Question

1．某中学生物研究小组为证明人工选择对种群基因频率的影响，选用了纯种长翅果蝇和残翅果蝇进行实验．已知果蝇的长翅（B）对残翅（b）为显性，基因位于常染色体上．他们的实验过程如下：
a．选择一只纯种雄性长翅果蝇与一只雌性残翅果蝇进行杂交，获得子一代雌雄果蝇；
b．让子一代果蝇连续自由交配5代，同时在每一代中要除去残翅果蝇；
c．当子六代所有长翅果蝇自由交配后，统计子七代长翅果蝇和残翅果蝇在种群中的百分比；
d．根据残翅果蝇的百分比计算出B、b基因在种群中的基因频率，得出结论．
请分析回答下面的问题．
（1）如果按照上述步骤进行，在子三代长翅果蝇中纯合子占$\frac{1}{2}$．
（2）如果在每代中不除去残翅果蝇，在子三代长翅果蝇中纯合子占$\frac{1}{3}$．
（3）请预期这种人工选择对种群基因频率的影响是这种人工选择将导致B基因的频率增大，b基因的频率减小．
（4）若在自然情况下，基因型为bb的受精卵有$\frac{1}{3}$不能存活，其它都正常．让F₁雌雄果蝇连续自由交配，F₃中B基因的频率是$\frac{99}{169}$．

Answer 1

分析 现代生物进化理论的基本观点：种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于种群基因频率的改变；突变和基因重组产生生物进化的原材料；自然选择使种群的基因频率发生定向的改变并决定生物进化的方向；隔离是新物种形成的必要条件．

解答 解：（1）选择一只纯种雄性长翅果蝇BB与一只雌性残翅果蝇bb进行杂交，获得子一代雌雄果蝇为Bb，让子一代果蝇连续自由交配5代，同时在每一代中要除去残翅果蝇，B=b=$\frac{1}{2}$，则子二代为BB=bb=$\frac{1}{4}$，Bb=$\frac{1}{2}$，淘汰bb，BB：Bb=1：2，B=$\frac{2}{3}$，b=$\frac{1}{3}$，则子三代BB=$\frac{4}{9}$，Bb=$\frac{4}{9}$，bb=$\frac{1}{9}$，因此在子三代长翅果蝇中纯合子占$\frac{1}{2}$．
（2）选择一只纯种雄性长翅果蝇BB与一只雌性残翅果蝇bb进行杂交，获得子一代雌雄果蝇为Bb，让子一代果蝇连续自由交配5代，B=b=$\frac{1}{2}$，如果在每代中不除去残翅果蝇，基因频率保持不变，则子三代为BB=bb=$\frac{1}{4}$，Bb=$\frac{1}{2}$，在子三代长翅果蝇中纯合子占$\frac{1}{3}$．
（3）根据题意分析可知，这种人工选择将导致B基因的频率增大，b基因的频率减小．
（4）若在自然情况下，基因型为bb的受精卵有$\frac{1}{3}$不能存活，其它都正常．让F₁雌雄果蝇（Bb）连续自由交配，理论上F₁中，BB=$\frac{1}{4}$、Bb=$\frac{1}{2}$、bb=$\frac{1}{4}$，由于基因型为bb的受精卵有$\frac{1}{3}$不能存活，因此实际上，BB=$\frac{3}{11}$、Bb=$\frac{6}{11}$、bb=$\frac{2}{11}$；让F₂雌雄果蝇自由交配，理论上，F₃中BB=$\frac{36}{121}$、Bb=$\frac{60}{121}$、bb=$\frac{25}{121}$，但是由于基因型为bb的受精卵有$\frac{1}{3}$不能存活，因此实际上，BB=$\frac{54}{169}$、Bb=$\frac{90}{169}$、bb=$\frac{25}{169}$，因此B基因的频率是$\frac{99}{169}$．
故答案为：
（1）$\frac{1}{2}$
（2）$\frac{1}{3}$
（3）这种人工选择将导致B基因的频率增大，b基因的频率减小
（4）$\frac{99}{169}$

点评 本题考查了基因分离定律和现代生物进化理论的主要内容及基因频率的相关计算，首先要求考生识记现代生物进化理论的主要内容，能分析题干信息，得出实验一得不到正确结论的原因；其次扣住“自由交配”，利用基因频率计算出相关概率．