Question

15．1万年前，科罗拉多大峡谷中的松鼠被一条河流分隔成两个种群，两个种群现在已经发生明显的分化．研究人员指出，经过长期演化可能形成两个物种，如图所示．请分析回答下列问题：
（1）结合现代生物进化理论分析可知，a、b、c分别表示地理隔离、自然选择、生殖隔离，b的实质变化是种群基因频率的改变．
（2）①～⑥的存在说明了变异是不定向的．
（3）该过程体现出物种形成的方式为经过长期地理隔离达到生殖隔离
（4）原松鼠种群中黑毛基因A的基因频率为50%．环境变化后，峡谷北侧山高林密，生活于其中的松鼠种群中基因型为AA、Aa的个体数量在一年后各增加20%，基因型为aa的个体数量减少20%，则一年后a的基因频率约为45.46%，基因型为aa的个体的比例约为18.18%．

Answer 1

分析 1、分析题图：①～⑥表示生物变异，a表示地理隔离，b表示自然选择，c表示生殖隔离，d表示种群基因频率的改变．
2、生物进化的实质是种群基因频率的定向改变．基因频率及基因型频率的相关计算如下：
（1）在种群中一对等位基因的频率之和等于1，基因型频率之和也等于1；
（2）一个等位基因的频率=该等位基因纯合子的频率+$\frac{1}{2}$杂合子的频率．

解答 解：（1）由以上分析可知：甲图中a表示地理隔离，b表示自然选择，c表示生殖隔离，b生物进化的实质是种群基因频率的改变．
（2）图甲中①～⑥表示生物变异，由图中箭头的方向可知变异的不定向性．
（3）该过程体现出物种形成的方式为：经过长期地理隔离达到生殖隔离．
（4）原松鼠种群中AA的基因型频率为25%，Aa的基因型频率为50%，aa的基因型频率为25%．假设开始松鼠的种群数量为100只（AA为25只、Aa为50只、aa为25只），环境变化后，峡谷北侧山高林密，生活于其中的松鼠种群中显性个体即基因型为AA、Aa的个体数量在一年后各增加20%，隐性个体即基因型为aa的个体数量减少20%，则AA的数量为30只，Aa的数量为60只，aa的数量为20只，所以一年后a的基因频率=（60+20×2）÷（30×2+60×2+20×2）≈45.45%．aa基因型频率为45.45%×45.45%≈18.18%．
故答案为：
（1）地理隔离  自然选择  生殖隔离  种群基因频率的改变
（2）变异是不定向的 
（3）经过长期地理隔离达到生殖隔离 
（4）45.46%   18.18%

点评 本题考查生物进化及基因频率的相关计算，意在考查考生的识记能力和识图能力；理解所学知识要点的能力；能用文字、图表以及数学方式等多种表达形式准确地描述生物学方面的内容和计算能力．