Question

11．生物多樣性與生物進化
    某研究小組研究了某地的兩個湖泊．這一地區有時會發洪水．每個湖中生活著兩種相似的魚：紅褐色魚和金黃色魚．他們不清楚這兩種魚之間的關系，于是作出如圖所示的兩種假設．

（1）在假說甲和假說乙中，湖泊Ⅰ和湖泊Ⅱ中的兩種魚的祖先各是哪種魚？假說甲：紅褐色魚和金黃色魚起源于同一種灰色魚 假說乙：湖Ⅰ中原來只有紅褐色魚，湖Ⅱ中原來只有金黃色魚．
（2）DNA分析表明，湖泊Ⅰ中紅褐色魚與湖泊Ⅱ中紅褐色魚親緣關系最近，這一證據支持哪個假說？這一證據支持假說乙．
（3）假說甲是否符合當地實際情況？不符合．為什么？因為假說沒考慮當地“有時會發洪水”這一實際情況．
（4）什么證據可以幫助你確定湖泊Ⅰ中的紅褐色魚和金黃色魚不是一個物種？如果紅褐色魚和金黃色魚不能雜交，或雜交后不能產生可育后代，說明它們不是一個物種（或若兩種魚雜交，存在生殖隔離，說明它們不是同一物種）．
    有人在一塊長期棄耕農田中，對某種菊科的入侵植物和本地的幾種菊科植物的種群密度進行了連續五年的調查，所得結果如表所示（單位：株/m²）．

年份 植物	2001	2002	2003	2004	2005
A	10.4	9.2	8.2	6.8	5.5
B	3.0	2.1	1.2	0.6	0.2
C	0.3	0.5	0.9	1.5	2.4
D	3.2	2.0	0.4	0	0
E	3.5	2.8	1.7	1.3	0.7

（5）得到表中數據所用的調查方法一般為樣方法．外來入侵的物種可能是表中的C．
通過調查分析，得出入侵物種的種群基因型頻率如表：

基因型	入侵前，原地	2003年，本地	2005年，本地
AA	51%	57%	61%
Aa	38%	26%	18%

（6）分析表中數據，該入侵物種是否發生了進化？沒有進化．；理由是因為入侵前后該物種的基因頻率沒有改變．
（7）該物種入侵前后種群中純合體基因型頻率的變化是增多，造成這種變化的原因可能是本地缺少為其傳粉動物，自交概率增加，從而使純合子逐漸增多，雜合子逐漸減少（答雜合子不適應環境被淘汰不給分）．

Answer 1

分析 1、植物種群密度的調查方法一般為樣方法，而動物種群密度的調查方法一般為標志重捕法．
2、根據表格1分析，A、B、D、E四個物種數量減少，而C物種的種群數量增加，說明屬于外來物種．
3、現代生物進化理論的基本觀點：種群是生物進化的基本單位，生物進化的實質在于種群基因頻率的改變．突變和基因重組、自然選擇及隔離是物種形成過程的三個基本環節，通過它們的綜合作用，種群產生分化，最終導致新物種的形成．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，隔離是新物種形成的必要條件（生殖隔離的形成標志著新物種的形成）．

解答 解：（1）分析題圖可知，假說甲認為，兩個湖中的紅褐色魚和金黃色魚都是由灰色魚進化而來的，紅褐色魚和金黃色魚有共同的祖先；假說乙認為，由于洪水的作用，洪水將湖Ⅰ中的紅褐色魚，帶到了湖Ⅱ．將湖Ⅱ中的金黃色魚，帶到了湖Ⅰ．
（2）由于假說甲為紅褐色魚和金黃色魚起源于同一種灰色魚，即同一個湖中的兩種魚親緣關系近，假說乙為湖Ⅰ中原來只有紅褐色魚，湖Ⅱ中原來只有金黃色魚，由于洪水的作用，洪水將湖Ⅰ中的紅褐色魚，帶到了湖Ⅱ．若DNA分析表明，湖泊Ⅰ中紅褐色魚與湖泊Ⅱ中紅褐色魚親緣關系最近，這一證據支持假說乙．
（3）假說甲不符合當地實際情況，因為假說沒考慮當地“有時會發洪水”這一實際情況．
（4）如果紅褐色魚和金黃色魚不能雜交，或雜交后不能產生可育后代，說明它們不是一個物種（或若兩種魚雜交，存在生殖隔離，說明它們不是同一物種）．
（5）調查雙子葉植物一般為樣方法．根據表格分析，C物種種群數量持續增加，故最可能是入侵物種．
（6）分析表中數據可知，生物進化的實質是種群基因頻率的改變．引入前，A%=AA%+$\frac{1}{2}$Aa%=51%+19%=70%，a%=30%；引入后，A%=AA%+$\frac{1}{2}$Aa%=61%+9%=70%，a%=30%；引入前后種群基因頻率未發生改變，據此判斷該物種未發生進化．
（7）據表格數據可知，該物種入侵前后種群中雜合體數量減少，故純合體基因型頻率的變化增多，造成這種變化的原因可能是本地缺少為其傳粉動物，自交概率增加，從而使純合子逐漸增多，雜合子逐漸減少．
故答案應為：
（1）假說甲：紅褐色魚和金黃色魚起源于同一種灰色魚      假說乙：湖Ⅰ中原來只有紅褐色魚，湖Ⅱ中原來只有金黃色魚
（2）這一證據支持假說乙
（3）不符合．因為假說沒考慮當地“有時會發洪水”這一實際情況
（4）如果紅褐色魚和金黃色魚不能雜交，或雜交后不能產生可育后代，說明它們不是一個物種（或若兩種魚雜交，存在生殖隔離，說明它們不是同一物種）
（5）樣方法  C
（6）沒有進化．因為入侵前后該物種的基因頻率沒有改變
（7）增多    本地缺少為其傳粉動物，自交概率增加，從而使純合子逐漸增多，雜合子逐漸減少

點評 本題所涉及的知識點較多，且較難，主要考查學生對生物進化理論中生物的形成的解釋的理解，要學生能夠熟練地運用所學知識解題．