資源簡介

第六章 生物的進化
3.1種群基因組成的變化
【學習目標】
1.闡述種群、種群基因庫、基因頻率等概念的內涵。
2.運用數學方法討論種群基因頻率的變化。
3.闡明自然選擇對種群基因頻率的影響。
【基礎梳理】
一、種群和種群基因庫
1.自然選擇直接作用的是生物的個體，而且是個體的表型。
2.種群：生活在 的 的集合叫做種群。
種群中基因傳遞的特點：種群在繁衍過程中，個體有新老交替， 卻代代相傳。
3.種群基因庫：一個種群中 個體所含有的 基因，叫作這個種群的基因庫
4.基因頻率：在一個種群基因庫中，某個基因占 的比值。
計算：基因頻率= 。
二、種群基因頻率的變化
1.基因突變產生新的等位基因，這就可以使種群的基因頻率發生 。
2.自然界中可遺傳變異的來源：可遺傳的變異來源于 。其中 和 統稱為突變。
突變的有利和有害是相對的，是由 決定的。
可遺傳的變異是生物進化的 ， 決定生物進化的方向。
三、自然選擇對基因頻率變化的影響
在自然選擇的作用下，種群的基因頻率會發生定向變化，導致生物朝著 不斷進化。
【拓展延伸】
基因頻率和基因型頻率的計算
1.根據定義計算基因頻率和基因型頻率
①當等位基因位于常染色體上（以A、a為例）
②當等位基因位于X染色體上時（以XB、Xb為例）
③根據基因型頻率計算基因頻率（以A、a為例）
【課堂練習】
1.兔的脂肪白色（F）對淡黃色（f）為顯性，由常染色體上一對等位基因控制。某兔群由500只純合白色脂肪兔和1500只淡黃色脂肪兔組成，F、f的基因頻率分別是( )
A.15%、85% B.25%、75% C.35%、65% D.45%、55%
2.某植物種群中AA、Aa、aa的基因型頻率如下圖甲所示，種群中每種基因型的繁殖成功率如下圖乙所示。種群隨機交配產生的后代中aa個體百分比、A基因頻率的變化最可能是( )
A.升高、降低 B.降低、降低 C.降低、升高 D.升高、升高
3.蝸牛的有條紋（A）對無條紋（a）為顯性。在某一地區的蝸牛種群內，有條紋（AA）個體占55%，無條紋個體占15%，若蝸牛間進行自由交配得到F1，則F1中A的基因頻率和Aa的基因型頻率分別是( )
A.30%、21% B.30%、42% C.70%、21% D.70%、42%
4.某小鼠群體中，A+、A、a互為等位基因，該種群基因型及個體數如下表。
基因型 A+A+ A+A A+a AA Aa aa
個體數 100 200 300 100 200 100
下列說法錯誤的是( )
A.A+的基因頻率是35%
B.A+、A、a是基因突變的結果
C.A+和A的根本區別是堿基序列不同
D.該小鼠群體所有的A+、A、a基因，構成該小鼠種群的基因庫
5.一對等位基因（F、f）位于常染色體上，經調查，兔群中雕兔基因型頻率為FF（30%）、Ff（60%）、ff（10%）；雄兔基因型頻率為FF（20%）、Ff（40%）、ff（40%）。假設隨機交配，且后代生活力一致，則子代中( )
A.基因型頻率改變，該群體發生了進化
B.Ff基因型頻率為52%
C.雌兔中的F基因頻率為60%、雄兔中的F基因頻率為40%
D.雌兔、雄兔的基因型頻率不同，進化方向相同
6.假設某果蠅種群中雌雄個體數目相等，且對于A和a這對等位基因來說只有Aa一種基因型。回答下列問題：
（1）若不考慮基因突變和染色體變異，則該果蠅種群中A基因頻率：a基因頻率為_____。理論上，該果蠅種群隨機交配產生的第一代中AA、Aa和aa的數量比為_____，A基因頻率為_____。
（2）若該果蠅種群隨機交配的實驗結果是第一代中只有Aa和aa兩種基因型，且比例為2:1，則對該結果最合理的解釋是_____。根據這一解釋，第一代再隨機交配，第二代中Aa和aa基因型個體數量的比例應為_____。
【答案以及解析】
1.答案：B
解析：本題考查基因頻率的計算。由題意可知，FF的個體為500只，ff的個體是1500只，因此F的基因頻率=F的個數/（F+f的總數）×100%=（500×2）/（2000×2）×100%=25%，f的基因頻率=1-F的基因頻率=1-25%=75%，B項正確。
2.答案：C
解析：由題圖可知，基因型為AA的個體繁殖成功率最高，基因型為aa的個體繁殖成功率最低，種群隨機交配產生的后代中，AA的基因型頻率可能升高，aa的基因型頻率可能降低，因此A的基因頻率可能升高，a的基因頻率可能降低。
3.答案：D
解析：親本中AA個體占55%，aa個體占15%，所以Aa個體占30%，則A的基因頻率為55%+30%×1/2=70%，a的基因頻率1-70%=30%。蝸牛間進行自由交配，在不考慮基因突變的情況下，可利用遺傳平衡定律計算，F1中Aa的基因型頻率為2×70%×30%=42%。
4.答案：D
解析：由題表信息可知該小鼠種群共有1000個個體，則該等位基因共有2000個，其中A+基因共有100×2+200+300=700(個)，所以A+的基因頻率為700÷2000×100%=35%，A正確；新的基因的產生是基因突變的結果，B正確；等位基因的根本區別是堿基的排列順序不同，C正確；小鼠種群全部個體的所有基因才能構成小鼠的基因庫，D錯誤。
5.答案：B
解析：根據雌兔基因型頻率可得出雌兔中F的基因頻率為30%+1/2×60%=60%，f的基因頻率為40%，由雄兔的基因型頻率可得出雄兔中F的基因頻率為20%+1/2×40%=40%，f的基因頻率為60%，隨機交配，子代Ff的基因型頻率為60%×60%+40%×40%=52%，A正確；生物進化的實質是種群基因頻率的改變，該種群交配前后基因頻率不變，沒有進化，B錯誤；由于隨機交配，所以子代中FF基因型頻率為60%×40%=24%，所以子代中無論雌雄，F基因頻率均為24%+52%×1/2=50%，C錯誤；進化方向是由自然選擇決定的，由于雌雄兔隨機交配，子代雌雄兔的基因型頻率趨于相同，進化方向相同，D錯誤。
6.答案：（1）1︰1；1︰2︰1；1/2
（2）A基因純合致死；1︰1
解析：（1）該果蠅種群只有Aa一種基因型，A的基因頻率為1/2，a的基因頻率為1/2，二者的比例為1︰1，該種群隨機交配產生的第一代中，AA占1/4，Aa占2/4，aa占1/4，因此AA、Aa、aa的數量比為1︰2︰1，A基因頻率1/2。
（2）該果蠅種群隨機交配產生的第一代正常情況下AA、Aa、aa的數量比為1︰2︰1，而實驗結果只有Aa、aa兩種基因型，且數量比為2︰1，最可能的解釋是A基因純合致死。根據這一解釋，第一代Aa與aa隨機交配，A基因頻率為1/3，a基因頻率為2/3，根據哈迪—溫伯格定律，第二代中AA占1/9，Aa占4/9，aa占4/9，又因為AA基因型個體死亡，所以Aa和aa基因型個體數量的比例為1︰1。
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