Question

果蝇是常用的遗传学研究的试验材料，据资料显示，果蝇约有10⁴对基因，现有一果蝇的野生种群，约有10⁸个个体，请分析回答以下问题：

（1）该种群的全部个体所含有的全部基因统称为_________________，经观察，该种群中果蝇有多种多样的基因型，分析其产生的原因是在突变过程中产生的等位基因，通过有性生殖中的基因重组而产生的，使种群产生了大量的可遗传变异，其产生的方向是_______，不能决定生物进化的方向。

（2）假定该种群中每个基因的突变率都是10^-5，那么在该种群中每一代出现的基因突变数是_____个。

（3）假设该果蝇种群中雌雄个体数目相等，且对于A和a这对等位基因来说只有Aa一种基因型。

①若不考虑基因突变和染色体变异，则该果蝇种群中A基因频率：a基因频率为_________。理论上，该果蝇种群随机交配产生的第一代中AA、Aa和aa的数量比为___________，A基因频率为_______。

②若该果蝇种群随机交配的实验结果是第一代中只有Aa和aa两种基因型，且比例为2：1，则对该结果最合理的解释是______________________。根据这一解释，第一代再随机交配，第二代中Aa和 aa基因型个体数量的比例应为____________。该种群__________（有 / 没有）发生进化。

Answer

基因库 不定向的 2×107 1∶1 1∶2∶1 50% A基因纯合致死 1∶1 有

【解析】

（1）现代生物进化理论的主要内容是：①种群是生物进化的基本单位；②突变（包括染色体变异和基因突变）和基因重组产生进化的原材料，自然条件下的突变和基因重组都是随机的、不定向的；③自然选择使种群的基因频率发生定向改变，导致生物朝着一定的方向进化；④隔离导致物种形成。（2）基因库是指一个种群中全部个体所含有的全部基因，基因频率是指一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。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。某等位基因的频率＝该等位基因纯合子的频率＋1/2杂合子的频率。

(1) 一个种群中的全部个体所含有的全部基因统称为这个种群的基因库。生物产生的可遗传变异（包括染色体变异、基因突变、基因重组）是不定向的。

(2) 果蝇约有104对基因。一野生果蝇种群约有108个个体，假定该种群中每个基因的突变率都是10-5，那么在该种群中每一代出现的基因突变数是104×2×10-5×108＝2×107个。

(3) ①由题意可知：该果蝇种群中雌雄个体数目相等，且只有Aa一种基因型。若不考虑基因突变和染色体变异，依据“某等位基因的频率＝该等位基因纯合子的频率＋1/2杂合子的频率”可推知：该果蝇种群中A基因频率与a基因频率均为1/2，即A基因频率∶a基因频率＝1∶1。理论上，该果蝇种群随机交配产生的第一代中AA、Aa和aa的数量比为1∶2∶1，A基因频率为1/4＋1/2×1/2＝1/2＝50%。

②该果蝇种群中只有Aa一种基因型，理论上该果蝇种群随机交配产生的第一代的基因型及其比例为AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1，但实际上只有Aa和aa两种基因型，且比例为2∶1，则对该结果最合理的解释是A基因纯合致死。在该种群的第一代中，基因型为Aa和aa的个体所占比例分别为2/3和1/3，a基因频率为1/3＋1/2×2/3＝2/3，产生的配子及其比例为1/3A和2/3a。在第一代随机交配所产生的第二代中，Aa∶aa＝2×1/3×2/3∶2/3×2/3＝1∶1，a基因频率为1/2＋1/2×1/2＝3/4。综上分析，该种群的第一代与第二代的a基因频率不同，说明该种群有发生进化。