第26屆國際生物學(xué)奧林匹克競(jìng)賽試題理論B-2

佟向軍 范六民 劉寶玉 張 立

（1 北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 北京 100871 2 天津市第一中學(xué) 天津 300051 3 北京師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 北京 100875）

理論考試B 共3 h。

1～11 題：動(dòng)物生物學(xué)；12～14 題：生物系統(tǒng)學(xué)；15～23 題：細(xì)胞生物學(xué)；24～29 題：生態(tài)學(xué)；30～31題：動(dòng)物行為學(xué)；32～41 題：遺傳與進(jìn)化生物學(xué)；42～49 題：植物生物學(xué)。

每個(gè)正確答案得1 分。例如：一個(gè)問題中所有4 個(gè)空都回答正確，得1 分； 只有3 個(gè)空是正確的，則得到0.6 分；只有2 個(gè)空是正確的，則得到0.2 分；1 只有1 個(gè)空是正確的，則得到0 分。

14.無花果和黃蜂具有悠久的共同演化歷史。無花果的授粉依賴于小黃蜂，而小黃蜂的繁殖取決于無花果，因?yàn)樗鼈冊(cè)诨ㄖ挟a(chǎn)卵，其幼蟲在果中發(fā)育。無花果種的繁殖體系可以是雌雄異株或單性（雄性）。小黃蜂通過特殊的身體結(jié)構(gòu)或被動(dòng)地?cái)y帶花粉而不存在其他特定的花粉傳播方式（下圖）。

指出以下每個(gè)描述是否正確。

A.被動(dòng)授粉模式是在無花果祖先演化過程中產(chǎn)生的

一些無花果（左）和黃蜂（右）的系統(tǒng)發(fā)育。育種系統(tǒng)（M=單倍體，D=二倍體）和黃蜂的授粉模式（P=被動(dòng)，A=主動(dòng)；P/A=二態(tài)）映射到系統(tǒng)發(fā)育。育種系統(tǒng)之間和授粉模式之間的轉(zhuǎn)換在系統(tǒng)發(fā)育中顯示為小垂直豎線。虛線給出了互惠關(guān)系（來自Herre 等，2008）。

B.單倍體與黃蜂中的主動(dòng)授粉模式相關(guān)

C.無花果與黃蜂之間的共同演化只能在屬的水平上看到

D.授粉模式似乎比繁殖系統(tǒng)進(jìn)化更加不穩(wěn)定

15.結(jié)核病是由結(jié)核分枝桿菌引起的。目前，世界1/3 的人口感染結(jié)核分枝桿菌，其中約10%患有結(jié)核病（TB）。TB 每年可殺死100 多萬人。結(jié)核分枝桿菌病原生命周期如下圖所示。

結(jié)核分枝桿菌（Mt）的致病生命周期。肉芽腫是由一組緊密聯(lián)系的巨噬細(xì)胞形成的（來自Cambier 等，2014）

指出以下每個(gè)描述是否正確。

A.結(jié)核病的傳播需要身體接觸

B.理論上，缺乏巨噬細(xì)胞的人更有可能會(huì)受到Mt 攻擊

C.巨噬細(xì)胞形成的肉芽腫可以幫助宿主成功減少疾病在體內(nèi)的傳播

D.新一代Mt 被釋放會(huì)導(dǎo)致肉芽腫中的巨噬細(xì)胞死亡

16. 通過使用限制酶和DNA 連接酶將其克隆到表達(dá)質(zhì)粒中，可以實(shí)現(xiàn)基因表達(dá)（編碼序列）。質(zhì)粒（A）、待研究的基因（B）和4 種限制酶（C）的識(shí)別序列如下圖所示。通過使用不同的克隆策略，在下面的陳述中可以將該基因的“編碼序列和終止子”插入到質(zhì)粒中以產(chǎn)生表達(dá)該基因的重組質(zhì)粒。

指出以下每個(gè)描述是否正確。

A.用SmaI 消化，然后連接可以產(chǎn)生所需的重組質(zhì)粒

B.用AatII 和BamHI 進(jìn)行消化，然后連接可以產(chǎn)生所需的重組質(zhì)粒

C.用BamHI + BglII 消化，然后連接可以產(chǎn)生所需的重組質(zhì)粒

D.“編碼序列”需要與啟動(dòng)子連接在一起

17.酵母菌（Saccharomyces cerevisiae）具有單倍體和二倍體細(xì)胞，具有有絲分裂和減數(shù)分裂及2 種類型的交配模式。單倍體細(xì)胞甚至可以切換交配類型（下圖）。

A.出芽酵母的交配型切換。M：母細(xì)胞；D：子細(xì)胞a 和α，交配類型I：?jiǎn)伪扼w中的有絲分裂；AII：交配和二倍體形成。B.單倍體酵母發(fā)芽。在圖A 和B 中，灰色填充表示阻抑因子蛋白質(zhì)Ash1p。

指出以下每個(gè)描述是否正確。

A.酵母的交配只能發(fā)生在2 種不同種類的單倍體細(xì)胞之間

B.交配型轉(zhuǎn)換只發(fā)生在每個(gè)單倍體生成的母細(xì)胞中

C.交配型轉(zhuǎn)移是由抑制因子Ash1p 引發(fā)

D.單倍體的交配型和二倍體的減數(shù)分裂導(dǎo)致了交配類型的最大混合

18.他汀類藥物可用于降低由于血液膽固醇水平升高而導(dǎo)致的心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)。一種類似的他汀類藥物通過競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合3-羥基-3-甲基－戊二酰輔酶A 還原酶（HMG）抑制真核細(xì)胞中膽固醇（或麥角甾醇）的從頭合成。該酶也存在于釀酒酵母中，因此高濃度的他汀類藥物因此可作為殺真菌劑。本實(shí)驗(yàn)旨在鑒定能使酵母對(duì)他汀類藥物耐藥的基因/酶。

A.基于瓊脂平板的實(shí)驗(yàn)，其中將2 種酵母細(xì)胞培養(yǎng)物［野生型（WT）和MlcE 表達(dá)（MlcE）］的稀釋液點(diǎn)樣在含有不同濃度的他汀類洛伐他汀的瓊脂平板上。濃度最高的部分在每塊板左邊；B.分別表達(dá)與MlcE（MlcE-RFP）融合的單獨(dú)表達(dá)紅色熒光蛋白（RFP）或RFP的酵母菌株的明場(chǎng)和熒光顯微鏡；C.在A 和D 中測(cè)試的化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)；D.基于如A 中所述平板的實(shí)驗(yàn)，測(cè)試不同的有毒化合物。

指出以下每個(gè)描述是否正確。

A.釀酒酵母天然抗洛伐他汀高達(dá)0.7 mmol/L

B.MlcE 編碼的蛋白質(zhì)主要定位于質(zhì)膜

C.MlcE 可以為所有測(cè)試的他汀類藥物提供抗性

D.MlcE 可能還可以保護(hù)酵母免受美伐他汀的有害影響

19.假設(shè)氨基酸序列MYTHELL 對(duì)于給定酶的活性是必需的。在3 種相關(guān)物種（A-C，見陳述）中分析這種酶，顯示出一些多樣性。下表顯示了3 種生物中不同氨基酸的密碼子使用情況。

指出以下每個(gè)描述是否正確。

A.在物種A 中，酶編碼序列已經(jīng)改變?yōu)镸TTHYLL，其可以通過兩點(diǎn)突變進(jìn)行解釋

B.在物種B 中，序列是MYYS，其最好由移碼突變解釋

C.在物種C 中，序列實(shí)際上是MYTHELL，但這可能是由于其存在512 種不同的核苷酸序列造成的

D.平均而言，從MYTHELL 到MYTQELL 的變化比改變MYTHEHL 更加容易

20.在前期實(shí)驗(yàn)中，已經(jīng)確定了從馬、驢、騾和斑馬組織中提取的DNA 中的腺嘌呤（A）含量。騾子是馬和驢交配產(chǎn)生的后代。斑驢是斑馬和驢交配產(chǎn)生的后代。

?

指出以下每個(gè)描述是否正確。

A.在樣本DDKK 和ZZKK 中，A 含量可能相同

B.MMMM 的A 含量可能約為HHMM 和DDKK 的加權(quán)平均值，即23%

C.如果A 含量為20%，則G（鳥嘌呤）也必定是20%

D.斑驢的相對(duì)基因組大小可能是4.1

21.細(xì)菌是許多線蟲的食物，許多細(xì)菌具有有毒的分泌物從而產(chǎn)生防御作用。線蟲也被真菌捕食，例如真菌Arthrobotrys oligospora（Ao）。這種真菌生活在牛糞中，它可以腐生也可以是掠食性的。當(dāng)遇到線蟲時(shí)，真菌通過產(chǎn)生能夠捕獲線蟲的化學(xué)物質(zhì)而轉(zhuǎn)向掠食性（圖A）。這種轉(zhuǎn)變是由化學(xué)物質(zhì)引起的，例如由嗜麥芽寡養(yǎng)單胞菌（Sm）細(xì)菌產(chǎn)生的尿素（通常細(xì)菌尿素生產(chǎn)量低于300 mg/L 土壤）。本題研究了細(xì)菌、真菌和線蟲之間的相互作用（下圖）。

指出以下每個(gè)描述是否正確。

A.在細(xì)菌正常產(chǎn)生尿素的條件下，真菌的捕獲增加

B.只有具有特定基因arcA 的細(xì)菌可以產(chǎn)生尿素

C.細(xì)菌在營養(yǎng)豐富的條件下產(chǎn)生尿素

D.尿素生產(chǎn)似乎是由于線蟲的刺激引發(fā)的

22.本題在體外和體內(nèi)分析了源自大鼠脂肪組織（A-MSC）和骨髓（B-MSC）的一種干細(xì)胞（間充質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞MSC）的分化。使用糖尿病大鼠（STZ大鼠）作為模型，并將MSC 與胰島共同移植以確認(rèn)體外結(jié)果（下圖A）。

A.體外：胰島和干細(xì)胞培養(yǎng)38 d 后的胰島素分泌水平；比較了移植干細(xì)胞的胰島素的胰島素生產(chǎn)能力，并檢查了大鼠高血糖癥狀的降低情況。B.體內(nèi)：移植胰島后大鼠體重變化。體重變化（%）與移植時(shí)間（第0 天）相比較；C.體內(nèi)：在注射2 g 葡萄糖/kg 后（來自Karaoz 等，2013）進(jìn)行葡萄糖耐量實(shí)驗(yàn)。

指出以下每個(gè)描述是否正確。

A.胰島與干細(xì)胞一起培養(yǎng)在獲得體外高胰島素生產(chǎn)方面沒有優(yōu)勢(shì)

B.移植干細(xì)胞和胰島可能潛在地降低葡萄糖耐量試驗(yàn)中的血糖水平，但不能降低對(duì)照組大鼠觀察到的水平

C.脂肪組織干細(xì)胞與胰島移植似乎是幫助患有糖尿病患者最有效的方法

D.所有實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是：與單獨(dú)的胰島細(xì)胞移植相比，胰島+骨髓干細(xì)胞移植沒有觀察到差異

（待續(xù)）