Question

果蠅是常用的遺傳研究的試驗材料，據資料顯果蠅約有10⁴對基因，現有一黑腹果蠅的野生種群，約有10⁷個個體，請分析回答以下問題：

（1）該種群的全部個體所含有的全部基因統稱為種群的             。經觀察，該種群中果蠅有多種多樣的基因型，分析其產生的原因，是在突變過程中產生            ，能過有性生殖中的       而產生的，使種群中產生了大量的可遺傳的        ，其產生的方向是         ，其來源包括          、          和         。它們都能為生物進化提供                    ，但不能決定生物進化的                   。

（2）假定該種群中每個基因的突變頻率都是10^-5，那么在該種群中每一代出現的基因突變數是                  。

（3）隨機從該種群中抽出100只果蠅，測知基因型AA（灰身）35只，Aa（灰身）60只，aa（黑身）5只，請問A基因的基因頻率為    ，a的基因頻率為     。

（4）已知果蠅白眼（b）為隱性基因，在該種群中每2500只果蠅中才有一只白眼果蠅，那么白眼（b）基因的基因頻率為                      。

（5）假定殘翅（v）的基因突變率為10^-5，由于在正常環境條件下，殘翅果蠅難以生存，結果長翅果蠅（V）類型個體逐漸增多，V基因頻率也隨之升高，經過許多代后，長翅類型為該種群中常見類型，與其他突變類型相比，殘翅個體數要少得多，這一現象說明           

                                                                          。

（6）隔離是形成新物種的         ，常見的隔離類型有            和       ，通常經過長期的        隔離而達到      隔離。不同的果蠅種群之間，一旦發生了                  隔離，就不會有        交流了。

（7）通過對果蠅和其他生物群體遺傳學的研究，可得出生物進化的基本單位是        ；生物進化的實質在于                       ，新物種形成的三個基本環節是                        ，                ，                  ；其中必要條件是                  ，        使種群的基因頻率定向改變并決定       的方向。

Answer 1

（1）基因庫  等位基因  基因重組  變異  不定向的  基因突變  基因重組  染色體變異  原材料  方向（2）2×10⁶（3）65% ；35%  （4）2%（5）殘翅是不利變異，經長期的自然選擇而不斷被淘汰，自然選擇決定生物進化的方向。（6）必要條件；地理隔離；  生殖隔離；地理；生殖；生殖；基因（7）種群  種群基因頻率的改變；突變和基因重組；自然選擇；隔離；隔離；自然選擇；生物進化

解析:

（1）種群基因庫的基因來源于基因突變產生的等位基因，不同的生物個體通過有性生殖使體內的基因進行自由組合或交叉互換（基因重組）形成新的基因型，使生物性狀發生改變，除上述兩因素外，還有染色體變異，其中最主要的是基因突變，因為基因突變能夠產生新基因。這些可遺傳的變異只能為生物的進化提供原始材料，但不能決定生物進化方向。

（2）2×10⁴×10⁷×10^-5=2×10⁶

（3）法一：根據題意，在100個個體中，AA占35個，Aa占60個，aa占5個，即在200個基因中，A基因占：35×2+60=130個，A基因頻率為130÷200=65%；a基因占：5×2+60=70個，a基因頻率為70÷200=35%。

法二：利用基因型頻率求基因頻率：AA基因型頻率為35%，Aa基因型頻率為60%，aa基因型頻率為5%。所以A基因頻率為35%+1/2×60%=65%；a基因頻率為5%+ 1/2×60%=35%

（4）根據遺傳平衡定律（p+q）2=p2+2pq+q2=1，由題意可知：隱性純合子基因型頻率為1/2500，即q2=1/2500，所以b基因頻率為q=2%。

（5）題中事實說明對生物個體來講，不利變異的個體會被環境逐步淘汰，即生物變異是不定向的，而自然選擇是定向的。

（6）隔離就是將一個種群分隔成許多小的種群，使彼此間不能交配或交配后不能產生可育后代的現象。包括地理隔離和生殖隔離，其作物就是阻斷種群間的基因交流，使種群的基因頻率在自然選擇中向不同方向發展，是物種形成的必要條件和重要環節。自然界中特種的形成一般是經過長期的地理隔離而達到生殖隔離，生殖隔離一旦形成，就不會有基因交流了，從而形成一個新的物種。

（7）現代生物進化理論的基本觀點是：種群是生物進化的基本單位，生物進化的實質在于種群基因頻率的改變。突變和基因重組、自然選擇及隔離是物種形成過程的三個基本環節，通過它們的綜合作用，種群產生分化，最終導致新物種的形成。在這個過程中，突變和基因重組產生生物進化的原材料，自然選擇使種群的基因頻率定向改變并決定生物進化的方向，隔離是新物種形成的必要條件。