Question

20．1萬年前，科羅拉多大峽谷中的松鼠被一條河流分隔成兩個(gè)種群，兩個(gè)種群現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)生明顯的分化．研究人員指出，經(jīng)過長(zhǎng)期演化可能形成兩個(gè)物種，如下圖所示．請(qǐng)分析回答下列問題：

（1）結(jié)合現(xiàn)代生物進(jìn)化理論分析可知，a、c分別表示地理隔離、生殖隔離，b的實(shí)質(zhì)變化是種群基因頻率的改變．
（2）①～⑥的存在說明了變異是不定向的．
（3）原松鼠種群中黑毛基因A的基因頻率為50%．環(huán)境變化后，峽谷北側(cè)山高林密，生活于其中的松鼠種群中基因型為AA、Aa的個(gè)體數(shù)量在一年后各增加20%，基因型為aa的個(gè)體數(shù)量減少20%，則一年后a的基因頻率約為45.45%，基因型為aa的個(gè)體的比例約為18.18%．

Answer 1

分析 1、分析題圖：①～⑥表示生物變異，a表示地理隔離，b表示基因頻率變化的不斷積累，c表示生殖隔離．
2、生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的定向改變．基因頻率及基因型頻率的相關(guān)計(jì)算如下：
（1）在種群中一對(duì)等位基因的頻率之和等于1，基因型頻率之和也等于1；
（2）一個(gè)等位基因的頻率=該等位基因純合子的頻率+$\frac{1}{2}$雜合子的頻率．

解答 解：（1）由以上分析可知：甲圖中a表示地理隔離，c表示生殖隔離，b表示基因頻率變化的不斷積累．
（2）圖甲中①～⑥表示生物變異，由圖中箭頭的方向可知變異的不定向性．
（3）原松鼠種群中AA的基因型頻率為25%，Aa的基因型頻率為50%，aa的基因型頻率為25%．假設(shè)開始松鼠的種群數(shù)量為100只（AA為25只、Aa為50只、aa為25只），環(huán)境變化后，峽谷北側(cè)山高林密，生活于其中的松鼠種群中顯性個(gè)體即基因型為AA、Aa的個(gè)體數(shù)量在一年后各增加20%，隱性個(gè)體即基因型為aa的個(gè)體數(shù)量減少20%，則AA的數(shù)量為30只，Aa的數(shù)量為60只，aa的數(shù)量為20只，所以一年后a的基因頻率=（60+20×2）÷（30×2+60×2+20×2）≈45.45%．a(chǎn)a基因型頻率為20÷（30+60+20）≈18.18%．
故答案為：
（1）地理隔離   生殖隔離   種群基因頻率的改變
（2）變異是不定向的
（3）45.45%    18.18%

點(diǎn)評(píng) 本題考查生物進(jìn)化及基因頻率的相關(guān)計(jì)算，意在考查考生的識(shí)記能力和識(shí)圖能力；理解所學(xué)知識(shí)要點(diǎn)的能力；能用文字、圖表以及數(shù)學(xué)方式等多種表達(dá)形式準(zhǔn)確地描述生物學(xué)方面的內(nèi)容和計(jì)算能力．