2025年全国中学生生物学竞赛联赛试题(含答案解析)

2025年全国中学生生物学竞赛联赛试题(含答案解析)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下列关于线粒体DNA的描述，正确的是（）A.呈线性双链，与组蛋白结合形成核小体B.编码全部氧化磷酸化复合体亚基C.母系遗传，无重组，可用于追溯人群母系祖先D.复制方式为滚环复制，引物由引物酶催化合成答案：C解析：线粒体DNA为环状双链，不形成核小体；仅编码氧化磷酸化部分亚基；复制为D环机制，引物由线粒体RNA聚合酶合成。1.2某植物花粉母细胞在减数分裂Ⅰ后期出现一对同源染色体不分离，最终可形成活力花粉的比例为（）A.0%B.25%C.50%D.100%答案：A解析：不分离导致n+1与n–1四分体，花粉对剂量敏感，n≠1者均败育。1.3在pH=7.0的缓冲液中，下列氨基酸其R基团带净正电荷的是（）A.天冬氨酸B.赖氨酸C.甲硫氨酸D.苯丙氨酸答案：B解析：赖氨酸R基pKa≈10.5，pH7.0时质子化带+1。1.4某湖泊因污染导致溶氧骤降，下列鱼类最先死亡的是（）A.鲫鱼B.鲤鱼C.黑鲈D.鳗鲡答案：C解析：黑鲈为严格需氧的顶级捕食者，对低氧耐受最低。1.5关于CRISPR-Cas9介导的基因敲入，下列步骤排序正确的是（）1.供体DNA同源重组2.Cas9切断靶位3.筛选标记阳性克隆4.sgRNA识别PAMA.4→2→1→3B.2→4→1→3C.4→1→2→3D.2→1→4→3答案：A解析：sgRNA先识别，Cas9后切割，供体模板通过同源重组插入，最后筛选。1.6若某二倍体生物基因型为AaBb，两基因独立分配，其自交后代中与亲本基因型相同的概率为（）A.1/16B.1/4C.1/8D.9/16答案：B解析：Aa概率1/2，Bb概率1/2，乘积为1/4。1.7植物光敏色素Pfr型吸收峰约为（）A.660nmB.730nmC.450nmD.550nm答案：B解析：Pfr吸收730nm远红光。1.8下列哪项不是程序性细胞死亡的形态学特征（）A.细胞皱缩B.染色质凝聚C.膜泡化形成凋亡小体D.线粒体肿胀破裂答案：D解析：线粒体肿胀破裂为坏死特征。1.9在生态金字塔中，可能出现倒置的是（）A.数量金字塔B.生物量金字塔C.能量金字塔D.以上均不可能答案：A解析：寄生或单树多昆虫情形下数量可倒置。1.10某酶服从米氏方程，当[S]=3Km时，反应速率v与Vmax之比为（）A.1/4B.1/2C.3/4D.4/3答案：C解析：v=Vmax[S]/(Km+[S])=3/4。1.11下列哪类抗体可高效激活补体经典途径（）A.IgAB.IgG1C.IgED.IgD答案：B解析：IgG1、IgG3可结合C1q。1.12关于人视网膜感光细胞，正确的是（）A.视杆细胞主要分布于黄斑中心凹B.视锥细胞含视紫红质C.视杆细胞对弱光敏感，分辨率低D.视锥细胞在暗视觉中起主导答案：C解析：视杆分布于周边，视紫红质仅视杆含，暗视觉由视杆主导。1.13某DNA片段含100bp，其松弛型环状DNA的Lk0=950，今测得Lk=940，则其σ超螺旋密度为（）A.–0.0105B.–0.010C.–0.009D.+0.010答案：A解析：σ=(Lk–Lk0)/Lk0=–10/950≈–0.0105。1.14下列激素中，主要通过G蛋白-腺苷酸环化酶-cAMP途径发挥作用的是（）A.胰岛素B.肾上腺素C.甲状腺素D.雌激素答案：B解析：肾上腺素通过β受体激活Gs-cAMP。1.15在植物次生代谢中，合成紫杉醇的直接前体来源于（）A.苯丙烷途径B.甲羟戊酸途径C.脱氧木酮糖磷酸途径D.生物碱途径答案：B解析：紫杉醇为二萜，由MVA途径合成。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NADPH生成（）A.光合作用光反应B.磷酸戊糖途径氧化阶段C.柠檬酸循环D.脂肪酸β氧化答案：AB解析：光反应由铁氧还蛋白-NADP+还原酶生成NADPH；磷酸戊糖途径第一步即生成NADPH。2.2关于人基因组中Alu元件，正确的是（）A.属于SINEB.具反转录转座活性C.可被RNA聚合酶Ⅲ转录D.长度约300bp答案：ABCD解析：Alu为典型SINE，约300bp，PolⅢ转录，可自主转座。2.3下列哪些属于K对策者特征（）A.寿命长B.繁殖次数少C.子代个体大D.种群波动大答案：ABC解析：K对策者稳定环境，低繁殖高存活，波动小。2.4可导致蛋白质在SDS中表观分子量偏大的原因有（）A.糖基化未去除B.强二硫键未还原C.磷酸化D.样品煮沸不足答案：ABD解析：糖链增大摩擦系数；二硫键未打开构象紧密；煮沸不足SDS结合不全，迁移慢。2.5下列哪些实验可直接验证DNA半保留复制（）A.Meselson-Stahl密度标记实验B.Taylor蚕豆根尖放射自显影C.Cairns放射环实验D.Hershey-Chase噬菌体实验答案：AB解析：Meselson-Stahl用15N/14N；Taylor用3H-TdR标记染色体，均直接证明半保留。3.填空题（每空1分，共20分）3.1光合作用暗反应中，固定1分子CO2需消耗________分子ATP和________分子NADPH。答案：3；23.2某基因突变导致mRNA第59位密码子由CGA变为UGA，此种突变类型称为________突变，其后果是________。答案：无义；提前出现终止密码子，翻译产生截短蛋白。3.3人耳蜗基底膜顶部受损，主要影响________频率听力，其原因是________。答案：低；顶部膜宽劲度小，共振频率低。3.4根据Hardy-Weinberg定律，若某隐性遗传病发病率1/10000，则携带者频率为________。答案：0.0198解析：q2=1/10000，q=0.01，2pq≈0.0198。3.5某植物叶片净光合速率为10μmolCO2·m–2·s–1，呼吸速率为2μmolCO2·m–2·s–1，则其总光合速率为________μmolCO2·m–2·s–1。答案：123.6在动物细胞有丝分裂中，姐妹染色单体分离发生在________期，该过程由________复合体降解触发。答案：后；APC/C（后期促进复合体）3.7某DNA双链中一条链的A+T含量为62%，则整个双链的G+C含量为________%。答案：383.8根据Michaelis-Menten方程，当反应速率v=Vmax/5时，底物浓度[S]=________Km。答案：1/43.9在植物体内，由________酶催化将亚硝酸还原为氨，该酶位于________。答案：亚硝酸还原酶；叶绿体基质3.10某二倍体生物2n=24，则其单倍体基因组在S期结束后具________条染色单体。答案：244.简答题（每题8分，共24分）4.1概述抗体多样性产生的分子机制，并说明为何一次免疫后可产生高亲和力抗体。答案要点：1.胚系基因片段重排：V(D)J组合多样性、连接多样性（P/N核苷酸添加）。2.体细胞高频突变：B细胞在生发中心受抗原选择，AID诱导点突变，亲和力高者存活。3.类别转换：通过重组产生不同恒定区，保留可变区。4.组合与重链-轻链配对。结果：初始多克隆抗体亲和力不均，抗原持续选择使亲和力成熟，二次应答以高亲和力IgG为主。4.2说明植物在盐胁迫下的主要生理响应及分子调节网络。答案要点：1.渗透调节：合成脯氨酸、甜菜碱、可溶性糖，维持ψw。2.离子稳态：SOS1Na+/H+逆向转运蛋白将Na+排出；NHX1将Na+区隔化至液泡；HKT1减少Na+向地上部运输。3.ABA信号：盐胁迫→ABA↑→SnRK2激酶→AREB转录因子→下游LEA、脱水素基因。4.ROS清除：SOD、POD、CAT活性升高，抗坏血酸-谷胱甘肽循环。5.表观遗传：组蛋白乙酰化、DNA甲基化动态调控耐盐基因。6.长期适应：根系构型改变、表皮蜡质增厚。4.3比较竞争性抑制与非竞争性抑制对酶动力学参数的影响，并给出利用双倒数图区分两者的依据。答案：竞争性：抑制剂与底物竞争活性中心，Km↑，Vmax不变；1/v~1/[S]图纵截距相同，横截距–1/Km绝对值增大。非竞争性：抑制剂结合别位，Km不变，Vmax↓；双倒数图横截距相同，纵截距增大。混合型：Km、Vmax均变，斜率与截距均不同。5.综合应用题（共41分）5.1计算与作图（11分）某实验室构建了一条人工代谢通路，将外源基因A、B、C导入大肠杆菌，用于将底物S转化为产物P。经测定，在37°C、pH7.4条件下，不同底物浓度S（mmol·L–1）对应的初速率v（μmol·L–1·min–1）如下：[S]123581220v2.13.34.25.46.77.89.1(1)用Lineweaver-Burk双倒数作图法求Km与Vmax（要求列出计算表格，保留三位小数）。(2)若加入0.5mmol·L–1抑制剂I后，测得在[S]=5mmol·L–1时v=4.2μmol·L–1·min–1，且Km不变，判断抑制类型并计算Ki。答案：(1)取倒数：1/[S]1.0000.5000.3330.2000.1250.0830.0501/v0.4760.3030.2380.1850.1490.1280.110线性回归得斜率=0.400，截距=0.080Vmax=1/截距=12.500μmol·L–1·min–1Km=斜率×Vmax=5.000mmol·L–1(2)Km不变，Vmax降低→非竞争性抑制v=Vmaxapp[S]/(Km+[S])，代入得Vmaxapp=7.143Vmaxapp=Vmax/(1+I/Ki)→Ki=I/(Vmax/Vmaxapp–1)=0.5/(12.5/7.143–1)=0.700mmol·L–15.2遗传分析（10分）果蝇的卷翅（c）对正常翅（C）为隐性，红眼（R）对紫眼（r）为显性，两基因连锁。纯合卷翅紫眼雌蝇与纯合正常翅红眼雄蝇杂交，得F1均为正常翅红眼。F1互交得F2如下：表型数目正常翅红眼180正常翅紫眼22卷翅红眼20卷翅紫眼178(1)计算重组率，并判断两基因在染色体上的排列。(2)若F1雌蝇与卷翅紫眼雄蝇回交，预期后代中正常翅红眼占比多少？答案：(1)重组型为正常紫眼+卷翅红眼=42，总400，重组率=42/400=10.5cM，属连锁且相距10.5cM。(2)回交相当于测交，F1雌配子：亲本型CR44.75%，cr44.75%，重组型Cr5.25%，cR5.25%；雄蝇只产生cr。正常红眼需CR配子，占比44.75%。5.3生态建模（10分）某海域海胆（U）以大型海藻（S）为食，海胆种群同时受龙虾（L）捕食。设系统满足：===其中r=1.2yr–1，K=4kg·m–2，a=0.8m2·kg–1·yr–1，e=0.25，m=0.3yr–1，b=1.0m2·kg–1·yr–1，c=0.5m2·kg，h=1kg–1，f=0.2，d=0.4yr–1。(1)求海藻-海胆-龙虾系统的非平凡平衡点(S,U,L)。(1)求海藻-海胆-龙虾系统的非平凡平衡点(S,U,L)。(2)讨论当捕捞压力使龙虾死亡率增至d′=0.8yr–1时，系统平衡海藻生物量如何变化（给出变化方向即可，不需重算）。答案：(1)令三式为零，由第三式得U=d/(fb–dch)=0.4/(0.2–0.4×0.5)=4kg·m–2；(1)令三式为零，由第三式得U=d/(fb–dch)=0.4/(0.2–0.4×0.5)=4kg·m–2；代入第二式得S=(m+bL/(1+chU))/(ea)=0.3+0.4/3=0.467kg·m–2；代入第二式得S=(m+bL/(1+chU))/(ea)=0.3+0.4/3=0.467kg·m–2；由第一式得L=(r(1–S/K)–aU)/a×(1+chU)/(bL)…解得L=0.8kg·m–2。由第一式得L=(r(1–S/K)–aU)/a×(1+chU)/(bL)…解得L=0.8kg·m–2。故(S,U,L)≈(0.467,4,0.8)。故(S,U,L)≈(0.467,4,0.8)。(2)d↑→U↑→S↓，海藻生物量下降，海胆增加，系统向海胆主导状态漂移，易形成“海胆荒漠”。(2)d↑→U↑→S↓，海藻生物量下降，海胆增加，系统向海胆主导状态漂移，易形成“海胆荒漠”。5.4进化与系统发育（10分）研究人员获得四段同源基因序列：人(H)、黑猩猩(C)、大猩猩(G)、猩猩(O)，用最大似然法构建树，得两棵候选树：树1：((H,C),G),O树2：((C,G),H),O对位排列后对齐长度为2400bp，计算l