2025年大學(xué)《化學(xué)生物學(xué)》專業(yè)題庫——基因組多樣性與自然選擇考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項的字母填在題干后的括號內(nèi)）1.下列哪一項通常不被視為產(chǎn)生新等位基因的主要途徑？(A)基因突變(B)基因重組(C)基因流動(D)染色體結(jié)構(gòu)重排2.在一個隨機mating的無限大種群中，如果某個等位基因的頻率為p，則其等位基因的頻率為q=1-p。根據(jù)哈迪-溫伯格平衡定律，該等位基因純合子的頻率預(yù)期為：(A)p2+q2(B)2pq(C)p2(D)q23.適應(yīng)性進化是指：(A)種群基因頻率發(fā)生隨機變化(B)有利性狀的等位基因在種群中的頻率增加(C)種群基因多樣性逐漸減少(D)突變率在種群中恒定不變4.單倍型多樣性（Hd）主要用于衡量：(A)等位基因的變異程度(B)純合子的比例(C)單個核苷酸位點上等位基因的變異程度(D)一個種群中不同單倍型的豐富度和比例5.與中性進化理論相對立，自然選擇理論強調(diào)：(A)所有基因變異都是中性的，對生存沒有影響(B)突變對生物的適應(yīng)性既可以是正的，也可以是負的或中性的(C)只有那些提高個體生存和繁殖能力的性狀才會被選擇(D)遺傳漂變是種群遺傳結(jié)構(gòu)變化唯一的主要驅(qū)動力6.基因組大?。椿蚪M所含DNA的總長度）在不同物種間差異巨大。這種現(xiàn)象主要歸因于：(A)真核生物基因組中存在大量重復(fù)序列(B)原核生物基因組通常更高效，包含較少非編碼區(qū)(C)不同物種經(jīng)歷的選擇壓力和適應(yīng)路徑不同(D)以上所有因素7.假設(shè)一個種群中，某基因座有兩個等位基因A和a，A的頻率為0.7，a的頻率為0.3。在該種群中，預(yù)期檢測到的aa基因型個體比例約為：(A)0.21(B)0.42(C)0.57(D)0.98.基因流（GeneFlow）是指：(A)種群內(nèi)個體間基因頻率的隨機變化(B)基因突變產(chǎn)生新的遺傳變異(C)基因通過繁殖在種群間或種群內(nèi)轉(zhuǎn)移(D)由于自然選擇導(dǎo)致有利等位基因頻率增加9.穩(wěn)定性選擇傾向于：(A)保留種群中中間的性狀值，淘汰兩端的性狀值(B)保留種群中兩端的性狀值，淘汰中間的性狀值(C)隨機改變某個等位基因的頻率(D)使種群的遺傳多樣性達到最大10.核苷酸多樣性（π）通常用于衡量：(A)種群內(nèi)不同基因型的比例(B)一個種群中所有基因位點上等位基因變異的平均程度(C)單個基因座上等位基因的變異程度(D)基因組總的重復(fù)序列比例二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填在橫線上）1.________是指一個種群中不同等位基因的頻率及其相對比例。2.遺傳漂變主要發(fā)生在________種群中，其效應(yīng)隨種群規(guī)模的________而減弱。3.突變和重組是產(chǎn)生________的兩個主要來源。4.當一個種群處于哈迪-溫伯格平衡狀態(tài)時，表明沒有________、________、________、________或持續(xù)突變等影響種群遺傳結(jié)構(gòu)。5.________選擇傾向于保留種群中適應(yīng)中間環(huán)境的個體，導(dǎo)致種群性狀分布曲線變窄。6.基因組多樣性不僅體現(xiàn)在核苷酸序列的差異上，也包含________、________和________等層次的變異。7.通過比較不同物種或種群間的________或________信息，可以推斷它們的進化關(guān)系和經(jīng)歷的selectionpressure。三、名詞解釋（每題4分，共16分。請簡要解釋下列名詞的含義）1.多樣性指數(shù)2.適應(yīng)性進化3.隔離種群4.基因組大小四、簡答題（每題6分，共18分。請簡要回答下列問題）1.簡述突變在產(chǎn)生基因組多樣性的過程中所起的作用。2.簡要說明自然選擇如何影響種群的基因頻率。3.為什么說哈迪-溫伯格平衡是一個重要的理論參照系？五、論述題（12分。請結(jié)合具體實例或機制，深入探討以下問題）試述基因流、遺傳漂變和自然選擇這三種主要的進化驅(qū)動力如何相互作用，共同塑造一個種群或物種的基因組多樣性與進化軌跡。試卷答案一、選擇題1.(C)2.(C)3.(B)4.(D)5.(C)6.(D)7.(A)8.(C)9.(A)10.(B)二、填空題1.基因頻率2.小/小3.遺傳變異4.基因流/遺傳漂變/基因重組/持續(xù)突變5.穩(wěn)定性6.基因/調(diào)控元件/重復(fù)序列7.核苷酸序列/基因組結(jié)構(gòu)三、名詞解釋1.多樣性指數(shù)：用于量化衡量一個種群在特定基因座或整個基因組水平上的遺傳變異程度和豐富度的統(tǒng)計指標，如π、Hd等。2.適應(yīng)性進化：指自然選擇導(dǎo)致種群中的等位基因頻率發(fā)生變化，從而使得種群的性狀更適應(yīng)于其環(huán)境，增強了種群的生存和繁殖能力的過程。3.隔離種群：指由于地理、行為或其他障礙，使得不同種群間基因交流（基因流）中斷或顯著減少的種群。4.基因組大?。褐敢粋€生物體單倍體基因組所包含的總DNA長度，通常以堿基對（bp）或堿基對的數(shù)量（如kb、Mb、Gb）來衡量。四、簡答題1.突變是產(chǎn)生新等位基因的ultimatesourceofgeneticvariation。點突變可以直接改變DNA序列，引入新的核苷酸變異。較大的變異如插入（insertion）和缺失（deletion）可以在基因內(nèi)部或基因間創(chuàng)建新的位點或改變基因結(jié)構(gòu)。染色體重排（如倒位、易位）可以創(chuàng)造全新的基因組合或調(diào)控元件。這些突變，如果發(fā)生在可遺傳的細胞（如生殖細胞）中，并通過繁殖傳遞給后代，就會為自然選擇提供原材料，從而增加或改變基因組的多樣性。2.自然選擇通過改變具有不同等位基因的個體的生存率和繁殖成功率來影響種群的基因頻率。具有更適應(yīng)環(huán)境性狀（通常由特定等位基因決定）的個體傾向于生存得更久并產(chǎn)生更多的后代。這些后代會繼承有利等位基因。隨著世代交替，有利等位基因在種群中的頻率會逐漸增加，而不利等位基因的頻率會逐漸減少，從而導(dǎo)致種群的基因頻率發(fā)生定向改變，這一過程即適應(yīng)性進化。反之，如果某個等位基因?qū)ι鏇]有影響（中性選擇），其頻率主要受隨機因素（遺傳漂變）影響；如果某個等位基因降低生存和繁殖能力（負選擇），其頻率會傾向于下降。3.哈迪-溫伯格平衡定律描述了一個理想狀態(tài)下（無限大種群、隨機mating、無基因流、無遺傳漂變、無選擇、無突變）種群基因頻率在世代間保持不變的數(shù)學(xué)模型。這個平衡狀態(tài)提供了一個重要的理論參照系，它明確了在缺乏進化驅(qū)動力的情況下，種群的遺傳結(jié)構(gòu)應(yīng)有的“基準”。通過比較實際種群的基因頻率和等位基因頻率與其預(yù)期的哈迪-溫伯格平衡頻率，我們可以檢測出哪些進化驅(qū)動力正在作用以及作用的強度。例如，如果實際頻率偏離預(yù)期，就表明基因流、遺傳漂變、非隨機mating、選擇或突變中的一種或多種力量正在影響該種群。五、論述題基因流、遺傳漂變和自然選擇是塑造種群基因組多樣性與進化軌跡的三種核心進化驅(qū)動力，它們以不同的方式影響基因頻率和遺傳結(jié)構(gòu)?；蛄魍ㄟ^個體在不同種群間的遷移和繁殖，將基因及其等位基因從一個種群帶到另一個種群，或者混合不同種群的基因庫。其主要效應(yīng)是增加種群間的遺傳相似性，減少種群內(nèi)的遺傳差異。如果基因流持續(xù)發(fā)生且量大，它可以稀釋甚至消除由遺傳漂變或自然選擇在不同種群中產(chǎn)生的遺傳分化，維持或增加整個物種的總體遺傳多樣性。反之，如果基因流中斷或受限，則可能導(dǎo)致種群間遺傳差異的積累，形成不同的亞種或物種。遺傳漂變是指由于隨機抽樣誤差導(dǎo)致的種群中基因頻率發(fā)生隨機波動的現(xiàn)象。它主要在種群規(guī)模較小的情況下效應(yīng)顯著。遺傳漂變會導(dǎo)致等位基因頻率的隨機變化，甚至可能導(dǎo)致某些等位基因（包括中性或有害基因）在隨機遺傳漂變的作用下固定（頻率達到100%）或丟失（頻率降至0%）。因此，遺傳漂變傾向于減少小種群的遺傳多樣性，并可能導(dǎo)致種群間產(chǎn)生遺傳分化，即使沒有自然選擇或基因流的作用。自然選擇是指那些影響個體生存和繁殖能力的性狀（通常由基因決定）在選擇壓力下被篩選的過程。具有適應(yīng)性優(yōu)勢的等位基因（即那些能提高個體生存和繁殖率的等位基因）的頻率會在種群中增加，而不適應(yīng)的等位基因頻率會減少。自然選擇能夠?qū)е路N群性狀的適應(yīng)化，并改變種群的基因頻率組成。它不僅可以減少與適應(yīng)性無關(guān)的遺傳變異（中性變異），也可以在特定環(huán)境下維持有利等位基因的多樣性（如果環(huán)境變化或選擇壓力是多變的）。自然選擇是適應(yīng)性進化的主要驅(qū)動力，它塑造了生物體適應(yīng)其環(huán)境的性狀和基因庫。這三種驅(qū)動力并非獨立作用，而是常常相互交織，