种群基因频率改变与生物进化

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“种群的基因频率的改变与生物进化”是必修2《遗传与进化》的第7章第2节《现代生物进化理论的主要内容》的第一部分的内容。在这一部分教材中，阐述了以下几个主要观点：种群是生物进化的基本单位；突变和基因重组产生进化的原材料；自然选择决定生物进化的方向。

1.对现代生物进化理论的理解

例1 下列关于基因库的叙述，不正确的是（ ）

A.一个种群所含有的全部基因叫做这个种群的基因库

B.生物个体会死亡，但基因库却因种群个体的繁殖而代代相传

C.种群中每个个体含有种群基因库的全部基因

D.基因突变可改变基因库的组成

解析 基因库是指一个种群中全部个体所含有的全部基因，每个个体只含有种群基因库中的一部分基因。当发生基因突变时，种群的基因库也有可能发生改变。自然界中，没有哪个个体是长生不死的，个体的表现型会随着个体的死亡而消失，决定表现型的基因却可以随着生殖而世代延续，并在群体中扩散。

答案 C

例2 下列有关现代生物进化理论基本观点的叙述，不正确的是（ ）

A.自然选择决定生物进化的方向

B.物种是生物进化的基本单位

C.生物进化的实质是种群基因频率的改变

D.突变和基因重组产生进化的原材料

解析 可遗传的变异来源于基因突变、基因重组和染色体变异。其中，基因突变和染色体变异统称为突变。基因突变产生新的等位基因，通过有性生殖过程中的基因重组，可以形成多种多样的基因型，从而使种群出现大量的可遗传的变异，这就可能使种群的基因频率发生变化。

答案 B

点拨 变异在环境变化之前已经产生，环境只起选择作用，并不影响变异的方向。通过环境选择将生物个体产生的适应环境的变异保留下来。由于突变和重组都是随机的、不定向的，因此它们只是提供了生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。在自然选择的作用下，具有有利变异的个体有更多的机会产生后代，种群中相应基因的频率会不断提高；相反，具有不利变异的个体留下后代的机会少，种群中相应基因的频率会下降。因此，在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。

物种是自然状态下能够并产生可育后代的一群生物，一个物种可能在不同地点和时间形成不同的种群。种群是同一种生物、同一地点、同一时间形成的一个群体。种群“小”，不同种群间有地理隔离；物种“大”，不同物种间有生殖隔离。个体虽然死亡了，但决定个体表现型的基因却可以随着生殖而世代延续，并在种群中扩散。因此种群才是生物进化的基本单位。

2.基因频率与基因型频率的计算

例3 已知人眼的褐色（A）对蓝色（a）是显性，且属于常染色体遗传。在一个有30000人的人群中，褐眼的有26400人，其中纯合体有12000人，蓝眼的有3600人，那么，在这一人群中A和a的基因频率分别是（ ）

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 基因频率是指在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。根据此概念，在这一人群中A的基因频率=（12000×2+14400）/（30000×2）=64%，a的基因频率=1-A的基因频率=1-64%=36%。

答案 A

例4 在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其中基因型AA的个体占24%，基因型为Aa的个体占72%，基因型为aa的个体占4%，那么基因A和基因a的频率分别是（ ）

A.24%，72% B.36%，64%

C.57%，43% D.60%，40%

解析 基因型频率是指在一个种群中，某一种基因型的个体数占所有个体数的比率。基因频率和基因型的频率的关系如下：某基因的基因频率=该基因纯合子的基因型频率+1/2杂合子的基因型频率。故该种群中A的基因频率=24%+1/2×72%=60%，a的基因频率=4%+1/2×72%=40%（或=1-A的基因频率=1-60%=40%）。

答案 D

例5 如果在一个种群中，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的个体失去求偶和繁殖的能力，则随机一代后，子代中基因型aa的个体所占的比例为（ ）

A.1/16 B.1/9 C.1/8 D.1/4

解析 哈代-温伯格定律也叫遗传平衡定律，它是指在种群非常大、没有迁入和迁出、没有自然选择、没有基因突变等条件下，如果所有雌雄个体之间自由（随机），则亲子代的基因频率可以代代保持不变，且在平衡状态下，子代基因型频率可根据亲代基因频率按下列二项式展开式来计算：[P（A）+q（a）]2=p2（AA）+2pq（Aa）+q2（aa），其中p为亲代的基因A的基因频率，q为亲代的基因a的基因频率，P2为子代AA的基因型频率，2pq为子代Aa的基因型的频率，p2为子代aa的基因型频率。

基因型aa的个体失去求偶和繁殖的能力，所以Aa的个体基因型频率变为2/3，AA的个体基因型频率变为1/3，则亲代A的基因频率=1/3+1/2×2/3=2/3，a 的基因频率=1/2×2/3=1/3。在随机一代后，按照哈代一温伯格定律可知，子代aa的基因型频率=（1/3）2=1/9。

答案 B

1.关于生物变异与生物进化的叙述，正确的是（ ）

A.变异均能为生物进化提供原材

B.太空射线能使种子发生定向变异

C.一个碱基对的缺失引起的变异属于染色体变异

D.自然选择会使种群基因频率发生定向改变

2.根据现代生物进化理论，下列说法正确的是（ ）

A.自然选择决定了生物变异和进化的方向

B.生物进化的实质是种群基因型频率的改变

C.种群内基因频率的改变在世代间具有连续性

D.种群内基因频率改变的偶然性随种群数量下降而减小

3.在某一个人群中，已调查得知，隐性性状者为16%，问该性状不同类型的基因型频率是（ ）（按AA、Aa、aa顺序排列答案）

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.某工厂有男女职工各200名，对他们进行调查时发现，女性色盲基因的携带者为15人，患者为5人；男性患者为11人，那么这个群体中色盲基因的频率为（ ）

A.12% B.9% C.6% D.4.5%

5.某生物种群中AA、Aa和aa的基因型频率分别为0.3、0.4和0.3，请回答：

（1）该种群中a基因的频率为 。

（2）如果该种群满足四个基本条件，即种群非常大、没有基因突变、没有自然选择、没有迁入迁出，且种群中个体间随机，则理论上该种群的子一代中aa的基因型频率为 ；如果该种群的子一代再随机，其后代中aa的基因型频率 （会、不会）发生改变。

（3）假如该生物种群中仅有Aabb和AAbb两个类型个体，并且Aabb∶AAbb=1∶1，且该种群中雌雄个体比例为1∶1，个体间可以自由，则该种群自由产生的子代中能稳定遗传的个体所占比例为 。

（4）假定该生物种群是豌豆，则理论上该豌豆种群的子一代中， AA、Aa的基因型频率分别为 、 。

1～4 DCAC

5.（1）0.5 （2）0.25 不会

（3）5/8 （4）0.4 0.2