高中人教版 (2019)一種群基因組成的變化第1課時導(dǎo)學(xué)案-學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

課標(biāo)要求
1．舉例說明種群內(nèi)的某些可遺傳變異將賦予個體在特定環(huán)境中的生存和繁殖優(yōu)勢。
2．闡明具有優(yōu)勢性狀的個體在種群中所占比例將會增加。
3．說明自然選擇促進(jìn)生物更好地適應(yīng)特定的生存環(huán)境。
核心素養(yǎng)
1．闡述種群、種群基因庫、基因頻率等概念的內(nèi)涵。(生命觀念)
2．運(yùn)用數(shù)學(xué)方法討論種群基因頻率的變化。(生命觀念、科學(xué)思維)
一、種群和種群基因庫
基礎(chǔ)知識·雙基夯實(shí)
1．種群是生物進(jìn)化的基本單位
自然選擇直接作用的是生物的個體，而且是個體的_表型__，但個體的_表型__也會隨著個體的死亡而消失，決定表型的_基因__卻可以隨著生殖而世代延續(xù)，并且在群體中擴(kuò)散，因此，研究生物的進(jìn)化，除了研究個體和表型外，還必須研究群體_基因組成__的變化。
2．種群和種群基因庫
(1)種群概念：生活在一定區(qū)域的_同種__生物全部個體的集合。
(2)種群特點(diǎn)
a．種群中的個體并不是機(jī)械地集合在一起。
b．一個種群其實(shí)就是一個_繁殖__的單位，雌雄個體可以通過繁殖將各自的_基因__遺傳給后代。
c．種群在繁衍過程中，個體有新老交替，_基因__卻代代相傳。
(3)基因庫和基因頻率
a．基因庫：一個種群中全部個體所含有的_全部基因__，叫作這個種群的基因庫。
b．基因頻率
Ⅰ.概念：在一個種群基因庫中，某個基因占_全部等位基因數(shù)__的比值。
Ⅱ.計算公式：某基因的基因頻率＝eq \f(該基因的數(shù)目,該基因與其等位基因的總數(shù))×100%。
活|學(xué)|巧|練
1.一個種群中某基因占所有基因數(shù)的比值叫作基因頻率。( × )
2．在環(huán)境條件保持穩(wěn)定的前提條件下，種群的基因頻率不會發(fā)生變化。( × )
3．若親子代間基因頻率不變，基因型頻率也一定不變。( × )
4．種群是生物進(jìn)化的基本單位，自然選擇的直接選擇對象是個體的表型。( √ )
合|作|探|究
1.從遺傳學(xué)上看，金魚都是鯽魚的“變種”。生活在同一個池塘中不同類型的金魚可以雜交，產(chǎn)生表型差異較大的各種金魚。
(1)生活在同一個池塘中的全部金魚構(gòu)成了一個種群。為什么生物進(jìn)化的基本單位是種群而不是個體？
(2)這個種群中的金魚所含有的基因相同嗎？該種群的全部個體所含有的全部基因叫作什么？
提示：(1)種群中的個體并不是機(jī)械地集合在一起的。一個種群其實(shí)就是一個繁殖單位，雌雄個體可以通過繁殖將各自的基因遺傳給后代。
(2)不完全相同；基因庫。
2．某昆蟲種群中決定翅色為綠色的基因?yàn)锳，決定翅色為褐色的基因?yàn)閍，抽樣調(diào)查100個個體，測得基因型為AA、Aa、aa的個體數(shù)分別為30、60、10個。假設(shè)該昆蟲種群非常大，所有的雌雄個體間都能自由交配并產(chǎn)生后代，沒有遷入和遷出，不同體色的個體生存和繁殖的機(jī)會是均等的，基因A和a都不產(chǎn)生突變。根據(jù)孟德爾的分離定律計算并回答問題：
(1)根據(jù)上述完成下表：
(2)子三代以及若干代以后，種群的基因頻率會同子一代一樣嗎？
(3)要使種群的基因頻率不發(fā)生改變，此種群應(yīng)具備哪些條件？
(4)同時具備(3)題條件的種群存在嗎？這說明了什么？
提示：(2)子三代以及若干代以后，種群的基因頻率與子一代一樣。
(3)要使種群基因頻率世代不變，要滿足以下條件：①種群非常大；②種群中所有的雌雄個體間都能自由交配并產(chǎn)生后代；③沒有基因突變；④沒有遷入和遷出；⑤沒有自然選擇(不同個體生存和繁殖的機(jī)會是相等的)。
(4)不存在。自然界種群的基因頻率一定發(fā)生改變。
歸|納|提|升
自交和自由交配時基因頻率和基因型頻率的變化規(guī)律
[易錯警示](1)影響基因頻率的因素不只是環(huán)境，還有突變、生物的遷移等。
(2)基因頻率不改變，基因型頻率不一定保持不變。如雜合子Aa自交后代，基因頻率不變，而基因型頻率改變。
典例1 已知一批豌豆種子中AA和Aa個體的數(shù)目之比為1∶2，在自然狀態(tài)下種植，若不同植株結(jié)實(shí)率相同，每一代都淘汰aa的植株，則F2中AA∶Aa為( C )
A．3∶2 B．5∶4
C．7∶2 D．19∶8
解析：這批豌豆中，AA占1/3，Aa占2/3，其中1/3AA自交后代不發(fā)生性狀分離，基因型均為AA；2/3Aa自交后代發(fā)生性狀分離，后代為2/3×(1/4AA、1/2Aa、1/4aa)，F(xiàn)1中，AA、Aa、aa的數(shù)量之比為(1/3＋2/3×1/4)∶(2/3×1/2)∶(2/3×1/4)＝3∶2∶1，淘汰aa的植株后，AA占3/5、Aa占2/5，其中3/5AA自交后代不發(fā)生性狀分離，基因型均為AA；2/5Aa自交后代發(fā)生性狀分離，后代為2/5×(1/4AA、1/2Aa、1/4aa)，F(xiàn)2中，AA、Aa、aa的數(shù)量之比為(3/5＋2/5×1/4)∶(2/5×1/2)∶(2/5×1/4)＝7∶2∶1。
變式訓(xùn)練? (2023·湖北省高一期末)現(xiàn)有一個由AA、Aa、aa三種基因型個體組成的動物種群，已知該種群中具有繁殖能力的個體之間通過隨機(jī)交配進(jìn)行繁殖，而aa個體不具有繁殖能力。該種群繁殖一代，若子代中AA∶Aa∶aa＝9∶6∶1，則親代中AA、Aa和aa的數(shù)量比可能為( B )
A．4∶3∶4 B．5∶5∶1
C．6∶2∶3 D．4∶1∶4
解析：設(shè)親代具有繁殖能力的個體中AA的比例為x，則Aa的比例為1－x，產(chǎn)生的配子A的比例為x＋(1－x)/2＝(1＋x)/2，a配子的比例為(1－x)/2，隨機(jī)交配的后代中，AA所占的比例為[(1＋x)/2]2＝9/16，可求得x＝1/2，即該種群具有繁殖能力的個體中AA和Aa所占比例均為1/2，但親本中aa的數(shù)量無法計算，故選項(xiàng)B符合題意。
二、種群基因頻率的變化及自然選擇對種群基因頻率變化的影響
基礎(chǔ)知識·雙基夯實(shí)
1．種群基因頻率的變化
(1)可遺傳變異的來源eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(突變\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1( 基因突變 , 染色體變異 )),基因重組))
(2)可遺傳變異的形成、特點(diǎn)和作用
a．形成：_基因突變__產(chǎn)生新的等位基因；通過有性生殖過程中的基因重組，可以形成多種多樣的_基因型__。
b．特點(diǎn)：隨機(jī)的、_不定向的__。
c．作用：只是提供生物進(jìn)化的_原材料__，不能決定生物進(jìn)化的方向。
(3)突變的有利和有害是相對的，是由_生存環(huán)境__決定的。
2．自然選擇對種群基因頻率變化的影響
(1)原因：在自然選擇的作用下，具有有利變異的個體有更多的機(jī)會產(chǎn)生后代，種群中相應(yīng)基因的頻率會_不斷提高_(dá)_；相反，具有不利變異的個體留下后代的機(jī)會少，種群中相應(yīng)基因的頻率會_下降__。
(2)結(jié)果：在自然選擇的作用下，_種群的基因頻率__會發(fā)生定向改變，導(dǎo)致生物朝著一定的方向不斷進(jìn)化。
活|學(xué)|巧|練
1.從根本上講，沒有突變，就沒有生物的進(jìn)化。( √ )
2．突變具有低頻性，不能為生物進(jìn)化提供原材料。( × )
3．有害突變不能成為生物進(jìn)化的原材料。( × )
4．所有變異都不能決定生物進(jìn)化的方向，但都能提供進(jìn)化的原材料。( × )
合|作|探|究
樺尺蛾的體色受一對等位基因S和s控制，黑色(S)對淺色eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(s))是顯性的。
樺尺蛾種群的基因型頻率分別為SS 10%，Ss 20%，ss 70%。S基因的頻率為20%。在樹干變黑這一環(huán)境條件下(假如樹干變黑不利于淺色樺尺蛾的生存)，使得種群中淺色個體每年減少，黑色個體每年增加。
(1)請分析S、s基因產(chǎn)生的原因，并分析可遺傳變異在生物進(jìn)化中的意義。
(2)根據(jù)基因型頻率計算每年基因頻率，將結(jié)果寫在下表中(結(jié)果取整數(shù))。
結(jié)論：自然選擇會使種群基因頻率發(fā)生_定向__改變。
(3)根據(jù)上面的數(shù)據(jù)分析，樹干變黑的環(huán)境對樺尺蛾淺色個體的出生率有影響嗎？樹干變黑的環(huán)境對樺尺蛾體色基因頻率產(chǎn)生了什么影響？
(4)自然選擇在基因頻率改變的過程中有什么作用？
提示：(1)S和s基因是通過基因突變產(chǎn)生的?；蛲蛔?yōu)樯镞M(jìn)化提供了原材料，基因重組和染色體變異也是生物變異的重要來源?？蛇z傳變異產(chǎn)生了大量的不定向的變異，為生物的進(jìn)化提供了原材料。
(3)有影響。許多淺色個體可能在沒有交配、產(chǎn)卵前就已被天敵捕食。樹干變黑的環(huán)境使控制淺色的s基因頻率逐漸下降，S基因頻率逐漸提高。
(4)自然選擇使種群的基因頻率發(fā)生定向改變，自然選擇決定了生物的進(jìn)化方向。
歸|納|提|升
有關(guān)基因頻率與進(jìn)化的分析和總結(jié)
(1)影響種群基因頻率變化的因素
①外因：自然選擇。
②內(nèi)因：基因突變和部分染色體變異如缺失和重復(fù)等能直接引起基因頻率的變化，基因重組只改變了基因型頻率，在自然選擇的作用下淘汰部分個體后可引起基因頻率的變化。
(2)自然選擇決定生物進(jìn)化的方向
(3)進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變。
(4)進(jìn)化中的定向與不定向
①變異是不定向的。
②自然選擇是定向的。
③種群基因頻率的變化是定向的。
④生物進(jìn)化的方向是定向的。
典例2 (2023·山東濰坊高一期末)某果蠅種群中的個體自由交配，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ時間段都經(jīng)歷多代繁殖過程，定期隨機(jī)抽取100個個體，測得基因型為AA、aa的個體數(shù)量變化曲線如圖所示。下列相關(guān)敘述錯誤的是( B )
A．在Ⅰ時間段內(nèi)A的基因頻率是40%
B．在Ⅱ時間段內(nèi)出現(xiàn)的變化是基因突變造成的
C．在Ⅰ→Ⅲ時間段內(nèi)該果蠅種群發(fā)生了進(jìn)化
D．同一基因型個體在不同時期適應(yīng)環(huán)境的能力是不同的
解析：分析題圖可知，在Ⅰ時間段，AA＝20個，aa＝40個，Aa＝40個，該階段a的基因頻率＝(40×2＋40)÷200×100%＝60%，A的基因頻率＝(20×2＋40)÷200×100%＝40%，A正確；在Ⅱ時間段內(nèi)出現(xiàn)的變化是自然選擇造成的，B錯誤；在Ⅲ時間段AA＝40個，aa＝20個，Aa＝40個，該時間段a的基因頻率＝(20×2＋40)÷200×100%＝40%，A的基因頻率＝(40×2＋40)÷200×100%＝60%。生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變，在Ⅰ→Ⅲ時間段，A和a的基因頻率發(fā)生了改變，說明種群發(fā)生了進(jìn)化，C正確；通過曲線圖的變化可知，同一基因型個體在不同時期適應(yīng)環(huán)境的能力是不同的，D正確。
變式訓(xùn)練? 鐮狀細(xì)胞貧血由基因突變引起，其致病基因?yàn)殡[性基因(用a表示)。只有隱性純合子才會發(fā)病，攜帶者不發(fā)病且對瘧疾的抵抗力高于正常人。在非洲某些瘧疾流行的地區(qū)，攜帶者比例在20%左右；現(xiàn)在美洲黑人中攜帶者的比例已降到了8%。下列敘述錯誤的是( A )
A．非洲瘧疾流行地區(qū)a基因的基因頻率大約為30%
B．美洲黑人中a基因頻率的下降是自然選擇的結(jié)果
C．非洲瘧疾流行地區(qū)，鐮狀細(xì)胞貧血致病基因攜帶者的比例可能會增加
D．在一定外界條件下，突變基因的有害性與有利性是可以轉(zhuǎn)化的
解析：根據(jù)題干信息無法計算出非洲瘧疾流行地區(qū)a基因的基因頻率，A項(xiàng)錯誤；基因頻率的改變是自然選擇的結(jié)果，B項(xiàng)正確；非洲瘧疾流行地區(qū)，鐮狀細(xì)胞貧血致病基因攜帶者不發(fā)病，且對瘧疾的抵抗力更高，更適應(yīng)環(huán)境，所以其所占比例可能會增加，C項(xiàng)正確；在一定外界條件下，突變基因的有害性與有利性是可以轉(zhuǎn)化的，D項(xiàng)正確。
三、探究抗生素對細(xì)菌的選擇作用
基礎(chǔ)知識·雙基夯實(shí)
1．原理：一般情況下，一定濃度的抗生素會殺死細(xì)菌，但變異的細(xì)菌可能產(chǎn)生_耐藥性__。在實(shí)驗(yàn)室連續(xù)培養(yǎng)細(xì)菌時，如果向培養(yǎng)基中添加抗生素，耐藥菌有可能存活下來。
2．目的要求：通過觀察細(xì)菌在含有抗生素的培養(yǎng)基上的生長狀況，探究抗生素對細(xì)菌的_選擇作用__。
3．方法步驟
(1)用記號筆在培養(yǎng)皿的底部畫2條相互垂直的直線，將培養(yǎng)皿分為4個區(qū)域，分別標(biāo)記為①～④。
(2)取少量細(xì)菌的培養(yǎng)液，用_無菌的涂布器__均勻地涂抹在培養(yǎng)基平板上。
(3)用無菌的鑷子先夾取1張_不含抗生素__的紙片放在①號區(qū)域的中央，再分別夾取1張_抗生素__紙片放在②～④號區(qū)域的中央，蓋上皿蓋。
(4)將培養(yǎng)皿倒置于37 ℃的恒溫箱中培養(yǎng)12～16 h。
(5)觀察培養(yǎng)基上細(xì)菌的生長狀況。紙片附近是否出現(xiàn)了抑菌圈？如果有，測量和記錄每個實(shí)驗(yàn)組中_抑菌圈的直徑__，并取平均值。
(6)從_抑菌圈邊緣__的菌落上挑取細(xì)菌，接種到已滅菌的液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)，然后重復(fù)步驟(2)～(5)。如此重復(fù)幾代，記錄每一代培養(yǎng)物抑菌圈的直徑。
注意：實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)將耐藥菌、培養(yǎng)基、紙片等進(jìn)行_高溫滅菌__處理。
4．結(jié)果：在培養(yǎng)基上_有__(填“有”或“無”)細(xì)菌生長，在放有抗生素紙片的區(qū)域_無__(填“有”或“無”)細(xì)菌生長。連續(xù)培養(yǎng)幾代后，抑菌圈的直徑會_變小__。
5．結(jié)論：抗生素對細(xì)菌具有_定向選擇__作用。
活|學(xué)|巧|練
1.細(xì)菌在抗生素的誘導(dǎo)作用下產(chǎn)生了抗藥性基因。( × )
2．本實(shí)驗(yàn)所使用的涂布器、培養(yǎng)皿等都要進(jìn)行滅菌處理。( √ )
合|作|探|究
1.為什么要從抑菌圈邊緣的菌落上挑取細(xì)菌？
提示：抗生素能夠殺死細(xì)菌，抑菌圈邊緣抗生素濃度較低，可能存在具有耐藥性的細(xì)菌，因此要從抑菌圈邊緣的菌落上挑取細(xì)菌。
2．在本實(shí)驗(yàn)的培養(yǎng)條件下，耐藥菌所產(chǎn)生的變異是有利還是有害的？你怎么理解變異是有利還是有害的？
提示：有利的，變異的有利或有害取決于生物所處的環(huán)境條件，在本實(shí)驗(yàn)的環(huán)境條件下，耐藥性強(qiáng)的細(xì)菌的存活率高，故為有利變異。有利于細(xì)菌的變異對人類可能是有害的，面對不同的主體，應(yīng)辯證地看待變異的有利或有害。
3．濫用抗生素的現(xiàn)象十分普遍。例如，有人生病時覺得去醫(yī)院很麻煩，就直接吃抗生素；有的禽畜養(yǎng)殖者將抗生素添加到動物飼料中。你認(rèn)為這些做法會有什么后果？
提示：濫用抗生素會使病菌的抗藥基因不斷積累，具有抗藥性的細(xì)菌不斷增多，導(dǎo)致抗生素藥物失效。
歸|納|提|升
(1)抗生素不是誘變因子，因此細(xì)菌耐藥性變異的產(chǎn)生與抗生素?zé)o關(guān)。
(2)細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性變異的過程屬于基因突變，而基因突變具有不定向性。
(3)濾紙片上的抗生素殺死了其周圍的細(xì)菌，使其不能形成菌落而出現(xiàn)抑菌圈。
(4)耐藥菌產(chǎn)生的機(jī)理
典例3 (2023·青島高一期末)利用“抗生素紙片擴(kuò)散法”觀察某細(xì)菌在含有抗生素的培養(yǎng)基上的生長狀況，可探究抗生素對細(xì)菌的選擇作用。下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的說法，錯誤的是( B )
A．實(shí)驗(yàn)中應(yīng)將不含抗生素的紙片和抗生素紙片分別放置在培養(yǎng)基的不同區(qū)域
B．實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示在抗生素紙片的區(qū)域出現(xiàn)抑菌圈，不能支持基因突變是普遍存在的
C．從抑菌圈邊緣的菌落上挑取細(xì)菌繼續(xù)培養(yǎng)，連續(xù)選擇幾代后抑菌圈的直徑會變小
D．在本實(shí)驗(yàn)條件下，細(xì)菌產(chǎn)生的耐藥性變異是有利變異
解析：為研究抗生素對細(xì)菌的選擇作用，實(shí)驗(yàn)中采用了不含抗生素的紙片作為對照，并將不含抗生素的紙片和抗生素紙片分別放置在培養(yǎng)基的不同區(qū)域，A正確；抗生素紙片區(qū)域出現(xiàn)抑菌圈，支持基因突變具有普遍性，B錯誤；抑菌圈邊緣的菌落對該抗生素不敏感，從抑菌圈邊緣的菌落上挑取細(xì)菌繼續(xù)培養(yǎng)，連續(xù)選擇幾代后抑菌圈的直徑會變小，C正確；在本實(shí)驗(yàn)中，能夠耐藥的細(xì)菌生存下來，不能耐藥的細(xì)菌不能生長繁殖，因此在抗生素的選擇下，細(xì)菌產(chǎn)生的耐藥性變異是有利變異，D正確。
變式訓(xùn)練? 為探究兩種抗生素對某細(xì)菌的抑菌效果，設(shè)計如下圖所示實(shí)驗(yàn)方案，在無菌固體培養(yǎng)基表面上涂布被檢測的細(xì)菌，放置甲、乙和丙三個圓形濾紙片(抗生素可在培養(yǎng)基擴(kuò)散，濾紙片周圍出現(xiàn)抑菌圈的大小能反映其抑菌效果)，下列說法錯誤的是( D )
A．抑菌最有效的是抗生素b
B．浸泡濾紙片的抗生素a、b濃度應(yīng)相同
C．丙濾紙片起到對照作用
D．此方法可檢測抗生素對病毒的抑制效果
解析：分析題圖可知，浸泡過抗生素b的濾紙片周圍的抑菌圈最大，說明抗生素b的抑菌效果最好，A項(xiàng)正確；該實(shí)驗(yàn)中兩種抗生素的濃度應(yīng)相同，目的是保證單一變量，B項(xiàng)正確；浸泡過無菌水的丙組應(yīng)為空白對照組，C項(xiàng)正確；抗生素可抑制細(xì)菌生長，但不能抑制病毒的繁殖，且病毒并不能在固體培養(yǎng)基上生長繁殖，故不能用此方法檢測抗生素對病毒的抑制效果，D項(xiàng)錯誤。故選D項(xiàng)。
一、種群中基因頻率的計算規(guī)律
通過定義法(個體數(shù))計算基因頻率
(1)若某基因在常染色體上或X、Y染色體同源區(qū)段上，則基因頻率＝eq \f(該基因總數(shù),該種群個體數(shù)×2)×100%。
(2)若某基因只出現(xiàn)在X染色體上，則基因頻率＝eq \f(該基因總數(shù),2×女性個體數(shù)＋男性個體數(shù))×100%。
典例4 在一次紅綠色盲的調(diào)查中，共調(diào)查男女各200名，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，女性紅綠色盲基因的攜帶者有15人，患者有5人，男性患者有11人。那么這個群體中紅綠色盲基因的頻率是( B )
A．4.5% B．6%
C．9% D．7.8%
解析：因?yàn)榕缘男匀旧w組成為XX，男性為XY，紅綠色盲基因(用b表示)及其等位基因(用B表示)只位于X染色體上，所以基因b共有15×1＋5×2＋11×1＝36(個)，因此紅綠色盲基因的頻率＝eq \f(36,200×2＋200)×100%＝6%。
二、根據(jù)基因型頻率計算基因頻率的方法(針對位于常染色體上或X、Y染色體同源區(qū)段上的基因)
A的基因頻率＝AA的基因型頻率＋eq \f(1,2)Aa的基因型頻率；a的基因頻率＝aa的基因型頻率＋eq \f(1,2)Aa的基因型頻率。
典例5 某小麥種群中TT個體占20%，Tt個體占60%，tt個體占20%，由于某種病害導(dǎo)致tt個體全部死亡，則病害發(fā)生前后該種群中T的基因頻率分別是( B )
A．50%、50% B．50%、62.5%
C．62.5%、50% D．50%、100%
解析：由題意可知，病害發(fā)生前的各種基因型頻率是TT＝20%、Tt＝60%、tt＝20%，所以病害發(fā)生前T的基因頻率＝20%＋eq \f(1,2)×60%＝50%；病害發(fā)生后，tt個體全部死亡，TT的基因型頻率為20%÷(20%＋60%)＝25%，Tt的基因型頻率為60%÷(20%＋60%)＝75%，所以病害發(fā)生后T的基因頻率＝25%＋eq \f(1,2)×75%＝62.5%。
三、運(yùn)用男性基因型頻率計算該地區(qū)X染色體上基因頻率(以紅綠色盲為例)
紅綠色盲為伴X染色體隱性遺傳病，色盲基因b位于X染色體上，男性中色盲占x%，則此地區(qū)Xb(男性中的＝女性中的＝人群中的)的基因頻率也為x%，此地區(qū)女性中色盲率則為(x%)2。
典例6 (2023·湖南婁底質(zhì)檢)在一個種群中(雌∶雄＝1∶1)，XBXB的個體占20%，XbXb的個體占10%，XbY的個體占20%，則XB和Xb的基因頻率分別是( A )
A．60%,40% B．80%,20%
C．40%,60% D．70%,30%
解析：因?yàn)檫@個種群中雌∶雄＝1∶1，XBXB的個體占20%，XbXb的個體占10%，所以XBXb的個體占20%；XbY的個體占20%，XBY應(yīng)占30%，XB的基因頻率＝(20%×2＋20%＋30%)÷(50%×2＋50%)＝60%，所以Xb的基因頻率為40%，A正確，B、C、D錯誤。
四、根據(jù)遺傳平衡定律計算基因頻率和基因型頻率
1．前提：在理想種群中。
(1)種群足夠大。
(2)所有雌、雄個體之間自由交配并產(chǎn)生后代。
(3)沒有遷入和遷出。
(4)沒有自然選擇。
(5)沒有基因突變。
2．計算公式：當(dāng)?shù)任换蛑挥袃蓚€(設(shè)為A、a)時，設(shè)p表示A的基因頻率，q表示a的基因頻率，則：
基因型AA的頻率＝p2；
基因型Aa的頻率＝2pq；
基因型aa的頻率＝q2；
(p＋q)2＝p2＋2pq＋q2＝1。
若已知某種純合子的基因型頻率，即可直接開方求出相應(yīng)基因的頻率。如在進(jìn)行有性生殖的理想種群中，某種群隱性性狀(aa)的頻率為0.01，則a基因的頻率為eq \r(0.01)＝0.1。
3．自交與自由交配后代的基因頻率、基因型頻率的變化分析
(1)某種群的所有個體自交，若沒有進(jìn)行選擇，則自交后代的基因頻率不變，基因型頻率會改變，并且雜合子的基因型頻率降低，純合子的基因型頻率升高。
(2)某種群的所有個體隨機(jī)交配，在無基因突變、各種基因型的個體生活力相同時，處于遺傳平衡的種群自由交配遵循遺傳平衡定律，上下代之間種群的基因頻率及基因型頻率不改變。
典例7 在某植物種群中，AA個體占16%，aa個體占36%，該種群隨機(jī)交配產(chǎn)生的后代中AA個體百分比、A基因頻率和自交產(chǎn)生的后代中AA個體百分比、A基因頻率的變化依次為( C )
A．增大，不變；不變，不變
B．不變，增大；增大，不變
C．不變，不變；增大，不變
D．不變，不變；不變，增大
解析：該種群中，A基因頻率＝16%＋eq \f(1,2)×(1－16%－36%)＝40%，a基因頻率為60%。根據(jù)遺傳平衡定律可知，隨機(jī)交配后，基因頻率及基因型頻率不變。而自交的結(jié)果為16%AA16%AA,48%Aa 48%eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,4)AA∶\f(1,2)Aa∶\f(1,4)aa))＝12%AA∶24%Aa∶12%aa；因此自交產(chǎn)生的后代中AA基因型頻率＝16%＋12%＝28%，A基因頻率＝28%＋eq \f(1,2)×24%＝40%。
1．現(xiàn)代生物進(jìn)化理論認(rèn)為，突變和基因重組產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料，下列哪種變異現(xiàn)象不屬于此類突變的范疇？( A )
A．黃色×黃色→黃色、綠色
B．紅眼果蠅中出現(xiàn)了白眼
C．貓叫綜合征
D．無子西瓜
解析：現(xiàn)代生物進(jìn)化理論中的突變是廣義的突變，包括基因突變和染色體變異兩個方面。黃色×黃色出現(xiàn)綠色性狀的變異屬于性狀分離，不屬于此類突變的范疇。紅眼果蠅中出現(xiàn)白眼的變異屬于基因突變，貓叫綜合征屬于染色體結(jié)構(gòu)變異，無子西瓜屬于染色體數(shù)目變異，故選A項(xiàng)。
2．(2023·河北省石家莊市高一下學(xué)期期末)人類發(fā)展的歷史也是一部生物進(jìn)化史，下列有關(guān)敘述正確的是( A )
A．自然選擇的方向不同使各地區(qū)的種群基因庫存在差異
B．物種是生物繁殖和進(jìn)化的基本單位
C．自然選擇決定了生物變異和進(jìn)化的方向
D．生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因型頻率的改變
解析：自然選擇的方向不同使各地區(qū)的種群基因庫存在的差異越來越多，A正確；種群是生物繁殖和進(jìn)化的基本單位，B錯誤；自然選擇決定了生物進(jìn)化的方向，而生物變異是不定向的，C錯誤；生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變，D錯誤。故選A。
3．(2022·廣西玉林市玉州區(qū)高一期末)從某果蠅種群中隨機(jī)抽取250只個體，測得基因型為AA、Aa、aa的個體分別是80只、150只、20只。該果蠅種群中，A與a的基因頻率分別是( B )
A．65%、35% B．62%、38%
C．95%、5% D．40%、60%
解析：在一個種群基因庫中，某個基因占全部等位基因數(shù)的比率，叫作基因頻率。根據(jù)題意可知，A基因的數(shù)量是2×80＋150＝310個，a基因的數(shù)量是2×20＋150＝190個，所以A的基因頻率為310÷(250×2)＝62%，a的基因頻率為190÷(250×2)＝38%，故B項(xiàng)正確，A、C、D項(xiàng)錯誤。
學(xué)|霸|記|憶
1.生活在一定區(qū)域的同種生物全部個體的集合叫作種群，如一片草地上的所有蒲公英。
2．突變和基因重組都是隨機(jī)的、不定向的，有利還是有害取決于生物的生存環(huán)境，不能決定生物進(jìn)化的方向。
3．在自然選擇的作用下，種群的基因頻率會發(fā)生定向改變，導(dǎo)致生物朝著一定的方向不斷進(jìn)化。生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變，自然選擇決定生物進(jìn)化的方向。
親代基因型的比值
AA(30%)
Aa(60%)
aa(10%)
配子的比值
A( 30% )
A( 30% )a
( 30% )
a( 10% )
子一代基因型頻率
AA( 36% )
Aa( 48% )
aa( 16% )
子一代基因頻率
A( 60% )
a( 40% )
子二代基因型頻率
AA( 36% )
Aa( 48% )
aa( 16% )
子二代基因頻率
A( 60% )
a( 40% )
交配方式
基因頻率
基因型頻率
自交
不改變
改變，且純合子增多，雜合子減少
自由
交配
處于遺傳平衡
不改變
不改變
不處于遺傳平衡
改變
改變
計算項(xiàng)目
第1年占比
第2年占比
第3年占比
基因型
頻率
SS
10%
11.5%
13%
Ss
20%
23%
26%
ss
70%
65.5%
61%
基因
頻率
S
20%
① 23%
③ 26%
s
80%
② 77%
④ 74%

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