第27届国际生物学奥林匹克竞赛试题理论A－4

戴俊彪 张 立 陶若婷 张雁云 范六民

（1 清华大学生命科学学院 北京 100084 2 北京师范大学生命科学学院 北京 100875 3 北京十一学校 北京 110000 4 北京大学生命科学学院 北京 100871）

理论考试A 共3 h。

1～10 题：细胞生物学；11～17 题：植物解剖和生理学；18～30 题：动物解剖和生理学；31～32 题：习性学；33～42 题：遗传和演化；43～47 题：生态学；48～50题：生物分类学。

每个正确答案得1 分。一个问题中4 个答案都正确，得1 分；只有3 个答案正确，得0.6 分；只有2个答案正确，得0.2 分；只有1 个答案正确，得0 分。

32.雌性吸血蝙蝠生活在其后代及没有亲缘关系的雌性个体所组成的群体中。它们专门以食草动物的血液为食。饱腹后的蝙蝠经常分享一些血给饥饿的蝙蝠，而当它们自己挨饿的时候，通常也会接受其他个体的反哺。

指出以下每个描述是否正确。

A.亲缘选择（kin selection）对吸血蝙蝠的这种共享行为的演化起到了重要作用

B.吸血蝙蝠可能在群体中只生活很短的时间

C.与没有这种行为的蝙蝠相比，表现出这种行为的蝙蝠，具有更高的间接适合度

D.吸血蝙蝠能识别和记忆其他蝙蝠个体

33.龙先生有10 个大肠杆菌（E.coli）突变菌株，这些菌株的乳糖操纵子（lac operon）内存在不同变异。通过分析它们的DNA，发现每个突变株都是5 种突变：lacZ－、lacY－、lacI－、lacIS［lacIS是一种可以和操纵子结合，但是不能和诱导物（inducer）结合的阻遏蛋白（repressor）］，和lacOc（阻遏蛋白不能和lacOc操纵子结合中的一种）。他也知道6 号菌株是lacZ－突变。乳糖操纵子请见下图。

龙先生从每个菌株（供体）分离出含有乳糖操纵子的DNA，并转化至其他菌株，从而获得局部二倍体菌株（受体）。然后在仅以乳糖作为碳源的基本培养基上培养受体株。菌株的生长情况如下表所示（+表示菌株生长，-表示菌株不生长）。

指出以下每个描述是否正确。

A.7 号菌株是lacZ－突变体

B.3 号菌株是lacY－突变体

C.2 号和4 号菌株具有相同的突变类型

D.如果5 号菌株从自身接收DNA，转化的细菌无法生长

34.龙先生用STR（short tandem repeat 短串联重复）分析来自3 个家族DNA 样本的6 个常染色体上的6 个位点。每个STR 位点通常有很多种不同的等位基因，以数字标记，例如下表中Huong 样品位点1 的3 和5。在第1 个家庭中，Hung 是父亲，Huong 是母亲，Dung 是他们的儿子。第2 个家庭中，Nhan是父亲，有2 个儿子，Tin 和Nghia。第3 个家庭中，Phu 和Quy 是父子。此外该研究者还研究了一个与这3 个家庭没有亲缘关系的Dat 的DNA 样本。所有样本都随机编号，但是除了Huong 之外，其他DNA 样本的号码对应表都已遗失。

指出以下每个描述是否正确。

A.样本735 是Dat 的DNA

B.样本669 是Nhan 的DNA

C.样本938 是Hung 的DNA

D.样本297 可能是Phu 的DNA

35.（略）

36.广义的遗传度H2是总遗传方差（Vg）和总表型方差（Vp）的比值：H2=Vg／Vp。表型方差通常由3个部分组成：遗传方差（Vg）、环境方差（Ve）和交互作用（Vi）：Vp=Vg+Ve+Vi。遗传方差通常由3 个部分组成：累计遗传方差（Va各个位点的累积效应）、显性基因方差（Vd）和基因交互作用（Vgi）：Vg=Va+Vd+Vgi。狭义遗传度：h2=Va／Vp。

指出以下每个描述是否正确。

A.某一性状的H2值低，意味着该性状主要由环境决定

B.遗传方差与该种群所处的环境有关

C.人工选择时，对高h2性状的选择比低h2性状更成功（更有效）

D.杂交2 个产生不同重量种子的纯合大豆品系，子一代（F1）、子二代（F2）种子的表型方差（Vp）分别为：F1=2，F2=4。忽略交互作用，种子的H2是0.51。

37.F.D.Enfield 选择培养体型大的面粉甲虫（Tribolium castaneum）。开始培养时，甲虫种群的均重为2.4 g，方差4.2 g2。每一代选择的体重差（选择出用于培养的那部分个体的平均体重，与原来那代群体平均体重的差值）为0.022 g。开始培养时，种群体重的狭义遗传度h2的初始值为0.3［h2为累计遗传方差（Va）和表型方差（Vp）的比值］。

对前50 代，选择出的种群平均体重稳步上升。125 代之后，平均体重上升至5.8 g，比原体重2 倍还多，然而继续选择不能使体重进一步增加。选择后种群中体重最轻的个体也比原种群中最重的个体重。Enfield 计算了选择125 代后种群的h2，发现仅稍稍小于原种群h2值。

请基于上述信息，指出以下每个描述是否正确。

A.该种群无法进一步对选择作出响应，是因为它的遗传变异已经耗尽

B.种群的平均体重改变至原种群的体重范围（全距）之外，是因为选择体型大的这一选择压力对杂合子有利

C.选择125 代后，如果提高选择的体重差S（使其高于0.022 g），就有可能使体重继续增加

D.如果125 代后停止施加选择压力，体重将会降低

38.与一只正常小鼠相比，一只变异的雄性小鼠表型正常，但生殖上胚胎数目异常，如下表所示。异常个体在受精后表现出来。

表1 平均胚胎数

请仔细研究上表中的数据，指出以下每个描述是否正确。

A.变异雄鼠可能是染色体部分缺失

B.变异雄鼠可能是染色体异位杂合子

C.变异雄鼠可能是染色体倒位杂合子

D.变异雄鼠的染色体异常可以由观察该鼠减数分裂细胞确认

39.生物不同分支的物种形成率不同，有些分支物种很多，有些分支仅有几个。

指出以下关于影响物种形成率的每个描述是否正确。

A.分支中物种数量越多，形成新种的可能就越大

B.动物传粉的植物科，与亲缘关系近的风媒传粉的植物科相比，通常有更多物种

C.具有复杂求偶行为的动物，形成新物种的速率通常更低

D.气候剧变可能会加快物种形成速率

40.约50年前，Charles Yanofsky 研究大肠杆菌（E.coli）Trp 合成酶（色氨酸合成酶）的序列。野生型蛋白（1）在38 号位置有一个Gly（甘氨酸）。Yansofsky 分离出2 个trp 失活变异：2 和3。变异2在38 号位置的Gly 被Arg 替代，变异3 该位置的Gly 被Glu 替代。

在不含Trp 的基本培养基中培养变异2 和变异3，出现的菌落都因为自发突变，恢复了Trp 合成酶的功能。下图A 展示了38 号位置氨基酸的鉴别。假设每个氨基酸替换都由一对碱基变化导致。

关于色氨酸合成酶（Trp 合成酶）的38 号密码子，指出以下每个描述是否正确。

A.变异2 密码子第1 位碱基替换导致

B.菌株7 和8 极有可能和野生菌株有相同的序列

C.菌株10 的密码子是5′GUA3′

D.菌株6 在38 号位的密码子是5′AGC3′

41.一个人群中，ABO 血型等位基因的频率分别为p（IA）=40%，p（IB）=40%，p（i）=20%。

如果该人群满足哈迪-温伯格平衡，指出以下每个描述是否正确。

A.该人群中，A 型血和B 型血的人数相等

B.该人群中，A 型血和AB 型血的人数相等

C.该人群中，64%的人带有B 抗体

D.因为男性和女性血型频率相同，所以ABO位点位于常染色体上

42.频率依赖选择是指在一个给定的种群中，某表型的适应度与它和其他表型之间的相对频率相关的进化过程。正向频率依赖选择，指某表型适应度随它在种群中频率的提高而升高。负向频率依赖选择，指该表型的适应度随它在种群中频率的升高而降低。

指出以下每个描述是否正确。

A.植物自交不亲和基因是一个负向频率依赖选择的案例

B.人群中一个新病毒的传染，由负向频率依赖选择所控制

C.雌性美凤蝶（Papilio memnon）普遍与适口性差的Papilio coon非常相似，是一个正向频率依赖选择的案例

D.生物毒性的警戒色基因的传播，由正向频率依赖选择所控制

43.蜻蜓幼虫种群被分为2 组，每组幼虫种群放在一个笼子里，没有食物限制。第1 组被暴露于一条自由游动的鱼类捕食者，但捕食者并不能进入笼中。第2 组是没有鱼类捕食者的对照组。2 组中的幼虫存活比例和未能完成成虫蜕变的存活幼虫比例如下图所示：

指出以下每个描述是否正确。

A.导致暴露在非致死性捕食者一组的幼虫变态为成虫的高失败率的原因是：自相残杀

B.在第1 组有鱼池塘中幼虫的高死亡率是由于捕食者存在所引起的应激

C.在有捕食者的实验组中存活下来的个体从幼虫阶段完成蜕变成为成虫的比例比对照组低

D.变态前蜻蜓的存活率依赖于捕食者，而变态发生过程中与捕食者无关

44.～47.（略）

48.请研究下面的进化分枝图：

指出以下每个描述是否正确。

A.包含d 和e 的分化枝，和包含abc 的分化枝是姐妹群

B.b 和c 最近的共同祖先，是c 和d 最近的共同祖先的后裔

C.与分类单元e 相比，b 和a 的亲缘关系更近

D.a 进化枝最先与其他分支分开

49.许多分类学家认为生物分类系统应当反映生物的演化关系，且分类群应当是单系群。然而，目前使用的分类系统依然包含许多多系群和并系群。

指出以下每个描述是否正确。

A.多系的分类单元可能来源于没有直接亲缘关系，但是由于趋同而有共同特征的分类单元

B.基于生物表型相似性进行分类，会出现并系分类单元

C.并系群中一些类群，与不在该群的亲缘关系相近的单元相比，表型的演化速率不同

D.所有分子证据都支持裸子植物为一个单系分类单元

50.用序列差异建立种系发生有一些优势，也有可能带来一些问题。选择的分子不恰当，可能会导致分子树极其不符合真实的种系发生关系。因此，使用这种方法的时候一定要小心。

指出以下每个描述是否正确。

A.在建立亲缘关系很近的物种的演化关系时，细胞色素c分子的多肽序列非常好用

B.进行系统发生研究时，与比较某些基因全序列的方法相比，比较多个不同基因的部分序列更好

C.短世代生物比长世代生物，单位时间核苷酸替换率更高

D.中性理论要求所有多肽和DNA 序列的演化速率相同

（理论考试A 卷完）