6.3.1种群基因组成的变化（学案）——-2022-2023学年高一生物人教版（2019）必修二（含解析）

第六章 生物的进化
3.1种群基因组成的变化
【学习目标】
1.阐述种群、种群基因库、基因频率等概念的内涵。
2.运用数学方法讨论种群基因频率的变化。
3.阐明自然选择对种群基因频率的影响。
【基础梳理】
一、种群和种群基因库
1.自然选择直接作用的是生物的个体，而且是个体的表型。
2.种群：生活在 的 的集合叫做种群。
种群中基因传递的特点：种群在繁衍过程中，个体有新老交替， 却代代相传。
3.种群基因库：一个种群中 个体所含有的 基因，叫作这个种群的基因库
4.基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占 的比值。
计算：基因频率= 。
二、种群基因频率的变化
1.基因突变产生新的等位基因，这就可以使种群的基因频率发生 。
2.自然界中可遗传变异的来源：可遗传的变异来源于 。其中 和 统称为突变。
突变的有利和有害是相对的，是由 决定的。
可遗传的变异是生物进化的 ， 决定生物进化的方向。
三、自然选择对基因频率变化的影响
在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向变化，导致生物朝着 不断进化。
【拓展延伸】
基因频率和基因型频率的计算
1.根据定义计算基因频率和基因型频率
①当等位基因位于常染色体上（以A、a为例）
②当等位基因位于X染色体上时（以XB、Xb为例）
③根据基因型频率计算基因频率（以A、a为例）
【课堂练习】
1.兔的脂肪白色（F）对淡黄色（f）为显性，由常染色体上一对等位基因控制。某兔群由500只纯合白色脂肪兔和1500只淡黄色脂肪兔组成，F、f的基因频率分别是( )
A.15%、85% B.25%、75% C.35%、65% D.45%、55%
2.某植物种群中AA、Aa、aa的基因型频率如下图甲所示，种群中每种基因型的繁殖成功率如下图乙所示。种群随机交配产生的后代中aa个体百分比、A基因频率的变化最可能是( )
A.升高、降低 B.降低、降低 C.降低、升高 D.升高、升高
3.蜗牛的有条纹（A）对无条纹（a）为显性。在某一地区的蜗牛种群内，有条纹（AA）个体占55%，无条纹个体占15%，若蜗牛间进行自由交配得到F1，则F1中A的基因频率和Aa的基因型频率分别是( )
A.30%、21% B.30%、42% C.70%、21% D.70%、42%
4.某小鼠群体中，A+、A、a互为等位基因，该种群基因型及个体数如下表。
基因型 A+A+ A+A A+a AA Aa aa
个体数 100 200 300 100 200 100
下列说法错误的是( )
A.A+的基因频率是35%
B.A+、A、a是基因突变的结果
C.A+和A的根本区别是碱基序列不同
D.该小鼠群体所有的A+、A、a基因，构成该小鼠种群的基因库
5.一对等位基因（F、f）位于常染色体上，经调查，兔群中雕兔基因型频率为FF（30%）、Ff（60%）、ff（10%）；雄兔基因型频率为FF（20%）、Ff（40%）、ff（40%）。假设随机交配，且后代生活力一致，则子代中( )
A.基因型频率改变，该群体发生了进化
B.Ff基因型频率为52%
C.雌兔中的F基因频率为60%、雄兔中的F基因频率为40%
D.雌兔、雄兔的基因型频率不同，进化方向相同
6.假设某果蝇种群中雌雄个体数目相等，且对于A和a这对等位基因来说只有Aa一种基因型。回答下列问题：
（1）若不考虑基因突变和染色体变异，则该果蝇种群中A基因频率：a基因频率为_____。理论上，该果蝇种群随机交配产生的第一代中AA、Aa和aa的数量比为_____，A基因频率为_____。
（2）若该果蝇种群随机交配的实验结果是第一代中只有Aa和aa两种基因型，且比例为2:1，则对该结果最合理的解释是_____。根据这一解释，第一代再随机交配，第二代中Aa和aa基因型个体数量的比例应为_____。
【答案以及解析】
1.答案：B
解析：本题考查基因频率的计算。由题意可知，FF的个体为500只，ff的个体是1500只，因此F的基因频率=F的个数/（F+f的总数）×100%=（500×2）/（2000×2）×100%=25%，f的基因频率=1-F的基因频率=1-25%=75%，B项正确。
2.答案：C
解析：由题图可知，基因型为AA的个体繁殖成功率最高，基因型为aa的个体繁殖成功率最低，种群随机交配产生的后代中，AA的基因型频率可能升高，aa的基因型频率可能降低，因此A的基因频率可能升高，a的基因频率可能降低。
3.答案：D
解析：亲本中AA个体占55%，aa个体占15%，所以Aa个体占30%，则A的基因频率为55%+30%×1/2=70%，a的基因频率1-70%=30%。蜗牛间进行自由交配，在不考虑基因突变的情况下，可利用遗传平衡定律计算，F1中Aa的基因型频率为2×70%×30%=42%。
4.答案：D
解析：由题表信息可知该小鼠种群共有1000个个体，则该等位基因共有2000个，其中A+基因共有100×2+200+300=700(个)，所以A+的基因频率为700÷2000×100%=35%，A正确；新的基因的产生是基因突变的结果，B正确；等位基因的根本区别是碱基的排列顺序不同，C正确；小鼠种群全部个体的所有基因才能构成小鼠的基因库，D错误。
5.答案：B
解析：根据雌兔基因型频率可得出雌兔中F的基因频率为30%+1/2×60%=60%，f的基因频率为40%，由雄兔的基因型频率可得出雄兔中F的基因频率为20%+1/2×40%=40%，f的基因频率为60%，随机交配，子代Ff的基因型频率为60%×60%+40%×40%=52%，A正确；生物进化的实质是种群基因频率的改变，该种群交配前后基因频率不变，没有进化，B错误；由于随机交配，所以子代中FF基因型频率为60%×40%=24%，所以子代中无论雌雄，F基因频率均为24%+52%×1/2=50%，C错误；进化方向是由自然选择决定的，由于雌雄兔随机交配，子代雌雄兔的基因型频率趋于相同，进化方向相同，D错误。
6.答案：（1）1︰1；1︰2︰1；1/2
（2）A基因纯合致死；1︰1
解析：（1）该果蝇种群只有Aa一种基因型，A的基因频率为1/2，a的基因频率为1/2，二者的比例为1︰1，该种群随机交配产生的第一代中，AA占1/4，Aa占2/4，aa占1/4，因此AA、Aa、aa的数量比为1︰2︰1，A基因频率1/2。
（2）该果蝇种群随机交配产生的第一代正常情况下AA、Aa、aa的数量比为1︰2︰1，而实验结果只有Aa、aa两种基因型，且数量比为2︰1，最可能的解释是A基因纯合致死。根据这一解释，第一代Aa与aa随机交配，A基因频率为1/3，a基因频率为2/3，根据哈迪—温伯格定律，第二代中AA占1/9，Aa占4/9，aa占4/9，又因为AA基因型个体死亡，所以Aa和aa基因型个体数量的比例为1︰1。
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