Question

【題目】生物進化的實質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、生物個體的遷入和遷出等。某中學生物研究小組為證明人工選擇對種群基因頻率的影響,選用了純種長翅果蠅和殘翅果蠅進行實驗。已知果蠅的長翅(B)對殘翅果蠅(b)為顯性,基因位于常染色體上。他們的實驗過程如下:

a.選擇一只純種雄性長翅果蠅與一只殘翅雌性果蠅進行雜交,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,同時在每一代中都要除去殘翅果蠅;

c.當子六代所有長翅果蠅自由交配后,統(tǒng)計子七代長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算出B、b基因在種群中的基因頻率,得出結論。

請分析回答下列問題。

(1)如果按照上述步驟進行,在子三代長翅果蠅中純合子占___。

(2)如果在每代中不除去殘翅果蠅,在子三代長翅果蠅中純合子占___。

(3)請判斷該實驗過程的設計是否科學。____。你的理由是____________。

(4)若讓你對此實驗過程進行改進,請設計出改進后的步驟。

①選擇一只純種長翅雄果蠅與一只殘翅雌果蠅進行雜交,獲得子一代雌雄果蠅;

②_________________;

③_____________;

④____________________________。

(5)請預期這種人工選擇對種群基因頻率的影響。______________。

Answer 1

【答案】 1/2 3/5 不科學 沒有設置對照(沒有對照實驗) 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次,同時將乙組在每一代中都要除去殘翅果蠅 當子六代所有長翅果蠅自由交配后,分別統(tǒng)計甲、乙兩組子七代中長翅果蠅和殘翅果蠅在種群中的百分比 根據(jù)甲、乙兩組中殘翅果蠅的百分比,分別計算出甲、乙兩組中的B、b基因在種群中的基因頻率,比較得出結論 這種人工選擇將導致B基因的頻率增大,b基因的頻率減小

【解析】試題分析：依據(jù)題意和實驗遵循的單一變量原則，準確定位實驗目的（證明人工選擇對種群基因頻率的影響），進而找出實驗變量（自變量、因變量、無關變量），再結合題干所示的實驗過程，對實驗設計給予合理的評價。在此基礎上，圍繞基因的分離定律、實驗設計應遵循的原則等，對相關問題情境進行解答。

(1)依題意可知：純種雄性長翅果蠅（BB）與一只殘翅雌性果蠅（bb）進行雜交，子一代雌雄果蠅的基因型均為Bb；讓子一代果蠅連續(xù)自由交配5代，同時在每一代中都要除去殘翅果蠅，則在F2中，BB∶Bb＝1∶2，產生的兩種類型的配子B∶b＝2∶1，實驗在F3中，bb為(1/3)×(1/3)＝1/9，即F3中長翅果蠅占8/9，其中的純合子為BB＝(2/3)×(2/3)＝4/9，占長翅總數(shù)的1/2。

(2)若在每代中不除去殘翅果蠅，則F2中BB∶Bb∶bb＝1∶2∶1，F(xiàn)2產生的配子B∶b＝1∶1，F(xiàn)3中BB∶Bb∶bb＝1∶2∶1，因此長翅果蠅中的純合子所占比例為：BB/(BB＋Bb)＝1/3。

(3)該實驗的目的是證明人工選擇對種群基因頻率的影響。依據(jù)實驗設計遵循的對照原則等可知：題干所示的實驗過程沒有設置對照(沒有對照實驗)，因此其設計不科學。

(4)要證明人工選擇是否對種群基因頻率產生影響，其自變量為人工選擇與否。通過由人工選擇作用的種群和自然繁殖的種群繁殖若干代后進行對照得出實驗結論，據(jù)此可推知，改進后的實驗步驟為：

①選擇一只純種長翅雄果蠅與一只殘翅雌果蠅進行雜交，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次,同時將乙組在每一代中都要除去殘翅果蠅；

③當子六代所有長翅果蠅自由交配后,分別統(tǒng)計甲、乙兩組子七代中長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,比較得出結論。

(5)在人工選擇的情況下，果蠅種群中基因型為bb的個體不斷被淘汰，因此，這種人工選擇將導致B基因的頻率增大，b基因的頻率減小。