第27屆國際生物學(xué)奧林匹克競賽試題理論B-1

張 立 陶若婷 張雁云 范六民 戴俊彪

（1 北京師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 北京 100875 2 北京十一學(xué)校 北京 110000 3 北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 北京 100871 4 清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 北京 100084）

理論考試B 共3 h。

51～60 題：細(xì)胞生物學(xué)；61～68 題：植物解剖學(xué)和生理學(xué)；69～80 題：動(dòng)物解剖學(xué)和生理學(xué)；81～83 題：動(dòng)物行為學(xué)；84～93 題：遺傳與演化；94～98題：生態(tài)學(xué)；99～100 題：生物系統(tǒng)學(xué)。

每個(gè)問題答案全部正確得1 分。一個(gè)問題中4 個(gè)答案都正確，得1 分；只有3 個(gè)答案正確，得0.6 分；只有2 個(gè)答案正確，得0.2 分；只有1 個(gè)答案正確，得0 分。

51.科學(xué)家準(zhǔn)備了3 種必需成分，開展蛋白激酶抑制物的高通量篩選。首先，他們將單個(gè)蛋白激酶的基因與T7 噬菌體的主要衣殼（頭）基因融合。當(dāng)融合基因在細(xì)菌中表達(dá)時(shí)，融合蛋白將組裝到噬菌體衣殼上，將激酶展示在噬菌體外表面。然后，將一種可以結(jié)合到激酶的ATP 結(jié)合口袋的ATP 類似物被附著到磁珠上。最后，準(zhǔn)備了需要測試的化合物庫。

為了測試化合物對激酶的結(jié)合能力，帶有某一種特定激酶的噬菌體在一個(gè)96 孔板中與多個(gè)孔中的磁珠混合。然后將需測試的化合物，以一系列不同的濃度添加到每個(gè)孔中。將混合物溫育，在25℃條件下，溫和振蕩1 h。通過強(qiáng)磁鐵將磁珠吸在孔底部后，將所有游離（未結(jié)合）成分洗去。最后，剩余的附著在磁珠上的噬菌體可利用添加過量的相同ATP 類似物從磁珠上洗脫下來，計(jì)算它們在細(xì)菌培養(yǎng)皿上形成的噬菌斑數(shù)目（下圖）。

指出以下每個(gè)描述是否正確。

A.當(dāng)結(jié)合過程達(dá)到平衡時(shí)，所有可能的抑制物分子都結(jié)合到激酶上

B.在本實(shí)驗(yàn)中具有高抑制活性的化合物必定結(jié)合到激酶的ATP 結(jié)合位點(diǎn)處

C.在進(jìn)化上保守的ATP 結(jié)合位點(diǎn)處存在的微小差異可實(shí)現(xiàn)特定激酶的靶定

D.結(jié)合能力很強(qiáng)的測試化合物將在檢測中獲得數(shù)目更少的噬菌斑

52.在裂殖酵母中鑒定了一個(gè)基因，與原生動(dòng)物（Protozoan）端粒酶亞基同源。然后，在酵母的二倍體菌株中靶向敲除了該基因的一個(gè)拷貝。誘導(dǎo)孢子形成，以獲取單倍體。所有的4 個(gè)孢子都可以萌發(fā)，并且可以在營養(yǎng)瓊脂平板上生長。每3 天將克隆重新劃線到有新鮮培養(yǎng)基的平板上。經(jīng)過連續(xù)4 次這樣的劃線轉(zhuǎn)移，原先4 個(gè)孢子中有2 個(gè)的后代出現(xiàn)生長不良。將細(xì)胞從第3 天、第6 天和第9 天的平板上取出，分別提取DNA，并在距端粒重復(fù)序列約35 個(gè)核苷酸處切割染色體。通過凝膠電泳分離DNA 片段，并用放射性同位素標(biāo)記的端粒特異性探針進(jìn)行雜交（黑色條帶）（下圖）。假設(shè)酵母的增代時(shí)間為6 h。

指出以下每個(gè)描述是否正確。

A.裂殖酵母端粒的平均長度為300 個(gè)核苷酸

B.孢子2 和4 中似乎缺乏端粒酶

C.裂殖酵母的端粒經(jīng)過每次復(fù)制會(huì)丟失不到20 個(gè)核苷酸

D.失去端粒的裂殖酵母仍具有正常大小的細(xì)胞

53.在一段時(shí)間缺氧后重新供氧（復(fù)氧）會(huì)引起心肌損害。用于評估心肌功能的一個(gè)最重要的指標(biāo)是測定線粒體膜電位?；钚跃€粒體由于帶有負(fù)電荷，從而可以被一種細(xì)胞透膜染料（帶正電荷的，下圖中為灰色）染色。

下圖說明缺氧／復(fù)氧（HR）處理后的單肌細(xì)胞——在藥物A 預(yù)處理或不處理下的模型（1）。肌細(xì)胞圖像在時(shí)間點(diǎn)（A，B，C）拍攝。

指出以下每個(gè)描述是否正確。

A.如圖（2）所示，心肌是一種橫紋肌細(xì)胞

B.缺氧誘導(dǎo)心肌線粒體基質(zhì)pH 值降低

C.藥物A 預(yù)處理對細(xì)胞有利，因?yàn)樗梢苑乐乖诰€粒體膜電位在HR 處理過程中的破壞

D.藥物A 預(yù)處理組所拍攝的圖像為圖像（2）；經(jīng)HR 處理，但未進(jìn)行藥物A 預(yù)處理組拍攝的圖像為圖像（3）

54.抗凍糖蛋白（AFGPs）具有抑制冰形成的能力，因此對許多定期遇到零度以下溫度海洋硬骨魚類的生存至關(guān)重要。一個(gè)典型的AFGP 由多個(gè)三肽重復(fù)單元（丙氨酸-蘇氨酸-丙氨酸）經(jīng)蘇氨酸殘基的二位羥基與二糖通過糖苷鍵連接。為了鑒定影響該糖蛋白防凍活性的化學(xué)基團(tuán)，科學(xué)家合成了很多AFGP 類似物，對糖基結(jié)構(gòu)進(jìn)行改變，對多肽的3 個(gè)基團(tuán)R1，R2 和R3 用不同的化學(xué)基團(tuán)替代，分別檢測它們的抗凍活性，如下圖所示。

該研究的結(jié)果列于下表。

R1 R2 R3 抗凍活性HO N-乙?；鵑-乙?；鵑-乙?；鵒-乙?；鵑-乙?；鵆H3 CH3 H CH3 CH3 CH3半乳糖苷半乳糖苷半乳糖苷H H半乳糖苷-半乳糖苷無有無有無有

指出以下每個(gè)描述是否正確。

A.二糖與蘇氨酸殘基的結(jié)合是抗凍活性所必需的

B.以絲氨酸置換蘇氨酸的突變體會(huì)降低抗凍活性

C.C-2 位的N-乙?；鶠榭箖龌钚运匦?/p>

D.相近物種AFGP 基因中重復(fù)單元數(shù)目的不同可能是因?yàn)镈NA 聚合酶的不準(zhǔn)確

（待續(xù)）