第24届国际生物学奥林匹克竞赛试题理论

分 子 量 （kDa）
蛋白 X 和泛素的氨基酸序列及肽段分子量如 下所示。
蛋白 X （ kDa ）
泛素 （ kDa ）
指出下面的论述正确还是错误： A.胰蛋白酶并没有将所有的肽段都水解 B.在以上反应条件下 ，泛 素 化 特 异 地 发 生 在
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激活后－激活前
非 洲 爪 蟾 的 骨 骼 肌 纤 维 。 BTS 能 够 抑 制 肌 球 蛋 白 中 神 经 肌 肉 连 接 的 突 触 后 乙 酰 胆 碱 受 体 。
和肌动蛋白之间的交联作用， 氰化物能够抑制细
指出下面的论述正确还是错误：
胞色素 c 氧化酶。 下图所示的是肌肉纤维在自然
A.肠胃运动的减弱是这种疾病的一种可能症状
指出下面的论述正确还是错误： A.与 Tyr 形 成 氢 键 A B.与 Arg 形 成 氢 键 B C.与 Ala 形 成 氢 键 C D.在 Tyr 和 B2 处 存 在 疏 水 堆 积 D
问题 6 下图描述了莽草酸的合成途径，属 于细菌中芳香族氨基酸合成途径的一部分。
指出下面的论述正确还是错误： A.在 反 应 a 中 ，X 代 表 H2O B.在反应 b 中，底物是减少的 C.在 反 应 c 中 ，Y 代 表 ADP 或 者 GDP D.反应物 d 是一个底物磷酸化过程 问题 7 为了 从 琼 脂 糖 胶 上 分 离 一 个 DNA 片 段,需要准备 1 L 10×TAE 缓冲液（含有 Tris、乙酸和 EDTA)。 所需 TAE 浓度及可获得贮液浓度如下所示:
B.重 复 且 没 有 松 弛 的 肌 肉 收 缩 （ 强 直 性 收 缩 ）
［Ca2+］ （μmol/L ）
是这种疾病的一种可能症状
C. 使 突 触 间 隙 中 乙 酰 胆 碱 降 解 减 缓 的 药 物 可
以缓解这种疾病
D.抑制细胞毒性 T 细胞增殖的药物可以缓解
反 复 收 缩 后 的 时 间 （s）
指出下面的论述正确还是错误： A.升高绝对白细胞数目的临界值到 7 000/μL， 能够降低误诊为感染患者的风险 B. 将 白 细 胞 数 目 的 临 界 值 定 为 1 500/μL ， 超 过 90%的 感 染 患 者 能 够 被 正 确 地 诊 断 C.将 中 性 粒 细 胞 的 百 分 比 临 界 值 降 为 50%可 以避免对感染患者的漏检 D. 以 上 结 果 说 明 中 性 粒 细 胞 的 百 分 数 与 白 细 胞数目相比是一个更好的检测指标 问 题 14 肾 小 球 滤 过 率 （GFR） 虽 然 是 由 肾 脏中的血压决定的， 但是并不能反映系统的血压 状 况 。 稳 定 的 GFR 是 由 肾 脏 的 入 球 小 动 脉 和 出 球 小动脉的膨胀和收缩自动调节的。 一些药物的副 作用会干扰这个自动调节的机制。 这里药物包括 具有降低入球小动脉膨胀的非甾体类抗炎药物 （NSAIDs），以 及 抑 制 血 管 紧 张 素 Ⅱ 产 生 的 血 管 紧 张 素 转 换 酶 抑 制 剂 （ACEIs）。 ACEIs 因 此 可 能 降 低 出球小动脉的收缩能力。 指出下面的论述正确还是错误： A.摄 入 NSAIDs 导 致 肾 脏 血 液 流 动 减 缓 B.摄 入 ACEIs 导 致 肾 脏 血 压 的 降 低 C.基于 NSAIDs 和 ACEIs 对 GFP 的 影 响 ，同 时 摄 入 NSAIDs 和 ACEIs 对 彼 此 是 一 种 补 偿 作 用 D.既 然 ACEIs 可 以 用 于 治 疗 慢 性 醛 固 酮 产 生 过剩， 采用醛固酮血管紧张素对这种自我调节机 制的影响会小一些 问题 15 一名成年女性的呼吸熵（RQ）值测定 大约为 0.7，其呼出气体中氧气的含量为 170 mL/L。 RQ 是 呼 出 二 氧 化 碳 的 量 与 身 体 吸 入 氧 气 的 量 的 比值。 葡萄糖与软脂酸新陈代谢的公式如下： 葡 萄 糖 ：C6H12O6+6O2+6CO2+6H2O 软 脂 酸 ：C16H32O2+23O2+16CO2+16H2O 指出下面的论述正确还是错误： A.这名女性每呼 出 1 L 气 体 ，向 空 气 中 增 加
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移信号
及 峰 值 的 浓 度 ，pH 的 变 化 。
B.以上结果说明化学制品 2 仅仅影响细胞的
指出下面的论述正确还是错误：
存活率
A. 肌 动 蛋 白 头 部 及 SERCA 中 ATP 的 水 解 引
C.100~500 nmol/L 的 化 学 制 品 3 对 神 经 嵴 细 发 了 肌 肉 纤 维 的 疲 劳
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指出下面的论述正确还是错误： A.如 果 P1 是 活 化 状 态 ，A 和 B 的 表 达 仅 受 四 环素的诱导 B.在四环素存在的情 况 下 ，如 果 核 糖 体 结 合 5′-帽 子 结 构 的 能 力 强 于 IRES， 那 么 基 因 B 的 表 达水平高于基因 A 的表达水平 C.如 果 X 的 DNA 结 合 域 被 去 除 ，那 么 基 因 A 和 B 在没有四环素的情况下也会表达
其 他 DNA 构 建 体 启 动 子 的 活 性 并 未 检 测 。
为了检测蛋白 X 是否发生泛素化，将纯化得到 的蛋白 X 与泛素及泛素连接酶孵育过夜；添加胰蛋 白酶，并通过质谱仪测得经水解获得肽段的分子量 （红色）。 注：胰蛋白酶（通过添加分子量为 18.02 Da 的水） 在临近赖氨酸或精氨酸的位置水解蛋白，对 照组实验除未添加泛素外，其他流程与实验组相同 （黑色）。 注意泛素的片段不在检测范围内。
问题 3 泛素化是一种翻译后的蛋白修饰， 是在放线菌门的一些物种中发现的， 指短的泛素 蛋 白 （Pup） 在 泛 素 连 接 酶 的 作 用 下 连 接 到 目 标 蛋 白的赖氨酸侧链上。
将 不 同 DNA 片 段 （Ⅰ～Ⅴ）的 构 建 体 分 别 进 行 细 胞 转 染 ，然 后 测 定 CAT 的 活 性 。
D.X mRNA 上 多 聚 腺 苷 酸 尾 巴 的 长 度 影 响 蛋 白 X 在细胞中的合成量
问题 9 利用神经嵴细胞可在体外检测 3 种不 同化学制品的毒性，方法是通过对存活细胞（圆点） 及迁移细胞（三角形）数量的统计进行比较。 下图中 标示出了在不同浓度处理下的实验组及未处理对 照组的多次重复平均值及标准偏差。
问 题 10 肌 肉 纤 维 的 收 缩 是 由 电 脉 冲 引 起 了 氢 离 子
的 ，并 且 会 导 致 钙 离 子 从 肌 质 网 （SR）中 释 放 到 细
D.如果只有氰化物存在，胞质的酸 化 程 度 经
胞基质中。 收缩过后， 钙离子会在肌质网钙离子 过一段时间后会处于自然条件与同时施加氰化物
化合物
所需浓度
可获得的贮液
Tris 乙酸 EDTA 蒸馏水
0.40 M 1.14% 0.01 M
粉末（121 g/mol） 100% 0.50 M
指出下面的论述正确还是错误： A.需 要 4.84 g Tris B.需 要 11.4 mL 乙 酸 C.需 要 0.2 mL EDTA D.Tris、乙 酸 和 EDTA 加 到 1 L 双 蒸 水 里 问题 8 大量蛋白是通过细菌的表达系统诱导 表达获得的。 然而，为确保蛋白正确折叠，一个包括 蛋白 A 和 B 的蛋白复合物往往需用真核的表达系 统获得。 为了达此目的，需要将 2 个人为构造载体 转入真核细胞系。 如图所示，第 1 个重组载体中，转 录因子 X 的基因受启动子 P1 的控制。 另一个载体 中，A 和 B 的基因由内源的核糖体进驻位点（IRES） 所隔开，且位于特异启动子 P2 下游。 如下图所示， 在四环素存在的条件下，X 可以结合在操纵子 O 上 并且激活 P2（pA 代表多聚腺苷酸化位点）。
问 题 1 以 氯 霉 素 乙 酰 转 移 酶 （CAT） 为 报 告 基因， 利用报告基因实验对一种新的基因启动子 的 特 征 进 行 了 分 析 。 线 性 的 DNA 双 链 片 段 包 含 全 部 4 个启动子元件或只选择假定的启动子元件 （白 色 框 区 ，编 号 1～4），下 游 连 接 CAT 报 告 基 因 。
胞的存活力有益
B. 在 这 些 肌 肉 纤 维 中 ， 有 氧 呼 吸 产 生 的 ATP
D.测 量 神 经 嵴 细 胞 的 存 活 率 足 以 确 定 以 上 化 是 反 复 收 缩 200 s 时 主 要 的 能 量 来 源
学制品的最大可允许用量
C.来源于磷酸 肌 酸 的 ADP 的 磷 酸 化 作 用 释 放
化学制品 1
化学制品 2
化学制品 3
相 对 于 未 处 理 组 的 反 应 率 （％）
浓 度 （ nmol/L ）
指出下面的论述正确还是错误：
条 件 （空 白 圆 圈 ）、BTS 处 理 （黑 色 圆 圈 ）、氰 化 物 处
A.以上结果符合化学制品 1 影响受体接收迁 理（三角形）情况下反复收缩时胞质钙离子基础值
一个单独的赖氨酸处 C.目 标 蛋 白 的 泛 素 化 率 大 约 在 90% D. 泛 素 化 的 赖 氨 酸 会 抑 制 邻 近 的 胰 蛋 白 酶 水
解反应 问题 4 利用光的活化作用，视网膜紫质从元
状态转换为状态Ⅰ和状态Ⅱ之间的动态平衡，并 且 在 结 合 抑 制 蛋 白 （Arr）时 可 能 会 朝 状 态 Ⅱ移 动 。 如下图所示， 为了研究视网膜紫质最小的功能单 位， 处于单体和二聚体状态的视网膜紫质受不同 浓 度 ［Arr］抑 制 蛋 白 的 作 用 ，对 不 同 波 长 的 光 吸 收 （光激活之前的光激活最小吸收） 强度进行测定。 已知状态Ⅱ在 380 nm 处的吸收强度高于状态Ⅰ。
ATP 酶 （SERCA）的 作 用 下 重 新 回 到 肌 质 网 。 为 了 和 BTS 所 观 察 到 的 还 原 程 度 之 间
更好地理解实际浓度的钙离子和钙泵作用下相对
问 题 11 重 症 肌 无 力 是 一 种 自 身 免 疫 疾 病 ，
的 能 量 消 耗 ，用 化 学 药 品 BTS 及 氰 化 物 处 理 一 种 是 由 于 自 身 抗 体 竞 争 性 地 结 合 ， 并 阻 碍 了 骨 骼 肌
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理论Ⅰ-1
范六民 1 佟向军 1 许崇任 1 张雁云 2
（1 北 京 大 学 生 命 科 学 学 院 北 京 100871 2 北 京 师 范 大 学 生 命 科 学 学 院 北 京 100875 ）
中 国 图 书 分 类 号 ：G634.915 文 献 标 识 码 ：E
指出下面的论述正确还是错误： A. 在 光 激 活 之 前 ， 视 网 膜 紫 质 的 吸 收 光 在 500 nm 处 B. 视 网 膜 紫 质 在 状 态 Ⅱ 的 组 分 随 抑 制 蛋 白 浓 度增加而呈现线性增加 C. 二 聚 体 的 视 网 膜 紫 质 结 合 抑 制 蛋 白 比 单 体 的视网膜紫质结合抑制蛋白更紧密 D.单体视网膜紫质是最小的功能单位 问 题 5 下 图 展 示 了 一 个 特 异 性 识 别 RNA 且 与 RNA 的 2 个 基 团 （B1 和 B2） 结 合 的 部 分 位 点 信 息 ，其 识 别 RNA 的 特 异 性 高 于 DNA。
这种疾病
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问题 12 毛细血管中,血液在毛细血管腔与其 间 的 空 隙 之 间 跨 过 毛 细 血 管 膜 的 流 动 运 动 参 数 (Jv), 依赖于流体力学及膨胀压力这 2 种区域的不同。 （膨胀压力是渗透压的一种形式,由蛋白质所施加）。
适 用 于 计 算 Jv 的 方 程 式 如 下 ： Jv= Kf× ［ （ Pc－ Pi ） － ? （ ? c－ ? i ） ］ 其中 Pc：毛 细 血 管 液 体 的 静 压 力 Pi：毛 细 血 管 间 隙 的 液 体 静 压 力 ?c：毛细血管的膨胀压力 ?i：毛细血管间隙的膨胀压力 Kf：滤 过 系 数 ?：反射系数 指出下面的论述正确还是错误： A.在太阳下进行网球比赛会导致脱水 B.穿长袜会抑制血栓形成 C.发炎会导致血管的通透性增加 D.蛋 白 尿 （ 从 肾 脏 排 出 多 余 的 蛋 白 质 ） 降 低 毛 细血管的膨胀压 问 题 13 人 工 关 节 慢 性 细 菌 感 染 的 治 疗 是 一个昂贵而又高需求的外科手术。 不幸的是，这 些感染往往与非感染性性植入失败无法很好地 辨 别 。 为 了 提 出 更 好 的 诊 断 方 法 ，检 测 了 34 名 真 正 感 染 的 患 者 和 99 名 非 感 染 植 入 失 败 患 者 的 绝 对 的 白 细 胞 数 目 （A） 和 中 性 粒 细 胞 在 白 血 球 中 的 百分比。 在每一项检测中,虚线代表了诊断一个真 正感染的临界值。
指出下面的论述正确还是错误： A.构建体 a 是一个比构建体 I 更强的启动子 B.构建体 a 是一个比构建体 b 更强的启动子 C.构建体 c 是一个比构建体 b 更强的启动子 D.构建体 c 是一个比构建体 d 更强的启动子 问题 2 在遗传工程中， 经常需要提高分泌 蛋白的产量。 指出下面的论述正确还是错误： A.过表达在内质网中存在的伴侣蛋 白 （协 助 其他蛋白质折叠的蛋白质） B.内质网中存在编码糖基化酶的基因 C. 过 表 达 可 以 促 进 分 泌 小 泡 与 细 胞 膜 融 合 的 蛋白 D.扩增编码所需蛋白的基因