Question

13．回答下列有關生物進化和多樣性的問題
雄綠頭鴨的羽毛有美羽和素羽之分，設定一對等位基因A、a控制雄鴨的羽毛性狀，A決定美羽，a決定素羽．美羽雄鴨羽毛艷麗易被天敵發現，但有利于雌鴨的識別，避免與近似鴨種錯交，使生殖失敗；而素羽雄鴨則有利于躲避天敵，不利于雌鴨的識別．
生境一：近似鴨種多而天敵少的地區；
生境二：近似鴨種少而天敵多的地區；
生境三：食物比較豐富，近似鴨種少天敵也少的地區；生境四：食物比較貧乏，沒有近似鴨種而天敵數量劇增．

（1）試分析生境一與生境三的基因頻率變化情況，選擇上圖中對應的編號．生境一：B；生境三A．
（2）以上四種生境經過一段時間后，生境四中a的基因頻率會最高，請用現代進化理論解釋原因：生物進化的單位是種群，自然選擇主導著進化的方向．在生境四中，美羽雄鴨（AA、Aa或X^AY）易被天敵發現，數量會急劇減少，素羽雄鴨（aa或X^aY）易躲避天敵而沒有近似鴨種不影響種內生殖，生存更多．種群中基因型aa的素羽雄鴨數量在四個生境中最多，因而該種群a的基因頻率最高．
“近似鴨種”如琵琶鴨、綠翅鴨和斑嘴鴨，經常會和綠頭鴨在同一棲息地生活．它們的DN2基因同源性比較表如下．

物種	ND2基因長度（bp）	同源性（%）
綠頭鴨	1041
琵嘴鴨	1041	90.97
綠翅鴨	1041	94.62
斑嘴鴨	1041	100

（3）如表數據屬于進化證據中的生物化學證據，斑嘴鴨和綠頭鴨同源性100%，能否說明他們是同一物種？為什么？不能，因為這只是眾多基因中的一種，且同一物種是能進行生殖的，而近似鴨種存在生殖隔離
（4）經過調查發現該地區美羽綠頭雄鴨有120只，素羽雄鴨有80只，雌鴨150只（只有素羽），如果控制美羽和素羽的A、a位于常染色體上，其中美羽雄鴨純合與雜合比1：1，則A的基因頻率是0.26；如果位于X染色體上，則A的基因頻率是0.24．

Answer 1

分析 1、達爾文自然選擇學說的內容是：過度繁殖、生存斗爭、遺傳變異、適者生存．其中過度繁殖是自然選擇的前提，生存斗爭是自然選擇的動力，遺傳變異是自然選擇的內因和基礎，適者生存是自然選擇的結果．變異是不定向的，自然選擇是定向的，決定生物進化的方向．
2、現代生物進化理論：①種群是生物進化的基本單位，生物進化的實質是種群基因頻率的改變．②突變和基因重組產生生物進化的原材料，自然選擇使種群的基因頻率定向改變并決定生物進化的方向，③隔離是新物種形成的必要條件．
3、有利變異是相對的，是對于特定的環境而言的．

解答 解：（1）由于生境一為近似鴨種多而天敵少的地區，故美羽為有利性狀，素羽為不利性狀，又由于A決定美羽，a決定素羽，則A基因頻率升高，變化如B； 生境三食物比較豐富，近似鴨種少天敵也少的地區，故美羽和素羽無明顯的有利和不利之分，故二者基因頻率處于動態平衡中，變化如A．
（2）生境四中食物比較貧乏，沒有近似鴨種而天敵數量劇增，故美羽為不利性狀，素羽為有利性狀，又由于A決定美羽，a決定素羽；美羽雄鴨（AA、Aa或X^AY）易被天敵發現，數量會急劇減少，素羽雄鴨（aa或X^aY）易躲避天敵而沒有近似鴨種不影響種內生殖，生存更多．種群中基因型aa的素羽雄鴨數量在四個生境中最多，因而該種群a的基因頻率最高．
（3）如表數據為基因中堿基序列的比較，故屬于進化證據中的生物化學證據，斑嘴鴨和綠頭鴨同源性100%，說明它們之間親緣關系最近，但不是同一個物種，因為這只是眾多基因中的一種，且同一物種是能進行生殖的，而近似鴨種存在生殖隔離
（4）經過調查發現該地區美羽綠頭雄鴨有120只，素羽雄鴨有80只，雌鴨150只（只有素羽），如果控制美羽和素羽的A、a位于常染色體上，其中美羽雄鴨純合與雜合比1：1，則A的基因頻率=$\frac{60×2+60}{（120+80+150）×2}$=0.26；如果位于X染色體上，則A的基因頻率=$\frac{120}{120+80+150×2}$0.24．
故答案為：
（1）B    A
（2）四  生物進化的單位是種群，自然選擇主導著進化的方向．在生境四中，美羽雄鴨（AA、Aa或X^AY）易被天敵發現，數量會急劇減少，素羽雄鴨（aa或X^aY）易躲避天敵而沒有近似鴨種不影響種內生殖，生存更多．種群中基因型aa的素羽雄鴨數量在四個生境中最多，因而該種群a的基因頻率最高
（3）生物化學    不能，因為這只是眾多基因中的一種，且同一物種是能進行生殖的，而近似鴨種存在生殖隔離．
（4）0.26    0.24

點評 本題考查自然選擇學說與現代生物進化論的聯系及區別．意在考查考生的應用能力和理解能力，試題難度中等．