Question

4．用基因型為Aa的小麥分別進行Ⅰ隨機交配、Ⅱ隨機交配并逐代淘汰隱性個體、Ⅲ連續自交并逐代淘汰隱性個體、Ⅳ連續自交，根據各代Aa基因型頻率繪制曲線如圖．請據圖回答下列問題：
（1）隨機交配的相應曲線是Ⅰ；曲線Ⅱ的F₃中Aa基因型頻率是$\frac{2}{5}$（用分數表示）．
（2）曲線Ⅲ的F_n中Aa基因型頻率為$\frac{2}{1{+2}^{n}}$（用分數表示）．
（3）四個不同條件下發生了進化的種群是曲線Ⅱ和Ⅲ．

Answer 1

分析 連續自交和隨機交配的F₁的Aa的基因頻率都是$\frac{1}{2}$，所以I和IV符合，但是連續自交的結果是純合子所占的比例越來越大，雜合子所占的比例越來越小，所以I是隨機交配的結果，IV是自交的結果．曲線Ⅱ和Ⅲ在F₁雜合子Aa所占的比例相同，這是由于自交和隨機交配的結果是一樣的，即F₁的基因型及其比例為：（$\frac{1}{4}$AA+$\frac{1}{2}$Aa+$\frac{1}{4}$aa），淘汰掉其中的aa個體后，Aa的比例變為$\frac{2}{3}$，AA的比例為$\frac{1}{3}$，如果自交則其后代是$\frac{1}{3}$AA+$\frac{2}{3}$Aa（$\frac{1}{4}$AA+$\frac{1}{2}$Aa+$\frac{1}{4}$aa），淘汰掉aa以后，得到的后代F₃是$\frac{3}{5}$AA+$\frac{2}{5}$Aa，Aa所占的比例是0.4．如果隨機交配，根據遺傳平衡定律（$\frac{2}{3}$A+$\frac{1}{3}$a）²，后代是（$\frac{4}{9}$AA+$\frac{4}{9}$Aa+$\frac{1}{9}$aa），淘汰掉aa，則F₃是$\frac{1}{2}$AA+$\frac{1}{2}$Aa，所以從這里看以看出曲線Ⅱ是隨機交配并淘汰aa的曲線，曲線Ⅲ是自交并淘汰aa的曲線．

解答 解：（1）由題意可知，用基因型為Aa的小麥隨機交配，后代中Aa的基因型頻率為2×$\frac{1}{2}×\frac{1}{2}$=$\frac{1}{2}$，且不論交配多少代，Aa的基因型頻率不變，所以隨機交配的相應曲線是Ⅰ．曲線Ⅱ是隨機交配并淘汰aa的曲線，F₃隨機交配以后（$\frac{3}{4}$A+$\frac{1}{4}$a）²，即$\frac{9}{16}$AA+$\frac{6}{16}$Aa+$\frac{1}{16}$aa，淘汰掉aa以后為$\frac{3}{5}$AA+$\frac{2}{5}$Aa，Aa基因型頻率為$\frac{2}{5}$，所以F₃中Aa的基因型頻率為$\frac{2}{5}$．
（2）曲線Ⅲ是自交并淘汰aa的曲線，F_n中Aa的比例為$\frac{1}{{2}^{n}}$，AA的比例為$\frac{1}{2}（$1-$\frac{1}{{2}^{n}}$），因此F_n中Aa基因型頻率為$\frac{Aa}{Aa+AA}$=$\frac{\frac{1}{{2}^{n}}}{\frac{1}{{2}^{n}}+\frac{1}{2}×（1-\frac{1}{{2}^{n}}）}$=$\frac{2}{1{+2}^{n}}$．
（3）連續自交并逐代淘汰隱性個體、隨機交配并逐代淘汰隱性個體由于人工選擇作用，使A基因頻率升高，a基因頻率下降，生物發生了進化．因此四個不同條件下發生了進化的種群是曲線Ⅱ和Ⅲ．
故答案為：
（1）Ⅰ$\frac{2}{5}$
（2）$\frac{2}{1{+2}^{n}}$
（3）Ⅱ和Ⅲ

點評 本題考查基因分離定律及應用、基因頻率的相關計算，要求考生掌握基因分離定律的實質和遺傳平衡定律，能判斷圖中四條曲線分別代表題干中的哪種情況，再結合選項，運用基因分離定律和基因頻率進行相關的計算，有一定難度．