2025年大學《化學生物學》專業(yè)題庫——植物種群生態(tài)學研究考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項的字母填在題后的括號內(nèi)）1.下列哪一項不屬于種群生態(tài)學研究的主要內(nèi)容？A.種群密度及其變動規(guī)律B.種群的空間分布格局C.影響種群數(shù)量變動的生態(tài)因子D.種群遺傳多樣性的演化機制（側(cè)重于分子遺傳學）2.描述種群在理想環(huán)境條件下，數(shù)量按指數(shù)規(guī)律增長的理論模型是：A.邏輯斯蒂增長模型B.阻滯增長模型C.指數(shù)增長模型D.對數(shù)增長模型3.限制種群數(shù)量達到環(huán)境容納量（K值）的主要因素通常是：A.非密度制約因子B.遷入率C.出生率D.密度制約因子4.當兩個物種利用相同的資源時，它們之間發(fā)生的競爭關(guān)系稱為：A.群落水平競爭B.生態(tài)位重疊C.互惠共生D.競爭排斥5.植物通過產(chǎn)生化學抑制劑來減少鄰近同種植物生長的現(xiàn)象，稱為：A.伴生生長B.生態(tài)位分化C.植物化學防御D.競爭排斥6.在植物種群生態(tài)學研究中，用于調(diào)查小粒種子植物或草本植物種群密度的常用方法是：A.標志重捕法B.樣方法C.間接估計法D.航空遙感法7.植物種群對干旱環(huán)境表現(xiàn)出耐旱性，這種性狀的遺傳基礎(chǔ)和生理生化機制屬于：A.種群遺傳學范疇B.生理生態(tài)學范疇C.行為生態(tài)學范疇D.群落生態(tài)學范疇8.下列哪項是植物次生代謝產(chǎn)物在種群調(diào)節(jié)中可能發(fā)揮的作用？A.提高種內(nèi)通訊效率B.增強種群對外界環(huán)境變化的抵抗力C.通過化學防御降低種內(nèi)競爭強度D.促進種間共生關(guān)系的建立9.影響植物種群空間分布格局的主要環(huán)境因素之一是：A.種子大小B.風力C.光照強度D.地形10.生態(tài)因子對植物種群的影響隨著種群密度的變化而變化，這種影響屬于：A.非密度制約作用B.密度制約作用C.直接作用D.間接作用二、填空題（每空1分，共15分。請將答案填在橫線上）1.植物種群的數(shù)量變動通常受到__________因子和__________因子的共同影響。2.描述種群在單位面積或單位體積內(nèi)的個體數(shù)量稱為__________。3.領(lǐng)域性是許多動物種群的重要特征，但某些植物種群也表現(xiàn)出明顯的領(lǐng)域行為，這被稱為__________。4.種群生態(tài)學研究的核心問題是理解種群數(shù)量變動的__________和__________。5.植物在長期進化過程中形成的能夠抵抗捕食者或競爭者的一類次生代謝物，通常被稱為__________物質(zhì)。6.在研究植物種群時，確定調(diào)查對象和范圍的過程稱為__________。7.環(huán)境容納量（K值）是指在環(huán)境條件不受破壞的情況下，一定空間內(nèi)所能維持的__________種群的最大數(shù)量。8.植物生理生態(tài)學研究植物與環(huán)境相互作用的__________和__________過程。9.某種植物分泌的化學物質(zhì)能夠抑制鄰近同種植物的生長，這種現(xiàn)象被稱為__________現(xiàn)象。10.生態(tài)位是指一個物種在群落中的__________和__________。三、名詞解釋（每題3分，共15分。請用簡潔的語言解釋下列名詞）1.種群調(diào)節(jié)2.生態(tài)對策（r-對策者與K-對策者）3.限制性因子4.植物化學防御5.樣方法四、簡答題（每題5分，共20分。請簡要回答下列問題）1.簡述影響植物種群數(shù)量波動的幾個主要因素。2.比較植物種內(nèi)競爭和種間競爭在表現(xiàn)形式和生態(tài)效應上的主要區(qū)別。3.簡述環(huán)境因子中光照和水分對植物種群結(jié)構(gòu)和分布的影響。4.為什么說植物種群生態(tài)學研究需要與其他學科（如化學、生理學）相結(jié)合？五、論述題（10分。請結(jié)合實例，深入論述植物次生代謝物在調(diào)節(jié)種間關(guān)系或影響種群動態(tài)方面的作用機制。）六、計算題/分析題（15分。請根據(jù)以下情景進行分析或計算）某研究團隊調(diào)查了某草原上兩種一年生草本植物A和B的種群動態(tài)。在研究初期（時間點0），植物A的種群密度為100株/平方米，植物B的種群密度為50株/平方米。假設(shè)植物A的種群增長符合邏輯斯蒂增長模型，其環(huán)境容納量K_A=250株/平方米，內(nèi)稟增長率（最大增長率）r_A=0.5（周^-1）。植物B的種群增長則受到植物A的化學生態(tài)因子顯著抑制，其增長率與植物A種群密度呈負相關(guān)，關(guān)系式為r_B=0.3-0.001*N_A（其中N_A為植物A的種群密度，單位：株/平方米）。請回答：1.計算植物A在時間點0的瞬時增長率。2.簡要分析植物B的增長率受植物A種群密度影響的機制。3.假設(shè)其他環(huán)境條件保持穩(wěn)定，預測當植物A的種群密度分別達到50株/平方米和200株/平方米時，植物B的種群增長率會是多少？并簡要解釋這兩個情景下植物B種群動態(tài)可能出現(xiàn)的不同趨勢。試卷答案一、選擇題1.D2.C3.D4.B5.C6.B7.B8.C9.B10.B二、填空題1.非生物；生物2.種群密度3.植物領(lǐng)域行為4.規(guī)律；原因5.植物次生6.樣地設(shè)置7.特定8.生理；生態(tài)9.競根10.生態(tài)位；功能三、名詞解釋1.種群調(diào)節(jié)：指生態(tài)系統(tǒng)中各種生物和非生物因素對種群數(shù)量變動施加的制約和影響，使種群數(shù)量保持相對穩(wěn)定或按一定規(guī)律波動的過程。2.生態(tài)對策（r-對策者與K-對策者）：r-對策者指在低密度、不穩(wěn)定環(huán)境中，通過產(chǎn)生大量小而早期成熟的個體以維持種群數(shù)量，如一年生植物；K-對策者指在高密度、穩(wěn)定環(huán)境中，通過產(chǎn)生少量大而晚期成熟的個體并投入大量資源于個體生存和繁殖以維持種群數(shù)量，如大多數(shù)多年生高大植物。3.限制性因子：指在特定環(huán)境條件下，限制種群數(shù)量增長或維持其處于某一水平的環(huán)境因素，當其強度變化時，會引起種群數(shù)量發(fā)生相應變化。4.植物化學防御：指植物通過代謝途徑合成或積累一系列次生代謝產(chǎn)物，用于抵抗植食性動物取食、病原微生物感染或競爭者抑制，從而提高生存和繁殖成功率。5.樣方法：指在研究區(qū)域中隨機或系統(tǒng)地設(shè)置樣方（固定面積），通過計數(shù)樣方內(nèi)目標個體的數(shù)量，來估算種群密度、分布格局等參數(shù)的一種調(diào)查方法。四、簡答題1.影響植物種群數(shù)量波動的因素主要包括：環(huán)境因子（如氣候異常、干旱、洪水、光照變化、土壤肥力下降等非密度制約因子；種內(nèi)競爭加劇、捕食/寄生/疾病等密度制約因子）、生物因子（如種間競爭、互惠共生、植物化學防御等）、人類活動（如棲息地破壞、環(huán)境污染、過度開發(fā)、引種等）。2.植物種內(nèi)競爭主要表現(xiàn)為同種個體之間對有限資源（如光照、水分、養(yǎng)分、空間、繁殖機會等）的爭奪，可能導致生長抑制、繁殖失敗、死亡率升高等，其結(jié)果往往促進種群內(nèi)遺傳多樣性維持或分化。種間競爭則表現(xiàn)為不同種植物個體之間對相同或相似資源的爭奪，可能導致競爭一排斥結(jié)果（一個物種取代另一個物種）、生態(tài)位分化（不同物種利用不同資源或在不同環(huán)境梯度上分布）、協(xié)同作用或中性作用等，其結(jié)果影響群落結(jié)構(gòu)和物種組成。3.光照是植物光合作用和形態(tài)建成的基礎(chǔ)，強光下植物可能生長繁茂、種群密度較高，但可能發(fā)生遮蔽，導致下層植物生長受抑制，影響種群垂直結(jié)構(gòu)；弱光下植物可能生長矮化、擴展，影響種群水平分布。水分是植物生存的關(guān)鍵，干旱環(huán)境下植物需更強的耐旱性，可能導致種群密度降低、分布區(qū)收縮，或僅限于水源充足區(qū)域，影響種群結(jié)構(gòu)和分布范圍。4.植物種群生態(tài)學研究關(guān)注植物與環(huán)境、植物與植物之間的相互作用，而植物的生長、發(fā)育、繁殖、抗逆性等生理生化特性是其與環(huán)境相互作用的基礎(chǔ)，這與植物生理學密切相關(guān)。植物次生代謝物等化學物質(zhì)既是植物內(nèi)部信號傳導、防御機制的一部分，也影響著種間關(guān)系，這需要化學知識來解析其結(jié)構(gòu)、功能、合成途徑和生態(tài)效應。因此，結(jié)合化學、生理學等學科知識，能夠更全面、深入地理解植物種群在生態(tài)系統(tǒng)中的行為、適應和動態(tài)變化。五、論述題植物次生代謝物在調(diào)節(jié)種間關(guān)系或影響種群動態(tài)方面發(fā)揮著重要作用。一方面，它們可以作為化學防御物質(zhì)，直接抑制或殺死捕食者、寄生者或競爭者，從而降低種內(nèi)或種間競爭壓力，保護自身種群或提高種內(nèi)個體生存率。例如，某些植物釋放的化感物質(zhì)可以抑制鄰近同種或異種植物的生長，減少種內(nèi)競爭，維持種群優(yōu)勢或改變?nèi)郝浣Y(jié)構(gòu)。另一方面，植物次生代謝物也可以通過化學通訊影響種間關(guān)系。例如，某些植物釋放的揮發(fā)物可以吸引傳粉者或害蟲的捕食者，從而間接影響自身或鄰近植物的繁殖或生存；或者，某些植物釋放的信號物質(zhì)可以吸引其他植食性動物來捕食競爭對手，實現(xiàn)“化學共生”或“間接防御”。此外，植物對環(huán)境脅迫（如干旱、鹽堿、重金屬污染）的響應往往伴隨著次生代謝物含量的變化，這些變化可能影響植物自身的存活、繁殖和競爭力，進而影響種群動態(tài)。因此，植物次生代謝物是連接植物個體生理生化特性與種群、群落生態(tài)學過程的橋梁，是理解植物與生物和非生物環(huán)境相互作用的關(guān)鍵。六、計算題/分析題1.植物A在時間點0的瞬時增長率r=r_A*(N/K_A)=0.5*(100/250)=0.5*0.4=0.2(周^-1)。2.植物B的增長率r_B=0.3-0.001*N_A，表明植物B的增長率隨著植物A種群密度N_A的增加而降低。這意味著當植物A（可能釋放某種抑制性化學物質(zhì)）的密度升高時，植物B的生存環(huán)境惡化，其生長和繁殖受到抑制，導致種群增長速度減慢。這種負相關(guān)關(guān)系反映了植物A對植物B種群動態(tài)的密度制約影響，具體機制可能涉及化感作用、資源競爭加劇或植食性動物對植物A的集中取食間接影響了植物B。3.當N_A=50株/平方米時，r_B=0.3-0.001*50=0.3-0.05=0.25(周^-1)。此時植物B的種群增長率較高，可能處于較快的增長階段。當N_A=200株/平方米時，r_B=0.3-0.001*200=0.3-0.2=