种群基因频率的计算规律生物的进化

第6章　生物的进化

微专题七　种群基因频率的计算规律

一、通过定义法(个体数)计算基因频率

1.若某基因在常染色体上或x、Y染色体同源区段上,则

例1　已知人的褐眼(A)对蓝眼(a)是显性.在一个有30 000人的群体中,蓝眼的有3 600人,褐眼的有26 400人(其中纯合子有12 000人).那么,在这个人群中A、a的基因频率分别是A.64%和36% B.36%和64% C.50%和50% D.82%和18%

√

解析　因等位基因成对存在,30 000人中共有基因30 000×2＝60 000个,蓝眼(aa)的有3 600人,含a基因7 200个,褐眼(A_)的有26 400人,纯合子(AA)有12 000人,含A基因24 000个,杂合子(Aa)有14 400人,含28 800个基因,其中A基因14 400个,a基因14 400个.

则A的基因频率＝ ×100%＝64%,a的基因频率＝ ×

100%＝36%.

例2　在一次红绿色盲的调查中,共调查男女各200名,调查发现,女性红绿色盲基因的携带者有15人,患者有5人,男性患者有11人.那么这个群体中红绿色盲基因的频率是A.4.5% B.6% C.9% D.7.8%

√

解析　因为女性的性染色体组成为xx,男性为xY,红绿色盲基因(用b表示)及其等位基因(用B表示)只位于x染色体上,所以基因b共有15×1＋5×2＋11×1＝36个,因

此红绿色盲基因的频率＝ ×100%＝6%.

二、根据基因型频率计算基因频率的方法(针对位于常染色体上或x、Y染色体同源区

段上的基因)

A的基因频率＝AA的基因型频率＋ Aa的基因型频率,a的基因频率＝aa的基因型频率＋ Aa的基因型频率

例3　某小麦种群中TT个体占20%,Tt个体占60%,tt个体占20%,由于某种病害导致tt 个体全部死亡,则病害发生前后该种群中T的基因频率分别是

√

A.50%、50%

B.50%、62.5%

C.62.5%、50%

D.50%、100%

解析　由题意可知,病害发生前的各种基因型频率是TT＝20%,Tt＝60%,tt＝20%,所以病害发生前T的基因频率＝20%＋ ×60%＝50%；病害发生后,tt个体全部死亡,TT 的基因型频率为20%÷(20%＋60%)＝25%,Tt的基因型频率为60%÷(20%＋60%)＝75%,所以病害发生后T的基因频率＝25%＋ ×75%＝62.5%.

三、根据遗传平衡定律计算基因频率和基因型频率

1.前提:在理想种群中.

(1)种群足够大；

(2)所有雌、雄个体之间自由交配并产生后代；

(3)没有迁入和迁出；

(4)没有自然选择；

(5)没有基因突变.

2.计算公式:当等位基因只有两个(设为A、a)时,设p表示A的基因频率,q表示a的基因频率,则:

基因型AA的频率＝p2

基因型Aa的频率＝2pq

基因型aa的频率＝q2

(p＋q)2＝p2＋2pq＋q2＝1

若已知某种纯合子的基因型频率,即可直接开方求出相应基因的频率.如在进行有性生殖的理想种群中,某种群隐性性状(aa)的频率为0.01,则a基因的频率为＝0.1.

3.自交与自由交配后代的基因频率、基因型频率的变化分析

(1)某种群的所有个体自交,若没有进行选择,则自交后代的基因频率不变,基因型频率会改变,并且杂合子的基因型频率降低,纯合子的基因型频率升高.

(2)某种群的所有个体随机交配,在无基因突变、各种基因型的个体生活力相同时,处于遗传平衡的种群自由交配遵循遗传平衡定律,上下代之间种群的基因频率及基因型频率不改变.

例4　(2019·四川成都七中高二上期中考试)一个随机交配的足够大的种群中,某一相对性状(由基因A、a控制)中显性性状的基因型的频率是0.36,则

√

A.该种群繁殖一代后杂合子(Aa)的基因型频率是0.32

B.显性基因的基因频率大于隐性基因的基因频率

C.若该种群基因库中的基因频率发生变化,说明一定发生了基因突变

D.若该种群中A的基因频率为0.4,则表现为A基因所控制的性状的个体在种群中占40%

解析　根据题意可知,aa的基因型频率为1－0.36＝0.64,则a的基因频率为0.8,A的基因频率为0.2,该种群繁殖一代后杂合子(Aa)的基因型频率是2×0.2×0.8＝0.32,A正确；

显性基因的基因频率小于隐性基因的基因频率,B错误；

种群的基因频率发生变化说明生物发生了进化,但不一定是基因突变导致的,C错误；若A的基因频率变化为0.4,则a的基因频率为0.6,表现为A基因所控制的性状的个体(AA、Aa)在种群中所占的比例为0.42＋2×0.4×0.6＝0.64,即64%,D错误.

例5　在某植物种群中,AA个体占16%,aa个体占36%,该种群随机交配产生的后代中AA个体百分比、A基因频率和自交产生的后代中AA个体百分比、A基因频率的变化依次为

A.增大,不变；不变,不变

B.不变,增大；增大,不变

√

C.不变,不变；增大,不变

D.不变,不变；不变,增大

四、运用男性基因型频率计算该地区x染色体上基因频率

(以红绿色盲为例)红绿色盲为伴x染色体隐性遗传病,色盲基因b位于x染色体上,男性中色盲占x%,则此地区xb(男性中的＝女性中的＝人群中的)的基因频率也为x%,此地区女性中色盲率则为(x%)2.

例6　与外界隔离的某岛屿上,经调查该地区居民中白化病的致病基因频率为a,红绿色盲的致病基因频率为b,抗维生素D 佝偻病的致病基因频率为c,下列有关叙述不正确的是

A.正常个体中白化病携带者所占的概率为

B.男性个体中患红绿色盲的个体所占的比例为b

C.不患抗维生素D 佝偻病的女性个体占全部个体的

D.女性个体中同时患红绿色盲和抗维生素D 佝偻病的占bc

√

解析　女性个体中同时患红绿色盲和抗维生素D 佝偻病的占b2(2c －c2),D 错误.

跟踪训练

1.已知人眼的颜色由常染色体上的基因决定,褐眼(由A决定)对蓝眼(由a决定)为显性.在一个100人的人群中,褐眼的共有70人,而其中显性纯合子有20人,蓝眼的有30人,那么这一人群中A和a基因的基因频率分别为

√

A.0.70、0.30

B.0.50、0.50

C.0.45、0.55

D.0.55、0.45

解析　根据题意可知,该种群中共有100个个体,其中基因型为AA的有20个,基因型为Aa 的有50个,基因型为aa的有30个,则A基因的数量是2×20＋50＝90(个),a基因的数量是2×30＋50＝110(个),所以A基因的频率是90÷200＝0.45,a基因的频率是110÷200＝0.55.

2.某生物兴趣小组抽样调查的200人中,各种基因型和人数情况如下表所示,则这200人中,xb的基因频率为

基因型X B X B X B X b X b X b X B Y X b Y

人数781487030

√

A.85%

B.30%

C.20%

D.15%

解析　xB与xb的总数量为78×2＋14×2＋8×2＋70＋30＝300,xb的数量是14＋8×2＋30＝60,故xb的基因频率为 ×100%＝20%.

3.在某一种群中随机抽出100个个体,测得某种性状的基因型为DD、Dd、dd的个体所占比例分别为10%、85%、5%,但是由于某种环境的变化,基因型为dd的个体被逐渐淘汰.在这个种群中,D、d的基因频率分别是

√

A.55.3%,44.7%

B.52.5%,47.5%

C.47.5%,52.5%

D.55%,45%

解析　因为基因型为dd的个体被逐渐淘汰,因此,种群中DD、Dd的个体所占比例

4.某动物的基因A、a和B、b分别位于两对同源染色体上,只有A基因或B基因的胚胎不能成活.若基因型为AABB和aabb的个体交配,F1雌雄个体相互交配,F2群体中A的基因频率是

√

A.50%

B.45%

C.60%

D.40%

5.某植物种群中,AA基因型个体占30%,aa基因型个体占20%,若该种群植物自交,后代中AA、aa基因型个体出现的频率以及A、a的基因频率分别是

A.55%、45%、45%、55%

B.42.5%、32.5%、45%、55%

√

C.55%、45%、55%、45%

D.42.5%、32.5%、55%、45%