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種群基因頻率改變與生物進(jìn)化
“種群的基因頻率的改變與生物進(jìn)化”是必修2《遺傳與進(jìn)化》的第7章第2節(jié)《現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容》的第一部分的內(nèi)容。在這一部分教材中，闡述了以下幾個(gè)主要觀點(diǎn)：種群是生物進(jìn)化的基本單位；突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料；自然選擇決定生物進(jìn)化的方向�！ �1.對(duì)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的理解 例1 下列關(guān)于基因庫(kù)的敘述，不正確的是（ ） A.一個(gè)種群所含有的第一文庫(kù)網(wǎng)全部基因叫做這個(gè)種群的基因庫(kù) B.生物個(gè)體會(huì)死亡，但基因庫(kù)卻因種群個(gè)體的繁殖而代代相傳 C.種群中每個(gè)個(gè)體含有種群基因庫(kù)的全部基因 D.基因突變可改變基因庫(kù)的組成 解析 基因庫(kù)是指一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因，每個(gè)個(gè)體只含有種群基因庫(kù)中的一部分基因。當(dāng)發(fā)生基因突變時(shí)，種群的基因庫(kù)也有可能發(fā)生改變。自然界中，沒有哪個(gè)個(gè)體是長(zhǎng)生不死的，個(gè)體的表現(xiàn)型會(huì)隨著個(gè)體的死亡而消失，決定表現(xiàn)型的基因卻可以隨著生殖而世代延續(xù)，并在群體中擴(kuò)散�！ 〈鸢� C 例2 下列有關(guān)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論基本觀點(diǎn)的敘述，不正確的是（ ） A.自然選擇決定生物進(jìn)化的方向 B.物種是生物進(jìn)化的基本單位 C.生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變 D.突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料 解析 可遺傳的變異來源于基因突變、基因重組和染色體變異。其中，基因突變和染色體變異統(tǒng)稱為突變�；蛲蛔儺a(chǎn)生新的等位基因，通過有性生殖過程中的基因重組，可以形成多種多樣的基因型，從而使種群出現(xiàn)大量的可遺傳的變異，這就可能使種群的基因頻率發(fā)生變化。 答案 B 點(diǎn)撥 變異在環(huán)境變化之前已經(jīng)產(chǎn)生，環(huán)境只起選擇作用，并不影響變異的方向。通過環(huán)境選擇將生物個(gè)體產(chǎn)生的適應(yīng)環(huán)境的變異保留下來。由于突變和重組都是隨機(jī)的、不定向的，因此它們只是提供了生物進(jìn)化的原材料，不能決定生物進(jìn)化的方向。在自然選擇的作用下，具有有利變異的個(gè)體有更多的機(jī)會(huì)產(chǎn)生后代，種群中相應(yīng)基因的頻率會(huì)不斷提高；相反，具有不利變異的個(gè)體留下后代的機(jī)會(huì)少，種群中相應(yīng)基因的頻率會(huì)下降。因此，在自然選擇的作用下，種群的基因頻率會(huì)發(fā)生定向改變，導(dǎo)致生物朝著一定的方向不斷進(jìn)化�！ ∥锓N是自然狀態(tài)下能夠交配并產(chǎn)生可育后代的一群生物，一個(gè)物種可能在不同地點(diǎn)和時(shí)間形成不同的種群。種群是同一種生物、同一地點(diǎn)、同一時(shí)間形成的一個(gè)群體。種群“小”，不同種群間有地理隔離；物種“大”，不同物種間有生殖隔離。個(gè)體雖然死亡了，但決定個(gè)體表現(xiàn)型的基因卻可以隨著生殖而世代延續(xù)，并在種群中擴(kuò)散。因此種群才是生物進(jìn)化的基本單位�！ �2.基因頻率與基因型頻率的計(jì)算 例3 已知人眼的褐色（A）對(duì)藍(lán)色（a）是顯性，且屬于常染色體遺傳。在一個(gè)有30000人的人群中，褐眼的有26400人，其中純合體有12000人，藍(lán)眼的有3600人，那么，在這一人群中A和a的基因頻率分別是（ ） A.0.64和0.36 B.0.36和0.64 C.0.50和0.50 D.0.82和0.18 解析 基因頻率是指在一個(gè)種群基因庫(kù)中，某個(gè)基因占全部等位基因數(shù)的比率。根據(jù)此概念，在這一人群中A的基因頻率=（12000×2+14400）/（30000×2）=64%，a的基因頻率=1-A的基因頻率=1-64%=36%�！ 〈鸢� A 例4 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AA的個(gè)體占24%，基因型為Aa的個(gè)體占72%，基因型為aa的個(gè)體占4%，那么基因A和基因a的頻率分別是（ ） A.24%，72% B.36%，64% C.57%，43% D.60%，40% 解析 基因型頻率是指在一個(gè)種群中，某一種基因型的個(gè)體數(shù)占所有個(gè)體數(shù)的比率�；蝾l率和基因型的頻率的關(guān)系如下：某基因的基因頻率=該基因純合子的基因型頻率+1/2雜合子的基因型頻率。故該種群中A的基因頻率=24%+1/2×72%=60%，a的基因頻率=4%+1/2×72%=40%（或=1-A的基因頻率=1-60%=40%）�！ 〈鸢� D 例5 如果在一個(gè)種群中，基因型AA的比例占25%，基因型Aa的比例占50%，基因型aa的比例占25%。已知基因型aa的個(gè)體失去求偶和繁殖的能力，則隨機(jī)交配一代后，子代中基因型aa的個(gè)體所占的比例為（ ） A.1/16 B.1/9 C.1/8 D.1/4 解析 哈代-溫伯格定律也叫遺傳平衡定律，它是指在種群非常大、沒有遷入和遷出、沒有自然選擇、沒有基因突變等條件下，如果所有雌雄個(gè)體之間自由交配（隨機(jī)交配），則親子代的基因頻率可以代代保持不變，且在平衡狀態(tài)下，子代基因型頻率可根據(jù)親代基因頻率按下列二項(xiàng)式展開式來計(jì)算：[P（A）+q（a）]2=p2（AA）+2pq（Aa）+q2（aa），其中p為親代的基因A的基因頻率，q為親代的基因a的基因頻率，P2為子代AA的基因型頻率，2pq為子代Aa的基因型的頻率，p2為子代aa的基因型頻率�！ 』蛐蚢a的個(gè)體失去求偶和繁殖的能力，所以Aa的個(gè)體基因型頻率變?yōu)?/3，AA的個(gè)體基因型頻率變?yōu)?/3，則親代A的基因頻率=1/3+1/2×2/3=2/3，a 的基因頻率=1/2×2/3=1/3。在隨機(jī)交配一代后，按照哈代一溫伯格定律可知，子代aa的基因型頻率=（1/3）2=1/9�！ 〈鸢� B 1.關(guān)于生物變異與生物進(jìn)化的敘述，正確的是（ ） A.變異均能為生物進(jìn)化提供原材 B.太空射線能使種子發(fā)生定向變異 C.一個(gè)堿基對(duì)的缺失引起的變異屬于染色體變異 D.自然選擇會(huì)使種群基因頻率發(fā)生定向改變 2.根據(jù)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論，下列說法正確的是（ ） A.自然選擇決定了生物變異和進(jìn)化的方向 B.生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因型頻率的改變 C.種群內(nèi)基因頻率的改變?cè)谑来g具有連續(xù)性 D.種群內(nèi)基因頻率改變的偶然性隨種群數(shù)量下降而減小 3.在某一個(gè)人群中，已調(diào)查得知，隱性性狀者為16%，問該性狀不同類型的基因型頻率是（ ）（按AA、Aa、aa順序排列答案） A.0.36，0.48，0.16 B.0.48，0.36，0.16 C.0.16，0.48，0.36 D.0.16，0.36，0.38 4.某工廠有男女職工各200名，對(duì)他們進(jìn)行調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)，女性色盲基因的攜帶者為15人，患者為5人；男性患者為11人，那么這個(gè)群體中色盲基因的頻率為（ ） A.12% B.9% C.6% D.4.5% 5.某生物種群中AA、Aa和aa的基因型頻率分別為0.3、0.4和0.3，請(qǐng)回答： �。�1）該種群中a基因的頻率為 �！ 。�2）如果該種群滿足四個(gè)基本條件，即種群非常大、沒有基因突變、沒有自然選擇、沒有遷入遷出，且種群中個(gè)體間隨機(jī)交配，則理論上該種群的子一代中aa的基因型頻率為 ；如果該種群的子一代再隨機(jī)交配，其后代中aa的基因型頻率 （會(huì)、不會(huì)）發(fā)生改變�！ 。�3）假如該生物種群中僅有Aabb和AAbb兩個(gè)類型個(gè)體，并且Aabb∶AAbb=1∶1，且該種群中雌雄個(gè)體比例為1∶1，個(gè)體間可以自由交配，則該種群自由交配產(chǎn)生的子代中能穩(wěn)定遺傳的個(gè)體所占比例為 �！ 。�4）假定該生物種群是豌豆，則理論上該豌豆種群的子一代中， AA、Aa的基因型頻率分別為 、 �！ �1～4 DCAC 5.（1）0.5 （2）0.25 不會(huì) �。�3）5/8 （4）0.4 0.2
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