人教版生物学必修第二册6-3-1《种群基因组成的变化与物种的形成》课件PPT
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4．自然选择使种群的基因频率发生定向改变
多
提高
下降
定向改变
拓展提升
关于生物进化的“两点”归纳 (1)自然选择决定生物进化的方向
新教材·生物（RJ） 必修2
新教材·生物（RJ） 必修2
(2)进化中的“定向”与“不定向” ①变异是不定向的。 ②自然选择是定向的。 ③种群基因频率的变化是定向的。 ④生物进化是定向的。
(3)自由交配时基因频率与基因型频率的计算公式： ①设 A 的基因频率为 p，a 的基因频率为 q，则 p＋q＝1。
雄配子
雌配子
A(p)
a(q)
A(p)
AA(p2) Aa(pq)
a(q)
Aa(pq) aa(q2)
即：AA 的基因型频率＝p2，Aa 的基因型频率＝2pq，aa 的基因型频率＝q2。 ②实例：若已知 AA 的基因型频率为 m，则 A 的基因频率为 m。
aa 占 6 个，即在 200 个基因中，A 基因有 2×26＋68＝120 个，基因频
率为 120÷200×100%＝60%；a 基因有 2×6＋68＝80 个，基因频率为
80÷200×100%＝40%。
新教材·生物（RJ） 必修2
3．假设某果蝇种群中雌雄个体数目相等，且对于 A 和 a 这对等位基因来说 只有 Aa 一种基因型。回答下列问题：
即时练习
新教材·生物（RJ） 必修2
1．(2020·芜湖高一检测)桦尺蛾是一种夜间活动、白天在树上栖息的昆 虫。有人做了如下实验，将深色桦尺蛾和浅色桦尺蛾分别进行标记，然后放
养于工业污染区和没有污染的非工业区。经过一段时间以后，将所释放的桦
尺蛾尽量收回，统计其数量，结果如表所示。下列分析有误的是( A )
新教材·生物（RJ） 必修2
解析：(1)因为该种群只有 Aa 一种基因型，若不考虑基因突变和染色体变异， 则该种群中 A 和 a 的基因频率均为 0.5，所以 A 基因频率∶a 基因频率＝1∶1。如 果该果蝇种群随机交配且不考虑基因突变和染色体变异，根据遗传平衡定律可知， AA 的基因型频率为 0.25，aa 的基因型频率也是 0.25，则 Aa 的基因型频率为 0.5， 所以 AA、Aa 和 aa 的数量比为 1∶2∶1，且 A 和 a 的基因频率仍然都是 0.5。(2) 由于该种群初始只有 Aa 一种基因型，所以理论上随机交配产生的后代中，应含有 三种基因型，且比例为 1∶2∶1。但实验结果是第一代中只有 Aa 和 aa 两种基因 型，且比例为 2∶1，最可能的原因是显性基因纯合(AA)致死，从而导致子代中无 基因型为 AA 的个体存在。子一代中 Aa 和 aa 的比例为 2∶1，即 Aa 和 aa 的概率 分别是 2/3 和 1/3，所以 A 和 a 的基因频率分别是 1/3 和 2/3。如果不考虑基因纯合 致死，随机交配符合遗传平衡定律，产生的子二代中 AA＝1/3×1/3＝1/9，Aa＝ (1/3×2/3)×2＝4/9，aa＝2/3×2/3＝4/9，所以 AA∶Aa∶aa＝1∶4∶4，AA 个体致死， 所以 Aa 和 aa 的个体数量比应为 1∶1。
新教材·生物（RJ） 必修2
(2)根据孟德尔的分离定律，计算出该亲代种群产生的 A 配子的比例(即 A 的基因频率)p 和 a 配子的比例(即 a 的基因频率)q，填入下表相应位置。
(3)计算出亲代种群雌雄个体随机交配所产生的子一代的基因型频率和 基因频率，填入下表相应位置。
(4)求出子一代自由交配所产生的子二代的基因型频率和基因频率，填入 下表相应位置。
(1)若不考虑基因突变和染色体变异，则该果蝇种群中 A 基因频率∶a 基因 频率为___1_∶__1__。理论上，该果蝇种群随机交配产生的第一代中 AA、Aa 和 aa 的数量比为_1_∶__2_∶__1_，A 基因频率为___0_._5___。
(2)若该果蝇种群随机交配的实验结果是第一代中只有 Aa 和 aa 两种基因型， 且比例为 2∶1，则对该结果最合理的解释是_A__基__因__纯___合__致__死__。根据这一解释， 第一代再随机交配，第二代中 Aa 和 aa 基因型个体数量的比例应为___1_∶__1__。
新教材·生物（RJ） 必修2
2．在一个种群中随机抽取一定数量的个体，其中基因型为 AA 的个体占
26%，基因型为 Aa 的个体占 68%，基因型为 aa 的个体占 6%，基因 A 和 a
的频率分别是( C ) A．26%,74%
B．52%,48%
C．60%,40%
D．88%,12%
解析：根据题意，在 100 个个体中，AA 占 26 个，Aa 占 68 个，
(5)求出子二代自由交配所产生的子三代的基因型频率和基因频率，填入 下表相应位置。
新教材·生物（RJ） 必修2
基因型频率
基因频率
AA Aa aa A(p) a(q) 亲代 _3_0_%_ _6_0%__ _10_%__ _60_%__ _40_%__ 子一代 _36_%__ _4_8%__ 1_6_%__ _6_0%__ _4_0%__ 子二代 _3_6%__ _48_%__ _16_%__ _6_0%__ _4_0%__ 子三代 _3_6_%_ _4_8%__ _16_%__ _6_0%__ _4_0_%_ 由表可知，子二代、子三代以及以后若干代，种群的基因频率和基因型
研习2 种群基因频率的变化及自然选 择对种群基因频率变化的影响
梳理教材
新教材·生物（RJ） 必修2
1．基因突变是使种群基因频率发生变化的原因 基因突变产生新的__等__位__基__因___，这就可以使种群的基因频率发生变化。 2．可遗传的变异提供了生物进化的原材料
染色体变异 随机性 不定向性
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3．自交和自由交配时基因频率和基因型频率的变化规律
交配方式
基因频率
基因型频率
ห้องสมุดไป่ตู้
自交
不改变
自由 处于遗传平衡 交配 不处于遗传平衡
不改变 不改变
改变，且纯合子 增多，杂合子减少
不改变 改变
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4．基因频率和基因型频率改变与生物进化的关系
即时练习
新教材·生物（RJ） 必修2
完成下列表格：(注意：不同年份该种群的个体总数可能有所变化)
第 1 年 第 2 年 第 3 年 第 4 年 ……
SS 基因型
Ss 频率
ss
10% 20% 70%
11.5% 22.9% 65.6%
_1_3_%___ __2_6_%__ __6_1_%__
_1_4_.6_%__ _2_9_.2_%__ _5_6_.2_%__
3．探究自然选择对种群基因频率变化的影响
(1)提出问题：桦__尺___蛾__种__群__中___s__基__因__(_决__定___浅__色__性__状___)的___频__率__为___什__么__越__来___越__低__呢__? (2)作出假设：_自__然__选___择__使___桦__尺__蛾___种__群__的___基__因___频__率__发___生__定___向__改__变___。
频率都与_子__一__代___(填“亲代”或“子一代”)一样。
2．基因频率的计算
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该基因总数 (1)某基因频率＝该基因及其等位基因总数×100%。
例如，A%(A 的基因频率)＝A＋A a×100%。
(2)已知基因型频率计算基因频率。 ①常染色体上基因频率的计算。
一对等位基因中某基因的频率＝该基因纯合子的基因型频率＋1/2 杂 合子的基因型频率。
(3)实验思路与结果：1870 年，桦尺蛾种群的基因型频率为 SS 10%，Ss 20%，ss 70%， S 基因的频率为 20%。在树干变黑这一环境条件下，假如树干变黑不利于浅色桦尺蛾的 生存，使得种群中浅色(ss)个体每年减少 10%，黑色(SS 和 Ss)个体每年增加 10%。
新教材·生物（RJ） 必修2
新教材·生物（RJ） 必修2
【解题探究】 (1)遗传平衡定律的适用条件有：种群数量__足__够__大__、个体间__随__机____交 配、没有___突__变__、__迁__入__和__迁__出__、__自__然__选__择_____等。 (2)扫清障碍。 ①基因频率的计算：由于“两个种群大小相等”，合并后的基因频率可 以取_平__均__值___。 ②基因型频率的计算：用遗传平衡定律的时候注意杂合子基因型频率＝ ______2_×__A__基__因__频__率__×__a__基__因__频__率_______。
第6章 生物的进化
第3节 种群基因组成的变化与物种的形成
第1课时 种群基因组成的变化
研习一 研习二 研习三 课时作业
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[ 课程标准要求] 阐明具有优势性状的个体在种群中所占的比例将会增加。
研习1 种群和种群基因库
梳理教材
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答案：同种 全部个体 繁殖 基因 全部个体 基因 全部等位基因数
地区
浅色桦尺蛾 释放数 回收数
深色桦尺蛾 释放数 回收数
工业污染区 64
16
154
82
非工业区
393
154
406
19
A．桦尺蛾的体色在遗传学上叫作相对性状
新教材·生物（RJ） 必修2
1．现有两个非常大的某昆虫种群，个体间随机交配，没有迁入和迁出，
无突变，自然选择对 A 和 a 基因控制的性状没有作用。种群 1 的 A 基因频率
为 80%，a 基因频率为 20%；种群 2 的 A 基因频率为 60%，a 基因频率为
40%。假设这两个种群大小相等，地理隔离不再存在，两个种群完全合并为
一个可随机交配的种群，则下一代中 Aa 的基因型频率是( C )
A．75%
B．50%
C．42%
D．21%
新教材·生物（RJ） 必修2
解析：根据题意可知，合并后的种群中 A 基因频率为(80%＋60%)÷2＝ 70%，a 基因频率为(20%＋40%)÷2＝30%，根据“两个种群完全合并为一 个可随机交配的种群”可知，下一代中 Aa 的基因型频率是 2×70%×30% ＝42%，故 C 项正确。
拓展提升
新教材·生物（RJ） 必修2
1．构建种群基因组成变化的数学模型 在某昆虫种群中，决定翅色为绿色的基因为 A，决定翅色为褐色的基 因为 a，从这个种群中随机抽取 100 个个体，测得基因型为 AA、Aa 和 aa 的个体分别是 30、60 和 10 个，就这对等位基因来说，每个个体可以看作 含有 2 个基因。假设该昆虫种群非常大，所有的雌雄个体间都能自由交配 并产生后代，没有迁入和迁出，不同翅色的个体生存和繁殖的机会是均等 的，基因 A 和 a 都不产生突变，据此内容回答下列问题： (1)计算出亲代种群中 AA、Aa 和 aa 三种基因型个体所占的比例(即 AA、 Aa 和 aa 的基因型频率)，填入下表相应位置。
…… …… ……
S 基因频率
s
20% 80%
23% 77%
__2_6_%__ __7_4_%__
_2_9_.2_%__ _7_0_.8_%__
…… ……
将环境的选择作用的大小进行调整，比如将浅色个体每年减少的数量百
分比调高点，重新进行相关计算，得出结果。
新教材·生物（RJ） 必修2
(4)分析结果，得出结论：自然选择可以_定__向__改__变___种群的基因频率，且 环境的选择作用越大，改变的幅度也越____大____。
例如，A%(A 的基因频率)＝AA%(AA 的基因型频率)＋12Aa%(Aa 的基 因型频率)。
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②X 染色体上基因频率的计算。 如某种群中基因型有 XBXB、XBXb、XbXb、XBY、XbY，b%(Xb 的基因 频率)＝XBX＋bXb×100%。
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基因频率和基因型频率 (1)在种群中，一对等位基因的频率之和等于 1，基因型频率之和也等于 1。 (2)一个等位基因的频率＝该等位基因纯合子的频率＋1/2 杂合子的频率。 (3)根据遗传平衡规律(哈代—温伯格定律)计算基因频率。该定律指出：在 一个有性生殖的群体中，在种群足够大，种群内个体随机交配，没有突变，没 有新基因加入，没有自然选择的条件下，各等位基因的频率在一代代的遗传中 是稳定不变的，即 PA 和 Pa 保持不变。所以 PAA＝P2A，Paa＝P2a。
多
提高
下降
定向改变
拓展提升
关于生物进化的“两点”归纳 (1)自然选择决定生物进化的方向
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(2)进化中的“定向”与“不定向” ①变异是不定向的。 ②自然选择是定向的。 ③种群基因频率的变化是定向的。 ④生物进化是定向的。
(3)自由交配时基因频率与基因型频率的计算公式： ①设 A 的基因频率为 p，a 的基因频率为 q，则 p＋q＝1。
雄配子
雌配子
A(p)
a(q)
A(p)
AA(p2) Aa(pq)
a(q)
Aa(pq) aa(q2)
即：AA 的基因型频率＝p2，Aa 的基因型频率＝2pq，aa 的基因型频率＝q2。 ②实例：若已知 AA 的基因型频率为 m，则 A 的基因频率为 m。
aa 占 6 个，即在 200 个基因中，A 基因有 2×26＋68＝120 个，基因频
率为 120÷200×100%＝60%；a 基因有 2×6＋68＝80 个，基因频率为
80÷200×100%＝40%。
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3．假设某果蝇种群中雌雄个体数目相等，且对于 A 和 a 这对等位基因来说 只有 Aa 一种基因型。回答下列问题：
即时练习
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1．(2020·芜湖高一检测)桦尺蛾是一种夜间活动、白天在树上栖息的昆 虫。有人做了如下实验，将深色桦尺蛾和浅色桦尺蛾分别进行标记，然后放
养于工业污染区和没有污染的非工业区。经过一段时间以后，将所释放的桦
尺蛾尽量收回，统计其数量，结果如表所示。下列分析有误的是( A )
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解析：(1)因为该种群只有 Aa 一种基因型，若不考虑基因突变和染色体变异， 则该种群中 A 和 a 的基因频率均为 0.5，所以 A 基因频率∶a 基因频率＝1∶1。如 果该果蝇种群随机交配且不考虑基因突变和染色体变异，根据遗传平衡定律可知， AA 的基因型频率为 0.25，aa 的基因型频率也是 0.25，则 Aa 的基因型频率为 0.5， 所以 AA、Aa 和 aa 的数量比为 1∶2∶1，且 A 和 a 的基因频率仍然都是 0.5。(2) 由于该种群初始只有 Aa 一种基因型，所以理论上随机交配产生的后代中，应含有 三种基因型，且比例为 1∶2∶1。但实验结果是第一代中只有 Aa 和 aa 两种基因 型，且比例为 2∶1，最可能的原因是显性基因纯合(AA)致死，从而导致子代中无 基因型为 AA 的个体存在。子一代中 Aa 和 aa 的比例为 2∶1，即 Aa 和 aa 的概率 分别是 2/3 和 1/3，所以 A 和 a 的基因频率分别是 1/3 和 2/3。如果不考虑基因纯合 致死，随机交配符合遗传平衡定律，产生的子二代中 AA＝1/3×1/3＝1/9，Aa＝ (1/3×2/3)×2＝4/9，aa＝2/3×2/3＝4/9，所以 AA∶Aa∶aa＝1∶4∶4，AA 个体致死， 所以 Aa 和 aa 的个体数量比应为 1∶1。
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(2)根据孟德尔的分离定律，计算出该亲代种群产生的 A 配子的比例(即 A 的基因频率)p 和 a 配子的比例(即 a 的基因频率)q，填入下表相应位置。
(3)计算出亲代种群雌雄个体随机交配所产生的子一代的基因型频率和 基因频率，填入下表相应位置。
(4)求出子一代自由交配所产生的子二代的基因型频率和基因频率，填入 下表相应位置。
(1)若不考虑基因突变和染色体变异，则该果蝇种群中 A 基因频率∶a 基因 频率为___1_∶__1__。理论上，该果蝇种群随机交配产生的第一代中 AA、Aa 和 aa 的数量比为_1_∶__2_∶__1_，A 基因频率为___0_._5___。
(2)若该果蝇种群随机交配的实验结果是第一代中只有 Aa 和 aa 两种基因型， 且比例为 2∶1，则对该结果最合理的解释是_A__基__因__纯___合__致__死__。根据这一解释， 第一代再随机交配，第二代中 Aa 和 aa 基因型个体数量的比例应为___1_∶__1__。
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2．在一个种群中随机抽取一定数量的个体，其中基因型为 AA 的个体占
26%，基因型为 Aa 的个体占 68%，基因型为 aa 的个体占 6%，基因 A 和 a
的频率分别是( C ) A．26%,74%
B．52%,48%
C．60%,40%
D．88%,12%
解析：根据题意，在 100 个个体中，AA 占 26 个，Aa 占 68 个，
(5)求出子二代自由交配所产生的子三代的基因型频率和基因频率，填入 下表相应位置。
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基因型频率
基因频率
AA Aa aa A(p) a(q) 亲代 _3_0_%_ _6_0%__ _10_%__ _60_%__ _40_%__ 子一代 _36_%__ _4_8%__ 1_6_%__ _6_0%__ _4_0%__ 子二代 _3_6%__ _48_%__ _16_%__ _6_0%__ _4_0%__ 子三代 _3_6_%_ _4_8%__ _16_%__ _6_0%__ _4_0_%_ 由表可知，子二代、子三代以及以后若干代，种群的基因频率和基因型
研习2 种群基因频率的变化及自然选 择对种群基因频率变化的影响
梳理教材
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1．基因突变是使种群基因频率发生变化的原因 基因突变产生新的__等__位__基__因___，这就可以使种群的基因频率发生变化。 2．可遗传的变异提供了生物进化的原材料
染色体变异 随机性 不定向性
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3．自交和自由交配时基因频率和基因型频率的变化规律
交配方式
基因频率
基因型频率
ห้องสมุดไป่ตู้
自交
不改变
自由 处于遗传平衡 交配 不处于遗传平衡
不改变 不改变
改变，且纯合子 增多，杂合子减少
不改变 改变
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4．基因频率和基因型频率改变与生物进化的关系
即时练习
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完成下列表格：(注意：不同年份该种群的个体总数可能有所变化)
第 1 年 第 2 年 第 3 年 第 4 年 ……
SS 基因型
Ss 频率
ss
10% 20% 70%
11.5% 22.9% 65.6%
_1_3_%___ __2_6_%__ __6_1_%__
_1_4_.6_%__ _2_9_.2_%__ _5_6_.2_%__
3．探究自然选择对种群基因频率变化的影响
(1)提出问题：桦__尺___蛾__种__群__中___s__基__因__(_决__定___浅__色__性__状___)的___频__率__为___什__么__越__来___越__低__呢__? (2)作出假设：_自__然__选___择__使___桦__尺__蛾___种__群__的___基__因___频__率__发___生__定___向__改__变___。
频率都与_子__一__代___(填“亲代”或“子一代”)一样。
2．基因频率的计算
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该基因总数 (1)某基因频率＝该基因及其等位基因总数×100%。
例如，A%(A 的基因频率)＝A＋A a×100%。
(2)已知基因型频率计算基因频率。 ①常染色体上基因频率的计算。
一对等位基因中某基因的频率＝该基因纯合子的基因型频率＋1/2 杂 合子的基因型频率。
(3)实验思路与结果：1870 年，桦尺蛾种群的基因型频率为 SS 10%，Ss 20%，ss 70%， S 基因的频率为 20%。在树干变黑这一环境条件下，假如树干变黑不利于浅色桦尺蛾的 生存，使得种群中浅色(ss)个体每年减少 10%，黑色(SS 和 Ss)个体每年增加 10%。
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【解题探究】 (1)遗传平衡定律的适用条件有：种群数量__足__够__大__、个体间__随__机____交 配、没有___突__变__、__迁__入__和__迁__出__、__自__然__选__择_____等。 (2)扫清障碍。 ①基因频率的计算：由于“两个种群大小相等”，合并后的基因频率可 以取_平__均__值___。 ②基因型频率的计算：用遗传平衡定律的时候注意杂合子基因型频率＝ ______2_×__A__基__因__频__率__×__a__基__因__频__率_______。
第6章 生物的进化
第3节 种群基因组成的变化与物种的形成
第1课时 种群基因组成的变化
研习一 研习二 研习三 课时作业
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[ 课程标准要求] 阐明具有优势性状的个体在种群中所占的比例将会增加。
研习1 种群和种群基因库
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答案：同种 全部个体 繁殖 基因 全部个体 基因 全部等位基因数
地区
浅色桦尺蛾 释放数 回收数
深色桦尺蛾 释放数 回收数
工业污染区 64
16
154
82
非工业区
393
154
406
19
A．桦尺蛾的体色在遗传学上叫作相对性状
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1．现有两个非常大的某昆虫种群，个体间随机交配，没有迁入和迁出，
无突变，自然选择对 A 和 a 基因控制的性状没有作用。种群 1 的 A 基因频率
为 80%，a 基因频率为 20%；种群 2 的 A 基因频率为 60%，a 基因频率为
40%。假设这两个种群大小相等，地理隔离不再存在，两个种群完全合并为
一个可随机交配的种群，则下一代中 Aa 的基因型频率是( C )
A．75%
B．50%
C．42%
D．21%
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解析：根据题意可知，合并后的种群中 A 基因频率为(80%＋60%)÷2＝ 70%，a 基因频率为(20%＋40%)÷2＝30%，根据“两个种群完全合并为一 个可随机交配的种群”可知，下一代中 Aa 的基因型频率是 2×70%×30% ＝42%，故 C 项正确。
拓展提升
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1．构建种群基因组成变化的数学模型 在某昆虫种群中，决定翅色为绿色的基因为 A，决定翅色为褐色的基 因为 a，从这个种群中随机抽取 100 个个体，测得基因型为 AA、Aa 和 aa 的个体分别是 30、60 和 10 个，就这对等位基因来说，每个个体可以看作 含有 2 个基因。假设该昆虫种群非常大，所有的雌雄个体间都能自由交配 并产生后代，没有迁入和迁出，不同翅色的个体生存和繁殖的机会是均等 的，基因 A 和 a 都不产生突变，据此内容回答下列问题： (1)计算出亲代种群中 AA、Aa 和 aa 三种基因型个体所占的比例(即 AA、 Aa 和 aa 的基因型频率)，填入下表相应位置。
…… …… ……
S 基因频率
s
20% 80%
23% 77%
__2_6_%__ __7_4_%__
_2_9_.2_%__ _7_0_.8_%__
…… ……
将环境的选择作用的大小进行调整，比如将浅色个体每年减少的数量百
分比调高点，重新进行相关计算，得出结果。
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(4)分析结果，得出结论：自然选择可以_定__向__改__变___种群的基因频率，且 环境的选择作用越大，改变的幅度也越____大____。
例如，A%(A 的基因频率)＝AA%(AA 的基因型频率)＋12Aa%(Aa 的基 因型频率)。
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②X 染色体上基因频率的计算。 如某种群中基因型有 XBXB、XBXb、XbXb、XBY、XbY，b%(Xb 的基因 频率)＝XBX＋bXb×100%。
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基因频率和基因型频率 (1)在种群中，一对等位基因的频率之和等于 1，基因型频率之和也等于 1。 (2)一个等位基因的频率＝该等位基因纯合子的频率＋1/2 杂合子的频率。 (3)根据遗传平衡规律(哈代—温伯格定律)计算基因频率。该定律指出：在 一个有性生殖的群体中，在种群足够大，种群内个体随机交配，没有突变，没 有新基因加入，没有自然选择的条件下，各等位基因的频率在一代代的遗传中 是稳定不变的，即 PA 和 Pa 保持不变。所以 PAA＝P2A，Paa＝P2a。