全国中学生生物学联赛试题及答案

全国中学生生物学联赛试题及答案1.单选题（每题4分，共40分。每题只有一个正确答案，请将正确选项字母填在括号内）1.1在真核细胞中，催化mRNA5′端加帽反应的酶复合体主要定位于（）A.细胞质基质B.核膜外膜C.核基质D.核孔复合体边缘1.2某二倍体植物的花色由单基因控制，红花（R）对白花（r）为显性。一株基因型为Rr的个体自交，F₁代中随机取一株与白花植株杂交，后代出现红花的概率是（）A.1/2B.1/3C.2/3D.3/41.3下列关于CRISPR-Cas9系统的描述，正确的是（）A.Cas9蛋白仅识别DNA双链断裂位点，无需PAM序列B.tracrRNA与crRNA结合后形成sgRNA，引导Cas9切割目标RNAC.在哺乳动物细胞中，同源重组修复效率通常高于非同源末端连接D.通过突变Cas9的核酸酶结构域可获得失去切割活性的dCas91.4若某酶促反应符合米氏方程，已知Km=2mmol·L⁻¹，Vmax=100μmol·L⁻¹·min⁻¹，当底物浓度[S]=8mmol·L⁻¹时，反应初速度v为（）A.20μmol·L⁻¹·min⁻¹B.40μmol·L⁻¹·min⁻¹C.80μmol·L⁻¹·min⁻¹D.100μmol·L⁻¹·min⁻¹1.5在光合作用C₄途径中，CO₂最初被固定的产物是（）A.3-磷酸甘油酸B.草酰乙酸C.磷酸烯醇式丙酮酸D.核酮糖-1,5-二磷酸1.6某线性DNA分子含3个EcoRⅠ位点，经完全酶切后，琼脂糖凝胶电泳可观察到条带数为（）A.2B.3C.4D.51.7下列哪类细胞器不含DNA（）A.过氧化物酶体B.线粒体C.叶绿体D.细胞核1.8在动物胚胎发育中，原肠作用形成的结构不包括（）A.神经板B.脊索C.体节D.卵黄膜1.9若某群体符合哈迪-温伯格平衡，基因频率p=0.6，q=0.4，则下一代中杂合子频率为（）A.0.24B.0.36C.0.48D.0.601.10植物向光性反应的主要信号分子是（）A.脱落酸B.赤霉素C.生长素D.细胞分裂素2.多选题（每题5分，共30分。每题有2~4个正确答案，错选、漏选均不得分）2.1下列哪些过程伴随ATP合成（）A.线粒体电子传递链B.叶绿体循环光合磷酸化C.糖酵解D.丙酮酸脱氢酶复合体反应2.2关于DNA复制的叙述，正确的有（）A.真核生物多个复制子可同时启动B.冈崎片段长度在原核与真核中相同C.DNA聚合酶Ⅲ具有3′→5′外切酶活性D.拓扑异构酶Ⅰ通过切断单链缓解张力2.3下列属于程序性细胞死亡特征的有（）A.细胞皱缩B.DNA梯状条带C.线粒体膜电位下降D.细胞膜破裂导致炎症反应2.4可导致蛋白质翻译后修饰的化学基团有（）A.泛素B.乙酰基C.甲基D.磷酸基2.5下列实验技术可直接测定蛋白质-蛋白质相互作用的有（）A.酵母双杂交B.免疫共沉淀C.表面等离子共振D.Northernblot2.6关于群落演替，正确的有（）A.次生演替起始环境不含任何生物残体B.顶级群落结构最复杂C.演替过程中物种多样性一定单调递增D.人为干扰可改变演替方向3.填空题（每空2分，共40分）3.1某蛋白质由α螺旋和β折叠交替组成，其一级结构为Met-Ala-Glu-Lys-Ser-Pro-Val-Cys，若用溴化氰处理，可得到肽段数为________，原因是溴化氰特异性切割________残基的羧基端肽键。3.2在减数分裂中，同源染色体非姐妹染色单体发生交叉互换的时期为________期，该过程由________酶介导的DNA断裂与重接完成。3.3若某基因编码链序列为5′-ATGCGTACCTTAA-3′，其转录产物mRNA的序列为5′-________-3′，对应的氮基酸序列为________（按标准遗传密码表）。3.4某湖泊生态系统能量流动效率为10%，若生产者固定能量为2×10⁶kJ，则第三营养级生物最多可获得能量为________kJ；该能量限制体现了生态系统________定律。3.5植物激素乙烯生物合成的前体为________，该反应由________酶催化，可被________离子激活。3.6在动物细胞有丝分裂后期，姐妹染色单体分离的动力来源于________微管的缩短，该过程需要________蛋白水解securin以释放________酶。3.7若某DNA片段GC含量为60%，其熔解温度Tm约为________℃（按公式Tm=69.3+0.41(%GC)），若加入0.2mol·L⁻¹NaCl，Tm将________（升高/降低/不变）。3.8人类ABO血型由第9号染色体上的________基因控制，其中Iᴬ与Iᴮ对i为________性，Iᴬ与Iᴮ之间为________关系。3.9在PCR扩增中，若引物长度为20bp，模板DNA长度为2kb，扩增30个循环后，理论上特异性产物与原始模板拷贝数之比约为________（保留两位有效数字）。3.10某昆虫种群中，灰体（B）对黑体（b）为显性，随机交配条件下，若黑体个体占16%，则B等位基因频率为________，若引入捕食者主要捕食黑体，经过一代选择后，黑体比例降至4%，则选择系数s=________。4.简答题（每题10分，共30分）4.1简述光系统Ⅱ（PSⅡ）中水裂解复合体的结构组成与电子传递过程，并说明其产生的质子如何参与建立跨膜质子梯度。4.2说明真核生物mRNA前体剪接过程中剪接体（spliceosome）的组装顺序，并指出U1、U2、U4、U5、U6snRNP各自的功能。4.3比较抗体亲和力成熟（affinitymaturation）与类别转换（classswitch）的分子机制，指出两者发生的细胞部位及所需酶系。5.应用与综合分析题（共60分）5.1遗传作图与计算（15分）某植物的两基因A/a与B/b连锁，重组率r=0.16。用aabb个体与AABB个体杂交得F₁，F₁自交得F₂。请计算：（1）F₂中aabb个体的比例；（2）若F₂中aabb个体有160株，则F₂群体大约有多少株？（3）若发现实际aabb仅120株，是否提示连锁干扰？给出判断依据。5.2生态能量学（15分）某草原生态系统初级生产量为1.5×10⁷kJ·m⁻²·a⁻¹，呼吸消耗占55%，牧草被初级消费者摄入的能量为1.2×10⁶kJ·m⁻²·a⁻¹，同化效率为45%，呼吸占同化量的60%。（1）计算净初级生产量；（2）计算初级消费者同化的能量；（3）计算次级生产量；（4）指出能量损失的主要途径。5.3分子系统发育（15分）下表为四种灵长类动物某蛋白部分氨基酸差异数：物种对差异数人-黑猩猩0人-大猩猩1人-长臂猿3黑猩猩-大猩猩1黑猩猩-长臂猿3大猩猩-长臂猿2采用邻接法（NJ）构建系统树，给出聚类顺序并画出无根树示意图；若该蛋白进化速率恒定为1.2×10⁻⁹替换/位点/年，估算人与长臂猿分歧时间。5.4综合实验设计（15分）为验证拟南芥基因AtGSTU19是否参与耐盐性，现有T-DNA插入突变体atgstu19、过表达株OE-19及野生型WT。请设计一套包括表型、生理、分子三层次的实验方案，要求：（1）给出盐处理浓度与周期；（2）列出测定指标及对应方法；（3）说明数据统计方法；（4）预测可能结果并解释其生物学意义。6.答案与评分标准1.单选题答案1.1C1.2C1.3D1.4C1.5B1.6C1.7A1.8D1.9C1.10C2.多选题答案2.1AB2.2ACD2.3ABC2.4ABCD2.5ABC2.6BD3.填空题答案3.12；Met3.2粗线；Spo113.3AUGCGUACCUUAA；Met-Arg-Thr-Leu-3.42×10⁴；十分之一定律3.51-氨基环丙烷-1-羧酸（ACC）；ACC合酶；Co²⁺3.6动粒；APC/C；分离酶（separase）3.793.9；升高3.8I；显；共显性3.92.1×10⁹3.100.6；0.754.简答题答案要点4.1水裂解复合体（Mn₄CaO₅簇）位于PSⅡ腔侧，依次传递电子至P680⁺，释放4H⁺/O₂；质子释放入腔，与PQH₂氧化释放的质子共同建立ΔpH。4.2顺序：U1→U2→U4/U6·U5三聚体→U4释放→U6与U2形成催化中心；U1识别5′剪接位点，U2识别分支点，U5连接外显子，U6催化。4.3亲和力成熟：B细胞V区点突变→选择，发生在生发中心，需AID、UNG、错配修复酶；类别转换：重组开关区，需AID及内切酶，发生在生发中心，产生不同恒定区。5.综合题答案与评分5.1（1）(1-r)²/4=0.1764；（2）160/0.1764≈907株；（3）χ²检验，若P<0.05则提示干扰。5.2（1）NPP=1.5×10⁷×0.45=6.75×10⁶kJ；（2）同化=1.2×10⁶×0.45=5.4×10⁵kJ；（3）SP=5.4×10⁵×0.4=2.16×10⁵kJ