2025年大学《生物科学》专业题库- 动植物共生关系的遗传机制和生物多样性保护

2025年大学《生物科学》专业题库——动植物共生关系的遗传机制和生物多样性保护考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每小题2分，共20分。下列每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确选项前的字母填在答题卡相应位置。）1.下列哪种共生关系中，双方都能从互作中获益，且对彼此生存至关重要？A.互利共生B.偏利共生C.寄生D.竞争2.根瘤菌与豆科植物建立共生关系的关键信号分子“细菌素”和“Nod因子”分别属于：A.植物激素和植物激素B.萜类化合物和氨基酸衍生物C.氨基酸衍生物和植物激素D.萜类化合物和氨基酸衍生物3.在根瘤菌-豆科植物共生中，根瘤菌侵入植物根内并建立共生结构的初始阶段，主要依赖哪种机制？A.机械钻孔B.植物细胞的胞吞作用C.诱导植物细胞壁降解D.植物根系分泌的裂解酶4.共生基因的表达调控中，以下哪种分子被认为在调控共生特异性基因表达中起着重要作用？A.大型转录因子B.miRNAC.小RNA（sRNA）D.染色质结构修饰5.菌根真菌与植物共生时，真菌为植物吸收水分和矿质营养，植物为真菌提供光合产物。这种互作属于：A.互利共生B.偏利共生C.寄生D.捕食6.以下哪项技术通常被用于分析微生物群落中存在的大量未知基因的功能？A.基因测序B.宏基因组学分析C.转录组学分析D.蛋白质组学分析7.威胁全球生物多样性的最主要因素是：A.自然灾害B.捕捉野生动物贸易C.气候变化D.外来物种入侵8.建立国家公园或自然保护区，以保护特定的生态系统和物种，这属于哪种生物多样性保护策略？A.迁地保护B.就地保护C.生物多样性持续利用D.种质资源保存9.“红色名录”主要用于评估和记录：A.物种的遗传多样性水平B.物种的生态功能C.物种的濒危状态D.物种的分布范围10.下列哪项措施不利于生物多样性的可持续利用？A.发展生态农业B.推广生态旅游C.严格禁止所有野生动物贸易D.建立惠益共享机制二、填空题（每空2分，共20分。请将答案填在答题卡相应位置。）11.在动物与微生物的共生关系中，例如反刍动物瘤胃中的微生物，它们帮助宿主消化________，而宿主则为它们提供生存的________环境和营养物质。12.共生关系的遗传基础研究常利用________基因作为标记，通过分析其遗传多样性来推断共生系统的进化历史。13.植物通过分泌________等信号分子来识别和选择合适的根瘤菌菌株。14.基因组学技术的应用使得科学家能够绘制出________，从而深入了解不同共生伙伴的基因组构成和功能。15.生物多样性保护不仅涉及物种和生态系统，还包括遗传多样性的保护，以维持生态系统的________和适应性。16.保护生物多样性的国际性公约之一是________，它致力于保护濒危野生动植物种及其栖息地。17.在生物多样性保护的实践中，需要平衡经济发展与环境保护，实现________。18.某些昆虫与植物形成的共生关系，昆虫为植物传粉，植物为昆虫提供花蜜或寄主植物，这体现了生物之间________的关系。19.表观遗传修饰，如DNA甲基化和组蛋白修饰，在调控共生相关基因表达中发挥着重要的________作用。20.基于遗传学原理，通过________等技术来修复濒危物种的遗传多样性，是生物多样性保护的一种前沿策略。三、名词解释（每小题4分，共16分。请将答案填在答题卡相应位置。）21.共基因（Co-gene）22.生态位分化（NicheDifferentiation）23.濒危物种（EndangeredSpecies）24.惠益共享（BenefitSharing）四、简答题（每小题6分，共18分。请将答案填在答题卡相应位置。）25.简述植物与根瘤菌共生建立过程中的主要信号识别与交换步骤。26.简述生物多样性具有的几种主要价值。27.简述就地保护的主要形式及其优点。五、论述题（每小题10分，共20分。请将答案填在答题卡相应位置。）28.论述遗传多样性在维持动植物共生系统稳定性中的作用及其机制。29.论述新兴生物技术（如基因编辑）在生物多样性保护中可能的应用前景及其引发的伦理思考。试卷答案一、选择题1.A2.D3.B4.C5.A6.B7.C8.B9.C10.C二、填空题11.木质纤维；营养12.固氮13.Nod因子14.共生伙伴基因组15.稳定性；适应性16.《濒危野生动植物种国际贸易公约》（CITES）17.可持续发展18.互惠互利19.调控20.基因编辑三、名词解释21.共基因：指在进化上紧密联系、协同进化的基因对或基因群，它们通常位于染色体上邻近的位置，并可能共享调控元件，常见于共生体中，其表达常受到共同环境或共生伙伴信号的影响。22.生态位分化：指在群落中，不同物种为了减少竞争、提高资源利用效率，通过在时间、空间或资源利用方式上发生分异，从而占据不同生态位的现象。在共生关系中，双方也可能出现生态位分化，以适应共享环境。23.濒危物种：指在野外存在极小数量（种群数量极少或分布区极窄），面临极高灭绝风险，有极大可能在未来一段时间内灭绝的物种。24.惠益共享：指在生物资源（特别是来自传统社区或原住民的遗传资源）的开发和利用过程中，确保贡献者（如社区）能够公平地获得由此产生的经济、社会和文化等惠益的原则和实践。四、简答题25.植物与根瘤菌共生建立过程的主要信号识别与交换步骤：*初始接触：植物根系分泌的信号分子（如黄酮类化合物）吸引根瘤菌。*细胞识别：根瘤菌通过表面的菌毛蛋白（如LolA）识别植物分泌的Nod因子（一种氨基酸衍生物）。*跨膜信号传递：根瘤菌将Nod因子信号传递至细胞内，激活一系列信号传导途径。*菌体附着与侵入：根瘤菌产生细胞壁降解物质，附着在根毛上，并通过根毛尖端侵入植物细胞。*共生结构形成：在植物细胞内，根瘤菌诱导形成根瘤，并进行细胞分化，最终形成具有固氮功能的根瘤细胞。*信息交流：共生双方通过分泌和识别信号分子（如细菌素、植物激素）进行持续的分子通讯，调控基因表达，维持共生体系的稳定。26.生物多样性的主要价值：*生态价值：提供生态系统服务功能，如净化环境、调节气候、涵养水源、土壤形成、授粉、控制病虫害等，维持生态系统的结构和功能稳定。*经济价值：提供人类生产生活所需的资源，如食物、药物、木材、纤维、工业原料等，是农业、医药、林业、渔业等产业的基础。*科学价值：为科学研究（生物学、生态学、医学等）提供研究对象和基因资源，帮助人类认识生命奥秘，推动科学发现和技术创新。*伦理价值/美学价值：物种本身具有存在的内在价值，人类有道德责任保护它们；自然景观具有美学意义，能满足人类的精神文化需求，提供休闲娱乐和生态教育场所。27.就地保护的主要形式及其优点：*主要形式：建立自然保护区（包括国家公园、自然保护区、森林公园、湿地公园等），划定保护红线，对特定区域进行严格管理，保护其内的生态系统和物种及其栖息地。*优点：保护对象处于自然状态下，能最经济、最有效地保护生物的遗传多样性、物种和生态系统的完整性；保护范围广，能保护整个生态系统及其相互作用；保护成本相对较低；便于开展科学研究、生态监测和环境教育。五、论述题28.遗传多样性在维持动植物共生系统稳定性中的作用及其机制：*提高共生系统的适应性：遗传多样性使得共生双方（动植物）能对环境变化（如气候变化、土壤养分变化、病原体入侵）做出更广泛的响应和适应。例如，植物种群中抗逆性强的基因型能更好地维持与共生微生物的关联，而微生物群落中具有不同代谢能力的菌株能适应植物提供的资源波动，从而提高整个共生系统的生存韧性。*增强抗风险能力：共生系统内部的遗传多样性可以降低因单一基因型或少数几个优势基因型受到病虫害或环境胁迫而导致整个系统崩溃的风险。例如，根瘤菌种群中的遗传多样性有助于抵抗土传病原菌的侵染，确保固氮作用的持续进行。*促进功能冗余与互补：遗传多样性可能导致共生双方出现功能冗余（相似功能的多条途径）或更细致的分工互补。这使得系统在部分功能丧失时仍能维持基本运作，增强稳定性。例如，植物不同基因型的共生微生物可能利用植物提供的相似资源，但通过不同的代谢途径产生必需的有机物，增加了资源利用的可靠性。*支持持续的互作进化：共生关系是长期的动态互作过程，双方的遗传多样性为互作进化提供了原材料。通过自然选择，适应互作的基因型得以保留和传播，不断优化共生效率，这种持续的进化过程有助于维持共生关系的长期稳定性。*机制基础：遗传多样性通过影响信号识别、基因表达调控、代谢途径、防御机制等多个分子和生理层面，最终体现在共生效率、抗逆性、系统韧性等方面，共同维持共生系统的稳定性。29.新兴生物技术（如基因编辑）在生物多样性保护中可能的应用前景及其引发的伦理思考：*应用前景：*濒危物种遗传管理：利用基因编辑技术（如CRISPR-Cas9）精确修复濒危物种中由遗传衰退引入的有害突变，提升其存活率和适应性；或者引入抗病、抗逆基因，增强其生存能力。*外来物种入侵控制：编辑入侵物种的关键基因（如繁殖能力、生存适应性），降低其种群数量或改变其生态位，辅助控制其扩散。*病虫害防治：通过基因编辑改造害虫天敌（如寄生蜂）使其更高效，或改造植物使其对特定病虫害具有抗性，减少化学农药使用，间接保护生物多样性。*基因库修复：在理论上，可能通过引入特定基因到近缘野生种群中，恢复已丢失的适应性功能，但这极具争议。*保护和监测：开发基于基因编辑的快速诊断工具，用于监测濒危物种、病原体或入侵物种。*伦理思考：*自然性与伦理边界：基因编辑可能改变物种的“自然”状态，引发关于人类扮演“造物主”角色的担忧，以及对自然秩序的干预是否恰当的伦理争论。*公平性与资源分配：基因编辑技术成本高昂，其应用于保护可能加剧发达国家与发展中国家、不同社会群体之间的资源不平等。*安全风险与不可逆性：基因编辑可能带来意想不到的副作用（如脱靶