【新教材】2022届高考生物一轮复习讲义：第七单元 生物的变异、育种和进化 第23讲 生物的进化 第2课时 教案

这是一份【新教材】2022届高考生物一轮复习讲义：第七单元 生物的变异、育种和进化 第23讲 生物的进化 第2课时 教案，共5页。教案主要包含了基因频率及基因型频率的计算等内容，欢迎下载使用。
考点三 基因频率及基因型频率的计算
一、基因频率
基因频率: 指一个群体中某一基因占其等位基因总数的相对比率 。
基因频率是群体遗传组成的基本标志，不同的群体的同一基因往往频率不同。
例如:在黑白花牛群中，无角基因P的频率占1％，有角基因p的频率占99％。而在无角海福特牛群中，p的频率为100％，P的频率为0。
在一个群体中，各等位基因频率的总和等于1 。
由于基因频率是一个相对比率，是以百分率表示的，因此其变动范围在0~1之间，没有负值。
二、基因型频率
基因型频率是指一个群体中某一性状的各种基因型间的比率 。
例，牛角有无决定于一对等位基因P和p，它们组成的基因型有三种：PP、Pp和pp，前两种表现为无角，后一种表现为有角。在各牛群中，三种基因型比例各异。某牛群中，PP占0.01％，Pp占1.98％，pp占98.01％，也就是说，PP的频率为0.0001，Pp的频率为0.0198，pp的频率为0.9801，三者之和等于1，即100％。
三、基因频率和基因型频率的关系
设A和a是一对等位基因，他们的频率分别为p和q 。
构成AA、Aa和aa三种基因型，他们的频率分别用D、H和R表示 。
在整个群体中，有DN个AA基因型，每个基因型含2个A基因，因此有2DN个A基因；另有HN个Aa基因型，共有HN个A基因和HN个a基因；还有RN个aa基因型，包含有2RN个a基因，其中N为个体总数。
A基因的频率p为 :
a基因的频率q为 :
遗传平衡定律要点
在随机交配的大群体中，若没有其他因素的影响，基因频率一代一代下去始终保持不变。2.任何一个大群体，无论其基因频率如何，只要经过一代随机交配，一对常染色体基因的基因频率就达到平衡状态。没有其他因素影响，以后一代一代随机交配下去，这种平衡状态始终保持不变。
在平衡状态下，基因型频率与基因频率的关系是：D＝p2 ，H＝2pq，R＝q2
五、基因频率的计算
（一）．根据基因型或基因型频率计算基因频率：
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。
解析：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÷100＝30％；同理，Aa为60％，aa为10％，则A基因的基因频率为30％+60％×1／2＝60％，a基因的基因频率为10％+60％×1／2=40％。
答案：A基因的基因频率为60％，a基因的基因频率为40％。
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26400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%
（二）．在伴性遗传中有关基因频率的相关计算：
﹡例2．若在果蝇种群中,XB的基因频率为90%,Xb的基因频率为10%,雌雄果蝇数相等,理论上XbXb、XbY的基因型比例依次为--------------------------------------------（ ）
A.1%、2% B.0.5%、5% C.10%、10% D.5%、 0.5%
解析：由于在该果蝇种群中,雌雄果蝇数相等, 所以雌果蝇产生的配子中，XB的基因频率应为90%,Xb的基因频率为10%。雄果蝇产生的配子中，有约1/2的含Y染色体的配子，另有约1/2的含X染色体的配子，在含X染色体的雄配子中， XB与Xb的基因频率也分别为90%和10%。它们配子的结合情况可从下表中得出：
可见，理论上XBY基因型比例为45%，XbY的为5%，XB Xb的为9%，XbXb的为0．5%。
答案：B。
变式训练2．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%
（三）．利用遗传平衡定律求解基因频率和基因型频率
1．对遗传平衡的理解：
遗传平衡指在一个极大的随机交配的种群中，在没有突变发生，没有自然选择和迁移的条件下，种群的基因频率和基因型频率在一代一代的遗传中可以世代保持不变。
在遗传平衡的种群中，某一基因位点上各种不同的基因频率之和以及各种基因型频率之和都等于是1。
2．遗传平衡定律公式的推导和应用
在一个遗传平衡的自然种群中，一个位于常染色体上的显性基因A的基因频率为p，与其相对应的隐性基因a的频率为q，则该种群的后代中AA、Aa、aa的基因型频率各是多少？三种基因型频率之和为多少？
分析：依题意，在一个遗传平衡的自然种群中，显性基因A的基因频率与隐性基因a的基因频率之和（p+q）应等于1，其雌雄个体向后代传递基因A型配子的频率为p，与其相对应的传递隐性基因a型配子的频率为q，则可用下表表示各类配子的组合类型、子代基因型及其出现的概率：
可以得出该种群后代中出现三种基因型AA、Aa、aa，并且三种基因型出现的频率分别为p2、2pq、q2，且它们的频率之和为p2+2pq+q2=（p+q）2=1。又因为该种群是一个处于遗传平衡的自然种群，所以其种群特征应与此一致。这样学生就很容易理解遗传平衡定律了。
例3．囊性纤维变性是一种常染色体遗传病。据统计，在某欧洲人群中，每2 500个人中就有一个患此病。现有一对健康的夫妇生了一个患有此病的孩子，此后，该妇女又与健康的男子再婚。则该再婚的双亲生一孩子患该病的概率是多少-----------------------( )
A．1／25 B．1／50 C．1／100 D．1／625
解析：由于双亲正常，却生一病孩，可推知囊性纤维变性属于常染色体隐性遗传病，如把其控制基因记作a，则该妇女的基因型为Aa，这个妇女(Aa)与另一健康男子结婚，如若也生一病孩，则此健康男子必须是杂舍子(A )才有可能，所以解答本题的关键就在于求出该健康男子是杂合子的概率。根据题意，如果设基因a的频率为q，则有基因型aa的频率＝q×q=1／2 500，可得q＝1／50，基因A的频率p＝1一q＝49／50。这样杂合子Aa的基因型频率=2pq＝2×49／50×1／50≈1／25，又考虑到双亲均为杂合子时后代出现隐性纯合子aa的可能性是1／4，由此可算出再生一孩患病的可能性为1／25×1／4=1／100。
答案：C。
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----------------------------------------（ ）
A．1%和0.99% B．1%和1.98% C．1%和3.96% D．1%和0.198%
例4．玉米的黄粒（R）对白粒（r）是显性。现将纯合的黄色玉米和白色玉米交杂，得Fl全是黄色，F1的黄色玉米自交得F2。让F2代的黄粒玉米之间随机交配，则其子代F3中黄粒与白粒玉米的比为：
A．1：1 B．2：1 C．3：1 D．8：1
解析：解此题用基因频率的方法计算就简单多了。在F2的黄粒玉米中，基因型RR占1／3，Rr占2／3，所以在群体中产生的雌配子基因型有二种即R和r，其中含基因R的配子比例为2／3，含基因r的配子比例为1／3；雄配子中含基因R的配子比例为2／3，含基因r的配子比例为1／3。由于F2代的黄粒玉米之间随机交配，雌雄配子的结合是随机的，可以用下表表示：
从上表可得出子代F3的表现型及比例为：黄粒（RR，Rr）8/9，白粒（rr）1/9。
答案：D。
变式训练4．某豌豆基因型为Dd，让其连续两代自花授粉后，进行人工随机授粉，则随机授粉后的子代中dd占的比例为---------------------------------------------（ ）
A．1/4 B．1/9 C．9/64 D．6/64
改变基因频率的因素
突变
自然选择与人工选择
遗传漂变
杂交
同型交配雄配子
雌配子
Y
（1/2）
XB
（1/2）×90%
Xb
（1/2）×10%
XB 90%
XBY 45%
XB XB 40．5%
XB Xb 4．5%
Xb 10%
XbY 5%
XB Xb 4．5%
Xb Xb 0．5%
雄配子
雌配子
A（p）
a（q）
A（p）
AA（p2）
Aa（pq）
a（q）
Aa（pq）
Aa（q2）
黄粒F2的配子
雌配子R（2／3）
雌配子r（1／3）
雄配子R （2／3）
RR（4/9）
Rr（2/9）
雄配子r（1／3）
Rr（2/9）
rr（1/9）