微专题8 种群基因频率和基因型频率的计算
题型一 “定义法”求解基因频率
【知识·方法】
(1)基因位于常染色体上。
某基因的频率=×100%
(2)基因只位于X染色体上。
计算时只计算X染色体上的基因数,不考虑Y染色体:
某基因的频率=×100%。
【类题·精练】
1.(2023·湖北卷,18)某二倍体动物种群有100个个体,其常染色体上某基因有A1、A2、A3三个等位基因。对这些个体的基因A1、A2、A3进行PCR扩增,凝胶电泳及统计结果如图所示。该种群中A3的基因频率是( )
[A] 52% [B] 27% [C] 26% [D] 2%
【答案】 B
【解析】 分析电泳图,该动物种群个体数为100,其中有2个个体的基因型为A3A3,15个个体的基因型为A1A3,35个个体的基因型为A2A3,所以A3的基因频率是(2×2+15+35)÷(100×2)×100%=27%。
2.调查某校学生中关于某种性状的各种基因型及比例,结果如表所示:
基因型 XBXB XBXb XbXb XBY XbY
比例/% 42.32 7.36 0.32 46 4
则该校学生中XB和Xb的基因频率分别是( )
[A] 6%、8% [B] 92%、8%
[C] 78%、92% [D] 8%、92%
【答案】 B
【解析】 Xb的频率=(7.36%+2×0.32%+4%)÷[2×(42.32%+7.36%+0.32%)+46%+4%]×100%=8%,则XB的基因频率=1-Xb的基因频率=1-8%=92%。
题型二 “公式法”求解基因频率
【知识·方法】
设有N个个体的种群,当等位基因只有两个(A、a)时,AA、Aa、aa的个体数分别为n1、n2、n3,A、a的基因频率分别用PA、Pa表示,AA、Aa、aa的基因型频率分别用PAA、PAa、Paa表示,则:
PA==(+×)=PAA+PAa
Pa==(+×)=Paa+PAa
某等位基因的频率=该等位基因纯合子的频率+1/2杂合子的频率。
【类题·精练】
3.(2025·四川德阳期中)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1 500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%
【答案】 B
【解析】 依据题干可知,兔群由500只纯合白色脂肪兔(FF)和1 500只淡黄色脂肪兔(ff)组成,则F的基因频率为×100%=25%,f的基因频率为1-25%=75%。
4.某豌豆种群中TT个体占40%,tt个体占20%,由于某种病害导致tt个体在幼苗期死亡,则自然条件下繁殖一代后,成熟期统计该种群中t的基因频率和Tt的基因型频率分别为( )
[A] 1/4、1/8 [B] 1/7、2/7
[C] 2/5、1/5 [D] 1/4、1/5
【答案】 B
【解析】 豌豆在自然条件下为严格自交植物,豌豆种群中TT占40%,Tt占40%,tt占20%(个体死亡),重新分配比例后TT占1/2,Tt占1/2,则自交一代后TT占1/2+1/2×1/4=5/8,Tt占1/2×1/2=1/4,tt占1/2×1/4=1/8(幼苗期死亡),成熟期统计该种群中Tt占2/7,TT占5/7,则t的基因频率=1/2×2/7=1/7。
题型三 利用遗传平衡公式计算基因频率和基因型频率
【知识·方法】
(1)前提条件:a.种群非常大;b.所有雌雄个体之间自由交配;c.没有迁入和迁出;d.没有自然选择;e.没有基因突变。
(2)计算方法:当等位基因只有两个时(A、a),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。如果一个种群达到遗传平衡,其基因型频率应符合p2+2pq+q2=1。
【类题·精练】
5.(多选)(2024·吉林长春期末)在一个较大的果蝇种群中,雌雄果蝇数量相等,且雌雄个体之间可以自由交配。若种群中B的基因频率为80%,b的基因频率为20%,则下列叙述正确的是( )
[A] 若B、b位于常染色体上,则雄果蝇中出现基因型为bb的概率为4%
[B] 若B、b位于常染色体上,则显性个体中出现杂合雄果蝇的概率约为17%
[C] 若B、b只位于X染色体上,则XbY的基因型频率为20%
[D] 若B、b的基因频率发生定向改变,则说明该果蝇种群一定发生了进化
【答案】 ABD
【解析】 若B、b位于常染色体上,则雄果蝇中出现基因型为bb的概率为20%×20%=4%;若B、b位于常染色体上,出现基因型为BB的概率为80%×80%=64%,出现基因型为Bb的概率为2×80%×20%=32%,则显性个体中出现杂合雄果蝇的概率为32%÷(32%+64%)×1/2≈17%;若B、b只位于X染色体上,b的基因频率为20%,在雄性个体中,XbY为20%,而雌雄数量相等,所以该种群中XbY的基因型频率为20%×1/2=10%;生物进化的实质是种群基因频率的改变,若B、b的基因频率发生定向改变,则说明该果蝇种群一定发生了进化。
6.(2024·江苏苏州月考)设处于遗传平衡的某个种群,A基因频率为p,a基因频率为q,且2pq>p2>q2,若AA基因型个体不断被淘汰,则该种群AA、Aa、aa三种基因型频率的变化过程为( )
[A] ②→③→④ [B] ③→④→①
[C] ①→②→④→③ [D] ②→③→④→①
【答案】 B
【解析】 分析题图可知,②中是AA基因型频率与Aa的相等,与2pq>p2矛盾;③→④→①过程中AA、Aa基因型频率逐渐降低,aa的基因型频率逐渐升高;分析题图可知,①中AA、Aa的基因型频率均小于aa的,与2pq>p2>q2矛盾,且①→②→④→③过程中aa基因型频率没有逐渐升高。
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微专题8
1.(2023·湖北卷,18)某二倍体动物种群有100个个体,其常染色体上某基因有A1、A2、A3三个等位基因。对这些个体的基因A1、A2、A3进行PCR扩增,凝胶电泳及统计结果如图所示。该种群中A3的基因频率是( )
[A] 52% [B] 27% [C] 26% [D] 2%
B
【解析】 分析电泳图,该动物种群个体数为100,其中有2个个体的基因型为A3A3,15个个体的基因型为A1A3,35个个体的基因型为A2A3,所以A3的基因频率是(2×2+15+35)÷(100×2)×100%=27%。
2.调查某校学生中关于某种性状的各种基因型及比例,结果如表所示:
则该校学生中XB和Xb的基因频率分别是( )
[A] 6%、8% [B] 92%、8%
[C] 78%、92% [D] 8%、92%
B
基因型 XBXB XBXb XbXb XBY XbY
比例/% 42.32 7.36 0.32 46 4
【解析】 Xb的频率=(7.36%+2×0.32%+4%)÷[2×(42.32%+7.36%+
0.32%)+46%+4%]×100%=8%,则XB的基因频率=1-Xb的基因频率=
1-8%=92%。
设有N个个体的种群,当等位基因只有两个(A、a)时,AA、Aa、aa的个体数分别为n1、n2、n3,A、a的基因频率分别用PA、Pa表示,AA、Aa、aa的基因型频率分别用PAA、PAa、Paa表示,则:
3.(2025·四川德阳期中)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1 500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%
B
4.某豌豆种群中TT个体占40%,tt个体占20%,由于某种病害导致tt个体在幼苗期死亡,则自然条件下繁殖一代后,成熟期统计该种群中t的基因频率和Tt的基因型频率分别为( )
[A] 1/4、1/8 [B] 1/7、2/7
[C] 2/5、1/5 [D] 1/4、1/5
B
【解析】 豌豆在自然条件下为严格自交植物,豌豆种群中TT占40%,Tt占40%,tt占20%(个体死亡),重新分配比例后TT占1/2,Tt占1/2,则自交一代后TT占1/2+1/2×1/4=5/8,Tt占1/2×1/2=1/4,tt占1/2×1/4=1/8(幼苗期死亡),成熟期统计该种群中Tt占2/7,TT占5/7,则t的基因频率=1/2×2/7=1/7。
(1)前提条件:a.种群非常大;b.所有雌雄个体之间自由交配;c.没有迁入和迁出;d.没有自然选择;e.没有基因突变。
(2)计算方法:当等位基因只有两个时(A、a),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。如果一个种群达到遗传平衡,其基因型频率应符合p2+2pq+q2=1。
5.(多选)(2024·吉林长春期末)在一个较大的果蝇种群中,雌雄果蝇数量相等,且雌雄个体之间可以自由交配。若种群中B的基因频率为80%,b的基因频率为20%,则下列叙述正确的是( )
[A] 若B、b位于常染色体上,则雄果蝇中出现基因型为bb的概率为4%
[B] 若B、b位于常染色体上,则显性个体中出现杂合雄果蝇的概率约为17%
[C] 若B、b只位于X染色体上,则XbY的基因型频率为20%
[D] 若B、b的基因频率发生定向改变,则说明该果蝇种群一定发生了进化
ABD
【解析】 若B、b位于常染色体上,则雄果蝇中出现基因型为bb的概率为20%×20%=4%;若B、b位于常染色体上,出现基因型为BB的概率为80%×80%=64%,出现基因型为Bb的概率为2×80%×20%=32%,则显性个体中出现杂合雄果蝇的概率为32%÷(32%+64%)×1/2≈17%;若B、b只位于X染色体上,b的基因频率为20%,在雄性个体中,XbY为20%,而雌雄数量相等,所以该种群中XbY的基因型频率为20%×1/2=10%;生物进化的实质是种群基因频率的改变,若B、b的基因频率发生定向改变,则说明该果蝇种群一定发生了进化。
6.(2024·江苏苏州月考)设处于遗传平衡的某个种群,A基因频率为p,a基因频率为q,且2pq>p2>q2,若AA基因型个体不断被淘汰,则该种群AA、Aa、aa三种基因型频率的变化过程为( )
[A] ②→③→④ [B] ③→④→①
[C] ①→②→④→③ [D] ②→③→④→①
B
【解析】 分析题图可知,②中是AA基因型频率与Aa的相等,与2pq>p2矛盾;③→④→①过程中AA、Aa基因型频率逐渐降低,aa的基因型频率逐渐升高;分析题图可知,①中AA、Aa的基因型频率均小于aa的,与2pq>p2>q2矛盾,且①→②→④→③过程中aa基因型频率没有逐渐升高。
