IGCSE 生物 0610 Paper 4 练习卷：遗传、DNA 与生物技术（Extended 理论卷・100 分）

年级：中四至中五（IGCSE Year 10–11）　｜　科目：化学 0620　｜　时限：75 分钟　｜　总分：100 分　｜　题数：31

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Paper	时间	分数	计算机
Paper 4（Extended，结构题）	1 小时 15 分	75	不可用

题目

第 1 题（16 分）　DNA 结构、基因与蛋白质合成

(a) 描述 DNA 分子的双螺旋结构，并写出四种碱基的配对方式。 （3 分）

(b) 某 DNA 分子共有 1200 个碱基，其中腺嘌呤占 22%。计算鸟嘌呤的数目。 （3 分）

(c) 定义“基因”与“等位基因”。 （3 分）

(d) 解释 64 个密码子如何决定蛋白质的氨基酸序列。 （3 分）

(e) 指出转录与翻译分别在细胞的哪个位置进行。 （2 分）

(f) 解释为何部分基因突变不会改变蛋白质的功能。 （2 分）

第 2 题（17 分）　单基因杂交与遗传比例

(a) 两株异型合子（Bb）植物杂交，写出亲本产生的配子及子代的基因型比例。 （3 分）

(b) 该杂交共产生 800 株子代。计算显性性状与隐性性状的株数，并说明比例来源。 （4 分）

(c) 用棋盘法表示 Bb 与 bb 的杂交，并写出子代的基因型与表现型比例。 （4 分）

(d) 解释如何用测交确定一株显性表现型植物的基因型。 （3 分）

(e) 两名异型合子亲本有两个孩子。计算两名孩子同为隐性表现型的概率，以分数及百分比表示。 （3 分）

第 3 题（17 分）　共显性、ABO 血型与性联遗传

(a) 说明共显性与不完全显性的分别，并以 ABO 血型为例说明共显性。 （3 分）

(b) 血型为 AB 的男子与血型为 B（基因型 I-B i）的女子有 400 名子女。计算各种血型的人数。 （4 分）

(c) 解释为何男性比女性更容易出现红绿色盲。 （3 分）

(d) 带因母亲（XCXc）与正常父亲（XCY）有 260 名儿子。计算色盲儿子的人数，并说明女儿的情况。 （4 分）

(e) 解释为何性联遗传病（如红绿色盲）不会由父亲传给儿子。 （3 分）

第 4 题（16 分）　突变、遗传变异与自然选择

(a) 定义突变，并指出两种可增加突变率的因素。 （3 分）

(b) 解释为何大部分突变对生物有害，且多为隐性。 （3 分）

(c) 解释抗生素抗性细菌如何在细菌族群中变得普遍。 （4 分）

(d) 某昆虫族群有 500 只，其中 12% 具抗药性。若抗药个体全部存活，而无抗药个体只有 40% 存活，计算下一代开始时的族群数目。 （3 分）

(e) 解释为何长期大面积使用同一种农药会令抗药性迅速增加，并提出一项应对措施。 （3 分）

第 5 题（17 分）　基因工程与生物技术

(a) 列出基因工程制造人类蛋白质的三个主要步骤。 （3 分）

(b) 人类胰岛素由 A 链 21 个、B 链 30 个氨基酸组成。计算氨基酸总数，并说明用细菌生产胰岛素较由猪牛抽取优胜的两点。 （4 分）

(c) 说明质体适合作为载体所需的两项特征。 （3 分）

(d) 一个环状质体长 4800 个碱基对，被同一种限制酶在 3 个位置切开。计算片段数目，并解释凝胶电泳如何把片段分开。 （4 分）

(e) 聚合酶连锁反应由 5 个 DNA 分子开始，经过 10 个循环后可得多少个分子？ （3 分）

第 6 题（17 分）　选殖、无性生殖与生物伦理

(a) 比较有性生殖与无性生殖所产生的遗传变异。 （3 分）

(b) 说明组织培养（微繁殖）在农业上的两项好处。 （3 分）

(c) 一个细胞经有丝分裂形成 64 个细胞的族群，需要多少次分裂？并解释有丝分裂如何保持染色体数目。 （4 分）

(d) 说明以胚胎干细胞治疗疾病的原理，并指出一项相关的伦理争议。 （4 分）

(e) 解释为何保留农作物品种的遗传多样性对抵抗病虫害十分重要。 （3 分）

答案及评分准则

第 1 题　DNA 结构、基因与蛋白质合成

(a) 两条互补的多核苷酸链以氢键相连并盘旋成双螺旋（1 分）；腺嘌呤与胸腺嘧啶配对、鸟嘌呤与胞嘧啶配对（1 分）；糖—磷酸骨架位于外侧，碱基位于内侧（1 分）。 ［3 分］

(b) 胸腺嘧啶亦占 22%，即 264 个（1 分）；余下 672 个碱基中鸟嘌呤与胞嘧啶各占一半（1 分）；所以鸟嘌呤有 336 个（1 分）。 ［3 分］

(c) 基因是 DNA 上一段碱基序列，决定一条多肽或一种蛋白质（1 分）；等位基因是同一基因的不同版本，位于同源染色体的相同位置（1 分）；等位基因可分为显性与隐性（1 分）。 ［3 分］

(d) 三个碱基组成一个密码子（1 分）；64 个密码子中有 61 个编码 20 种氨基酸，其余 3 个为终止密码子（1 分）；密码子的次序决定氨基酸的排列，因而决定蛋白质的形状与功能（1 分）。 ［3 分］

(e) 转录在细胞核内进行（1 分）；翻译在细胞质的核糖体上进行（1 分）。 ［2 分］

(f) 遗传密码具简并性，突变后的密码子可能仍编码同一种氨基酸（1 分）；即使氨基酸被取代，只要不在活性部位，蛋白质仍可正常运作（1 分）。 ［2 分］

第 2 题　单基因杂交与遗传比例

(a) 亲本产生 B 与 b 两种配子，各占一半（1 分）；子代基因型为 BB、Bb、bb（1 分）；比例为 1：2：1（1 分）。 ［3 分］

(b) 基因型比例 1：2：1，其中 BB 与 Bb 都表现显性（1 分）；显性表现型合计占四分之三，即 600 株（1 分）；隐性表现型 bb 占四分之一，即 200 株（1 分）；所以表现型比例为 3：1（1 分）。 ［4 分］

(c) 配子为 B、b 与 b、b（1 分）；组合得 Bb 与 bb 各两个（1 分）；基因型比例为 1：1（1 分）；表现型为一半显性、一半隐性，比例 1：1（1 分）。 ［4 分］

(d) 把该植物与隐性纯合子（bb）杂交（1 分）；若子代全部表现显性，亲本为 BB（1 分）；若子代约一半表现隐性，亲本为 Bb（1 分）。 ［3 分］

(e) 每名孩子表现隐性的概率为四分之一（1 分）；两名孩子独立，概率相乘得十六分之一（1 分）；即 6.25%，约 6.25%（1 分）。 ［3 分］

第 3 题　共显性、ABO 血型与性联遗传

(a) 共显性时两个等位基因都完全表现（1 分）；不完全显性时子代呈中间表现型（1 分）；AB 血型的人同时带有 A 抗原与 B 抗原，故 I-A 与 I-B 为共显性（1 分）。 ［3 分］

(b) 男方配子为 I-A 与 I-B，女方配子为 I-B 与 i（1 分）；子代基因型为 I-A I-B、I-A i、I-B I-B、I-B i 各占四分之一（1 分）；AB 型 100 人、A 型 100 人（1 分）；B 型合计 200 人，即四分之一加四分之一（1 分）。 ［4 分］

(c) 红绿色盲的等位基因位于 X 染色体上（1 分）；男性只有一条 X 染色体，带有该等位基因即发病（1 分）；女性有两条 X 染色体，须两个等位基因皆为隐性才发病（1 分）。 ［3 分］

(d) 儿子从母亲取得 XC 或 Xc 的机会各半（1 分）；所以 260 名儿子中有 130 名色盲（1 分）；女儿从父亲取得 XC，故不会色盲（1 分）；女儿有一半为带因者（XCXc）（1 分）。 ［4 分］

(e) 儿子由父亲获得 Y 染色体（1 分）；儿子的 X 染色体全部来自母亲（1 分）；因此父亲 X 染色体上的等位基因只会传给女儿（1 分）。 ［3 分］

第 4 题　突变、遗传变异与自然选择

(a) 突变是 DNA 碱基序列的改变（1 分）；电离辐射如 X 射线或紫外线（1 分）；化学诱变剂如烟草焦油或某些药物（1 分）。 ［3 分］

(b) 突变改变蛋白质的氨基酸序列，令酶或结构蛋白失去功能（1 分）；随机改变通常降低生物适应环境的能力（1 分）；隐性等位基因可被正常的显性等位基因掩盖，故不立即表现（1 分）。 ［3 分］

(c) 随机突变产生抗药等位基因（1 分）；抗生素杀死没有抗药性的个体（1 分）；抗药个体存活并繁殖，把等位基因传给后代（1 分）；抗药等位基因在族群中的频率逐代上升（1 分）。 ［4 分］

(d) 抗药个体有 60 只（1 分）；无抗药个体 440 只，存活 176 只（1 分）；下一代开始时共有 236 只（1 分）。 ［3 分］

(e) 农药造成强烈的选择压力，只有抗药个体能繁殖（1 分）；抗药等位基因快速累积，族群以抗药个体为主（1 分）；应轮替使用不同作用机制的农药，并配合生物防治（1 分）。 ［3 分］

第 5 题　基因工程与生物技术

(a) 用限制酶切出目标基因（1 分）；以 DNA 连接酶把基因插入质体载体（1 分）；把载体导入细菌等宿主细胞，并筛选成功摄入载体的细胞（1 分）。 ［3 分］

(b) 氨基酸总数为 51 个（1 分）；细菌可快速大量生产，供应稳定（1 分）；产品纯度高、序列与人体完全相同，且避免动物病原体（1 分）；亦不受动物数量与屠宰量限制（1 分）。 ［4 分］

(c) 含有可被限制酶识别并切开的位置（1 分）；具备标记基因如抗生素抗性基因，便于筛选成功转化的细胞（1 分）；能自行复制，令目标基因在宿主细胞内大量复制（1 分）。 ［3 分］

(d) 环状 DNA 每切一刀增加一个片段，切 3 次得 3 个片段（1 分）；DNA 带负电荷，在电场中向正极移动（1 分）；片段越短移动越快，越长移动越慢（1 分）；因此不同长度的片段停在凝胶不同位置，形成不同条带（1 分）。 ［4 分］

(e) 每个循环把 DNA 数目加倍（1 分）；10 个循环后每个起始分子变成 2 的 10 次方，即 1024 个（1 分）；5 个起始分子合计 5120 个（1 分）。 ［3 分］

第 6 题　选殖、无性生殖与生物伦理

(a) 有性生殖经减数分裂与受精，子代的等位基因组合各不相同（1 分）；无性生殖如营养繁殖或组织培养，子代与亲本遗传上相同（1 分）；无性生殖的变异只来自突变（1 分）。 ［3 分］

(b) 可在短时间内大量繁殖植株（1 分）；子代保留亲本的优良性状，品质一致（1 分）；亦可培育无病毒植株，不受种子数量或季节限制（1 分）。 ［3 分］

(c) 细胞数目每次分裂加倍，2 的 6 次方等于 64（1 分）；所以需要 6 次分裂（1 分）；分裂前染色体复制（1 分）；复制后的染色体平均分到两个子细胞，子细胞的染色体数目与亲本相同（1 分）。 ［4 分］

(d) 干细胞未分化，可分化成多种细胞类型（1 分）；把干细胞导入受损组织，可替换死亡或功能失常的细胞（1 分）；胚胎干细胞须取自早期胚胎，过程会破坏胚胎（1 分）；因此涉及胚胎地位的伦理争议，需要严格监管与知情同意（1 分）。 ［4 分］

(e) 不同品种带有不同的抗病等位基因（1 分）；单一品种大面积种植时，一种病害可同时摧毁全部作物（1 分）；遗传多样性是育种与自然选择的材料，能选出抗新品种（1 分）。 ［3 分］

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