2025年大學《化學生物學》專業(yè)題庫——動物行為生態(tài)學在保護中的應用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（請將正確選項的代表字母填入括號內(nèi)）1.在化學生物學視角下，下列哪項不是動物釋放的化學信號通常具有的功能？A.引導捕食者定位獵物B.個體識別與配偶吸引C.警示捕食者自身存在D.標記領(lǐng)地邊界2.利用信息素誘捕或干擾害蟲，以控制其種群數(shù)量，這主要體現(xiàn)了化學生物學在保護中的應用中的哪種策略？A.外來物種生態(tài)入侵管理B.瀕危物種行為輔助繁育C.環(huán)境化學污染監(jiān)測D.行為生態(tài)學導向的種群調(diào)控3.在研究大型哺乳動物種群時，環(huán)境DNA（eDNA）技術(shù)的應用主要基于化學生物學原理中的：A.化學感覺（化學感受）機制B.化學信號傳遞與識別C.生物標志物（Biomarker）的特異性D.行為印記（Imprinting）的形成4.下列哪種行為生態(tài)學現(xiàn)象，其發(fā)生和維持被認為與能量效率和繁殖成功率密切相關(guān)？A.領(lǐng)地性B.共生關(guān)系C.候鳥遷徙D.群居行為5.在保護遺傳學中，利用微衛(wèi)星標記或線粒體DNA序列分析種群結(jié)構(gòu)，雖然不直接屬于典型的化學生物學范疇，但其分析對象（DNA）的變異信息有時會間接反映：A.動物視覺信號系統(tǒng)的進化B.信息素合成酶基因的適應性選擇C.行為模式對基因表達的調(diào)控D.物種間化學通訊系統(tǒng)的相似性二、填空題6.動物的行為生態(tài)學研究不僅關(guān)注行為的__________，也關(guān)注其行為的__________和__________。7.信息素根據(jù)其作用距離和功能，可分為__________、__________和__________。8.利用化學標記（如熒光染料或放射性同位素）追蹤動物個體或其分泌物，以研究其行為模式和空間分布，是化學生物學在__________中的一個重要應用。9.某種植食性昆蟲產(chǎn)生的揮發(fā)性有機物（VOCs）能夠吸引同種昆蟲前來取食和交配，這種現(xiàn)象在生態(tài)學上稱為__________，在化學生物學上則涉及__________和__________的相互作用。10.在保護生物學中，理解動物的反捕食者策略（如警戒色、偽裝、警戒行為等）及其背后的化學信號機制（如釋放報警信息素），對于制定有效的__________措施具有重要意義。三、簡答題11.簡述化學信號在動物繁殖行為（如求偶、交配、親代撫育）中的作用機制，并舉例說明。12.闡述化學生物學技術(shù)（至少列舉三種）在瀕危物種保護中的應用潛力，并分析其優(yōu)勢和局限性。13.什么是行為生態(tài)學中的“公地悲劇”理論？從化學生物學的角度，可以提出哪些可能的解決方案或干預策略？四、論述題14.結(jié)合具體的動物類群或保護案例，深入論述化學通訊（化學信號）在維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性和生物多樣性保護中的關(guān)鍵作用。請從信號的產(chǎn)生、傳遞、接收以及信號與行為、生態(tài)、進化相互關(guān)系等多個層面進行闡述。15.談談你對“化學生物學”與“動物行為生態(tài)學”在未來“無干擾”或“低干擾”生物多樣性監(jiān)測與保護中扮演角色的看法。你認為當前存在的主要挑戰(zhàn)是什么？未來的發(fā)展方向可能有哪些？試卷答案一、選擇題1.A2.D3.B4.A5.C二、填空題6.表現(xiàn)形式；進化過程；生態(tài)功能7.內(nèi)分泌信息素；揮發(fā)性信息素；接觸信息素8.種群監(jiān)測與調(diào)控9.尋找效應物；化學感受器；行為反應10.反捕食者策略三、簡答題11.答：化學信號在動物繁殖行為中作用機制廣泛。例如：雄性動物釋放的性信息素（如信息素）可以吸引雌性，引導其前來交配；雌性釋放的特定信號可以宣告其繁殖狀態(tài)和接受度；交配過程中，化學物質(zhì)（如精液中的化學因子）可以影響雌性的后續(xù)行為（如受孕、巢穴構(gòu)建）；親代撫育中，母親會通過特定的氣味標記后代，用于識別和引導。這些化學信號通過特定的化學感受器被接受，并觸發(fā)相應的神經(jīng)和行為反應，從而精確調(diào)控繁殖過程。12.答：化學生物學技術(shù)在瀕危物種保護中的應用潛力包括：*個體識別與監(jiān)測：利用穩(wěn)定同位素、環(huán)境DNA、熒光標記或放射性示蹤劑標記個體及其分泌物（如毛發(fā)、糞便、尿液），長期追蹤個體行為軌跡、遷徙模式、棲息地利用和種群動態(tài)，為保護管理提供依據(jù)。優(yōu)勢在于非侵入性或微創(chuàng)性，可獲取大量個體水平信息。局限性在于標記物的持久性、可視化難度、環(huán)境干擾以及可能對動物造成一定壓力。*行為調(diào)控與干擾：利用特定化學信息素誘捕有害生物（可能與瀕危物種競爭資源或捕食瀕危物種的捕食者），或干擾捕食者的捕食行為。也可研究利用信息素輔助人工繁殖或吸引瀕危個體到特定保護區(qū)域。優(yōu)勢在于精準、高效。局限性在于信息素的合成成本、釋放的時空控制、可能對非目標物種產(chǎn)生影響以及效果受環(huán)境因素影響。*疾病監(jiān)測：通過分析環(huán)境樣本（如水體、土壤）中的病原體特異性化學標記物（如代謝物、毒素），早期預警和監(jiān)測可能威脅瀕危物種的疾病爆發(fā)。優(yōu)勢在于早期快速檢測。局限性在于檢測靈敏度和特異性要求高，可能存在環(huán)境干擾。局限性普遍存在，如技術(shù)成本、對操作人員專業(yè)性要求高、環(huán)境條件的制約等。13.答：行為生態(tài)學中的“公地悲劇”理論描述了公共資源（如環(huán)境中的食物、棲息地）因個體過度利用而導致資源枯竭或質(zhì)量下降的現(xiàn)象，即使個體明知如此仍繼續(xù)利用，因為個體直接受益而公共資源的損失由所有人分擔。從化學生物學角度，可提出：*化學信號標記與排斥：研究能否開發(fā)或利用特定化學信號標記已利用的資源區(qū)域或個體，形成化學排斥效應，引導個體利用未被過度開發(fā)的資源。*信息素誘導行為改變：利用信息素模擬資源豐富或適宜的區(qū)域信號，誘導個體向其他區(qū)域移動，均衡資源利用壓力。*化學監(jiān)測與預警：開發(fā)基于化學傳感器的監(jiān)測技術(shù)，實時監(jiān)測關(guān)鍵資源的化學成分變化或環(huán)境污染水平，及時發(fā)出預警，促使管理者采取干預措施。*優(yōu)化信息傳遞機制：研究是否存在可以通過化學信號更有效地傳遞“資源飽和”或“風險”信息給其他個體的機制，促進集體決策。四、論述題14.答：化學通訊在維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性和生物多樣性保護中扮演著至關(guān)重要的角色。其作用機制和意義體現(xiàn)在多個層面：*個體識別與群體形成：動物通過釋放和感知自身物種特異性的化學信號（如信息素、體味）進行個體識別，這是形成家庭、社群、種群的基礎(chǔ)，有助于社會結(jié)構(gòu)的維持和群體內(nèi)協(xié)作。保護生物多樣性意味著保護這些獨特的化學信號系統(tǒng)和它們所維系的社會結(jié)構(gòu)。*行為調(diào)控與資源利用：化學信號引導動物覓食、尋找水源、選擇棲息地、避開危險。例如，植物揮發(fā)物可以吸引傳粉昆蟲，昆蟲信息素可以引導同類前來交配或聚集取食。這種精確的化學導航和通訊提高了資源利用效率，減少了生態(tài)位重疊的沖突，促進了物種共存和生態(tài)系統(tǒng)功能的正常運轉(zhuǎn)。*捕食、競爭與防御：捕食者利用獵物的化學信號進行定位和捕殺；競爭者通過化學信號標記領(lǐng)地、宣告存在或驅(qū)趕對手；受害者釋放報警信息素警告同伴或改變行為逃避危險。這些化學通訊過程是食物鏈和食物網(wǎng)動態(tài)平衡的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，影響著物種的豐度和分布，直接關(guān)系到生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和生物多樣性。*繁殖成功與物種延續(xù)：化學信號在求偶、交配、親代撫育等繁殖行為的各個環(huán)節(jié)都起著核心作用，確保了物種基因的傳遞。例如，性信息素是許多昆蟲和魚類繁殖成功的關(guān)鍵。保護物種意味著保護其繁殖機制，而化學通訊是這一機制的基礎(chǔ)。*信息傳遞與適應進化：化學信號的種類、結(jié)構(gòu)和釋放模式可以傳遞關(guān)于環(huán)境狀況、資源可用性、危險程度等信息，影響個體的行為決策和生理狀態(tài)，進而可能作用于種群水平的選擇，驅(qū)動物種的適應性進化。綜上，化學通訊是連接個體行為、種群動態(tài)和生態(tài)系統(tǒng)功能的關(guān)鍵紐帶，深刻影響著生物多樣性的維持和生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。保護生物多樣性，必須關(guān)注并保護這些化學通訊系統(tǒng)及其賴以存在的生境。15.答：化學生物學和動物行為生態(tài)學在未來“無干擾”或“低干擾”生物多樣性監(jiān)測與保護中具有巨大潛力，但也面臨挑戰(zhàn)。其角色可能體現(xiàn)在：*早期、精準、大范圍監(jiān)測：利用環(huán)境DNA（eDNA）技術(shù)，通過分析水、土壤或空氣樣本中的微量生物遺傳物質(zhì)，無需捕捉或觀察個體，即可實現(xiàn)對物種存在、豐度、多樣性及群落結(jié)構(gòu)的快速、大規(guī)模評估?；瘜W傳感技術(shù)可用于實時檢測特定物種釋放的標志性化學物質(zhì)，實現(xiàn)早期預警。這符合無干擾監(jiān)測的需求。*行為模式與環(huán)境適應研究：通過分析動物釋放的信息素或行為痕跡（如足跡、糞便）中的化學成分，結(jié)合化學成像或標記技術(shù)，可以在不直接干擾動物行為的情況下，了解其活動范圍、行為習性、健康狀況和生態(tài)位需求，為棲息地評估和保護設計提供依據(jù)。*入侵物種管理與生態(tài)系統(tǒng)恢復：化學生物學技術(shù)可用于精準定位和監(jiān)測入侵物種的分布范圍，利用信息素誘捕或干擾其種群，或作為生物防治的引誘劑。同時，研究本地物種的化學防御信號，有助于其在恢復中的生存競爭。*瀕危物種輔助繁育與重引回：通過化學信號研究，優(yōu)化人工繁殖中的配對和刺激方案，提高繁殖成功率。利用熟悉的環(huán)境化學信號，幫助重引回的個體更快適應環(huán)境，融入野生種群。主要挑戰(zhàn)在于：現(xiàn)有技術(shù)的靈敏度、