自然選擇對(duì)基因頻率的影響學(xué)案(含答案)

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1、抓住現(xiàn)實(shí)的一分鐘，勝過(guò)想象中的一年。 第二節(jié) 自然選擇對(duì)基因頻率的影響 制作人：邵性亮 審核人： 劉曉軍 上課時(shí)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(jì)算方法及一定選擇系數(shù)時(shí)下一代基因頻率的計(jì)算。 4．通過(guò)探索活動(dòng) “選擇使基因頻率變化” 提高學(xué)生分析 、解決問(wèn)題能力及構(gòu)建數(shù)學(xué)模型的能力。 二、【需要補(bǔ)充的知識(shí)】 一、基因頻率、基因型頻率的計(jì)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(gè)體數(shù)／總個(gè)體數(shù)。 ② 種群中一對(duì)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(jì)算方法示例：從某種種群中隨機(jī)抽出 100 個(gè)個(gè)體測(cè)知基因型為 AA 、Aa 、aa 的個(gè)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(jiàn)題型： （ 1）通過(guò)不同基因型個(gè)體數(shù)計(jì)算基因頻率 例：中心血站調(diào)查了 1788 個(gè) 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(qǐng)分別計(jì)算 L M 和 L N 的基因頻率。 據(jù)題意可知， M 型者含有兩個(gè) L M 基因， MN 型者含有一個(gè) L M 基因和一個(gè) L N 基因， N 型 者含有兩個(gè) L N 基因，故本題應(yīng)如此計(jì)算： L M %＝ [(2 397＋816)/(1788 2)] 100% ＝ 46.3%， L M %＝ [(816 ＋ 2530)/(1788 2)] 100% ＝ 53.7%。 （ 2）通過(guò)基因型頻率計(jì)算基因頻率

4、 例：在一個(gè)種群中隨機(jī)抽出一定數(shù)量的個(gè)體，其中基因型為 AA 的個(gè)體占 18%，基因型為 Aa 的個(gè)體占 78%， aa的個(gè)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(gè)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(jì)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(jì)算子代基因型頻率 例：假設(shè)某動(dòng)物種群中，一對(duì)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(gè)體的基因型頻率分別為 、 、 。若環(huán)境的選擇作用使 B 第 1 頁(yè) 共 5 頁(yè) 抓住現(xiàn)實(shí)的一分鐘，勝過(guò)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(dòng)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(xì)胞均有 B 、b 兩種類(lèi)型，且 B=0.9 ，b=0.1。精子和卵細(xì)胞隨機(jī)結(jié)合，形成子代。子代的基因型頻率計(jì)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(xì)胞↓

7、 卵細(xì)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(wú)”（無(wú)突變，無(wú)自然選擇，無(wú)遷入和遷出） 。 種群中產(chǎn)生的變異是不定向的， 經(jīng)過(guò)長(zhǎng)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(jìn)化。 引起基因頻率改變的因素主要有三個(gè)：選擇、遺傳漂變和遷移。 選擇即環(huán)境對(duì)變異的選擇，即保存有利變異和淘汰不利變異的過(guò)程。選擇的實(shí)質(zhì)是定向地改變?nèi)后w的基因頻率。 選擇 是生物進(jìn)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(lái)繼續(xù)進(jìn)化或成為新物種的基礎(chǔ)必 須經(jīng)過(guò)自然選擇的考驗(yàn)，

9、 則自然選擇決定變異類(lèi)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(lèi)型 （有 利變異），可見(jiàn)自然選擇是定向的。經(jīng)過(guò)無(wú)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(qiáng)，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(dá)爾文只是在個(gè)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(duì)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(lèi)型或不同區(qū)域 內(nèi)同一物種的亞種，或經(jīng)長(zhǎng)期的選擇，使基因頻率的改變達(dá)到生殖隔離的程度，便形成新的物種。選擇決定著 不同類(lèi)型變異的命運(yùn)，也就決定了生物進(jìn)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(gè)體在種群中的數(shù)量又很少的情況下，可能會(huì)由于這個(gè)個(gè)體的突然死亡或沒(méi)有交配而使這個(gè)基因在這個(gè)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(gè)體在從一個(gè)地區(qū)遷移到另一個(gè)地區(qū)的機(jī)會(huì)不均等， 而導(dǎo)致基因頻率發(fā)生改變。 如一對(duì)等位基因 A 和 a，如果含有 A 基因的個(gè)體比含有 a 基因的個(gè)體更多地遷移到一個(gè)新的地區(qū)，那么在這個(gè) 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(jìn)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(zhēng)

11、相對(duì)緩和 C．海洋生物發(fā)生變異少 D ．海洋生物的變異個(gè)體生存機(jī)會(huì)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(yè) 共 5 頁(yè) 抓住現(xiàn)實(shí)的一分鐘，勝過(guò)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(chóng)的抗藥性的有關(guān)敘述正確的是 （ ） A ．害蟲(chóng)的抗藥性產(chǎn)生是由于害蟲(chóng)發(fā)生定向變異的結(jié)果 B．害蟲(chóng)中有些個(gè)體本身就具有抗藥性 C．害蟲(chóng)的抗藥性產(chǎn)生是由于農(nóng)藥使害蟲(chóng)產(chǎn)生基因突變的結(jié)果 D．害蟲(chóng)的抗藥性

12、是害蟲(chóng)為了適應(yīng)環(huán)境的結(jié)果 4.鐮刀型細(xì)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(huì)死亡，可見(jiàn)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?。? 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(duì)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(gè)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(qiáng)，分趾游泳能力弱，若開(kāi)始時(shí)，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(shí)，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(wàn)年后，基因頻率變化成 W為 0.2 ， w為 0. 8. 請(qǐng)問(wèn)： （ 1）該種群中所有海龜所含的基因稱(chēng)為該種群的 ，基因頻率變化后，從理論上計(jì)算， 海龜種群中連趾 個(gè)體占整個(gè)種群的比例是 ，分趾的海龜中， 雜合子占整個(gè)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(jìn)化？請(qǐng)簡(jiǎn)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(qǐng)簡(jiǎn)述理由。 【新課自我測(cè)評(píng) -】 基礎(chǔ)知識(shí) 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(gè)體間的交配是隨機(jī)的， 就是基因頻率。 2．基因型頻率 ：指某種 的個(gè)體在種群中所占的比例。 1．在 且 、 和 的 時(shí)候，種群的基因頻率和基因型頻率是不會(huì)發(fā)生變化的，這就是 遺 傳平衡定律 。 2．在自然界不會(huì)有極大的隨機(jī)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(wú)處不在的，因

15、此基因頻率不會(huì)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(jìn)化， 最終將形成新的 。這是 到 的 過(guò)程，是極其緩慢的。 第 3 頁(yè) 共 5 頁(yè) 抓住現(xiàn)實(shí)的一分鐘，勝過(guò)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(gè)種群隨機(jī)抽出 100 個(gè)個(gè)體， 測(cè)知基因型為 BB、Bb 和 bb 的個(gè)體分別為 30、60 和 10 個(gè)， 則基因 B 和 b 頻率依次是 和 。 3. 人類(lèi)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(gè)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(cuò)誤的是 : ( ) A. 基因頻率是指某種基因在某個(gè)種群中出現(xiàn)的比例 B. 種群中一對(duì)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(kù)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(jī)交配 D. 新基因加入 6．某植物種群中， AA基因型個(gè)體占 30%， aa基因型個(gè)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(gè)體分別占 、 。這時(shí) A、 a基因頻率 是 、 。 （ 3 ）依 據(jù)現(xiàn) 代生 物進(jìn)

18、化 理論， 這種 植物 在兩年 中是否 發(fā)生 了進(jìn) 化？ 原 因 是 。 （ 4）由此可見(jiàn)，生物進(jìn)化的單位是 ，進(jìn)化的原材料由 提供。生物 進(jìn)化的方向決定于 ，進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是 。 7、如果基因型為 Aa 的個(gè)體自交產(chǎn)生的后代在某一環(huán)境中的生存能力或競(jìng)爭(zhēng)能力是 AA=Aa＞ aa， 則在長(zhǎng)期的選擇過(guò)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(duì)他們進(jìn)行調(diào)查時(shí)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(gè)群體中色盲基因的頻率為 。 10．假設(shè)一對(duì)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(yè) 共 5 頁(yè) 抓住現(xiàn)實(shí)的一分鐘，勝過(guò)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(kù) 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(jìn)化，因?yàn)橹灰N群基因頻率改變，就是在進(jìn)化。 （ 4）沒(méi)有產(chǎn)生新物種，只是種群基因頻率改變，并沒(méi)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(méi)有發(fā)生變化 沒(méi)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(yè) 共 5 頁(yè)