高中生物（中圖版）第四單元第一章同步導(dǎo)學(xué)案：自然選擇對(duì)基因頻率的影響VIP

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第二節(jié)自然選擇對(duì)基因頻率的影響學(xué)習(xí)目標(biāo)1．解釋突變和基因重組為生物進(jìn)化提供原材料的原因。2．種群基因頻率的計(jì)算和影響因素分析。（重難點(diǎn))3．舉例說明自然選擇可使種群基因頻率發(fā)生定向改變。（重點(diǎn))基礎(chǔ)知識(shí)一、遺傳平衡定律1．基因頻率：指種群中某基因在全部數(shù)中所占的比例。2．基因型頻率：指某種的個(gè)體在種群中所占的比例。3．基因頻率的計(jì)算在自然狀態(tài)下，個(gè)體間的交配是的,配子的比例就是基因頻率。當(dāng)A、a的基因頻率為p、q時(shí)，子代AA、Aa、aa的基因型頻率分別是：p2、2pq、q2，并且p2＋2pq＋q2＝（p＋q)2＝。4．遺傳平衡定律的內(nèi)容在種群,且沒有發(fā)生的時(shí)候,種群的和是不會(huì)發(fā)生變化的。二、自然選擇使基因頻率變化1．基因頻率變化的原因在自然界不會(huì)有的隨機(jī)交配的種群,也不可能不發(fā)生，最重要的是無處不在。在諸多影響因素中,是重要因素.2．自然選擇對(duì)基因頻率的影響自然選擇引起頻率的變化，從而使種群也發(fā)生了改變，導(dǎo)致了種內(nèi)，最終將形成新的物種.課堂探究探討1:(1)某個(gè)種群中，AA、Aa、aa的個(gè)體分別有100、400、200個(gè)，則A、a的基因頻率分別是多少？(2)某個(gè)種群中，AA、Aa、aa的個(gè)體分別占20％、40%、40％，則A、a的基因頻率分別是多少？探討2：自然選擇作用是如何使基因頻率發(fā)生變化的？探討3：若基因A、a控制的一對(duì)相對(duì)性狀中，隱性性狀的個(gè)體生存能力差，則A和a的基因頻率會(huì)怎么變化？總結(jié)提升1．遺傳平衡定律（1）成立前提種群非常大；沒有發(fā)生遷移、突變和選擇。（2)計(jì)算公式①推理依據(jù)：若達(dá)到遺傳平衡，配子比例即基因頻率.②推理過程:當(dāng)?shù)任换蛑挥袃蓚€(gè)時(shí)(A、a），設(shè)p表示A的基因頻率,q表示a的基因頻率，由基因頻率計(jì)算基因型頻率如下:雄配子雌配子A（p）a（q)A（p)AA（p2)Aa(pq）a(q)Aa(pq)aa（q2）則AA、Aa、aa三種基因型頻率之和為：p2＋2pq＋q2＝1或（p＋q)2＝p2＋2pq＋q2＝1(3)遺傳平衡定律應(yīng)用若已知達(dá)到遺傳平衡的種群中某純合體如AA或aa的基因型頻率,可用開平方的方法求基因頻率。如：當(dāng)告訴基因型aa的頻率為x%時(shí),則a的基因頻率為eq\r（x％），A的基因頻率為1－eq\r（x％).AA基因型頻率為(1－eq\r(x%)）2;Aa基因型頻率為2·eq\r（x％)（1－eq\r(x%）)。2．比較基因頻率和基因型頻率基因頻率基因型頻率公式某基因頻率＝該基因的數(shù)目/該基因與其等位基因的總數(shù)×100％某基因型頻率＝該基因型的個(gè)體數(shù)/總個(gè)體數(shù)×100%外延生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變基因型頻率改變，基因頻率不一定改變3?；蝾l率的計(jì)算規(guī)律(1)基因位于常染色體上時(shí)①已知調(diào)查的各種基因型的個(gè)體數(shù)，計(jì)算基因頻率某基因頻率＝eq\f(該基因總數(shù),該基因及其等位基因總數(shù)）設(shè)二倍體生物個(gè)體的某一基因庫中有兩個(gè)等位基因A和a，假如種群中共有N個(gè)個(gè)體，而AA、Aa、aa三種基因型的個(gè)體數(shù)分別為n1、n2、n3，那么種群中A基因的頻率和a基因的頻率分別是：A基因的頻率＝eq\f(A基因的總數(shù)，A基因的總數(shù)＋a基因的總數(shù)）＝eq\f(2n1＋n2,2N)a基因的頻率＝eq\f(a基因的總數(shù)，A基因的總數(shù)＋a基因的總數(shù))＝eq\f(2n3＋n2，2N）②已知基因型頻率求基因頻率設(shè)A、a的基因頻率分別用PA、Pa表示，AA、Aa、aa的基因型頻率分別用PAA、PAa、Paa表示，則：PA＝eq\f（2n1＋n2，2N)＝(eq\f（n1，N)＋eq\f(1，2）×eq\f(n2,N）)＝PAA＋eq\f（1,2）PAaPa＝eq\f（2n3＋n2,2N)＝(eq\f（n3,N)＋eq\f（1，2）×eq\f(n2,N）)＝Paa＋eq\f(1,2)PAa③結(jié)論：結(jié)論一：在種群中一對(duì)等位基因的頻率之和等于1,基因型頻率之和也等于1。結(jié)論二：一個(gè)等位基因的頻率＝該等位基因純合體的頻率＋1/2雜合體的頻率(2)基因位于性染色體上時(shí)：XY型性別決定生物，基因在X染色體上，Y染色體上無等位基因，計(jì)算時(shí)只計(jì)X染色體上的基因數(shù)不考慮Y染色體。ZW型性別決定也是這樣.故性染色體上的基因有可能成單存在，如紅綠色盲基因，Y染色體上無等位基因，因此男性基因總數(shù)與女性體內(nèi)等位基因總數(shù)有差別,在確定種群等位基因及其總數(shù)時(shí)應(yīng)分別考慮。Xb的基因頻率＝eq\f（Xb，XB＋Xb）×100%例題分析1．在一個(gè)種群中隨機(jī)抽出一定數(shù)量的個(gè)體，其中基因型為AA的個(gè)體占14%,基因型為Aa的個(gè)體占72%，基因型為aa的個(gè)體占14％，則基因A和a的基因頻率分別為（）A．20%，80％ B．7%，93％C．86％,14％ D．50％，50％2．對(duì)某校學(xué)生進(jìn)行色盲遺傳病調(diào)查研究后發(fā)現(xiàn)：780名女生中有患者23人、攜帶者52人，820名男生中有患者65人。那么該群體中色盲基因的頻率為（）A．4。4％ B．5.1％C．6.8% D．10。2％3．（2014·山東高考）果蠅的灰體（E)對(duì)黑檀體（e)為顯性;短剛毛和長剛毛是一對(duì)相對(duì)性狀，由一對(duì)等位基因(B、b)控制.這兩對(duì)基因位于常染色體上且獨(dú)立遺傳。用甲、乙、丙三只果蠅進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)，雜交組合、F1表現(xiàn)型及比例如下：(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)二的雜交結(jié)果，推斷乙果蠅的基因型可能為________或________.若實(shí)驗(yàn)一的雜交結(jié)果能驗(yàn)證兩對(duì)基因E、e和B、b的遺傳遵循自由組合定律，則丙果蠅的基因型應(yīng)為________。（2)實(shí)驗(yàn)二的F1中與親本果蠅基因型不同的個(gè)體所占的比例為________。(3）在沒有遷入遷出、突變和選擇等條件下，一個(gè)由純合果蠅組成的大種群個(gè)體間自由交配得到F1,F1中灰體果蠅8400只，黑檀體果蠅1600只.F1中e的基因頻率為________，Ee的基因型頻率為________.親代群體中灰體果蠅的百分比為________。（4)灰體純合果蠅與黑檀體果蠅雜交，在后代群體中出現(xiàn)了一只黑檀體果蠅.出現(xiàn)該黑檀體果蠅的原因可能是親本果蠅在產(chǎn)生配子過程中發(fā)生了基因突變或染色體片段缺失?，F(xiàn)有基因型為EE、Ee和ee的果蠅可供選擇，請(qǐng)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果預(yù)測，以探究其原因。(注:一對(duì)同源染色體都缺失相同片段時(shí)胚胎致死；各型配子活力相同)實(shí)驗(yàn)步驟：①用該黑檀體果蠅與基因型為________的果蠅雜交，獲得F1；②F1自由交配，觀察、統(tǒng)計(jì)F2表現(xiàn)型及比例.結(jié)果預(yù)測：Ⅰ.結(jié)果F2表現(xiàn)型及比例為________,則為基因突變;Ⅱ.如果F2表現(xiàn)型及比例為________，則為染色體片段缺失.參考答案基礎(chǔ)知識(shí)一、1．等位基因2．基因型3．隨機(jī)1。4．極大遷移、突變和選擇基因頻率基因型頻率二、1．極大突變自然選擇自然選擇2．等位基因基因庫進(jìn)化課堂探究探討1：（1)【答案】A的基因頻率:eq\f（100×2＋400，2×100＋400＋200）＝0。43。a的基因頻率:1－0。43＝0。57.(2）【答案】A的基因頻率:20%＋40％÷2＝40％.a的基因頻率：40％＋40%÷2＝60％。探討2【答案】自然選擇通過淘汰不利變異個(gè)體引起種群基因型頻率發(fā)生變化的同時(shí)，導(dǎo)致了種群基因頻率的變化。探討3【答案】A基因頻率上升，a基因頻率下降。例題分析1．【答案】D【解析】A基因頻率＝AA＋1/2Aa＝14％＋1/2×72％＝50％，而a基因頻率＝aa＋1/2Aa＝50％。2．【答案】C【解析】女生中XbXb有23人，XBXb有52人,男生中XbY有65人，則Xb的頻率＝eq\f(2×23＋52＋65,780×2＋820）×100%＝6.8％。3．【答案】（1）EeBbeeBb(注：兩空可顛倒)eeBb（2）1/2(3)40％48%60％（4）答案一：①EE②Ⅰ.灰體∶黑檀體＝3∶1Ⅱ?；殷w∶黑檀體＝4∶1答案二：①Ee②Ⅰ?；殷w∶黑檀體＝7∶9Ⅱ.灰體∶黑檀體＝7∶8【解析】（1）根據(jù)題干信息可知，兩對(duì)基因位于常染色體上且獨(dú)立遺傳。分析實(shí)驗(yàn)一的F1，灰體∶黑檀體＝1∶1，長剛毛∶短剛毛＝1∶1，單獨(dú)分析每對(duì)等位基因的雜交特點(diǎn)，可知都是測交類型，由此可推知實(shí)驗(yàn)一的親本組合為EeBb×eebb或eeBb×Eebb。分析實(shí)驗(yàn)二的F1，灰體∶黑檀體＝1∶1，長剛毛∶短剛毛＝1∶3，可推知親本有關(guān)體色的雜交為測交，有關(guān)剛毛長度的雜交為雙雜合子雜交，且短剛毛為顯性性狀，這樣可以確定乙和丙控制剛毛長度的基因型都是Bb，但無法進(jìn)一步確定控制體色的基因型.根據(jù)實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)二的雜交結(jié)果，可推斷乙的基因型可能是EeBb、eeBb.若實(shí)驗(yàn)一的雜交結(jié)果能驗(yàn)證兩對(duì)等位基因的遺傳遵循自由組合定律，則可確定甲和乙的雜交方式為測交,即有一個(gè)為雙雜合子，另一個(gè)為隱性純合子，而前面判斷已確定乙控制剛毛長度的基因型是Bb，所以乙的基因型為EeBb，甲的基因型為eebb，進(jìn)而推斷丙的基因型為eeBb。(2)根據(jù)(1)中分析可知，實(shí)驗(yàn)二的親本基因型為EeBb和eeBb，其后代為EeBb的概率是1/2×1/2＝1/4，后代為eeBb的概率是1/2×1/2＝1/4，故F1中與親本果蠅基因型不同的個(gè)體所占的比例為1－1/4－1/4＝1/2。（3)題干給出的條件符合遺傳平衡定律，根據(jù)F1中黑檀體果蠅ee所占的比例1600/(1600＋8400）×100％＝16%，可以推出e的基因頻率為40%，所以E的基因頻率為60%，F(xiàn)1中Ee的基因型頻率為2×40%×60%＝48%。由于理想條件下不發(fā)生基因頻率的改變，故親本E和e的基因頻率與F1相同，從題目中可獲取信息“親本都是純合子，只有EE和ee個(gè)體”，假設(shè)親代有100個(gè)個(gè)體，其中EE有x個(gè)，根據(jù)基因頻率的計(jì)算公式,E基因的頻率為2x/200＝60％,得x＝60，所以親代群體中灰體果蠅的百分比為60%。（4)分析題中信息可推知后代群體中這只黑檀體果蠅的基因型為ee(基因突變）或__e(染色體片段缺失)，由于選擇隱性個(gè)體ee進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)，后代無性狀分離，無法判斷該個(gè)體的基因型,所以應(yīng)選擇基因型為EE或Ee的個(gè)體與變異個(gè)體進(jìn)行雜交，而選擇Ee個(gè)體進(jìn)行雜交后代配子種類多，計(jì)算繁瑣，最好選擇基因型為EE的個(gè)體與變異個(gè)體雜交。方法一:選擇基因型為EE的個(gè)體與變異個(gè)體進(jìn)行雜交,過程如下：Ⅰ。若為基因突變，則:3∶1Ⅱ.若為染色體片段缺失，則:4∶1計(jì)算方法提示：可采用配子法。F1的雌雄配子均為eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(1/2E,1/4e,1/4)）雌雄配子結(jié)合情況有EE＝1/2×1/2＝1/4ee＝1/4×1/4＝1/16Ee＝2×1/2×1/4＝1/4__E＝2×1/2×1/4＝1/4__e＝2×1/4×1/4＝1/8方法二:選擇基因型為Ee的個(gè)體與變異個(gè)體進(jìn)行雜交,過程如下：Ⅰ。若為基因突變，則:7∶9計(jì)算方法提示：可采用配子法。F1的雌雄配子均為eq\b\lc\{\rc\（\a\