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中五生物练习卷：遗传、DNA 与细胞分裂（12 题・100 分）
练习卷 · 中五生物：遗传、DNA 与细胞分裂全卷
中五生物练习卷：由孟德尔单因子与双因子杂交入手，计算基因型与表现型比例，再延伸到 DNA 结构、半保留复制、转录与翻译、减数分裂，以及 X 连锁遗传、突变与育种测交的应用。全卷 12 题、100 分、建议 75 分钟，中英双语对照，附完整答案与评分要点，适合中五校内试与 DSE 生物科巩固，数值均由程式自算核对。
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：孟德尔遗传与杂交比例（4 题 25 分）
遗传比例：先写亲本基因型与配子，再用棋盘法点算；比例要化成最简整数比，并写明表现型。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 1 | 解释基因（gene）、等位基因（allele）、基因型（genotype）与表现型（phenotype）四个名词，并说明基因型与表现型的关系。 | 基因是染色体上决定某一性状的一段 DNA；等位基因是同一基因的不同版本（例如 T 与 t）；基因型是个体所带的等位基因组合（TT、Tt 或 tt）；表现型是可观察的性状（高茎或矮茎）。关系：表现型由基因型与环境共同决定，显性等位基因在异合子中会表现出来，因此 Tt 与 TT 表现型相同。评分：四个定义各 1 分，关系 2 分（须提及显性与环境）。 |
| 2 | 在豌豆中，高茎（T）对矮茎（t）为显性。两株基因型均为 Tt 的高茎豌豆杂交：(a) 写出两亲本产生的配子；(b) 用棋盘法求子代的基因型比例与表现型比例；(c) 在全部高茎子代中，纯合高茎（TT）所占的比例是多少？ | (a) 两亲本均产生 T 与 t 两种配子，比例 1:1。(b) 棋盘法：TT : Tt : tt = 1 : 2 : 1；表现型 高茎 : 矮茎 = 3 : 1。(c) 高茎子代中 TT : Tt = 1 : 2，故纯合高茎占 1/3。评分：配子 2 分、基因型比例 1.5 分、表现型比例 1.5 分、1/3 占 1 分。 |
| 3 | 说明什么是测交（test cross），并解释测交为何能判断显性表现型个体的基因型。若一株高茎豌豆与矮茎豌豆测交，子代 120 株中有 60 株矮茎，推算该高茎亲本的基因型及预期比例。 | 测交是把待测的显性表现型个体与隐性纯合子（tt）杂交，因隐性亲本只提供 t 配子，子代表现型直接反映待测亲本的配子种类。若待测者为 Tt，子代应为 1 : 1（高茎 : 矮茎，即 60 : 60）；若为 TT，子代全为高茎。实验得 120 株中 60 株矮茎，符合 1:1，故亲本为 Tt。评分：定义 2 分、解释 2 分、基因型 1 分、比例 1 分。 |
| 4 | 孟德尔双因子杂交实验中，亲本为 AaBb × AaBb（两对基因位于不同染色体上）：(a) 每个亲本可产生多少种配子？写出配子种类；(b) 子代表现型比例为何？(c) 若子代共 320 株，按此比例计算四类表现型的株数。 | (a) 每个亲本产生 4 种配子：AB、Ab、aB、ab，比例 1:1:1:1。(b) 子代表现型比例为 9 : 3 : 3 : 1（显显 : 显隐 : 隐显 : 隐隐）。(c) 320 株时四类为 180 : 60 : 60 : 20（9:3:3:1 即 180、60、60、20 株）。评分：配子 2 分、9:3:3:1 占 2 分、四类株数 3 分（每项须与比例对应）。 |
乙部：DNA 结构、复制、转录与翻译（4 题 33 分）
分子遗传：碱基配对 A-T（2 个氢键）、G-C（3 个氢键）；碱基数目要先由碱基对数乘 2；每个氨基酸对应一个密码子，另加终止密码子。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 5 | DNA 由四种碱基组成。(a) 说明碱基配对规则及每对碱基之间的氢键数目。(b) 一段 DNA 双螺旋有 1,000 个碱基对，其中腺嘌呤（A）占全部碱基的 30%，求胞嘧啶（C）的数目。 | (a) A 与 T 以 2 个氢键配对，G 与 C 以 3 个氢键配对，故 A = T、G = C。(b) 1,000 个碱基对 = 2,000 个碱基；A 占 30% 即 600 个，T 亦 600 个；余下 G + C = 800 个，故 C = 400 个。评分：配对规则 3 分（含氢键数）、碱基总数 2 分、C = 400 占 3 分。 |
| 6 | DNA 复制属半保留复制（semi-conservative replication）。(a) 解释“半保留”的意思。(b) 一个 DNA 分子经三次复制后共产生多少个 DNA 分子？其中含有亲代原有链的分子有多少个？ | (a) 半保留复制指双螺旋先解开，每条亲代链各自作为模板合成新链，故每个子代 DNA 都由一条亲代旧链与一条新链组成。(b) 三次复制后共 2^3 = 8 个 DNA 分子；其中 2 个含有亲代原有的链（每条旧链各留在一个分子内）。评分：半保留解释 4 分、8 个分子 2 分、2 个含旧链 2 分。 |
| 7 | 某蛋白质由 120 个氨基酸组成。(a) 对应的 mRNA 至少要有多少个碱基？(b) 参与翻译的 tRNA 最少有多少个？(c) 为何密码子（codon）数目比氨基酸数目多一个？ | (a) 120 个氨基酸需 120 个密码子，另加 1 个终止密码子，共 121 个密码子 × 3 = 363 个碱基。(b) 每个氨基酸由一个 tRNA 运送，最少需 120 个 tRNA。(c) 因为终止密码子不编码氨基酸，只负责终止翻译，故密码子数目比氨基酸数目多一个。评分：363 占 3 分、120 占 2 分、终止密码子解释 3 分。 |
| 8 | 人体体细胞有 46 条染色体。(a) 减数分裂后配子有多少条染色体？(b) 比较减数分裂 I 与减数分裂 II 中染色体数目与 DNA 含量的变化。(c) 说明互换（crossing over）对遗传多样性的意义。 | (a) 46 ÷ 2 = 23 条。(b) 减数分裂 I：同源染色体分离，染色体数目由 46 减至 23（每个细胞），DNA 含量由 4C 减至 2C。减数分裂 II：姊妹染色单体分离，染色体数目维持 23，DNA 含量由 2C 减至 1C。(c) 互换使同源染色体上的等位基因重新组合，产生新的基因组合，增加子代遗传多样性，有利自然选择。评分：23 占 2 分、两个阶段各 2 分、互换意义 3 分。 |
丙部：减数分裂、性连锁遗传、突变与育种（4 题 42 分）
细胞分裂与遗传病：减数分裂 I 同源染色体分离、减数分裂 II 姊妹染色单体分离；X 连锁隐性遗传中儿子得病与否取决于母亲的 X；概率以独立事件相乘。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 9 | 红绿色盲属 X 连锁隐性遗传。一名带有致病等位基因但视觉正常的母亲（X^A X^a）与视觉正常的父亲（X^A Y）结婚：(a) 用棋盘法写出子代可能的基因型；(b) 儿子患色盲的概率是多少？(c) 为何女儿不会患病，但她们仍可能是带因者？ | (a) 母亲配子 X^A、X^a；父亲配子 X^A、Y。子代基因型：X^A X^A（正常女儿）、X^A X^a（带因女儿）、X^A Y（正常儿子）、X^a Y（色盲儿子）。(b) 儿子中一半得病，概率 1/2。(c) 女儿必从父亲取得 X^A，故最少有一个正常等位基因而不发病；但母亲有 1/2 机会传 X^a，故女儿有 1/2 为带因者。评分：棋盘法 4 分、1/2 占 3 分、带因者解释 3 分。 |
| 10 | 某隐性遗传病由等位基因 t 引起，一对基因型均为 Tt 的夫妇已有一名患病子女。(a) 下一个孩子患病的概率是多少？(b) 若他们计划生三个孩子，三人皆患病的概率是多少？(c) 解释为何实际家庭的患病比例未必符合理论概率。 | (a) Tt × Tt 子代 tt 的概率为 1/4。(b) 每次怀孕独立，三个孩子皆患病 = (1/4)^3 = 1/64。(c) 概率只描述大量家庭的长期平均；单一家庭子女数目少，随机波动大，加上基因型可能有其他影响，故实际比例未必符合理论值。评分：1/4 占 3 分、1/64 占 4 分、解释 3 分。 |
| 11 | 基因突变包括 substitution、insertion 与 deletion。(a) 举一个例子说明 substitution 如何改变蛋白质。(b) 解释为何 insertion 或 deletion 通常比 substitution 影响更大。(c) 说明体细胞突变与生殖细胞突变在遗传上的分别。 | (a) 例如 GAG 变为 GTG，mRNA 密码子由 GAG 变 GUG，氨基酸由谷氨酸变为缬氨酸，可导致镰状细胞贫血。(b) insertion 或 deletion 会令阅读框移位（frameshift），由突变点起整段氨基酸序列改变，通常使蛋白质完全失去功能；substitution 只影响一个氨基酸。(c) 体细胞突变只影响该个体及其细胞后代，不会传给子女；生殖细胞突变可经配子遗传给下一代。评分：例子 3 分、frameshift 解释 4 分、两类突变分别 3 分。 |
| 12 | 园艺师要培育稳定遗传的红花大花品种（R 对 r 为显性、B 对 b 为显性，两对基因独立分配）。他手上有一株红花大花植株，但不知其基因型。(a) 建议一个实验判断其基因型；(b) 若测交后代出现红大、红小、白大、白小四类，写出该植株的基因型；(c) 说明为何要连续自交数代才可确定为纯种；(d) 列出两个育种上要考虑的实际限制。 | (a) 与隐性纯合子 rrbb 测交，观察后代表现型种类及比例。(b) 后代有四类表现型，表示该植株产生四种配子，故基因型为 RrBb。(c) 异合子自交会分离出隐性后代，只有连续自交多代而不再出现性状分离，才可确认其为纯合（RRBB）。(d) 实际限制：两对基因可能连锁而偏离 9:3:3:1；纯合化需多代、时间与成本高；性状受环境影响难以单凭表现型判断；种群数目小使比例失真。评分：测交设计 3 分、RrBb 占 3 分、自交理由 3 分、限制每项 1.5 分。 |
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