2024屆高考 二輪備考 微專題(四)　基因頻率的計(jì)算及其在遺傳概率計(jì)算中的應(yīng)用 學(xué)案

微專題(四)基因頻率的計(jì)算及其在遺傳概率計(jì)算中的應(yīng)用真題測(cè)評(píng)·試能力1．(2023·湖北高考)某二倍體動(dòng)物種群有100個(gè)個(gè)體，其常染色體上某基因有A1、A2、A3三個(gè)等位基因。對(duì)這些個(gè)體的基因A1、A2、A3進(jìn)行PCR擴(kuò)增，凝膠電泳及統(tǒng)計(jì)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%解析：選B該動(dòng)物種群個(gè)體數(shù)為100，由題圖可知，其中有2個(gè)個(gè)體的基因型為A3A3,15個(gè)個(gè)體的基因型為A1A3,35個(gè)個(gè)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。2．(2022·海南高考)匍匐雞是一種矮型雞，匍匐性狀基因(A)對(duì)野生性狀基因(a)為顯性，這對(duì)基因位于常染色體上，且A基因純合時(shí)會(huì)導(dǎo)致胚胎死亡。某雞群中野生型個(gè)體占20%，匍匐型個(gè)體占80%，隨機(jī)交配得到F1，F(xiàn)1雌、雄個(gè)體隨機(jī)交配得到F2。下列有關(guān)敘述正確的是()A．F1中匍匐型個(gè)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(gè)體的比例為25/49D．F2中a基因頻率為7/9解析：選D依題意，A基因純合致死，基因型為Aa的個(gè)體表現(xiàn)為匍匐性狀，基因型為aa的個(gè)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(jī)交配的F1中AA＝16%、Aa＝48%、aa＝36%，其中AA個(gè)體死亡，則存活的F1中匍匐型個(gè)體(Aa)的比例為4/7，野生型個(gè)體(aa)的比例為3/7，A錯(cuò)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(gè)體隨機(jī)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(gè)體(Aa)的比例為4/9，野生型個(gè)體(aa)的比例為5/9，可計(jì)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(cuò)誤，D正確。深化學(xué)習(xí)·提素養(yǎng)1．通過基因型頻率計(jì)算基因頻率(常染色體上的基因頻率)基因頻率＝該基因純合子的基因型頻率＋1/2雜合子的基因型頻率。例如：A基因頻率＝AA的基因型頻率＋1/2Aa的基因型頻率；a基因頻率＝aa的基因型頻率＋1/2Aa的基因型頻率。2．利用遺傳平衡定律計(jì)算基因頻率和基因型頻率3．X染色體上基因頻率和基因型頻率的相關(guān)計(jì)算[以人類紅綠色盲(以下簡(jiǎn)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(dāng)基因位于X染色體上時(shí)，在雄性個(gè)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4．自交與自由交配中基因頻率的計(jì)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(gè)體生活力相同時(shí)，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eq\a\vs4\al([例1])(2023·重慶模擬)某昆蟲的綠翅(B)對(duì)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(huì)由綠變黃)調(diào)查某地該昆蟲種群綠翅的表型頻率，檢測(cè)并計(jì)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(cè)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(cuò)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(cuò)誤；與B項(xiàng)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(cuò)誤。[答案]C[例2]人類斑禿屬于常染色體顯性遺傳病，由一對(duì)等位基因PB、pb控制。男性帶有一個(gè)或兩個(gè)斑禿基因(PB)都會(huì)發(fā)生斑禿，而女性需要有兩個(gè)斑禿基因才會(huì)顯示出該性狀。某特定人群中，PB基因的頻率為30%。下列敘述正確的是()A．斑禿女性和正常男性婚配，若子代為患者，則患者一定為男性B．女性攜帶者的卵原細(xì)胞在減數(shù)分裂Ⅱ時(shí)，只有1條染色體含PB基因C．在該特定人群中，男性中斑禿的概率為51%，女性中斑禿的概率為49%D．一對(duì)夫婦均為斑禿，生育了一個(gè)正常孩子，原因是發(fā)生了基因突變[解析]由題意可知，斑禿女性基因型只能為PBPB，正常男性基因型只能是pbpb，二者婚配，子代基因型為PBpb，若子代為患者，則患者一定為男性，A正確；女性攜帶者的基因型為PBpb，在減數(shù)分裂Ⅱ前期和中期可能有1條或0條染色體含PB基因，在后期可能有2條或0條染色體含PB基因，B錯(cuò)誤；如果PB基因的頻率是30%，則pb基因的頻率是70%，預(yù)期在該特定人群中，男性中斑禿(PB_)的概率為30%×30%＋2×30%×70%＝51%，女性中斑禿(PBPB)的概率為30%×30%＝9%，C錯(cuò)誤；一對(duì)斑禿夫婦(PBPB×PBpb)在不發(fā)生基因突變的情況下，可生育基因型為PBpb的表型正常的女孩，D錯(cuò)誤。[答案]A考法訓(xùn)練·融會(huì)通1．北草蜥是肉食性動(dòng)物，它的祖先卻是植食性動(dòng)物?，F(xiàn)有一個(gè)野生北草蜥種群處于遺傳平衡狀態(tài)，它的某一性狀由一對(duì)等位基因A、a來控制，其中A的基因頻率為70%。下列說法正確的是()A．北草蜥種群中所有個(gè)體含有的A、a基因構(gòu)成了該種群的基因庫B．A基因頻率高于a，表明環(huán)境直接對(duì)A基因進(jìn)行了選擇C．北草蜥食性進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群對(duì)有利變異的保存D．若A、a位于常染色體上，則顯性個(gè)體中純合雄性北草蜥所占比例為7/26解析：選D種群基因庫是指一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因，僅A、a基因不能構(gòu)成北草蜥種群的基因庫，A錯(cuò)誤；自然選擇直接作用的對(duì)象是個(gè)體的表型，不是個(gè)體的基因或基因型，B錯(cuò)誤；北草蜥食性進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的定向改變，C錯(cuò)誤；由于野生北草蜥種群處于遺傳平衡狀態(tài)，A的基因頻率為70%＝7/10，a的基因頻率＝1－7/10＝3/10，所以顯性個(gè)體中純合北草蜥所占比例為(7/10)2÷[1－(3/10)2]＝7/13，而雄性在雌、雄個(gè)體中占1/2，所以顯性個(gè)體中純合雄性北草蜥所占比例為7/13×1/2＝7/26，D正確。2．假設(shè)羊毛的黑色(B)、白色(b)由一對(duì)位于常染色體上的等位基因控制，一個(gè)隨機(jī)交配多代的羊群中，B和b的基因頻率各占一半，現(xiàn)需對(duì)羊群進(jìn)行人工選擇，逐代淘汰白色個(gè)體。下列說法正確的是()A．淘汰前，該隨機(jī)交配多代的羊群中黑色個(gè)體數(shù)量與白色個(gè)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：選C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(gè)體的頻率為3/4，白色個(gè)體的頻率為1/4，即淘汰前，該羊群中黑色個(gè)體數(shù)量與白色個(gè)體數(shù)量不相等，A錯(cuò)誤；淘汰前，由于種群是隨機(jī)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(cuò)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(gè)體(bb)后，基因型BB的頻率為1/3，Bb的頻率為2/3，此時(shí)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(gè)體隨機(jī)交配，下一代中Bb基因型的頻率為2×1/3×2/3＝4/9，bb(白色個(gè)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(gè)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(xiàng)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(cuò)誤。3．(2023·南陽三模)在一個(gè)夠大的、隨機(jī)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(duì)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(cuò)誤的是()A．該種群世代相傳時(shí)不同基因型的雌雄個(gè)體間可以隨機(jī)交配且后代存活率相同B．僅考慮A、a這對(duì)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(cè)應(yīng)為AA∶Aa∶aa＝4∶12∶9D．該種群另一對(duì)僅位于X染色體上的基因B、b也遵循上圖中的遺傳規(guī)律解析：選D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(shí)不同基因型的雌雄個(gè)體間可以隨機(jī)交配且后代存活率相同，A正確；僅考慮A、a這對(duì)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(gè)體間可以隨機(jī)交配，計(jì)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(cuò)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(jìn)化而來。(1)ST、SP、WX、HY、LD5個(gè)鵝品種中，與ST親緣關(guān)系最近的是______。(2)由原始物種X進(jìn)化形成綠頭鴨、鴻雁、灰雁的標(biāo)志是_______________________________________________________________________________________________。(3)若在某地養(yǎng)殖場(chǎng)中，鵝的白羽(W)對(duì)灰羽(w)為顯性。在一個(gè)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(gè)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%解析：(1)由題圖可知，在ST、SP、WX、HY、LD5個(gè)鵝品種中，SP與ST在一個(gè)分支，它們的親緣關(guān)系最近。(2)新物種形成的標(biāo)志為生殖隔離，當(dāng)生物之間出現(xiàn)生殖隔離時(shí)，意味著它們已經(jīng)發(fā)生了進(jìn)化。(3)由題意可知：基因型為ww的鵝有400只，基因型為Ww的鵝有(600＋400)×40%＝400(只)，基因型為WW的鵝有200只，因此w的基因頻率＝[(2×400＋400)÷2000]×100%＝60%。答案：(1)SP(2)它們之間出現(xiàn)生殖隔離(3)C[重難強(qiáng)化訓(xùn)練(四)]1．(2023·萍鄉(xiāng)高三期末)已知一個(gè)群體中，血友病的基因頻率和基因型頻率保持不變，且男性群體和女性群體的該病致病基因頻率相等，假設(shè)男性群體中血友病患者比例為3%，則該男性群體中血友病致病基因頻率和在女性群體中攜帶者的比例分別為()A．0.035.82% B．0.065.82%C．0.032.91% D．0.062.91%解析：選A血友病為伴X染色體隱性遺傳病，已知男性群體中血友病患者的比例為3%，由于男性只有一條X染色體，所以男性中致病基因的頻率也為3%；由于男性群體和女性群體的該病致病基因頻率相等，所以女性中致病基因的頻率為3%，正常基因的頻率為97%，則女性群體中攜帶者的比例＝2×3%×97%＝5.82%，A正確。2．現(xiàn)有兩個(gè)非常大的某昆蟲種群，個(gè)體間隨機(jī)交配，沒有遷入和遷出，無突變，自然選擇對(duì)A和a基因控制的性狀沒有作用。種群1的A基因頻率為20%,a基因頻率為80%；種群2的A基因頻率為60%,a基因頻率為40%。假設(shè)這兩個(gè)種群大小相等，地理隔離不再存在，兩個(gè)種群完全合并為一個(gè)可隨機(jī)交配的種群，則下一代中Aa的基因型頻率是()A．48% B．50%C．42% D．21%解析：選A由于兩個(gè)種群的個(gè)體數(shù)相同，因此兩個(gè)種群合成一個(gè)種群后，該種群的基因頻率是A＝(20%＋60%)÷2＝40%，a＝(80%＋40%)÷2＝60%，由題意知，該種群非常大，個(gè)體之間隨機(jī)交配，沒有遷入和遷出，無突變，自然選擇對(duì)A和a基因控制的性狀沒有影響，因此遵循遺傳平衡定律，所以兩個(gè)種群完全合并為一個(gè)可隨機(jī)交配的種群，則下一代中Aa的基因型頻率是Aa＝2×A%×a%＝2×40%×60%＝48%，A正確。3．(2023·重慶模擬)某生物學(xué)家用兩只黃色親本小鼠雜交時(shí)，總是產(chǎn)下黃色的和灰色的兩種幼崽，沒有得到3∶1的性狀分離數(shù)據(jù)，子一代實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)如下表。下列相關(guān)敘述正確的是()黃色灰色總數(shù)黃色比例1063535159866.52%A．小鼠的體色遺傳不遵循孟德爾的遺傳定律B．黃色是顯性性狀，控制灰色的基因在純合時(shí)致死C．逐代自由交配后，控制黃色的基因頻率逐漸增大D．若將F1小鼠自由交配，F(xiàn)2中灰色小鼠占1/2解析：選D小鼠的體色受一對(duì)等位基因控制，遺傳時(shí)遵循孟循爾的遺傳定律，A錯(cuò)誤；分析題意可知，兩只黃色親本小鼠雜交時(shí)，總是產(chǎn)下黃色的和灰色的兩種幼崽，且比例為2∶1，說明灰色是隱性性狀，控制黃色的基因在純合時(shí)致死，逐代自由交配后，控制黃色的基因頻率逐漸減小，B、C錯(cuò)誤；若黃色用A表示，灰色用a表示，則F1的基因型為2/3Aa、1/3aa，自由交配后，F(xiàn)2的基因型是1/2Aa、1/2aa，灰色小鼠占1/2，D正確。4．(2023·重慶統(tǒng)考)某家蠶種群中SS、Ss和ss的基因型頻率分別為0.4、0.2和0.4，如果該種群沒有發(fā)生遷入、遷出、突變，各基因型個(gè)體生存能力相同，但只有表型相同的個(gè)體之間才能交配(S對(duì)s為完全顯性)，則下列說法正確的是()A．F1中ss的基因型頻率為5/12B．F1中SS的基因型頻率為25/36C．F1中Ss的基因型頻率為1/12D．F1中S的基因頻率為2/3解析：選A某家蠶種群中SS、Ss和ss的基因型頻率分別為0.4、0.2和0.4，則在SS、Ss中，S的基因頻率為2/3＋1/3×1/2＝5/6，s的基因頻率為1/3×1/2＝1/6，在ss中，s的基因頻率為1。F1中ss的基因型頻率為1×0.4＋1/6×1/6×0.6＝5/12，A正確；SS的基因型頻率為5/6×5/6×0.6＝5/12，B錯(cuò)誤；F1中Ss的基因型頻率為5/6×1/6×2×0.6＝1/6，C錯(cuò)誤；F1中S的基因頻率為5/12＋1/6×1/2＝1/2，D錯(cuò)誤。5．(2023·青島一模)在某個(gè)體數(shù)量足夠多的種群中，基因型為AA和Aa的個(gè)體分別占30%和20%，下列說法正確的是()A．隨機(jī)交配一代后，種群中Aa個(gè)體由20%變?yōu)?8%，說明種群發(fā)生了進(jìn)化B．讓基因型相同的個(gè)體交配，后代A基因頻率不變C．某AA和Aa分別占20%和40%的小種群遷入后會(huì)導(dǎo)致種群中A基因頻率增大D．讓該種群自由交配，若Aa受精卵有一半致死，則后代沒有發(fā)生進(jìn)化解析：選B由親本的基因型及其比例可知A＝2/5，a＝3/5，則隨機(jī)交配后代AA＝4/25，Aa＝12/25，aa＝9/25，后代中A＝4/25＋12/25×1/2＝2/5，a＝3/5，基因頻率沒有發(fā)生變化，則種群沒有發(fā)生進(jìn)化，A錯(cuò)誤；讓基因型相同的個(gè)體交配，30%AA后代是30%AA,20%Aa后代是20%(1/4AA、1/2Aa、1/4aa)，50%aa后代是50%aa，合并后為35%AA、10%Aa、55%aa，則A的基因頻率為2/5，a的基因頻率為3/5，基因頻率不變，B正確；原種群中A、a的基因頻率分別為2/5、3/5，遷入的小種群中AA、Aa、aa分別占20%、40%、40%，小種群中A、a的基因頻率同樣為2/5、3/5，則小種群遷入后不會(huì)導(dǎo)致原種群中A基因頻率變化，C錯(cuò)誤；讓該種群自由交配，若Aa受精卵有一半致死，則后代基因型及比例為4/19AA、6/19Aa、9/19aa，則A的基因頻率為7/19，種群的基因頻率發(fā)生了變化，種群發(fā)生了進(jìn)化，D錯(cuò)誤。6．(2023·武漢一模)大熊貓最初是食肉動(dòng)物，但經(jīng)過漫長(zhǎng)進(jìn)化過程，現(xiàn)其主要食物是竹子。現(xiàn)有一較大熊貓種群，雌雄數(shù)量相當(dāng)，且雌雄之間可以自由交配，若該種群中A基因頻率為70%，a基因頻率為30%，則下列有關(guān)說法正確的是()A．大熊貓種群中全部A和a基因構(gòu)成其基因庫B．變化的環(huán)境使大熊貓控制食性相關(guān)的基因發(fā)生突變C．若該對(duì)等位基因位于常染色體上，則顯性個(gè)體中出現(xiàn)雜合雌熊貓概率約為23%D．若該對(duì)等位基因只位于X染色體上，則大熊貓群體中XaY的基因型頻率為30%解析：選C基因庫是一個(gè)種群中所有個(gè)體的全部基因的總和，因此，大熊貓種群中全部A和a基因不能構(gòu)成大熊貓種群的基因庫，A錯(cuò)誤；變異具有不定向性，環(huán)境的變化只是起到