CIE A Level 生物 9700 Paper 4 练习卷｜100 分 2 小时（附答案）

练习卷 · CIE A Level 生物 9700

Paper 4 结构题（A Level）

题目

题 1 · 光合作用与限制因素

(a) 写出光独立（光反应）阶段在叶绿体中发生的位置。 [2]

(b) 光强由 20 增至 40 单位时，产氧速率由每分钟 0.15 cm³ 升至 0.3 cm³。解释原因。 [4]

(c) 在 60 单位光强下，计算 120 分钟的累积产氧量（cm³）。 [3]

(d) 光强超过 60 单位后曲线转为水平。解释原因。 [4]

(e) 写出光合作用平衡方程式，并解释温度升至 40 °C 以上速率急降的原因。 [6]

(f) 设计一个实验，用水生植物量度光强对光合作用的影响，并说明两项控制变数。 [6]

题 2 · 遗传、突变与基因表达

(a) 定义基因突变。 [3]

(b) 镰刀型细胞贫血的 HBB 基因编码区有 450 个碱基，患者其中 1 个碱基由 A 变为 T。计算这是一个占编码区多少百分比的改变，并说明对蛋白质的影响。 [5]

(c) 该编码区可翻译出多少个氨基酸？说明你的计算。 [4]

(d) 有些碱基取代不会改变蛋白质。解释原因。 [3]

(e) 两株豌豆（RrYy × RrYy）杂交，共 800 株后代。按 9:3:3:1 计算每个表型的预期数目。 [5]

(f) 解释减数分裂时两个过程如何增加后代的遗传变异。 [5]

题 3 · 气体交换与运输

(a) 鱼鳃采用逆流交换。解释这种安排如何提高氧气吸收效率。 [4]

(b) 某人每搏输出量 70 cm³，心率每分钟 72 次。计算心输出量，以 dm³ min⁻¹ 表示。 [4]

(c) 同一人运动时每搏输出量升至 110 cm³、心率升至 150 次。计算心输出量及其为静息时的多少倍。 [5]

(d) 潮气量 500 cm³、死腔 150 cm³、每分钟呼吸 12 次。计算肺泡通气量占总通气量的百分比。 [4]

(e) 解释波尔效应（Bohr shift）对运动中肌肉的益处。 [4]

(f) 患者血红蛋白由 15 g/dL 降至 8 g/dL。已知每克血红蛋白可结合 1.34 cm³ 氧，计算每 100 cm³ 血液含氧量的下降百分比。 [4]

题 4 · 能量流与生态系统

(a) 草 50,000 kJ、兔 5,000 kJ、狐 400 kJ。计算两个营养级之间的能量转移效率。 [3]

(b) 某生态系总初生产力 (GPP) 为 2400 kJ m⁻² yr⁻¹，呼吸量 1560 kJ m⁻² yr⁻¹。计算净初生产力及其占 GPP 的百分比。 [4]

(c) 解释为何食物链鲜有超过五个营养级。 [5]

(d) 解释氮循环中硝化作用与固氮作用的分别，并各举一类生物。 [5]

(e) 解释为何泥炭沼与森林被视为碳汇（carbon sink）。 [4]

(f) 解释密集农业如何降低农田的生物多样性，并提出一项缓解措施。 [4]

答案

题 1 · 光合作用与限制因素

(a) 类囊体膜（thylakoid membrane）上。 [2]

(b) 光强是限制因素；更多光系统被激发，光解水加快，供应更多 ATP 与还原剂给卡尔文循环。 [4]

(c) 每分钟 0.45 cm³ × 120 = 54.0 cm³。 [3]

(d) 光强不再是限制因素；限制因素转为二氧化碳浓度或温度，光系统已饱和。 [4]

(e) 6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂（光、叶绿素）；高温使酶变性，活性位形状改变，光反应与卡尔文循环酶同时失效。 [6]

(f) 用 LED 灯在不同距离／强度照射伊乐藻，以毛细管或气泡计数收集氧气 30 分钟，水浴固定 25 °C，重复 3 次取平均；控制 CO₂（相同碳酸氢钠溶液）与植物长度。 [6]

题 2 · 遗传、突变与基因表达

(a) DNA 碱基序列改变，例如取代、插入或缺失，可改变密码子而改变多肽。 [3]

(b) 1 ÷ 450 × 100 = 0.222%；密码子由 GAG 变 GTG，氨基酸由麸氨酸（Glu）变缬氨酸（Val），血红蛋白 β 链带电性质改变，红血球在低氧下呈镰刀形。 [5]

(c) 450 ÷ 3 = 150 个密码子；其中 1 个为终止密码子，不编码氨基酸，所以 150 − 1 = 149 个氨基酸。 [4]

(d) 遗传密码有简并性：多个密码子编码同一氨基酸，取代后氨基酸不变（同义突变），初级结构因此不变。 [3]

(e) 9/16 × 800 = 450；3/16 × 800 = 150；3/16 × 800 = 150；1/16 × 800 = 50；合计 800。 [5]

(f) （1）前期 I 互换：同源染色体非姊妹染色分体交换片段，产生重组染色体；（2）中期 I 独立分配：各对同源染色体随机排列，$2^{23}$ 种组合（人类）。两者令配子基因组合各异。 [5]

题 3 · 气体交换与运输

(a) 水流方向与血流方向相反，沿整个鳃片水中的氧分压始终高于血中，扩散梯度维持全程，血液可吸收更多氧（可达约 80% 饱和）。 [4]

(b) 70 × 72 = 5040 cm³ min⁻¹；÷ 1000 = 5.04 dm³ min⁻¹。 [4]

(c) 110 × 150 = 16500 cm³ min⁻¹ = 16.5 dm³ min⁻¹；16500 ÷ 5040 = 3.27 倍。 [5]

(d) 总通气量 500 × 12 = 6000 cm³ min⁻¹；肺泡通气量 (500 − 150) × 12 = 4200 cm³ min⁻¹；4200 ÷ 6000 = 70%。 [4]

(e) 肌肉产生 CO₂ 使血液 pH 下降、温度上升，血红蛋白氧亲和力下降，曲线右移，在较低氧分压下释放更多氧给肌肉。 [4]

(f) 15 × 1.34 = 20.1 cm³/dL；8 × 1.34 = 10.72 cm³/dL；(20.1 − 10.72) ÷ 20.1 × 100 = 46.7%。 [4]

题 4 · 能量流与生态系统

(a) 草→兔：5,000 ÷ 50,000 × 100 = 10%；兔→狐：400 ÷ 5,000 × 100 = 8%。 [3]

(b) NPP = 2400 − 1560 = 840 kJ m⁻² yr⁻¹；840 ÷ 2400 × 100 = 35%。 [4]

(c) 每级只有约 10% 能量传到下一级；能量在呼吸、排泄与未食部分流失，第五级可用的能量已少于原来的 0.01%，不足以支持可存活族群。 [5]

(d) 固氮作用：根瘤菌（Rhizobium）等把大气 N₂ 还原为氨／铵；硝化作用：硝化细菌（Nitrosomonas 铵→亚硝酸盐，Nitrobacter 亚硝酸盐→硝酸盐）把铵氧化成植物可吸收的硝酸盐。 [5]

(e) 它们光合作用固定的碳多于呼吸与分解释放的碳；泥炭沼酸性、缺氧令分解者活动受抑，有机碳长期堆积。 [4]

(f) 单一作物减少栖息地与食物多样性；除草剂／杀虫剂杀死非目标物种；肥料流入水体造成优养化。缓解：保留田边缓冲带／轮作／减少农药。 [4]

评分准则

题 1 · 光合作用与限制因素

(a) 2 分

• 位于类囊体膜
• 膜上含光系统 I／II 与 ATP 合成酶

(b) 4 分

• 指出光强为限制因素
• 光解水加快 → 更多 ATP／还原 NADP
• 更多 GP 被还原为 TP
• 速率上升至光系统饱和为止

(c) 3 分

• 先由 30 分钟数据除以 30 得每分钟速率（13.5 ÷ 30 = 0.45）
• 乘 120 得 54
• 标明单位 cm³

(d) 4 分

• 光系统饱和，不能再吸收更多光
• 限制因素改为 CO₂ 浓度或温度
• 暗反应酶与 CO₂ 固定速率成为瓶颈
• 因此速率保持 0.45 cm³/min

(e) 6 分

• 方程式左右元素平衡（C 6、H 12、O 18）
• 标明光与叶绿素
• 酶变性 → 活性位变形
• 受质不再形成酶－受质复合物
• 光反应与暗反应酶同样受影响
• 速率急降而非渐降

(f) 6 分

• 自变量：光强（距离或 LED 功率）
• 因变量：30 分钟氧气体积／气泡数
• 水浴固定温度 25 °C
• 碳酸氢钠浓度相同
• 植物品种与长度相同
• 重复 3 次求平均并计算速率

题 2 · 遗传、突变与基因表达

(a) 3 分

• DNA 碱基序列改变
• 至少举出一种形式（取代／插入／缺失）
• 可影响密码子 → 氨基酸序列

(b) 5 分

• 1 ÷ 450 × 100
• 答案 0.222%（约 0.22%）
• GAG → GTG
• Glu → Val（麸氨酸→缬氨酸）
• 改变 β 链电荷 → 低氧下镰刀形

(c) 4 分

• 450 ÷ 3 = 150 个密码子
• 指出终止密码子不编码氨基酸
• 150 − 1 = 149
• 单位为氨基酸个数

(d) 3 分

• 密码子具简并性（多个密码子同一氨基酸）
• 氨基酸序列不变
• 蛋白质三维结构与功能不变

(e) 5 分

• 9/16 × 800 = 450（双显性）
• 3/16 × 800 = 150（单显性，两种各 150）
• 1/16 × 800 = 50（双隐性）
• 四个数合计 800
• 明显写出比例对应表型

(f) 5 分

• 前期 I 互换发生于非姊妹染色分体
• 互换产生重组染色体／新等位基因组合
• 中期 I 同源染色体独立分配（随机排列）
• 人类 2²³ ≈ 8.4 百万种组合
• 加随机受精进一步增加变异

题 3 · 气体交换与运输

(a) 4 分

• 水与血流方向相反
• 沿鳃片保持浓度梯度
• 梯度不会在末端消失（并流会平衡）
• 血液含氧量可接近饱和

(b) 4 分

• 70 × 72 = 5,040
• ÷ 1,000 转 dm³
• 答案 5.04
• 单位 dm³ min⁻¹

(c) 5 分

• 110 × 150 = 16,500
• 16.5 dm³ min⁻¹
• 16,500 ÷ 5,040
• 答案 3.27（约 3.3 倍）
• 单位正确

(d) 4 分

• 500 × 12 = 6,000
• (500 − 150) × 12 = 4,200
• 4,200 ÷ 6,000
• 答案 70%

(e) 4 分

• CO₂ 溶于血令 pH 下降
• Hb 氧亲和力下降（曲线右移）
• 同一 pO₂ 下释放更多氧
• 供应肌肉细胞呼吸

(f) 4 分

• 15 × 1.34 = 20.1
• 8 × 1.34 = 10.72
• 差值 9.38
• 9.38 ÷ 20.1 × 100 = 46.7%

题 4 · 能量流与生态系统

(a) 3 分

• 5,000 ÷ 50,000 × 100 = 10%
• 400 ÷ 5,000 × 100 = 8%
• 两者均远低于 100%（呼吸、排泄、未食部分）

(b) 4 分

• NPP = GPP − 呼吸
• 2,400 − 1,560 = 840
• 840 ÷ 2,400 × 100
• 答案 35%（单位 kJ m⁻² yr⁻¹）

(c) 5 分

• 每级约 10% 能量转移
• 能量以呼吸热、排泄、未食部分流失
• 可用能量随级数指数下降（0.1⁴ ≈ 0.0001）
• 高级消费者族群小、领域大
• 能量不足以支持更多级

(d) 5 分

• 固氮：N₂ → NH₃／NH₄⁺（根瘤菌、固氮菌）
• 硝化：NH₄⁺ → NO₂⁻（Nitrosomonas）
• NO₂⁻ → NO₃⁻（Nitrobacter）
• 硝酸盐为植物主要吸收形式
• 两者均在好氧条件下由细菌完成

(e) 4 分

• 光合作用固碳 > 呼吸／分解释放
• 泥炭沼酸性缺氧抑制分解者
• 有机物长期堆积成泥炭
• 森林生物量储存大量碳

(f) 4 分

• 单一作物 → 栖息地同质化
• 农药杀死非目标昆虫与食物链上游
• 肥料流入水体 → 优养化、缺氧
• 提出一项具体缓解措施（田边缓冲带／轮作）

TutorZone 练习卷｜题目与数据为原创，并非任何考试局或出版社的教材。

卷制依 CIE 9700 生物课程 Paper 4：2 小时、100 分、A Level 结构题。