第28屆國(guó)際生物學(xué)奧林匹克競(jìng)賽試題 理論2-2

杜 軍 范六民 佟向軍 張雁云 王戎疆

（1 中國(guó)人民大學(xué)附屬中學(xué) 北京 100080 2 北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 北京 100871 3 北京師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 北京 100875）

理論考試2 共3 h。

1～17 題：適應(yīng)環(huán)境；18～33 題：生殖與進(jìn)化；34～46 題：疾病與衰弱。

11.血壓-心室容積回路：搏動(dòng)中心室的壓力和容積隨時(shí)間的變化可測(cè)量獲得。記錄1 和2 來(lái)自相同的靜息、健康的心臟（圖1、圖2），心率為60 次／min （bpm）。在最大心輸出量為28.8 L／min時(shí)，心室的最大容積增加為2 倍，心室最小容積減少至一半。記錄3 和4 來(lái)自不同心臟病患者（圖3、圖4）。

1）計(jì)算圖1心臟的心輸出量。選擇最接近正確答案的選項(xiàng)。

選項(xiàng)：2 L／min、5 L／min、6 L／min、7 L／min、10 L／min

2）計(jì)算在記錄1 中產(chǎn)生其最大心輸出量時(shí)心臟的心率。選擇最接近正確答案的選項(xiàng)。

選項(xiàng)：100 bpm、125 bpm、150 bpm、175 bpm、200 bpm

3）判斷以下每個(gè)陳述是否正確。

A.記錄1 是心臟的右側(cè)，記錄2 是心臟的左側(cè)

B.記錄3 顯示主動(dòng)脈阻塞

C.記錄4 顯示心臟瓣膜閉合不嚴(yán)

12.血液 滲 透壓：Ernest Verney（1894—1967）解釋了尿液產(chǎn)生的調(diào)節(jié)過(guò)程。在指定的時(shí)間，給狗（Canis lupus familiaris）通過(guò)口服或頸靜脈等體積的淡水或與血液相同濃度（滲透壓）的鹽水，用導(dǎo)尿管測(cè)量產(chǎn)生的尿量。

判斷以下每個(gè)陳述是否正確。

A.血液體積比血液滲透壓調(diào)整得更快

B.血液滲透感受器是尿液產(chǎn)生的主要調(diào)節(jié)者

C.胃腸道內(nèi)的受體調(diào)節(jié)腎臟

D.尿液在時(shí)間x 的滲透壓比在時(shí)間y 時(shí)的高

13.動(dòng)物的腎單位：在腎臟中，腎小球是將血漿過(guò)濾到腎單位的篩子。腎單位修飾這種液體，并重新吸收或排泄。腎小球?qū)?yīng)的腎單位有2 種。在不同的動(dòng)物中測(cè)量單個(gè)腎小球的體積。在所有物種中，近髓質(zhì)腎單位的數(shù)量遠(yuǎn)少于皮質(zhì)腎單位數(shù)量，但產(chǎn)生更濃縮的尿液。

判斷以下每個(gè)陳述是否正確。

A.腎小球體積與身體大小成正比

B.夜猴（Galagidae）生活在干旱的棲息地

C.跳鼠（Dipodidae）和夜猴腎單位體積的分布已發(fā)生了趨同演化（不是從共同祖先繼承而來(lái)）

D.在大鼠（Rattus）中，大多數(shù)尿液來(lái)自近髓質(zhì)腎單位

14.腎臟過(guò)濾：菊粉是一種不能穿過(guò)細(xì)胞膜的惰性多糖。將菊粉以0.2 mol／min 的恒定速率輸入人的靜脈。輸液停止后，在尿液中共收集25 mol的菊粉。

1）判斷以下每個(gè)陳述是否正確。

A.菊糖分泌速率與其在血液中的濃度成比例

B.當(dāng)在血液中濃度相同時(shí)，可自由通過(guò)細(xì)胞膜的藥物排到尿液中的速度比菊粉的排出更快

2）計(jì)算腎臟每分鐘過(guò)濾的血漿體積。選擇最接近正確答案的選項(xiàng)。

選項(xiàng)：25 mL／min、50 mL／min、75 mL／min、100 mL／min、125 mL／min

3）計(jì)算此人總的細(xì)胞外液量。選擇最接近正確答案的選項(xiàng)。

選項(xiàng)：8 L、16 L、24 L、32 L、40 L

15.鹽沼：大多數(shù)最好的農(nóng)田，包括英國(guó)東部沼澤地帶，都是低洼地，且受到海平面上升的威脅。Spartina patens和Typha angustifolia是沼澤植物。為了研究海水對(duì)這些物種的影響，將它們種植在鹽水沼澤和淡水沼澤中，有和沒(méi)有相鄰的植物（圖1），或在6 個(gè)鹽濃度的溫室（圖2）。

判斷以下每個(gè)陳述是否正確。

A.Spartina patens比Typha angustifolia更耐鹽

B.Spartina patens在生理上對(duì)咸水比對(duì)淡水更適應(yīng)

C.當(dāng)海平面升高時(shí)，Spartina patens的分布將更普遍

D.Typha angustifolia在不同鹽度級(jí)別的生境中的分布由競(jìng)爭(zhēng)決定

16.南極魚類：皇家科考船Sir David Attenborough 號(hào)和潛艇Boaty McBoatface 號(hào)將進(jìn)行南極考察。南極水域的生物能存活于普通魚類早已結(jié)冰的水溫環(huán)境中，主要是由其滲透壓決定的（圖1）。鹽對(duì)血液滲透壓有最大貢獻(xiàn)。南極魚容易凍結(jié)主要是水中已存在的冰晶膨脹導(dǎo)致的。南極的一些魚類能通過(guò)將抗凍蛋白分泌至血液中而使其冰點(diǎn)降低2℃以上（圖2）。此外，南極魚的細(xì)胞膜需要具有適宜的化學(xué)特征，防止其細(xì)胞膜在低溫下變得缺乏柔韌性（圖3）。

判斷以下每個(gè)陳述是否正確。

A.棲息于浮冰架下較深水域的魚需要生產(chǎn)抗凍蛋白

B.抗凍蛋白主要通過(guò)增加魚的滲透壓而起作用

C.南極魚類增加了磷脂脂肪酸去飽和酶的表達(dá)

D.南極魚具有比溫帶魚更好的溫度感受器和溫度的動(dòng)態(tài)響應(yīng)

17.藍(lán)細(xì)菌進(jìn)化：科學(xué)家不確定自然選擇是如何塑造（影響）基因大小、基因數(shù)、生理靈活性及響應(yīng)環(huán)境壓力的其他重要特征的。下表中列出4種海洋藍(lán)細(xì)菌的生態(tài)和遺傳特征。Prochlorococcus屬是地球上最豐富的藍(lán)細(xì)菌，它進(jìn)化自Synechococcus屬。

判斷以下每個(gè)陳述是否正確。

A.一個(gè)物種對(duì)新的棲息地需要特化出更多的基因

B.Prochlorococcus屬的物種可耐受低營(yíng)養(yǎng)條件，因?yàn)樗鼈兙哂懈嗷蛴糜诶盟鼈兊沫h(huán)境

C.強(qiáng)烈的赤道陽(yáng)光推動(dòng)了光耐受性的進(jìn)化

D.基因組大小測(cè)量可用于估計(jì)Prochlorococcus屬擁有的基因數(shù)量

SynechococcusProchlorococcus eNATL Prochlorococcus eMED4 Prochlorococcus eMIT發(fā)現(xiàn)的深度 很深 深 淺 淺找到的地區(qū) 全球 全球 兩極 赤道能耐受低營(yíng)養(yǎng)條件 不能容忍 可容忍 可容忍 可容忍能耐受高光照 不能容忍 不能容忍 可容忍 可容忍能耐高溫 不能容忍 不能容忍 不能容忍 可容忍基因組大?。╩B）2.4 1.87 1.66 1.71基因組中的基因數(shù)量2 700 2 100 1 900 1 700

（待續(xù)）