Question

1萬(wàn)年前，科羅拉多大峽谷中的松鼠被一條河流分隔成兩個(gè)種群，兩個(gè)種群現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)生明顯的分化．研究人員指出，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期演化可能形成兩個(gè)物種，如圖甲所示．請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題：（1）圖甲中①～⑥的存在說(shuō)明了

 

．
（2）結(jié)合現(xiàn)代生物進(jìn)化理論分析可知，圖甲中a、c分別表示

 

、

 

，b的實(shí)質(zhì)變化是

 

；如果原松鼠種群中黑毛基因A的基因頻率為50%．環(huán)境變化后，峽谷北側(cè)山高林密，生活于其中的松鼠種群中基因型為AA、Aa的個(gè)體數(shù)量在一年后各增加20%，基因型為aa的個(gè)體數(shù)量減少20%，則一年后a的基因頻率為

 

．
（3）在對(duì)松鼠物種1的某一種群進(jìn)行調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)基因型為DD和dd的植株所占的比例分別為10%和70%（各種基因型個(gè)體生存能力相同），第二年對(duì)同一種群進(jìn)行的調(diào)查中，發(fā)現(xiàn)基因型為DD和dd的植株所占的比例分別為4%和64%，則在這一年中，該松鼠種群是否發(fā)生了進(jìn)化（并說(shuō)明理由）？

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容

專題：

分析：分析題圖：①～⑥表示生物變異，a表示地理隔離，b表示基因頻率變化的不斷積累，c表示生殖隔離．
生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的定向改變．基因頻率及基因型頻率的相關(guān)計(jì)算如下：
（1）在種群中一對(duì)等位基因的頻率之和等于1，基因型頻率之和也等于1；
（2）一個(gè)等位基因的頻率=該等位基因純合子的頻率+（1/2）雜合子的頻率．

解答： 解：（1）圖甲中①～⑥表示生物變異，由圖中箭頭的方向可知變異的不定向性．
（2）由以上分析可知：甲圖中a表示地理隔離、b的實(shí)質(zhì)變化是基因頻率變化的不斷積累、c表示生殖隔離；原松鼠種群中黑毛基因A的基因頻率為50%，則a的基因頻率為50%，AA的基因型頻率為25%，Aa的基因型頻率為50%，aa的基因型頻率為25%．假設(shè)開(kāi)始松鼠的種群數(shù)量為100只（AA為25只、Aa為50只、aa為25只），環(huán)境變化后，峽谷北側(cè)山高林密，生活于其中的松鼠種群中基因型為AA、Aa的個(gè)體數(shù)量在一年后各增加20%，基因型為aa的個(gè)體數(shù)量減少20%，則AA的數(shù)量為30只，Aa的數(shù)量為60只，aa的數(shù)量為20只，所以一年后a的基因頻率=（60+20×2）÷（30×2+60×2+20×2）≈45.45%．
（3）已知松鼠物種1的某一種群中基因型為DD和dd的植株所占的比例分別為10%和70%，Dd所占的比例為20%，則D的基因頻率=DD的基因型頻率+1/2Dd基因型頻率=10%+10%=20%，同理a的基因頻率為55%．第二年該種群中基因型為DD和dd的植株所占的比例分別為4%和64%，Dd所占的比例為32%，則D的基因頻率=DD的基因型頻率+1/2Dd基因型頻率=4%+16%=20%．由此可見(jiàn)，在這一年中，該松鼠種群的基因頻率沒(méi)有發(fā)生改變，所以該松鼠種群沒(méi)有發(fā)生進(jìn)化．
故答案：（1）變異的不定向性        
（2）地理隔離      生殖隔離      基因頻率變化的不斷積累       45.45%    
（3）沒(méi)有，因?yàn)镈、d的基因頻率沒(méi)有發(fā)生變化

點(diǎn)評(píng)：本題考查生物進(jìn)化及基因頻率的相關(guān)計(jì)算，意在考查考生的識(shí)記能力和識(shí)圖能力；理解所學(xué)知識(shí)要點(diǎn)的能力；能用文字、圖表以及數(shù)學(xué)方式等多種表達(dá)形式準(zhǔn)確地描述生物學(xué)方面的內(nèi)容和計(jì)算能力．