种群基因频率的改变与生物进化
种群是生物进化的基本单位
1. 种群:
生活在一定区域的同种生物的全部个体。
2、种群的特点
种群中的个体并不是机械地集合在一起,而是彼此可以交配实行基因交流,并通过繁殖将各自的基因传给后代。因此,种群也是繁殖的基本单位。
3、基因库:
一个种群中全部个体所含有的全部基因,叫做这个种群的基因库。
4、基因频率:
在一个种群基因库中,某个基因占全部等位基因数的比率。
全部个体:10个
A基因个数:11个
(AA中:3×2=6个 Aa中:5×1=5个 aa中:0个)
全部等位基因数:10×2=20个
A基因频率=11/20=55%
突变和基因重组产生生物进化的原材料
基因突变会产生新基因;
基因重组会产生新的基因型;
染色体变异会影响到多个基因;
基因突变和染色体变异统称为突变。
突变的有利和有害并不是绝对的,它取决于生物的生存环境,但是,在自然情况下,生物自发突变的频率很低,而且多数是有害的。
种群是由许多个体组成的,每个个体的每一个细胞内都有成千上万个基因,这样每一代就会产生大量的突变。
总结
基因频率的计算
1. 基因位于常染色体上
若某基因位于常染色体上,且研究对象为二倍体,则该基因的基因频率=种群中该基因总数/(种群中个体总数×2)。
例某个种群共有100 个个体,其中基因型为Aa 的个体有20 个,基因型为aa 的个体有30 个,求A 的基因频率。
解:由题意可知,AA 基因型的个体有(100-20-30 )=50 个,所以,A的基因频率=(AA个体数×2+Aa个体数)/(种群中个体总数×2 )=(2×50+20)/(100×2)=60%
1.2 基因位于性染色体上
若某基因位于X染色体上(在与Y染色体非同源的区段),且研究对象为二倍体,则其基因频率=种群中该基因的总数/(种群中雌性个体数×2+种群中雄性个体数)
例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5人,男性患者11人,那么这个群体中色盲基因的频率为 6% 。
解:由题目分析知,基因型为XA Xa 的个体有15个,基因型为Xa Xa 的个体有5个,基因型为Xa Y的个体有11个,因此Xa 的基因频率=(Xa Xa 个数×2 + XA Xa 个数+ Xa Y个数)/(雌性个数×2 + 雄性个数)=(5×2+15+11)/(200×2+200)=6%
2. 利用基因频率和基因型频率的关系求解
2.1 基因位于常染色体上
A 的基因频率= (AA个体数×2+Aa个体数)/(种群中个体总数×2 )=(AA 的频率+1/2Aa 的频率)
a 的基因频率= (aa个体数×2+Aa个体数)/(种群中个体总数×2 )=(aa 的频率+1/2Aa 的频率)
例某种群中AA 基因型频率为60% ,aa 基因型频率为30% ,求A 的基因频率。
解:由题意可知,Aa 基因型频率为(100%-60%-30%)=10% ,所以,A 的基因频率= AA 的频率+1/2Aa 的频率=60 %+1/ 2×10%=65%
2.2基因位于性染色体上
例对欧洲某学校的学生(男女性别比例为1 :1 )进行调查时发现,血友病患者占0.7% (男:女=2:1 ),血友病携带者占5% ,那么,这个种群中的X h 基因的频率是(D )
A. 0.7% B.2.97% C.3.2% D.3.96%
解:我们可以用以下的一个表格来表示各基因型的频率:
男 |
Xh Y |
1.4%/3 |
XH Y |
50%-1.4%/3 |
|
XH Xh (携带者) |
5% |
|
女 |
Xh Xh |
0.7%/3 |
XH XH |
50%-5%-0.7%/3 |
由表格数据知,X h 的基因频率= (X h X h 频率×2 + X H X h 频率+ X h Y 频率)/150%=(0.7%/3 ×2+5%+1.4%/3)/150%=3.96%