Question

【題目】一萬多年前，內華達州比現在濕潤得多，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，各湖泊生活的鏘魚形態差異也變得明顯(分別稱為a、b、c、d鳉魚)。下圖為內華達州1萬多年以來湖泊地質的變化示意圖。

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

(2)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)能進行交配且產生后代，但其后代高度不育，則a、b鳉魚之間存在_______________，它們屬于兩個____________；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，這體現了生物多樣性中的________(填“基因多樣性”“物種多樣性”或“生態系統多樣性”)。

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

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

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，進而導致染色體組成倍增加形成四倍體水草乙 52.4% 沒有

【解析】

種群是生物進化的基本單位，生物進化的實質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，最終導致新物種形成。在這個過程中，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。

（1）種群中的全部個體所含有的全部基因統稱為基因庫，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。現代生物進化理論認為突變和基因重組產生生物進化的原材料，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)能進行交配且產生后代，但其后代高度不育，所以A、B兩湖的鳉魚產生了生殖隔離，它們屬于兩個物種。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物種，沒有產生生殖隔離，因此體現的是基因多樣性。

（3）根據甲、乙的基因完全相同，染色體數乙是甲的二倍，且乙的植株較碩大，說明乙是由甲經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，進而導致染色體組成倍增加形成四倍體水草乙。

（4）根據A的基因頻率為50%，可知群體中AA的個體占25%，Aa的個體占50%，aa的個體占25%，假設開始鳉魚的種群數量為200只（AA為50只、Aa為100只、aa為50只），環境變化后，基因型為AA、Aa的個體數量在一年后各增加10%，基因型為aa的個體數量減少10%，則AA的數量為55只，Aa的數量為110只，aa的數量為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，只能說明生物進化了，由于各個基因型的個體仍然可以進行基因交流，所以沒有進化形成新物種。