种群基因频率的改变与生物进化导学案

1、年 级： 高 一 学 科： 生 物 安阳县实验中学“四步教学法”导学案Anyangxianshiyanzhongxue sibujiaoxuefa daoxuean课题：种群基因频率的改变与生物进化 设计人：孙晓雪 审核人：高一生物组 班级：_ 组名：_姓名：_ 时间：_ 一、 自主学习：（12分钟）1、学习目标：（1）解释种群、种群基因库、基因频率等概念（2）运用数学方法讨论种群基因频率的改变（3）说明现代生物进化理论的主要内容（4）举例说明共同进化和生物多样性形成的原因2、自学指导：(一) 种群是生物进化的基本单位：1、种群：生活在一定区域的 的 个体。种群是生物进化的基本单位。也是生物繁

2、殖的基本单位2、基因库:一个种群中全部个体所含有的 。基因频率：在一个种群基因库中， 占全部等位基因数的比率 基因型频率：是某种特定基因型的个体占群体内全部个体的比例。（二）突变和基因重组产生进化的原材料1、回忆变异类型 _变异 突变 _ _ _ _2、所有的变异都能导致基因频率的变化吗？只有_。3、突变和基因重组对于种群遗传组成的改变一样吗？为什么？因为只有_才能出现新基因，才能丰富基因库，改变基因频率。_可以增加基因型的种类。4、在自然情况下，突变的频率很低，且多数有害，对生物进化有重要意义吗？（见课本116页第三段例如）其说明种群中每代产生的基因突变的数量是很大的，并通过繁殖得到积累，成

3、为基因频率改变的基础。而且突变的有利或有害并不是绝对的，它取决于生物的_ _。5、突变和基因重组产生的变异有方向吗？基因突变产生的等位基因，通过_过程中的基因重组，可以形成多种多样的_，从而使种群出现大量的可遗传变异。由于突变和基因重组都是_的、_的，因此它们只是提供了_ ，不能决定生物进化的方向。 （三）自然选择决定生物进化的方向1、 不定向， 不定向；2、 决定生物进化的方向；3、生物进化的实质： 发生变化的过程。二、合作交流：（10分钟）基因频率与基因型频率的计算：在种群中一对等位基因的频率之和等于1，基因型频率之和也等于1；要想得到某种基因的基因频率及某种基因型频率，往往要通过抽样调查

4、的方法获得。3、 拓展延伸：（10分钟）基因频率与基因型频率的计算：(一)已知基因型的个体数，求基因频率 在一个群体中，各等位基因频率的总和等于1。例1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，求a的基因频率。（二）利用基因型频率求解基因频率一对等位基因中某基因频率=该基因纯合子的基因型频率1/2×杂合子的基因型频率例2 在一个种群中随机抽取一定数量的个体，其中基因型为AA的个体占18%，基因型为Aa的个体占78%，aa的个体占4%，那么基因A和a的频率分别是多少？（三）理想条件下的基因频率计算：遗传平衡定律（哈代-温伯格定律）如果

5、一个种群符合下列条件：种群是极大的；种群个体间的交配是随机的，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；没有突变产生；种群之间不存在个体的迁移或基因交流；没有自然选择；那么，各等位基因的频率和基因型频率在一代代的遗传中是稳定不变的，或者说是保持着基因平衡的（遗传平衡的种群是理想的种群）。若种群中一等位基因为A和a，设A的基因频率为，a的基因频率为 ，则：AA的基因型频率=p2；aa的基因型频率=q2；Aa的基因型频率=2pq。例3：一种蛾中控制浅颜色的等位基因是隐性的，控制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，群体是哈代一温伯格平衡，那么杂合子蛾

6、的基因型频率为多少?（4） 在伴性遗传中有关基因频率的相关计算：这类题目的特殊点是：X染色体总数的正确计算，因为男性中只有一个X染色体，所以计算男性X染色体总数时不需要乘以2，这样就能得出正确的结果。例4：据调查，某校高中学生中基因型的比例为XBXB(42.32)、XBXb(7.36)、XbXb (0.32%)、XBY(46)、XbY(4)，则该地区XB和Xb的基因频率分别是 （ ）A60%、8 B80%、92C78、92 D92、8、四、当堂训练：（8分钟）变式训练1已知人眼的褐色（A）对蓝色（a）是显性，属常染色体上基因控制的遗传。在一个30000人的人群中，蓝眼的有3600人，褐眼的有2

7、6400人，其中纯合子有12000人，那么，这一人群中A和a基因的基因频率分别为-（ ）A.64%和36% B.36%和64% C.50%和50% D.82%和18%变式训练2已知某种群中，AA的基因型频率为30，aa的基因型频率为26，如果该群体的个体自交，则F1基因型AA的频率为 （ ） A20% B41C50D74变式训练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，请问在人群中该丙苯酮尿症隐性致病基因（a）的基因频率以及携带此隐性基因的携带者(Aa)基因型频率分别是-（ ） A1%和0.99% B1%和1.98% C1%和3.96% D1%和0

8、.198%变式训练4对某校学生进行红绿色盲遗传病调查研究后发现:780名女生中有患者23人,携带者52人,820名男生中有患者65人,那么该群体中红绿色盲基因的频率是-( )A.4.4% B.5.1% C.6.8% D.10.2%1(2007年江苏高考第15题)果蝇的体色由常染色体上一对等位基因控制，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的个体，20为bb的个体，群体随机交配，其子代中Bb的比例是 A25 B32 C50 D642如果在一个种群中，基因型AA的比例占25%，基因型Aa的比例占50%，基因型aa的比例占25%。已知基因型aa的个体失去求偶繁殖能力

9、，则随机交配一代后，子代中基因型aa的个体所占的比例为-（ ）A1/16 B1/8 C1/9 D1/43假设某中心血防站调查了1788个MN血型血样本，其中397人是M型（LM LM），861人是MN型（LMLN），530人是N（LNLN）型，则LM和LN的基因频率分别是-（ ）A43.7%、56.3% B 56.3%、43.7% C53.7%、46.3% D46.3%、53.7%4(2007年广东高考第20题)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

10、的概率是A. 1/88 B. 1/22 C. 7/2200 D. 3/800 5经调查统计某地区人群中蓝眼(aa)1600人，纯合褐眼(AA)1400人，杂合褐眼(Aa)7000人，那么该地区人群中蓝眼基因和褐眼基因的基因频率分别是-（ ）A51%和49%B43%和57% C32%和68%D28%和72% 6.下列属于种群的是 A、一块水田里的全部水稻 、水草 B、 一块稻田里的全部幼蚜、有翅、无翅的成蚜 C 、 一块朽木上的全部真菌 D、 一个池塘中全部鱼7.种群基因频率总是在不断变化的原因是 （ ） 基因突变 基因重组 自然选择A B C D8、生物进化中自然选择的作用，主要有利于下列何种

11、情况的生物进化（ ）A.幼小生物B.生物个体C.生物细胞D. 生物物种9(2007年唐山二模)某植物种群，AA基因型个体占30，aa基因型个体占20，则： (1)植物的A、a基因频率分别是 、 。 (2)若该植物自交，后代中AA、aa基因型个体分别占 、 。这时，A、a的基因频率分别是 。 (3)依据现代生物进化理论，这种植物在两年中是否发生了进化? ，原因是 。 (4)由此可知，生物进化的基本单位是 ，进化的原材料由 提供，是否发生进化决定于 ，进化的实质是 。10、(2009·上海高考)某小岛上原有果蝇20 000只，其中基因型VV、Vv和vv的果蝇分别占15%、55%和30%。

12、若此时从岛外入侵了2 000只基因型为VV的果蝇，且所有果蝇均随机交配，则F1代中V的基因频率约是 ()A43%B48% C52% D57%(一) 种群是生物进化的基本单位：1、 同种生物 全部 全部基因 某个基因（二）突变和基因重组产生进化的原材料1、 _不可遗传变异变异 突变 _基因突变_ _可遗传变异 _染色体变异_ _基因重组_2、只有_可遗传变异才能导致下代基因频率和基因型频率的改变，是生物进化的原材料。3、基因突变 基因重组 4、生存环境5、有性生殖 基因型 随机的 不定向的 生物进化的原材料 （三）自然选择决定生物进化的方向1、 不定向， 不定向；2、 自然选择 决定生物进化的方

13、向；3、生物进化的实质： 种群的基因频率 发生变化的过程。例1答案：A基因的基因频率为60，a基因的基因频率为40。提示：A基因的频率为 a基因的频率为 也可以通过基因型频率计算基因频率。一对等位基因中的一个基因的频率：基因频率（A）=对应纯合子（AA）基因型频率杂合子（Aa）基因型频率的1/2。 100个个体中AA为30个，Aa为60个，aa为10个，则AA这种基因型的频率为30÷10030；同理，Aa为60，aa为10，则A基因的基因频率为30+60×1260，a基因的基因频率为10+60×12=40。例2：A基因的频率=18%+1/2×78%=57

14、% a基因的频率=4%+ 1/2×78%=43%或者： 1-57%=43%例3提示：设显性基因频率为p，隐性基因频率为q，根据(p+q)2 = p2 + 2pq +q2= 1，已知q2 = 640(640+369) =0.63 因此，q = 0.8 又因为p + q = 1，所以p = l q = 1 0.8 = 0.2，根据哈代一温伯格平衡，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。例4：【答案】D【解析】根据基因频率的概念：某个基因的频率=某个基因数全部等位基因数，即：XB的基因频率=XB(XB +

15、 Xb)。由于B、b只位于X上，Y上没有，男性体内只有1个X，因此只有1个此类基因(B或b)；而女性体内有两个X，因此有两个此类基因(包括B或b)。所以被调查的种群中XB的基因频率=42.32×2+7.36×1+46=138：XB+Xb =42.32×2+7.36×2+0.32×2+46×l+4×l=150，所以XB(XB+ Xb)=138150=92， Xb的基因频率=192=8。变式训练： 1A 2B 3B 4C 2【解析】自交过程中，AA和aa基因型的个体不会发生性状分离，只有Aa基因型的个体后代会发生性状分离，分离比

16、为：AA：Aa：aa = 1：2：1，所以F1基因型AA的频率为30+(1- 30% - 26)×14 = 41。 【答案】B反馈训练： 1 B 2C 3D 4A 5A 6.D 7.D 8.D7【解析】：基因频率是指某种基因在某个种群中出现的比例。由于基因突变，可以产生新的等位基因，可以影响这种基因的基因频率。由于基因重组，后代可以出现不同的基因组合，也可以影响基因频率，自然选择是将有利的变异逐渐积累，不利变异被淘汰，可定向改变种群的基因频率。【答案】：D8【解析】：自然选择以微小的不定向变异为原始材料通过生存斗争来保存和积累有利的变异经过许多代，才能形成新的生物类型。而生物个体在自然选择中可能大量地被淘汰只有产生适应环境的变异类型才能生存下来并演变进化成新的物种，所以说自然选择的作用主要是有利于生物物种的进化发展。 【答案】：D9(1)55、45 (2)425 325 55、45 (3)