（新人教版）新高考生物一轮复习精讲课件49种群基因频率的计算（含答案）

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Teaching Prcess
2.课堂教 学内容
在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。
例1：（2021•广东）兔的脂肪白色（F）对淡黄色（f）为显性，由常染色体上一对等位基因控制。某兔群由500只纯合白色脂肪图和1500只淡黄色脂肪兔组成，F、f的基因频率分别是（ ）A.15％ 、 85 ％ B.25％ 、75 ％C.35％ 、 65 ％ D.45％ 、 55 ％
1.定义法求种群基因频率
B
(1）常染色体或X、Y染色体的同源区段上
(2）X染色体的非同源区段上
例2.某工厂有男女职工各200人，对他们进行调查时发现，女色盲5人，女性携带15人。男性色盲11人，求XB,Xb的频率？
(XB=94% , Xb=6%)
【解析】由于男性个体中的Y染色体上没有与色盲有关的基因，所以应该将Y染色体所占的比例去除。
Xb= ×100% =6%
15 + 5*2 +11
200*2 + 200
2.通过基因型频率计算基因频率
例3.在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其中，基因型为AA、Aa、aa的个体分别占14％、80％、6％。基因A和a的频率分别是：（ ）A．54％、46％ B．47％、53％ C．88％、12％ D．47％、43％
A
3.通过遗传平衡定律（哈迪-温伯格公式）
上述5个假设成立的条件下，种群基因频率在世代繁衍过程中______发生变化，我们称为遗传平衡。。
当等位基因只有两个时（A,a），设p表示A的基因频率，q表示a的基因频率，则基因型为AA的频率为p2，基因型为 Aa的频率为2pq，基因型为 aa的频率为q2
（p+q）2 = p2 + 2pq + q2
如果一个种群满足以下五个条件：①种群足够大； ②没有________； ③没有自然选择；④没有迁移； ⑤种群个体间_____________
例4 (2010年全国卷）已知某环境条件下某种动物的AA,Aa的个体全部存活，aa的个体在出生前会全部死亡，现有该动物的一个大群体，只有AA，Aa两种基因型，其比例为1:2；假设每对亲本只交配一次且成功受孕，均为单胎。在上述环境条件下，理论上该群体随机交配产生的第一代中AA和Aa的比例为（ ）　　Ａ：１：１　　　　　 Ｂ：１:２　　Ｃ：２：１　　　　　　 Ｄ：３:１
例5.（山东高考）玉米的高杆（H）对矮杆（h）为显性。现有若干H基因频率不同的玉米群体，在群体足够大且没有其他因素干扰时，每个群体内随机交配一代后获得F1，各F1中基因型频率与H基因频率（p）的关系如图。下列分析错误的是（ ）A.0解析：A：H基因频率为p，则h基因频率为1-p；由传平衡规律（哈代—温伯格定律）知F1基因型频率分别为HH=p2，Hh=2p（1-p），hh=（1-p）2。当亲本群体中只含纯合体时，可知亲本中H基因频率=HH基因型频率，h基因频率=hh基因型频率，由遗传平衡规律（哈代—温伯格定律）知F1基因型频率分别为HH=p2，Hh=2p（1-p），hh=（1-p）2。所以0＜p＜1时，取任意值，p2+2p（1-p）+（1-p）2=1。B: 当亲本群体中只含杂合体Hh时，则p=1/2，则F1基因型频率分别为HH=p2=1/4，Hh=2p（1-p）=1/2，hh=（1-p）2=1/4。因此为b点。C: 当p=a时，有图知基因型频率Hh= hh ，则2p（1-p）=（1-p）2，因此p=1/3， F1基因型频率分别为HH=p2=1/9。D: 当p=c时，有图知基因型频率Hh= HH，则2p（1-p）=P2，因此p=2/3， F1基因型频率分别为HH=p2=4/9，Hh=2p（1-p）=4/9，hh=（1-p）2=1/9，则F1自交一代，则子代F2=1-4/9×1/2=7/9，所以A、B、C正确，D错误。
例6.现有两个非常大的某昆虫种群，个体间随机交配，没有迁入和迁出，无突变，自然选择对A和a基因控制的性状没有作用。种群1的A基因频率为80%，a的基因频率为20%；种群2的A基因频率为60%，a基因频率为40%。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种群，则下一代中Aa的基因型频率是（ ）。A: 75% B: 50%C: 42% D: 21%
例7.（2013天津卷）家蝇对拟除虫菊酯类杀虫剂产生抗性，原因是神经细胞膜上某通道蛋白中的一个亮氨酸替换为苯丙氨酸。下表是对某市不同地区家蝇种群的敏感性和抗性基因型频率调查分析的结果。
下列叙述正确的是（ ）A.上述通道蛋白中氨基酸的改变是基因碱基对缺失的结果B.甲地区家蝇种群中抗性基因频率为22%C. 比较三地区抗性基因频率可知乙地区抗性基因突变率最高D. 丙地区敏感性基因频率高是自然选择的结果
例8（2010江苏）某种植物种群中AA个体占16％，aa个体占36％，该种群随机自由交配产生的后代中AA个体的百分比，A的基因频率和自交产生的后代中AA个体的百分比，A的基因频率变化依次是（ ） A:增大，不变，不变，不变； B:不变，增大，增大，不变。 C:不变，不变，增大，不变； D:不变，不变，不变，增大。
【思考】：在自然条件下，植物种群自交和随机自由交配产生后代，种群基因频率和基因型频率是否发生改变
自交：基因型频率不断变化. 后代的基因频率不变，
随机交配：后代的基因频率不变， 基因型频率亦不变。
综上可见：基因重组对基因频率无影响
结论：自交过程（非随机交配）中，可以根据基因型频率求基因频率，但不能根据基因频率求基因型频率。
1.人的ABO血型系统决定于3 个等位基因IA、IB、i，设基因IA的频率为p， 基因IB 的频率为q， 基因i 的频率为r， 人群中p+q+r=1。
在遗传平衡的人群中， IAIA的基因型频率为p2, IAi的基因型频率为2pr;IBIB的基因型频率为q2,IBi的基因型频率为2qr;ii的基因型频率为r2;IAIB的基因型频率为2pq。
（p+q+r)2= p2 + q2 + r2 + 2pq + 2pr +2qr=1
特别提醒1：复等位基因频率计算
IAIA IBIB ii IAIB IAi IBi
例9.通过抽样调查发现血型频率（基因型频率）：A型血（IAIA，IAi）的频率=0.45；B型血（IBIB，IBi）的频率=0.13；AB型血（IAIB）的频率=0.06；O型血（ii）=0.36。试计算IA、IB、i的基因频率。
O型血的基因型频率=r2=0.36; A型血的基因型频率=p 2 +2pr=0.45; B型血的基因频率=q 2 +2qr=0.13; AB型血的基因型频率=2pq=0.06。 解方程即可得出IA的基因频率为0.3;IB的基因频率为0.1;i的基因频率为0.6。
（p+q+r)2= p2 + q2 + r2 + 2pq + 2pr +2qr=1 IAIA IBIB ii IAIB IAi IBi
（1）男女人数不等时，只能用定义法
例10.对某校学生进行色盲遗传病调查研究后发现：780名女生中有患者23人，携带着52人，820名男生中有患者65人，那么该群体中色盲基因的概率是 。
（23×2+52+65）/780×2+820 =163/2380 =0.68
特别提醒2：伴X染色体（非同源区段）的 基因频率、基因型频率
以人类的色盲基因遗传为例。因为女性的染色体组成为XX，男性的染色体组成为XY，Y染色体上无该等位基因,所以：在男性群体中：基因频率=基因型频率=表现型频率。 设XB的频率为p， X b的频率为q，则XB的频率=XBY的频率=p，Xb的频率=XbY的频率=q,且p+q=1。由于男性中的XB、Xb均来自于女性，故在女性群体中：XB的频率也为p, Xb的频率也为q,p+q=1。
基因频率在男性、女性群体中、人群中是相同的
故在女性群体中，遵循遗传平衡定律
例11.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（ ）A. 1% 2% B. 8% 8% C. 2% 10% D.2% 8%
方法：基因型频率法，Xb基因频率﹦p﹦20%则在群体（雌雄果蝇相等）中有：XbXb基因型频率﹦p2/2﹦20%×20%/2﹦2% XbY基因型频率﹦p/2﹦20%/2﹦10%
例12.假如某种遗传病是由位于X染色体上的显性基因控制，已知该病在男性中的发病率为7％，那么在女性中的发病率为(　) A.14％ B.7％ 　％ D.25％
由题意知该病在男性中的表现型频率为7％，则其基因型频率也为7％，在女性中的基因频率也为7％。在女性中正常率为(1-7％)2。所以在女性中的发病率为1-(1-7％)2=13.51％。
例13.人的色盲是X染色体上的隐性遗传病。在人类群体中，男性中患色盲的概率大约为8%，那么，在人类中色盲基因的概率以及在女性中色盲的患病率各是（ ）A. 4% , 0.16% B. 16%，4%C. 8%，0.16% D. 8% , 0.64%
已知人群中男性色盲概率为8%，也即色盲基因(Xb)的基因频率就应该是q(Xb)=0.08,所以p(XB)=0.92.这样，在女性中色盲(XbXb)的发病率应该为q2=（0.08)2=0.0064
例14.某种群中aa为致死基因型，如果调查的第一代中AA和Aa各占50%，并且此种生物为一年生植物（自花授粉），则该种群的自交第三代中A基因的频率为（ ） A．12/13 B．11/14 C．5/8 D．1/2
例15.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（淘汰隐性个体不统计在子代中），根据各代Aa基因型频率绘制曲线个，下列分析错误的是（ ）
A．曲线Ⅰ和Ⅳ的各子代间A和a的基因频率始终相等B．曲线Ⅱ表示的方式是随机交配并逐代淘汰隐性个体C．曲线Ⅲ的F3中Aa基因型频率为2/9D．曲线Ⅳ的F3中纯合体的比例比上一代增加1/4
解析：A.曲线Ⅰ和Ⅳ随机交配和连续自交，这两者都不存在选择，所以没有发生进化，Ⅰ和Ⅳ的基因频率都不会改变，A正确；B、根据分析可知，曲线Ⅱ表示的方式是随机交配并逐代淘汰隐性个体，B正确；C、根据分析可知，曲线Ⅲ是自交并淘汰aa的曲线，F3中aa基因型频率为2/9，C正确；D、曲线Il是自交的结果在F3代纯合子的比例是1-（1/2）3，则比上一代F2增加的数值是[1-（1/2）3]-[1-（1\2）2]=1/8，D错误．故选：D．
例16.在欧洲人群中，每2500人中就有一人患囊性纤维性变性，这是一种常染色体上的隐性遗病。一对健康的夫妇有一个患此病的孩子。以后该妇女又与一健康的男子再婚，问这对再婚夫妇生一个孩子，孩子患病的几率是[ ]A．1/25 B．1/5 C．1/102 D．1/625
基因a频率1/50，基因A频率49/50，正常男子中基因型为Aa所占的比例为〖Aa/（Aa+AA）〗=2/51
例17.色盲基因出现的频率为7%。一个正常男性与一个无亲缘关系的女性结婚，子代患色盲的可能性是（ ）A. 7/400B. 8/400C. 13/400或1/400D. 14/400
如：一个正常男性与一个无亲缘关系的正常女性结婚，子代患色盲的可能性是（ ）
例18.金鱼的一对相对性状由一对等位基因（A、a）控制，其中a基因在纯合时使胚胎致死（aa、XaXa、XaY等均为纯合子）．现取一对金鱼杂交，F1代金鱼共67只，其中雄金鱼21只，则F1代金鱼自由交配所得F2代成活个体中，a基因频率为（　　）A．1/8 B．1/6C．1/11 D．1/14
解析：一对金鱼杂交，F1代金鱼共67只，其中雄金鱼21只，雌性个体：雄性个体≈2：1，说明金鱼的这一对等位基因位于X染色体上，亲本的基因型为XAXa、XAY，F1中，雌性个体的基因型为XAXa、XAXA，产生卵细胞的基因型及比例是：XA：Xa=3：1，雄性个体的基因型为XAY，产生的精子的基因型及比例是XA：Y=1：1，因此F1代金鱼自由交配所得F2代的基因型及比例是：XAXA：XAXa：XAY：XaY=3：1：3：1．，其中XaY死亡，所以成活个体中XAXA：XAXa：XAY=3：1：3；Xa的基因频率=1÷（3×2+1×2+3）=1\11．故选：C．
例19.假设某一年桦尺蠖种群的基因型组成及比例为： SS( 黑色 )10% ， Ss( 黑色 )10% ， ss( 浅色 )80% 。由于寄居的树干变黑不利于浅色个体的生存，使得种群中浅色个体每年减少 10% ，黑色个体每年增加 10% 。则第二年桦尺蠖的有关基因型频率和基因频率正确的是（ ）A. Ss 25.5% B. ss 76.6% C. SS 13% D. S 15% ； s 85%
试题分析：假设第一年总数目为100，则第二年黑色个体(SS、Ss)数目为20＋20×10%＝22、浅色个体(ss)数目为80－80×10%＝72，第二年桦尺蠖的有关基因型频率ss=72/(22+72)×100%=76.6%，SS+Ss=1-ss=1-76.6%=23.4%，因为在第一年中SS:Ss=1:1，所以SS=Ss=11.7%，基因频率S=82.45%，s=17.55%。
孟德尔发现基因分离定律和自由组合定律的过程就是“假说—演绎法”的充分体现。高考复习中，通过挖掘“假说—演绎法”内涵，运用它解答遗传设计题时分解为3步：提出假说，正向演绎推理(结论→结果)，逆向答题(结果→结论)，取得了良好的效果。
特别提醒3：利用“假说——演绎法”解决 ----生物变异实验探究题
例20.某科研小组对野生纯合小鼠进行X射线处理，得到一只雄性突变型小鼠。对该鼠研究发现，突变性状是由位于一条染色体上的某基因突变产生的。该小组想知道突变基因的显隐性和在染色体中的位置，设计了如下杂交实验方案，如果你是其中一员，将下列方案补充完整。(注：除要求外，不考虑性染色体的同源区段。相应基因用D、d表示。)(1)杂交方法：__________________________________。
让突变型雄鼠与多只野生型雌鼠交配