Question

19．1萬年前，科羅拉多大峽谷中的松鼠被一條河流分隔成兩個種群，兩個種群現在已經發生明顯的分化．研究人員指出，經過長期演化可能形成兩個物種，如下圖所示．請分析回答下列問題：

（1）結合現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的實質變化是種群基因頻率的改變．
（2）①～③、④～⑥的存在說明了變異是不定向的，種群1→品系1₁→品系1₂…→物種1說明了自然選擇是定向的．
（3）種群1中，控制某一性狀的基因為A、a，其基因型AA、Aa和aa的數量占總量的百分比分別為32%、64%和4%．若aa個體沒有繁殖能力，其他基因型個體自由交配，理論上，下一代中基因型AA：Aa：aa個體的數量比為4：4：1，A的基因頻率為$\frac{2}{3}$，照此繁殖方式，預測A的基因頻率變化趨勢為逐漸增大，并趨于1（100%）．

Answer 1

分析 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．
生物進化的實質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；種群1→品系1₁→品系1₂…→物種1為自然選擇的過程，說明了自然選擇是定向的．
（3）根據分析可知，AA占$\frac{1}{3}$，Aa占$\frac{2}{3}$，則A的基因頻率為$\frac{2+2}{3×2}$=$\frac{2}{3}$，a的基因頻率為$\frac{1}{3}$．根據遺傳平衡定律，其他個體間可以隨機交配，后代中AA的頻率=$\frac{2}{3}$×$\frac{2}{3}$=$\frac{4}{9}$，Aa的頻率=2×$\frac{1}{3}$×$\frac{2}{3}$=$\frac{4}{9}$，aa的頻率為$\frac{1}{3}$×$\frac{1}{3}$=$\frac{1}{9}$．因此AA：Aa：aa=4：4：1．照此繁殖方式，預測A的基因頻率變化趨勢為逐漸增大，并趨于1．
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     自然選擇是定向的       
（3）4：4：1    $\frac{2}{3}$  逐漸增大，并趨于1（100%）

點評 本題考查基因頻率的變化，要求考生識記基因頻率的概念，掌握基因頻率和基因型頻率的計算方法，能扣住題干中關鍵信息“aa個體沒有繁殖能力”和關鍵詞“隨機交配”答題．