长量与当时的人口数量成正比。这是不具有密度制约效应的指数增长模型。Logistic增长模型：如果当种群数量较少时（相对于资源而言）种群增长可以近似地看成常数，当种群增加到一定数量后，增长率就会随种群数量的继续增加而逐渐减小。为了使模型更好地符合实际情况，必须修改指数增长模型关于种群增长率是常数的假设。根据种内竞争原理或密度制约效应，与无密度效应的种群连续增长模型相比，密度依赖的连续增长模型需要增加两点假设：（1）存在环境容纳量（carrying capaticy）(通常以K表示) ; （2）增长率随密度上升而降低的变化是按比例的。按上述两点假设，密度制约导致r 随着密度的增加而降低，这与保持不变的非密度制约的情况相反，种群增长将不再是J 形，而是S 形。S形曲线有两个特点：（1）渐近于K值，即平衡密度；（2）曲线上升是平滑的。产生S 形曲线的最简单数学模型是在前述指数增长方程即Malthus 模型上增加一个密度制约因子，就得到生物学上著名的Logistic 方程。Allee模型：即考虑了阿利效应(Allee effect)的增长模型。阿利效应也称为负竞争效应、稀疏效应，内容是：群聚有利于种群的增长和存活，过分稀疏和过分拥挤都可阻止生长，并对生殖发射副作用，每种生物都有自己的最适密度。在Logistic模型中引入Allee效应的方式很多，基本是以引入N/(N+a)的形式为主（a为效应常数，a越大，Allee效应越明显）。Levins 模型：Levins在1969 年提出的异质种群模型，是一个占据模型。Levins所强调的是一个异质种群随着时间的变化所表现出的行为，如同在经典种群生态学中将种群定义为在一个有限时间内具有相互作用的同种个体的集合一样，一个异质种群也可以被看作是一个在有限时间内具有相互作用的局部种群的集合。在这里所谓有限时间是指因为每一局部种群都有可能随机灭绝，因而特定局部种群之间的相互作用或联系，在时间上总是有限的异质种群动态的概念应当与局部种群的灭绝和建立相联系，异质种群动态的研究从根本上讲也就是研究这两个过程之间的平衡条件以及影响因素，异质种群动态的问题在异质种群理论中占有十分重要的地位。该模型的数学表达式中有侵占（c）与灭绝（e）参数存在。方程有两个平衡点，一个集合种群灭绝的非稳定平衡点和一个集合种群续存的稳定平衡点。所有的具体解析方程图示详见生态学教材。综上所述，本题答案为A。
109. 某种群在一个地区均匀分布，一般可以推断出 (单选l分) A. 该种群个体依照资源的均匀分布而分布； B. 该种群中个体之间不存在影响： C. 该种群中个体之间相互吸引； D. 该种群中个体之间相互排斥。
【解析】：考查关于种群空间分布的概念，同53题。
随机分布（random distribution）指的是每一个个体在种群分布领域中各个点出现的机会是相等的，并且某一个体的存在不影响其他个体的分布。随机分布比较少见，只有在环境资源分布均匀一致、种群内个体间没有彼此吸引或排斥时才容易产生。例如，森林地被层中一些蜘蛛的分布与面粉中黄粉虫的分布，以种子繁殖的植物在自然散布于新的地区时也经常体现为随机分布。
均匀分布（uniform distribution）的特征是，种群的个体是等距分布，或个体间保持一定的均匀的间距。均匀分布形成的原因主要是由于种群内个体之间的竞争。例如，森林中植物为竞争阳光（树冠）和土壤中营养（根际），沙漠中植物为竞争水分都能导致均匀分布。虫害或种内竞争发生时也可造成种群个体的均匀分布。地形或土壤物理性状呈均匀分布等客观因素或人为的作用，都能导致种群的均匀分布。均匀分布在自然种群中极其罕见，而人工栽培的种群（如农田、人工林），由于人为保持其株距和行距一定则常呈均匀分布。
集群分布（clumped distribution）的特征是，种群个体的分布很不均匀，常成群、成簇、成块或成斑块地密集分布，各群的大小、群间的距离、群内个体的密度等都不相等，但各群大都是随机分布。其形成原因是：①环境资源分布不均匀，丰富与贫乏镶嵌；②植物传播种子的方式使其以母株为扩散中心；③动物的社会行为使其结合成群。集群分布是最广泛存在的一种分布格局，在大多数自然情况下，种群个体常是成群分布，如放牧中的羊群，培养基上微生物菌落的分布，另外，人类的分布也符合这一特性。
由上可见，资源均一个体相互无影响时应该为随机分布，个体相互吸引应该为集群分布；只有种内竞争激烈，个体相互排斥是才表现为均匀分布，D是对的。虽然它们的环境相对均质，但是领域现象才是本质的原因。可能是因为对答案A的异议，本题最后删除了。答案：D（删除）
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110. 农田生态系统是一种不稳定的生态系统类型，其根本原因在于 (单选l分) A. 农田受到较多的人为干扰 B. 农田当中的生物种类比较单一
C. 农田土地中积累了大量的农药和肥料 D. 农田当中的非生物因素常常不稳定
答案：B
111.地球上生物得以生存繁衍的基本能量来源包括哪些? (多选2分) A. 热能 B. 化学能 C. 光能 D. 势能
【解析】：自养型生物的两大类群：光能自养、化能自养。在深海虽有极端嗜热嗜酸菌，但也属于化能自养细菌。极端嗜热嗜酸菌属于古细菌，自养生活将硫化氢氧化成硫，再将硫氧化成硫酸（2H2S＋O2→2H2O+2S+能量，2S+3O2+2H2O→2H2SO4+能量）。极端嗜热嗜酸菌就是利用上述物质氧化时释放出来的能量为自身制造有机物的。因此它虽然嗜热，却不是利用地热作为基本能量来源（仍是化学能）。本题有一个小问题，就是势能其实是一个广泛的概念，只要不是动能就是势能，比如化学能是化学势，光能也是核势能，所以这里的势能只能作为狭义的机械势能理解，不然就包含BC了。本题答案为BC。
112. 昆虫搜寻取食寄主植物的过程中使用到的感官基本顺序是 (单选l分) A. 视觉一嗅觉一触觉一味觉 B. 视觉一触觉一嗅觉一味觉 C. 嗅觉一触觉一视觉一味觉 D. 嗅觉一视觉一味觉一触觉
【解析】：昆虫寻找植物的行为过程有一个固定的顺序，一个接着一个，直至接受某一植物。一旦发现某植物（或植物某一部分）不适合其取食或产卵，昆虫就会返回到先前的某个行为，再按顺序进行行为过程，直到找到合适的食物或产卵场所。这叫做“反应行为链”（reaction chain）（Atkins 1980）。先前的经验可能缩短某个行为的时间或改变偏好性，但顺序保持不变，整个过程包括3个主要阶段（见下图）：第一阶段是寻找寄主阶段，即定向，该阶段终止于“找到”；第二阶段是降落（landing）在寄主所在的位置；第三阶段是接触寄主阶段，该阶段终止于“拒绝”或“接受”。“接受”
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是非常关键的行为，因为这个行为的结果是在选择的植物上取食或产卵，一旦失误，有可能导致不利的后果。在这些行为过程中，昆虫利用视觉、嗅觉、触觉和味觉不断收集来自植物的信息（见下图）。在每一步中，昆虫都有可能在接触植物之前或之后选择离开。当昆虫到达植物生长的场所时，它可能对某种植物的不同个体（或不同种的植物）反复重复同样的过程。答案A是正确答案。
113. 动物的领域行为本质上属于 (单选l分) A. 种间资源竞争 B. 两性资源竞争
C. 种内资源竞争 D. 群体资源竞争
【解析】：领域行为发生在同一物种之内，故属于种内资源竞争，答案为C。
114. 蜜蜂是一种典型的社会性昆虫，它们的社会生活高度发展主要表现在个体形态和职能分工上的高度专门化，在蜜蜂群体中表现出明显的利他行为的是哪一种? (单选l分) A. 工蜂 B. 蜂后 C. 蜂王 D. 雄蜂
【解析】： 具有亲缘选择的利他行为可以用广义适合度进行解释。广义适合度由两个部分组成：一个是直接的、个体的成分，它是通过自身的保存和繁殖后代而产生；另一个是间接的、社会成分，是通过照顾亲属的利他行为所获得的。在广义适合度的基础上，汉密尔顿提出了后来以他的名字命名的汉密尔顿法则(Hamilton's Rule)。确切地说，广义适合度虽然为利他行为的存在和进化提供理论上的可能性，但在自然界的现实中，利他行为必须使利他者在进化竞争过程中能够与利己者相抗衡才能得以存在、传播和进化。汉密尔顿法则：汉密尔顿重点研究了社会性昆虫的利他行为，发现膜翅目中的蜜蜂和蚂蚁等昆虫的性别遗传非常独特，这种性别遗传系统中的雄性均由母体孤雌生殖而来，即均为单倍体，雌性则为双亲配子受精而来，为双倍体。因此，这种性别遗传系统被称为单—双倍体(haplodiploidy)。这种奇特的单－双倍体的性别遗传系统，使膜翅目社会性昆虫群体呈现出一种独特的不对称的亲缘关系结构。由于雄虫均为孤雌生殖而来的单倍体，而雌虫为双亲受精而来的双倍体，因此首先出现了亲子亲缘关系的不对称性。女儿是双倍体，具有父亲的全部基因，因此父亲体内某一特定基因存在于女儿体内的概率为100%，父亲与女儿的亲缘关系是1；而父亲与女儿只有一半基因相同，女儿体内某一特定基因存在于父亲体内的概率为50%，女儿与父亲的亲缘关系是1/2。基于相似的理由，母亲与儿子的亲缘关系是1/2，而儿子与母亲的亲缘关系是1。这种亲子亲缘关系的不对称性使工蜂或工蚁同姐妹的关系（共有来自父亲的全部基因和来自母亲的一半基因，即：r=1/2×1+1/2×1/2=3/4）比同兄弟的关系（仅共有来自母亲的一半基因，相当于半同胞，即：r=1/2×0+1/2×1/2=1/4）更为亲密，因此它们会给姐妹更多的食物和更好的照顾，表现为利他行为。由于蚂蚁、蜜蜂和黄蜂等膜翅目社会性昆虫遗传方面的原因，以及它们所面临的环境选择压力，进化出了包括不育雌虫在内的严格的社会等级，以及在此基础上采取的亲缘利他生存策略，使之更能适应自然选择的压力。因此本题答案为A。
四、遗传学与进化生物学、生物系统学 (6题9分)
115. 大多数科学家认为自然选择作用的单位是 (单选l分) A.个体 B.种群 C.物种
答案：B
D.群落
116. 红绿色盲是由X-连锁隐性单基因造成的，若假设50000人中有320个女性是红绿色盲，同时假设随机婚配，请预测该人群中男性红绿色盲的概率是多少? (单选2分) A. 0. 02 B. 0.04 C. 0.06 D. 0.08 【解析】：本题存在争议，答案为D。出题者按照320/50000得出XbXb的基因型频率为0.64%，故Xb的基因频率为8%，在此条件下算出男性红绿色盲概率为0.08。由于一开始没交代50000是女性，所以实际XbXb的基因型频率为0.32%，算出来答案应该在0.057左右，反而更接近C。所以本题作废。答案：D（删除）
117. 在一个环境条件不变的人种群中，下列哪些因素会改变种群世代之间的基因频率? (多选2分) A. 基因突变 B. 个体迁徙 C. 遗传漂变 D. 选择性交配 E. 随机交配
【解析】：基因频率不变的哈代·温伯格平衡是一个理想状态，在自然界这样的群体是不存在的。实际上自然界各种生物的种群只能有相对稳定的基因频率，它们都可能会受到突变、选择、迁移和
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遗传漂变的影响。影响基因频率的各因素： 突变：突变是基因的一个重要属性，基因突变对于群体遗传组成的改变表现在两个方面：第一，它提供自然选择的原始材料，如果没有突变，选择就无法发生作用；第二，突变本身就是影响基因频率的一种力量。例如，一对等位基因，当基因A变为a时，群体中A的频率逐渐减小，a的基因频率逐渐增大，假如长时间发生A→a连续发生，没有其他因素的影响，最后这个群体的A被a完全替代，这就是突变产生的突变压。在一个群体中如果正反突变压相等，就成平衡状态。在自然群体中因为突变率低，所以短时间内对基因频率的影响是很不明显的。选择：选择对基因频率的改变有很重要的作用。在自然界一个具有低活力基因的个体，就比正常个体产生的后代要少些，它的频率自然也会逐渐减少。某种基因型个体跟其它基因型个体相比时，能够存活并留下子代的相对能力称之为适应值，也叫适合度，记作W，最高的适合度W=1。那么在选择的作用下降低适合度即为选择系数，用S表示。在数值上S=1-W，SU所以选择系数越大，说明适应性越差。在考虑自然选择对群体遗传组成影响是，常以适合度和选择系数作为定量的指标之一。基因频率接近0.50时，选择最有效。当频率小于0.50时，选择作用逐渐降低。隐性基因频率很小时，选择的有效度非常低，因为这时的隐性基因几乎完全存在于杂合体中得到保护。选择对显性基因的作用比对隐性基因更加有效，因为杂合子中的显性等位基因会像在纯合子中一样表现出来，如果显性基因是致死或不育的（S=1），只要经过一代便可淘汰干净。选择引起群体基因频率的改变具有定向性，我们课本提到的英国曼彻斯特的桦尺蛾随工业发展的黑色化现象，就是典型例子。迁移：繁育个体迁入一个群体或从一个群体迁出都称为迁移。假如有一个大的群体，每一代中有一部分是新的迁入者，其比率为m，原有个体比例为1-m。设迁入个体中的某一个体基因频率是qm，则原有个体同一基因频率是q0，则在混合群体内基因频率q1将是：Q1 = mqm + (1-m)q0 = m(qm-q0)+q0 迁入一代引起的基因频率的改变为：△q = q1–q0 = m(qm–q0) 由式子可知，在一个有个体迁入的群体里，基因频率的改变明显的取决于迁入率及迁入个体与原群体之间的基因频率差异。遗传漂变：哈代·温伯格定律，是以无限大的群体为前提的，而实际的生物群体中，个体数目是有限的。在小群体中，既是选择，突变和迁移不发生作用，基因频率也会由某一代群体基因库中抽样形成下一代个体配子时产生误差。由此引起的基因频率的变化称为遗传漂变或随机漂变。例如黑腹果蝇棕眼基因的实验结果，是小群体基因频率随机漂变的很好例子。从具有bw(棕色眼基因)与bw75基因杂合体出发，若每代雌雄个保持8只，那么200多个这类小群体，经过19代后，既有全部为bw75的小群体，也有全部为bw的小群体，还有为bw75和bw各占不同基因频率的小群体，只有很少一部分同实验开始时bw75和bw频率均为0．50的小群体，这就是随机漂变的结果。本题争议较大，首先确定的选项是A一定是对的，E一定不对，因为E是哈代·温伯格平衡的条件，基因频率不会改变。至于BCD均存在异议。相比突变、选择与迁移，一般认为遗传漂变更多针对的是较小的群体（详见戴灼华p494）。因此根据“环境条件不变的大种群”这一题干信息，C不对而B对（多数争议在于大家认为BC都收种群大小影响，应该一起对或者一起都不对）。
另外一个争议在于选型交配。按照戴书的定义，选型交配分两类，一类是正选型交配（Positive assortative mating）即当带有相似表型的个体优先交配。在自然群体中这种情况较为普遍。例如人类的选择性就很高。高个子女人和高个子男人婚配，矮个女人与矮男人婚配都比较常见，比随机频率要高。负选型交配（negative assortative mating）是不相同表型的个体交配的概率要大于随机交配。情况和上面的例子相反。正选型交配和负选型交配的类型都不会影响群体的基因频率，但他们可能会影响基因型频率。同样按照Principles of Genetics, 7th ed.权威教材的内容（如下图，原书p560），选型交配也不会改变基因频率。
我们可以举个例子简单计算一下，假设高富帅和穷挫矮的等位基因分别为A与a，如果原始的基因型比例为AA:Aa:aa=1:2:1，基因频率为1:1。如果正选型交配，即高富帅值和高富帅交，穷挫矮只和穷挫矮交，一代之后，基因型频率变为：7/24:10/24:7/24，但基因频率仍为1:1。这中间的问题在于，不管如何非随机交配，只要所有基因型产生后代的数目及后代的存活率都相同，那么基因频率就不会改变。但事实是大部分情况下选型往往与选择共同存在，某些基因型后代的适应度与其它类型是不同的，这就造成了普遍的基因频率改变。通俗讲，如果高富帅四处留情，而穷挫矮孤独一生，那么基因频率就会变；但如果高富帅和高富帅幸福一生，穷挫矮与穷挫矮凑合一辈子，大家传
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递下去同样的后代，那么基因频率就是不会变。本题出题人考虑到的概念是大种群，选型存在选择的情况，所以答案才会给ABD，最终由于答案异议太多，本题作废，但大家要理解其中的原因。
118. 大多数人类新生婴儿的体重都稳定在3到4公斤之间，过轻或者过重的婴儿死亡率都比较高，这是哪种自然选择模式的结果? (单选2分)
A. 定向选择 B. 分裂选择 C. 稳定选择 D. 随机选择
【解析】：选择的基本类型： 稳定性选择（stabilizing selection）：即把趋于极端的变异淘汰掉而保留那些中间型的个体，使生物类型具有相对的稳定性。这类选择多见于环境相对稳定的群体中。选择的结果将使性状的变异范围不断缩小，群体的基因型组成更趋于纯合。例如，在美国的一次大风暴后，邦帕斯（Bumpus，1899）搜集了136只受伤的麻雀（Passer montanus saturatus）。他把它们饲养起来，结果活下来的有72只，死去的有64只。在这64只中，大部分是个体比较大的、重的、变异类型比较特殊的。这表明离开常态型的变异个体容易受到淘汰。又如，托尔（Tower）在马铃薯甲虫（Leptinotarsa decemlineata）中发现，能够过冬的是那些比较属于常态型的个体，而变异较大的个体都容易在过冬中死亡。据报道，人类新生儿的体重为平均体重者，其死亡率最低。过轻或过重者死亡率均较高。在对伦敦出生的13700个婴儿体重的调查统计表明，新生儿体重略高于8磅的比率最高。随访结果：全部婴儿的存活率为95.5％，而新生婴儿体重略高于8磅的存活率为98.2％。单向性选择（定向选择）：把趋于某一极端的变异保留下来，淘汰掉另一极端的变异，使生物类型朝向某一变异方向发展，这类选择称单向性选择（directional selection）。这种选择的结果也会使变异的范围逐渐趋于缩小，群体基因型组成趋向于纯合。单向性选择多见于环境条件逐渐发生变化的群体中，人工选择大多属于这种类型，即定向选择。尺蛾黑化即属这种选择。在单向性选择作用下，随着时间推移，一个物种就可能转化为新的物种。在古生物学上就有这方面的材料，如马的祖先就朝向体躯增大的方向进化，以致逐渐形成体躯高大的现代马。
分裂性选择（间断选择disruptive selection）：即指把一个群体中的极端变异个体按不同方向保留下来，而中间常态型则大为减少的选择。这种类型也是在环境发生变化的群体里进行的。原先较为一致的生态环境分隔为若干次一级的环境，或群体向几种不同地区扩展，都会出现分裂性选择。上述关于马德拉、克格伦岛上的甲虫，正是向不同的方向进化，才逐渐形成残翅、无翅或翅膀特别发达这样两种类型，而具有一般飞行能力的逐渐被淘汰了。美国卡兹基尔山有轻巧型和粗壮型两类狼，也是分裂性选择的结果。上述三种选择是最基本的类型。平衡性选择：自然界中普遍存在基因的多型性以及相应的表型多型性即多态现象。例如人的血型，眼和发肤的颜色，某些昆虫的颜色等。能使二个或几个不同质量性状在群体中的比例在若干代中保持平衡的现象称平衡性选择（balancing selection）。平衡性选择也即是保留不同等位基因的选择。这类选择主要有以下两种情况： 1．对杂合体有利的选择：即杂种优势。杂种优势又名超显性（overdominance）。在超显性情况下，二个成对的等位基因中，杂合体Aa的适合度大于二种纯合体AA和aa。设AA与aa的选择系数分别为s1与s2，则一代以后的选择效应见。在选择过程中，由于保留下的Aa在繁殖时一定继续分离为A与a，后代中必会出现AA与aa的纯合基因型。因此，在杂种优势的特定情况下，AA与aa就不易被选掉，而在群体中继续保存。一定时期后，不同基因型按一定频率的比例达到平衡状态。2．依赖于频率的选择：即随频率变动的选择。除杂种优势的选择外，依赖于频率的选择（frequency-dependent selection）也可导致遗传的多态平衡。当基因型的适合度随它们的频率而变化时，选择就依赖于频率。这种选择模式与上述讨论的其他模式不同，它的适合度不是恒定的，而与基因型的频率有关。例如在复杂的环境中，当一种基因型很稀少时就可能有很高的适合度，因为适合于它的环境条件较优越。相反，当这种基因型获得充分增殖后，它的适合度便骤然下降。其原因是它适合的环境达到了饱和，已难以找到进一步发展的余地。举个例子来说，如果食肉动物在捕食过程中，总是更容易捕捉到某一种猎物，而不是同时捕食两种或更多的猎物，那么，这些食肉动物就会形成一种以最容易获得的猎物为食的捕食模式。如果这些食肉动物捕食所有猎物的能力都一样，那么就会对被捕食的猎物种群造成频率依赖性选择效应（frequency-dependent selection）。稀有基因型（雄性个体的奇异颜色）在孔雀鱼的自然种群中有明显生存优势。这也许是迄今为止证明频率依赖型选择可以是维持自然种群遗传多样性的一个有效机制的最好的实验证据。随机选择应该
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