自然選擇對(duì)基因頻率影響的計(jì)算方法

自然選擇對(duì)基因頻率影響的計(jì)算方法——對(duì)教材中基因頻率計(jì)算方法的質(zhì)疑◆李小斌（陜西延安寶塔區(qū)第四中學(xué)）

摘要：主要對(duì)教材中自然選擇對(duì)基因頻率影響的計(jì)算方法提出質(zhì)疑，并提出自己的計(jì)算方法及其依據(jù)。

關(guān)鍵詞：遺傳平衡定律 基因頻率 自然選擇

一、問題來源

人教版高中生物教材必修二《種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化》一節(jié)，第117頁(yè)。內(nèi)容如下：

1870年，樺尺蠖種群的基因頻率如下：SS10%，Ss20%，ss70%。在樹干變黑這一環(huán)境條件下，假如樹干變黑不利于淺色樺尺蠖的生存，使得種群中淺色個(gè)體每年減少10%，黑色個(gè)體每年增加10%。第2～10年間，該種群每年的基因型頻率是多少？每年的基因頻率是多少？請(qǐng)將計(jì)算結(jié)果填入表中。

二、對(duì)此問題的分析

筆者認(rèn)為這種計(jì)算方法是錯(cuò)誤的，下面從四個(gè)方面來說明。

（一）樺尺蠖的生活史

樺尺蠖，又名樺尺蛾，學(xué)名Biston betularia，屬動(dòng)物界節(jié)肢動(dòng)物門昆蟲綱（六足綱）鱗翅目，尺蠖蛾總科尺蠖蛾科（Geometridae）。尺蛾以幼蟲過冬，4月左右隨寄主復(fù)蘇，然后取食嫩葉生長(zhǎng)發(fā)育。6月左右進(jìn)入化蛹期， 7月左右羽化為成蟲。成蟲壽命只有10天左右，交配產(chǎn)卵后死亡。隨后卵發(fā)育成幼蟲取食葉肉，10月左右進(jìn)入休眠。根據(jù)尺蛾生活史可以看到它的壽命是一年。

（二）自然選擇的對(duì)象

因?yàn)闃宄唧兜膲勖且荒?，也就意味著一年后所有的樺尺蠖全部死亡，存活的是它們的后代，那么到了下一年自然選擇應(yīng)該作用于它們的后代，而不是上一代。

（三）教材計(jì)算的錯(cuò)誤原因

教材中計(jì)算第2年樺尺蠖的數(shù)量時(shí)，是以第1年樺尺蠖的數(shù)量作為基數(shù)，這顯然是錯(cuò)誤的，因?yàn)榈降?年時(shí)，第一年的樺尺蠖已經(jīng)全部死亡，不可能以它們作為計(jì)算的基數(shù)。

三、正確的算法

要正確計(jì)算第2年的數(shù)量，要考慮很多因素。比如，被淘汰的個(gè)體有沒有留下后代？多少后代？后代中各種類型比例如何？但筆者認(rèn)為，在高中范圍內(nèi)應(yīng)根據(jù)遺傳平衡定律進(jìn)行計(jì)算，并假定自然選擇中被淘汰的個(gè)體在繁殖前死亡而且不再產(chǎn)生后代，而沒有被淘汰的其它個(gè)體則隨機(jī)交配，且繁殖能力相同。那么第二年的算法應(yīng)該如下：

參考文獻(xiàn)：

[1]周善平，孫悅澤.女貞尺蛾的生活史與防治研究.植物保護(hù)，1990，（01）：30.

[2]吳相鈺，陳閱增.普通生物學(xué)（3版）.北京：高等教育出版社，2009.328.