種群基因頻率的計(jì)算規(guī)律 一、根據(jù)定義直接計(jì)算(以人為例) 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(gè)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(gè)體數(shù)＋男性個(gè)體數(shù))×100%。 例1　已知人的褐眼(A)對(duì)藍(lán)眼(a)是顯性。在一個(gè)有30 000人的群體中，藍(lán)眼的有3 600人，褐眼的有26 400人(其中純合子有12 000人)。那么，在這個(gè)人群中A、a的基因頻率分別是(　　) A．64%和36% B．36%和64% C．50%和50% D．82%和18% 答案　A 解析　因等位基因成對(duì)存在，30 000人中共有基因30 000×2＝60 000(個(gè))。藍(lán)眼(aa)的有3 600人，則含a基因7 200個(gè)。褐眼(A_)的有26 400人，純合子(AA)有12 000人，含A基因24 000個(gè)；雜合子(Aa)有14 400人，含28 800個(gè)基因，其中A基因14 400個(gè)，a基因14 400個(gè)。所以，A的基因頻率＝eq \f(24 000＋14 400,60 000)×100%＝64%，a的基因頻率＝eq \f(7 200＋14 400,60 000)×100%＝36%。 例2　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。這個(gè)群體中紅綠色盲基因的頻率是(　　) A．4.5% B．6% C．9% D．7.8% 答案　B 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(gè))，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(jì)算基因頻率的方法(針對(duì)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。 例3　某小麥種群中TT個(gè)體占20%，Tt個(gè)體占60%，tt個(gè)體占20%，由于某種病害導(dǎo)致tt個(gè)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(　　) A．50%、50% B．50%、62.5% C．62.5%、50% D．50%、100% 答案　B 解析　根據(jù)病害發(fā)生前的各種基因型頻率可知，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(gè)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、根據(jù)遺傳平衡定律計(jì)算基因頻率和基因型頻率 在理想狀態(tài)下，種群中各等位基因的頻率和等位基因的基因型頻率在一代一代的遺傳中是穩(wěn)定不變的，或者說(shuō)是保持著基因平衡的，又稱(chēng)為哈迪—溫伯格定律。 1．前提：在理想種群中。 (1)種群足夠大。 (2)所有雌、雄個(gè)體之間自由交配并產(chǎn)生后代。 (3)沒(méi)有遷入和遷出。 (4)沒(méi)有自然選擇。 (5)沒(méi)有基因突變。 2．計(jì)算公式：當(dāng)?shù)任换蛑挥袃蓚€(gè)(設(shè)為A、a)時(shí)，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(kāi)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1%，則a的基因頻率為10%。 例4　一個(gè)隨機(jī)交配的足夠大的種群中，某一相對(duì)性狀(由基因A、a控制)中顯性性狀的基因型的頻率是36%，則(　　) A．該種群繁殖一代后雜合子(Aa)的基因型頻率是32% B．顯性基因的基因頻率大于隱性基因的基因頻率 C．若該種群基因庫(kù)中的基因頻率發(fā)生變化，說(shuō)明一定發(fā)生了基因突變 D．若該種群中A基因的頻率為40%，則表現(xiàn)為A基因所控制的性狀的個(gè)體在種群中占40% 答案　A 解析　根據(jù)題意可知，aa的基因型頻率為1－36%＝64%，根據(jù)遺傳平衡定律，a的基因頻率為80%，A的基因頻率為20%，該種群繁殖一代后雜合子(Aa)的基因型頻率是32%，A正確，B錯(cuò)誤；種群的基因頻率發(fā)生變化，說(shuō)明生物發(fā)生了進(jìn)化，但不一定發(fā)生了基因突變，C錯(cuò)誤；若A的基因頻率為40%，則a的基因頻率為60%，表現(xiàn)為A基因所控制的性狀的個(gè)體(AA、Aa)在種群中所占的比例為(40%)2＋2×40%×60%＝64%，D錯(cuò)誤。 四、伴X染色體遺傳病患病率與基因頻率的關(guān)系 (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。 例5　(2023·甘肅金昌高一期末)在某一地區(qū)的遺傳學(xué)調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)男性紅綠色盲人口占該地區(qū)男性總?cè)丝诘?%，且男性群體與女性群體的致病基因頻率相等，則推測(cè)該地區(qū)Xb的基因頻率、女性紅綠色盲患者的基因型頻率分別為(　　) A．93%　49% B．7%　49% C．7%　0.49% D．93%　7% 答案　C 解析　紅綠色盲為伴X染色體隱性遺傳病，男性群體中紅綠色盲患者的比例為7%，則該男性群體中紅綠色盲致病基因的頻率為7%，即該地區(qū)Xb的基因頻率也為7%；又因?yàn)槟行匀后w和女性群體的該致病基因頻率相等，則女性群體中紅綠色盲致病基因的頻率為7%，女性紅綠色盲患者的基因型頻率為7%×7%＝0.49%。 1．(2023·河北張家口高一月考)在某一遵循遺傳平衡定律的人群中，經(jīng)調(diào)查得知，隱性性狀者為16%，則該性狀不同類(lèi)型的基因型頻率分別是(按AA、Aa、aa順序排列)(　　) A．36%、48%、16% B．48%、36%、16% C．16%、48%、36% D．16%、36%、38% 答案　A 解析　由題干信息可知，該人群中隱性性狀者為16%，即aa＝16%，根據(jù)遺傳平衡公式可得，a的基因頻率是40%，A的基因頻率是1－40%＝60%，因此該人群中AA的基因型頻率＝(A的基因頻率)2＝60%×60%＝36%，Aa的基因型頻率＝2×A的基因頻率×a的基因頻率＝2×60%×40%＝48%，A正確。 2．在一個(gè)較大的果蠅種群中，雌雄果蠅數(shù)量相等，且雌雄個(gè)體之間可以自由交配。若種群中B的基因頻率為80%，b的基因頻率為20%，則下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．若B、b位于常染色體上，則雄果蠅中出現(xiàn)基因型為bb的概率為4% B．若B、b位于常染色體上，則顯性個(gè)體中出現(xiàn)雜合雄果蠅的概率約為17% C．若B、b只位于X染色體上，則XbXb、XbY的基因型頻率分別為4%、20% D．若B、b的基因頻率發(fā)生定向改變，則說(shuō)明該果蠅種群一定發(fā)生了進(jìn)化 答案　C 解析　若該對(duì)等位基因位于常染色體上，則bb的基因型頻率為20%×20%＝4%，常染色體上基因控制性狀與性別無(wú)關(guān)，因此雄果蠅中出現(xiàn)基因型為bb的概率也為4%，A正確；根據(jù)B的基因頻率為80%，b的基因頻率為20%，可得BB的基因型頻率為64%，Bb的基因型頻率為32%，顯性個(gè)體中出現(xiàn)雜合雄果蠅的概率為[32%÷(64%＋32%)]×1/2≈17%，B正確；若該對(duì)等位基因只位于X染色體上，則雌果蠅中XBXB的基因型頻率為64%、XBXb的基因型頻率為32%、XbXb的基因型頻率為4%，雄果蠅中XBY的基因型頻率為80%，XbY的基因型頻率為20%，雌雄果蠅數(shù)量相等，因此XbXb、XbY的基因型頻率分別為2%、10%，C錯(cuò)誤。 3．某常染色體隱性遺傳病在人群中的發(fā)病率為1%，色盲在男性中的發(fā)病率為7%?，F(xiàn)有一對(duì)表現(xiàn)正常的夫婦，妻子為該常染色體遺傳病致病基因和色盲致病基因攜帶者。那么，他們所生孩子同時(shí)患上述兩種遺傳病的概率是(　　) A.eq \f(1,88) B.eq \f(1,22) C.eq \f(7,2 200) D.eq \f(3,800) 答案　A 解析　設(shè)該常染色體遺傳病基因用A、a來(lái)表示，色盲基因用B、b來(lái)表示，則妻子的基因型為AaXBXb，丈夫的基因型是AAXBY或AaXBY。由題意分析可知，aa＝1%，則a＝eq \f(1,10)，A＝eq \f(9,10)，AA＝eq \f(81,100)，Aa＝eq \f(18,100)，Aa在正常個(gè)體中的比例為eq \f(18,99)＝eq \f(2,11)，由此得到丈夫的基因型為AaXBY的概率是eq \f(2,11)，所以他們所生小孩同時(shí)患兩種遺傳病的概率為eq \f(2,11)×eq \f(1,4)×eq \f(1,4)＝eq \f(1,88)。 4．囊鼠的體毛深色(D)對(duì)淺色(d)為顯性，毛色與環(huán)境差異大的個(gè)體易被天敵捕食。調(diào)查發(fā)現(xiàn)某區(qū)域囊鼠表現(xiàn)為深色的基因型頻率為95%，深色基因頻率為70%，則該區(qū)域的深色雜合子基因型頻率為(　　) A．21% B．42% C．50% D．70% 答案　C 解析　由題可知，D的基因頻率為70%，則d的基因頻率為30%。又知表型為深色的個(gè)體(D_)基因型頻率為95%，則表型為淺色的個(gè)體(dd)基因型頻率為5%。而由于d的基因頻率等于dd的基因型頻率加上雜合子基因型頻率的一半，即d＝dd＋1/2Dd，所以Dd的基因型頻率為(30%－5%)×2＝50%，C正確。 5．單基因遺傳病是指受一對(duì)等位基因控制的遺傳病。以對(duì)人群的大量隨機(jī)調(diào)查為依據(jù)，下列關(guān)于幾種單基因遺傳病發(fā)病率的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是(　　) A．白化病在人群中的發(fā)病率小于該致病基因的基因頻率 B．色盲在男性中的發(fā)病率等于人群中該致病基因的基因頻率 C．抗維生素D佝僂病在人群中的發(fā)病率大于在女性中的發(fā)病率 D．某常染色體顯性遺傳病在人群中的發(fā)病率大于其致病基因的基因頻率 答案　C 解析　白化病為常染色體隱性遺傳病，在人群中的發(fā)病率等于該致病基因的基因頻率的平方，故在人群中的發(fā)病率小于該致病基因的基因頻率，A正確；色盲為伴X染色體隱性遺傳病，其在男性中的發(fā)病率等于色盲基因的基因頻率，B正確；抗維生素D佝僂病為伴X染色體顯性遺傳病，伴X染色體顯性遺傳病的特點(diǎn)是女患者多于男患者，人群中男女比例接近1∶1，所以抗維生素D佝僂病在人群中的發(fā)病率小于在女性中的發(fā)病率，C錯(cuò)誤；常染色體顯性遺傳病的相關(guān)基因型可以表示為AA、Aa、aa，其中AA和Aa為患者，aa表型正常，如果A基因的基因頻率為p，則常染色體顯性遺傳病在人群中的發(fā)病率＝1－(1－p)2,1－(1－p)2－p＝p(1－p)，由于0＜p＜1，所以p(1－p)＞0，即1－(1－p)2＞p，D正確。

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高中生物人教版 (2019)必修2《遺傳與進(jìn)化》電子課本

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