2025年全国中学生生物学联赛试题及答案

2025年全国中学生生物学联赛试题及答案1.单项选择题（每题2分，共30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′端加帽反应的酶主要定位于（）A.细胞质基质B.线粒体基质C.细胞核内D.高尔基体囊腔1.2下列关于CRISPR-Cas系统的描述，正确的是（）A.Cas9蛋白仅存在于古菌中B.tracrRNA与crRNA必须人工融合为sgRNA才能切割DNAC.PAM序列是Cas蛋白识别并结合靶DNA的必要条件D.该系统在自然界中的原始功能是修饰tRNA1.3某植物花青素的合成由B/b、D/d两对独立遗传基因控制，只要有一个显性基因存在即表现为紫色，否则为白色。让基因型为BbDd的植株自交，子代紫色花中纯合子所占比例为（）A.1/15B.1/9C.1/8D.1/161.4在动物细胞有丝分裂过程中，核膜开始重新组装发生的时期是（）A.中期B.后期C.末期D.胞质分裂完成时1.5下列哪一生化反应在线粒体基质中完成（）A.柠檬酸合酶催化草酰乙酸+乙酰-CoA→柠檬酸B.丙酮酸脱氢酶复合体催化丙酮酸→乙酰-CoAC.琥珀酸脱氢酶催化琥珀酸→延胡索酸D.异柠檬酸脱氢酶催化异柠檬酸→α-酮戊二酸1.6若某酶遵循米氏动力学，其K_m=2mmol·L⁻¹，v_max=100μmol·L⁻¹·min⁻¹，当底物浓度[S]=8mmol·L⁻¹时，反应速率v为（）A.20μmol·L⁻¹·min⁻¹B.40μmol·L⁻¹·min⁻¹C.80μmol·L⁻¹·min⁻¹D.100μmol·L⁻¹·min⁻¹1.7下列哪类RNA分子具有催化肽键形成的活性（）A.18SrRNAB.28SrRNAC.5SrRNAD.5.8SrRNA1.8在光合作用C₄循环中，将CO₂固定为HCO₃⁻并进一步与PEP结合的细胞类型是（）A.叶肉细胞B.维管束鞘细胞C.表皮细胞D.保卫细胞1.9某湖泊因污染导致溶氧下降，鱼类大量死亡。此现象在生态学上优先称为（）A.正反馈调节B.负反馈调节C.协同进化D.生态幅扩张1.10下列关于植物激素的描述，错误的是（）A.脱落酸可促进气孔关闭B.赤霉素可打破种子休眠C.生长素极性运输依赖于PIN蛋白D.乙烯生物合成的前体是色氨酸1.11在遗传漂变中，最能有效降低等位基因固定概率的措施是（）A.增大种群规模B.提高突变率C.增加选择压力D.引入定向迁移1.12某DNA片段的G+C含量为60%，其T_m值最接近（）A.68℃B.78℃C.88℃D.98℃1.13下列哪项不是程序性细胞死亡的典型特征（）A.细胞皱缩B.DNA梯状条带C.膜磷脂外翻D.细胞质内容物释放到胞外引发炎症1.14在动物地理区划中，马达加斯加属于（）A.古北界B.东洋界C.新北界D.埃塞俄比亚界1.15若某二倍体生物基因型为AaBb，A、B位于同一条染色体上，重组率为20%。该个体产生aB配子的概率为（）A.10%B.20%C.40%D.50%2.多项选择题（每题3分，共15分。每题有2~4个正确答案，多选少选均不得分）2.1下列哪些过程伴随有质子梯度形成（）A.线粒体电子传递链B.叶绿体类囊体膜光合电子传递C.细菌视紫红质介导的光驱动质子泵D.糖酵解2.2关于增强子（enhancer）的特征，正确的有（）A.可位于基因上游、下游或内含子中B.具有方向依赖性，必须正向才能发挥作用C.可与启动子间形成染色质环D.可远距离调控基因表达2.3下列哪些属于表观遗传修饰（）A.DNA甲基化B.组蛋白乙酰化C.非编码RNA介导的基因沉默D.基因点突变2.4下列哪些实验可直接证明DNA是遗传物质（）A.Avery-MacLeod-McCarty肺炎链球菌转化实验B.Hershey-Chase噬菌体标记实验C.Meselson-Stahl密度梯度实验D.Griffith经典转化实验2.5关于生态位（niche）的描述，正确的有（）A.基础生态位为理论最大生态位B.实际生态位因种间竞争而缩小C.两个物种的生态位重叠度越高竞争越弱D.生态位分化可促进共存3.填空题（每空1分，共20分）3.1在蛋白质翻译延伸阶段，氨酰-tRNA进入核糖体________位，该过程需________因子协助并消耗________分子GTP。3.2若某基因编码链序列为5′-ATGCGGCTA-3′，其转录产物mRNA对应序列为5′-________-3′，若第3位碱基发生A→G突变，导致氨基酸由________变为________（参考密码子：AUG=Met，CGG=Arg，CGA=Arg，GCU=Ala）。3.3根据Hardy-Weinberg平衡，若某隐性遗传病发病率占1/10000，则携带者频率为________。3.4在动物细胞周期中，Cdk活性受________和________两类蛋白共同调控，其中________蛋白可与Cdk结合导致其失活。3.5某草原生态系统中，第二营养级同化能量为2.0×10⁶kJ·m⁻²·a⁻¹，呼吸消耗占60%，则该营养级用于生长繁殖的能量为________kJ·m⁻²·a⁻¹，若传递效率为10%，第三营养级可获得能量________kJ·m⁻²·a⁻¹。3.6植物光敏色素Pr形式最大吸收波长为________nm，Pfr形式最大吸收波长为________nm，Pfr在________条件下可缓慢转化为Pr。3.7人类ABO血型由第________染色体上的________基因控制，其中I^A与I^B对i表现为________，I^A与I^B之间表现为________。3.8在系统发育树中，若节点支持率bootstrap值为95%，则表示在1000次重抽样中该节点出现________次，通常认为支持率________%以上较为可靠。4.简答题（每题8分，共24分）4.1简述蓝光介导的植物气孔开放信号转导主要步骤，并说明保卫细胞膜上两种关键离子通道的作用。4.2比较抗体亲和力成熟（affinitymaturation）与类别转换（classswitch）在发生部位、分子机制及生物学意义三方面的异同。4.3概述生态系统中“上行控制”（bottom-upcontrol）与“下行控制”（top-downcontrol）假说的核心观点，并各举一例实验证据支持。5.综合与计算题（共31分）5.1某实验室构建了一个包含启动子、GFP编码序列及polyA信号的转基因斑马鱼品系，发现GFP在肌肉组织高表达，而在肝脏几乎不表达。请设计实验（至少两种）验证造成该差异是否主要源于转录水平调控，并给出预期结果。（10分）5.2某湖泊连续五年监测得到初级生产量（GP）与呼吸量（R）数据如下（单位：gC·m⁻²·a⁻¹）：年份GPR20213203002022350340202338037020244104202025440460（1）计算各年份净生产量（NP）并指出该湖泊何时由自养生态系统转变为异养生态系统；（3分）（2）若湖泊面积为5km²，2025年沉积物碳埋藏量为50t，求该年系统碳净收支（tC·a⁻¹）并判断其为碳源或碳汇；（3分）（3）结合数据推测导致2024—2025年变化最可能的两个环境因子，并说明理由。（5分）5.3某果蝇突变体表现为翅膀边缘缺刻，遗传学分析表明该突变为X连锁显性致死（X^N），雄性胚胎纯合致死，雌性可存活但表型异常。现有以下杂交：正常翅雌蝇（X^nX^n）×缺刻翅雄蝇（X^NY）。请回答：（1）F₁代可存活成蝇的基因型及比例；（3分）（2）若F₁代随机交配，求F₂代可存活成蝇中缺刻翅个体所占比例；（4分）（3）说明为何X^N在雌性与雄性中的传递效率不同及其对种群基因频率的影响。（3分）6.答案与评分标准1.单项选择题1.1C1.2C1.3B1.4C1.5D1.6C1.7B1.8A1.9A1.10D1.11A1.12C1.13D1.14D1.15A2.多项选择题2.1ABC2.2ACD2.3ABC2.4AB2.5ABD3.填空题3.1A延伸因子Tu（或EF-Tu）13.2AUGCGGCUAArgAla3.30.0198（或1.98%）3.4细胞周期蛋白（cyclin）Cdk抑制剂（CKI）CKI3.58.0×10⁵2.0×10⁵3.6660730黑暗3.79I显性共显性3.8950704.简答题（答案要点）4.1蓝光→光受体Phototropin激活→H⁺-ATPase磷酸化→保卫细胞质膜超极化→K⁺内流通道（KAT1）开放→K⁺内流→水势下降→吸水膨胀→气孔开放；同时阴离子外排通道（SLAC1）关闭，防止膜去极化。4.2亲和力成熟：生发中心、体细胞高频突变+选择，提高抗体亲和力；类别转换：生发中心、重组酶介导C区替换，改变效应功能。二者均发生在B细胞、需T细胞辅助，但机制与目的不同。4.3上行：资源（营养）限制初级生产进而控制高级营养级；下行：捕食者抑制食草动物从而释放植物。实验：加肥提高初级生产支持更多消费者（上行）；去除捕食者导致食草动物激增植物减少（下行）。5.综合与计算题5.1实验1：qRT-PCR检测肌肉与肝脏GFPmRNA水平，预期肌肉显著高于肝脏；实验2：核run-on检测新生转录速率，预期肌肉转录活性高；实验3：将肝脏细胞核提取物与肌肉启动子报告基因共转染，验证是否存在抑制性转录因子。5.2（1）NP=GP−R：20,10,10,−10,−20；2024年起NP<0，系统转为异养。（2）2025年碳净收支=(−20gC·m⁻²·a⁻¹)×(5×10⁶m²)=−100tC·a⁻¹，埋藏50t，总收支−