 f1群体中基因型都是aabb 故a基因频率是50 f2群体中的aa胚胎致死 只有aa和aa 比例为2 1 故a基因频率是60 3 由题干和图知该纯合的转基因雄蚊的基因型为aabbss 且基因s与a或b同时存在 则s基因在子代中稳定存在 s基因频率逐代升高 由第 1 题知s基因转入蚊子体内可以抑制登革热病毒的复制 所以群体中蚊子体内病毒的平均数目会逐代减少 例 在非洲人群中 约每1