自然選擇對基因頻率的影響學(xué)案(含答案)

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1、抓住現(xiàn)實的一分鐘，勝過想象中的一年。 第二節(jié) 自然選擇對基因頻率的影響 制作人：邵性亮 審核人： 劉曉軍 上課時間： 5 月 14 日 課型：新授課 一、【教學(xué)目標(biāo)】 1．掌握基因頻率、基因型頻率的概念。 2．理解遺傳平衡定律的內(nèi)容及條件。 3．掌握基因頻率和基因型頻率的計算方法及一定選擇系數(shù)時下一代基因頻率的計算。 4．通過探索活動 “選擇使基因頻率變化” 提高學(xué)生分析 、解決問題能力及構(gòu)建數(shù)學(xué)模型的能力。 二、【需要補充的知識】 一、基因頻率、基因型頻率的計算 ① 基因頻率＝某基因數(shù) /該基因全部等位基因數(shù)，基因型頻率＝特定基因

2、型個體數(shù)／總個體數(shù)。 ② 種群中一對等位基因的頻率之和等于 1，種群中基因型頻率之和等于 1。 ③計算方法示例：從某種種群中隨機抽出 100 個個體測知基因型為 AA 、Aa 、aa 的個體分別為 30、 60 和 10。 A 基因頻率＝（ 230+60 ）（ 2 100） =60% ； a 基因頻率＝ 40%。 ④如果群體不變，自交和自由交配后基因頻率都不發(fā)生改變，自由交配的基因型頻率也不變，自交的基因型頻率則發(fā)生變化。 常見題型： （ 1）通過不同基因型個體數(shù)計算基因頻率 例：中心血站調(diào)查了 1788 個 MN 血型血，其中 397 人是 M 型

3、（ L M L M ）， 861 人是 MN 性 （ L M L N）， 530 人是 N 型（ LN L N），請分別計算 L M 和 L N 的基因頻率。 據(jù)題意可知， M 型者含有兩個 L M 基因， MN 型者含有一個 L M 基因和一個 L N 基因， N 型 者含有兩個 L N 基因，故本題應(yīng)如此計算： L M %＝ [(2 397＋816)/(1788 2)] 100% ＝ 46.3%， L M %＝ [(816 ＋ 2530)/(1788 2)] 100% ＝ 53.7%。 （ 2）通過基因型頻率計算基因頻率

4、 例：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 18%，基因型為 Aa 的個體占 78%， aa的個體占 4%。 則 A% ＝ (18% 2＋78%) 1/2＝ 18%＋ 78% 1/2＝57% ， a%＝ (4% 2＋78%) 1/2＝ 4%＋ 78% 1/2＝ 43%。 即一個等位基因的頻率等于它的純合子頻率與 1/2 雜合子頻率之和。 （ 3）計算基因型頻率 例：在某一人群中，經(jīng)調(diào)查得知，隱性性狀者 (bb)為 16%，基因 B 的頻率為 60% ，求基因 型 BB 和 Bb 的頻率。 由 B

5、的頻率為 60%，有 b 的頻率為 1－ 60%=40% ，設(shè)基因型 BB 的頻率為 p，Bb 的頻率為 q，則有： p＋ 1/2q＝ 60%① 16%＋ 1/2q＝40%② 聯(lián)立①②解得基因型 BB 的頻率 p＝ 48% 、 Bb 的頻率為 q=16%。 （ 4）計算子代基因型頻率 例：假設(shè)某動物種群中，一對等位基因 B、 b 的頻率 B=0.9 ， b=0.1，其后代基因型為 BB 、 Bb 、bb，那么后代三種個體的基因型頻率分別為 、 、 。若環(huán)境的選擇作用使 B 第 1 頁 共 5 頁 抓住現(xiàn)實的一分鐘，勝過想象中的一年。

6、 的頻率由 0.9 降為 0.6，選擇后地第二代的三種基因型的頻率為 、 、。若這種 選擇繼續(xù)保持不變，后代基因型頻率的變化規(guī)律是 。 選擇前，因該動物種群中親代的基因頻率 B=0.9 ，b=0.1 ，則它們產(chǎn)生的精子和卵細胞均有 B 、b 兩種類型，且 B=0.9 ，b=0.1。精子和卵細胞隨機結(jié)合，形成子代。子代的基因型頻率計算 如下表。同理可得選擇后的基因型頻率。 選 擇 前 選擇后 精子→ B＝ 0.6 b＝0.4 精子→ B＝ 0.9 b＝0.1 卵細胞↓

7、 卵細胞↓ B ＝ 0.9 BB ＝ 0.81 Bb ＝ 0.09 B ＝ 0.6 BB ＝ 0.36 Bb＝ 0.24 b＝ 0.1 Bb＝0.09 bb＝ 0.01 b＝ 0.4 Bb＝0.24 bb＝ 0.16 由上述數(shù)據(jù)可知，若選擇繼續(xù)下去，后代中 BB 將減少， bb 將增多。 二、 影響種群基因頻率的因素 ⑤影響基因頻率的因素： 自然選擇、 突變和基因重組、 遷移、遺傳漂變 （小群體中較明顯） 等。 ⑥“哈迪 -溫

8、伯格定律”適用的條件是“一自” (自由交配 )，“一大”（群體足夠大） ，“三無”（無突變，無自然選擇，無遷入和遷出） 。 種群中產(chǎn)生的變異是不定向的， 經(jīng)過長期的自然選擇， 其中的不利變異被不斷淘汰， 有利變異則逐漸積累，從而使種群的基因頻率發(fā)生定向的改變，導(dǎo)致生物朝著一定的方向緩慢地進化。 引起基因頻率改變的因素主要有三個：選擇、遺傳漂變和遷移。 選擇即環(huán)境對變異的選擇，即保存有利變異和淘汰不利變異的過程。選擇的實質(zhì)是定向地改變?nèi)后w的基因頻率。 選擇 是生物進化和物種形成的主導(dǎo)因素，已經(jīng)發(fā)生的變異能否保留下來繼續(xù)進化或成為新物種的基礎(chǔ)必 須經(jīng)過自然選擇的考驗，

9、 則自然選擇決定變異類型的生存或淘汰。 自然選擇只保留與環(huán)境相協(xié)調(diào)的變異類型 （有 利變異），可見自然選擇是定向的。經(jīng)過無數(shù)次選擇，使一定區(qū)域某物種的有利變異的基因得到加強，不利變 異的基因逐漸清除，從而改變了物種在同區(qū)域或不同區(qū)域內(nèi)的基因頻率（達爾文只是在個體水平上注意到不同 性狀的保留與否，而不能從分子水平對自然選擇的結(jié)果加以分析） ，形成同一區(qū)域內(nèi)物種的新類型或不同區(qū)域 內(nèi)同一物種的亞種，或經(jīng)長期的選擇，使基因頻率的改變達到生殖隔離的程度，便形成新的物種。選擇決定著 不同類型變異的命運，也就決定了生物進化與物種形成的方向。 遺傳漂變 是指：如果種群太小

10、，含有某基因的個體在種群中的數(shù)量又很少的情況下，可能會由于這個個體的突然死亡或沒有交配而使這個基因在這個種群中消失的現(xiàn)象。一般而言，種群越小，遺傳漂變就越顯著。 遷移 是指含有某種基因的個體在從一個地區(qū)遷移到另一個地區(qū)的機會不均等， 而導(dǎo)致基因頻率發(fā)生改變。 如一對等位基因 A 和 a，如果含有 A 基因的個體比含有 a 基因的個體更多地遷移到一個新的地區(qū)，那么在這個 新地區(qū)建立的新種群的基因頻率就發(fā)生了變化。 四、【復(fù)習(xí)鞏固】 1 據(jù)科學(xué)考察，海洋生物比陸地生物的生物進化緩慢，其原因是 （ ） A．海洋生物比陸地生物低等 B ．海洋環(huán)境中生存斗爭

11、相對緩和 C．海洋生物發(fā)生變異少 D ．海洋生物的變異個體生存機會少 2 枯葉蝶腹面色澤和形狀極似枯葉，這是由于枯葉蝶的祖先 （ ） 第 2 頁 共 5 頁 抓住現(xiàn)實的一分鐘，勝過想象中的一年。 A．突變后經(jīng)人工選擇的結(jié)果 B ．人工選擇后再突變的結(jié)果 C．突變后經(jīng)自然選擇的結(jié)果 D ．自然選擇后再突變的結(jié)果 3 關(guān)于害蟲的抗藥性的有關(guān)敘述正確的是 （ ） A ．害蟲的抗藥性產(chǎn)生是由于害蟲發(fā)生定向變異的結(jié)果 B．害蟲中有些個體本身就具有抗藥性 C．害蟲的抗藥性產(chǎn)生是由于農(nóng)藥使害蟲產(chǎn)生基因突變的結(jié)果 D．害蟲的抗藥性

12、是害蟲為了適應(yīng)環(huán)境的結(jié)果 4.鐮刀型細胞貧血癥是一種遺傳病，隱性純合子（ aa）的患者不到成年就會死亡，可見這種突變基因在自然選擇的壓力下容易被淘汰。但是在非洲流行惡性瘧疾（一種死亡率很高的疾病） 的地區(qū)，帶有這一突變基因的人（ Aa ）很多，頻率也很穩(wěn)定。對此現(xiàn)象合理解釋是 （ ） A ．雜合子不易感染瘧疾，顯性純合子易感染瘧疾 B．雜合子易感染瘧疾，顯性純合子不易感染瘧疾 C．雜合子不易感染瘧疾，顯性純合子也不易感染瘧疾 D．雜合子易感染瘧疾，顯性純合子也易感染瘧疾 5. 在一個海島上，一種海龜中有的腳趾是連趾（ww），有的腳趾是分趾（ WW、 Ww），連

13、生的腳趾 便于劃水，游泳能力強，分趾游泳能力弱，若開始時，連趾和分趾的基因頻率各為 0.5 ，當(dāng)海龜 數(shù)量增加到島上食物不足時，連趾的海龜容易從海水中得到食物，分趾的海龜不易從海水中得 到食物，若千萬年后，基因頻率變化成 W為 0.2 ， w為 0. 8. 請問： （ 1）該種群中所有海龜所含的基因稱為該種群的 ，基因頻率變化后，從理論上計算， 海龜種群中連趾 個體占整個種群的比例是 ，分趾的海龜中， 雜合子占整個種群的比例 為 。 （ 2）導(dǎo)致海龜種群的基因頻率變化的原因是什么？ （ 3）這種基因頻率的改變是否發(fā)生了生物進化？請簡述理由

14、。 （ 4）這種基因頻率的改變是否產(chǎn)生了新的物種？請簡述理由。 【新課自我測評 -】 基礎(chǔ)知識 1. 基因頻率 ：指種群中某等位基因在 中所占的比例； 相關(guān)概念 在自然狀態(tài)下，個體間的交配是隨機的， 就是基因頻率。 2．基因型頻率 ：指某種 的個體在種群中所占的比例。 1．在 且 、 和 的 時候，種群的基因頻率和基因型頻率是不會發(fā)生變化的，這就是 遺 傳平衡定律 。 2．在自然界不會有極大的隨機交配的種群，也不可能不發(fā)生突變， 主要內(nèi)容 最重要的是 是無處不在的，因

15、此基因頻率不會保持不 變。在影響基因頻率的諸多因素中， 是重要因素。 3．自然選擇引起 的變化，從而使 也發(fā)生了 改變導(dǎo)致了種內(nèi)進化， 最終將形成新的 。這是 到 的 過程，是極其緩慢的。 第 3 頁 共 5 頁 抓住現(xiàn)實的一分鐘，勝過想象中的一年。 能力提升 1. 下列 AA、Aa、 aa 基因型頻率的分布，哪一種符合遺傳平衡定律？（ ） A . 0.25 、0.50 、 0.25 、 B . 0.64 、 0.27 、 0.09 C . 0.36 、 0.55 、 0.09 D . 0.29 、 0.42 、0.29

16、 2. 從某個種群隨機抽出 100 個個體， 測知基因型為 BB、Bb 和 bb 的個體分別為 30、60 和 10 個， 則基因 B 和 b 頻率依次是 和 。 3. 人類的苯丙酮尿癥是代謝疾病，由隱形基因控制。若群體發(fā)病率是 1/10000 ，則表現(xiàn)型正常 的個體婚配，生出患苯丙酮尿癥孩子的概率是 。 4．下列關(guān)于基因頻率的敘述錯誤的是 : ( ) A. 基因頻率是指某種基因在某個種群中出現(xiàn)的比例 B. 種群中一對等位基因的頻率之和等于 1，其基因型頻率之和也等于 1 C. 自然界中種群的基因頻率總是在不斷變化著，基因頻

17、率的變化是導(dǎo)致基因庫變化的原因 D. 自然選擇是影響基因頻率的唯一因素 5. 下列能引起種群基因頻率改變的因素不包括（ ） A. 自然選擇 B. 基因突變 C . 隨機交配 D. 新基因加入 6．某植物種群中， AA基因型個體占 30%， aa基因型個體占 20%，則， （ 1）該植物的 A、 a基因頻率分別是 （ 2 ）若該植物自交，后代中 AA、 aa基因型個體分別占 、 。這時 A、 a基因頻率 是 、 。 （ 3 ）依 據(jù)現(xiàn) 代生 物進

18、化 理論， 這種 植物 在兩年 中是否 發(fā)生 了進 化？ 原 因 是 。 （ 4）由此可見，生物進化的單位是 ，進化的原材料由 提供。生物 進化的方向決定于 ，進化的實質(zhì)是 。 7、如果基因型為 Aa 的個體自交產(chǎn)生的后代在某一環(huán)境中的生存能力或競爭能力是 AA=Aa＞ aa， 則在長期的選擇過程中， 下列能比較正確地表示 A 基因和 a 基因之間的比例變化的曲線是 （ ） 8. 據(jù)調(diào)查得知 , 某小學(xué)的學(xué)生中基因型比率

19、為： XBXB: X B X b: X b X b: X B Y: X b Y=44%： 5%： 1%： 43%： 7%，則 Xb 的基因頻率為： （ ） A. 13.2% B . 5% C . 14% D . 9.3% 9．某工廠有男女職工 200 名，對他們進行調(diào)查時發(fā)現(xiàn)女性色盲基因攜帶者 15 人，患者為 5 人 ; 男患者１１人 . 那這個群體中色盲基因的頻率為 。 10．假設(shè)一對等位基因 A、 a 的頻率 A=0.9,a=0.1, 那么 AA、 Aa 、 aa 三種基因型的頻率分別 第 4 頁 共 5 頁 抓住現(xiàn)實的一分鐘，勝過想象中

20、的一年。 是 ；若環(huán)境的選擇作用使 A 的頻率由 0.9 降到 0.7 ，選擇后第二代基因 型 AA、Aa、aa 的頻率分別為 ；若選擇作用保持不變，后代基因型頻率變化 規(guī)律是 。 復(fù)習(xí)鞏固 BCBA 5. （ 1）基因庫 64% 32% （ 2）自然選擇導(dǎo)致海龜種群的基因頻率發(fā)生定向變化 （ 3）發(fā)生了進化，因為只要種群基因頻率改變，就是在進化。 （ 4）沒有產(chǎn)生新物種，只是種群基因頻率改變，并沒有產(chǎn)生生殖隔離。能力提升 1.A 2.60%40% 4.D 5.C 6.⑴ 55% 45% ⑵ 42.5%、 32.

21、5% 55% 、 45% ⑶沒有發(fā)生變化 沒有發(fā)生基因頻率的變化 ⑷種群 突變和基因重組 自然選擇 基因頻率的變化 7.A 8.D 9. 6% 10.0.81 、0.18 、 0.01 0.49 、 0.42 、 0.09 AA將減少， Aa、 aa 將增加 第 5 頁 共 5 頁