Question

分析有關(guān)科學(xué)探究的資料，回答問(wèn)題：
能夠影響生物生殖和死亡時(shí)間安排的那些特征構(gòu)成了生物的生活史．達(dá)爾文認(rèn)為：種群的生活史特征是由自然選擇所塑造的進(jìn)化適應(yīng)．下列實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)了達(dá)爾文的觀點(diǎn)．虹鳉是觀賞魚(yú)中最易辨認(rèn)的一種小形淡水魚(yú)．在某河流系統(tǒng)中，虹鳉生活在小水潭中，地理隔離使種群間彼此無(wú)法進(jìn)行基因交流，如圖1．Reznick和Endler研究初期發(fā)現(xiàn)，虹鳉種群的一些生活史特征是與溪流水潭中主要的捕食者類型相關(guān)的，水潭①中的捕食者花鳉捕食較小的和未成熟的虹鳉；水潭②中體型較大的狗魚(yú)則捕食大而成熟的虹鳉．
（1）Reznick和Endler研究虹鳉生活史的進(jìn)化適應(yīng)性只有在追蹤一個(gè)

 

隨時(shí)間所發(fā)生的改變時(shí)才是明顯可見(jiàn)的．
（2）觀察發(fā)現(xiàn)，狗魚(yú)捕食大而成熟的虹鳉，但并不因此而消滅虹鳉．從生殖發(fā)育的角度看，這類虹鳉區(qū)別于有花鳉的水潭中的虹鳉的生活史特點(diǎn)是

 

（選填字母a．早成熟，b．晚成熟，c．每次生殖產(chǎn)生的后代比較多，d．每次生殖產(chǎn)生的后代比較少），否則虹鳉就沒(méi)有生殖的機(jī)會(huì)．一種合理的推論是：對(duì)大小不同虹鳉所進(jìn)行的

 

造成了虹鳉出現(xiàn)生活史差異，導(dǎo)致了生活史的適應(yīng)．
（3）Rezneck和Endler對(duì)上述推論進(jìn)行了檢驗(yàn)．

【假設(shè)】不同捕食者的取食嗜好通過(guò)

 

過(guò)程能導(dǎo)致不同的虹鳉種群產(chǎn)生生活史差異．
【預(yù)期】如圖1所示，將虹鳉從

 

（填水潭編號(hào)）號(hào)水潭有狗魚(yú)的地方轉(zhuǎn)移到?jīng)]有狗魚(yú)但有花鳉（內(nèi)無(wú)虹鳉）的地方，被移地的虹鳉種群應(yīng)當(dāng)世世代代表現(xiàn)出

 

，這是與花鳉共存的虹鳉所具有的典型的生活史特征．
【實(shí)施】按照“預(yù)期”中的移地試驗(yàn)進(jìn)行了連續(xù)11年（30～60個(gè)世代）的觀察和記錄．
（ⅰ）實(shí)驗(yàn)中的對(duì)照組是

 

．
（ⅱ）科學(xué)家測(cè)定了整個(gè)實(shí)驗(yàn)中虹鳉性成熟個(gè)體體重和年齡等生活史特征，結(jié)果如下表．在圖1右側(cè)將下表中數(shù)據(jù)結(jié)果轉(zhuǎn)換成柱形圖，以顯示性成熟個(gè)體體重和年齡的變化特征．并填寫(xiě)下表中“移地虹鳉的相對(duì)變化值（%）”的數(shù)值．
虹鳉移地與否對(duì)生活史影響的結(jié)果統(tǒng)計(jì)

觀測(cè)指標(biāo) 觀察對(duì)象	虹鳉成熟時(shí)體重/mg		虹鳉成熟時(shí)年齡/d
	雌	雄	雌	雄
來(lái)自有狗魚(yú)水潭的虹鳉	161.5	67.5	85.7	48.5
移入有花鳉水潭的虹鳉	185.6	76.1	92.3	58.2
移地虹鳉的相對(duì)變化值（%）	雌性體重增加   % 雄性體重增加   % 種群體重增加   %		雌性成熟年齡延長(zhǎng)   % 雄性成熟年齡延長(zhǎng)   %

【結(jié)果與分析】由此，細(xì)心的科學(xué)家用“田間”實(shí)驗(yàn)證明了虹鳉種群生活史特征的形成是在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)的一個(gè)自然進(jìn)化過(guò)程．

Answer 1

考點(diǎn)：生物進(jìn)化與生物多樣性的形成

專題：

分析：現(xiàn)代生物進(jìn)化理論：種群是生物進(jìn)化的基本單位，生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變．突變和基因重組，自然選擇及隔離是物種形成過(guò)程的三個(gè)基本環(huán)節(jié)，通過(guò)它們的綜合作用，種群產(chǎn)生分化，最終導(dǎo)致新物種形成．在這個(gè)過(guò)程中，突變和基因重組產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料，自然選擇使種群的基因頻率定向改變并決定生物進(jìn)化的方向，隔離是新物種形成的必要條件．

解答： 解：（1）生物進(jìn)化的基本單位是種群，故應(yīng)觀察一個(gè)種群的變化．
（2）由題干知，狗魚(yú)捕食大而成熟的虹鳉，但并不因此而消滅虹鳉．故從生殖發(fā)育的角度看，該水潭中虹鳉早成熟，且每次生殖產(chǎn)生的后代比較多，故不會(huì)影響其繁殖，因此其生活史的不同是由于對(duì)大小不同虹鳉的選擇性捕食所造成的．
（3）該進(jìn)化過(guò)程是同通過(guò)自然選擇來(lái)進(jìn)行的，實(shí)驗(yàn)時(shí)將2號(hào)的虹鳉移至沒(méi)有狗魚(yú)但有花鳉（內(nèi)無(wú)虹鳉）的地方，觀察虹鳉的生活史的變化．由于實(shí)驗(yàn)組為將虹鳉從有狗魚(yú)的地方轉(zhuǎn)移到?jīng)]有狗魚(yú)但有花鳉水潭中，故對(duì)照組為有狗魚(yú)水潭中的虹鳉．通過(guò)實(shí)驗(yàn)表格中得出的數(shù)據(jù)，可分別計(jì)算出體重增加和年齡增長(zhǎng)，據(jù)此可得出選擇性捕食是造成虹鳉種群出現(xiàn)生活史差異的原因的結(jié)論．
故答案為：
（1）種群
（2）a、c  選擇性捕食
（3）【假設(shè)】自然選擇
【預(yù)期】②晚成熟的傾向且個(gè)體較大
【實(shí)施】�。�對(duì)照組是有狗魚(yú)水潭中的虹鳉的處理組【或：②號(hào)水潭】
ⅱ）柱形圖

移地虹鳉的相對(duì)變化值（%）

雌性體重增加14.9 雄性體重增加12.7 種群體重增加14.3

雌性成熟年齡延長(zhǎng)7.7 雄性成熟年齡延長(zhǎng)20

【結(jié)果與分析】移地種群性成熟的個(gè)體平均體重和年齡都比對(duì)照組種群顯著增加，說(shuō)明選擇性捕食可造成獵物種群的進(jìn)化適應(yīng)（支持上述假說(shuō)．選擇性捕食是造成虹鳉種群出現(xiàn)生活史差異的原因．）

點(diǎn)評(píng)：本題以實(shí)驗(yàn)證明了生物進(jìn)化的原因是由于自然選擇導(dǎo)致的，意在考查學(xué)生對(duì)自然選擇學(xué)說(shuō)的理解和掌握，試題難度中等．