2024年全国高中生物竞赛试题汇编

2024年全国高中生物竞赛试题汇编全国高中生物竞赛（以下简称“生物竞赛”）是国内中学生物学领域的顶级赛事，旨在选拔具有扎实学科基础、创新思维与实践能力的优秀学生，同时推动中学阶段生物学科核心素养的培养。2024年生物竞赛延续了“重基础、强能力、联实际”的命题风格，试题覆盖细胞生物学、遗传学、分子生物学、生态学、植物学、动物学等核心模块，突出考察“生命观念、科学思维、科学探究、社会责任”四大核心素养。从整体难度看，2024年试题既保留了对经典知识点的深度考查（如孟德尔遗传定律、光合作用机制），也融入了对前沿科技（如CRISPR-Cas9基因编辑、mRNA疫苗）与实际问题（如生态修复、疾病防控）的联系，体现了“学科融合、与时俱进”的命题趋势。本文将通过试题分类解析、高频考点总结、备考策略三大部分，为后续竞赛备考提供专业参考。二、2024年竞赛试题分类解析（一）细胞生物学：结构与功能的统一核心考点：细胞亚显微结构（线粒体、叶绿体、内质网等）、细胞代谢（光合作用、呼吸作用）、细胞生命历程（凋亡、分化）。典型试题1（选择题）：关于线粒体的结构与功能，下列叙述正确的是（）A.线粒体基质中含有与有氧呼吸全过程相关的酶B.线粒体的内膜折叠形成嵴，仅增加了膜面积C.线粒体DNA能编码全部线粒体蛋白质D.线粒体是真核细胞进行有氧呼吸的主要场所答案：D解析：A错误：有氧呼吸第一阶段（葡萄糖分解为丙酮酸）发生在细胞质基质，相关酶不在线粒体基质；B错误：内膜折叠形成嵴，不仅增加膜面积，更重要的是为有氧呼吸第三阶段（电子传递链）的酶提供附着位点；C错误：线粒体DNA仅编码部分蛋白质（如呼吸酶复合体的亚基），大部分蛋白质由核基因编码并转运至线粒体；D正确：真核细胞有氧呼吸的第二、三阶段均在线粒体中进行，故线粒体是有氧呼吸的主要场所。易错点：混淆“有氧呼吸全过程”与“线粒体参与的阶段”，或误信“线粒体是完全自主的细胞器”。典型试题2（非选择题）：某研究小组用荧光标记法追踪酵母菌细胞中内质网与高尔基体的相互作用。结果显示，标记的内质网囊泡能与高尔基体膜融合，随后高尔基体产生的囊泡又与细胞膜融合。请回答：（1）该过程体现了生物膜的______特性；（2）内质网囊泡与高尔基体膜融合的过程中，起识别作用的分子是______；（3）若该过程受阻，酵母菌细胞将无法完成______（填“蛋白质合成”或“蛋白质分泌”）。答案：（1）流动性；（2）糖蛋白（或受体）；（3）蛋白质分泌解析：（1）膜融合依赖于生物膜的流动性（磷脂双分子层的运动）；（2）囊泡与靶膜的识别由膜表面的糖蛋白（受体）完成；（3）内质网与高尔基体参与蛋白质的加工与分泌（如分泌蛋白的运输），若过程受阻，分泌蛋白无法释放到细胞外。（二）遗传学：从经典到分子的跨越核心考点：经典遗传学（孟德尔定律、伴性遗传、连锁互换）、分子遗传学（基因结构、表达调控、突变）、现代生物技术（基因编辑、PCR）。典型试题1（选择题）：某家族中红绿色盲（伴X隐性遗传病）的系谱图如下，Ⅱ-1与Ⅱ-2生育了一个正常女儿（Ⅲ-1），则Ⅲ-1携带致病基因的概率是（）（系谱图提示：Ⅰ-1正常，Ⅰ-2患病；Ⅱ-1正常，Ⅱ-2正常）A.1/2B.1/3C.1/4D.2/3答案：A解析：红绿色盲为伴X隐性遗传病，设致病基因为b，正常基因为B；Ⅰ-2患病（X^bY），其女儿Ⅱ-2必携带X^b（因为父亲的X染色体传给女儿），故Ⅱ-2基因型为X^BX^b；Ⅱ-1正常（X^BY），与Ⅱ-2（X^BX^b）生育的女儿Ⅲ-1，基因型为X^BX^B（1/2）或X^BX^b（1/2）；因此，Ⅲ-1携带致病基因的概率为1/2。易错点：忽略“Ⅰ-2患病导致Ⅱ-2必为携带者”的隐含条件，或误将女儿的基因型概率计算为1/3（混淆常染色体隐性遗传）。典型试题2（非选择题）：CRISPR-Cas9系统是一种高效的基因编辑工具，其工作原理是：向导RNA（gRNA）与目标DNA序列互补配对，引导Cas9酶切割目标DNA，随后细胞通过非同源末端连接（NHEJ）或同源重组（HR）修复断裂的DNA，实现基因敲除或插入。请回答：（1）gRNA的设计需要与目标DNA的______链互补；（2）Cas9酶的作用是断裂DNA分子的______键；（3）若要实现基因插入，需提供______作为修复模板。答案：（1）模板（或反义）；（2）磷酸二酯；（3）同源DNA片段解析：（1）gRNA通过碱基互补配对识别目标DNA的模板链（反义链）；（2）Cas9是核酸内切酶，切割DNA的磷酸二酯键；（3）同源重组（HR）需要同源DNA片段作为模板，才能实现精确的基因插入。（三）生态学：生物与环境的协同进化核心考点：种群（增长曲线、数量波动）、群落（演替、种间关系）、生态系统（结构、功能、稳定性）。典型试题1（选择题）：关于“J”型增长与“S”型增长的叙述，正确的是（）A.“J”型增长的种群增长率恒定不变B.“S”型增长的种群增长速率始终下降C.两种增长模型都考虑了环境阻力D.自然种群的增长均符合“S”型曲线答案：A解析：A正确：“J”型增长的种群增长率（出生率-死亡率）恒定，增长速率（单位时间内种群数量变化）逐渐增大；B错误：“S”型增长的增长速率（dN/dt）先上升后下降（在K/2时达到最大值）；C错误：“J”型增长假设环境资源无限，未考虑环境阻力；D错误：自然种群的增长受环境限制，通常符合“S”型曲线，但部分种群在短期（如入侵物种）可能表现为“J”型。易错点：混淆“增长率”（单位时间内种群数量的相对变化）与“增长速率”（单位时间内种群数量的绝对变化）。典型试题2（非选择题）：某湿地生态系统被污染后，物种丰富度下降，优势种由挺水植物变为浮游藻类。请回答：（1）该湿地发生了______（填“初生”或“次生”）演替；（2）浮游藻类大量繁殖的主要原因是______（填“营养物质增加”或“捕食者减少”）；（3）为恢复湿地生态系统的稳定性，可采取的措施有______（答出1点即可）。答案：（1）次生；（2）营养物质增加；（3）减少污染物输入（或种植挺水植物）解析：（1）次生演替是指原有植被虽被破坏，但土壤条件保留，甚至保留种子或繁殖体的演替；（2）湿地污染后，氮、磷等营养物质增加，导致浮游藻类大量繁殖（富营养化）；（3）恢复稳定性的措施需针对污染原因，如减少污染物输入（控制源头）或种植挺水植物（竞争营养物质，抑制藻类生长）。（四）分子生物学：基因表达与调控的核心核心考点：DNA复制、转录与翻译、基因表达调控（原核生物的操纵子、真核生物的epigenetic修饰）、生物技术（PCR、基因工程）。典型试题（选择题）：关于真核生物转录与翻译的叙述，正确的是（）A.转录与翻译均发生在细胞核中B.转录产物需经加工后才能作为翻译模板C.翻译时tRNA的反密码子与mRNA的密码子严格互补D.一条mRNA只能翻译出一条多肽链答案：B解析：A错误：转录发生在细胞核（线粒体、叶绿体也可），翻译发生在细胞质（核糖体）；B正确：真核生物转录产生的前体mRNA（pre-mRNA）需经过剪接（去除内含子）、加帽（5’端加m7G帽）、加尾（3’端加polyA尾）等加工，才能成为成熟mRNA；C错误：tRNA的反密码子与mRNA的密码子存在“摆动配对”（如反密码子的第1位碱基与密码子的第3位碱基可非严格互补）；D错误：一条mRNA可结合多个核糖体，同时翻译出多条多肽链（多聚核糖体）。（五）植物学与动物学：形态、结构与生命活动的适应核心考点：植物激素（生长素、赤霉素、乙烯）、植物组织培养、动物激素（甲状腺激素、胰岛素）、动物免疫（体液免疫、细胞免疫）。典型试题1（选择题）：关于生长素的运输，下列叙述正确的是（）A.极性运输是指生长素从形态学下端向形态学上端运输B.极性运输需要载体蛋白协助，不消耗ATPC.横向运输仅发生在根尖和茎尖的分生组织D.单侧光照射下，茎尖生长素向背光侧横向运输答案：D解析：A错误：极性运输是从形态学上端向形态学下端运输（如茎尖向茎基部）；B错误：极性运输是主动运输，需要载体蛋白和ATP；C错误：横向运输发生在根尖、茎尖等能感受单侧刺激的部位（如单侧光、重力）；D正确：单侧光照射下，茎尖生长素从向光侧运往背光侧，导致背光侧生长素浓度高于向光侧，促进背光侧生长（向光性）。典型试题2（非选择题）：某实验小组用家兔探究甲状腺激素的作用，实验分组如下：甲组：正常家兔+生理盐水；乙组：正常家兔+甲状腺激素；丙组：切除甲状腺的家兔+生理盐水；丁组：切除甲状腺的家兔+甲状腺激素。请预测各组家兔的代谢速率（以耗氧量表示）：（1）甲组与乙组相比，______组耗氧量更高；（2）丙组与丁组相比，______组耗氧量更高；（3）该实验的自变量是______。答案：（1）乙；（2）丁；（3）甲状腺激素的有无（或是否切除甲状腺、是否注射甲状腺激素）解析：甲状腺激素能促进代谢，增加耗氧量；乙组注射甲状腺激素，代谢速率高于甲组（正常）；丙组切除甲状腺（无甲状腺激素），代谢速率低于丁组（注射甲状腺激素）；自变量是实验中人为改变的变量，此处为“甲状腺激素的有无”（或“是否切除甲状腺”“是否注射甲状腺激素”）。三、2024年竞赛高频考点总结通过对2024年试题的统计分析，高频考点主要集中在以下领域：1.细胞代谢光合作用：光反应（水的光解、ATP合成）与暗反应（CO2固定、C3还原）的场所、物质变化；呼吸作用：有氧呼吸与无氧呼吸的过程、场所、能量释放；影响因素：光照强度、CO2浓度（光合作用）、温度、O2浓度（呼吸作用）。2.遗传学经典遗传：伴性遗传（红绿色盲、抗维生素D佝偻病）、多基因遗传（如身高）、染色体变异（三体、缺失）；分子遗传：基因表达（转录、翻译）、基因突变（类型、特点）、基因编辑（CRISPR-Cas9）。3.生态学种群：增长曲线（“J”型、“S”型）、数量波动（出生率、死亡率、迁入率、迁出率）；生态系统：能量流动（单向、逐级递减）、物质循环（碳循环、氮循环）、稳定性（抵抗力、恢复力）。4.生物科技与前沿mRNA疫苗：原理（编码抗原蛋白）、优势（快速研发）；基因治疗：载体（病毒、脂质体）、应用（镰刀型细胞贫血症、先天性失明）；合成生物学：人工合成基因组、代谢途径改造（如人工合成淀粉）。四、2024年竞赛备考策略（一）基础巩固：回归教材，构建知识网络重点教材：必修1《分子与细胞》（细胞结构、代谢）、必修2《遗传与进化》（经典遗传、分子遗传）、必修3《稳态与环境》（生态、免疫）、选修3《现代生物科技专题》（基因工程、细胞工程）。方法：1.制作概念图：如以“基因”为中心，分支为“基因结构”“基因表达”“基因变异”“基因工程”；2.背诵核心术语：如“细胞凋亡”“基因重组”“生态系统的抵抗力稳定性”等，避免术语混淆；3.梳理经典实验：如孟德尔的豌豆杂交实验（假说-演绎法）、恩格尔曼的光合作用实验（水绵、好氧细菌），掌握实验设计思路与结论。（二）能力提升：强化实验与信息处理能力实验设计：明确实验目的（探究/验证什么）；确定变量（自变量、因变量、无关变量）；设计对照（空白对照、自身对照、相互对照）；示例：探究“温度对唾液淀粉酶活性的影响”，自变量是温度（0℃、37℃、100℃），因变量是淀粉分解速率（用碘液检测蓝色深浅），无关变量是pH、唾液量、淀粉量。信息处理：解读图表：如种群增长曲线（“S”型的K值、K/2点）、光合作用曲线（光饱和点、CO2补偿点）；处理新信息：如遇到“CRISPR-Cas9”“mRNA疫苗”等陌生概念，需结合题目给出的背景信息，提取关键知识点（如“gRNA的作用是识别目标DNA”）。（三）真题演练：把握命题规律，提高解题效率真题来源：近5年全国生物竞赛试题、各省预赛试题；方法：1.定时模拟：按照竞赛时间（通常为120分钟）完成一套真题，提高解题速度；2.错题整理：将做错的题分类（如“概念不清”“审题不严”“计算错误”），分析错误原因，制作错题本；3.总结规律：如遗传学题中，“伴X隐性遗传”的系谱图通常有“男患者多于女患者”“隔代遗传”的特点；生态学题中，“能量流动”的计算通常遵循“10%-20%”的传递效率。（四）素养培养：联系实际，关注学科前沿联系生活：如用“免疫调节”知识解释“疫苗的作用”（诱导机体产生抗体和记忆细胞）；用“生态系统稳定性”知识解释“湿地修复的意义”（恢复物种多样性，增强抵抗力稳定性）；关注前沿：阅读《科学》《自然》杂志的中文摘要，或关注“中国科学院”“生物谷”等公众号，了解最新科技进展（如2024年的“人工合成酵母基因组”“基因编辑治疗β-地中海贫血”）；社会责任：思考生物科技的伦理问题（如“基因编辑婴儿”的争议）、生态环境问题（如“塑料污染对海洋生物的影响”），培养“科