题目
褐花杓兰和西藏杓兰是我国特有的珍稀濒危兰科植物,主要分布于西南地区且有一定的区域交叉。典型的褐花杓兰,花是深紫色的;典型的西藏杓兰,花是紫红色的。此外,它们的花色还存在从浅红到深紫等一系列的过渡类型。研究发现,这两种植物能够杂交并产生可育后代。(1))这两种兰花的花色存在一系列的过渡类型,这一系列花色过渡类型的出现 ______(填“会”或“不会”)增加当地杓兰物种的多样性,原因是 ______。二者杂交后代花色与典型亲本有一定差异的可能原因是 ______。(2)西藏杓兰的萼片在花开放前起保护作用,在花开放后最直接的作用是挡雨,防止雨水对花朵造成伤害,从而保证花朵顺利传粉。萼片和花朵之间的分工合作是否是协同进化的结果?请说明理由。 ______。为其传粉的熊蜂体色由常染色体上的一对等位基因D(深色)和d(浅色)控制,调查某深色岩区熊蜂深色表型占95%,D的基因频率为64%,则该区熊蜂中Dd占 ______。(3)我国西南地区卧龙自然保护区山高谷深,树状水系的溪流密布,属于全球生物多样性核心地区之一,请从物种形成的角度解释这里生物多样性高的原因是 ______。
褐花杓兰和西藏杓兰是我国特有的珍稀濒危兰科植物,主要分布于西南地区且有一定的区域交叉。典型的褐花杓兰,花是深紫色的;典型的西藏杓兰,花是紫红色的。此外,它们的花色还存在从浅红到深紫等一系列的过渡类型。研究发现,这两种植物能够杂交并产生可育后代。
(1))这两种兰花的花色存在一系列的过渡类型,这一系列花色过渡类型的出现 ______(填“会”或“不会”)增加当地杓兰物种的多样性,原因是 ______。二者杂交后代花色与典型亲本有一定差异的可能原因是 ______。
(2)西藏杓兰的萼片在花开放前起保护作用,在花开放后最直接的作用是挡雨,防止雨水对花朵造成伤害,从而保证花朵顺利传粉。萼片和花朵之间的分工合作是否是协同进化的结果?请说明理由。 ______。为其传粉的熊蜂体色由常染色体上的一对等位基因D(深色)和d(浅色)控制,调查某深色岩区熊蜂深色表型占95%,D的基因频率为64%,则该区熊蜂中Dd占 ______。
(3)我国西南地区卧龙自然保护区山高谷深,树状水系的溪流密布,属于全球生物多样性核心地区之一,请从物种形成的角度解释这里生物多样性高的原因是 ______。
(1))这两种兰花的花色存在一系列的过渡类型,这一系列花色过渡类型的出现 ______(填“会”或“不会”)增加当地杓兰物种的多样性,原因是 ______。二者杂交后代花色与典型亲本有一定差异的可能原因是 ______。
(2)西藏杓兰的萼片在花开放前起保护作用,在花开放后最直接的作用是挡雨,防止雨水对花朵造成伤害,从而保证花朵顺利传粉。萼片和花朵之间的分工合作是否是协同进化的结果?请说明理由。 ______。为其传粉的熊蜂体色由常染色体上的一对等位基因D(深色)和d(浅色)控制,调查某深色岩区熊蜂深色表型占95%,D的基因频率为64%,则该区熊蜂中Dd占 ______。
(3)我国西南地区卧龙自然保护区山高谷深,树状水系的溪流密布,属于全球生物多样性核心地区之一,请从物种形成的角度解释这里生物多样性高的原因是 ______。
题目解答
答案
(1)由题可知:两种植物能够杂交并产生可育后代,故这一系列花色过渡类型的出现不会增加当地杓兰物种的多样性。二者杂交后代花色与典型亲本有一定差异的可能原因是发生了基因重组或存在表观遗传现象。
(2)协同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展的。萼片和花朵之间的分工合作是同一个体不同结构之间的分工合作,不属于协同进化。
深色表型占95%,浅色dd为5%,D的基因频率为64%,d的基因频率为36%,而由于d的基因频率等于dd基因型频率加上杂合子基因型频率的一半,即d=dd+1/2Dd,所以Dd基因型频率为Dd=2×(0.36-0.05)=0.62。
(3)卧龙自然保护区山高谷深,由于高山峡谷易形成地理隔离,阻断生物种群间的基因流动,易于新物种的形成;且高山峡谷易形成不同的环境,可对生物进行不同的选择,因此卧龙自然保护区的生物多样性高。
故答案为:
(1)不会 这两种植物能够杂交并产生可育后代,属于同一物种,并未产生新的物种 发生了基因重组或存在表观遗传现象
(2)不是,协同进化是不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展的,萼片和花朵是同一个体不同结构之间的分工合作,不是协同进化的结果 62%
(3)山高谷深易形成地理隔离,阻断基因交流;不同区域的不同自然环境,使自然选择的方向不同,易于新物种的形成
(2)协同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展的。萼片和花朵之间的分工合作是同一个体不同结构之间的分工合作,不属于协同进化。
深色表型占95%,浅色dd为5%,D的基因频率为64%,d的基因频率为36%,而由于d的基因频率等于dd基因型频率加上杂合子基因型频率的一半,即d=dd+1/2Dd,所以Dd基因型频率为Dd=2×(0.36-0.05)=0.62。
(3)卧龙自然保护区山高谷深,由于高山峡谷易形成地理隔离,阻断生物种群间的基因流动,易于新物种的形成;且高山峡谷易形成不同的环境,可对生物进行不同的选择,因此卧龙自然保护区的生物多样性高。
故答案为:
(1)不会 这两种植物能够杂交并产生可育后代,属于同一物种,并未产生新的物种 发生了基因重组或存在表观遗传现象
(2)不是,协同进化是不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展的,萼片和花朵是同一个体不同结构之间的分工合作,不是协同进化的结果 62%
(3)山高谷深易形成地理隔离,阻断基因交流;不同区域的不同自然环境,使自然选择的方向不同,易于新物种的形成
解析
- 物种多样性的判断:需明确物种的定义,判断两种兰花是否为同一物种。若能杂交并产生可育后代,则属于同一物种,过渡类型不会增加物种数目。
- 协同进化的核心:协同进化发生在不同物种或生物与环境之间,同一生物体内的结构分工不属于协同进化。
- 地理隔离与物种形成:地理隔离阻断基因交流,结合自然选择,加速新物种形成。
第(1)题
第一空
关键点:两种兰花能杂交并产生可育后代,说明属于同一物种。花色过渡类型属于同一物种内的变异,不会形成新物种,因此不会增加物种多样性。
第二空
原因:花色过渡类型是同一物种内的遗传多样性体现,未产生新物种。
第三空
可能原因:杂交后代的花色差异可能由基因重组(不同亲本基因的重新组合)或表观遗传(基因表达调控差异)引起。
第(2)题
第一空
协同进化定义:协同进化强调不同物种或生物与环境间的相互作用。萼片和花朵属于同一生物体内的结构分工,属于自然选择的结果,而非协同进化。
第二空
计算基因型频率
- 已知条件:
- 深色表型(DD和Dd)占95%,浅色(dd)占5% → $f(dd) = 5\% = 0.05$
- $f(D) = 64\% = 0.64$,$f(d) = 36\% = 0.36$
- 基因型频率关系:
根据哈迪-温伯格定律,$f(d) = f(dd) + \frac{1}{2}f(Dd)$
代入数据:
$0.36 = 0.05 + \frac{1}{2}f(Dd)$
解得:
$f(Dd) = 2 \times (0.36 - 0.05) = 0.62 = 62\%$
第(3)题
地理隔离与自然选择:
- 地理隔离:山高谷深形成天然屏障,阻断不同种群间的基因交流,加速新物种形成。
- 自然选择:不同区域的环境差异导致自然选择方向不同,保留更多适应性变异,提升生物多样性。