第27届国际生物学奥林匹克竞赛试题理论B-1

张 立 陶若婷 张雁云 范六民 戴俊彪

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

理论考试B 共3 h。

51～60 题：细胞生物学；61～68 题：植物解剖学和生理学；69～80 题：动物解剖学和生理学；81～83 题：动物行为学；84～93 题：遗传与演化；94～98题：生态学；99～100 题：生物系统学。

每个问题答案全部正确得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。

51.科学家准备了3 种必需成分，开展蛋白激酶抑制物的高通量筛选。首先，他们将单个蛋白激酶的基因与T7 噬菌体的主要衣壳（头）基因融合。当融合基因在细菌中表达时，融合蛋白将组装到噬菌体衣壳上，将激酶展示在噬菌体外表面。然后，将一种可以结合到激酶的ATP 结合口袋的ATP 类似物被附着到磁珠上。最后，准备了需要测试的化合物库。

为了测试化合物对激酶的结合能力，带有某一种特定激酶的噬菌体在一个96 孔板中与多个孔中的磁珠混合。然后将需测试的化合物，以一系列不同的浓度添加到每个孔中。将混合物温育，在25℃条件下，温和振荡1 h。通过强磁铁将磁珠吸在孔底部后，将所有游离（未结合）成分洗去。最后，剩余的附着在磁珠上的噬菌体可利用添加过量的相同ATP 类似物从磁珠上洗脱下来，计算它们在细菌培养皿上形成的噬菌斑数目（下图）。

指出以下每个描述是否正确。

A.当结合过程达到平衡时，所有可能的抑制物分子都结合到激酶上

B.在本实验中具有高抑制活性的化合物必定结合到激酶的ATP 结合位点处

C.在进化上保守的ATP 结合位点处存在的微小差异可实现特定激酶的靶定

D.结合能力很强的测试化合物将在检测中获得数目更少的噬菌斑

52.在裂殖酵母中鉴定了一个基因，与原生动物（Protozoan）端粒酶亚基同源。然后，在酵母的二倍体菌株中靶向敲除了该基因的一个拷贝。诱导孢子形成，以获取单倍体。所有的4 个孢子都可以萌发，并且可以在营养琼脂平板上生长。每3 天将克隆重新划线到有新鲜培养基的平板上。经过连续4 次这样的划线转移，原先4 个孢子中有2 个的后代出现生长不良。将细胞从第3 天、第6 天和第9 天的平板上取出，分别提取DNA，并在距端粒重复序列约35 个核苷酸处切割染色体。通过凝胶电泳分离DNA 片段，并用放射性同位素标记的端粒特异性探针进行杂交（黑色条带）（下图）。假设酵母的增代时间为6 h。

指出以下每个描述是否正确。

A.裂殖酵母端粒的平均长度为300 个核苷酸

B.孢子2 和4 中似乎缺乏端粒酶

C.裂殖酵母的端粒经过每次复制会丢失不到20 个核苷酸

D.失去端粒的裂殖酵母仍具有正常大小的细胞

53.在一段时间缺氧后重新供氧（复氧）会引起心肌损害。用于评估心肌功能的一个最重要的指标是测定线粒体膜电位。活性线粒体由于带有负电荷，从而可以被一种细胞透膜染料（带正电荷的，下图中为灰色）染色。

下图说明缺氧／复氧（HR）处理后的单肌细胞——在药物A 预处理或不处理下的模型（1）。肌细胞图像在时间点（A，B，C）拍摄。

指出以下每个描述是否正确。

A.如图（2）所示，心肌是一种横纹肌细胞

B.缺氧诱导心肌线粒体基质pH 值降低

C.药物A 预处理对细胞有利，因为它可以防止在线粒体膜电位在HR 处理过程中的破坏

D.药物A 预处理组所拍摄的图像为图像（2）；经HR 处理，但未进行药物A 预处理组拍摄的图像为图像（3）

54.抗冻糖蛋白（AFGPs）具有抑制冰形成的能力，因此对许多定期遇到零度以下温度海洋硬骨鱼类的生存至关重要。一个典型的AFGP 由多个三肽重复单元（丙氨酸-苏氨酸-丙氨酸）经苏氨酸残基的二位羟基与二糖通过糖苷键连接。为了鉴定影响该糖蛋白防冻活性的化学基团，科学家合成了很多AFGP 类似物，对糖基结构进行改变，对多肽的3 个基团R1，R2 和R3 用不同的化学基团替代，分别检测它们的抗冻活性，如下图所示。

该研究的结果列于下表。

R1 R2 R3 抗冻活性HO N-乙酰基N-乙酰基N-乙酰基O-乙酰基N-乙酰基CH3 CH3 H CH3 CH3 CH3半乳糖苷半乳糖苷半乳糖苷H H半乳糖苷-半乳糖苷无有无有无有

指出以下每个描述是否正确。

A.二糖与苏氨酸残基的结合是抗冻活性所必需的

B.以丝氨酸置换苏氨酸的突变体会降低抗冻活性

C.C-2 位的N-乙酰基为抗冻活性所必需

D.相近物种AFGP 基因中重复单元数目的不同可能是因为DNA 聚合酶的不准确

（待续）