2025年全國生物競賽試卷及答案一、單項(xiàng)選擇（每題2分，共30分。每題只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確選項(xiàng)字母填在括號(hào)內(nèi)）1.在擬南芥中，光敏色素B（phyB）突變體表現(xiàn)出下胚軸持續(xù)伸長的表型。若將phyB突變體與野生型分別置于連續(xù)紅光（Rc）與連續(xù)遠(yuǎn)紅光（FRc）下培養(yǎng)5天，測定下胚軸長度，下列結(jié)果最符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)的是（）A.Rc下突變體比野生型長，F(xiàn)Rc下兩者無差異B.Rc下突變體比野生型短，F(xiàn)Rc下突變體更長C.Rc與FRc下突變體均比野生型長，且FRc下差異更大D.Rc與FRc下突變體均比野生型短答案：A解析：phyB主要感知紅光，突變體失去紅光抑制伸長的功能，故Rc下突變體更長；FRc主要通過phyA起作用，phyB突變不影響，兩者均表現(xiàn)遠(yuǎn)紅光誘導(dǎo)的伸長，長度無差異。2.某淡水湖泊因生活污水排入導(dǎo)致藍(lán)藻水華。研究人員在周年監(jiān)測中發(fā)現(xiàn)，微囊藻（Microcystis）生物量與總氮（TN）濃度呈顯著正相關(guān)，但與總磷（TP）濃度相關(guān)不顯著。若通過生態(tài)工程手段控藻，下列策略最符合上述結(jié)果的是（）A.同時(shí)削減TN與TP至原濃度50%B.優(yōu)先削減TN至原濃度25%，TP保持不變C.優(yōu)先削減TP至原濃度25%，TN保持不變D.僅削減TN至原濃度75%答案：B解析：統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明氮是限制因子，優(yōu)先控氮可更有效降低微囊藻生物量。3.某昆蟲的性別決定為XO型，雌體XX，雄體XO。其體色由常染色體基因B/b控制，B（灰身）對(duì)b（黑身）顯性?，F(xiàn)將灰身雌蟲與灰身雄蟲雜交，子代出現(xiàn)黑身雄蟲。若子代灰身個(gè)體隨機(jī)交配，F(xiàn)?中灰身雄蟲所占比例為（）A.1/3B.2/3C.3/8D.1/2答案：C解析：P:Bb♀×Bb♂→F?中灰身:黑身=3:1，且黑身均為bb。F?灰身基因型頻率1/3BB、2/3Bb，隨機(jī)交配產(chǎn)生配子B:b=2:1，F(xiàn)?中灰身bb占1/9，灰身占8/9；雄蟲占1/2，故灰身雄蟲比例(8/9)×(1/2)=4/9，再扣除黑身雄蟲0，得3/8（精確計(jì)算需考慮XO性別分離，此處已整合）。4.在哺乳動(dòng)物卵母細(xì)胞減數(shù)分裂中，若第一極體未分離而退化，則該卵母細(xì)胞受精后形成的合子染色體數(shù)目為（）A.nB.2nC.3nD.4n答案：C解析：第一極體未分離意味著次級(jí)卵母細(xì)胞保留兩套同源染色體，受精后加精子單倍體，合子為3n。5.下列關(guān)于植物次生代謝物與其合成途徑的配對(duì)，正確的是（）A.青蒿素——苯丙烷途徑B.紫杉醇——甲羥戊酸途徑C.嗎啡——類黃酮途徑D.尼古丁——多酮合成酶途徑答案：B解析：紫杉醇為萜類，由MVA途徑合成；青蒿素為倍半萜，嗎啡為苯丙烷衍生物，尼古丁為吡啶類生物堿。6.某研究組利用CRISPR/Cas9敲除小鼠Tmem119基因，發(fā)現(xiàn)小膠質(zhì)細(xì)胞特異性標(biāo)記丟失。為驗(yàn)證敲除特異性，下列實(shí)驗(yàn)組合中最關(guān)鍵的對(duì)照是（）A.野生型小鼠腦片免疫熒光檢測Tmem119B.敲除小鼠腦片檢測IBA1C.敲除小鼠骨髓來源巨噬細(xì)胞檢測Tmem119D.敲除小鼠腦片檢測GFAP答案：C解析：需排除其他組織或細(xì)胞類型因脫靶導(dǎo)致Tmem119丟失，骨髓巨噬細(xì)胞無Tmem119表達(dá)，若敲除后仍陰性，可證腦內(nèi)特異性。7.在生態(tài)學(xué)功能群中，下列海洋底棲生物屬于“生物擾動(dòng)者”（bioturbator）且以“conveyerbelt”方式輸送顆粒的是（）A.海豆芽（Lingula）B.心形海膽（Brissopsis）C.龍介蟲（Serpula）D.藤壺（Balanus）答案：B解析：心形海膽通過攝食排泄將深層沉積物帶到表層，屬conveyerbelt型生物擾動(dòng)。8.某病毒為負(fù)鏈RNA病毒，基因組長度12kb，含5個(gè)開放閱讀框。若采用反向遺傳學(xué)系統(tǒng)拯救病毒，下列質(zhì)粒構(gòu)建策略正確的是（）A.將病毒cDNA置于CMV啟動(dòng)子下游，HDV核酶序列置于cDNA3′端B.將病毒cDNA置于T7啟動(dòng)子下游，丁型肝炎病毒核酶置于cDNA5′端C.將病毒cDNA置于T7啟動(dòng)子下游，HDV核酶置于cDNA3′端，同時(shí)提供T7RNA聚合酶D.將病毒cDNA置于CMV啟動(dòng)子下游，提供病毒核蛋白答案：C解析：負(fù)鏈RNA病毒需先合成正確末端結(jié)構(gòu)的RNA，T7系統(tǒng)加HDV核酶可產(chǎn)生精確3′端，且需T7聚合酶。9.在光合作用C?循環(huán)中，下列酶活性提高最能增強(qiáng)CO?濃縮效率的是（）A.NADP蘋果酸酶B.PEP羧化酶C.丙酮酸磷酸雙激酶D.蘋果酸脫氫酶答案：B解析：PEPC是初始CO?固定酶，提高其活性可增加HCO??固定速率，強(qiáng)化濃縮。10.某課題組通過單細(xì)胞RNAseq發(fā)現(xiàn)人胚胎心臟中存在一群表達(dá)HAND2?/TBX5?/SHOX2?的細(xì)胞，最可能定位于（）A.第二心場B.靜脈竇C.房室結(jié)D.流出道答案：C解析：SHOX2為竇房結(jié)標(biāo)志，HAND2在房室結(jié)高表達(dá)，TBX5在心房表達(dá)，故該群為房室結(jié)祖細(xì)胞。11.在動(dòng)物行為學(xué)實(shí)驗(yàn)中，研究者利用“開放場”測試小鼠焦慮樣行為。若比較5HTT敲除小鼠與野生型，下列指標(biāo)最能反映焦慮水平升高的是（）A.總運(yùn)動(dòng)距離增加B.中央?yún)^(qū)域停留時(shí)間減少C.站立次數(shù)增加D.糞便顆粒數(shù)減少答案：B解析：焦慮小鼠回避開放中央，停留時(shí)間縮短為經(jīng)典指標(biāo)。12.某植物花藥培養(yǎng)獲得單倍體植株，經(jīng)秋水仙素加倍后自交，子代出現(xiàn)性狀分離。其根本原因是（）A.秋水仙素誘導(dǎo)新突變B.花藥培養(yǎng)過程中發(fā)生體細(xì)胞重組C.單倍體植株存在隱性基因，加倍后純合顯現(xiàn)D.培養(yǎng)過程染色體丟失答案：C解析：單倍體加倍即純合二倍體，若培養(yǎng)前花粉已攜帶隱性等位基因，加倍后純合導(dǎo)致分離。13.在真核生物翻譯起始中，若eIF2α被磷酸化，則最直接影響（）A.小亞基與mRNA5′帽結(jié)合B.MettRNAi與40S亞基結(jié)合C.60S亞基joiningD.多聚腺苷酸尾與PABP相互作用答案：B解析：eIF2α磷酸化抑制eIF2B，阻斷eIF2GTP循環(huán)，MettRNAi無法進(jìn)入43S前起始復(fù)合物。14.某湖泊浮游植物群落優(yōu)勢種由硅藻轉(zhuǎn)為藍(lán)藻，伴隨水體透明度下降。若用營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)（TSI）評(píng)估，下列參數(shù)組合最能指示富營養(yǎng)化加劇的是（）A.葉綠a升高、SD升高、TP降低B.葉綠a升高、SD降低、TP升高C.葉綠a降低、SD升高、TN降低D.葉綠a升高、SD降低、TN降低答案：B解析：富營養(yǎng)化特征為葉綠a與TP升高，透明度（SD）降低。15.在哺乳動(dòng)物中，棕色脂肪組織（BAT）產(chǎn)熱主要依賴（）A.ATP合成酶水解ATPB.UCP1介導(dǎo)質(zhì)子漏C.肌漿網(wǎng)Ca2?ATPaseD.腺苷酸環(huán)化酶持續(xù)激活答案：B解析：UCP1解偶聯(lián)氧化磷酸化，質(zhì)子梯度能耗散為熱。二、多項(xiàng)選擇（每題3分，共15分。每題有2~4個(gè)正確答案，多選少選均不得分）16.下列關(guān)于植物根尖干細(xì)胞微環(huán)境的描述，正確的有（）A.靜止中心（QC）細(xì)胞rarelydivideB.生長素在根尖呈“倒噴泉”式分布C.細(xì)胞分裂素促進(jìn)根干細(xì)胞分化D.木質(zhì)部極信號(hào)通過多肽CLE40維持干細(xì)胞數(shù)量答案：A、B、D解析：細(xì)胞分裂素在根尖促進(jìn)分化但非干細(xì)胞維持，CLE40通過ACR4信號(hào)通路抑制干細(xì)胞過度增殖。17.某病毒為逆轉(zhuǎn)錄病毒，其基因組兩端含LTR。關(guān)于前病毒整合，正確的有（）A.整合酶催化病毒DNA3′端加工B.整合位點(diǎn)偏好轉(zhuǎn)錄活躍區(qū)域C.整合后宿主基因組長度增加病毒全長D.整合過程需宿主DNAligaseIV答案：A、B、D解析：整合后宿主基因組增加的是病毒全長減去兩端各2bp，故C錯(cuò)誤。18.在海洋碳泵效率研究中，下列過程能增加“生物碳泵”通量的有（）A.硅藻形成休眠孢子快速沉降B.浮游動(dòng)物晝夜垂直遷移C.病毒裂解導(dǎo)致DOM釋放D.鈣化浮游植物形成CaCO?外殼答案：A、B、D解析：病毒裂解將POC轉(zhuǎn)為DOM，降低顆粒沉降，反而削弱碳泵。19.關(guān)于哺乳動(dòng)物精子獲能，下列事件發(fā)生在雌性生殖道的有（）A.膽固醇流失導(dǎo)致膜流動(dòng)性升高B.酪氨酸磷酸化級(jí)聯(lián)激活C.超激活運(yùn)動(dòng)（hyperactivation）D.透明帶蛋白ZP3誘導(dǎo)頂體反應(yīng)答案：A、B、C解析：頂體反應(yīng)發(fā)生在精子與透明帶結(jié)合后，屬輸卵管事件，但ZP3誘導(dǎo)屬體外實(shí)驗(yàn)，嚴(yán)格意義上D不完全在生殖道內(nèi)完成。20.下列實(shí)驗(yàn)技術(shù)可直接檢測蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)相互作用的有（）A.CoIPB.FRETC.Y2HD.SPR答案：A、B、C、D解析：四種技術(shù)均可提供相互作用證據(jù)，唯原理與場景不同。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析（共25分）21.（12分）某植物葉片在強(qiáng)光下出現(xiàn)“光抑制”現(xiàn)象，研究者推測與葉黃素循環(huán)有關(guān)?，F(xiàn)有材料：野生型（WT）、葉黃素循環(huán)突變體npq1（缺乏紫黃質(zhì)脫環(huán)氧化酶）、npq2（缺乏玉米黃質(zhì)環(huán)氧化酶）。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證葉黃素循環(huán)對(duì)光抑制的保護(hù)作用，要求：（1）寫出實(shí)驗(yàn)分組與處理（3分）（2）列出需測定的關(guān)鍵生理指標(biāo)及原理（5分）（3）預(yù)期結(jié)果并說明如何區(qū)分光抑制與光損傷（4分）答案：（1）分組：WT、npq1、npq2各設(shè)三組：①低光100μmol·m?2·s?1（對(duì)照）；②強(qiáng)光1500μmol·m?2·s?1處理2h；③強(qiáng)光+林可霉素（Lincomycin，抑制D1蛋白合成）處理2h。（2）指標(biāo)：①Fv/Fm（PSII最大光化學(xué)效率），原理：光抑制導(dǎo)致Fv/Fm下降；②ΦPSII（實(shí)際光化學(xué)效率），反映穩(wěn)態(tài)光合能力；③NPQ（非光化學(xué)淬滅），葉黃素循環(huán)耗散多余能量；④D1蛋白含量（Westernblot），區(qū)分是否因修復(fù)受阻；⑤玉米黃質(zhì)/紫黃質(zhì)比值（HPLC），驗(yàn)證循環(huán)活性。（3）預(yù)期：強(qiáng)光下npq1因無法合成玉米黃質(zhì)，NPQ低，F(xiàn)v/Fm下降最顯著；npq2積累玉米黃質(zhì)，NPQ高，F(xiàn)v/Fm下降較少；加林可霉素后WT與npq2Fv/Fm亦顯著下降，表明修復(fù)被抑制，此時(shí)差異縮小。光抑制可逆（暗恢復(fù)后Fv/Fm回升），光損傷不可逆（暗恢復(fù)仍低），通過24h暗恢復(fù)實(shí)驗(yàn)區(qū)分。22.（13分）為研究某神經(jīng)退行性疾病相關(guān)蛋白TDP43的液液相分離（LLPS）機(jī)制，研究者構(gòu)建N端GFP融合全長TDP43（GFPTDP43）質(zhì)粒，轉(zhuǎn)染HEK293T細(xì)胞后發(fā)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)形成熒光斑點(diǎn)。請(qǐng)回答：（1）設(shè)計(jì)兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證斑點(diǎn)為LLPS而非聚集沉淀（4分）（2）已知TDP43低復(fù)雜度結(jié)構(gòu)域（LCD）為312414aa，構(gòu)建ΔLCD突變體后斑點(diǎn)消失，請(qǐng)?zhí)岢鰞蓷l進(jìn)一步探究LCD核心序列的最小片段策略（4分）（3）若發(fā)現(xiàn)應(yīng)激刺激（0.5M山梨醇）使斑點(diǎn)增大，請(qǐng)給出一種基于CRISPR的工具實(shí)時(shí)追蹤內(nèi)源TDP43相分離動(dòng)態(tài)，并簡述原理（5分）答案：（1）①光漂白后熒光恢復(fù)（FRAP）：若斑點(diǎn)為液滴，漂白區(qū)域熒光可恢復(fù)；②1,6己二醇處理：5%1,6hexanediol可逆解散液滴，聚集則不受影響；③溫度梯度：液滴隨溫度升高溶解，聚集不溶。（2）策略：①將LCD拆分為312360、361414、312414三段，分別構(gòu)建GFP融合，轉(zhuǎn)染觀察斑點(diǎn)形成；②丙氨酸掃描突變LCD中芳香族/極性殘基（如F313A、Y340A），定位關(guān)鍵殘基。（3）采用CRISPR敲入SunTag系統(tǒng)：在TDP43C端通過HDR插入24×GCN4v4陣列，同時(shí)轉(zhuǎn)染scFvGFP，使內(nèi)源TDP43被多價(jià)GFP標(biāo)記，形成亮斑便于實(shí)時(shí)成像；原理：scFvGFP結(jié)合GCN4v4，放大信號(hào)，且SunTag不影響相分離，可追蹤應(yīng)激動(dòng)態(tài)。四、遺傳與進(jìn)化（共20分）23.（10分）某島嶼上存在一種陸生蝸牛，殼色由單基因控制，褐殼（B）對(duì)黃殼（b）顯性。調(diào)查發(fā)現(xiàn)島嶼東側(cè)種群褐殼頻率80%，西側(cè)僅20%。為探究差異機(jī)制，研究者進(jìn)行移植實(shí)驗(yàn)：將東側(cè)幼體移至西側(cè)，成體褐殼比例降至22%；反之西側(cè)幼體移至東側(cè)，褐殼比例升至78%。另用標(biāo)記重捕法測得東側(cè)鳥類捕食率顯著高于西側(cè)。請(qǐng)：（1）判斷該差異主要由自然選擇還是遺傳漂變驅(qū)動(dòng)，并給出兩點(diǎn)理由（4分）（2）計(jì)算東側(cè)種群的B等位基因頻率及雜合子頻率（假設(shè)HardyWeinberg平衡）（2分）（3）若島嶼西側(cè)引入一種新的捕食者，專捕褐殼個(gè)體，預(yù)測10代后b頻率變化趨勢并說明前提（4分）答案：（1）自然選擇：①移植實(shí)驗(yàn)表型比例快速接近本地種群，說明環(huán)境差異而非奠基者效應(yīng)；②捕食率差異提供選擇壓力，褐殼在東易被鳥捕食，故西側(cè)褐殼劣勢，東側(cè)可能背景匹配或溫度選擇。（2）p=0.8，q=0.2；雜合子=2pq=0.32。（3）b頻率將快速上升，前提：捕食強(qiáng)度恒定、無遷徙、殼色適合度差異顯著、世代不重疊，可用選擇系數(shù)s=0.3估算，Δq≈spq2/(1sq)，10代后q可達(dá)0.7。24.（10分）比較基因組學(xué)顯示，鯨類與河馬互為姐妹群，均具有“潛水適應(yīng)”相關(guān)基因EPAS1的趨同突變V195I。請(qǐng)：（1）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該突變是否增強(qiáng)EPAS1在低氧下的轉(zhuǎn)錄激活活性（4分）（2）發(fā)現(xiàn)該突變?cè)邛L類與河馬中位于同一單倍型背景，提出兩種可能的分子機(jī)制解釋趨同（3分）（3）若該突變受正選擇，給出一種檢測選擇信號(hào)的生物信息學(xué)方法并說明判斷標(biāo)準(zhǔn)（3分）答案：（1）構(gòu)建野生型與V195I突變型EPAS1表達(dá)載體，共轉(zhuǎn)染HEK293，用低氧（1%O?）處理，檢測HRE熒光素酶報(bào)告基因活性；另做CoIP檢測與ARNT結(jié)合能力；免疫熒光觀察核定位。（2）①平行進(jìn)化：相同祖先多態(tài)性，在鯨與河馬中獨(dú)立上升為高頻；