Question

下面是關(guān)于果蠅對(duì)DDT抗藥性的進(jìn)化實(shí)驗(yàn)．
實(shí)驗(yàn)一：將一個(gè)果蠅群體（第-代）飼養(yǎng)到一定規(guī)模后，用涂有a濃度DDT的玻璃片處理，將成活下來(lái)的果蠅后代（第二代）繼續(xù)飼養(yǎng)到一定規(guī)模后用2a濃度的DDT處理，將成活下來(lái)的果蠅的后代（第三代）用3a濃度的DDT處理…用同樣的方法逐代將DDT濃度增加1a處理果蠅．到第15代，DDT濃度增加至15a仍有能抗15a濃度DDT的果蠅成活．因此，實(shí)驗(yàn)者認(rèn)為，果蠅的變異是“定向的”，即是在環(huán)境條件（DDT）的“誘導(dǎo)”下產(chǎn)生的，并且認(rèn)為，該實(shí)驗(yàn)證實(shí)了拉馬克“用進(jìn)廢退學(xué)說(shuō)”的正確性．
另有學(xué)者發(fā)現(xiàn)了“實(shí)驗(yàn)一”設(shè)計(jì)的缺陷，懷疑實(shí)驗(yàn)一得出的結(jié)論的科學(xué)性．因而設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)二．
實(shí)驗(yàn)二：將若干對(duì)雌雄果蠅分別飼養(yǎng)成若干個(gè)家系（家系：一對(duì)果蠅子女），此為第一代，然后將每個(gè)家系分成兩半，用a濃度分別處理每個(gè)家系的一半．然后在有果蠅成活的家系的另一果蠅中，再培養(yǎng)若干個(gè)家系（第二代）將每個(gè)家系分成兩半，用2a濃度的DDT處理每個(gè)家系的一半．在有果蠅成活的家系的另一半中，再培養(yǎng)若干個(gè)家系（第三代），用3a濃度的DDT處理每個(gè)家系的一半…用同樣的方法逐代將濃度增加1a處理果蠅．到第15代時(shí)，濃度增加至15a，也產(chǎn)生了能抗15a濃度DDT果蠅群體．然而，這些具有抗藥性的果蠅的父母并沒(méi)有接觸過(guò)DDT．
通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)二的分析后，你認(rèn)為：
（1）DDT對(duì)果蠅變異所起的作用不是“誘導(dǎo)”而是

 

，果蠅種群的進(jìn)化是定向的，而果蠅個(gè)體的變異是

 

的，果蠅抗藥性的產(chǎn)生在環(huán)境變化（DDT處理）之（前、中、后）

 

．
（2）通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)二的比較分析，你認(rèn)為實(shí)驗(yàn)一得出不正確結(jié)論的原因是

 

．
（3）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)分析回答下面的問(wèn)題．
①如果在每代中不除去殘翅果蠅，在子四代長(zhǎng)翅果蠅中純合子占

 

．
（2）如果按照上述步驟進(jìn)行，在子四代長(zhǎng)翅果蠅中純合子占

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容,基因頻率的變化

專題：

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）通過(guò)實(shí)驗(yàn)二的分析，可以知道具有抗性的果蠅的父母及其祖先并沒(méi)有接觸過(guò)DDT，DDT所起的作用只是選擇作用，果蠅抗藥性的產(chǎn)生在環(huán)境變化（DDT處理）之前．果蠅的群體中在沒(méi)有接觸DDT之前既有不抗DDT的個(gè)體，也有抗DDT的個(gè)體，也就是說(shuō)果蠅的變異是不定向的．
（2）實(shí)驗(yàn)一將果蠅個(gè)體作為進(jìn)化的單位來(lái)研究不能發(fā)現(xiàn)個(gè)體變異不定向的特點(diǎn)；用DDT直接處理果蠅，雖然看到的是群體的變異，但容易誤認(rèn)為DDT對(duì)果蠅的抗藥性“誘導(dǎo)”作用，而看不出在“誘導(dǎo)”掩蓋下的選擇作用．
（3）①在自由交配得情況下，如果在每代中不除去殘翅果蠅，果蠅的基因頻率將不發(fā)生改變，擇子四代果蠅的基因型及比例仍為AA：Aa：aa=1：2：1，其中長(zhǎng)翅果蠅中純合子占

1

3

．
②如果按照上述步驟進(jìn)行，子一代雌雄果蠅的基因型均為Aa；子二代果蠅的基因型及比例仍為AA：Aa：aa=1：2：1，去掉殘翅果蠅后，AA占

1

3

，Aa占

2

3

，A的基因頻率為

2

3

，a的基因頻率為

1

3

，則子三代果蠅中AA占

4

9

，Aa也占

4

9

，aa占

1

9

，去掉殘翅果蠅后，AA占

1

2

，Aa也占

1

2

，其中A的頻率為

3

4

，a的頻率為

1

4

，則子四代中，AA占

9

16

，Aa占

6

16

，所以子四代長(zhǎng)翅果蠅中純合子占

3

5

．
故答案為：
（1）選擇  不定向   前
（2）實(shí)驗(yàn)（一）將果蠅個(gè)體作為進(jìn)化的單位來(lái)研究不能發(fā)現(xiàn)個(gè)體變異不定向的特點(diǎn)；實(shí)驗(yàn)（一）用DDT直接處理果蠅，雖然看到的是群體變異，但容易誤認(rèn)為DDT對(duì)果蠅的抗性起“誘導(dǎo)”作用，而看不出“誘導(dǎo)”掩蓋下的選擇作用．
（3）①

1

3

   ②

3

5

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．