C.不变,不变;增大,不变 D.不变,不变;不变,增大 答案 C
解析 由题意知,种群中A的基因频率为40%,a的基因频率为60%,随机交配产生的后代中AA个体的百分比:40%×40%=16%,aa:60%×60%=36%,Aa:48%,A的基因频率:16%+48%×1/2=40%。自交产生的后代中AA个体百分比:16%+48%×1/4=28%,aa:36%+48%×1/4=48%,Aa:1/2×48%=24%,A的基因频率:28%+1/2×24%=40%。
1. 遗传平衡定律(哈迪—温伯格定律)
当等位基因只有两个(A、a)时,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=p,Aa的频率=2pq,aa的频率=q。如果一个种群达到遗传平衡,其基因频率应保持不变。
2. 计算常染色体遗传和伴性遗传基因频率
用NAA、NXY分别表示该基因型的个体数,用PAA、PXY表示该基因型的频率,用p、q表示A、a的基因频率。 (1)常染色体遗传方式 p=2q=2
2NAA+NAaNAA+NAa+Naa2Naa+NAaNAA+NAa+Naa
1
=PAA+PAa
21
=Paa+PAa
2
A
A
2
2
(2)伴X染色体遗传方式 p=2q=2
2NXAXA+NXAXa+NXAY
NXAXA+NXAXa+NXaXa+NXAY+NXaY2NXaXa+NXAXa+NXaY
NXaXa+NXAXa+NXAXA+NXaY+NXAY
特别提醒 (1)根据公式计算基因频率和基因型频率,如果基因位于常染色体上,就不必考虑性别问题,特别是在理想条件下,符合哈迪—温伯格定律,可以直接代入公式进行计算。(2)只要群体不发生变化,不论自由交配或自交,基因频率都不发生改变;但自由交配的基因型频率不变,自交基因型频率会发生变化。(3)在种群中一对等位基因频率之和等于1,基因型频率之和也等于1。
题型六 与基因频率计算有关的综合应用
探例6 某地区从1964年开始使用杀虫剂杀灭蚊子幼虫,至1967年中期停用。下图是五
年间蚊子幼虫基因型频率变化曲线。R表示杀虫剂抗性基因,S表示野生敏感型基因。
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据图回答:
(1)R基因的出现是________的结果。
(2)在RR基因型频率达到峰值时,RS、SS基因型频率分别为4%和1%,此时R基因的频率为________。
(3)1969年中期RR基因型几近消失,表明在__________________的环境条件下,RR基因型幼虫比SS基因型幼虫的生存适应能力________。
(4)该地区从此不再使用杀虫剂,预测未来种群中,最终频率最高的基因型是________,原因是__________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)基因突变 (2)97% (3)不使用杀虫剂 低
(4)SS 在不使用杀虫剂的环境条件下,持续的选择作用使R基因频率越来越低 解析 (1)在可遗传的变异中只有基因突变才能产生新的基因,所以R基因的出现是基因突变的结果。(2)基因频率是指一个种群基因库中某个基因占全部等位基因数的比率。从题干可知R与S是一对等位基因,已知RS和SS的基因型频率分别为4%和1%,可算出RR的基因型频率为(1-4%-1%)=95%。计算R的基因频率可以利用概念法直接计算。假设种群的总个体数为M,则该种群R与S这对等位基因的基因总数为2M,R基因的总数为(2×95%M+1×4%M)=1.94M,则R的基因型频率=(1.94M/2M)×100%=97%。(3)1967年中期停用杀虫剂,而1969年中期RR基因型几近消失,表明不再使用杀虫剂的环境下,RR基因型幼虫的生存适应能力要低于SS基因型的幼虫。(4)若该地区从此不再使用杀虫剂,在自然持续的选择作用下,R基因频率越来越低,S基因频率越来越高。
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1. 在自然选择的作用下,种群的基因频率会发生定向改变,导致生物朝着一定的方向不断
进化。
2. 隔离是新物种形成的必要条件,新物种形成的标志是生殖隔离。 3. 变异是不定向的,变异的利害性取决于生物所生存的环境。 4. 自然选择是定向的,决定生物进化的方向。 5. 生物与生物之间的相互选择使两种生物共同进化。
6. 生物进化形成了生物多样性,生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样
性。
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高考题组
1. (2013·江苏卷,12)如图为四个物种的进化关系树(图中百分数表示各物种与人类的DNA
相似度)。DNA碱基进化速率按1%/百万年计算,下列相关论述合理的是
( )
A.四个物种都由共同祖先通过基因突变而形成 B.生殖隔离是物种朝不同方向发展的决定性因素 C.人类与黑猩猩的DNA差异经历了约99万年的累积
D.大猩猩和人类的亲缘关系,与大猩猩和非洲猴的亲缘关系的远近相同 答案 C
解析 物种的形成是遗传变异、自然选择和隔离三个环节共同作用的结果,A错误;自
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然选择决定生物进化的方向,B错误;人与黑猩猩的DNA差异百分比是0.99%,而碱基进化速率为1%/百万年,通过计算可知人与黑猩猩的DNA差异经历99万年左右的积累,C正确;通过DNA的差异百分比可知,人与大猩猩的亲缘关系较大猩猩与非洲猴的亲缘关系近得多,D错误。
2. (2013·北京卷,4)安第斯山区有数十种蝙蝠以花蜜为食。其中,长舌蝠的舌长为体长
的1.5倍。只有这种蝙蝠能从长筒花狭长的花冠筒底部取食花蜜,且为该植物的唯一传粉者。由此无法推断出
( )
A.长舌有助于长舌蝠避开与其他蝙蝠的竞争 B.长筒花可以在没有长舌蝠的地方繁衍后代 C.长筒花狭长的花冠筒是自然选择的结果 D.长舌蝠和长筒花相互适应,共同(协同)进化 答案 B
解析 由题干信息知,长舌蝠为长筒花的“唯一传粉者”,体现了二者的共同进化,相互依赖关系,故在没有长舌蝠的地方长筒花因不能传粉而无法繁衍后代,长舌蝠独具的“长舌”可有效避开与其他蝙蝠间的竞争,长筒花狭长花冠筒等生物性状的形成是长期自然选择的结果,故A、C、D选项均正确,B项错误。
3. (2013·海南卷,15)果蝇长翅(V)和残翅(v)由一对常染色体上的等位基因控制。假定某
果蝇种群有20 000只果蝇,其中残翅果蝇个体数量长期维持在4%,若再向该种群中引入20 000只纯合长翅果蝇,在不考虑其他因素影响的前提下,关于纯合长翅果蝇引入后种群的叙述,错误的是
( )
A.v基因频率降低了50% B.V基因频率增加了50% C.杂合果蝇比例降低了50% D.残翅果蝇比例降低了50% 答案 B
解析 因该果蝇种群长期保持vv的基因型为4%,由此算出v=0.2,V=0.8,进而计算出引入纯种长翅果蝇前,vv有0.04×20 000=800,Vv有2×0.2×0.8×20 000=6 400,VV有0.8×0.8×20 000=12 800。引入后,基因频率v=(800×2+6 400)/(40 000×2)
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