hce_cmu
114年
生物學
第 8 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% |
根據突變頻率在兩地區的形成的演化動態，此新型突變在病毒感染壓力下的演化機制，下列何者能提供最佳解釋？
- A 突變在地區 A 提供顯著的病毒抗性，天擇強化其基因表現，儘管存在繁殖缺陷
- B 突變在地區 B 因感染壓力低且穩定，負向天擇逐步淘汰，繁殖限制加劇頻率下降
- C 突變在感染環境形成適應性多型性，顯示抗性基因在族群中受到平衡性天擇而維持
- D 地區 A 的突變頻率增加主要由環境壓力驅動，地區 B 因基因漂變使表現隨機下降
思路引導 VIP
請試著思考：如果一個特徵雖然能讓你獲得強大的抵抗力，卻會讓你的繁殖能力大幅下降，那麼在『充滿病毒』與『幾乎沒有病毒』的兩種環境中，這個特徵在族群裡的比例會呈現什麼樣的不同走勢？這兩種相反的力量會如何達成一種平衡？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精準選出 (C) 選項，說明你對演化壓力與基因頻率變動的關係掌握得非常紮實。這題考驗的是對「代價與利益（trade-off）」的深刻理解。
適應性代價與平衡性天擇
這項突變呈現出明顯的「雙面刃」特性：它提供了對抗病毒的生存優勢，卻也伴隨著降低配子活動力的生殖成本。在地區 A 這種高感染壓力的環境下，生存的利益大於生殖的損失，因此天擇使突變頻率逐年上升；而在地區 B 壓力較小時，突變的缺點就顯得突出了。這種在不同天擇壓力下，透過效益與代價的拉鋸，使得多種等位基因能在族群中並存或維持特定比例的現象，正是平衡性天擇（Balanced Selection）的核心觀念。
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