2025年大学《生物科学》专业题库- 遗传机制对生物多样性的维持作用

2025年大学《生物科学》专业题库——遗传机制对生物多样性的维持作用考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每小题2分，共20分。请将正确选项的代表字母填涂在答题卡相应位置）1.下列哪一项通常不被视为生物体可遗传变异的来源？A.基因突变B.染色体结构变异C.染色体数量变异D.表观遗传修饰2.根据哈代-温伯格平衡定律，在一个大型随机交配种群中，如果A等位基因的频率为q，则AA基因型的频率预期为：A.p+qB.p²+q²C.2pqD.pq²3.在一个随机交配的种群中，观察到AA、Aa和aa三种基因型，如果A等位基因频率（p）在世代间保持不变，那么世代间Aa基因型的频率将：A.增加并最终取代其他基因型B.减少并最终消失C.保持不变D.可能增加也可能减少，取决于其他未说明的因素4.遗传漂变最显著地影响：A.种群内基因型频率的随机变化B.基因重组的频率C.选择优势个体的概率D.基因频率的定向改变5.瓶颈效应（BottleneckEffect）通常导致：A.种群遗传多样性显著增加B.种群遗传多样性显著减少C.种群平均适应度显著提高D.种群大小迅速恢复到原始水平6.基础者效应（FounderEffect）与瓶颈效应的主要区别在于：A.前者发生在种群数量大幅减少后，后者发生在新建立种群时B.前者导致遗传多样性增加，后者导致遗传多样性减少C.前者主要受随机因素影响，后者主要受选择因素影响D.前者只发生在陆地生物中，后者只发生在水生生物中7.在一个稳定的随机交配种群中，如果某个等位基因的频率很低，它消失的可能性更大，这种现象被称为：A.平衡选择B.频率依赖选择C.纯合化选择D.负选择8.近交（Inbreeding）是指：A.种间杂交B.同种不同个体间的交配C.亲缘关系较近个体间的交配D.异性个体间的交配9.近交衰退（InbreedingDepression）的主要原因是：A.环境压力增大B.有害隐性纯合基因型的频率增加C.杂合度降低导致适应性下降D.种群数量过小10.能够维持种群内多态性（存在多个等位基因）的选择压力被称为：A.稳定选择B.上限选择C.下限选择D.平衡选择二、填空题（每空2分，共20分。请将答案填写在横线上）1.遗传变异是______的必要前提，是______的素材。2.种群中所有等位基因的频率总和等于______。3.遗传漂变包括______和______两种主要类型。4.维持种群______对于物种的适应和生存至关重要。5.当近交系数（F）增加时，种群的杂合度会______。6.在自然种群中，等位基因频率往往不处于哈代-温伯格平衡状态，这是因为存在______、______、______和______等因素。7.基因流（GeneFlow）是指______在种群间的转移。8.频率依赖选择是指一个等位基因的适应性取决于其______的选择压力。9.某种遗传机制如果能够阻止有害等位基因的纯合化，则有助于维持种群______。10.除了遗传漂变和选择，______也是影响种群遗传结构的重要进化力量。三、简答题（每题5分，共20分）1.简述基因突变产生遗传变异的途径。2.解释什么是遗传瓶颈效应，并说明其对种群遗传多样性的主要影响。3.简述近交和杂交在种群遗传结构上的主要区别。4.简要说明平衡选择在维持种群多态性方面可能的作用机制。四、论述题（每题10分，共30分）1.结合实例，论述遗传多样性对种群适应环境变化的重要性。2.深入分析遗传漂变（特别是随机遗传漂变）如何在小型种群中成为限制因素，并探讨其对物种生存和保护的启示。3.探讨在保护生物学中，维持濒危物种遗传多样性的主要策略及其背后的遗传学原理。试卷答案一、选择题1.D2.B3.C4.A5.B6.A7.C8.C9.B10.D二、填空题1.进化；选择2.13.突变；遗传漂变4.遗传多样性5.降低6.选择；遗传漂变；基因流；非随机交配7.等位基因8.频率9.遗传多样性10.非随机交配三、简答题1.简述基因突变产生遗传变异的途径。解析思路：回答基因突变的基本类型，说明每种类型如何改变DNA序列，进而产生不同的遗传信息。答案要点：基因突变主要包括点突变（如替换、插入、缺失）和染色体突变（如缺失、重复、倒位、易位）。点突变直接改变DNA序列中的碱基对，可能导致编码的氨基酸改变（错义突变）、无意义密码子（无义突变）、沉默密码子（同义突变）或移码突变（导致下游氨基酸序列完全改变）。染色体突变则涉及更大片段DNA的增减或rearrangement，可能导致基因数量或排列顺序改变，产生显著的遗传变异。2.解释什么是遗传瓶颈效应，并说明其对种群遗传多样性的主要影响。解析思路：首先定义瓶颈效应，然后重点阐述其发生过程（种群数量骤减），最后分析这个过程对遗传多样性的主要后果（遗传多样性下降）。答案要点：遗传瓶颈效应是指一个种群经历一段时期极端的小型化，之后虽然种群数量可能恢复，但其遗传多样性已经永久性地降低了的现象。通常由环境灾难、捕猎或其他因素导致种群数量突然急剧下降。由于只有少数个体得以存活，这些存活的个体所携带的等位基因频率相对于原始种群而言发生了巨大的随机改变，导致许多原本在种群中存在的等位基因丢失，种群内遗传多样性显著减少。3.简述近交和杂交在种群遗传结构上的主要区别。解析思路：从定义入手，对比近交和杂交涉及亲缘关系的远近，然后重点分析两者对种群内基因型频率（特别是纯合子频率）和杂合度的影响。答案要点：近交是指亲缘关系较近的个体（如亲属）之间的交配，而杂交通常指非近亲个体之间的交配。近交会提高种群中纯合子（如AA、aa）的频率，降低杂合子（Aa）的频率，即增加近交系数（F）。杂交则相反，会提高杂合子的频率，降低纯合子的频率，使种群趋向于杂合化。因此，近交导致遗传结构变得更趋同，而杂交则使其更趋异质性。4.简要说明平衡选择在维持种群多态性方面可能的作用机制。解析思路：解释什么是平衡选择，然后说明其如何阻止任何单个等位基因成为绝对优势，从而维持多个等位基因共存。答案要点：平衡选择是指那些阻止某个等位基因频率趋向100%的选择力量。其作用机制多样，例如：多效性选择（一个基因影响多个性状，选择对其中一个性状的压力会限制该基因频率）；频率依赖选择（一个等位基因的适应性取决于其自身的频率，高频率时被选择抑制，低频率时具有优势）；亲缘选择（倾向于与遗传相似者交配，可能维持多态性）；哈迪-温伯格平衡中的非随机交配（如亲本选择）等。这些机制共同作用，使得多个等位基因能够在种群中稳定共存，维持遗传多态性。四、论述题1.结合实例，论述遗传多样性对种群适应环境变化的重要性。解析思路：首先阐述遗传多样性的核心价值在于提供适应变化的遗传基础。然后从个体、种群和物种三个层面说明其重要性。最后结合具体实例（自然选择或人工选择）来佐证观点。答案要点：遗传多样性是指一个种群内个体间基因的差异性。它是种群适应环境变化、抵抗疾病和维持种群生存的基础。首先，遗传多样性意味着种群内存在不同的基因型和等位基因，当环境发生变化（如气候变化、新病原体出现、资源枯竭）时，有些个体可能恰好拥有能够适应新环境的基因，这些个体得以生存繁衍，使种群得以延续。其次，较高的遗传多样性通常意味着更广泛的适应潜力，能够应对更广泛的生态位或环境条件。例如，许多研究表明，遗传多样性高的物种在面对环境压力时，灭绝风险更低，恢复能力更强。经典实例包括工业黄化（工业革命时期，对空气污染物抗性基因频率增加）和农业育种（通过选择不同性状的基因，培育出适应不同环境或需求的品种）。因此，遗传多样性是种群适应性和生存潜力的关键保障。2.深入分析遗传漂变（特别是随机遗传漂变）如何在小型种群中成为限制因素，并探讨其对物种生存和保护的启示。解析思路：首先解释随机遗传漂变的概念及其在小种群中的表现特点（随机性、放大效应）。然后分析这些特点如何导致不良后果（遗传结构改变、适应性下降、灭绝风险增加）。最后结合保护生物学，提出应对策略。答案要点：随机遗传漂变是指由偶然事件导致种群中等位基因频率发生随机波动的现象。在小型种群中，由于样本量小，偶然事件（如哪些个体存活、哪些个体繁殖）对基因频率的影响被显著放大，导致基因频率的随机波动幅度远大于大型种群。这种随机性可能导致一些有利等位基因被偶然丢失，而一些有害等位基因被偶然固定，从而改变种群的遗传结构。具体后果包括：遗传多样性显著下降（尤其是稀有等位基因更容易消失）；种群遗传分化加剧（如果存在多个小型隔离种群）；近交衰退加剧（如果种群因漂变而变得高度同质化）；适应性降低（因为种群失去了适应新环境变化的遗传变异库）。这些都极大地增加了物种的灭绝风险。对物种生存和保护的启示是：在保护濒危物种时，不仅要关注种群数量，更要关注种群大小和结构。应尽可能维持或扩大种群规模，以减弱遗传漂变的不利影响。同时，对于存在多个小型隔离种群的物种，应考虑促进种间基因交流（如人工授精、建立走廊），以增加遗传多样性，提高种群的适应潜力和生存能力。3.探讨在保护生物学中，维持濒危物种遗传多样性的主要策略及其背后的遗传学原理。解析思路：列举主要的遗传多样性维持策略，并针对每种策略，解释其具体做法以及所依据的遗传学原理（如减少近交衰退、增加有效种群大小、引入有益等位基因）。答案要点：维持濒危物种的遗传多样性是保护生物学的重要目标，主要策略包括：*captivebreedingprograms(圈养繁育计划)：通过管理种群结构（如控制交配对，避免近交）、增加繁殖个体数量（提高有效种群大小Ne）、可能引入外部个体（基因补充），来减缓遗传多样性的丧失和近交衰退。其原理是人为控制遗传漂变和近交，维持或提升Ne，增加交配机会以保留更多遗传变异。*captivegeneticsmanagement(圈养遗传管理)：在圈养计划中应用遗传学知识，如维持遗传多样性（避免全同胞交配）、减少未来近交衰退（通过遗传评估选择亲本）、监测遗传结构变化等。原理是基于群体遗传学原理，优化种群遗传管理，使其长期维持较高的遗传健康水平。*translocation/reintroduction(物种迁移/重引回)：将个体从遗传多样性较高的种群迁移到遗传多样性较低或适宜的生境中，或将濒危物种从圈养重新引回野外。如果引入个体携带了本地种群已丢失的有益等位基因，可以增加该种群的遗传多样性（基因补充）。原理是通过改变种群间的基因流动（GeneFlow），直接增加目标种群的等位基因频率和遗传多样性。*captiveassurancecolonies(圈养保障种群)：建立足够大的圈养种群，目标是确保物种不灭绝，并保留足够的遗传多样性，未来可能用于野外重引回。原理是最