Question

18．回答下列有關生物進化的問題．
材料1．一萬多年前，內華達州比現在濕潤得多，許多湖泊（A、B、C、D）通過縱橫交錯的小溪流連結起來，湖中有不少鳉魚．以后，氣候逐漸干旱，小溪流漸漸消失，形成了若干個獨立的湖泊，各湖泊生活的鳉魚形態差異也變得明顯（分別稱為a、b、c、d鳉魚）．下為內華達州1萬多年以來湖泊地質的變化示意圖．

（1）現在，有人將四個湖泊中的一些鳉魚混合養殖，結果發現：A、B兩湖的鳉魚（a和b）能進行交配，但其后代的雄性個體不能產生正常的精子；來自C、D兩湖的鳉魚（c和d）交配，能生育具有正常生殖能力的子代；A、B兩湖鳉魚的繁殖期在5月，C、D兩湖的鳉魚繁殖期在7月．則能體現遺傳多樣性的是C、D的鳉魚．
能體現物種多樣性的是A、B、C（D）的鳉魚，用現代生物進化理論解釋出現這種多樣性的原因和機制：地理隔離造成基因交流的阻斷不同環境的自然選擇造成不同基因頻率的變化，當基因頻率變化積累到一定的程度，形成生殖隔離
材料2．在一個新的地區發現一蝸牛種群，被鳥類捕食，鳥在石頭上打破蝸牛，吃掉柔軟的身體留下外殼．有的蝸牛有條紋有的則無條紋．記錄的相關數據如表：

	有條紋的	無條紋的
活著的	264	296
破裂的	486	377

（2）請將表中數據轉換為柱形圖，以顯示兩種蝸牛被鳥類捕食的概率．

（3）預測經過幾個世代后，有條紋和無條紋的基因頻率將發生的變化是有條紋的頻率減少，無條紋的頻率增加．引起這一變化的原因是更多捕食有條紋的（鳥類的選擇性捕食）．
（4）已知蝸牛條紋受控于常染色體上1對基因A（有條紋）、a（無條紋）．在這一蝸牛種群中，有條紋（AA）個體占55%，無條紋個體占15%，若蝸牛間進行自由交配得到F₁，則A基因的頻率和F₁中Aa的基因型頻率是C．
A．30%、21%    B．30%、42%    C．70%、21%   D．70%、42%

Answer 1

分析 1、種群是生物進化和繁殖的基本單位．種群是同種生物的一個群體，同一個種群中的不同個體間存在基因交流．如果因為地理原因分成不能進行基因交流的群體，則成為不同的種群．物種在進化研究中以生殖隔離的產生為標志，是由一個一個種群組成的．
2、分析表格信息可知，有條紋的和無條紋的活著的分別為264、296，破裂的分別為486、377，說明有條紋的蝸牛更容易被鳥類捕食；經過長期自然選擇控制無條紋的基因頻率增加；說明鳥類捕食決定蝸牛進化方向．

解答 解：（1）由于A、B兩湖的鳉魚（a和b）能進行交配，但其后代的雄性個體不能產生正常的精子，所以A、B兩湖的鳉魚產生了生殖隔離；來自C、D兩湖的鳉魚（c和d）交配，能生育具有正常生殖能力的子代，說明C、D兩湖的鳉魚還是同一個物種，沒有產生生殖隔離．因此體現遺傳多樣性的是C、D的鳉魚，能體現物種多樣性的是A、B、C（D）．用現代生物進化理論解釋其原因是由于地理隔離造成了基因交流的阻斷  不同環境的自然選擇造成不同基因頻率的變化  當基因頻率變化積累到一定程度，形成生殖隔離．
（2）根據表中數據，有條紋的活著和破裂的分別為264、486，無條紋的活著和破裂的分別為296、377，則有條紋蝸牛被鳥類捕食的概率=486÷（264+486）×100%=64、8%，同理無條紋蝸牛被鳥類捕食的概率為56%．
（3）由于鳥類長期的選擇性捕食，使蝸牛種群基因頻率發生定向改變，即有條紋的基因頻率減少，無條紋的基因頻率增加．
（4）由題意可知，AA=55%，aa=15%，則Aa=1-55%-15%=30%，因此A的基因頻率=55%+$\frac{1}{2}$×30%=70%，a的基因頻率=15%+$\frac{1}{2}$×30%=30%，由于是自由交配，根據哈代溫伯格平衡公式有Aa=2×70%×30%=42%，AA=49%，aa=9%，因此F₁中A的基因頻率為49%+$\frac{1}{2}$×42%=70%．
故答案為：
（1）C、D     A、B、C（D）   地理隔離造成基因交流的阻斷  不同環境的自然選擇造成不同基因頻率的變化，當基因頻率變化積累到一定的程度，形成生殖隔離
（2）見圖

（3）有條紋的頻率減少，無條紋的頻率增加   更多捕食有條紋的（鳥類的選擇性捕食）
（4）C

點評 本題的知識點是自然選擇對種群基因頻率的影響，種群基因頻率和基因型頻率的計算方法對于相關知識點的理解和應用是解題的關鍵，本題重點考查學生分析處理信息，進行圖文轉換的能力．