第26届国际生物学奥林匹克竞赛试题理论B-2

佟向军 范六民 刘宝玉 张 立

（1 北京大学生命科学学院 北京 100871 2 天津市第一中学 天津 300051 3 北京师范大学生命科学学院 北京 100875）

理论考试B 共3 h。

1～11 题：动物生物学；12～14 题：生物系统学；15～23 题：细胞生物学；24～29 题：生态学；30～31题：动物行为学；32～41 题：遗传与进化生物学；42～49 题：植物生物学。

每个正确答案得1 分。例如：一个问题中所有4 个空都回答正确，得1 分； 只有3 个空是正确的，则得到0.6 分；只有2 个空是正确的，则得到0.2 分；1 只有1 个空是正确的，则得到0 分。

14.无花果和黄蜂具有悠久的共同演化历史。无花果的授粉依赖于小黄蜂，而小黄蜂的繁殖取决于无花果，因为它们在花中产卵，其幼虫在果中发育。无花果种的繁殖体系可以是雌雄异株或单性（雄性）。小黄蜂通过特殊的身体结构或被动地携带花粉而不存在其他特定的花粉传播方式（下图）。

指出以下每个描述是否正确。

A.被动授粉模式是在无花果祖先演化过程中产生的

一些无花果（左）和黄蜂（右）的系统发育。育种系统（M=单倍体，D=二倍体）和黄蜂的授粉模式（P=被动，A=主动；P/A=二态）映射到系统发育。育种系统之间和授粉模式之间的转换在系统发育中显示为小垂直竖线。虚线给出了互惠关系（来自Herre 等，2008）。

B.单倍体与黄蜂中的主动授粉模式相关

C.无花果与黄蜂之间的共同演化只能在属的水平上看到

D.授粉模式似乎比繁殖系统进化更加不稳定

15.结核病是由结核分枝杆菌引起的。目前，世界1/3 的人口感染结核分枝杆菌，其中约10%患有结核病（TB）。TB 每年可杀死100 多万人。结核分枝杆菌病原生命周期如下图所示。

结核分枝杆菌（Mt）的致病生命周期。肉芽肿是由一组紧密联系的巨噬细胞形成的（来自Cambier 等，2014）

指出以下每个描述是否正确。

A.结核病的传播需要身体接触

B.理论上，缺乏巨噬细胞的人更有可能会受到Mt 攻击

C.巨噬细胞形成的肉芽肿可以帮助宿主成功减少疾病在体内的传播

D.新一代Mt 被释放会导致肉芽肿中的巨噬细胞死亡

16. 通过使用限制酶和DNA 连接酶将其克隆到表达质粒中，可以实现基因表达（编码序列）。质粒（A）、待研究的基因（B）和4 种限制酶（C）的识别序列如下图所示。通过使用不同的克隆策略，在下面的陈述中可以将该基因的“编码序列和终止子”插入到质粒中以产生表达该基因的重组质粒。

指出以下每个描述是否正确。

A.用SmaI 消化，然后连接可以产生所需的重组质粒

B.用AatII 和BamHI 进行消化，然后连接可以产生所需的重组质粒

C.用BamHI + BglII 消化，然后连接可以产生所需的重组质粒

D.“编码序列”需要与启动子连接在一起

17.酵母菌（Saccharomyces cerevisiae）具有单倍体和二倍体细胞，具有有丝分裂和减数分裂及2 种类型的交配模式。单倍体细胞甚至可以切换交配类型（下图）。

A.出芽酵母的交配型切换。M：母细胞；D：子细胞a 和α，交配类型I：单倍体中的有丝分裂；AII：交配和二倍体形成。B.单倍体酵母发芽。在图A 和B 中，灰色填充表示阻抑因子蛋白质Ash1p。

指出以下每个描述是否正确。

A.酵母的交配只能发生在2 种不同种类的单倍体细胞之间

B.交配型转换只发生在每个单倍体生成的母细胞中

C.交配型转移是由抑制因子Ash1p 引发

D.单倍体的交配型和二倍体的减数分裂导致了交配类型的最大混合

18.他汀类药物可用于降低由于血液胆固醇水平升高而导致的心血管疾病风险。一种类似的他汀类药物通过竞争结合3-羟基-3-甲基－戊二酰辅酶A 还原酶（HMG）抑制真核细胞中胆固醇（或麦角甾醇）的从头合成。该酶也存在于酿酒酵母中，因此高浓度的他汀类药物因此可作为杀真菌剂。本实验旨在鉴定能使酵母对他汀类药物耐药的基因/酶。

A.基于琼脂平板的实验，其中将2 种酵母细胞培养物［野生型（WT）和MlcE 表达（MlcE）］的稀释液点样在含有不同浓度的他汀类洛伐他汀的琼脂平板上。浓度最高的部分在每块板左边；B.分别表达与MlcE（MlcE-RFP）融合的单独表达红色荧光蛋白（RFP）或RFP的酵母菌株的明场和荧光显微镜；C.在A 和D 中测试的化合物的化学结构；D.基于如A 中所述平板的实验，测试不同的有毒化合物。

指出以下每个描述是否正确。

A.酿酒酵母天然抗洛伐他汀高达0.7 mmol/L

B.MlcE 编码的蛋白质主要定位于质膜

C.MlcE 可以为所有测试的他汀类药物提供抗性

D.MlcE 可能还可以保护酵母免受美伐他汀的有害影响

19.假设氨基酸序列MYTHELL 对于给定酶的活性是必需的。在3 种相关物种（A-C，见陈述）中分析这种酶，显示出一些多样性。下表显示了3 种生物中不同氨基酸的密码子使用情况。

指出以下每个描述是否正确。

A.在物种A 中，酶编码序列已经改变为MTTHYLL，其可以通过两点突变进行解释

B.在物种B 中，序列是MYYS，其最好由移码突变解释

C.在物种C 中，序列实际上是MYTHELL，但这可能是由于其存在512 种不同的核苷酸序列造成的

D.平均而言，从MYTHELL 到MYTQELL 的变化比改变MYTHEHL 更加容易

20.在前期实验中，已经确定了从马、驴、骡和斑马组织中提取的DNA 中的腺嘌呤（A）含量。骡子是马和驴交配产生的后代。斑驴是斑马和驴交配产生的后代。

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指出以下每个描述是否正确。

A.在样本DDKK 和ZZKK 中，A 含量可能相同

B.MMMM 的A 含量可能约为HHMM 和DDKK 的加权平均值，即23%

C.如果A 含量为20%，则G（鸟嘌呤）也必定是20%

D.斑驴的相对基因组大小可能是4.1

21.细菌是许多线虫的食物，许多细菌具有有毒的分泌物从而产生防御作用。线虫也被真菌捕食，例如真菌Arthrobotrys oligospora（Ao）。这种真菌生活在牛粪中，它可以腐生也可以是掠食性的。当遇到线虫时，真菌通过产生能够捕获线虫的化学物质而转向掠食性（图A）。这种转变是由化学物质引起的，例如由嗜麦芽寡养单胞菌（Sm）细菌产生的尿素（通常细菌尿素生产量低于300 mg/L 土壤）。本题研究了细菌、真菌和线虫之间的相互作用（下图）。

指出以下每个描述是否正确。

A.在细菌正常产生尿素的条件下，真菌的捕获增加

B.只有具有特定基因arcA 的细菌可以产生尿素

C.细菌在营养丰富的条件下产生尿素

D.尿素生产似乎是由于线虫的刺激引发的

22.本题在体外和体内分析了源自大鼠脂肪组织（A-MSC）和骨髓（B-MSC）的一种干细胞（间充质基质细胞MSC）的分化。使用糖尿病大鼠（STZ大鼠）作为模型，并将MSC 与胰岛共同移植以确认体外结果（下图A）。

A.体外：胰岛和干细胞培养38 d 后的胰岛素分泌水平；比较了移植干细胞的胰岛素的胰岛素生产能力，并检查了大鼠高血糖症状的降低情况。B.体内：移植胰岛后大鼠体重变化。体重变化（%）与移植时间（第0 天）相比较；C.体内：在注射2 g 葡萄糖/kg 后（来自Karaoz 等，2013）进行葡萄糖耐量实验。

指出以下每个描述是否正确。

A.胰岛与干细胞一起培养在获得体外高胰岛素生产方面没有优势

B.移植干细胞和胰岛可能潜在地降低葡萄糖耐量试验中的血糖水平，但不能降低对照组大鼠观察到的水平

C.脂肪组织干细胞与胰岛移植似乎是帮助患有糖尿病患者最有效的方法

D.所有实验的结论是：与单独的胰岛细胞移植相比，胰岛+骨髓干细胞移植没有观察到差异

（待续）