雜交實(shí)驗(yàn)表明,樺尺蠖的體色受到一對(duì)等位基因S和s控制,黑色S對(duì)灰色s為顯性。19世紀(jì)英國工業(yè)革命之前,在曼徹斯特地區(qū),種群中S基因的頻率很低,在5%以下,到了20世紀(jì)則上升到95%以上。請(qǐng)根據(jù)以上材料分析原因。
(1)從遺傳學(xué)的角度分析,最初的S基因是通過
基因突變
基因突變
產(chǎn)生的;基因型為Ss的個(gè)體,遵循 基因分離
基因分離
定律,通過若干代的選擇和積累、分離和組合,使S基因的頻率升高。
(2)試用現(xiàn)代生物進(jìn)化理論分析上述變化發(fā)生的原因。
①19世紀(jì),樺尺蠖的棲息地(樹干)上長滿了地衣,在此環(huán)境下,種群s基因的頻率較高的原因是 灰色樺尺蠖(ss)與環(huán)境色彩一致,不易被天敵(如鳥類)捕食,獲得更多生存和繁殖的機(jī)會(huì)
灰色樺尺蠖(ss)與環(huán)境色彩一致,不易被天敵(如鳥類)捕食,獲得更多生存和繁殖的機(jī)會(huì)
。
②隨著英國工業(yè)的發(fā)展,工業(yè)煉銅使地衣不能生長,樹皮裸露,并被煤煙熏成黑褐色,在此環(huán)境條件下,種群S基因的頻率升高的原因是 樺尺蠖的棲息地變成黑褐色,不利于灰色個(gè)體的生存,而黑色個(gè)體不易被天敵捕食,有利于其個(gè)體生存,于是黑色個(gè)體數(shù)增多
樺尺蠖的棲息地變成黑褐色,不利于灰色個(gè)體的生存,而黑色個(gè)體不易被天敵捕食,有利于其個(gè)體生存,于是黑色個(gè)體數(shù)增多
。
③上面的實(shí)例說明,種群中產(chǎn)生的變異是 不定向的
不定向的
,其中不利變異被不斷地淘汰,經(jīng)過長期的 自然選擇
自然選擇
,有利變異則逐漸 積累
積累
,從而使種群的 基因頻率
基因頻率
發(fā)生定向的改變,導(dǎo)致生物朝著一定方向緩慢地進(jìn)化,因此,生物進(jìn)化的方向是由 自然選擇
自然選擇
決定的。