2018-2019高中生物 第4單元 第1章 第2節(jié) 自然選擇對基因頻率的影響學(xué)案 中圖版必修2

第二節(jié)自然選擇對基因頻率的影響1解釋突變和基因重組為生物進化提供原材料的原因。2種群基因頻率的計算和影響因素分析。(重難點)3舉例說明自然選擇可使種群基因頻率發(fā)生定向改變。(重點)種 群 基 因 頻 率 和 基 因 型 頻 率一、遺傳平衡定律1基因頻率：指種群中某基因在全部等位基因數(shù)中所占的比例。2基因型頻率：指某種基因型的個體在種群中所占的比例。3基因頻率的計算在自然狀態(tài)下，個體間的交配是隨機的，配子的比例就是基因頻率。當(dāng)A、a的基因頻率為p、q時，子代AA、Aa、aa的基因型頻率分別是：p2、2pq、q2，并且p22pqq2(pq)21。4遺傳平衡定律的內(nèi)容在種群極大，且沒有發(fā)生遷移、突變和選擇的時候，種群的基因頻率和基因型頻率是不會發(fā)生變化的。二、自然選擇使基因頻率變化1基因頻率變化的原因在自然界不會有極大的隨機交配的種群，也不可能不發(fā)生突變，最重要的是自然選擇無處不在。在諸多影響因素中，自然選擇是重要因素。2自然選擇對基因頻率的影響自然選擇引起等位基因頻率的變化，從而使種群基因庫也發(fā)生了改變，導(dǎo)致了種內(nèi)進化，最終將形成新的物種。合作探討探討1：(1)某個種群中，AA、Aa、aa的個體分別有100、400、200個，則A、a的基因頻率分別是多少？提示：A的基因頻率：0.43。a的基因頻率：10.430.57。(2)某個種群中，AA、Aa、aa的個體分別占20%、40%、40%，則A、a的基因頻率分別是多少？提示：A的基因頻率：20%40%÷240%。a的基因頻率：40%40%÷260%。探討2：自然選擇作用是如何使基因頻率發(fā)生變化的？提示：自然選擇通過淘汰不利變異個體引起種群基因型頻率發(fā)生變化的同時，導(dǎo)致了種群基因頻率的變化。探討3：若基因A、a控制的一對相對性狀中，隱性性狀的個體生存能力差，則A和a的基因頻率會怎么變化？提示：A基因頻率上升，a基因頻率下降。思維升華1遺傳平衡定律(1)成立前提種群非常大；沒有發(fā)生遷移、突變和選擇。(2)計算公式推理依據(jù)：若達到遺傳平衡，配子比例即基因頻率。推理過程：當(dāng)?shù)任换蛑挥袃蓚€時(A、a)，設(shè)p表示A的基因頻率，q表示a的基因頻率，由基因頻率計算基因型頻率如下：雄配子雌配子A(p)a(q)A(p)AA(p2)Aa(pq)a(q)Aa(pq)aa(q2)則AA、Aa、aa三種基因型頻率之和為：p22pqq21或(pq)2p22pqq21(3)遺傳平衡定律應(yīng)用若已知達到遺傳平衡的種群中某純合體如AA或aa的基因型頻率，可用開平方的方法求基因頻率。如：當(dāng)告訴基因型aa的頻率為x%時，則a的基因頻率為，A的基因頻率為1。AA基因型頻率為(1)2；Aa基因型頻率為2·(1)。2比較基因頻率和基因型頻率基因頻率基因型頻率公式某基因頻率該基因的數(shù)目/該基因與其等位基因的總數(shù)×100%某基因型頻率該基因型的個體數(shù)/總個體數(shù)×100%外延生物進化的實質(zhì)是種群基因頻率的改變基因型頻率改變，基因頻率不一定改變3.基因頻率的計算規(guī)律(1)基因位于常染色體上時已知調(diào)查的各種基因型的個體數(shù)，計算基因頻率某基因頻率設(shè)二倍體生物個體的某一基因庫中有兩個等位基因A和a，假如種群中共有N個個體，而AA、Aa、aa三種基因型的個體數(shù)分別為n1、n2、n3，那么種群中A基因的頻率和a基因的頻率分別是：A基因的頻率a基因的頻率已知基因型頻率求基因頻率設(shè)A、a的基因頻率分別用PA、Pa表示，AA、Aa、aa的基因型頻率分別用PAA、PAa、Paa表示，則：PA(×)PAAPAaPa(×)PaaPAa結(jié)論：結(jié)論一：在種群中一對等位基因的頻率之和等于1，基因型頻率之和也等于1。結(jié)論二：一個等位基因的頻率該等位基因純合體的頻率1/2雜合體的頻率(2)基因位于性染色體上時：XY型性別決定生物，基因在X染色體上，Y染色體上無等位基因，計算時只計X染色體上的基因數(shù)不考慮Y染色體。ZW型性別決定也是這樣。故性染色體上的基因有可能成單存在，如紅綠色盲基因，Y染色體上無等位基因，因此男性基因總數(shù)與女性體內(nèi)等位基因總數(shù)有差別，在確定種群等位基因及其總數(shù)時應(yīng)分別考慮。Xb的基因頻率×100%1在一個種群中隨機抽出一定數(shù)量的個體，其中基因型為AA的個體占14%，基因型為Aa的個體占72%，基因型為aa的個體占14%，則基因A和a的基因頻率分別為()A20%,80%B7%,93%C86%,14% D50%,50%【解析】A基因頻率AA1/2Aa14%1/2 ×72%50%，而a基因頻率aa1/2Aa50%?！敬鸢浮緿2對某校學(xué)生進行色盲遺傳病調(diào)查研究后發(fā)現(xiàn)：780名女生中有患者23人、攜帶者52人，820名男生中有患者65人。那么該群體中色盲基因的頻率為() 【導(dǎo)學(xué)號：73730083】A4.4% B5.1%C6.8% D10.2%【解析】女生中XbXb有23人，XBXb有52人，男生中XbY有65人，則Xb的頻率×100%6.8%?！敬鸢浮緾3(2014·山東高考)果蠅的灰體(E)對黑檀體(e)為顯性；短剛毛和長剛毛是一對相對性狀，由一對等位基因(B、b)控制。這兩對基因位于常染色體上且獨立遺傳。用甲、乙、丙三只果蠅進行雜交實驗，雜交組合、F1表現(xiàn)型及比例如下：(1)根據(jù)實驗一和實驗二的雜交結(jié)果，推斷乙果蠅的基因型可能為_或_。若實驗一的雜交結(jié)果能驗證兩對基因E、e和B、b的遺傳遵循自由組合定律，則丙果蠅的基因型應(yīng)為_。(2)實驗二的F1中與親本果蠅基因型不同的個體所占的比例為_。(3)在沒有遷入遷出、突變和選擇等條件下，一個由純合果蠅組成的大種群個體間自由交配得到F1，F(xiàn)1中灰體果蠅8 400只，黑檀體果蠅1 600只。F1中e的基因頻率為_，Ee的基因型頻率為_。親代群體中灰體果蠅的百分比為_。(4)灰體純合果蠅與黑檀體果蠅雜交，在后代群體中出現(xiàn)了一只黑檀體果蠅。出現(xiàn)該黑檀體果蠅的原因可能是親本果蠅在產(chǎn)生配子過程中發(fā)生了基因突變或染色體片段缺失?，F(xiàn)有基因型為EE、Ee和ee的果蠅可供選擇，請完成下列實驗步驟及結(jié)果預(yù)測，以探究其原因。(注：一對同源染色體都缺失相同片段時胚胎致死；各型配子活力相同)實驗步驟：用該黑檀體果蠅與基因型為_的果蠅雜交，獲得F1；F1自由交配，觀察、統(tǒng)計F2表現(xiàn)型及比例。結(jié)果預(yù)測：.結(jié)果F2表現(xiàn)型及比例為_，則為基因突變；.如果F2表現(xiàn)型及比例為_，則為染色體片段缺失?！窘馕觥?1)根據(jù)題干信息可知，兩對基因位于常染色體上且獨立遺傳。分析實驗一的F1，灰體黑檀體11，長剛毛短剛毛11，單獨分析每對等位基因的雜交特點，可知都是測交類型，由此可推知實驗一的親本組合為EeBb×eebb或eeBb×Eebb。分析實驗二的F1，灰體黑檀體11，長剛毛短剛毛13，可推知親本有關(guān)體色的雜交為測交，有關(guān)剛毛長度的雜交為雙雜合子雜交，且短剛毛為顯性性狀，這樣可以確定乙和丙控制剛毛長度的基因型都是Bb，但無法進一步確定控制體色的基因型。根據(jù)實驗一和實驗二的雜交結(jié)果，可推斷乙的基因型可能是EeBb、eeBb。若實驗一的雜交結(jié)果能驗證兩對等位基因的遺傳遵循自由組合定律，則可確定甲和乙的雜交方式為測交，即有一個為雙雜合子，另一個為隱性純合子，而前面判斷已確定乙控制剛毛長度的基因型是Bb，所以乙的基因型為EeBb，甲的基因型為eebb，進而推斷丙的基因型為eeBb。(2)根據(jù)(1)中分析可知，實驗二的親本基因型為EeBb和eeBb，其后代為EeBb的概率是1/2×1/21/4，后代為eeBb的概率是1/2×1/21/4，故F1中與親本果蠅基因型不同的個體所占的比例為11/41/41/2。(3)題干給出的條件符合遺傳平衡定律，根據(jù)F1中黑檀體果蠅ee所占的比例1 600/(1 6008 400)×100%16%，可以推出e的基因頻率為40%，所以E的基因頻率為60%，F(xiàn)1中Ee的基因型頻率為2×40%×60%48%。由于理想條件下不發(fā)生基因頻率的改變，故親本E和e的基因頻率與F1相同，從題目中可獲取信息“親本都是純合子，只有EE和ee個體”，假設(shè)親代有100個個體，其中EE有x個，根據(jù)基因頻率的計算公式，E基因的頻率為2x/20060%，得x60，所以親代群體中灰體果蠅的百分比為60%。(4)分析題中信息可推知后代群體中這只黑檀體果蠅的基因型為ee(基因突變)或_e(染色體片段缺失)，由于選擇隱性個體ee進行雜交實驗，后代無性狀分離，無法判斷該個體的基因型，所以應(yīng)選擇基因型為EE或Ee的個體與變異個體進行雜交，而選擇Ee個體進行雜交后代配子種類多，計算繁瑣，最好選擇基因型為EE的個體與變異個體雜交。方法一：選擇基因型為EE的個體與變異個體進行雜交，過程如下：.若為基因突變，則： 31.若為染色體片段缺失，則： 41計算方法提示：可采用配子法。F1的雌雄配子均為雌雄配子結(jié)合情況有EE1/2×1/21/4ee1/4×1/41/161/4×1/41/16Ee2×1/2×1/41/4_E2×1/2×1/41/4_e2×1/4×1/41/8方法二：選擇基因型為Ee的個體與變異個體進行雜交，過程如下：.若為基因突變，則： 79計算方法提示：可采用配子法。F1的雌雄配子均為雌雄配子結(jié)合情況有EE1/4×1/41/16ee3/4×3/49/16Ee2×3/4×1/46/16.若為染色體片段缺失，則：計算方法提示：可采用配子法。F1的雌雄配子均為雌雄配子結(jié)合情況有EE1/4×1/41/16ee1/2×1/21/41/4×1/41/16Ee2×1/2×1/41/4_E2×1/4×1/41/8_e2×1/2×1/41/4【答案】(1)EeBbeeBb(注：兩空可顛倒)eeBb(2)1/2(3)40%48%60%(4)答案一：EE.灰體黑檀體31.灰體黑檀體41答案二：Ee.灰體黑檀體79.灰體黑檀體781下列關(guān)于基因頻率、基因型頻率與生物進化的敘述，正確的是()A一個種群中，控制一對相對性狀的各種基因型頻率的改變說明物種在不斷進化B一個種群中，控制一對相對性狀的基因頻率之和為1C基因型為Aa的個體自交后代所形成的種群中，A基因的頻率大于a基因的頻率D因色盲患者中男性數(shù)量多于女性，所以男性群體中色盲的基因頻率大于女性群體【解析】生物進化的實質(zhì)是種群基因頻率的改變，基因頻率是指種群中某基因在全部等位基因數(shù)中所占的比例?？刂埔粚ο鄬π誀畹幕蝾l率之和為1。適應(yīng)環(huán)境的個體得到保留，它可以是隱性基因控制的性狀，也可以是顯性基因控制的性狀，所以無法判斷是A還是a的基因頻率高。由于男性中只有一條X染色體，色盲為伴X染色體隱性遺傳病，故男性患色盲的概率大于女性，但是色盲基因在男性群體和女性群體中的基因頻率是相同的?！敬鸢浮緽2在一個種群中隨機抽出100個個體，其中基因型為AA的個體有24個，基因型為Aa的個體有72個，基因型為aa的個體有4個，那么基因A和基因a的基因頻率分別是() 【導(dǎo)學(xué)號：73730084】A24%、72% B36%、64%C57%、43% D60%、40%【解析】A×100%60%，則a40%?！敬鸢浮緿3果蠅的體色由常染色體上的一對等位基因控制，基因型BB、Bb為灰身，bb為黑身。若人為地組成一個群體，其中80%為BB的個體，20%為bb的個體，群體隨機交配，其子代中Bb的比例是()A25% B32% C50% D64%【解析】Bb的比例1BB2bb210.820.220.32?！敬鸢浮緽4某動物種群中AA、Aa和aa的基因型頻率分別為0.3、0.4和0.3，請回答：(1)該種群中a基因的頻率為_。(2)如果該種群滿足四個基本條件，即種群_、不發(fā)生_、不發(fā)生_、沒有遷入遷出，且種群中個體間隨機交配，則理論上該種群的子一代中aa的基因型頻率為_；如果該種群的子一代再隨機交配，其后代中aa的基因型頻率_(填“會”或“不會”)發(fā)生改變。(3)假定該動物種群滿足上述四個基本條件，但不發(fā)生隨機交配，只在相同基因型之間進行交配，則理論上該種群的子一代中AA、Aa和aa的基因型頻率分別為_、_和_；如果子一代也同樣只發(fā)生相同基因型之間的交配，其后代中AA、Aa和aa的基因型頻率_(填“會”或“不會”)發(fā)生改變?！窘馕觥?1)AA0.3、Aa0.4、aa0.3，所以a0.4×1/20.30.5；(2)由a0.5，可以計算出后代中aa的基因型頻率是(0.5)20.25，且該基因型的頻率不會發(fā)生改變，但是該結(jié)論的前提條件是種群足夠大、不發(fā)生基因突變(或突變)、不發(fā)生選擇、沒有遷入遷出，且種群中個體間隨機交配；(3)AA0.3、Aa0.4、aa0.3，題中敘述的情況下相當(dāng)于植物的自交，結(jié)果如下：0.3(AA×AA)得到0.3AA，0.4(Aa×Aa)得到0.1AA、0.2Aa、0.1aa，0.3(aa×aa)得到0.3aa，所以相同基因型之間進行交配后代中AA0.30.10.4、Aa0.2、aa0.30.10.4，同理可以計算該代相同基因型個體之間的交配后代中AA0.45、Aa0.1、aa0.45，所以基因型頻率會發(fā)生改變?！敬鸢浮?1)0.5(2)足夠大基因突變(或突變)選擇0.25不會(3)0.40.20.4會9