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IB 生物 SL Paper 2 模拟卷（第二份・10 题・50 分・75 分钟・可用计算机）
练习卷 · IB 生物
IB 生物 SL Paper 2 第二份模拟卷：10 题、50 分、限时 75 分钟，可用计算机，涵盖酶活性与变性、光合作用限制因素、无氧呼吸、单基因杂交卡方分析、能量流转效率、蛋白质合成、蒸腾速率、肾脏重吸收、群体免疫与等位基因频率，附完整答案与评分要点。
卷面资料 年级：IB DP 第一年（Grade 11） ｜ 科目：生物 ｜ 时限：75 分钟 ｜ 总分：50 分 ｜ 题数：10
甲部（第 1 至 5 题・25 分）
全部题目均须作答。本卷可用计算机。计算题须展示步骤，数值答案取三位有效数字（另有指明者除外），并在答案末标明单位。所有数据为示例，并非任何考试机构的历届试题。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 1 | 在 25 °C 下，把 2.0 cm³ 的 0.50% 过氧化氢溶液与 2.0 cm³ 马铃薯抽取液混合，60 秒内收集到 24.0 cm³ 氧气。 (a) 计算 25 °C 时的平均产氧速率（cm³ s⁻¹）。 (b) 同一装置升温至 40 °C，60 秒内收集到 40.8 cm³ 氧气，计算 40 °C 时的速率（cm³ s⁻¹）。 (c) 计算由 25 °C 升至 40 °C 时速率的增加百分比。 (d) 解释温度升至 80 °C 时速率为何接近零。 (e) 说明本实验中“产氧速率”如何代表酶活性。 |
答案：(a) 速率 ＝ 体积 ÷ 时间 ＝ 24.0 ÷ 60 ＝ 0.40 cm³ s⁻¹。 (b) 40 °C 时速率 ＝ 40.8 ÷ 60 ＝ 0.68 cm³ s⁻¹。 (c) 增加百分比 ＝ (0.68 − 0.40) ÷ 0.40 × 100% ＝ 70.0%。 (d) 80 °C 已超过酶的最适温度，酶蛋白的氢键与离子键被破坏，活性部位变形（变性），基质无法再与活性部位结合，因此反应几乎停止；变性不可逆。 (e) 过氧化氢酶催化 2H₂O₂ → 2H₂O ＋ O₂，氧气是反应产物，在基质浓度、体积与时间相同时，单位时间的产氧量与有效酶－基质复合物数目成正比，故可代表酶活性。 评分要点：(a) 1 分（算式与单位）、(b) 1 分、(c) 1 分、(d) 1 分（变性＋活性部位变形）、(e) 1 分。 |
| 2 | 研究人员以水生植物量度不同光照强度下的产氧速率，结果如下：光照强度 20 单位时 3.0 cm³ h⁻¹；40 单位时 5.5 cm³ h⁻¹；60 单位时 6.4 cm³ h⁻¹；80 单位时 6.4 cm³ h⁻¹。温度维持 25 °C，二氧化碳充足。 (a) 计算光照强度由 20 单位增至 40 单位时，产氧速率的增加百分比。 (b) 描述光照强度 60 单位以后的变化，并解释原因。 (c) 若要证明二氧化碳在 60 单位以上成为限制因素，写出一项实验设计上的改动。 (d) 说明为何要用“单位时间产氧量”而非“叶片颜色”作为量度指标。 (e) 预测温度升至 35 °C 而光照强度 80 单位时速率的变化，并解释。 |
答案：(a) 增加百分比 ＝ (5.5 − 3.0) ÷ 3.0 × 100% ＝ 83.3%。 (b) 光照强度由 60 单位增至 80 单位时，速率维持 6.4 cm³ h⁻¹ 不变，曲线出现平台。此时光已是过剩，限制因素转为二氧化碳浓度或温度（酶的量与活性），再增强光照不再提高光反应速率。 (c) 在光照强度 80 单位下，把二氧化碳浓度由现时水平提高（例如由 0.04% 提高至 0.08%），若产氧速率上升，即证明二氧化碳是限制因素。 (d) 产氧量是光反应的直接、可量度产物，与光反应速率成正比；叶片颜色属主观观察，变化滞后且受叶绿素分解、叶龄等因素影响，不能量化速率。 (e) 速率上升至略高于 6.4 cm³ h⁻¹：35 °C 较接近光合作用酶的最适温度，碳固定（卡尔文循环）的酶活性提高；但若超过最适温度，酶逐步变性，速率会再下降。 评分要点：(a) 1 分、(b) 1 分（平台＋限制因素）、(c) 1 分、(d) 1 分、(e) 1 分。 |
| 3 | 酵母在无氧条件下把葡萄糖分解为乙醇与二氧化碳。5.0 g 葡萄糖在 25 °C、1 atm 下完全发酵（葡萄糖摩尔质量 180.16 g mol⁻¹，气体摩尔体积 24.0 dm³ mol⁻¹）。 (a) 计算 5.0 g 葡萄糖的摩尔数（mol）。 (b) 写出无氧呼吸的平衡化学式，并计算产生二氧化碳的摩尔数。 (c) 计算 25 °C、1 atm 下产生二氧化碳的体积（dm³）。 (d) 说明为何有氧呼吸每摩尔葡萄糖产生的 ATP 远多于无氧呼吸。 (e) 指出一项工业上利用此发酵过程的应用，并说明为何要在无氧环境操作。 |
答案：(a) n ＝ 5.0 ÷ 180.16 ＝ 0.0278 mol。 (b) C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH ＋ 2CO₂；每摩尔葡萄糖产生 2 摩尔二氧化碳，故 n(CO₂) ＝ 0.0278 × 2 ＝ 0.0555 mol。 (c) V ＝ n × 24.0 ＝ 0.0555 × 24.0 ＝ 1.33 dm³（约 1332 cm³）。 (d) 无氧呼吸只靠糖解，葡萄糖仅部分氧化，净得 2 个 ATP；有氧呼吸把丙酮酸完全氧化为二氧化碳与水，电子经电子传递链传给氧，透过氧化磷酸化产生大量 ATP（理论值约 30 至 32 个），故能量产出高得多。 (e) 例子：面包制造（酵母发酵产生二氧化碳令面团膨胀）或啤酒与乙醇生产。必须保持无氧，否则酵母会转用有氧呼吸，乙醇与二氧化碳产量大幅下降，风味与产品规格不符。 评分要点：(a) 1 分、(b) 1 分（化学式＋摩尔数）、(c) 1 分、(d) 1 分、(e) 1 分。 |
| 4 | 一对果蝇杂交，后代共 240 只，其中 168 只为显性性状、72 只为隐性性状。理论比例为 3：1。 (a) 写出预期的显性与隐性数目。 (b) 计算卡方值（χ²）。 (c) 自由度为 1，5% 显著水平的临界值为 3.841。判断结果是否显著偏离 3：1，并说明。 (d) 提出一个会令观察比例偏离 3：1 的生物学原因。 (e) 说明为何要用卡方检定而不是直接比较百分比。 |
答案：(a) 显性 ＝ 240 × 3/4 ＝ 180；隐性 ＝ 240 × 1/4 ＝ 60。 (b) χ² ＝ Σ (O − E)² ÷ E ＝ (168 − 180)² ÷ 180 ＋ (72 − 60)² ÷ 60 ＝ 0.80 ＋ 2.40 ＝ 3.20。 (c) χ² ＝ 3.20 小于临界值 3.841，故在 5% 水平下不能拒绝 3：1 的假设，观察值与预期值的差异可用随机抽样误差解释，结果并不显著。 (d) 例如：部分显性个体在统计前死亡（生存率不同）、显性不完全或共显性令部分个体表型难以分类、样本数不足、或亲本并非真正的纯合体。 (e) 卡方检定把样本大小纳入考虑，能判断观察差异是否超出随机误差范围；只比较百分比无法区分“240 只中差 12 只”与“24 只中差 1.2 只”在统计上的可信度差异。 评分要点：(a) 1 分、(b) 1 分、(c) 1 分（比较＋结论）、(d) 1 分、(e) 1 分。 |
| 5 | 某草原生态系的能量数据（kJ m⁻² yr⁻¹）：生产者 45,000；初级消费者 4,500；次级消费者 405；三级消费者 32.4。 (a) 计算生产者到初级消费者的能量传递效率（%）。 (b) 计算初级到次级、次级到三级消费者的传递效率（%）。 (c) 计算三级消费者占生产者能量的百分比。 (d) 解释为何营养级数目通常有限（一般四至五级）。 (e) 说明其余能量在每一级的两个主要去向。 |
答案：(a) 效率 ＝ 4,500 ÷ 45,000 × 100% ＝ 10.0%。 (b) 初级到次级 ＝ 405 ÷ 4,500 × 100% ＝ 9.0%；次级到三级 ＝ 32.4 ÷ 405 × 100% ＝ 8.0%。 (c) 32.4 ÷ 45,000 × 100% ＝ 0.072%。 (d) 每一级只有约一成能量传到下一级，其余以呼吸作用热能散失、未消化的部分排出、以及未被取食的部分留在环境；能量迅速衰减，到第四、五级已不足以支撑可存活的种群，故营养级数目有限。 (e) 主要去向：（一）呼吸作用以热能散失，用于维持代谢；（二）以排泄物、尸体与未消化残余进入分解者，能量不再沿食物链传递。（亦可提部分能量用于生长并储存于生物量。） 评分要点：(a) 1 分、(b) 1 分、(c) 1 分、(d) 1 分、(e) 1 分。 |
乙部（第 6 至 10 题・25 分）
全部题目均须作答。本卷可用计算机。计算题须展示步骤，数值答案取三位有效数字（另有指明者除外），并在答案末标明单位。所有数据为示例，并非任何考试机构的历届试题。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 6 | 一段 mRNA 有 900 个核苷酸编码区，另有 3 个核苷酸的终止密码子。 (a) 计算该蛋白质的氨基酸数目。 (b) 计算该 mRNA 的总核苷酸数目。 (c) 说明转录与翻译分别在细胞内进行的位置。 (d) 若编码区第 300 个核苷酸由 A 变为 G 而造成错义突变，说明对蛋白质的可能影响。 (e) 说明为何终止密码子不对应任何氨基酸但仍不可缺少。 |
答案：(a) 每个氨基酸由 3 个核苷酸（一个密码子）编码，故氨基酸数目 ＝ 900 ÷ 3 ＝ 300 个。 (b) 总数 ＝ 900 ＋ 3 ＝ 903 个核苷酸。 (c) 转录在细胞核内进行（DNA 模版合成 mRNA）；翻译在细胞质的核糖体上进行，mRNA 经核孔离开细胞核后与核糖体结合。 (d) 错义突变改变一个密码子，可能令该位置换成另一个氨基酸，若该氨基酸位于活性部位或影响三维折叠，蛋白质功能可能丧失或减弱；若干扰的是起始或终止讯号，影响更大。 (e) 终止密码子（UAA、UAG、UGA）不对应 tRNA 与氨基酸，但核糖体必须读到它才会释放已完成的多肽链并解离；缺少终止讯号，翻译会继续读下去，产生过长而无功能的蛋白质。 评分要点：(a) 1 分、(b) 1 分、(c) 1 分、(d) 1 分、(e) 1 分。 |
| 7 | 以蒸腾计量度一枝带叶枝条：20 分钟内水柱移动 2.4 cm³。叶片总面积为 0.0150 m²。 (a) 计算每分钟的吸水速率（cm³ min⁻¹）。 (b) 计算每小时的吸水速率（cm³ h⁻¹）。 (c) 计算以叶面积表示的蒸腾速率（dm³ m⁻² h⁻¹）。 (d) 说明为何要用叶面积而不用叶片数目来表示蒸腾速率。 (e) 预测在风速增加的环境下速率如何改变，并解释。 |
答案：(a) 速率 ＝ 2.4 ÷ 20 ＝ 0.12 cm³ min⁻¹。 (b) 0.12 × 60 ＝ 7.2 cm³ h⁻¹。 (c) 7.2 cm³ h⁻¹ ＝ 0.0072 dm³ h⁻¹；除以 0.0150 m² 得 0.48 dm³ m⁻² h⁻¹。 (d) 蒸腾经由气孔与叶表面进行，与叶片表面积成正比；不同枝条的叶片大小与数目差异很大，用叶面积才能比较不同植株或不同处理的结果。 (e) 速率上升：风带走叶面附近的水蒸气，令叶内与空气之间的水蒸气浓度梯度更陡，扩散加快；但风过强或令气孔关闭时，速率可能反而下降。 评分要点：(a) 1 分、(b) 1 分、(c) 1 分（单位换算）、(d) 1 分、(e) 1 分。 |
| 8 | 一位成年人每天产生 180 dm³ 肾小球滤液，排出 1.5 dm³ 尿液。血浆葡萄糖浓度为 1.0 g dm⁻³，尿液中不含葡萄糖。 (a) 计算每天被重吸收的水量（dm³）。 (b) 计算水被重吸收的百分比。 (c) 计算每天被滤出的葡萄糖总量（g），并说明为何尿中没有葡萄糖。 (d) 说明重吸收主要在肾单位的哪一段进行，以及所靠的机制。 (e) 若某人抗利尿激素分泌增加，预测尿量与尿液浓度的变化。 |
答案：(a) 180 − 1.5 ＝ 178.5 dm³。 (b) 178.5 ÷ 180 × 100% ＝ 99.17%。 (c) 1.0 g dm⁻³ × 180 dm³ ＝ 180 g。全部葡萄糖在近曲小管的钠－葡萄糖共运输中被主动重吸收，再回收到血液，故正常情况下尿中不含葡萄糖。 (d) 大部分水在近曲小管以渗透作用重吸收，跟随钠离子与葡萄糖的主动运输而移动；其余在亨利氏环、远曲小管及集尿管重吸收，集尿管受抗利尿激素调控，改变水的通透性。 (e) 抗利尿激素增加令集尿管对水的通透性上升，水重吸收增加，尿量减少而尿液浓度（渗透压）上升。 评分要点：(a) 1 分、(b) 1 分、(c) 1 分、(d) 1 分、(e) 1 分。 |
| 9 | 某传染病的基础再生数 R₀ 为 4.0，即一个感染者在全无免疫力的人群中平均传染 4 人。 (a) 计算达到群体免疫所需的接种覆盖率百分比。 (b) 若病毒的 R₀ 升至 5.0，重新计算所需覆盖率，并比较两者。 (c) 说明为何群体免疫不能保护所有个体。 (d) 说明疫苗诱发的免疫记忆中，记忆 B 细胞与记忆 T 细胞的角色。 (e) 解释为何在 R₀ 很高的情况下仍需配合其他公共卫生措施。 |
答案：(a) 所需覆盖率 ＝ (1 − 1 ÷ R₀) × 100% ＝ (1 − 1 ÷ 4.0) × 100% ＝ 75%。 (b) R₀ ＝ 5.0 时 ＝ (1 − 1 ÷ 5.0) × 100% ＝ 80%，比 R₀ ＝ 4.0 时高 5 个百分点，即传染力越强，需要越高的接种率才能截断传播链。 (c) 因为群体免疫只降低整体传播机会，不能保证每个人都受保护：免疫力不足者（如婴儿、免疫抑制病人）、疫苗无效者及拒绝接种者仍可能被感染，故个人层面的保护仍需依赖自身免疫。 (d) 记忆 B 细胞在再次接触同一抗原时迅速增殖并分化为浆细胞，快速产生大量特异性抗体；记忆 T 细胞则迅速启动细胞免疫，协助活化 B 细胞并杀死受感染的细胞，令反应更快更强。 (e) 因为所需覆盖率可能高于实际可达水平，且疫苗对阻断传播的效果有限；仍需配合戴口罩、通风、检测与隔离，以降低有效传播率，否则疫情仍会扩散。 评分要点：(a) 1 分、(b) 1 分、(c) 1 分、(d) 1 分、(e) 1 分。 |
| 10 | 某隐性遗传病在一封闭人群中影响 4% 的人口，符合哈代－温伯格平衡。该人群共 5,000 人。 (a) 计算隐性等位基因频率 q。 (b) 计算显性等位基因频率 p。 (c) 计算带因者（异合子）的基因型频率，并换算为人数。 (d) 计算患者人数。 (e) 说明哈代－温伯格平衡需要哪两个条件，以及若出现近亲繁殖会如何影响带因者比例。 |
答案：(a) q² ＝ 0.04，故 q ＝ 0.2。 (b) p ＝ 1 − q ＝ 1 − 0.2 ＝ 0.8。 (c) 带因者频率 ＝ 2pq ＝ 2 × 0.8 × 0.2 ＝ 0.32，即 32%；人数 ＝ 5000 × 0.32 ＝ 1600 人。 (d) 患者 ＝ 5000 × 0.04 ＝ 200 人。 (e) 条件：种群足够大且随机交配（另需无突变、无迁移、无自然选择对该基因座的作用）。近亲繁殖增加同型合子比例，令隐性患者（q²）增加而带因者（2pq）比例下降，但等位基因频率本身不变。 评分要点：(a) 1 分、(b) 1 分、(c) 1 分（频率＋人数）、(d) 1 分、(e) 1 分。 |
TutorZone 练习卷｜题目与文章为原创，并非任何学校或出版社的教材。
