备战2025年高考生物精品教案第七章生物的变异和进化微专题10基因频率与基因型频率的计算（Word版附解析）

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题型1 根据基因型计算基因频率
1.已知基因型个体数，求基因频率（定义法）
2.已知基因型频率，求基因频率（以常染色体上一对等位基因A和a为例）
1.[2023湖北]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（ B ）
A.52％ B.27％ C.26％ D.2％
解析 分析图形，该动物种群个体数为100，其中有2个个体的基因型为A3A3，15个个体的基因型为A1A3，35个个体的基因型为A2A3，则A3的基因频率＝（2×2＋15＋35）÷（100×2） ×100％＝27％，B符合题意。
2.[2022重庆]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（ B ）
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3/50
B.该群体中两个右型扣手的人婚配，后代左型扣手的概率为25/324
C.该群体下一代AA基因型频率为0.16，aa基因型频率为0.64
D.该群体下一代A基因频率为0.4，a基因频率为0.6
解析 根据人群中AA、Aa、aa基因型频率分别为0.16、0.20、0.64可知，人群中A基因的频率为0.16＋0.20×1/2＝0.26＝13/50，则a基因的频率为1－13/50＝37/50。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（aa）的概率为1，A错误；该群体中，右型扣手的个体中基因型为Aa的个体占0.20÷（0.16＋0.20）＝5/9，则两个右型扣手的人婚配，后代左型扣手（aa）的概率为5/9×5/9×1/4＝25/324，B正确；由A项分析可知，人群中A基因的频率为13/50，a基因的频率为37/50，该群体下一代AA基因型频率为（13/50）2＝0.067 6，aa基因型频率为（37/50）2＝0.547 6，C错误；该群体下一代A基因的频率为（0.16＋0.20×1/2）＝0.26，a基因的频率为1－0.26＝0.74，D错误。
3.据调查，某校学生关于某性状基因型的比例为XBXB（42.32％）、XBXb（7.36％）、XbXb（0.32％）、XBY（46％）、XbY（4％），则该学生群体中XB和Xb的基因频率分别是（ D ）
A.6％、8％B.8％、92％
C.78％、92％D.92％、8％
解析 根据基因频率的概念，某个基因的频率＝某个基因总数/该基因及其等位基因的总数，即XB的基因频率＝XB/（XB＋Xb），则被调查的种群中XB的基因频率＝（42.32％×2＋7.36％×1＋46％×1）/（42.32％×2＋7.36％×2＋0.32％×2＋46％×1＋4％×1）＝92％，Xb的基因频率＝1－92％＝8％，D正确。
题型2 利用遗传平衡定律计算基因频率和基因型频率
1.遗传平衡定律的适用条件和计算方法
2.利用遗传平衡定律计算人类遗传病的患病概率
（1）当基因位于常染色体上时，其基因频率和基因型频率的计算
（2）当基因位于X染色体上时，基因频率和基因型频率的计算（以红绿色盲为例，相关基因用B、b表示）
4.[安徽高考]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（ C ）
A.75％ B.50％ C.42％ D.21％
解析 根据题意可知，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，即符合遗传平衡定律，这两个种群合并为一个种群后仍符合遗传平衡定律。假设原先两个种群的大小相等，则合并后的新种群中，A的基因频率为70％，a的基因频率为30％，根据遗传平衡定律可知，下一代中Aa的基因型频率＝2×70％×30％＝42％，C正确。
5.[2023兰州模拟]某常染色体隐性遗传病在人群中的发病率为1％，红绿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红绿色盲致病基因携带者。那么他们所生孩子最多患一种遗传病的概率是（ D ）
A.9/800 B.1/22 C.1/88 D.87/88
解析 已知某常染色体隐性遗传病（相关基因用A、a表示）在人群中的发病率为1％，即aa的基因型频率为1％，则a的基因频率为1％＝10％，A的基因频率为90％，AA的基因型频率为90％×90％＝81％，Aa的基因型频率为2×90％×10％＝18％，所以正常个体中，AA占81％÷（81％＋18％）＝9/11，Aa占18％÷（81％＋18％）＝2/11。先分析常染色体隐性遗传病，Aa×A_（9/11AA、2/11Aa），后代患该病的概率为1/4×2/11＝1/22，正常的概率是21/22；假设红绿色盲相关基因用B、b表示，XBXb×XBY，后代患病的概率为1/4，正常的概率是3/4。故该夫妇所生孩子最多患一种遗传病的概率是1－1/4×1/22＝87/88，D正确。
6.[全国Ⅱ高考节选，5分]已知一个群体中，血友病的基因频率和基因型频率保持不变，且男性群体和女性群体的该致病基因频率相等。假设男性群体中血友病患者的比例为1％，则该男性群体中血友病致病基因频率为 1％ ；在女性群体中携带者的比例为 1.98％ 。
解析 血友病是伴X染色体隐性遗传病，假设用H、h表示与血友病相关的一对等位基因，男性群体中血友病患者的比例为1％，则该男性群体中血友病致病基因频率为1％，由于男性群体和女性群体的该致病基因频率相等，因而女性群体的该致病基因（Xh）频率为1％，则正常基因（XH）频率为99％，所以女性群体中携带者（XHXh）的比例为2×1％×99％＝1.98％。
题型3 自交和自由交配时基因频率的计算
7.[2022海南]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。下列有关叙述正确的是（ D ）
A.F1中匍匐型个体的比例为12/25
B.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25/49
D.F2中a基因频率为7/9
解析 据题意可知，A基因纯合时会导致胚胎死亡，基因型为Aa的个体表现为匍匐性状，基因型为aa的个体表现为野生性状。由于某鸡群中野生型个体（aa）占20％，则匍匐型个体（Aa）占80％，因此，A的基因频率为40％、a的基因频率为60％，随机交配得到F1，理论上，F1中AA的基因型频率为40％×40％＝16％，Aa的基因型频率为2×40％×60％＝48％，aa的基因型频率为（60％）2＝36％，由于A基因纯合时会导致胚胎死亡，则F1中存活的匍匐型个体（Aa）的比例为4/7，野生型个体（aa）的比例为3/7，A错误；F1中A的基因频率＝2/7，a的基因频率＝5/7，F1雌、雄个体随机交配得到F2，理论上，F2中AA的基因型频率为（2/7）2＝4/49，Aa的基因型频率为2×2/7×5/7＝20/49，aa的基因型频率为（5/7）2＝25/49，由于A基因纯合时会导致胚胎死亡，则F2中存活的匍匐型个体（Aa）的比例为4/9，野生型个体（aa）的比例为5/9，计算可知F2中A的基因频率＝2/9，a的基因频率＝7/9，故与F1相比，F2中A的基因频率较低，B、C错误，D正确。
8.某植物种群中AA、Aa和aa的基因型频率分别是56％、8％和36％。不考虑变异和致死，下列有关分析，错误的是（ C ）
A.该种群自交两代后，a的基因频率为40％
B.该种群自交两代后，Aa的基因型频率为2％
C.该种群自由交配两代后，Aa的基因型频率为8％
D.该种群自由交配两代后，A的基因频率为60％
解析 由题意可知，该种群中AA＝56％、Aa＝8％、aa＝36％，则A的基因频率＝60％，a的基因频率＝1－60％＝40％。该种群自交或自由交配若干代，A和a的基因频率均不变，A的基因频率为60％，a的基因频率仍为40％，A、D正确；自交两代后，Aa的基因型频率为8％×（1/2）×（1/2）＝2％，B正确；自由交配两代后，Aa的基因型频率为60％×40％×2＝48％，C错误。
学生用书·练习帮P468
1.[2024湖南师大附中模拟]大熊猫最初是食肉动物，经过进化，其99％的食物都来源于竹子。现在一个处于遗传平衡的大熊猫种群中，雌雄数量相等，且雌雄之间可以自由交配，若该种群中B的基因频率为60％，b的基因频率为40％，则下列有关说法错误的是（ D ）
A.大熊猫种群中全部的B和b不能构成大熊猫种群的基因库
B.大熊猫由以肉为食进化为以竹子为食的实质是种群基因频率的定向改变
C.若该对等位基因位于常染色体上，则显性个体中出现杂合雌性大熊猫的概率约为28.6％
D.若该对等位基因只位于X染色体上，则XbXb、XbY的基因型频率分别为16％、40％
解析 基因库是一个种群中全部个体所含有的全部基因，A正确。生物进化的实质是种群基因频率的改变，B正确。若该对等位基因位于常染色体上，由题干分析可知，显性个体中出现杂合雌性大熊猫的概率为（1/2）×（2×60％×40％）÷（2×60％×40％＋60％×60％）≈28.6％，C正确。若该对等位基因只位于X染色体上，在雌性个体中，XbXb的基因型频率为40％×40％＝16％，因雌雄比例为1：1，则在整个大熊猫群体中，XbXb的基因型频率为1/2×40％×40％＝8％，同理雄性个体XbY的基因型频率为1/2×40％＝20％，D错误。
2.[2024广东七校第一次联考]某远离陆地的大型海岛上，有一个非常大的种群，假设该种群雌、雄个体之间能自由交配，没有自然选择、基因突变等发生，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％，下列说法错误的是（ C ）
A.若该对基因位于常染色体上，则F1雌、雄个体中灰色个体所占的比例相等，均为16％
B.若该对基因位于常染色体上，则F1雌、雄个体中纯合黑色个体所占的比例相等，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雄性个体中黑色个体所占的比例为60％
解析 由题干可知，该种群非常大，雌、雄个体之间能自由交配，没有自然选择、基因突变等发生，则该种群中相关基因的遗传遵循遗传平衡定律。若该对基因位于常染色体上，则F1中灰色个体（aa）的基因型频率为（1－60％）×（1－60％）＝16％，F1雌、雄个体中灰色个体所占的比例相等，均为16％，A正确。若该对基因位于常染色体上，已知亲本中A基因的频率为60％，则a基因的频率为40％，F1中纯合黑色个体（AA）的基因型频率为（60％）2＝36％，F1雌、雄个体中纯合黑色个体（AA）所占的比例相等，均为36％，B正确。若该对基因位于X染色体上，则雌性个体中灰色个体（XaXa）所占的比例为（1－60％）×（1－60％）＝16％，雄性个体中灰色个体（XaY）所占的比例为1－60％＝40％，F1中雌、雄个体数量相等，因此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雄性个体中黑色个体（XAY）所占的比例为60％，D正确。
3.[2023四省联考]某植物的红花、白花这对相对性状分别由位于常染色体上的等位基因A、a控制。已知在某一种群中，AA的基因型频率为0.4，Aa的基因型频率为0.44，aa的基因型频率为0.16。若该种群足够大，不发生基因突变，也没有自然选择等因素的影响，则该种群随机交配得到的子代种群中（ C ）
A.A基因的频率为0.6，a基因的频率为0.4
B.红花植株、白花植株所占的比例都与亲代中的相同
C.A基因的频率、a基因的频率都与亲代中的相同
D.显性纯合子、杂合子所占的比例都与亲代中的相同
解析 亲代中A基因的频率为0.4＋1/2×0.44＝0.62，a基因的频率为0.16＋1/2×0.44＝0.38。由于该种群足够大，且不发生基因突变，也没有自然选择等因素的影响，则该种群随机交配得到的子代种群中，AA的基因型频率为0.62×0.62＝0.384 4，aa的基因型频率为0.38×0.38＝0.144 4，Aa的基因型频率为2×0.62×0.38＝0.471 2，因此，A基因的频率为0.384 4＋1/2×0.471 2＝0.62，a基因的频率为1－0.62＝0.38，子代种群中A基因的频率、a基因的频率都与亲代中的相同，A错误、C正确。子代种群中白花植株所占的比例为0.144 4，红花植株所占的比例为1－0.144 4＝0.855 6，与亲代中的不同，B错误。子代中显性纯合子（AA）所占的比例为0.384 4，杂合子（Aa）所占的比例为0.471 2，与亲代中的不同，D错误。
4.[2023青岛三模，多选]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1/3胚胎死亡。某鸡群中野生型个体占20％，随机交配得到F1，F1中野生型：匍匐型＝2：9。下列有关叙述错误的是（ CD ）
A.亲代匍匐型个体中纯合子所占比例为1/2
B.F1中aa的基因型频率为16％
C.F1匍匐型个体中纯合子所占比例为2/11
D.F1自由交配所得F2中a的基因频率比F1中a的基因频率高低
解析 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，遵循基因的分离定律。假设亲本中产生a配子的概率为x，则产生A配子的概率为1－x。根据题意，随机交配得到的F1中野生型：匍匐型＝2：9，且A基因纯合时会导致1/3胚胎死亡，由此列出比例关系式：x2：[2/3（1－x）2＋2x（1－x）]＝2：9，解出x＝0.4，即a的基因频率为0.4，A的基因频率为1－0.4＝0.6。群体野生型个体（aa）占20％，则匍匐型个体（AA＋Aa）占80％，设基因型为AA的个体占y，基因型为Aa的个体占80％－y，则有20％＋1/2（80％－y）＝0.4，y＋1/2（80％－y）＝0.6，解得y＝40％，故该群体中，野生型个体（aa）占20％，匍匐型个体纯合子（AA）占40％，匍匐型个体杂合子（Aa）占40％，亲代匍匐型个体中纯合子所占比例为1/2，A正确；根据A分析可知，F1中AA的基因型频率为2/3×0.6×0.6＝0.24，Aa的基因型频率为2×0.4×0.6＝0.48，aa的基因型频率为0.4×0.4＝0.16，匍匐型个体中纯合子所占比例为0.24/（0.24＋0.48）＝1/3，B正确、C错误；AA个体有1/3死亡，故自由交配后A的基因频率降低，a的基因频率升高，D错误。
5.在一个果蝇种群中，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A的基因频率为80％，a的基因频率为20％。在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ时间段都经历多次繁殖过程，定期随机抽取计算出A和a的基因频率，变化曲线如图所示。则下列说法错误的是（ D ）
注：实线表示A的基因频率变化，虚线表示a的基因频率变化。
A.经历了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ时间段的多次繁殖，基因频率发生了改变，该种群发生了进化
B.若该基因位于常染色体上，在Ⅰ和Ⅲ两个时间阶段中雌雄杂合子的基因型频率都是32％
C.在第Ⅰ和第Ⅲ时间段中A和a的基因频率不变，多次繁殖的后代基因型频率也不变
D.若该对等位基因只位于X染色体上，经历三个时间段后，XaXa、XaY的基因型频率分别为32％、80％
解析 经历了三个时间段后种群的基因频率发生了改变，所以该种群发生了进化，A正确；若该等位基因位于常染色体上，在Ⅰ和Ⅲ两个时间段中，雌雄杂合子的基因型频率都是2×80％×20％＝32％，B正确；由于在第Ⅰ和第Ⅲ时间段中，A和a的基因频率都不变，该群体是自由交配的群体，所以后代的基因型频率也不变，C正确；若该对等位基因只位于X染色体上，则雌果蝇中XaXa的基因型频率为64％，雄果蝇中XaY的基因型频率为80％，雌雄果蝇数量相等，因此XaXa、XaY的基因型频率分别为32％、40％，D错误。