Question

【題目】某中學(xué)生物研究小組為探究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)行實驗。已知果蠅的長翅（B）對殘翅（b）為顯性，且控制翅形的基因位于常染色體上。他們的實驗過程如下：

a．選擇一只純種長翅雄果蠅與一只殘翅雌果蠅進(jìn)行雜交獲得子一代雌雄果蠅；

b．讓子一代果蠅連續(xù)自由交配五代，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)子七代長翅果蠅和殘翅果蠅的百分比計算出B、b基因在種群中的頻率，得出結(jié)論。

據(jù)此回答（1） ～（5）題。

（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________。

（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________。

（3）請判斷該實驗過程的設(shè)計是否科學(xué)?________。你的理由是________。

（4）若讓你對此實驗過程進(jìn)行改進(jìn)，請設(shè)計出改進(jìn)后的步驟。

①選擇一只純種長翅雄果蠅與一只殘翅雌果蠅進(jìn)行雜交，獲得子一代雌雄果蠅；

②________________________________________________________________________________________；

③________________________________________________________________________________________；

④________________________________________________________________________________________。

（5）請預(yù)測這種人工選擇對種群基因頻率的影響：_____________________。

Answer 1

【答案】1/2 1/3 不科學(xué) 沒有設(shè)置對照（沒有對照實驗） 將子一代果蠅隨機(jī)分成相同的甲、乙兩組，讓甲、乙兩組果蠅分別連續(xù)自由交配五代，同時乙組在每一代中都要除去殘翅果蠅 甲組子六代所有果蠅自由交配，乙組子六代所有長翅果蠅自由交配，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所占的百分比 根據(jù)甲、乙兩組中子七代長翅果蠅和殘翅果蠅的百分比，分別計算出甲、乙兩組中的B、b基因在種群中的頻率，比較得出結(jié)論 這種人工選擇將導(dǎo)致B基因的基因頻率增大，b基因的基因頻率減小

【解析】

現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的基本觀點：種群是生物進(jìn)化的基本單位，生物進(jìn)化的實質(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。

（1）純種長翅雄果蠅與殘翅雌果蠅雜交，得子一代，子一代自由交配得子二代，子二代去除殘翅果蠅后的基因型及比例為BB：Bb=1：2，產(chǎn)生的配子的種類及比例為B：b=2：1，故自由交配后子三代中基因型為BB的個體占2/3×2/3=4/9，Bb的個體占2×2/3×1/3=4/9，即子三代長翅果蠅中純合子占1/2。

（2）若每代中不除去殘翅果蠅，則子二代中BB：Bb：bb=1：2：1，子二代產(chǎn)生的配子B：b=1：1，子三代中BB：Bb：bb=1：2：1，故子三代長翅果蠅中純合子占1/3。

（3）由于該實驗沒有設(shè)置對照，因此該實驗過程的設(shè)計不科學(xué)。
（4）對此實驗過程進(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甲組子六代所有果蠅自由交配，乙組子六代所有長翅果蠅自由交配，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所占的百分比；
④根據(jù)甲、乙兩組中子七代長翅果蠅和殘翅果蠅的百分比，分別計算出甲、乙兩組中的B、b基因在種群中的頻率，比較得出結(jié)論。
（5）根據(jù)題意分析可知，逐代淘汰bb殘翅個體這種人工選擇將導(dǎo)致B基因的頻率增大，b基因的頻率減小。