2025年大学《化学生物学》专业题库- 生物多样性及生态平衡

2025年大学《化学生物学》专业题库——生物多样性及生态平衡考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共20分。请将正确选项的代表字母填写在答题纸上。）1.下列哪项不属于生物多样性通常所包含的三个主要层次？A.物种多样性B.遗传多样性C.生态系统多样性D.分子多样性（非传统生态学三大层次）2.从分子水平上看，遗传多样性的主要体现是：A.不同物种之间的形态差异B.同一物种不同个体间基因的差异C.生态系统中物种的丰富程度D.能量在生态系统中的流动路径3.“关键种”是指：A.数量最多的物种B.生态系统中数量最少的物种C.对维持生态系统结构和功能具有不可替代作用，其消失会导致系统发生重大变化的物种D.适应性最强的物种4.生态平衡的本质特征是：A.生态系统结构高度复杂B.生态系统中物种数量恒定不变C.生态系统的结构和功能相对稳定，并能自我调节D.能量流动效率极高5.下列哪种人类活动对生物多样性造成的威胁最为直接和广泛？A.气候变化B.外来物种入侵C.生境破坏与丧失D.捕捞与狩猎过度6.根据岛屿生物地理学理论，物种丰富度与哪些因素正相关？A.岛屿面积和隔离度B.岛屿面积和距离大陆的远近C.岛屿面积和海拔高度D.岛屿面积、隔离度和物种迁移能力7.生态系统中物质循环的基础是：A.太阳能输入B.化学能转化C.生物地球化学循环过程D.食物链传递8.下列哪项是化学生物学在研究生物多样性过程中可能应用的工具或方法？A.基于高通量测序技术研究物种遗传多样性B.利用代谢组学分析环境胁迫对生物化学组成的影响C.通过蛋白质工程改造关键生态功能蛋白D.应用遥感技术监测森林覆盖率变化9.“红树林”生态系统属于：A.淡水生态系统B.海洋生态系统C.湿地生态系统D.农田生态系统10.下列哪项措施主要侧重于保护生物的遗传多样性？A.建立自然保护区B.建立种质资源库C.人工繁育和放归野外D.法律禁止捕猎二、填空题（每空1分，共10分。请将答案填写在答题纸上。）1.生物多样性的价值主要包括_______价值、_______价值和_______价值。2.生态金字塔通常包括数量金字塔、_______金字塔和能量金字塔。3.生态演替通常经历从简单到复杂、从低等到高等的_______趋势。4.影响生态平衡的化学因素中，重金属和持久性有机污染物是典型的_______类污染物。5.利用DNA条形码技术进行物种识别，是化学生物学在生物多样性研究中的_______应用之一。三、简答题（每题10分，共30分。请将答案填写在答题纸上。）1.简述遗传多样性的意义及其在物种进化中的作用。2.简述生态平衡的动态性特征及其维持机制。3.简述化学生物学可以从哪些方面为生物多样性保护提供支持。四、论述题（共30分。请将答案填写在答题纸上。）结合具体实例，论述人类活动对生物多样性产生的化学影响机制，并阐述化学生物学在揭示这些影响以及开发相关保护策略方面的潜在作用。试卷答案一、选择题1.D2.B3.C4.C5.C6.A7.C8.A9.C10.B二、填空题1.经济文化2.能量3.顶级4.污染5.分子水平三、简答题1.意义：遗传多样性是物种适应环境变化、进化的基础和原材料。拥有高遗传多样性的物种通常具有更强的生存能力和恢复力，能够适应环境波动和压力。作用：遗传变异为自然选择提供了基础，使得物种能够在不同环境下生存和繁衍。当环境发生变化时，遗传多样性高的种群中可能存在能够适应新环境的个体，从而确保物种的延续。缺乏遗传多样性的物种则更容易面临灭绝风险。2.动态性特征：生态平衡不是静止的状态，而是生态系统内部结构与功能在受到内外干扰时，通过自我调节能力，能够恢复到接近原有状态的一种动态过程。维持机制：生态系统通过负反馈调节机制来维持平衡。例如，当捕食者数量增加时，其猎物的数量会减少，进而导致捕食者数量受抑制；当某种生物数量锐减时，其天敌数量也会下降，为其恢复提供了空间。物种间的相互依赖、生态位分化、物质循环和能量流动的稳定等都有助于维持生态系统的动态平衡。3.支持方面：*揭示影响机制：利用分子生物学技术（如基因组学、蛋白质组学、代谢组学）分析污染物对生物体分子层面的影响（如DNA损伤、蛋白质变性、酶活性改变、代谢途径紊乱），阐明化学物质导致生物多样性减少的分子机制。*生物活性物质发现：通过筛选和研究生物多样性丰富的环境（如土壤、海洋），发现具有特定生物活性的天然产物（如抗生素、抗癌药），这些物质可用于生态修复（如去除污染物）或保护濒危物种（如作为其天敌的引诱剂或驱避剂）。*生物监测与诊断：开发基于化学生物学原理的快速、灵敏的生物监测技术（如生物传感器），用于评估环境质量对生物多样性的影响；利用分子标记技术进行物种鉴定和种群遗传结构分析，为生物多样性调查和保护提供科学依据。*生态修复技术：研究利用具有很强环境适应性和降解能力的微生物（如基因工程改造的微生物）或植物修复受污染的生态系统，恢复其结构和功能。四、论述题（以下为论述点，具体答案需学生根据此思路展开阐述）人类活动产生的化学影响机制：*污染物的直接毒性：工业废水、农业径流、生活污水等排放的重金属（如汞、铅、镉）、持久性有机污染物（如多氯联苯、DDT）、农药、化肥等进入生态系统，直接毒害植物、动物和微生物，导致其死亡或生理功能紊乱。这些污染物可通过食物链富集和放大，影响顶级捕食者乃至整个生态系统。*内分泌干扰：一些化学物质（如塑化剂、杀虫剂）具有类激素活性，干扰生物体的正常内分泌系统，影响其繁殖、发育、行为，甚至导致遗传损伤，进而影响种群数量和遗传多样性。*生物累积与生物放大：某些化学物质（特别是疏水性有机物）难以降解，能在生物体内逐渐积累。随着食物链层级的升高，污染物浓度呈指数级放大，对高营养级生物造成严重威胁。*生境化学改变：化学物质可以改变水体pH值、土壤结构和养分状况，破坏生物的生存环境，导致栖息地丧失或退化，从而影响依赖该生境的物种。*外来物种引入的化学影响：随着全球贸易和交通发展，外来物种入侵成为严重问题。一些外来物种可能分泌有毒化学物质排挤本地物种，或者其引入本身就伴随着新的化学污染（如船底附着的污染物）。化学生物学的潜在作用：*机制研究：利用分子生物学、遗传学、毒理学等方法，深入探究化学污染物如何影响生物体的基因表达、蛋白质功能、代谢网络，揭示其毒作用机制，为风险评估和制定保护策略提供基础。*监测与诊断：开发基于抗体、核酸适配体、酶等生物分子的生物传感器，实现对环境中有害化学物质的快速、现场检测。利用DNA条形码、环境DNA（eDNA）等技术，监测生物多样性变化，评估化学污染对生物群落的影响。*解毒与修复：研究生物体自身的解毒机制（如细胞色素P450酶系），寻找增强生物抗性的途径。利用能降解污染物的微生物（天然或基因工程改造）进行生物修复，恢复受污染的生态系统。*保护药物与制剂开发：筛