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中五生物练习卷：遗传、DNA 与基因表现（12 题・100 分・75 分钟・附答案）｜原创模拟试题
练习卷 · DSE 生物：遗传、DNA 与基因表现全卷
本卷共 12 题、100 分、75 分钟，涵盖 DNA 结构与半保留复制、转录与翻译、基因突变与基因表现调控，以及单基因遗传、性联遗传与哈代—温伯格定律。所有题目附完整计算步骤、单位及评分要点，适合中五学生于校内试前作全卷计时练习。
卷面资料 年级：中五（S5） ｜ 科目：生物 ｜ 时限：75 分钟 ｜ 总分：100 分 ｜ 题数：12
甲部：DNA 结构与复制（32 分）
第 1 至 4 题（每题 6 至 9 分）
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 1 | 某双螺旋 DNA 样本共有 1200 个碱基对，其中腺嘌呤（A）占全部碱基的 20%。求 (a) 样本中 A 的数目；(b) 鸟嘌呤（G）的数目；(c) 该 DNA 分子的氢键总数（A 与 T 之间 2 条，G 与 C 之间 3 条）。 | (a) 碱基总数 = 1200 × 2 = 2400 个（1 分）；A 的数目 = 2400 × 20% = 480 个（1 分）。(b) T 亦为 480 个（1 分）；G 与 C 合共 2400 − 960 = 1440 个，故 G = 720 个（2 分）。(c) 氢键 = 480 × 2 + 720 × 3 = 960 + 2160 = 3120 条（1 分）。 |
| 2 | 一条含 600 个碱基对的细菌 DNA 分子在含氮培养基中连续复制 3 轮。求 (a) 最后产生的 DNA 分子数目；(b) 其中含有原始（亲代）DNA 链的分子数目；(c) 整个过程新合成的核苷酸总数，并指出此结果如何支持半保留复制。 | (a) 每轮复制令分子数目加倍，3 轮后有 2 的 3 次方 = 8 个分子（2 分）。(b) 半保留复制下，2 条亲代链各自留在一个分子中，故有 2 个分子含亲代链（2 分）。(c) 新合成的碱基对 = 600 × (8 − 1) = 4200 对，即 8400 个核苷酸（3 分）。每个子代分子都含一条旧链及一条新链，证明复制采取半保留方式（1 分）。 |
| 3 | 某基因的模板链（template strand）部分序列为 3′-TAC GGA TTC ACG ACT-5’。求 (a) 由该段模板链转录出的 mRNA 序列（注明 5′ 及 3′ 端）；(b) mRNA 的核苷酸数目；(c) 密码子数目；(d) 若核糖体沿此段 mRNA 完全翻译，可得多少个氨基酸，并写出各密码子对应的氨基酸。 | (a) mRNA 与模板链互补且反向平行，序列为 5′-AUG CCU AAG UGC UGA-3’（3 分）。(b) 共 15 个核苷酸（1 分）。(c) 5 个密码子（1 分）。(d) 终止密码子 UGA 不编码氨基酸，可得 4 个氨基酸（1 分）：AUG 为甲硫氨酸、CCU 为脯氨酸、AAG 为赖氨酸、UGC 为半胱氨酸（3 分）。 |
| 4 | 一个多肽（polypeptide）由 120 个氨基酸组成，其对应的成熟 mRNA 包含起始密码子及终止密码子。求 (a) 该 mRNA 的最少核苷酸数目；(b) 翻译时参与的 tRNA 数目；(c) 多肽中肽键的数目；(d) 形成该多肽时脱去的水分子数目。 | (a) 每个氨基酸由 3 个碱基编码，另加 1 个终止密码子 = 120 × 3 + 3 = 363 个核苷酸（3 分）。(b) 每个氨基酸由一个 tRNA 运送，共 120 个（2 分）。(c) 120 个氨基酸之间有 119 条肽键（2 分）。(d) 每形成 1 条肽键脱去 1 个水分子，共 119 个（2 分）。 |
乙部：基因表现与蛋白质合成（36 分）
第 5 至 8 题（每题 8 至 10 分）
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 5 | 某真核基因的编码区含 5 个外显子（exons），外显子总长 903 个碱基对；另有 3 个内含子（introns），内含子总长 597 个碱基对。求 (a) 初生转录本（pre-mRNA）的长度；(b) 成熟 mRNA 的长度；(c) 剪接过程移除的碱基对占初生转录本的百分比；(d) 成熟 mRNA 可翻译出的氨基酸数目及肽键数目（假设序列内含 1 个终止密码子）。 | (a) 初生转录本 = 903 + 597 = 1500 个碱基（2 分）。(b) 剪接移除内含子后，成熟 mRNA = 903 个碱基（2 分）。(c) 移除百分比 = 597 ÷ 1500 × 100% = 39.8%（2 分）。(d) 903 ÷ 3 = 301 个密码子，其中 1 个为终止密码子，故可翻译出 300 个氨基酸，肽键数目为 299（3 分）。 |
| 6 | 某 tRNA 的反密码子（anticodon）为 3′-UAC-5’。求 (a) 该 tRNA 在 mRNA 上配对的密码子（注明方向）；(b) 该 tRNA 携带的氨基酸名称；(c) 遗传密码共有 64 个密码子，其中终止密码子的数目及有义（sense）密码子的数目；(d) 解释为何细胞只需约 45 种 tRNA 便可应付全部有义密码子。 | (a) 反密码子 3′-UAC-5′ 与密码子 5′-AUG-3′ 反向平行配对（2 分）。(b) AUG 编码甲硫氨酸（2 分）。(c) 终止密码子有 3 个，有义密码子 = 64 − 3 = 61 个（2 分）。(d) 密码子的第 3 个碱基存在摆动配对（wobble），同一个 tRNA 可辨认多个同义密码子，故无需 61 种 tRNA（2 分）。 |
| 7 | 某基因的编码链（coding strand）部分序列为 5′-ATG GAA TGC TTT-3’，其转录产物可翻译成 4 个氨基酸。若第 3 个密码子的第 2 个碱基由 G 变为 A，求 (a) 突变后的 mRNA 序列；(b) 突变后可翻译出的氨基酸数目；(c) 此突变属于哪一种类型（静默、错义或无义），并解释；(d) 蛋白质长度减少的百分比。 | (a) 原序列 5′-ATG GAA TGC TTT-3’，第 3 个密码子 TGC 的第 2 个碱基 G 变为 A，得 TAC，故 mRNA 为 5′-AUG GAA UAC UUU-3’（3 分）。(b) 原序列翻译为 4 个氨基酸；突变后 UAC 仍编码氨基酸（酪氨酸），mRNA 序列如上（2 分）。(c) 此为错义突变，因一个碱基替换令密码子改为编码另一个氨基酸，蛋白质长度不变（2 分）。(d) 长度减少的百分比为 0%（1 分）。 |
| 8 | 某基因的表现量以萤光强度测定：加入诱导物前为 200 单位，加入诱导物后 2 小时升至 1400 单位。求 (a) 表现量增大的倍数；(b) 增幅的百分比；(c) 说明真核细胞中转录因子如何调控基因表现，并指出这种调控对细胞分化的意义。 | (a) 倍数 = 1400 ÷ 200 = 7 倍（2 分）。(b) 增幅 = (1400 − 200) ÷ 200 × 100% = 600%（2 分）。(c) 转录因子结合于基因上游的促进子或增强子序列，协助或阻碍 RNA 聚合酶结合，从而开启或关闭转录（3 分）。不同细胞表现不同的转录因子组合，令同一基因组可产生不同蛋白质，形成细胞分化（2 分）。 |
丙部：遗传与突变（32 分）
第 9 至 12 题（每题 8 分）
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 9 | 两只杂合黑毛小鼠（Bb）交配，一年内共产下 32 只后代。假设黑毛（B）对白毛（b）为完全显性，求 (a) 亲代可能产生的配子种类及比例；(b) 子代黑毛与白毛的预期比例；(c) 预期黑毛及白毛的数目；(d) 预期纯合黑毛的数目。 | (a) 两亲本均为 Bb，各产生 B 及 b 两种配子，比例 1:1（2 分）。(b) 子代基因型比例为 1 BB : 2 Bb : 1 bb，表现型为黑毛 : 白毛 = 3 : 1（2 分）。(c) 黑毛 = 32 × 3 ÷ 4 = 24 只，白毛 = 8 只（2 分）。(d) 纯合黑毛 = 32 × 1 ÷ 4 = 8 只（2 分）。 |
| 10 | 父亲为 A 型血（基因型 IAi），母亲为 B 型血（基因型 IBi）。求 (a) 两人可产生的配子种类；(b) 子代可能出现的血型及其基因型；(c) 子代四种血型的理论比例；(d) 子女为 O 型血的几率（以百分比表示）。 | (a) 父亲 IAi 产生 IA 及 i 配子；母亲 IBi 产生 IB 及 i 配子（2 分）。(b) 子代基因型为 IAIB（AB 型）、IAi（A 型）、IBi（B 型）、ii（O 型）（3 分）。(c) 四种血型比例为 1 : 1 : 1 : 1（2 分）。(d) O 型血的几率 = 1 ÷ 4 = 25%（1 分）。 |
| 11 | 红绿色盲为 X 染色体隐性遗传。一名视力正常的女性（其父亲为色盲）与一名视力正常的男性结婚。求 (a) 该女性的基因型；(b) 两人所生儿子患色盲的几率；(c) 所生女儿患色盲的几率；(d) 若他们有 2 名儿子及 2 名女儿，预期患色盲的人数。 | (a) 该女性表现正常但父亲为色盲（X 染色体必来自父亲），故基因型为 X 的 B 等位基因与 b 等位基因杂合，即携带者（2 分）。(b) 儿子从母亲取得 X 染色体，有一半机会取得 b 等位基因，故患色盲几率为 50%（2 分）。(c) 女儿从父亲取得正常的 X 染色体，故患色盲几率为 100%（2 分）。(d) 2 名儿子中预期 1 人患色盲，2 名女儿均不患病，故预期患色盲人数为 1 人（2 分）。 |
| 12 | 某族群共 1000 人，其中 160 人患有一种由体染色体隐性等位基因引起的遗传病。假设族群处于哈代—温伯格平衡，求 (a) 隐性等位基因的频率 q；(b) 显性等位基因的频率 p；(c) 带因者（heterozygote）的数目；(d) 基因型为纯合显性的人数。 | (a) q 的平方 = 患病比率 = 160 ÷ 1000 = 0.16，故 q = 0.4（2 分）。(b) p = 1 − q = 0.6（2 分）。(c) 带因者频率 = 2pq = 2 × 0.6 × 0.4 = 0.48，数目 = 0.48 × 1000 = 480 人（2 分）。(d) 纯合显性频率 = p 的平方 = 0.36，数目 = 360 人（2 分）。 |
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