Question

下面是關于果蠅對DDT抗藥性的進化實驗．
實驗一：將一個果蠅群體（第-代）飼養到一定規模后，用涂有a濃度DDT的玻璃片處理，將成活下來的果蠅后代（第二代）繼續飼養到一定規模后用2a濃度的DDT處理，將成活下來的果蠅的后代（第三代）用3a濃度的DDT處理…用同樣的方法逐代將DDT濃度增加1a處理果蠅．到第15代，DDT濃度增加至15a仍有能抗15a濃度DDT的果蠅成活．因此，實驗者認為，果蠅的變異是“定向的”，即是在環境條件（DDT）的“誘導”下產生的，并且認為，該實驗證實了拉馬克“用進廢退學說”的正確性．
另有學者發現了“實驗一”設計的缺陷，懷疑實驗一得出的結論的科學性．因而設計了實驗二．
實驗二：將若干對雌雄果蠅分別飼養成若干個家系（家系：一對果蠅子女），此為第一代，然后將每個家系分成兩半，用a濃度分別處理每個家系的一半．然后在有果蠅成活的家系的另一果蠅中，再培養若干個家系（第二代）將每個家系分成兩半，用2a濃度的DDT處理每個家系的一半．在有果蠅成活的家系的另一半中，再培養若干個家系（第三代），用3a濃度的DDT處理每個家系的一半…用同樣的方法逐代將濃度增加1a處理果蠅．到第15代時，濃度增加至15a，也產生了能抗15a濃度DDT果蠅群體．然而，這些具有抗藥性的果蠅的父母并沒有接觸過DDT．
通過對實驗二的分析后，你認為：
（1）DDT對果蠅變異所起的作用不是“誘導”而是

 

，果蠅種群的進化是定向的，而果蠅個體的變異是

 

的，果蠅抗藥性的產生在環境變化（DDT處理）之（前、中、后）

 

．
（2）通過對實驗一和實驗二的比較分析，你認為實驗一得出不正確結論的原因是

 

．
（3）某中學生物研究小組為證明人工選擇對種群基因頻率的影響，選用了純種長翅果蠅和殘翅果蠅進行實驗．已知果蠅的長翅（B）對殘翅（b）為顯性，基因位于常染色體上．他們的實驗過程如下：
a．選擇一只純種雄性長翅果蠅與一只雌性殘翅果蠅進行雜交，獲得子一代雌雄果蠅；
b．讓子一代果蠅連續自由交配5代，同時在每一代中要除去殘翅果蠅；
c．當子六代所有長翅果蠅自由交配后，統計子七代長翅果蠅和殘翅果蠅在種群中的百分比；
d．根據殘翅果蠅的百分比計算出B、b基因在種群中的基因頻率，得出結論．
請分析回答下面的問題．
①如果在每代中不除去殘翅果蠅，在子四代長翅果蠅中純合子占

 

．
（2）如果按照上述步驟進行，在子四代長翅果蠅中純合子占

 

．

Answer 1

考點：現代生物進化理論的主要內容,基因頻率的變化

專題：

分析：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；突變和基因重組產生生物進化的原材料；自然選擇使種群的基因頻率發生定向的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．

解答： 解：（1）通過實驗二的分析，可以知道具有抗性的果蠅的父母及其祖先并沒有接觸過DDT，DDT所起的作用只是選擇作用，果蠅抗藥性的產生在環境變化（DDT處理）之前．果蠅的群體中在沒有接觸DDT之前既有不抗DDT的個體，也有抗DDT的個體，也就是說果蠅的變異是不定向的．
（2）實驗一將果蠅個體作為進化的單位來研究不能發現個體變異不定向的特點；用DDT直接處理果蠅，雖然看到的是群體的變異，但容易誤認為DDT對果蠅的抗藥性“誘導”作用，而看不出在“誘導”掩蓋下的選擇作用．
（3）①在自由交配得情況下，如果在每代中不除去殘翅果蠅，果蠅的基因頻率將不發生改變，擇子四代果蠅的基因型及比例仍為AA：Aa：aa=1：2：1，其中長翅果蠅中純合子占

1

3

．
②如果按照上述步驟進行，子一代雌雄果蠅的基因型均為Aa；子二代果蠅的基因型及比例仍為AA：Aa：aa=1：2：1，去掉殘翅果蠅后，AA占

1

3

，Aa占

2

3

，A的基因頻率為

2

3

，a的基因頻率為

1

3

，則子三代果蠅中AA占

4

9

，Aa也占

4

9

，aa占

1

9

，去掉殘翅果蠅后，AA占

1

2

，Aa也占

1

2

，其中A的頻率為

3

4

，a的頻率為

1

4

，則子四代中，AA占

9

16

，Aa占

6

16

，所以子四代長翅果蠅中純合子占

3

5

．
故答案為：
（1）選擇  不定向   前
（2）實驗（一）將果蠅個體作為進化的單位來研究不能發現個體變異不定向的特點；實驗（一）用DDT直接處理果蠅，雖然看到的是群體變異，但容易誤認為DDT對果蠅的抗性起“誘導”作用，而看不出“誘導”掩蓋下的選擇作用．
（3）①

1

3

   ②

3

5

點評：本題考查現代生物進化理論的主要內容及基因頻率的相關計算，首先要求考生識記現代生物進化理論的主要內容，能分析題干信息，得出實驗一得不到正確結論的原因；其次扣住“自由交配”，利用基因頻率計算出相關概率．