Question

13．杂交实验表明，桦尺蠖体色受一对等位基因S和s控制，黑色S对浅色s为显性．在曼彻斯特地区，19世纪中叶以前，种群中S基因的频率低，在5%以下，到20世纪中叶则上升到95%以上．请分析回答下列问题：
（1）最初的S基因是通过基因突变出现的．它为生物进化提供原始材料．
（2）试用现代生物进化理论分析这一变化的原因：
①19世纪时，桦尺蠖的栖息地（树干）上长满了地衣，在此环境下，种群中的s基因频率高的原因是浅色桦尺蠖与环境色彩一致，不易被鸟类（或天敌）所食．
②随着英国工业的发展，工厂排出的煤烟使地衣不能生存，结果树皮裸露并被熏成黑褐色．在此环境条件下，种群中的S基因频率升高的原因是桦尺蠖的栖息环境变黑，浅色个体容易被鸟类（或天敌）所食．
③上述事例说明，种群中产生的变异是不定向的，经过长期的自然选择，其中不利变异被不断淘汰，有利变异则逐渐积累，从而使种群的基因频率发生定向的改变，导致生物朝着一定方向缓慢地进化．因此生物进化的方向是由自然选择决定的．

Answer 1

分析 本题主要考查了现代生物进化理论的内容．
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．

解答 解：（1）最初的S基因是通过突变出现的．它为生物进化提供原材料．
（2）①19世纪，桦尺蛾的栖息地（树干）上长满了地衣，在此环境下，桦尺蛾体色浅的更易适应环境，故种群浅色基因s的基因频率变化趋势是增加（或上升）．
②随着英国工业的发展，工业炼铜使地衣不能生长，树皮暴露，并被煤烟熏成黑褐色，在此环境条件下，桦尺蛾体色深的更易适应环境，故种群深色基因S基因频率的变化趋势是增加（或上升）．
③上述事例说明，种群中产生的变异是不定向的，经过长期的自然选择，其中不利变异被不断淘汰，有利的变异则逐渐积累，从而使种群的基因频率发生定向改变，导致生物朝着一定方向缓慢地进化．因此生物进化的方向是由自然选择决定的．
故答案为：
（1）基因突变．原始材料．
（2）①浅色桦尺蠖与环境色彩一致，不易被鸟类（或天敌）所食．
②桦尺蠖的栖息环境变黑，浅色个体容易被鸟类（或天敌）所食．
③不定向的，自然选择，淘汰，积累，基因频率，自然选择．

点评 本题主要考查学生对知识的记忆和理解能力．现代生物进化理论的主要内容是学习的重点知识．要注意辨析，种群基因频率改变意味着生物进化了，但不一定产生新的物种．新物种的产生必须要经过生殖隔离．生殖隔离的产生不一定要经过长期的地理隔离，如多倍体的形成．