Question

2．回答下列有关生物进化和生物多样性问题
桦尺蛾的黑色（A）对浅色（a）是显性．1870年，伦敦某一区域的桦尺蛾以浅色为主，浅色占70%，杂合子占所有个体的20%．由于工业污染，该区域的桦尺蛾每年浅色个体减少10%，黑色个体增加10%．30年后该区域的桦尺蛾个体以黑色为主，几乎看不到浅色个体．
（1）该区域的桦尺蛾个体间存在体色的差异，体现的是遗传多样性，该多样性的实质是基因的多样性．
（2）图中①②③表示自然选择的三种类型．能代表该区域工业污染对桦尺蛾种群选择的类型是②．  
（3）1870年该区域的桦尺蛾群体中，隐性基因（a）的基因频率为80%．一年后，1871年该区域的桦尺蛾群体中，隐性基因（a）的基因频率为77%．
（4）“30年后该区域桦尺蛾个体以黑色为主，几乎看不到浅色个体．”请用现代进化理论回答：
①这30年期间桦尺蛾种群有没有发生进化？为什么？发生了进化，这30年期间桦尺蛾种群中的基因频率发生了定向改变．
②这30年期间桦尺蛾种群有没有形成新物种？为什么？没有形成新物种．

Answer 1

分析 1、生物进化的实质是种群基因频率的定向改变；隔离是产生新物种的必要条件，生殖隔离是新物种形成的标志；生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性．
2、根据种群基因型频率计算种群基因频率的方法：先根据题意计算种群中不同基因型的基因型频率，然后计算种群的基因频率，显性基因的基因频率=显性纯合子的基因型频率+杂合子基因型频率的一半，隐性基因的基因频率=隐性纯合子的基因型频率+杂合子基因型频率的一半．

解答 解：（1）区域的桦尺蛾个体间存在体色的差异是由于不同个体的基因型不同引起的，体现了遗传多样性，其实质是基因多样性．
（2）分析题图曲线可知，①进化使浅色个体增加，黑色个体减少，②进化使黑色个体增加，浅色个体减少，③进化出现了2个优势类型，极浅色和极黑色，因此能代表该区域工业污染对桦尺蛾种群选择的类型是②．
（3）由题意知，1870年该区域的桦尺蛾群体中，aa=70%，Aa=20%，AA=10%，则a生物基因频率是70%+20%÷2=80%；一年后区域的桦尺蛾每年浅色个体是aa=70%×（1-10%）=63%，黑色个体Aa=20%×（1+10%）=22%，AA=10×（1+10%）=11%，则该种群中aa=63%÷（63%+22%+11%），Aa=22%÷（63%+22%+11%），则a的基因频率是a=63%÷（63%+22%+11%）+22%÷（63%+22%+11%）÷2=77%．
（4）①由题意知“30年后该区域桦尺蛾个体以黑色为主，几乎看不到浅色个体．”，说明黑色基因频率增大，浅色基因频率减小，因此生物发生了进化．
②由于30年期间桦尺蛾种群的不同个体之间一直进行基因的自由交流，没有产生隔离，因此有没有形成新物种．
故答案为：
（1）遗传    基因和基因型（遗传物质、DNA的脱氧核苷酸序列）．
（2）②
（3）80%   77%
（4）①发生了进化，这30年期间桦尺蛾种群中的基因频率发生了定向改变（这30年期间桦尺蛾种群中A基因频率不断增大、a基因频率不断减少）．
②没有形成新物种，生殖隔离是新物种形成的标志，桦尺蛾种群没有生殖隔离．

点评 本题旨在考查学生对现代生物进化理论内容的理解，并学会应用相关知识解答进化问题．