Question

【題目】一萬多年前，內(nèi)華達(dá)州比現(xiàn)在濕潤得多，氣候也較為寒冷，許多湖泊(A、B、C、D)通過縱橫交錯(cuò)的小溪流連結(jié)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(gè)獨(dú)立的湖泊，各湖泊生活的鏘魚形態(tài)差異也變得明顯(分別稱為a、b、c、d鳉魚)。下圖為內(nèi)華達(dá)州1萬多年以來湖泊地質(zhì)的變化示意圖。

(1)一萬多年后，D湖中的_________________稱為鳉魚種群的基因庫；現(xiàn)代生物進(jìn)化理論認(rèn)為______________為生物的進(jìn)化提供原材料。

(2)現(xiàn)在，有人將四個(gè)湖泊中的一些鳉魚混合養(yǎng)殖，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：A、B兩湖的鳉魚(a和b)能進(jìn)行交配且產(chǎn)生后代，但其后代高度不育，則a、b鳉魚之間存在_______________，它們屬于兩個(gè)____________；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，且子代之間存在一定的性狀差異，這體現(xiàn)了生物多樣性中的________(填“基因多樣性”“物種多樣性”或“生態(tài)系統(tǒng)多樣性”)。

(3)在5000年前，A湖的淺水灘生活著甲水草(二倍體)，如今科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了另一些植株較碩大的乙水草，經(jīng)基因組分析，甲、乙兩水草完全相同；經(jīng)染色體組分析，水草甲含有18對(duì)同源染色體，水草乙的染色體組數(shù)是水草甲的2倍。則乙水草產(chǎn)生的原因最可能是__________。

(4)如果C湖泊中鳉魚體色有黑色和淺灰色，其為一對(duì)相對(duì)性狀，黑色基因A的基因頻率為50％。環(huán)境變化后，鳉魚種群中基因型為AA、Aa的個(gè)體數(shù)量在一年后各增加10％，基因型為aa的個(gè)體數(shù)量減少10％，則一年后A的基因頻率為_________(保留一位小數(shù))，該種群___________(填“有”或“沒有”)進(jìn)化成一個(gè)新物種。

Answer 1

【答案】所有鳉魚所含有的全部基因 突變和基因重組 生殖隔離 物種 基因多樣性 低溫導(dǎo)致甲水草幼苗或種子有絲分裂過程中紡錘體形成受到抑制，進(jìn)而導(dǎo)致染色體組成倍增加形成四倍體水草乙 52.4% 沒有

【解析】

種群是生物進(jìn)化的基本單位，生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是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(gè)基本環(huán)節(jié)，通過它們的綜合作用，種群產(chǎn)生分化，最終導(dǎo)致新物種形成。在這個(gè)過程中，突變和基因重組產(chǎn)生生物進(jìn)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(jìn)化的方向，隔離是新物種形成的必要條件。

（1）種群中的全部個(gè)體所含有的全部基因統(tǒng)稱為基因庫，故D湖中的所有鳉魚所含有的全部基因稱為鳉魚種群的基因庫。現(xiàn)代生物進(jìn)化理論認(rèn)為突變和基因重組產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料，其中突變包括基因突變和染色體變異。

（2）雖然A、B兩湖的鳉魚(a和b)能進(jìn)行交配且產(chǎn)生后代，但其后代高度不育，所以A、B兩湖的鳉魚產(chǎn)生了生殖隔離，它們屬于兩個(gè)物種。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(gè)物種，沒有產(chǎn)生生殖隔離，因此體現(xiàn)的是基因多樣性。

（3）根據(jù)甲、乙的基因完全相同，染色體數(shù)乙是甲的二倍，且乙的植株較碩大，說明乙是由甲經(jīng)過染色體加倍形成的多倍體，即乙是四倍體，形成的原因可能是：低溫導(dǎo)致甲水草幼苗或種子有絲分裂過程中紡錘體形成受到抑制，進(jìn)而導(dǎo)致染色體組成倍增加形成四倍體水草乙。

（4）根據(jù)A的基因頻率為50%，可知群體中AA的個(gè)體占25%，Aa的個(gè)體占50%，aa的個(gè)體占25%，假設(shè)開始鳉魚的種群數(shù)量為200只（AA為50只、Aa為100只、aa為50只），環(huán)境變化后，基因型為AA、Aa的個(gè)體數(shù)量在一年后各增加10%，基因型為aa的個(gè)體數(shù)量減少10%，則AA的數(shù)量為55只，Aa的數(shù)量為110只，aa的數(shù)量為45只，所以一年后A的基因頻率=（110+55×2）÷（55×2+110×2+45×2）≈52.4%。基因頻率改變，只能說明生物進(jìn)化了，由于各個(gè)基因型的個(gè)體仍然可以進(jìn)行基因交流，所以沒有進(jìn)化形成新物種。