Question

4．如圖1所示為某地區(qū)中某種老鼠原種群被一條河分割成甲、乙兩個(gè)種群后的進(jìn)化過程圖，圖2為在某段時(shí)間內(nèi)，種群甲中的A基因頻率的變化情況，請(qǐng)思考回答下列問題：

（1）圖1中b過程的實(shí)質(zhì)是定向改變種群的基因頻率，其直接作用對(duì)象是生物個(gè)體的表現(xiàn)型．
（2）圖2中在QR時(shí)間段內(nèi)甲種群生物發(fā)生了進(jìn)化，在T點(diǎn)時(shí)不一定（填“是”、“否”或“不一定”）形成新物種．
（3）若時(shí)間單位為年，在某年時(shí)，甲種群AA、Aa和aa的基因型頻率分別為10%、30%和60%，則此時(shí)A基因頻率為25%．現(xiàn)假設(shè)甲種群所生存的環(huán)境發(fā)生一種新的變化，使得生存能力AA=Aa＞aa，其中aa個(gè)體每年減少10%，而AA和Aa個(gè)體每年增加10%，則下一年時(shí)種群中的aa的基因型頻率約為55.1%．
（4）若A和a基因位于X染色體上，在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)統(tǒng)計(jì)甲種群中X^AX^A個(gè)體占42%、X^AX^a個(gè)體占6%、X^aX^a個(gè)體占2%，X^AY個(gè)體占45%、X^aY個(gè)體占5%，則該種群的a基因頻率為10%．
（5）在調(diào)查乙種群老鼠的種群數(shù)量時(shí)，計(jì)算當(dāng)年種群數(shù)量與一年前種群數(shù)量的比值（λ），并得到如圖3所示的曲線．請(qǐng)回答相關(guān)問題：
①預(yù)測(cè)種群數(shù)量未來變化的主要依據(jù)是年齡組成．
②前4年乙種群老鼠數(shù)量基本不變 （填“增大”、“減小”或“基本不變”）．第10年松鼠的種群密度最低．

Answer 1

分析 圖1：①～⑥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．
圖2：圖中QR時(shí)間段內(nèi)種群基因頻率改變，說明該時(shí)間段內(nèi)甲種群生物發(fā)生了進(jìn)化；OQ和RT段種群基因頻率不改變，說明該時(shí)間段內(nèi)甲種群生物不發(fā)生進(jìn)化．
圖3：0～4年時(shí)λ=1，種群數(shù)量不變；4～10年時(shí)λ＜1，種群數(shù)量減少；在10～20年時(shí)λ＞1，種群數(shù)量持續(xù)增加．
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）圖1中b過程的實(shí)質(zhì)是 定向改變種群的基因頻率，其直接作用對(duì)象是 生物個(gè)體的表現(xiàn)型．
（2）生物進(jìn)行的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的定向改變，圖中QR時(shí)間段內(nèi)種群基因頻率改變，說明該時(shí)間段內(nèi)甲種群生物發(fā)生了進(jìn)化；A點(diǎn)時(shí)，A基因頻率高，說明其控制的性狀更加適應(yīng)環(huán)境；新物種形成的標(biāo)志是生殖隔離，從圖中無法判斷出是否形成生殖隔離，因此在T點(diǎn)時(shí)不一定形成新物種．
（3）該動(dòng)物種群中基因型為AA、Aa和aa的基因型頻率分別為10%、30%和60%，A的基因頻率=AA的頻率+Aa的頻率×$\frac{1}{2}$=25%．
現(xiàn)假設(shè)甲種群中共有100個(gè)個(gè)體，則AA、Aa和aa的個(gè)體數(shù)依次是10、30、60個(gè)，若aa個(gè)體每年減少10%，而AA和Aa個(gè)體每年均增加10%，則下一年時(shí)種群中AA、Aa和aa的個(gè)體數(shù)依次是11、33、54個(gè)，因此aa的基因型頻率=$\frac{54}{54+11+33}$×100%=55.1%．
（4）因?yàn)榧追N群中X^AX^A個(gè)體占42%、X^AX^a個(gè)體占6%、X^aX^a個(gè)體占2%，X^AY個(gè)體占45%、X^aY個(gè)體占5%，假設(shè)該種群共有100個(gè)個(gè)體，則X^AX^A個(gè)體數(shù)目為42、X^AX^a個(gè)體數(shù)目為6、X^aX^a個(gè)體數(shù)目為2，X^AY個(gè)體占45數(shù)目為45、X^aY個(gè)體數(shù)目為5，X^a的基因頻率為=$\frac{6+2×2+5}{42×2+6×2+2×2+45+5}$=10%．
（5）①預(yù)測(cè)種群數(shù)量未來變化的主要依據(jù)是年齡組成．
②前4年λ=1，所以該種群數(shù)量基本不變；第9年時(shí)λ＜1，所以松鼠的年齡組成最可能表現(xiàn)為衰退型．由于4～10年時(shí)λ＜1，種群數(shù)量減少，在10～20年時(shí)λ＞1，種群數(shù)量持續(xù)增加，所以第10年松鼠的種群密度最低．
故答案為：
（1）定向改變種群的基因頻率　生物個(gè)體的表現(xiàn)型　
（2）QR　　不一定　
（3）25%　55.1%　　
（4）10%    
（5）年齡組成   基本不變   10

點(diǎn)評(píng) 本題考查生物進(jìn)化的相關(guān)知識(shí)，要求考生理解種群數(shù)量變化曲線，解題時(shí)注意S型曲線的種群增長(zhǎng)率先增加后減少，J型曲線的種群增長(zhǎng)率不變；識(shí)記現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容，掌握基因頻率和基因型頻率的相關(guān)計(jì)算，能結(jié)合表中數(shù)據(jù)準(zhǔn)確答題，屬于考綱識(shí)記和理解層次的考查．