第二節(jié)自然選擇對基因頻率的影響學(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 的個體在種群中所占的比例。3基因頻率的計算在自然狀態(tài)下，個體間的交配是 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，子代AA、Aa、aa的基因型頻率分別是：p2、2pq、q2，并且p22pqq2(pq)2 。4遺傳平衡定律的內(nèi)容在種群 ，且沒有發(fā)生 的時候，種群的 和 是不會發(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)某個種群中，AA、Aa、aa的個體分別有100、400、200個，則A、a的基因頻率分別是多少？(2)某個種群中，AA、Aa、aa的個體分別占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控制的一對相對性狀中，隱性性狀的個體生存能力差，則A和a的基因頻率會怎么變化？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)計算公式推理依據(jù)：若達(dá)到遺傳平衡，配子比例即基因頻率。推理過程：當(dāng)?shù)任换蛑挥袃蓚€時(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：p22pqq21或(pq)2p22pqq21(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，則a的基因頻率為，A的基因頻率為1。AA基因型頻率為(1)2；Aa基因型頻率為2·(1)。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體數(shù)/總個體數(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.基因頻率的計算規(guī)律(1)基因位于常染色體上時已知調(diào)查的各種基因型的個體數(shù)，計算基因頻率某基因頻率設(shè)二倍體生物個體的某一基因庫中有兩個等位基因A和a，假如種群中共有N個個體，而AA、Aa、aa三種基因型的個體數(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a基因的頻率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(×)PAAPAaPa(×)PaaPAa結(jié)論：結(jié)論一：在種群中一對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：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，計算時只計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)時應(yīng)分別考慮。Xb的基因頻率×100%例題分析1在一個種群中隨機(jī)抽出一定數(shù)量的個體，其中基因型為AA的個體占14%，基因型為Aa的個體占72%，基因型為aa的個體占14%，則基因A和a的基因頻率分別為()A20%,80%B7%,93%C86%,14% D50%,50%2對某校學(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() A4.4% B5.1%C6.8% D10.2%3(2014·山東高考)果蠅的灰體(E)對黑檀體(e)為顯性；短剛毛和長剛毛是一對相對性狀，由一對等位基因(B、b)控制。這兩對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，一個由純合果蠅組成的大種群個體間自由交配得到F1，F(xiàn)1中灰體果蠅8 400只，黑檀體果蠅1 600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：一對同源染色體都缺失相同片段時胚胎致死；各型配子活力相同)實(shí)驗(yàn)步驟：用該黑檀體果蠅與基因型為_的果蠅雜交，獲得F1；F1自由交配，觀察、統(tǒng)計F2表現(xiàn)型及比例。結(jié)果預(yù)測：.結(jié)果F2表現(xiàn)型及比例為_，則為基因突變；.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：0.43。a的基因頻率：10.430.57。(2) 【答案】A的基因頻率：20%40%÷240%。a的基因頻率：40%40%÷260%。探討2【答案】自然選擇通過淘汰不利變異個體引起種群基因型頻率發(fā)生變化的同時，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AA1/2Aa14%1/2 ×72%50%，而a基因頻率aa1/2Aa50%。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×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：EE.灰體黑檀體31.灰體黑檀體41答案二：Ee.灰體黑檀體79.灰體黑檀體78【解析】(1)根據(jù)題干信息可知，兩對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11，長剛毛短剛毛11，單獨(dú)分析每對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11，長剛毛短剛毛13，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，即有一個為雙雜合子，另一個為隱性純合子，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1/2×1/21/4，后代為eeBb的概率是1/2×1/21/4，故F1中與親本果蠅基因型不同的個體所占的比例為11/41/41/2。(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1 600/(1 6008 400)×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個體”，假設(shè)親代有100個個體，其中EE有x個，根據(jù)基因頻率的計算公式，E基因的頻率為2x/20060%，得x60，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)，由于選擇隱性個體ee進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)，后代無性狀分離，無法判斷該個體的基因型，所以應(yīng)選擇基因型為EE或Ee的個體與變異個體進(jìn)行雜交，而選擇Ee個體進(jìn)行雜交后代配子種類多，計算繁瑣，最好選擇基因型為EE的個體與變異個體雜交。方法一：選擇基因型為EE的個體與變異個體進(jìn)行雜交，過程如下：.若為基因突變，則： 31.若為染色體片段缺失，則： 41計算方法提示：可采用配子法。F1的雌雄配子均為雌雄配子結(jié)合情況有EE1/2×1/21/4ee1/4×1/41/16Ee2×1/2×1/41/4_E2×1/2×1/41/4_e2×1/4×1/41/8方法二：選擇基因型為Ee的個體與變異個體進(jìn)行雜交，過程如下：.若為基因突變，則： 79計算方法提示：可采用配子法。F1的雌雄配子均為雌雄配子結(jié)合情況有EE1/4×1/41/16ee3/4×3/49/16Ee2×3/4×1/46/16.若為染色體片段缺失，則：計算方法提示：可采用配子法。F1的雌雄配子均為雌雄配子結(jié)合情況有EE1/4×1/41/16ee1/2×1/21/4Ee2×1/2×1/41/4_E2×1/4×1/41/8_e2×1/2×1/41/48