Question

5．生物進(jìn)化實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變，其中影響種群基因頻率的因素有很多，如自然選擇、突變、生物個體的遷入遷出等．某中學(xué)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)．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(shí)驗(yàn)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(jìn)行雜交，獲得子一代雌雄果蠅；
b．讓子一代果蠅連續(xù)自由交配5代，同時在每一代中要除去殘翅果蠅；
c．當(dāng)子六代所有長翅果蠅自由交配后，統(tǒng)計子七代長翅果蠅和殘翅果蠅在種群中的百分比；
d．根據(jù)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(jié)論．
請分析回答：
（1）如果按照上述步驟進(jìn)行，在子三代長翅果蠅中純合子占$\frac{1}{2}$．
（2）如果在每代中不除去殘翅果蠅，在子三代長翅果蠅中純合子占$\frac{1}{3}$．
（3）請判斷該實(shí)驗(yàn)過程的設(shè)計是否科學(xué)？你的理由是不科學(xué)，沒有設(shè)置對照（沒有對照實(shí)驗(yàn)）．
（4）若讓你對此實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行改進(jìn)，請設(shè)計出改進(jìn)后的部分步驟．
①選擇一只純種雄性長翅果蠅與一只雌性殘翅果蠅進(jìn)行雜交，獲得子一代雌雄果蠅；
②子一代果蠅分成性狀完全相同的甲、乙兩組，讓甲、乙兩組果蠅分別連續(xù)自由交配5次，同時將乙組在每一代中都要除去殘翅果蠅
③…統(tǒng)計…（略）
④…計算…（略）
（5）請預(yù)期這種人工選擇對種群基因頻率的影響．這種人工選擇將導(dǎo)致B基因的頻率增大，b基因的頻率減�。�

Answer 1

分析 現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的基本觀點(diǎn)：種群是生物進(jìn)化的基本單位，生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)在于種群基因頻率的改變；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發(fā)生定向的改變并決定生物進(jìn)化的方向；隔離是新物種形成的必要條件．

解答 解：（1）選擇一只純種雄性長翅果蠅BB與一只雌性殘翅果蠅bb進(jìn)行雜交，獲得子一代雌雄果蠅為Bb，讓子一代果蠅連續(xù)自由交配5代，同時在每一代中要除去殘翅果蠅，B=b=$\frac{1}{2}$，則子二代為BB=bb=$\frac{1}{4}$，Bb=$\frac{1}{2}$，淘汰bb，BB：Bb=1：2，B=$\frac{2}{3}$，b=$\frac{1}{3}$，則子三代BB=$\frac{4}{9}$，Bb=$\frac{4}{9}$，bb=$\frac{1}{9}$，因此在子三代長翅果蠅中純合子占$\frac{1}{2}$．
（2）選擇一只純種雄性長翅果蠅BB與一只雌性殘翅果蠅bb進(jìn)行雜交，獲得子一代雌雄果蠅為Bb，讓子一代果蠅連續(xù)自由交配5代，B=b=$\frac{1}{2}$，如果在每代中不除去殘翅果蠅，基因頻率保持不變，則子三代為BB=bb=$\frac{1}{4}$，Bb=$\frac{1}{2}$，在子三代長翅果蠅中純合子占$\frac{1}{3}$．
（3）由于該實(shí)驗(yàn)沒有設(shè)置對照，因此該實(shí)驗(yàn)過程的設(shè)計不科學(xué)．
（4）對此實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)后的步驟為：
①選擇一只純種雄性長翅果蠅與一只雌性殘翅果蠅進(jìn)行雜交，獲得子一代雌雄果蠅；
②將子一代果蠅分成性狀完全相同的甲、乙兩組，讓甲、乙兩組果蠅分別連續(xù)自由交配5代，同時將乙組在每一代中都要除去殘翅果蠅；
③當(dāng)子六代所有長翅果蠅自由交配后，分別統(tǒng)計甲、乙兩組子七代中長翅果蠅和殘翅果蠅在種群中的百分比；
④根據(jù)甲、乙兩組中殘翅果蠅的百分比，分別計算出甲、乙兩組中的B、b基因在種群中的基因頻率，比較得出結(jié)論．
（5）根據(jù)題意分析可知，這種人工選擇將導(dǎo)致B基因的頻率增大，b基因的頻率減�。�
故答案為：
（1）$\frac{1}{2}$
（2）$\frac{1}{3}$
（3）不科學(xué)，沒有設(shè)置對照（沒有對照實(shí)驗(yàn)）
（4）②分成性狀完全相同的甲、乙兩組，讓甲、乙兩組果蠅分別連續(xù)自由交配5次，同時將乙組在每一代中都要
（5）這種人工選擇將導(dǎo)致B基因的頻率增大，b基因的頻率減小

點(diǎn)評 本題考查現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容及基因頻率的相關(guān)計算，首先要求考生識記現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容，能分析題干信息，得出實(shí)驗(yàn)一得不到正確結(jié)論的原因；其次扣住“自由交配”，利用基因頻率計算出相關(guān)概率．