Question

【題目】螺旋蠅是家畜的毀滅性物種。在實(shí)驗(yàn)室里對(duì)兩組數(shù)量相同的螺旋蠅進(jìn)行不同的處理：一組使用殺蟲劑；另一組使用電離輻射，促使雄性不育。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示，請(qǐng)回答有關(guān)問題。

(1)用現(xiàn)代生物進(jìn)化理論解釋圖中殺蟲劑處理后群體中的個(gè)體數(shù)逐漸上升的原因__________________________________。用電離輻射促使雄性不育的方法最終能達(dá)到理想的效果，即消滅螺旋蠅，但所需時(shí)間較長(zhǎng)，其最主要的原因是__________________。

(2)螺旋蠅的翅色有黃翅黑斑和橙黃黑斑兩種。研究得知，黃翅黑斑(A)對(duì)橙黃黑斑(a)是顯性，且親代基因型及比例是AA(30％)、Aa(60％)、aa(10%)。若它們隨機(jī)交配，則子代的基因型頻率是________。若要使其后代的基因頻率維持在這一理想狀態(tài)下，除題干給出的特點(diǎn)外還應(yīng)具備哪些條件?_______________________________。

(3)近年發(fā)現(xiàn)該種群出現(xiàn)了突變的白翅蠅，專家分析該種群的基因頻率將會(huì)發(fā)生改變。請(qǐng)分析白翅基因的頻率可能會(huì)怎樣變化?__________________________________________。

Answer 1

【答案】螺旋蛆蠅中存在抗藥性基因突變，在殺蟲劑作用下，抗藥性基因頻率增大，逐漸形成了抗藥的新類型 基因突變的頻率較低，需要在幾代中反復(fù)進(jìn)行，才能使突變個(gè)體(即雄性不育個(gè)體)的數(shù)量逐漸增多 AA36%、Aa48%、aa16% 沒有遷入和遷出，自然選擇對(duì)翅色這一相對(duì)性狀沒有作用，基因A、a不產(chǎn)生突變 如果該性狀適應(yīng)環(huán)境，則基因頻率會(huì)增大，如果該性狀不適應(yīng)環(huán)境，則基因頻率會(huì)減小

【解析】

現(xiàn)代生物進(jìn)化理論認(rèn)為：種群是生物進(jìn)化的基本單位；可遺傳變異為生物進(jìn)化提供原材料，生物的變異是不定向的，自然選擇是定向的；自然選擇通過定向改變種群基因頻率而使生物朝著一定的方向進(jìn)化；隔離是新物種形成的必要條件，生殖隔離是新物種形成的標(biāo)志；通過漫長(zhǎng)的共同進(jìn)行形成生物多樣性，生物多樣性包括遺傳多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性。

（1）螺旋蠅中存在抗藥性基因突變，圖一中殺蟲劑處理后，具有抗藥性基因的個(gè)體生存和繁殖后代的機(jī)會(huì)增大，抗藥性基因頻率升高，逐漸形成抗藥性新類型，因此群體中的個(gè)體數(shù)逐漸上升。由于基因突變的頻率較低，需要在幾代中反復(fù)進(jìn)行，才能使突變個(gè)體（即雄性不育個(gè)體）的數(shù)量逐漸增多，所以采用電離輻射促使雄性不育的方法消滅螺旋蠅，所需時(shí)間較長(zhǎng)。

（2）親代基因型及比例是AA(30％)、Aa(60％)、aa(10%)，則A的基因頻率=30%+1/2×60%=60%，a的基因頻率為40%；若它們隨機(jī)交配，子代的基因型頻率是AA＝（60%）2＝36%、Aa＝2×60%×40%＝48%、aa＝（40%）2＝16%。若要使其后代的基因頻率維持在這一理想狀態(tài)下，需要滿足以下條件：種群足夠大，沒有遷入和遷出，自然選擇對(duì)翅色這一相對(duì)性狀沒有作用，基因A、a不產(chǎn)生突變，隨機(jī)交配（題干中給出特點(diǎn)）。

（3）如果突變的白翅性狀適應(yīng)環(huán)境，在自然選擇中擁有該性狀的個(gè)體生存和繁殖后代的機(jī)會(huì)增大，則基因頻率會(huì)增大，如果該性狀不適應(yīng)環(huán)境，則基因頻率會(huì)減小。