Question

13．回答下列有關(guān)生物進(jìn)化和多樣性的問題
雄綠頭鴨的羽毛有美羽和素羽之分，設(shè)定一對(duì)等位基因A、a控制雄鴨的羽毛性狀，A決定美羽，a決定素羽．美羽雄鴨羽毛艷麗易被天敵發(fā)現(xiàn)，但有利于雌鴨的識(shí)別，避免與近似鴨種錯(cuò)交，使生殖失敗；而素羽雄鴨則有利于躲避天敵，不利于雌鴨的識(shí)別．
生境一：近似鴨種多而天敵少的地區(qū)；
生境二：近似鴨種少而天敵多的地區(qū)；
生境三：食物比較豐富，近似鴨種少天敵也少的地區(qū)；生境四：食物比較貧乏，沒有近似鴨種而天敵數(shù)量劇增．

（1）試分析生境一與生境三的基因頻率變化情況，選擇上圖中對(duì)應(yīng)的編號(hào)．生境一：B；生境三A．
（2）以上四種生境經(jīng)過一段時(shí)間后，生境四中a的基因頻率會(huì)最高，請(qǐng)用現(xiàn)代進(jìn)化理論解釋原因：生物進(jìn)化的單位是種群，自然選擇主導(dǎo)著進(jìn)化的方向．在生境四中，美羽雄鴨（AA、Aa或X^AY）易被天敵發(fā)現(xiàn)，數(shù)量會(huì)急劇減少，素羽雄鴨（aa或X^aY）易躲避天敵而沒有近似鴨種不影響種內(nèi)生殖，生存更多．種群中基因型aa的素羽雄鴨數(shù)量在四個(gè)生境中最多，因而該種群a的基因頻率最高．
“近似鴨種”如琵琶鴨、綠翅鴨和斑嘴鴨，經(jīng)常會(huì)和綠頭鴨在同一棲息地生活．它們的DN2基因同源性比較表如下．

物種	ND2基因長度（bp）	同源性（%）
綠頭鴨	1041
琵嘴鴨	1041	90.97
綠翅鴨	1041	94.62
斑嘴鴨	1041	100

（3）如表數(shù)據(jù)屬于進(jìn)化證據(jù)中的生物化學(xué)證據(jù)，斑嘴鴨和綠頭鴨同源性100%，能否說明他們是同一物種？為什么？不能，因?yàn)檫@只是眾多基因中的一種，且同一物種是能進(jìn)行生殖的，而近似鴨種存在生殖隔離
（4）經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)該地區(qū)美羽綠頭雄鴨有120只，素羽雄鴨有80只，雌鴨150只（只有素羽），如果控制美羽和素羽的A、a位于常染色體上，其中美羽雄鴨純合與雜合比1：1，則A的基因頻率是0.26；如果位于X染色體上，則A的基因頻率是0.24．

Answer 1

分析 1、達(dá)爾文自然選擇學(xué)說的內(nèi)容是：過度繁殖、生存斗爭(zhēng)、遺傳變異、適者生存．其中過度繁殖是自然選擇的前提，生存斗爭(zhēng)是自然選擇的動(dòng)力，遺傳變異是自然選擇的內(nèi)因和基礎(chǔ)，適者生存是自然選擇的結(jié)果．變異是不定向的，自然選擇是定向的，決定生物進(jìn)化的方向．
2、現(xiàn)代生物進(jìn)化理論：①種群是生物進(jìn)化的基本單位，生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變．②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定向改變并決定生物進(jìn)化的方向，③隔離是新物種形成的必要條件．
3、有利變異是相對(duì)的，是對(duì)于特定的環(huán)境而言的．

解答 解：（1）由于生境一為近似鴨種多而天敵少的地區(qū)，故美羽為有利性狀，素羽為不利性狀，又由于A決定美羽，a決定素羽，則A基因頻率升高，變化如B； 生境三食物比較豐富，近似鴨種少天敵也少的地區(qū)，故美羽和素羽無明顯的有利和不利之分，故二者基因頻率處于動(dòng)態(tài)平衡中，變化如A．
（2）生境四中食物比較貧乏，沒有近似鴨種而天敵數(shù)量劇增，故美羽為不利性狀，素羽為有利性狀，又由于A決定美羽，a決定素羽；美羽雄鴨（AA、Aa或X^AY）易被天敵發(fā)現(xiàn)，數(shù)量會(huì)急劇減少，素羽雄鴨（aa或X^aY）易躲避天敵而沒有近似鴨種不影響種內(nèi)生殖，生存更多．種群中基因型aa的素羽雄鴨數(shù)量在四個(gè)生境中最多，因而該種群a的基因頻率最高．
（3）如表數(shù)據(jù)為基因中堿基序列的比較，故屬于進(jìn)化證據(jù)中的生物化學(xué)證據(jù)，斑嘴鴨和綠頭鴨同源性100%，說明它們之間親緣關(guān)系最近，但不是同一個(gè)物種，因?yàn)檫@只是眾多基因中的一種，且同一物種是能進(jìn)行生殖的，而近似鴨種存在生殖隔離
（4）經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)該地區(qū)美羽綠頭雄鴨有120只，素羽雄鴨有80只，雌鴨150只（只有素羽），如果控制美羽和素羽的A、a位于常染色體上，其中美羽雄鴨純合與雜合比1：1，則A的基因頻率=$\frac{60×2+60}{（120+80+150）×2}$=0.26；如果位于X染色體上，則A的基因頻率=$\frac{120}{120+80+150×2}$0.24．
故答案為：
（1）B    A
（2）四  生物進(jìn)化的單位是種群，自然選擇主導(dǎo)著進(jìn)化的方向．在生境四中，美羽雄鴨（AA、Aa或X^AY）易被天敵發(fā)現(xiàn)，數(shù)量會(huì)急劇減少，素羽雄鴨（aa或X^aY）易躲避天敵而沒有近似鴨種不影響種內(nèi)生殖，生存更多．種群中基因型aa的素羽雄鴨數(shù)量在四個(gè)生境中最多，因而該種群a的基因頻率最高
（3）生物化學(xué)    不能，因?yàn)檫@只是眾多基因中的一種，且同一物種是能進(jìn)行生殖的，而近似鴨種存在生殖隔離．
（4）0.26    0.24

點(diǎn)評(píng) 本題考查自然選擇學(xué)說與現(xiàn)代生物進(jìn)化論的聯(lián)系及區(qū)別．意在考查考生的應(yīng)用能力和理解能力，試題難度中等．