Question

3．生物進(jìn)化的實(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、基因重組、遺傳漂變、生物個(gè)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(duì)種群基因頻率的影響，選用了純種長(zhǎng)翅果蠅和殘翅果蠅進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．已知果蠅的長(zhǎng)翅（B）對(duì)殘翅（b）為顯性，基因位于常染色體上．他們的實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：
a．選擇一只純種雄性長(zhǎng)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(shí)在每一代中要除去殘翅果蠅；
c．當(dāng)子六代所有長(zhǎng)翅果蠅自由交配后，統(tǒng)計(jì)子七代長(zhǎng)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(jì)算出B、b基因在種群中的基因頻率，得出結(jié)論．
請(qǐng)分析回答：
（1）如果按照上述步驟進(jìn)行，在子三代長(zhǎng)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(zhǎng)翅果蠅中純合子占$\frac{1}{3}$．
（3）請(qǐng)判斷該實(shí)驗(yàn)過(guò)程的設(shè)計(jì)是否科學(xué)？不科學(xué)．你的理由是沒(méi)有設(shè)置對(duì)照（沒(méi)有對(duì)照實(shí)驗(yàn)）．
（4）若讓你對(duì)此實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行改進(jìn)，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)出改進(jìn)后的步驟．
①選擇一只純種雄性長(zhǎng)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(shí)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(zhǎng)翅果蠅自由交配后，分別統(tǒng)計(jì)甲、乙兩組子七代中長(zhǎng)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(jì)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）請(qǐng)預(yù)期這種人工選擇對(duì)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(zhǎng)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(shí)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(zhǎng)翅果蠅中純合子占$\frac{1}{2}$．
（2）選擇一只純種雄性長(zhǎng)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(zhǎng)翅果蠅中純合子占$\frac{1}{3}$．
（3）由于該實(shí)驗(yàn)沒(méi)有設(shè)置對(duì)照，因此該實(shí)驗(yàn)過(guò)程的設(shè)計(jì)不科學(xué)．
（4）對(duì)此實(shí)驗(yàn)過(guò)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(zhǎng)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(shí)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(zhǎng)翅果蠅自由交配后，分別統(tǒng)計(jì)甲、乙兩組子七代中長(zhǎng)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(jì)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(méi)有設(shè)置對(duì)照（沒(méi)有對(duì)照實(shí)驗(yàn)）
（4）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(shí)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(zhǎng)翅果蠅自由交配后，分別統(tǒng)計(jì)甲、乙兩組子七代中長(zhǎng)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(jì)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）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(píng) 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(jì)算，首先要求考生識(shí)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(jì)算出相關(guān)概率．