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中六生物练习卷：遗传、DNA 与进化（12 题・100 分・75 分钟）
练习卷 · 中六生物・12 题・100 分・75 分钟
中六生物练习卷：12 题、100 分、75 分钟。内容涵盖单基因与双基因杂交、测交、卡方检定、哈地－温伯格平衡、DNA 碱基组成、半保留复制、转录与翻译、显微测量、ABO 血型遗传、遗传概率计算、等位基因频率变化与标记重捕法。
卷面资料 年级：中六（S6） ｜ 科目：生物 ｜ 时限：75 分钟 ｜ 总分：100 分 ｜ 题数：12
甲部：孟德尔遗传与卡方检定（第 1–4 题）
全部题目均须作答；计算题须列出算式、代入步骤及单位。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 1 | 豌豆的茎高由一对等位基因控制，高茎（T）对矮茎（t）显性。两株高茎豌豆互相杂交， 两亲本基因型同为 Tt，共产生 400 株后代，其中高茎 300 株、矮茎 100 株。 (a) 写出此杂交后代理论上的基因型比例。 (b) 以 400 株为基数，计算高茎与矮茎的理论数目。 (c) 在全部高茎后代中，纯合高茎（TT）所占的比例是多少？ (d) 若只得到 40 株后代，高茎数目是否必然为 30 株？解释你的答案。 |
(a) TT : Tt : tt = 1 : 2 : 1，即 TT 占 1/4、Tt 占 2/4、tt 占 1/4。 (b) 高茎 = 400 × 3/4 = 300 株；矮茎 = 400 × 1/4 = 100 株。 (c) 高茎后代中 TT : Tt = 1 : 2，故纯合高茎占 0.333（即 1/3）。 (d) 不是必然。每个后代的基因型是独立的随机组合，属二项分布；40 株时高茎的期望值是 30 株， 但实际可以是 26 株或 34 株。只有样本足够大时，观察比例才接近 3 : 1，偏差是否显著须用卡方检定判断。 评分要点：(a) 2 分；(b) 2 分；(c) 2 分；(d) 结论 1 分、解释随机抽样与期望值 2 分。 |
| 2 | 豌豆种子的形状（圆 R 对皱 r 显性）与子叶颜色（黄 Y 对绿 y 显性）由两对位于不同染色体上的 等位基因控制。两株基因型均为 RrYy 的植株杂交，共产生 1600 粒种子。 (a) 写出子二代四种表现型的理论比例。 (b) 计算四种表现型各自的理论数目。 (c) 计算重组型（圆皱与皱绿）合计所占的比例及数目。 (d) 为什么两对基因位于不同对染色体，是得出 9 : 3 : 3 : 1 的必要条件？ |
(a) 圆黄 : 圆皱 : 皱黄 : 皱绿 = 9 : 3 : 3 : 1，此为双基因杂交的典型结果。 (b) 圆黄 = 1600 × 9/16 = 900 粒；圆皱 = 1600 × 3/16 = 300 粒； 皱黄 = 1600 × 3/16 = 300 粒；皱绿 = 1600 × 1/16 = 100 粒。 (c) 重组型比例 = 3/16 + 3/16 = 0.375，数目 = 1600 × 0.375 = 600 粒。 (d) 因为两对基因位于不同对染色体，减数分裂时它们独立分配，四种配子 RY、Ry、rY、ry 各占 1/4； 若两基因连锁在同一染色体上，配子比例会偏离 1 : 1 : 1 : 1，子代表现型比例就不再是 9 : 3 : 3 : 1。 评分要点：(a) 2 分；(b) 3 分；(c) 2 分；(d) 独立分配与配子比例 2 分。 |
| 3 | 一只黑色雄鼠与一只棕色雌鼠交配。毛色由一对等位基因控制，黑色（B）对棕色（b）显性。 该次交配共产生 160 只后代，其中黑色 80 只、棕色 80 只。 (a) 推断雄鼠与雌鼠的基因型，并解释你的推理。 (b) 这种交配设计在遗传学上称为什么？它的作用是什么？ (c) 若雄鼠的基因型其实是 BB，后代会出现怎样的表现型及数目？ (d) 写出 (a) 中各基因型后代的理论数目。 |
(a) 雌鼠必为 bb（棕色必为纯合隐性）。后代出现棕色 bb，每一只棕色后代都从父方得到一个 b， 所以雄鼠必带 b；雄鼠表现黑色，故其基因型为 Bb。核对：Bb × bb 后代理论 1 Bb : 1 bb， 即黑色与棕色各占一半，160 只时各 80 只，与观察相符。 (b) 称为测交（test cross），即把待测个体与隐性纯合子交配，由后代表现型比例反推待测个体的基因型。 (c) BB × bb 的全部后代均为 Bb，表现型全为黑色，即黑色 160 只、棕色 0 只。 (d) Bb 80 只、bb 80 只。 评分要点：(a) 两个基因型各 1 分、推理 2 分；(b) 名称 1 分、作用 1 分；(c) 2 分；(d) 1 分。 |
| 4 | 园艺学家把两株开粉红花的植物杂交，遗传假说预期后代红 : 粉红 : 白 = 1 : 2 : 1。 实际观察共 720 株：红 190 株、粉红 355 株、白 175 株。 (a) 按 1 : 2 : 1 计算三个表现型的期望数目。 (b) 计算卡方值（取二位小数）。 (c) 自由度是多少？在 5% 显著水平下临界值为 5.99，应否拒绝此遗传假说？ (d) 若结论是不拒绝假说，这是否证明假说正确？解释。 |
(a) 红 = 720 ÷ 4 = 180 株；粉红 = 720 × 2/4 = 360 株；白 = 180 株。 (b) χ² = (O − E)² / E 之和 = (190 − 180)²/180 + (355 − 360)²/360 + (175 − 180)²/180 = 100/180 + 25/360 + 25/180 = 0.76。 (c) 自由度 = 类别数 − 1 = 2。计算值 0.76 小于临界值 5.99，故不拒绝此遗传假说。 (d) 不拒绝并不等于证明假说正确；它只表示现有数据与 1 : 2 : 1 没有显著差异。样本增大后仍可能出现显著偏差， 而且其他假说亦可能符合数据，所以只能说“与假说相容”。 评分要点：(a) 2 分；(b) 公式 1 分、代入与答案 2 分；(c) 自由度 1 分、判断 1 分；(d) 1 分。 |
乙部：族群遗传、DNA 与蛋白质合成（第 5–8 题）
提示：卡方自由度为 2 时，5% 显著水平的临界值为 5.99；哈地－温伯格平衡下隐性纯合子频率为 q²。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 5 | 某隐性遗传病在一个大型族群中的发病率为每 10,000 人 1 人。假设该族群符合哈地－温伯格平衡 （随机交配、无突变、无迁移、无自然选择）。 (a) 求隐性等位基因频率 q 及显性等位基因频率 p。 (b) 求带因者（杂合子）的频率，以百分比表示。 (c) 在 50,000 人的族群中，估计带因者人数。 (d) 为什么带因者人数远多于患者？这对隐性遗传病的防治有什么意义？ |
(a) 患者的基因型频率 = q² = 1/10,000，故 q = √(1/10,000) = 0.0100， p = 1 − q = 0.99。 (b) 带因者频率 = 2pq = 2 × 0.99 × 0.0100 = 0.0198，即约 1.98%。 (c) 带因者人数 = 50,000 × 0.0198 = 990 人。 (d) 因为带因者只有一个致病等位基因，隐性致病等位基因不表现，故不被选择淘汰； 其频率由 2pq 决定而不是 q²，而 p 接近 1 时 2pq 远大于 q²（本例相差约 198 倍）。 意义：单靠检查患者无法找出带因者，须做带因者筛查与遗传咨询，才能估计下一代患病风险。 评分要点：(a) 2 分；(b) 2 分；(c) 2 分；(d) 比较 2pq 与 q² 2 分、防治意义 1 分。 |
| 6 | 一段双股 DNA 分子长 3000 个碱基对。化学分析显示腺嘌呤（A）占全部碱基的 28%。 (a) 求胸腺嘧啶（T）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）各占全部碱基的百分比。 (b) 计算此 DNA 分子中 G 的实际数目。 (c) 若其中一股的 A 占该股碱基的 20%，另一股的 A 占该股碱基的多少？ (d) 只根据碱基组成比例，能否判断此 DNA 来自人类还是细菌？解释。 |
(a) 双股 DNA 中 A = T，故 T 亦占 28%。其余 G + C = 100% − 2 × 28% = 44%， 因 G = C，故 G = C = 22%。 (b) 全部碱基数目 = 3000 × 2 = 6000 个，G 的数目 = 6000 × 0.22 = 1320 个。 (c) 一股有 3000 个碱基，该股 A = 3000 × 0.20 = 600 个； 全部 A = 1680 个，故另一股 A = 1680 − 600 = 1080 个， 占该股 36%。 (d) 不能。碱基组成比例（A + T 与 G + C 的比例）并无物种特异性，不同生物的数值可以相近； 要判断来源须比较实际碱基序列，人类与细菌的基因组大小及序列差异极大。 评分要点：(a) 3 分；(b) 2 分；(c) 2 分；(d) 1 分。 |
| 7 | 梅塞尔森与斯塔尔把大肠杆菌先在含重氮（15N）的培养基中培养多代，再转移到只含 14N 的培养基， 细菌每 20 分钟繁殖一代。 (a) 第 1 代、第 2 代、第 3 代时，DNA 分子总数及其中杂合（15N/14N）分子的数目各是多少？ (b) 第 3 代时，杂合分子占全部 DNA 分子的百分比是多少？ (c) 实验结果支持哪一种复制模式？试以第 1 代的结果说明。 (d) 若 DNA 采用保守式复制，第 1 代应观察到什么结果？ |
(a) 第 1 代：2 个分子，全部 2 个为杂合；第 2 代：4 个分子，杂合 2 个； 第 3 代：8 个分子，杂合 2 个。（每代杂合分子数目恒为 2，总数每代倍增。） (b) 25%（2 ÷ 8）。 (c) 支持半保留式复制。第 1 代全部 DNA 都是 15N/14N 杂合分子，说明每个子代分子保留了一条亲代（15N）股， 另一条是新合成的（14N）股，因此没有全重或全轻的分子。 (d) 保守式复制下，亲代双股完整保留，另一分子全由新原料合成，故第 1 代应见到 1 个全 15N（重）分子与 1 个全 14N（轻）分子，并无杂合分子，与实验不符。 评分要点：(a) 3 分；(b) 1 分；(c) 模式 1 分、解释 2 分；(d) 2 分。 |
| 8 | 一段 mRNA 长 300 个核苷酸（不计多腺苷酸尾巴），其 3′ 端含一个终止密码子，其余为编码序列。 (a) 此 mRNA 含有多少个密码子？ (b) 可翻译成多少个氨基酸？ (c) 若在编码区中间插入一个核苷酸，翻译产物通常会怎样？为什么？ (d) 若模板股上有一个碱基由 T 变成 C，mRNA 上的碱基会怎样改变？这是否一定导致氨基酸改变？ |
(a) 密码子数目 = 300 ÷ 3 = 100 个（含终止密码子）。 (b) 终止密码子不编码氨基酸，故氨基酸数目 = 100 − 1 = 99 个。 (c) 会发生移码突变：插入一个核苷酸后，插入点之后的读框全部改变，之后的密码子全部重新解读， 氨基酸序列大幅改变，通常产生过早终止的无功能蛋白。 (d) 模板股 T 变成 C，按互补规则 mRNA 上相应位置由 A 变成 G。 不一定。遗传密码有简并性，多个密码子可编码同一氨基酸，尤其是第三位碱基的改变常属沉默突变； 若新密码子编码不同氨基酸则为错义突变，亦可能变成终止密码子造成无义突变。 评分要点：(a) 1 分；(b) 1 分；(c) 移码概念 2 分、后果 2 分；(d) 碱基改变 1 分、简并性解释 2 分。 |
丙部：显微测量、血型、演化与生态调查（第 9–12 题）
答案数值取三位有效数字；概率须同时以分数及小数表示。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 9 | 学生用光学显微镜观察叶的横切面。某细胞的长度在目镜测微尺上占 45 小格， 而在该总放大倍数下每小格代表 20 µm。 (a) 求该细胞的实际长度（µm）。 (b) 该细胞在显微照片上长 45 mm，求照片相对实物的放大率。 (c) 学生把物镜由 10× 换成 40×，目镜仍为 10×。求更换前后的总放大率，并说明视野直径如何改变。 (d) 计算视野面积缩小的倍数。 |
(a) 实际长度 = 45 × 20 µm = 900 µm（即 0.90 mm）。 (b) 放大率 = 影像长度 ÷ 实际长度 = 45 mm ÷ 0.90 mm = 50 倍。 (c) 更换前 = 10 × 10 = 100 倍；更换后 = 10 × 40 = 400 倍。 放大率增大为 4 倍，视野直径缩小为原来的 1/4。 (d) 视野面积与直径的平方成正比，故面积缩小 = 4² = 16 倍，即可见范围只有原来的 1/16。 评分要点：(a) 2 分；(b) 公式与答案 2 分；(c) 两个放大率 2 分、视野直径 1 分；(d) 1 分。 |
| 10 | 人类 ABO 血型由 IA、IB、i 三个等位基因控制，IA 与 IB 为共显性，i 为隐性。 一名 AB 型男子与一名 O 型女子结婚。 (a) 写出两人及可能出现的子代基因型。 (b) 求子代四种血型（A、B、AB、O）的比例。 (c) 他们计划生三个孩子，求至少有一个孩子为 B 型的概率。 (d) 若该男子实为 A 型（基因型 IAi），与同一名女子所生子女的血型比例会是怎样？ |
(a) 男子 IAIB，女子 ii。子代只能是 IAi（A 型）或 IBi（B 型），不会出现 IAIA、IBIB、IAIB 或 ii。 (b) A 型 : B 型 : AB 型 : O 型 = 1 : 1 : 0 : 0，即各 50%。 (c) 每个孩子为 B 型的概率 = 0.5，三个孩子全不是 B 型的概率 = (0.5)³ = 0.125， 故至少一个为 B 型的概率 = 1 − 0.125 = 0.875（即 7/8）。 (d) IAi × ii 得 IAi 与 ii 各半，即 A 型 50%、O 型 50%，不会出现 B 型或 AB 型。 评分要点：(a) 2 分；(b) 2 分；(c) 2 分；(d) 2 分。 |
| 11 | 某岛上蜥蜴族群的体色由一对等位基因控制，深色（D）对浅色（d）显性。 1970 年深色等位基因 D 的频率为 0.35；2010 年再调查，D 的频率升至 0.62。 (a) 求 1970 年与 2010 年浅色等位基因 d 的频率。 (b) 计算 D 的频率在这 40 年间的相对变化百分比（取三位有效数字）。 (c) 若族群大小维持 2,000 只，并符合哈地－温伯格平衡，求 2010 年浅色个体的数目。 (d) 提出一个能解释此变化的选择压力，并说明它如何改变表现型的频率。 |
(a) 1970 年 d 的频率 = 1 − 0.35 = 0.65；2010 年 d 的频率 = 1 − 0.62 = 0.38。 (b) 相对变化 = (0.62 − 0.35) ÷ 0.35 × 100% = 77.1%，即上升约 77.1%。 (c) 浅色个体为 dd，频率 = q² = 0.38² = 0.1444， 数目 = 2,000 × 0.1444 = 288.8，约 289 只。 (d) 例如：岛上岩石在 1970 年后因火山活动变深色。深色蜥蜴在深色背景较难被鸟类发现， 存活率与繁殖成功率较高，留下较多后代；浅色个体被捕食机会较大，d 等位基因被逐步移除， 于是深色表现型的比例上升，D 的频率由 0.35 升至 0.62，此即天择下的定向选择。 评分要点：(a) 2 分；(b) 2 分；(c) 2 分；(d) 压力 1 分、机制 1 分。 |
| 12 | 生态学家在一个面积 0.25 km² 的样区用标记重捕法估算蜗牛数目。第一次捕捉 120 只， 全部标记后放回；一星期后再捕捉 150 只，其中 18 只带有标记。 (a) 估算样区内蜗牛的总数。 (b) 计算族群密度（只 km⁻²）。 (c) 列出两个会令此估算偏高的因素。 (d) 若第二次捕捉的 150 只中有 30 只带标记，估算值会变成多少？这可能代表什么？ |
(a) 总数 N = (第一次标记数 × 第二次捕捉数) ÷ 第二次带标记数 = (120 × 150) ÷ 18 = 1000 只。 (b) 密度 = 1000 ÷ 0.25 km² = 4000 只 km⁻²。 (c) 任何令“第二次样本中带标记比例偏低”的因素都会令估算偏高，例如： ①标记物令蜗牛更易被天敌发现或影响活动，带标记个体死亡率较高； ②标记后个体受惊而离开样区，或标记个体较难再被捕（陷阱 shy）； ③第一次捕捉后族群有大量新个体迁入，令带标记比例被稀释。 (d) N = (120 × 150) ÷ 30 = 600 只。估算值下降，可能代表族群实际较小， 亦可能是标记物脱落、或带标记个体较显眼而增加被捕机会（陷阱 happy），令带标记比例偏高而低估族群。 评分要点：(a) 2 分；(b) 2 分；(c) 每项 1 分共 2 分；(d) 计算 2 分、解释 1 分。 |
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