2027届高中生物一轮复习讲义第七单元　专题突破11　基因频率与基因型频率的计算

基因频率与基因型频率的计算题型一定义法求解某基因的基因频率＝eq\f(该基因的数目,该基因及其等位基因的总数)×100%。典例1(2024·江西，4)某水果的W基因(存在多种等位基因)影响果实甜度。研究人员收集到1000棵该水果的植株，它们的基因型及对应棵数如表。据表分析，这1000棵植株中W1的基因频率是()基因型W1W2W1W3W2W2W2W3W3W4W4W4棵数21111422411626075A.16.25% B．32.50%C．50.00% D．67.50%答案A解析观察表格可知，含有W1基因的植株的基因型有W1W2和W1W3，共有211＋114＝325(棵)，根据基因频率计算的公式可得：W1的基因频率＝325÷(1000×2)×100%＝16.25%，A正确。典例2(2023·湖北，18)某二倍体动物种群有100个个体，其常染色体上某基因有A1、A2、A3三个等位基因。对这些个体的基因A1、A2、A3进行PCR扩增，凝胶电泳及统计结果如图所示。该种群中A3的基因频率是()A．52% B．27%C．26% D．2%答案B解析分析电泳图，含A3基因的个体有2个A3A3、15个A1A3、35个A2A3，所以A3的基因频率是(2×2＋15＋35)÷(100×2)×100%＝27%，B正确。题型二利用基因型频率求解某基因的基因频率＝该基因纯合子频率＋1/2杂合子频率(常染色体或X、Y染色体同源区段上的基因)。典例3(经典高考题)囊鼠的体毛深色(D)对浅色(d)为显性，若毛色与环境差异大则易被天敌捕食。调查不同区域囊鼠深色表型频率，检测并计算基因频率，结果如图。下列叙述错误的是()A．深色囊鼠与浅色囊鼠在不同区域的分布现状受自然选择影响B．与浅色岩P区相比，深色熔岩床区囊鼠的杂合子频率低C．浅色岩Q区的深色囊鼠的基因型为DD、DdD．与浅色岩Q区相比，浅色岩P区囊鼠的隐性纯合子频率高答案B解析浅色岩P区中，D的基因频率＝DD%＋1/2Dd%＝0.1，根据深色表型频率可知，DD%＋Dd%＝0.18，计算可知，Dd%＝0.16，深色熔岩床区中，D的基因频率＝DD%＋1/2Dd%＝0.7，DD%＋Dd%＝0.95，计算可知，Dd%＝0.5，所以与浅色岩P区相比，深色熔岩床区囊鼠的杂合子频率高，B错误；囊鼠的体毛深色(D)对浅色(d)为显性，因此，浅色岩Q区的深色囊鼠的基因型为DD、Dd，C正确；浅色岩Q区中，隐性纯合子的频率＝1－0.5＝0.5，浅色岩P区中，隐性纯合子频率＝1－0.18＝0.82，因此，与浅色岩Q区相比，浅色岩P区囊鼠的隐性纯合子频率高，D正确。典例4(2022·海南，15)匍匐鸡是一种矮型鸡，匍匐性状基因(A)对野生性状基因(a)为显性，这对基因位于常染色体上，且A基因纯合时会导致胚胎死亡。某鸡群中野生型个体占20%，匍匐型个体占80%，随机交配得到F1，F1雌、雄个体随机交配得到F2。下列叙述正确的是()A．F1中匍匐型个体的比例为12/25B．与F1相比，F2中A基因频率较高C．F2中野生型个体的比例为25/49D．F2中A基因频率为2/9答案D解析根据题意可知，A基因纯合时会导致胚胎死亡，因此匍匐型个体Aa占80%，野生型个体aa占20%，则A基因频率为80%×1/2＝40%，a基因频率为60%，F1中AA＝40%×40%＝16%，Aa＝2×40%×60%＝48%，aa＝60%×60%＝36%，由于A基因纯合时会导致胚胎死亡，所以F1中Aa占(48%)÷(48%＋36%)＝4/7，A错误；由于A基因纯合时会导致胚胎死亡，因此每一代都会使A的基因频率减小，故与F1相比，F2中A基因频率较低，B错误；F1中Aa占4/7，aa占3/7，产生的配子为A＝4/7×1/2＝2/7，a＝5/7，F2中aa＝5/7×5/7＝25/49，由于AA＝2/7×2/7＝4/49致死，因此F2中aa占25/49÷(1－4/49)＝5/9，C错误；F2中aa占5/9，Aa占4/9，因此A基因频率为4/9×1/2＝2/9，a基因频率为7/9，D正确。题型三利用遗传平衡(种群基因频率世代不变)计算1．前提条件：种群足够大且雌雄比例1∶1；所有雌雄个体之间自由交配；没有基因突变；没有自然选择；没有迁入和迁出。2．(1)当等位基因只有两个(A、a)时，设p表示A的基因频率，q表示a的基因频率，则AA的基因型频率＝p2，Aa的基因型频率＝2pq，aa的基因型频率＝q2。(2)逆推计算：已知隐性纯合子的概率，求种群的基因频率和基因型频率。若aa＝x%→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a＝\r(x%),A＝1－\r(x%)))→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(AA＝1－\r(x%)2,Aa＝2\r(x%)·1－\r(x%)))3．遗传平衡时X染色体上基因频率与基因型频率的关系(以红绿色盲为例)(1)红绿色盲基因(Xb)的基因频率在男性和女性中相同，但发病率不同。(2)男性中红绿色盲发病率即为该群体Xb的基因频率。(3)例如：设色盲基因Xb的频率＝q，正常基因XB的频率＝1－q＝p，基因型频率计算结果具体如表。4．自交和自由交配对基因频率和基因型频率的影响自交：基因型频率不断变化，后代的基因频率不变；自由交配：亲子代的基因频率不变，子一代开始基因型频率不变。典例5(2024·湖北，14)某二倍体动物的性别决定方式为ZW型，雌性和雄性个体数的比例为1∶1。该动物种群处于遗传平衡，雌性个体中有1/10患甲病(由Z染色体上h基因决定)。下列叙述正确的是()A．该种群有11%的个体患该病B．该种群h基因的频率是10%C．只考虑该对基因，种群繁殖一代后基因型共有6种D．若某病毒使该种群患甲病雄性个体减少10%，H基因频率不变答案B解析雌性个体的基因型为ZHW、ZhW，雌性个体中有1/10患甲病，该动物种群处于遗传平衡，故该种群h基因的频率是10%，B正确；雌性和雄性个体数的比例为1∶1，雌性个体中有1/10患甲病，说明基因型为ZhW的个体在该种群中占1/20，由h基因的频率是10%，可知基因型为ZhZh的个体在雄性个体中占1/100，在该种群中占1/200，故该种群中患该病的个体有(1/20＋1/200)×100%＝5.5%，A错误；只考虑该对基因，种群繁殖一代后基因型有ZHZH、ZHZh、ZhZh、ZHW、ZhW，共5种，C错误；若某病毒使该种群患甲病雄性个体减少10%，则种群中h基因频率降低，H基因频率应增大，D错误。典例6(2022·重庆，17)人的扣手行为属于常染色体遗传，右型扣手(A)对左型扣手(a)为显性。某地区人群中AA、Aa、aa基因型频率分别为0.16、0.20、0.64。下列叙述正确的是()A．该群体中两个左型扣手的人婚配，后代左型扣手的概率为3/50B．该群体中两个右型扣手的人婚配，后代左型扣手的概率为25/324C．该群体下一代AA基因型频率为0.16，aa基因型频率为0.64D．该群体下一代A基因频率为0.4，a基因频率为0.6答案B解析该群体中两个左型扣手的人(基因型均为aa)婚配，后代左型扣手的概率为1，A错误；根据AA、Aa、aa基因型频率分别为0.16、0.20、0.64，即4/25、1/5、16/25，可知人群中A的基因频率＝0.16＋0.20×1/2＝0.26＝13/50，则a的基因频率＝1－13/50＝37/50，该群体中两个右型扣手的人婚配，该群体右型扣手中杂合子所占概率为1/5÷(4/25＋1/5)＝5/9，二者后代左型扣手(基因型为aa)的概率为5/9×5/9×1/4＝25/324，B正确；由B选项分析可知，人群中A的基因频率＝13/50，a的基因频率＝37/50，根据遗传平衡定律，下一代AA基因型频率为(13/50)2＝169/2500＝0.0676，aa基因型频率为(37/50)2＝0.5476，C错误；根据遗传平衡定律，每一代的基因频率都不变，下一代A基因频率为(0.16＋0.20×1/2)＝0.26，a的基因频率为1－0.26＝0.74，D错误。课时精练[分值：60分][1～12题，每题5分，共60分]1．某种群中有AA、Aa、aa三种基因型的个体，其中AA、Aa所占比例随时间的变化如图。第36个月时，基因a在种群中的频率为()A．0.8B．0.6C．0.3D．0.2答案B解析由图分析，在第36个月时，不同基因型个体所占比例分别为AA＝0.2、Aa＝0.4，则aa＝0.4。因此，第36个月时，a基因频率＝(0.4×1/2＋0.4)＝0.6，B正确。2．(2025·滁州期末)现有两个非常大的某昆虫种群(种群1和种群2)，个体间随机交配，没有迁入和迁出，无突变，自然选择对B和b基因控制的性状没有作用。种群1中基因型为BB的个体占18%，基因型为Bb的个体占78%；假设这两个种群大小相等，地理隔离不再存在，两个种群完全合并为一个可随机交配的新种群；在新种群中，基因型为BB的个体占28%，基因型为Bb的个体占58%。根据以上信息，种群2中B的基因频率为()A．62%B．57%C．68%D．65%答案B解析据题干信息分析，种群1中B基因频率＝18%＋1/2×78%＝57%，b基因频率＝1－57%＝43%。在新种群中，B基因频率＝28%＋1/2×58%＝57%，说明两个种群的基因频率相等，种群2中B的基因频率也为57%，B正确。3．一种能耐高温的小鱼生活在澳大利亚中部的沙漠中。该种小鱼能够在水流缓慢或静止的区域生存，它们形成了不同的亚种。已知在某个孤立水体中，该种小鱼的基因型频率初始状态时为CC38%、Cc42%、cc20%，最终稳定状态时为CC52%、Cc36%、cc12%。下列叙述合理的是()A．最终稳定状态时，c的基因频率为0.41B．自然条件下，不同孤立水体中的该种小鱼之间不能自由交配，存在隔离现象C．随着世代的增多，该种群的基因库中基因种类保持不变，则该种群未发生进化D．种群中个体的迁入和迁出会影响种群基因频率，而突变不会影响种群基因频率答案B解析最终稳定状态时，基因型频率为CC52%、Cc36%、cc12%，则c的基因频率为(12%＋1/2×36%)＝0.30，A错误；自然条件下，不同孤立水体中的该种小鱼之间不能自由交配，存在隔离(有地理隔离，不一定有生殖隔离)，B正确；生物进化的实质是种群基因频率发生改变，随着世代的增多，该种群基因库中C基因的频率由59%变为70%，该种群发生了进化，C错误；种群中个体的迁入、迁出和突变都会影响种群基因频率，D错误。4．(2025·郑州一模)某二倍体动物的性别决定方式为ZW型，雌性和雄性个体的数量比为1∶1。该动物群体处于遗传平衡状态，雌性动物中有1/5患甲病(由Z染色体上a基因决定，不位于同源区段)。下列叙述正确的是()A．该群体中a基因的频率为20%B．该群体中有24%的个体患甲病C．两个表型正常的动物交配，后代患甲病的概率为2/25D．若某寄生虫使该种群患甲病雄性个体减少10%，则A的基因频率不变答案A解析已知雌性动物中有1/5患甲病(由Z染色体上a基因决定，不位于同源区段)，即雌性动物中Za的基因频率为20%，ZA的基因频率为80%。由于雌性和雄性个体的数量比为1∶1，故雄性动物中Za的基因频率为20%，ZA的基因频率为80%，雄性个体中ZAZA占80%×80%＝64%，ZAZa占2×80%×20%＝32%，ZaZa占20%×20%＝4%。假设雌雄个体各为100只，则群体中a基因的频率为(20＋4×2＋32)÷(100＋100×2)×100%＝20%，A正确；由A分析可知，假设雌雄个体各为100只，则该群体中有(20＋4)÷(100＋100)×100%＝12%的个体患甲病，B错误；表型正常的雄性个体中ZAZa占32÷(32＋64)＝1/3，与表型正常的雌性个体交配，后代患甲病的概率为1/3×1/4＝1/12，C错误；设该种群雌雄个体各为100只，若某寄生虫使该种群患甲病雄性个体减少10%，则雄性个体中ZaZa剩余个体为(4－4×10%)＝3.6，ZAZA和ZAZa个体数以及雌性个体数均不变，则a的基因频率变为(20＋3.6×2＋32)÷(100＋99.6×2)×100%≈19.8%，A的基因频率约为80.2%，即A的基因频率变大，D错误。5．(2025·湖北省新八校协作体三模)某河流中梭子蟹的体色由一对等位基因A/a控制。二十年前，河水污染严重，河底多深色淤泥，深体色个体(AA)占50%、中间体色(Aa)占30%、浅体色(aa)占20%。二十年后，当地大力治理河水，水质变清，河底以浅色沙石为主，AA个体减少了40%，aa个体增加了50%，Aa个体基本不变。下列叙述正确的是()A．梭子蟹种群中全部的A、a基因构成该种群的基因库B．二十年后，梭子蟹种群中a基因的基因频率为0.65C．河流环境的定向选择提高了种群中a基因的基因频率D．河流水质的改善直接对梭子蟹个体的基因型进行了选择答案C解析梭子蟹种群中全部个体所含的全部基因构成该种群的基因库，A错误；二十年前，深体色个体(AA)占50%、中间体色(Aa)占30%、浅体色(aa)占20%，若假设该种群中AA个体数为50，Aa为30，aa为20，二十年后，AA个体减少了40%，则个体数为30，aa个体增加了50%，则个体数为30，Aa个体数仍为30，即二十年后，aa基因型个体占比为1/3，Aa基因型个体占比为1/3，因此a基因的基因频率为0.5，B错误；二十年前，该种群中a的基因频率为0.3×1/2＋0.2＝0.35，二十年后，该种群中a的基因频率为0.5，所以河流环境的定向选择提高了种群中a基因的基因频率，C正确；河流水质的改善直接对梭子蟹个体的表型(体色)进行了选择，而不是基因型，D错误。6．某远离陆地的大型海岛上，有一个非常大的种群，假设所有雌雄个体之间能自由交配，没有自然选择，也没有基因突变，该生物的体色由一对等位基因(A/a或XA/Xa)控制，不考虑基因位于X、Y染色体的同源区段的情况，黑色对灰色为完全显性，若亲本中A基因或XA基因的频率为60%，下列叙述错误的是()A．若该对基因位于常染色体上，则F1灰色个体中雌、雄的概率相等，均为16%B．若该对基因位于常染色体上，则F1纯合黑色个体中雌、雄的概率相等，均为36%C．若该对基因位于X染色体上，则F1灰色个体中雌性多于雄性D．若该对基因位于X染色体上，则F1雄性个体中黑色的概率为60%答案C解析根据遗传平衡定律，若该对等位基因位于常染色体上，则灰色(aa)的基因型频率为(1－60%)×(1－60%)＝16%，常染色体上基因控制的性状与性别无关，因此F1灰色个体中雌、雄的概率相等，均为16%，A正确；同理分析，A的基因频率为60%，a的基因频率为40%，可得AA的基因型频率为(60%)2＝36%，F1纯合黑色(AA)个体中雌、雄的概率相等，均为36%，B正确；若该对基因位于X染色体上，雌性中灰色(XaXa)的基因型频率为16%，雄性中灰色(XaY)的基因型频率为40%，雌、雄果蝇数量相等，因此F1中XaXa、XaY的基因型频率分别为8%、20%，即F1灰色个体中雌性少于雄性，C错误；若该对基因位于X染色体上，则F1雄性个体中黑色(XAY)的概率为60%，D正确。7．(2025·合肥三模)按蚊是疟疾的主要传播媒介，为消除疟疾，科研人员利用CRISPR－Cas9基因编辑技术构建了“抗疟基因驱动”系统，可使抗疟基因(A)在按蚊种群中快速传播。在测试该驱动系统时，研究人员发现携带抗疟基因的按蚊在疟疾流行区具有显著生存优势，但该基因会导致非疟疾环境下按蚊的生殖力下降，有关研究数据如表所示。下列叙述正确的是()比较项目AAAaaa初始种群中基因型频率10%20%70%疟疾流行区的适应度1.01.00.6非疟疾环境下的适应度0.80.81.0注：适应度是指某一基因型个体在特定环境中生存并繁殖后代的能力，通常用相对值表示，如0.5代表适应及繁殖能力是最优值的一半。A．初始种群中A基因频率为0.8，a基因频率为0.2B．疟疾流行区按蚊会定向进化为只含A基因的新物种C．若疟疾被消灭，初始种群自由交配形成的子代中Aa基因型频率为0.32D．该项研究说明生物的适应性是相对的，进化方向会随环境变化而变化答案D解析由题意可知，A基因频率＝10%＋1/2×20%＝20%，a基因频率＝80%，A错误。生物进化的实质是种群基因频率的改变，新物种形成的标志是产生了生殖隔离。在疟疾流行区，携带抗疟基因的按蚊具有生存优势，但这并不意味着按蚊一定会定向进化为只含A基因的新物种，因为没有产生生殖隔离，B错误。若疟疾被消灭，此时在非疟疾环境下，aa基因型的适应度最高，种群会发生进化，但不能用遗传平衡定律来计算子代基因型频率。只有在理想条件(种群非常大、所有雌雄个体间都能自由交配并产生后代、没有迁入和迁出、没有自然选择、没有基因突变)下才能用遗传平衡定律计算，本题不符合这些条件，C错误。由题意可知，携带抗疟基因的按蚊在疟疾流行区具有显著生存优势，但在非疟疾环境下生殖力下降，这说明生物的适应性是相对的。同时，环境不同(疟疾流行区和非疟疾环境)，按蚊的进化方向会发生变化(在疟疾流行区抗疟基因有优势，在非疟疾环境下无抗疟基因有优势)，即进化方向会随环境变化而变化，D正确。8．某果蝇种群数目庞大。果蝇的一对相对性状，受常染色体上B、b控制，B突变为b的概率为4×10－6，b回复突变为B的概率为1×10－6，突变后基因频率不变。下列叙述正确的是()A．B与b基因根本区别在于基因的长短不同B．基因型为Bb的个体约占32%C．该群体中B的基因频率大于bD．B可以突变为b，b亦可以突变为B，体现了基因突变的随机性答案B解析B与b基因根本区别在于基因的碱基序列不同，A错误；B突变为b的概率为4×10－6，b回复突变为B的概率为1×10－6，突变后基因频率不变，则B∶b＝1∶4，B的基因频率小于b，基因型为Bb的个体约占2×1/5×4/5＝32%，B正确，C错误；B可以突变为b，b亦可以突变为B，体现了基因突变的可逆性，D错误。9．(2025·巴中一模)某种昆虫通过不同基因型显示不同的体色(由等位基因a1、a2和a3控制)来躲避天敌的捕食，研究人员研究了该昆虫两个种群中不同基因型的数量分布，结果如图所示(单位：只)。下列叙述正确的是()A．种群2适应的环境范围更广B．种群1中a2的基因频率为25%C．种群2中的a1a2物种因被捕食而淘汰D．种群中的昆虫通过基因重组具有不同体色答案B解析分析题图可知，种群1中a2a2数量为0，种群2中a1a2和a2a2数量均为0，说明与种群1相比，种群2适应的环境范围更窄，A错误；种群1中a2的基因频率＝(400＋200)/(100×2＋400×2＋200×2＋200×2＋300×2)×100%＝25%，B正确；种群2中的a1a2不是一个物种，种群1中存在a1a2个体，说明种群2中的a1a2个体不一定是因为被捕食而淘汰，C错误；基因重组发生在两对或多对等位基因之间，种群中的昆虫通过基因突变具有不同体色，D错误。10．等位基因(A/a)位于某种昆虫的常染色体上，该种昆虫的一个数量非常大的种群在进化过程中，a基因的频率与基因型频率之间的关系如图所示。以下叙述正确的是()A．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别代表AA、Aa、aa的频率B．能使种群基因频率发生改变的因素有突变、自然选择、随机交配、迁入和迁出等C．a基因控制的性状表现类型更适应环境D．A基因的频率为0.25时，Aa的基因型频率为0.75答案C解析Ⅰ代表AA的频率，Ⅱ代表aa的频率，Ⅲ代表Aa的频率，A错误；能使种群基因频率发生改变的因素有突变、选择、迁入和迁出等，随机交配不改变种群基因频率，B错误；A基因频率为0.25时，a基因频率为0.75，Aa的基因型频率为2×0.25×0.75＝0.375，D错误。11．野兔的某一对相对性状由位于X染色体上的等位基因A/a控制，若野兔的种群处于遗传平衡中，从某草原上随机捕捉了100只雌兔和100只雄兔，这100只雌兔中XAXA、XAXa、XaXa三种基因型的个体所占比例分别为36%、48%、16%。下列叙述错误的是()A．该100只雄兔中基因型为XAY的个体所占比例为60%B．该野兔种群中XA的基因频率为60%，Xa的基因频率为40%C．由于自然选择和天敌捕食等因素，自然界中的野兔种群一般不会长期处于遗传平衡状态中D．若该种群中基因型为XaXa的个体全部迁出，剩下的个体自由繁衍一代，子代雄兔中XAY所占比例为2/7答案D解析100只雌兔中XAXA、XAXa、XaXa三种基因型的个体所占比例分别为36%、48%、16%，据此可算出雌性中XA的频率为36%＋48%×1/2＝60%，则该100只雄兔中基因型为XAY的个体所占比例为60%，A正确；雌性中A的基因频率等于雄性中A的基因频率，等于该种群中A的基因频率，该野兔种群中XA的基因频率为60%，Xa的基因频率为40%，B正确；自然选