2026年全国高中生物竞赛初赛试题及答案

2026年全国高中生物竞赛初赛试题及答案1.单项选择（每题2分，共20分）1.1在哺乳动物骨骼肌纤维中，横小管（T-tubule）与肌浆网终池形成三联体，其直接电生理作用是A.将动作电位快速传入肌纤维内部B.储存并释放乙酰胆碱C.提供ATP合成场所D.抑制肌动蛋白与肌球蛋白结合答案：A1.2某植物突变体在26℃下叶片呈绿色，移至34℃后叶片逐渐变白，最可能缺陷的基因功能是A.叶绿体核糖体小亚基组装B.光系统Ⅱ反应中心D1蛋白修复C.叶绿素合成酶Mg-螯合酶热稳定型D.叶绿体DNA聚合酶γ答案：C1.3用CRISPR-Cas9敲除小鼠Tyr基因，导致白化表型。若将正常TyrcDNA插入H19-Igf2印记区且只保留母本甲基化状态，预期子代毛色为A.野生型色B.白化C.斑驳白化D.无法判断答案：B（插入片段因印记沉默）1.4某病毒基因组为(−)RNA，复制需携带的病毒蛋白是A.RNA依赖的RNA聚合酶B.逆转录酶C.DNA聚合酶ⅢD.端粒酶答案：A1.5在下列生态系统中，按单位面积净初级生产量（NPP）从高到低排序正确的是A.热带雨林>温带草原>北方针叶林>北极苔原B.热带雨林>北方针叶林>温带草原>北极苔原C.温带草原>热带雨林>北方针叶林>北极苔原D.北极苔原>温带草原>北方针叶林>热带雨林答案：A1.6某二倍体生物基因型为AaBb，若A、B位于同一对染色体上且相距10cM，则其产生ab配子的概率为A.0.45B.0.05C.0.25D.0.40答案：A（重组率10%，ab亲本型占(1−0.1)/2=0.45）1.7下列哪项不是植物根尖分生区细胞特征A.液泡化程度高B.细胞核大C.细胞壁薄D.分裂旺盛答案：A1.8若某酶在25℃下Km=2mmol·L⁻¹，Vmax=100μmol·min⁻¹，当温度升至35℃时Km变为1mmol·L⁻¹，Vmax=120μmol·min⁻¹，说明A.酶对底物亲和力升高B.酶被不可逆变性C.酶浓度降低D.反应活化能升高答案：A1.9在动物细胞有丝分裂后期，姐妹染色单体分离的分子开关是A.分离酶（separase）降解黏连蛋白（cohesin）B.APC/C激活Cdk1-cyclinBC.组蛋白H3磷酸化D.动粒微管解聚答案：A1.10某湖泊因污染导致溶氧昼夜波动极大，其根本原因是A.白天浮游植物光合放氧，夜间群落呼吸耗氧B.水温昼夜变化C.水平对流减弱D.鱼类昼夜洄游答案：A2.多项选择（每题3分，共15分；每题至少有两个正确答案，多选少选均不得分）2.1下列哪些过程伴随质子梯度驱动A.线粒体ATP合成B.叶绿体类囊体腔中pH下降C.细菌鞭毛旋转D.溶酶体酶水解蛋白质答案：A、B、C2.2关于组蛋白修饰，正确的有A.H3K4me3富集于活跃启动子B.H3K27me3由PRC2复合体催化C.组蛋白乙酰化降低染色质可及性D.组蛋白磷酸化可调控有丝分裂答案：A、B、D2.3下列哪些属于植物激素间协同作用A.赤霉素与脱落酸促进种子萌发B.生长素与细胞分裂素促进侧根发生C.乙烯与茉莉酸诱导病害响应D.油菜素内酯与生长素促进茎伸长答案：B、C、D2.4关于人类ABO血型，下列说法正确的是A.由9号染色体上ABO基因编码糖基转移酶B.O型个体无酶活性C.A型血浆中含抗B抗体D.孟买型个体即使基因型为IAIA也表现O型答案：A、B、C、D2.5下列哪些技术可直接检测蛋白质-蛋白质相互作用A.酵母双杂交B.Co-IPC.FRETD.ChIP-seq答案：A、B、C3.填空题（每空1分，共20分）3.1光合作用Calvin循环中，催化1,3-二磷酸甘油酸（1,3-BPG）转化为3-磷酸甘油醛（G3P）的酶是______，所需还原力形式为______。答案：磷酸甘油醛脱氢酶（GAPDH），NADPH3.2某DNA片段含1000bp，GC含量60%，其Tm值按公式Tm=69.3+0.41(%G+C)估算为______℃。答案：69.3+0.41×60=93.9℃3.3在Hardy-Weinberg平衡群体中，某隐性遗传病发病率1/10000，则携带者频率为______。答案：2pq≈2×0.99×0.01=0.01983.4神经元静息电位主要由______外流形成，其平衡电位可用______方程计算。答案：K⁺，Nernst3.5植物韧皮部筛管中同化物以______形式运输，其装载依赖______梯度。答案：蔗糖，质子（H⁺）3.6某基因编码区插入单碱基导致移码，这种突变类型属于______；若插入3的倍数碱基则属于______。答案：frameshift，in-frameinsertion3.7真核生物mRNA5′端帽子结构为______，其功能是______。答案：7-甲基鸟苷（m⁷Gppp），保护RNA免受核酸酶降解并协助翻译起始3.8根据Michaelis-Menten方程，当[S]=3Km时，反应速率v=______Vmax。答案：0.753.9在C₄植物叶肉细胞中，CO₂首先被固定为______，随后转运至______细胞释放CO₂进入Calvin循环。答案：草酰乙酸（OAA），维管束鞘3.10人类线粒体DNA共含______个蛋白质编码基因，其遗传方式为______。答案：13，母系遗传4.简答题（每题8分，共24分）4.1简述CRISPR-Cas9系统介导的基因敲除原理，并说明如何提高特异性降低脱靶。答案：（1）原理：sgRNA引导Cas9核酸酶识别靶DNA20nt序列及下游PAM（NGG），Cas9产生双链断裂（DSB），细胞通过NHEJ修复引入indel导致移码敲除。（2）提高特异性策略：①使用高保真Cas9变体（eSpCas9-1.1、Cas9-HF1）；②缩短sgRNA至17-18nt；③双切口酶策略（pairednickases）；④递送核糖核蛋白（RNP）复合物减少暴露时间；⑤全基因组脱靶检测（GUIDE-seq、CIRCLE-seq）验证。4.2比较有氧呼吸与光合磷酸化中质子梯度建立的异同。答案：相同点：均通过电子传递链泵送质子形成电化学梯度；均利用ATP合酶回流质子合成ATP；均位于膜系统（线粒体内膜/类囊体膜）。不同点：①电子来源：有氧呼吸来自NADH/FADH₂，光合作用来自水光解；②质子泵方向：线粒体泵至膜间隙（正电外），叶绿体泵至类囊体腔（正电内）；③终端电子受体：O₂vsNADP⁺；④光依赖：光合作用需光，呼吸作用不需。4.3说明植物如何通过ABA信号通路关闭气孔，并指出关键蛋白。答案：ABA结合PYR/PYL/RCAR受体→抑制PP2C磷酸酶（如ABI1、ABI2）→激活SnRK2激酶（OST1）→磷酸化下游靶蛋白：①激活NADPH氧化酶RbohD/F产生活性氧（ROS）；②激活阴离子通道SLAC1与ALMT12，导致膜去极化；③抑制内向K⁺通道KAT1，减少K⁺流入；④抑制质子泵AHA1；最终保卫细胞失水，气孔关闭。5.计算与分析题（共21分）5.1某酶促反应遵循米氏方程，测得数据如下：[S](mmol·L⁻¹)124816v(μmol·min⁻¹)1220324864（1）用Lineweaver-Burk双倒数作图法求Km与Vmax；（2）若加入非竞争性抑制剂I，Ki=2mmol·L⁻¹，[I]=4mmol·L⁻¹，求新的表观Vmax′。答案：（1）计算1/[S]与1/v：1/[S]10.50.250.1250.06251/v0.08330.050.031250.02080.0156线性回归得斜率=0.00130min·L·μmol⁻¹，截距=0.0117min·μmol⁻¹Vmax=1/截距=85.5μmol·min⁻¹Km=斜率×Vmax=0.00130×85.5=0.111mmol·L⁻¹（2）非竞争性抑制：Vmax′=Vmax/(1+[I]/Ki)=85.5/(1+4/2)=28.5μmol·min⁻¹5.2某二倍体植物花色受两对独立基因A/a、B/b控制，A_B_为紫花，A_bb为红花，aaB_为粉花，aabb为白花。今以AaBb自交得F₁，随机交配得F₂。（1）求F₁表型比；（2）求F₂中紫花占多少；（3）若F₂紫花随机交配，下一代白花比例。答案：（1）AaBb自交得F₁：9紫:3红:3粉:1白（2）F₁随机交配即F₁配子池配子频率：AB=9/16×1/4=9/64，Ab=3/16×1/4=3/64，aB=3/64，ab=1/64F₂中A_B_=(9+3+3)/64×2×9/64+…=用棋盘法得0.5625（3）F₂紫花基因型频率：AABB:AABb:AaBB:AaBb=1:2:2:4配子ab频率=(4/9)×(1/4)=1/9随机交配后代aabb=(1/9)²=1/816.综合题（共20分）6.1阅读资料：科学家将耐旱野生稻（DD）与栽培稻（CC）杂交得F₁（DC），经多代回交与标记辅助选择育成近等基因系（NIL），发现1号染色体上存在一段长2.1Mb的导入片段含耐旱主效基因DROT1。DROT1编码质膜H⁺-ATP酶，可提高根尖质子泵活性，增强水分吸收。为验证功能，构建CRISPR敲除栽培稻DROT1同源基因，突变体在20%PEG模拟干旱下存活率下降40%。同时转录组显示脱落酸响应基因OsLEA3、OsRAB16表达下调。问题：（1）指出导入片段的遗传学标记类型及选择优势；（2）解释DROT1如何提高耐旱性；（3）设计实验确认DROT1是否通过ABA途径调控OsLEA3；（4）若DROT1在栽培稻中为单拷贝，敲除后如何快速获得无转基因成分的纯合突变体。答案：（1）属于SSR/SNP分子标记辅助选择，优势：减少连锁累赘，加速目标基因聚合。（2）DROT1作为质膜H⁺-ATP酶，通过泵出H⁺建立膜电位驱动K⁺及水分内流，维持细胞膨压；同时酸化细胞壁激活expansin促进根伸长，扩大吸水面积。（3）实验设计：①构建DROT1过表达与敲除材料；②外源ABA处理（10μM，6h），qPCR检测OsLEA3表