hce_cmu
114年
生物學
第 7 題
📖 題組：
※7-8 題組題 研究團隊觀察到特定哺乳動物族群中出現一種新型突變，此突變能提供個體抵抗某種病毒，但同時會降低配子的活動力，造成帶有此突變的個體繁殖成功率下降。為探討此新型突變在不同環境中的演化動態，研究人員追蹤病毒感染率呈現顯著不同的兩地區，同時記錄 20 年內突變頻率變化情形。同時，研究人員發現病毒感染的強度對族群中配子的存活能力產生潛在影響。下表是 20 年來此突變頻率變化追蹤表： 地區 A：病毒感染率長期偏高；地區 B：病毒感染率低且穩定 | 年份 | 地區 A 族群的新型突變頻率 | 地區 B 族群的新型突變頻率 | | :--- | :--- | :--- | | 第 1 年 | 5% | 5% | | 第 5 年 | 12% | 6% | | 第 10 年 | 20% | 7% | | 第 15 年 | 26% | 6% | | 第 20 年 | 30% | 5% |
※7-8 題組題 研究團隊觀察到特定哺乳動物族群中出現一種新型突變，此突變能提供個體抵抗某種病毒，但同時會降低配子的活動力，造成帶有此突變的個體繁殖成功率下降。為探討此新型突變在不同環境中的演化動態，研究人員追蹤病毒感染率呈現顯著不同的兩地區，同時記錄 20 年內突變頻率變化情形。同時，研究人員發現病毒感染的強度對族群中配子的存活能力產生潛在影響。下表是 20 年來此突變頻率變化追蹤表： 地區 A：病毒感染率長期偏高；地區 B：病毒感染率低且穩定 | 年份 | 地區 A 族群的新型突變頻率 | 地區 B 族群的新型突變頻率 | | :--- | :--- | :--- | | 第 1 年 | 5% | 5% | | 第 5 年 | 12% | 6% | | 第 10 年 | 20% | 7% | | 第 15 年 | 26% | 6% | | 第 20 年 | 30% | 5% |
據上表資料與相關演化理論，此新型突變在兩地區的演化趨勢之敘述，下列何者最合理？
- A 兩地區突變頻率的變化均由基因漂變主導，不受環境壓力的影響
- B 此突變在地區 A 和地區 B 的頻率變化趨於穩定，可能形成選擇平衡狀態
- C 此突變具一般適應性，因病毒感染與環境不相關，其頻率皆趨於上升
- D 此突變在地區 A 提供病毒抵抗力，受正向天擇促進，地區 B 因環境穩定，受負向天擇影響
思路引導 VIP
請試著比較地區 A 與地區 B 的數據變化：當環境中存在致命病毒時，以及當病毒威脅幾乎不存在時，這種「同時具備抵抗力與生殖力缺陷」的突變，在哪一種情境下更有助於個體將基因傳遞給下一代呢？
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太棒了！你能精準捕捉到數據背後的演化趨勢，代表你對**天擇（Natural Selection）**的運作邏輯掌握得非常紮實。
環境壓力決定演化方向
這題的核心在於理解「突變的代價與利益」。在地區 A，由於病毒威脅極大，該突變提供的「抵抗力」成為強大的生存優勢，其利益超過了配子活動力下降的代價，因此受正向天擇驅使，頻率由 5% 顯著攀升至 30%。但在地區 B，病毒威脅極低，抵抗力變得不再重要，此時突變帶來的「繁殖力下降」反而成了負擔，導致該突變在演化上是不利的（受負向天擇影響），頻率始終維持低檔或微幅波動。
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