重難點(四)　基因頻率的計算及其在遺傳概率計算中的應(yīng)用

精研重難點(四)基因頻率的計算及其在遺傳概率計算中的應(yīng)用從“高度”上研究高考[例1]

(2023·湖北高考)某二倍體動物種群有100個個體，其常染色體上某基因有A1、A2、A3三個等位基因。對這些個體的基因A1、A2、A3進行PCR擴增，凝膠電泳及統(tǒng)計結(jié)果如圖所示。該種群中A3的基因頻率是

(

)A.52% B.27%C.26% D.2%[答案]

B[解析]

該動物種群個體數(shù)為100，由題圖可知，其中有2個個體的基因型為A3A3,15個個體的基因型為A1A3,35個個體的基因型為A2A3，則A3的基因頻率＝(2×2＋15＋35)÷(100×2)×100%＝27%，B符合題意。[例2]

(2022·海南高考)匍匐雞是一種矮型雞，匍匐性狀基因(A)對野生性狀基因(a)為顯性，這對基因位于常染色體上，且A基因純合時會導(dǎo)致胚胎死亡。某雞群中野生型個體占20%，匍匐型個體占80%，隨機交配得到F1，F(xiàn)1雌、雄個體隨機交配得到F2。下列有關(guān)敘述正確的是

(

)A.F1中匍匐型個體的比例為12/25B.與F1相比，F(xiàn)2中A基因頻率較高C.F2中野生型個體的比例為25/49D.F2中a基因頻率為7/9[解析]

依題意，A基因純合致死，基因型為Aa的個體表現(xiàn)為匍匐性狀，基因型為aa的個體表現(xiàn)為野生性狀。親本基因型及比例為aa＝20%，Aa＝80%，則A基因頻率＝40%、a基因頻率＝60%，隨機交配的F1中AA＝16%、Aa＝48%、aa＝36%，其中AA個體死亡，則存活的F1中匍匐型個體(Aa)的比例為4/7，野生型個體(aa)的比例為3/7，A錯誤；由上述分析可推知，F(xiàn)1中A基因頻率＝2/7、a基因頻率＝5/7，F(xiàn)1雌、雄個體隨機交配得到的F2中，AA＝4/49(死亡)、Aa＝20/49、aa＝25/49，則存活的F2中匍匐型個體(Aa)的比例為4/9，野生型個體(aa)的比例為5/9，可計算F2中A基因頻率＝2/9、a基因頻率＝7/9，與F1相比，F(xiàn)2中A基因頻率較低，B、C錯誤，D正確。[答案]

D從“深度”上提升知能1．利用遺傳平衡定律計算基因頻率和基因型頻率2．X染色體上基因頻率和基因型頻率的相關(guān)計算[以人類紅綠色盲(以下簡稱色盲)為例，相關(guān)基因用B、b表示](1)男性中相關(guān)基因頻率和基因型頻率的關(guān)系應(yīng)用：當基因位于X染色體上時，在雄性個體中，某一基因的頻率等于該基因型的頻率，求出了相關(guān)的基因型頻率，就等于求出了基因頻率。(2)人群中色盲基因頻率的關(guān)系人群中色盲基因的頻率＝男性中色盲基因的頻率＝女性中色盲基因的頻率(3)色盲在男性和女性中發(fā)病率的關(guān)系3．自交與自由交配中基因頻率的計算自交雜合子自交，基因型頻率發(fā)生變化，純合子比例逐漸上升，雜合子比例逐漸下降，但基因頻率不變自由交配在無突變、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都保持不變從“精度”上拓展訓(xùn)練1．假設(shè)羊毛的黑色(B)、白色(b)由一對位于常染色體上的等位基因控制，一個隨機交配多代的羊群中，B和b的基因頻率各占一半，現(xiàn)需對羊群進行人工選擇，逐代淘汰白色個體。下列說法正確的是

(

)A.淘汰前，該隨機交配多代的羊群中黑色個體數(shù)量與白色個體數(shù)量相等B.淘汰前，隨著交配代數(shù)增加，羊群中純合子的比例減小C.白色羊至少要淘汰2代，才能使b基因頻率下降到25%D.隨著淘汰代數(shù)的增加，羊群中基因型Bb的頻率逐漸增加解析：由題意可知，淘汰前，B和b基因的頻率均為1/2，則在該種群中bb的頻率為1/2×1/2＝1/4，BB的頻率為1/2×1/2＝1/4，Bb的頻率為2×1/2×1/2＝1/2，因此，黑色個體的頻率為3/4，白色個體的頻率為1/4，即淘汰前，該羊群中黑色個體數(shù)量與白色個體數(shù)量不相等，A錯誤；淘汰前，由于種群是隨機交配的種群，基因頻率不變，不管交配多少代，羊群中純合子的比例均不變，即1/2，B錯誤；淘汰前，BB的頻率為1/4，Bb的頻率為1/2，bb的頻率為1/4。淘汰白色個體(bb)后，基因型BB的頻率為1/3，Bb的頻率為2/3，此時種群中B基因的頻率為1/3＋2/3×1/2＝2/3，b基因的頻率為1－2/3＝1/3。黑色個體隨機交配，下一代中Bb基因型的答案：C

頻率為2×1/3×2/3＝4/9，bb(白色個體)基因型的頻率為1/3×1/3＝1/9，BB基因型的頻率為2/3×2/3＝4/9。淘汰白色個體，Bb基因型的頻率為1/2，BB基因型的頻率為1/2，種群中B基因的頻率為1/2＋1/2×1/2＝3/4，b基因的頻率為1－3/4＝1/4＝25%，C正確；由C選項分析可知，Bb的基因型頻率的變化為1/2→2/3→1/2，即基因型Bb的頻率不是逐漸增加，D錯誤。2．(2023·重慶模擬)某昆蟲的綠翅(B)對黃翅(b)為顯性，若翅色與環(huán)境差異大則易被天敵捕食。分別在春季和秋季(該地秋季葉片會由綠變黃)調(diào)查某地該昆蟲種群綠翅的表型頻率，檢測并計算b的基因頻率。若春季綠翅的表型頻率為m1，b的基因頻率為n1；秋季綠翅的表型頻率為m2，b的基因頻率為n2，則下列預(yù)測中合理的是

(

)A.B的基因頻率(1－n1)<(1－n2)B.春季Bb的基因型頻率為2m1＋n1－2C.秋季BB的基因型頻率為2－m2－2n2D.綠翅的表型頻率m1<m2解析：秋季葉片由綠變黃，黃翅的昆蟲在春季易被天敵捕食，則n1<n2，故B的基因頻率(1－n1)>(1－n2)，A錯誤；春季b的基因頻率為n1，故B的基因頻率為1－n1，BB＋Bb的基因型頻率為m1，故bb的基因型頻率為1－m1，所以1/2×(Bb的基因型頻率)＋1－m1＝n1，算出Bb的基因型頻率為2m1＋2n1－2，B錯誤；與B項分析同理可推知，秋季Bb的基因型頻率為2m2＋2n2－2，則BB的基因型頻率為m2－(2m2＋2n2－2)＝2－m2－2n2，C正確；綠翅的昆蟲在秋季更易被捕食，則綠翅表型頻率m1＞m2，D錯誤。答案：C

3．(2023·南陽三模)在一個夠大的、隨機交配的種群中，在沒有遷移、突變和自然選擇作用的條件下，基因頻率在世代間不發(fā)生變化，這樣的種群叫作平衡群體。某種群中一對等位基因A、a在世代間的遺傳情況如下圖所示，下列敘述錯誤的是

(

)A．該種群世代相傳時不同基因型的雌雄個體間可以隨機交配且后代存活率相同B．僅考慮A、a這對等位基因，各世代基因頻率不變，該種群屬于平衡群體C．圖中“？”處代表F2的基因型及比例，推測應(yīng)為AA∶Aa∶aa＝4∶12∶9D．該種群另一對僅位于X染色體上的基因B、b也遵循上圖中的遺傳規(guī)律答案：D

解析：親本產(chǎn)生的配子A∶a＝2∶3，F(xiàn)1的基因型及比例為AA∶Aa∶aa＝4∶12∶9，則該種群世代相傳時不同基因型的雌雄個體間可以隨機交配且后代存活率相同，A正確；僅考慮A、a這對等位基因，A基因頻率為0.4，a基因頻率為0.6，各世代基因頻率不變，該種群屬于平衡群體，B正確；F1產(chǎn)生的配子A∶a＝2∶3，且不同基因型的雌雄個體間可以隨機交配，計算可得F2的基因型及比例為AA∶Aa∶aa＝4∶12∶9，C正確；僅位于X染色體上的基因B、b與常染色體上基因的遺傳規(guī)律不同，D錯誤。4．(2023·廣州模擬)家鵝、家鴨是人類馴化較早的鳥類。下圖顯示了家鴨、家鵝是由綠頭鴨、鴻雁、灰雁等物種進化而來。(1)ST、SP、WX、HY、LD5個鵝品種中，與ST親緣關(guān)系最近的是______。(2)若圖中的①表示的是人工選擇，以下說法錯誤的是________。A．圖中②可以表示自然選擇，自然選擇的因素是自然界的各種環(huán)境條件B．人工選擇使得鴻雁根據(jù)人類的各種需求定向變異，由此形成不同的家鵝品種C．人工選擇的過程使生物發(fā)生了進化，改變了種群的基因頻率D．通常人工選擇的速度較快，自然選擇需要漫長的時間(3)由原始物種X進化形成綠頭鴨、鴻雁、灰雁的標志是__________________________。(4)若在某地養(yǎng)殖場中，鵝的白羽(W)對灰羽(w)為顯性。在一個由600只白羽鵝和400只灰羽鵝組成的種群中，若雜合子占所有個體的40%，那么隱性基因w在該種群內(nèi)的基因頻率為____________。A.20% B.40%C.60% D.80%答案：(1)SP

(2)B

(3)它們之間出現(xiàn)生殖隔離(4)C

解析：(1)由題圖可知，在ST、SP、WX、HY、LD5個鵝品種中，SP與ST在一個分支，它們的親緣關(guān)系最近。(2)圖中②可以表示自然選擇，自然選擇決定生物進化的方向，自然選擇的因素可以是自然界的各種環(huán)境條件，A正確；生物的變異是不定向的、隨機的，與人工選擇無關(guān)，B錯誤；人工選擇的過程使生物發(fā)生了進化，改變了種群的基因頻率，C正確；人工選擇可以大大縮短形成新物種的時間，速度較快，自然選擇一般需要經(jīng)過漫長的時