Question

一万多年前，内华达州比现在湿润得多，气候也较为寒冷，许多湖泊(A、B、C、D)通过纵横交错的小溪流连结起来，湖中有不少鳉鱼。以后，气候逐渐干旱，小溪流渐渐消失，形成了若干个独立的湖泊，各湖泊生活的锵鱼形态差异也变得明显(分别称为a、b、c、d鳉鱼)。下图为内华达州1万多年以来湖泊地质的变化示意图。

(1)一万多年后，D湖中的_________________称为鳉鱼种群的基因库；现代生物进化理论认为______________为生物的进化提供原材料。

(2)现在，有人将四个湖泊中的一些鳉鱼混合养殖，结果发现：A、B两湖的鳉鱼(a和b)能进行交配且产生后代，但其后代高度不育，则a、b鳉鱼之间存在_______________，它们属于两个____________；来自C、D两湖的鳉鱼(c和d)交配，能生育具有正常生殖能力的子代，且子代之间存在一定的性状差异，这体现了生物多样性中的________(填“基因多样性”“物种多样性”或“生态系统多样性”)。

(3)在5000年前，A湖的浅水滩生活着甲水草(二倍体)，如今科学家发现了另一些植株较硕大的乙水草，经基因组分析，甲、乙两水草完全相同；经染色体组分析，水草甲含有18对同源染色体，水草乙的染色体组数是水草甲的2倍。则乙水草产生的原因最可能是__________。

(4)如果C湖泊中鳉鱼体色有黑色和浅灰色，其为一对相对性状，黑色基因A的基因频率为50％。环境变化后，鳉鱼种群中基因型为AA、Aa的个体数量在一年后各增加10％，基因型为aa的个体数量减少10％，则一年后A的基因频率为_________(保留一位小数)，该种群___________(填“有”或“没有”)进化成一个新物种。

Answer

所有鳉鱼所含有的全部基因 突变和基因重组 生殖隔离 物种 基因多样性 低温导致甲水草幼苗或种子有丝分裂过程中纺锤体形成受到抑制，进而导致染色体组成倍增加形成四倍体水草乙 52.4% 没有

【解析】

种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质是种群基因频率的改变。突变和基因重组，自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节，通过它们的综合作用，种群产生分化，最终导致新物种形成。在这个过程中，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定向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。

（1）种群中的全部个体所含有的全部基因统称为基因库，故D湖中的所有鳉鱼所含有的全部基因称为鳉鱼种群的基因库。现代生物进化理论认为突变和基因重组产生生物进化的原材料，其中突变包括基因突变和染色体变异。

（2）虽然A、B两湖的鳉鱼(a和b)能进行交配且产生后代，但其后代高度不育，所以A、B两湖的鳉鱼产生了生殖隔离，它们属于两个物种。来自C、D两湖的鳉鱼（c和d）交配，能生育具有正常生殖能力的子代，说明C、D两湖的鳉鱼还是同一个物种，没有产生生殖隔离，因此体现的是基因多样性。

（3）根据甲、乙的基因完全相同，染色体数乙是甲的二倍，且乙的植株较硕大，说明乙是由甲经过染色体加倍形成的多倍体，即乙是四倍体，形成的原因可能是：低温导致甲水草幼苗或种子有丝分裂过程中纺锤体形成受到抑制，进而导致染色体组成倍增加形成四倍体水草乙。

（4）根据A的基因频率为50%，可知群体中AA的个体占25%，Aa的个体占50%，aa的个体占25%，假设开始鳉鱼的种群数量为200只（AA为50只、Aa为100只、aa为50只），环境变化后，基因型为AA、Aa的个体数量在一年后各增加10%，基因型为aa的个体数量减少10%，则AA的数量为55只，Aa的数量为110只，aa的数量为45只，所以一年后A的基因频率=（110+55×2）÷（55×2+110×2+45×2）≈52.4%。基因频率改变，只能说明生物进化了，由于各个基因型的个体仍然可以进行基因交流，所以没有进化形成新物种。