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中六生物练习卷：人体生理、免疫与生物工程（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。内容涵盖心输出量与肺通气、表面积对体积比、肾小球滤过与重吸收、血红素携氧、抗体效价与二次免疫反应、体温调节、PCR、质体重组、凝胶电泳与等位基因频率，每题附完整答案及评分要点。
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：人体生理与恒定（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 | 一名学生在静止状态下量得心跳为 75 次／分，每次心室搏出量为 70 mL。 (a) 计算该学生的心输出量，并以 L/min 表示。 (b) 运动时心跳升至 150 次／分，搏出量增至 110 mL，求此时心输出量是静止时的多少倍。 (c) 解释心输出量上升对骨骼肌的生理意义。 |
(a) 心输出量 = 搏出量 × 心跳 = 70 mL × 75 = 5250 mL/min = 5.25 L/min。 (b) 运动时心输出量 = 110 × 150 = 16 500 mL/min = 16.5 L/min；倍数 = 16.5 ÷ 5.25 = 3.14 倍。 (c) 每分钟有更多含氧血液送达骨骼肌，加快氧气与葡萄糖供应，同时加速带走二氧化碳及乳酸，支持较高速率的呼吸作用产生 ATP。 评分要点：公式与单位（3 分）、倍数计算（3 分）、生理意义（3 分）。 |
| 2 | 一名学生的潮气量为 500 mL，呼吸频率为每分钟 14 次，解剖死腔约 150 mL。 (a) 计算他的肺通气量（L/min）。 (b) 计算他的肺泡通气量（L/min）。 (c) 解释为何深而慢的呼吸比浅而快的呼吸有更好的肺泡通气。 |
(a) 肺通气量 = 潮气量 × 呼吸频率 = 500 × 14 = 7000 mL/min = 7.0 L/min。 (b) 肺泡通气量 = (500 − 150) × 14 = 4900 mL/min = 4.9 L/min。 (c) 每次呼吸都有 150 mL 停留在死腔；深呼吸引入的新鲜空气较多，每一口气到达肺泡的比例较高，故气体交换效率较佳。 评分要点：肺通气量（3 分）、肺泡通气量（3 分）、解释（2 分）。 |
| 3 | 两个立方体模型 A 及 B 的边长分别为 2 cm 及 1 cm。 (a) 分别计算 A 及 B 的表面积对体积比（cm⁻¹）。 (b) 说明边长减半时，表面积对体积比变为原来的多少倍。 (c) 由此解释为何大型多细胞生物必须具备循环系统及气体交换系统。 |
(a) A：表面积 = 6 × 2 × 2 = 24 cm²，体积 = 2³ = 8 cm³，比 = 3.0 cm⁻¹；B：表面积 = 6 cm²，体积 = 1 cm³，比 = 6.0 cm⁻¹。 (b) 比由 3.0 升至 6.0，变为原来的 2.0 倍。 (c) 体积随边长的三次方增长，表面积只按二次方增长，内部细胞与表面距离太远，单靠扩散不足以供应氧气及排走废物，故须以循环系统运送物质，并以气体交换系统增加扩散表面。 评分要点：A 及 B 的计算（4 分）、倍数（2 分）、扩散限制的解释（3 分）。 |
| 4 | 某成年人的肾小球滤过率为 125 mL/min。 (a) 计算每日产生的滤液总量（以 L 表示）。 (b) 若每日排出尿液 1.5 L，求被重吸收的水所占的百分比。 (c) 解释重吸收作用对体内水分恒定的重要性。 |
(a) 125 mL/min × 60 × 24 = 180 000 mL = 180 L。 (b) 重吸收量 = 180 − 1.5 = 178.5 L；百分比 = 178.5 ÷ 180 × 100% = 99.2%。 (c) 身体藉调节水的重吸收（受抗利尿激素控制）维持血浆水势及血量稳定，避免脱水或水分过多。 评分要点：每日滤液量（3 分）、百分比（3 分）、恒定解释（2 分）。 |
乙部：免疫与防御（第 5–8 题）
提示：血红素结合氧气以每克 1.34 mL 计算；哈地－温伯格平衡中 p + q = 1。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 5 | 某人的血红素浓度为 15 g/dL，每克血红素可结合 1.34 mL 氧气，全身血量约 5 L。 (a) 计算每 dL 血液可携带的氧气量。 (b) 计算全身血液的总携氧量（以 mL 表示）。 (c) 解释一氧化碳中毒为何可在动脉血氧分压正常时仍造成组织缺氧。 |
(a) 15 × 1.34 = 20.1 mL/dL。 (b) 5 L = 50 dL，总量 = 20.1 × 50 = 1005 mL。 (c) 一氧化碳与血红素的亲和力远高于氧气，占据结合位点并使解离曲线左移，组织无法卸下氧气，即使血浆氧分压正常。 评分要点：每 dL 携氧量（3 分）、总量及单位换算（3 分）、竞争性结合（2 分）。 |
| 6 | 病人初次感染后，血中抗体效价为 1:10；其后抗体浓度每 12 小时增加一倍，持续 4 日。 (a) 计算 4 日后的抗体效价。 (b) 说明浆细胞与记忆细胞在此过程中的分工。 (c) 解释同一病原体再次入侵时，抗体效价为何上升得更快更高。 |
(a) 4 日 = 96 小时，倍增次数 = 96 ÷ 12 = 8；效价 = 10 × 2^8 = 10 × 256 = 2560，即 1:2560。 (b) 浆细胞大量分泌抗体；记忆细胞不分泌抗体，但长期存活并负责识别同一抗原。 (c) 记忆细胞在再次接触抗原时迅速增生并分化为浆细胞，故二次反应潜伏期短、抗体浓度高、维持时间长。 评分要点：倍增次数与效价（4 分）、细胞分工（2 分）、二次反应（2 分）。 |
| 7 | 比较两组疫苗数据：接种第一剂后 14 日，抗体效价为 1:320；接种第二剂后 3 日，效价已达 1:5120。 (a) 计算第二剂后的效价是第一剂后 14 日的多少倍。 (b) 解释加强剂为何能在短时间内产生高水平抗体。 (c) 说明用减活病原体制造疫苗的一项好处及一项限制。 |
(a) 5120 ÷ 320 = 16 倍。 (b) 第一剂已建立记忆细胞库；加强剂再次呈现抗原，记忆细胞迅速增生并分化为浆细胞，故 3 日内已达高水平。 (c) 好处：病原体不能复制，安全性高，适合免疫力较弱者；限制：免疫原性较弱，通常需多次接种并加入佐剂。 评分要点：倍数（3 分）、记忆细胞机制（3 分）、好处与限制（3 分）。 |
| 8 | 某人每日总产热量为 10 000 kJ，散热途径为：辐射 6 000 kJ、蒸发 2 200 kJ、传导与对流 1 800 kJ。 (a) 计算各途径占总散热量的百分比。 (b) 解释剧烈运动时蒸发散热所占比例上升的原因。 (c) 说明为何长时间高烧至 41 °C 会危及生命。 |
(a) 总散热 = 10000 kJ；辐射 60%、蒸发 22%、传导与对流 18%，合共 100%。 (b) 运动时产热增加、体温上升，汗腺分泌增加，汗液蒸发带走大量潜热，故蒸发所占比例上升，体温调节依赖这个转移。 (c) 过高体温使酶变性、代谢反应失控，并增加脱水及中枢神经受损的风险。 评分要点：三个百分比（4 分）、蒸发机制（2 分）、酶变性（2 分）。 |
丙部：生物工程与演化（第 9–12 题）
解释题须用完整句子作答；百分比答案须注明单位。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 9 | 实验室以聚合酶链式反应（PCR）扩增一段 DNA，起始只有 1 个双链 DNA 分子，共进行 30 个循环。 (a) 计算最终的 DNA 分子数目。 (b) 解释为何使用耐热的 Taq 聚合酶，而不用人体 DNA 聚合酶。 (c) 说明引子的作用。 |
(a) 每个循环倍增，分子数目 = 2^30 = 1,073,741,824 个。 (b) 变性步骤需加热至约 95 °C 使双链分开；Taq 聚合酶来自嗜热细菌，在此温度下不变性，可重复使用；人体聚合酶会变性失效。 (c) 引子与模板两端互补结合，提供游离的 3 端让聚合酶开始合成，并界定扩增片段的起点与终点。 评分要点：2 的 30 次方计算（4 分）、耐热性解释（3 分）、引子功能（2 分）。 |
| 10 | 一个质体含 4 800 个碱基对，插入一段 1 200 个碱基对的外源基因后形成重组质体。 (a) 计算重组质体的碱基对数目。 (b) 计算重组质体相对原质体增大的百分比。 (c) 解释为何切割质体与外源基因须使用同一种限制酶。 |
(a) 4 800 + 1 200 = 6000 个碱基对。 (b) 增加百分比 = 1 200 ÷ 4 800 × 100% = 25.0%。 (c) 同一种限制酶产生相同的黏性末端，两段 DNA 才能以互补碱基配对，再由 DNA 连接酶接合；用不同酶会产生不相容的末端。 评分要点：总长度（3 分）、百分比（3 分）、黏性末端（2 分）。 |
| 11 | 重组质体经限制酶切割后产生三个片段：6 000 bp、2 000 bp 及 500 bp，以 1% 琼脂糖凝胶电泳分离（100 V、30 分钟）。 (a) 指出哪一片段移动得最远，并解释原因。 (b) 计算最长与最短片段长度之比。 (c) 说明如何利用电泳结果确认重组质体已成功建构。 |
(a) 500 bp 片段移动最远；凝胶形成网状孔隙，片段越短越易穿过，故在凝胶电泳中移动距离越大。 (b) 6 000 ÷ 500 = 12 倍。 (c) 成功的重组质体应出现预期的三条条带（6 000、2 000、500 bp）；若见 4 800 bp 条带表示未插入，其他组合则表示插入位置或方向不符，须与 DNA 标记比对大小判读。 评分要点：最短片段及原因（3 分）、比率（3 分）、判读逻辑（3 分）。 |
| 12 | 某族群有 1 000 只个体，基因型数目为：AA 490、Aa 420、aa 90。 (a) 计算等位基因 A 及 a 的频率。 (b) 以哈地－温伯格平衡计算各基因型的期望数目，并与观察值比较。 (c) 若所有 aa 个体在繁殖前死亡，预测下一代 a 的频率会如何改变。 |
(a) A 的频率 = (490 × 2 + 420) ÷ (1 000 × 2) = 1 400 ÷ 2 000 = 0.70；a 的频率 = 1 − 0.70 = 0.30。 (b) 期望 AA = 0.70² × 1 000 = 490；Aa = 2 × 0.70 × 0.30 × 1 000 = 420；aa = 0.30² × 1 000 = 90；与观察值完全一致，等位基因频率处于平衡。 (c) 淘汰 aa 个体会移除 a 等位基因，下一代 a 的频率下降，A 的频率上升。 评分要点：频率计算（3 分）、期望值与比较（4 分）、方向预测（2 分）。 |
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