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IB 生物 SL Paper 2 模擬卷（10 題・50 分・75 分鐘・可用計算機）
練習卷 · IB 生物
IB Biology SL Paper 2 模擬卷：10 題、50 分、限時 75 分鐘，可用計算機，涵蓋樣方取樣與密度估算、能量流動與營養級效率、雙基因雜交與卡方檢定、伴性遺傳、酶動力學（Vmax 與 Km）、滲透作用、通氣量、心輸出量、PCR 與鹼基組成、光合作用與光強度平方反比關係，每題附逐步答案與評分要點。
卷面資料 年級：IB DP 第一年（Grade 11） ｜ 科目：生物 ｜ 時限：75 分鐘 ｜ 總分：50 分 ｜ 題數：10
甲部（第 1 至 5 題・25 分）
全部題目均須作答。本卷可用計算機。計算題須展示步驟，數值答案取三位有效數字（另有指明者除外），並在答案末標明單位。所有數據為示例，並非任何考試機構的歷屆試題。
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 1 | 學生在草地上用面積 0.25 m² 的樣方隨機取樣 8 次，各樣方記錄的酢漿草株數為：12、9、15、11、14、10、13、8。 (a) 計算每平方米的平均密度（株 m⁻²）。 (b) 草地範圍為 40 m × 25 m，估算整片草地的酢漿草總株數。 (c) 說明為何取樣位置必須隨機，並指出樣本數目過少會如何影響估算。 |
(a) 8 個樣方共 92 株，平均每樣方 92 ÷ 8 ＝ 11.5 株；密度 ＝ 11.5 ÷ 0.25 ＝ 46 株 m⁻²。 (b) 面積 ＝ 40 × 25 ＝ 1,000 m²；總數 ≈ 46 × 1,000 ＝ 46,000 株。 (c) 若刻意挑草多的位置取樣，平均值會被高估；隨機取樣可避免這種偏差。 8 個樣方只覆蓋 2.00 m²，即全草地 0.2%；日照、水分與踐踏程度各處不同，樣本太少會令估算誤差很大，可信度不足。 評分要點：(a) 2 分（平均值＋除以樣方面積）、(b) 2 分（面積＋相乘）、(c) 1 分。 |
| 2 | 某草原生態系統中，生產者每年的總初級生產量（GPP）為 45,000 kJ m⁻²，生產者呼吸作用消耗 18,000 kJ m⁻²。 初級消費者攝入 5,400 kJ m⁻²，其中 900 kJ m⁻² 隨糞便排出；次級消費者同化 450 kJ m⁻²。 (a) 計算淨初級生產量（NPP）。 (b) 計算能量由生產者（NPP）傳到初級消費者的效率，以及由初級消費者同化量傳到次級消費者的效率（百分比，取一位小數）。 (c) 說明能量在營養級之間大量流失的兩個原因。 |
(a) NPP ＝ GPP − 呼吸作用 ＝ 45,000 − 18,000 ＝ 27,000 kJ m⁻² 年⁻¹。 (b) 生產者→初級消費者：4,500 ÷ 27,000 × 100% ＝ 16.7%；初級→次級消費者：450 ÷ 4,500 × 100% ＝ 10.0%。 (c) 原因一：大部分能量在呼吸作用中以熱能形式散失，不能傳給下一個營養級。 原因二：部分生物體組織未被攝食（落葉、骨骼、毛髮），或已被攝食但未被消化，隨糞便排出體外。 評分要點：(a) 1 分、(b) 2 分（兩個效率各 1 分）、(c) 2 分（兩個原因各 1 分）。 |
| 3 | 兩株豌豆雜交，子代 200 株的表型數目為：紫花圓粒 52、紫花皺粒 48、白花圓粒 45、白花皺粒 55。 (a) 寫出兩個親本的基因型（用 B/b 代表花色，用 R/r 代表種子形狀）。 (b) 按自由組合（1：1：1：1）計算各表型的預期數目。 (c) 計算 χ² 值（χ² ＝ Σ (觀察值 − 預期值)² ÷ 預期值，取兩位小數）。 (d) 已知 df ＝ 3 時 χ² 的臨界值為 7.81，寫出結論。 |
(a) 親本為 BbRr（紫花圓粒）與 bbrr（白花皺粒），即測交。 (b) 預期各為 200 ÷ 4 ＝ 50 株。 (c) χ² ＝ (52−50)²÷50 ＋ (48−50)²÷50 ＋ (45−50)²÷50 ＋ (55−50)²÷50 ＝ 1.16。 (d) χ² ＝ 1.16 小於 7.81，觀察數目與 1：1：1：1 的差異不顯著，數據支持兩個基因位於不同染色體、自由組合的假設。 評分要點：(a) 1 分、(b) 1 分、(c) 2 分（預期值＋平方和）、(d) 1 分。 |
| 4 | 紅綠色盲是 X 染色體隱性遺傳（Xᶜ）。一名帶因者母親（XᶜX）與一名視覺正常的父親（XY）生育子女。 (a) 寫出這對父母的子女可能出現的基因型，並列明性別。 (b) 計算兒子患有色盲的概率。 (c) 計算女兒是帶因者的概率。 (d) 若這類夫婦共有 320 名子女，預期有多少名患有色盲？並解釋為何男性患者遠多於女性。 |
(a) 兒子的基因型：XᶜY（色盲）或 XY（正常）；女兒的基因型：XᶜX（帶因者）或 XX（正常）。 (b) 兒子有 50% 機會得到母親的 Xᶜ，故患色盲概率為 0.5。 (c) 女兒必定從父親得到一條正常 X，另有一半機會得到母親的 Xᶜ，故帶因者概率為 0.5。 (d) 全部子女中患色盲者只可能是兒子，佔 1/2 × 1/2 ＝ 1/4；320 × 0.25 ＝ 80 名。 男性只有一條 X 染色體，隱性等位基因一旦存在便直接表現；女性需兩條 X 都帶隱性等位基因才會患病，機會明顯較低。 評分要點：(a) 1 分（四個基因型）、(b) 1 分、(c) 1 分、(d) 2 分（數目＋解釋）。 |
| 5 | 學生研究過氧化氫酶在不同受質濃度下的初速率，結果如下（速率單位為任意單位 a.u.）： 0.10 mmol dm⁻³：14.0、0.20 mmol dm⁻³：21.0、0.40 mmol dm⁻³：28.0、0.80 mmol dm⁻³：33.6、1.60 mmol dm⁻³：37.3。 (a) 描述初速率隨受質濃度變化的趨勢。 (b) 估算此酶的最大反應速率 Vmax，並說明理由。 (c) 估算米氏常數 Km（速率等於 Vmax 一半時的受質濃度）。 (d) 加入競爭性抑制劑後，Vmax 與 Km 分別如何變化？ |
(a) 受質濃度由 0.10 升至 0.40 mmol dm⁻³ 時，初速率由 14.0 升至 28.0 a.u.，近乎成正比；濃度再升至 1.60 mmol dm⁻³，速率只由 28.0 升至 37.3 a.u.，增幅明顯放緩並趨向平台。 (b) Vmax ≈ 42 a.u.。平台段的速率不再隨受質濃度上升，反映全部活性位點已被佔用（飽和）。 (c) 速率等於 Vmax 一半（21 a.u.）時受質濃度為 0.20 mmol dm⁻³，故 Km ≈ 0.20 mmol dm⁻³。 (d) 競爭性抑制劑與受質爭奪活性位點，增加受質濃度可以克服抑制，所以 Vmax 不變；但需要更高受質濃度才達到同一速率，故 Km 上升。 評分要點：(a) 1 分、(b) 1 分、(c) 1 分、(d) 2 分（Vmax＋Km 各 1 分）。 |
乙部（第 6 至 10 題・25 分）
全部題目均須作答。本卷可用計算機。計算題須展示步驟，數值答案取三位有效數字（另有指明者除外），並在答案末標明單位。所有數據為示例，並非任何考試機構的歷屆試題。
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 6 | 五組薯仔條（每條初始質量 2.50 g）分別浸在 0.0 至 0.8 mol dm⁻³ 的蔗糖溶液中 30 分鐘，取出印乾後再稱重，得：2.700、2.575、2.500、2.350、2.225 g。 (a) 計算各組的質量變化百分比（取一位小數）。 (b) 估算薯仔細胞液泡的蔗糖濃度，並說明理據。 (c) 解釋 0.8 mol dm⁻³ 一組出現負百分比的原因。 (d) 說明稱重前為何要把薯仔條表面印乾。 |
(a) 質量變化百分比：0.0 mol dm⁻³：+8.0%、0.2 mol dm⁻³：+3.0%、0.4 mol dm⁻³：+0.0%、0.6 mol dm⁻³：-6.0%、0.8 mol dm⁻³：-11.0%。 (b) 質量變化為 0 的一組濃度為 0.4 mol dm⁻³，此時細胞與溶液之間沒有淨水分移動，故細胞液的蔗糖濃度約為 0.4 mol dm⁻³。 (c) 0.8 mol dm⁻³ 溶液的水勢低於細胞液，水分由細胞經滲透作用離開細胞，細胞失去膨壓並軟化，質量因而減少。 (d) 表面附着的溶液會令稱重結果偏高；印乾可令每次稱重只反映組織本身的質量，使各組的百分比變化可以比較。 評分要點：(a) 2 分（五個數值全對 2 分、三至四個 1 分）、(b) 1 分、(c) 1 分、(d) 1 分。 |
| 7 | 一名 15 歲學生靜止時潮氣量為 0.50 dm³、呼吸頻率 15 次 min⁻¹；做完劇烈運動後潮氣量升至 1.20 dm³、呼吸頻率 32 次 min⁻¹。其肺活量為 4.2 dm³，餘氣量為 1.2 dm³。 (a) 分別計算靜止時與運動後的每分鐘通氣量（dm³ min⁻¹）。 (b) 計算運動後通氣量是靜止時的多少倍。 (c) 計算總肺容量。 (d) 解釋運動時通氣量增加如何有助肌肉持續收縮。 |
(a) 靜止：0.50 × 15 ＝ 7.5 dm³ min⁻¹；運動後：1.20 × 32 ＝ 38.4 dm³ min⁻¹。 (b) 38.4 ÷ 7.5 ＝ 5.12 倍。 (c) 總肺容量 ＝ 肺活量 ＋ 餘氣量 ＝ 4.2 ＋ 1.2 ＝ 5.4 dm³。 (d) 通氣量增加令肺泡與血液之間的氧分壓差維持較大，加快氧氣擴散入血；同時加快排出二氧化碳，避免血液 pH 下降。肌肉因此可持續進行有氧呼吸，產生更多 ATP 供收縮之用。 評分要點：(a) 2 分（兩項各 1 分）、(b) 1 分、(c) 1 分、(d) 1 分。 |
| 8 | 一名運動員靜止時心率 70 次 min⁻¹、每搏輸出量 70 cm³；劇烈運動時心率 150 次 min⁻¹、每搏輸出量 120 cm³。 (a) 計算靜止時與運動時的心輸出量（dm³ min⁻¹）。 (b) 計算運動時心輸出量是靜止時的多少倍（取三位有效數字）。 (c) 計算運動時每搏輸出量的增加百分比（取三位有效數字）。 (d) 說明心輸出量增加對組織的意義。 |
(a) 心輸出量 ＝ 心率 × 每搏輸出量。靜止：70 × 70 ＝ 4,900 cm³ min⁻¹ ＝ 4.9 dm³ min⁻¹；運動時：150 × 120 ＝ 18,000 cm³ min⁻¹ ＝ 18.0 dm³ min⁻¹。 (b) 18,000 ÷ 4,900 ＝ 3.673 倍。 (c) (120 − 70) ÷ 70 × 100% ＝ 71.429%。 (d) 更高的心輸出量把更多含氧血送到骨骼肌，加快氧氣與葡萄糖的供應並帶走二氧化碳與乳酸，令肌肉可維持較長時間的有氧呼吸。 評分要點：(a) 2 分（兩項各 1 分）、(b) 1 分、(c) 1 分、(d) 1 分。 |
| 9 | 聚合酶鏈反應（PCR）由一個雙鏈 DNA 分子開始，每輪循環把 DNA 數量加倍，每輪需時 1.5 分鐘。 (a) 計算 30 輪循環後的 DNA 分子數目。 (b) 計算完成全部循環所需的時間（分鐘）。 (c) 某段雙鏈 DNA 中腺嘌呤（A）佔全部鹼基的 28%，計算鳥嘌呤（G）所佔的百分比。 (d) 說明 PCR 中加熱至約 95 °C 一步的作用。 |
(a) 30 輪後分子數目 ＝ 2^30 ＝ 1,073,741,824 個。 (b) 30 × 1.5 ＝ 45 分鐘。 (c) 因 A 與 T 配對，T 亦佔 28%；A＋T 共 56%，餘下 44% 由 G 與 C 平分，故 G ＝ C ＝ 22%。 (d) 高溫使氫鍵斷裂，雙鏈 DNA 解開成兩條單鏈，作為引子結合與新鏈合成的模板。 評分要點：(a) 2 分、(b) 1 分、(c) 1 分、(d) 1 分。 |
| 10 | 學生用同一株水生植物，在距離燈 10、20、30、40 cm 處分別量度每分鐘的氣泡數目，結果為：10 cm：48 個、20 cm：12 個、30 cm：5 個、40 cm：3 個。 (a) 說明光強度與距離的關係，並計算距離加倍後光強度變為原來的多少。 (b) 計算距離 20 至 40 cm 各組的相對光強度（以 10 cm 一組為 1.00，取三位小數）。 (c) 預測距離 5 cm 時每分鐘的氣泡數目。 (d) 解釋為何 30 cm 與 40 cm 兩組的氣泡數目相差只有 2 個。 |
(a) 光強度與距離的平方成反比（I ∝ 1/d²）；距離由 10 cm 增至 20 cm（加倍），光強度變為 0.25，即原來的 1/4，而氣泡數目由 48 降至 12，亦正好是 1/4。 (b) 相對光強度：10 cm ＝ 1.000、20 cm ＝ 0.250、30 cm ＝ 0.111、40 cm ＝ 0.062。 (c) 5 cm 的光強度是 10 cm 的 (10 ÷ 5)² ＝ 4 倍，故氣泡數目 ≈ 48 × 4 ＝ 192 個。 (d) 兩組光強度已很低（0.111 與 0.062），光合作用速率受光強度限制而接近補償點，加上氣泡計數以整數記錄、氣泡大小不一，1 至 2 個的差異屬量度誤差範圍。 評分要點：(a) 2 分、(b) 1 分、(c) 1 分、(d) 1 分。 |
TutorZone 練習卷｜題目與文章為原創，並非任何學校或出版社的教材。
