Question

18．1萬年前，科羅拉多大峽谷中的松鼠被一條河流分隔成兩個種群，兩個種群現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)生明顯的分化．研究人員指出，經(jīng)過長期演化已經(jīng)形成兩個物種，如圖所示．
（1）結(jié)合現(xiàn)代生物進化理論分析可知，a、c分別表示地理隔離、生殖隔離；b的實質(zhì)變化是種群基因頻率的改變．
（2）①～⑥的存在說明了變異是不定向的．
（3）松鼠種群中存在控制毛色的一對等位基因（A-黑色，a-淺色）．原松鼠種群中AA、Aa、aa的基因型頻率分別為20%、50%、30%，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的個體數(shù)量在一年后各增加20%，基因型為aa的個體數(shù)量減少20%，則一年后a的基因頻率為50%．
（4）該峽谷的河流中某種金魚的一對相對性狀由一對等位基因（B、b）控制，其中b基因在純合時使胚胎致死（bb、X^bX^b、X^bY等均為純合子）．現(xiàn)取一對金魚雜交，F(xiàn)₁金魚共67只，其中雄金魚21只，則F₁金魚自由交配所得F₂成活個體中，b基因的頻率為$\frac{1}{11}$（分數(shù)形式表示）．

Answer 1

分析 1、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．
2、生物進化的實質(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)計算如下：
（1）在種群中一對等位基因的頻率之和等于1，基因型頻率之和也等于1；
（2）一個等位基因的頻率=該等位基因純合子的頻率+$\frac{1}{2}$雜合子的頻率．

解答 解：（1）由以上分析可知：甲圖中a表示地理隔離，c表示生殖隔離，b表示基因頻率變化的不斷積累．
（2）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．
（3）原松鼠種群中AA的基因型頻率為20%，Aa的基因型頻率為50%，aa的基因型頻率為30%．假設(shè)開始松鼠的種群數(shù)量為100只（AA為20只、Aa為50只、aa為30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顯性個體即基因型為AA、Aa的個體數(shù)量在一年后各增加20%，隱性個體即基因型為aa的個體數(shù)量減少20%，則AA的數(shù)量為24只，Aa的數(shù)量為60只，aa的數(shù)量為24只，所以一年后a的基因頻率=（60+24×2）÷（24×2+60×2+24×2）=50%．
（4）由題意知，一對金魚雜交，F(xiàn)₁代金魚共67只，其中雄金魚21只，雌性個體：雄性個體≈2：1，說明金魚的這一對等位基因位于X染色體上，親本的基因型為X^BX^b、
X^BY，F(xiàn)₁中，雌性個體的基因型為X^BX^b、X^BX^B，產(chǎn)生卵細胞的基因型及比例是：X^B：X^b=3：1，雄性個體的基因型為X^BY，產(chǎn)生的精子的基因型及比例是X^B：Y=1：1，因此F₁代金魚自由交配所得F₂代的基因型及比例是：X^BX^B：X^BX^a：X^BY：X^bY=3：1：3：1．，其中X^bY死亡，所以成活個體中X^BX^B：X^BX^b：X^BY=3：1：3；X^B的基因頻率=（3×2+1+3）÷（3×2+1×2+3）=$\frac{10}{11}$，則b基因的頻率為$\frac{1}{11}$．
故答案為：
（1）地理隔離、生殖隔離　種群基因頻率的改變
（2）變異是不定向的
（3）50%
（4）$\frac{1}{11}$

點評 本題考查生物進化及基因頻率的相關(guān)計算，意在考查考生的識記能力和識圖能力；理解所學(xué)知識要點的能力；能用文字、圖表以及數(shù)學(xué)方式等多種表達形式準確地描述生物學(xué)方面的內(nèi)容和計算能力．