人教版 (2019)必修2《遗传与进化》种群基因组成的变化与物种的形成学案及答案

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A％ ＝2×AA＋Aa2×（AA＋Aa＋aa）×100％
a％ ＝2×aa＋Aa2×（AA＋Aa＋aa）×100％
（2）若某基因只出现在X染色体上：设定XB％、Xb％分别表示基因XB和Xb的频率， XBXB、XBXb、XbXb 、XBY、XbY分别表示XBXB、XBXb、XbXb 、XBY、XbY五种基因型个体数，则：
XB％ ＝2×XBXB＋XBXb＋XBY2×（XBXB＋XBXb＋XbXb）＋XBY＋XbY×100％
Xb％ ＝2×XbXb＋XBXb＋XbY2×（XBXB＋XBXb＋XbXb）＋XBY＋XbY×100％
【典例1】 果蝇长翅（V）和残翅（v）由一对常染色体上的等位基因控制。假定某果蝇种群有20 000只果蝇，其中残翅果蝇个体数量长期维持在4％，若再向该种群引入20 000只纯合长翅果蝇，在不考虑其他因素影响的前提下，下列关于纯合长翅果蝇引入后种群的叙述，错误的是（ ）
A.v基因的频率降低了50％
B.V基因的频率增加了50％
C.杂合果蝇比例降低了50％
D.残翅果蝇比例降低了50％
【典例2】 据调查，某校学生中某性状基因型的比例为XBXB（42.32％）、XBXb（7.36％）、XbXb（0.32％）、XBY（46％）、XbY（4％），则该群体中XB和Xb的基因频率分别是（ ）
A.92％、8％ B.8％、92％
C.78％、22％D.36％、64％
基因位于常染色体上或X、Y染色体同源区段上
A的基因频率＝AA的基因型频率＋12Aa的基因型频率；
a的基因频率＝aa的基因型频率＋12Aa的基因型频率。
【典例3】 某小麦种群中TT个体占20％，Tt个体占60％，tt个体占20％，由于某种病害导致tt个体全部死亡，则病害发生前后该种群中T的基因频率分别是（ ）
A.50％、50％B.50％、62.5％
C.62.5％、50％D.50％、100％
1.成立前提
①种群非常大；②所有雌雄个体之间自由交配；③没有迁入和迁出；④没有自然选择；⑤没有突变。
2.计算公式
（1）设A的基因频率为p，a的基因频率为q，则p＋q＝1。
即：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）实例：若已知AA的基因型频率为m，则A的基因频率为m。
3.自交与自由交配后代的基因频率、基因型频率的变化分析
（1）某种群的所有个体自交，若没有进行选择，则自交后代的基因频率不变，基因型频率会改变，并且杂合子的基因型频率降低，纯合子的基因型频率升高。
（2）某种群的所有个体随机交配，在无基因突变、各种基因型的个体生活力相同时，处于遗传平衡的种群自由交配遵循遗传平衡定律，上下代之间种群的基因频率及基因型频率不改变。
【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％
【典例5】 玉米的高秆（H）对矮秆（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）的关系如图所示。下列分析错误的是（ ）
A.0＜p＜1时，亲代群体都可能只含有纯合子
B.只有p＝b时，亲代群体才可能只含有杂合子
C.p＝a时，显性纯合子在F1中所占的比例为1/9
D.p＝c时，F1自交一代，子代中纯合子所占的比例为5/9
（以红绿色盲为例）红绿色盲为伴X染色体隐性遗传病，色盲基因b位于X染色体上，男性中色盲占x％，则此地区Xb（男性中的＝女性中的＝人群中的）的基因频率也为x％，此地区女性中色盲率则为（x％）2。
【典例6】 （2024·山东德州高一期末）在某一地区的遗传学调查中发现，该地区男性红绿色盲人口占该地区男性总人口的7％，且男性群体与女性群体的致病基因频率相等，则推测该地区Xb的基因频率、女性红绿色盲患者的基因型频率分别为（ ）
A.93％ 49％B.7％ 49％
C.7％ 0.49％D.93％ 7％
1.蜗牛的有条纹（A）对无条纹（a）为显性。在一个地区的蜗牛种群内，有条纹（AA）个体占55％，无条纹（aa）个体占15％，若蜗牛个体间进行自由交配得到F1，则在不考虑基因突变等情况下，进行自由交配前种群中A基因的频率和F1中Aa基因型的概率分别是（ ）
A.30％，21％B.30％，42％
C.70％，21％D.70％，42％
2.（2024·山东滕州高一月考）某养殖场人工饲养的蝗虫，体色灰色（A）对绿色（a）为显性。第一年灰色个体占80％，灰色个体中的杂合子占70％。若由于环境影响，绿色个体每年减少10％，灰色个体每年增加10％，而灰色个体中杂合子的比例没有变化。下列叙述正确的是（ ）
A.蝗虫的A、a基因构成这个种群的基因库
B.第一年a基因的基因频率为55％
C.第二年Aa个体占全部个体的比例约为58％
D.该蝗虫种群未发生进化
3.对某人群中的血友病（假设相关基因为H、h）进行调查后发现，基因型为XHXH的个体所占比例为42.32％，基因型为XHXh的个体所占比例为7.36％，基因型为XhXh的个体所占比例为0.32％，基因型为XHY的个体所占比例为46％，基因型为XhY的个体所占比例为4％。则该人群中XH和Xh的频率分别为（ ）
A.6％、8％B.8％、92％
C.78％、92％D.92％、8％
4.某果蝇种群中，基因型为AA、Aa、aa的个体比例为1∶2∶5。改变饲养条件后，含a基因的精子活力下降，仅有50％具有受精能力，其他配子不受影响。如果雌雄个体间随机交配，从理论上分析子代个体中下列四项的比例或比值，其中正确的是（ ）
A.a的基因频率约为35
B.AA基因型的个体占116
C.AA、Aa、aa的个体比例为2∶9∶9
D.雌、雄个体的比例会发生改变
5.在一个较大的果蝇种群中，雌雄果蝇数量相等，且雌雄个体之间可以自由交配。若种群中B的基因频率为80％，b的基因频率为20％，则下列有关叙述错误的是（ ）
A.若B、b位于常染色体上，则雄果蝇中出现基因型为bb的概率为4％
B.若B、b位于常染色体上，则显性个体中出现杂合雄果蝇的概率约为17％
C.若B、b只位于X染色体上，则XbXb、XbY的基因型频率分别为4％、20％
D.若B、b的基因频率发生定向改变，则说明该果蝇种群一定发生了进化
6.（2024·山西大同高一月考）某动物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）。现亲本杂交得到F1果蝇共67只，其中雄性个体21个，F1自由交配得到F2，则F2成活个体构成的种群中a的基因频率为（ ）
A.1/8 B.1/6
C.1/11D.1/14
微专题六 种群基因频率的相关计算
【典例1】 B 该果蝇种群中vv基因型的个体数量长期维持在4％，由此算出v的基因频率＝20％，V的基因频率＝80％，进而计算出引入纯合长翅果蝇前，vv基因型的个体有4％×20 000＝800（只），Vv基因型的个体有2×20％×80％×20 000＝6 400（只），VV基因型的个体有80％×80％×20 000＝12 800（只）。引入纯合长翅果蝇后，v基因的频率＝[（800×2＋6 400）/（40 000×2）]×100％＝10％，V基因的频率＝1－10％＝90％，A正确，B错误；因Vv、vv基因型个体的数量不变，而该种群个体的总数增加一倍，所以Vv、vv的基因型频率降低了50％，C、D正确。
【典例2】 A 依据基因频率的概念可知，某基因的频率＝某基因总数÷全部等位基因的总数。由于B、b位于X染色体上，Y染色体上没有相应的等位基因，而每个女性体内有2条X染色体，每个男性体内只有1条X染色体，因此XB基因频率＝（42.32％×2＋7.36％×1＋46％）÷（42.32％×2＋7.36％×2＋0.32％×2＋46％×1＋4％×1）＝92％；又因为一对等位基因的频率之和等于1，所以Xb基因频率＝1－92％＝8％。
【典例3】 B 由题意可知，病害发生前的各种基因型频率是TT＝20％，Tt＝60％，tt＝20％，所以病害发生前T的基因频率＝20％＋12×60％＝50％；病害发生后，tt个体全部死亡，TT的基因型频率为20％÷（20％＋60％）＝25％，Tt的基因型频率为60％÷（20％＋60％）＝75％，所以病害发生后T的基因频率＝25％＋12×75％＝62.5％。
【典例4】 B 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1/4，因此占总后代的比例为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％。
【典例5】 D 该群体的基因频率符合遗传平衡定律。当亲代只有HH个体和hh个体存在时，由于其基因型频率不同，p的值也不同，取值范围为0＜p＜1，A正确；若亲代只有杂合子，则H、h的基因频率均为1/2，F1中HH、Hh、hh的基因型频率分别为1/4、1/2、1/4，对应图中b点，B正确；当p＝a时，由图可知，Hh的基因型频率＝hh的基因型频率，根据遗传平衡定律，可知2a（1－a）＝（1－a）（1－a），解得a＝1/3，F1中显性纯合子所占的比例为a×a＝1/9，C正确；当p＝c时，HH的基因型频率＝Hh的基因型频率，根据遗传平衡定律，可知c×c＝2c（1－c），解得c＝2/3，则F1中，HH的基因型频率为4/9，Hh的基因型频率为4/9，hh的基因型频率为1/9，F1自交，其子代杂合子Hh的基因型频率为4/9×1/2＝2/9，纯合子所占比例为1－2/9＝7/9，D错误。
【典例6】 C 红绿色盲为伴X染色体隐性遗传病，男性群体中红绿色盲患者的比例为7％，则该男性群体中红绿色盲致病基因的频率为7％，即该地区Xb的基因频率也为7％；又因为男性群体和女性群体的该致病基因频率相等，则女性群体中红绿色盲致病基因的频率为7％，女性红绿色盲患者的基因型频率为7％×7％＝0.49％。
针对练习
1.D 亲本中AA个体占55％，aa个体占15％，所以Aa个体占30％，则A基因的频率为55％＋30％×1/2＝70％，a基因的频率为1－70％＝30％。蜗牛间进行自由交配，在不考虑基因突变等情况下，F1中Aa基因型的频率为2×70％×30％＝42％。
2.C 第一年灰色个体占80％，灰色个体中的杂合子占70％。因此Aa占整个种群的56％，AA占24％，aa占20％。绿色个体每年减少10％，灰色个体每年增加10％，而灰色个体中杂合子的比例没有变化。假设种群个体数为n，则第二年aa占20％n×（1－10％）＝18％n，灰色个体占80％n×（1＋10％）＝88％n，其中Aa占88％n×70％＝61.6％n，AA占26.4％n，因此整个种群中aa占18％n/（18％n＋88％n）＝9/53，AA占26.4％n/（18％n＋88％n）＝66/265，Aa占61.6％n/（18％n＋88％n）＝308/530。基因库是指一个种群中全部个体所含有的全部基因，A错误；第一年a基因的基因频率为1/2×56％＋20％＝48％，B错误；第二年Aa个体占全部个体的比例约为308/530×100％≈58％，C正确；第二年a的基因频率为（9/53＋1/2×308/530）×100％≈46％，与第一年不同，故该种群发生了进化，D错误。
3.D 血友病为伴X染色体隐性遗传病。首先求该人群中X染色体上等位基因的总数，即（42.32％＋7.36％＋0.32％）×2＋46％＋4％＝150％，Xh的基因频率为（7.36％＋0.32％×2＋4％）/150％×100％＝8％，XH的基因频率为（42.32％×2＋7.36％＋46％）/150％×100％＝92％。
4.C 由题意分析可知，某果蝇种群中，基因型为AA、Aa、aa的个体比例为1∶2∶5，即该群体中A的基因频率为（1×2＋2）÷16＝14、a的基因频率为34，由于含a基因的精子仅有50％具有受精能力，则亲本产生的有受精能力的雌配子为A∶a＝1∶3、雄配子为A∶a＝2∶3，理论上产生的子代中AA个体的概率为14×25＝110，aa个体的概率为34×35＝920，则Aa个体的概率为1－110－920＝920。子代个体中a的基因频率为920＋920×12＝2740，A错误；AA基因型的个体占110，B错误；AA、Aa、aa的个体比例为2∶9∶9，C正确；A、a位于常染色体上，因此该基因决定的性状表现与性别无关，因而，精子活力下降不影响雌雄个体的比例，D错误。
5.C 若该对等位基因位于常染色体上，则bb的基因型频率为20％×20％＝4％，常染色体上基因控制性状与性别无关，因此雄果蝇中出现基因型为bb的概率也为4％，A正确；根据B的基因频率为80％，b的基因频率为20％，可得BB的基因型频率为64％，Bb的基因型频率为32％，显性个体中出现杂合雄果蝇的概率为[32％÷（64％＋32％）]×1/2≈17％，B正确；若该对等位基因只位于X染色体上，则雌果蝇中XBXB的基因型频率为64％、XBXb的基因型频率为32％、XbXb的基因型频率为4％，雄果蝇中XBY的基因型频率为80％，XbY的基因型频率为20％，雌雄果蝇数量相等，因此XbXb、XbY的基因型频率分别为2％、10％，C错误。
6.C 亲本杂交，F1共67只，其中雄性个体21只，雌性个体∶雄性个体≈2∶1，说明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为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为XA∶Y＝1∶1，因此F1自由交配所得F2的基因型及比例为XAXA∶XAXa∶XAY∶XaY＝3∶1∶3∶1，其中XaY死亡，所以成活个体中基因型及比例为XAXA∶XAXa∶XAY＝3∶1∶3，因此Xa的基因频率＝1÷（3×2＋1×2＋3）＝1/11。
题型一
根据基因型个体数，求基因频率
题型二
根据基因型频率计算基因频率
题型三
利用遗传平衡公式，求基因型频率
雌配子雄配子
A（p）
a（q）
A（p）
AA（p2）
Aa（pq）
a（q）
Aa（pq）
aa（q2）
题型四
伴X染色体遗传病患病率与基因频率的关系