《高中生物 第四單元 遺傳變異與進化 第一章 生物進化理論 1.2 自然選擇對基因頻率的影響導學案 中圖版必修2》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《高中生物 第四單元 遺傳變異與進化 第一章 生物進化理論 1.2 自然選擇對基因頻率的影響導學案 中圖版必修2(8頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、
第二節(jié) 自然選擇對基因頻率的影響
學習目標
1.解釋突變和基因重組為生物進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)
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)
基礎知識
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A、a的基因頻率為p、q時,子代AA、Aa、aa的基因型
2、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
3、,導致了種內 ,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
4、)計算公式
①推理依據(jù):若達到遺傳平衡,配子比例即基因頻率。
②推理過程:當?shù)任换蛑挥袃蓚€時(A、a),設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:
p2+2pq+q2=1或(p+q)2=p2+2pq+q2=1
(3)遺傳平衡定律應用
若已知達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:當告訴基因型aa的頻率為x%時,則a的基因頻
5、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
生物進化的實質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
①已知調查的各種基因型的個體數(shù),計算基因頻率某基因頻率=
設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n
6、1、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==
②已知基因型頻率求基因頻率
設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==(+×)=PAA+PAa
Pa==(+×)=Paa+PAa
③結論:
結論一: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
7、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)時應分別考慮。
Xb的基因頻率=×100%
例題分析
1.在一個種群中隨機抽出一定數(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( )
A.20%,80% B.7%,93%
C.86%,14% D.50%,50%
2.對某校學生進行色盲遺傳病調查研究后發(fā)現(xiàn):780名女生中有患者23人、攜帶者52人,820名男生
8、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立遺傳。用甲、乙、丙三只果蠅進行雜交實驗,雜交組合、F1表現(xiàn)型及比例如下:
(1)根據(jù)實驗一和實驗二的雜交結果,推斷乙果蠅的基因型可能為________或________。若實驗一的雜交結果能驗證兩對基因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為________。
(2)實驗二的F1中與親本果蠅基因
9、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,請完成下列實驗步驟及結果預測,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
10、;各型配子活力相同)
實驗步驟:
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F2表現(xiàn)型及比例。
結果預測:Ⅰ.結果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
基礎知識
一、1.等位基因
2.基因型
3.隨機 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 進化
課堂探究
探討1:(1)【答案
11、】A的基因頻率:=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體引起種群基因型頻率發(fā)生變化的同時,導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=×1
12、00%=6.8%。
3.【答案】 (1)EeBb eeBb(注:兩空可顛倒) eeBb
(2)1/2 (3)40% 48% 60% (4)答案一:①EE
②Ⅰ.灰體∶黑檀體=3∶1?、?灰體∶黑檀體=4∶1
答案二:①Ee?、冖?灰體∶黑檀體=7∶9
Ⅱ.灰體∶黑檀體=7∶8
【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立遺傳。分析實驗一的F1,灰體∶黑檀體=1∶1,長剛毛∶短剛毛=1∶1,單獨分析每對等位基因的雜交特點,可知都是測交類型,由此可推知實驗一的親本組合為EeBb×eebb或eeBb×Eebb。分析實驗二的F1,灰體∶黑檀體=1∶1,長剛毛∶短剛毛=1∶
13、3,可推知親本有關體色的雜交為測交,有關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,但無法進一步確定控制體色的基因型。根據(jù)實驗一和實驗二的雜交結果,可推斷乙的基因型可能是EeBb、eeBb。若實驗一的雜交結果能驗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,進而推斷丙的基因型為eeBb。
(2)根據(jù)(1)中分析可知,實驗二的親本基因型為EeBb和eeBb,其后代為EeBb的概率是1/
14、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1 600/(1 600+8 400)×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/200
15、=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),由于選擇隱性個體ee進行雜交實驗,后代無性狀分離,無法判斷該個體的基因型,所以應選擇基因型為EE或Ee的個體與變異個體進行雜交,而選擇Ee個體進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行雜交,過程如下:
Ⅰ.若為基因突變,則:
3 ∶ 1
Ⅱ.若為染色體片段缺失,則:
4 ∶ 1
計算
16、方法提示:可采用配子法。
F1的雌雄配子均為
雌雄配子結合情況有 EE=1/2×1/2=1/4
ee=1/4×1/4=1/16
Ee=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的個體與變異個體進行雜交,過程如下:
Ⅰ.若為基因突變,則:
7 ∶ 9
計算方法提示:可采用配子法。
F1的雌雄配子均為
雌雄配子結合情況有 EE=1/4×1/4=1/16
ee=3/4×3/4=9/16
Ee=2×3/4×1/4=6/16
Ⅱ.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
雌雄配子結合情況有EE=1/4×1/4=1/16
ee=1/2×1/2=1/4
Ee=2×1/2×1/4=1/4
__E=2×1/4×1/4=1/8
__e=2×1/2×1/4=1/4
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