第27届国际生物学奥林匹克竞赛试题理论B-2

陶若婷 张雁云 范六民 戴俊彪 张 立

（1 北京十一学校 北京 110000 2 北京师范大学生命科学学院 北京 100875 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。

55.ATP 合成酶的F1亚基（一个外周膜蛋白）利用质子动力势，单向转动F0亚基（整合膜蛋白复合物）催化ATP 合成。F1亚基由3 个α 和3 个β 亚基交替包裹位于中心轴的γ 亚基构成。为了研究γ 亚基的旋转，Masasuke Yoshida 和他的团队将荧光标记的肌动蛋白丝连接到γ 亚基，从而观察它的运动。

当2 mmol／L ATP 被加入到底部固定有F1复合物的观察室中后，可以通过倒置荧光显微镜，以镜像照片的方式观察到肌动蛋白丝的旋转。每2张照片之间间隔时间为220 s。一共拍摄了12 张时序照片，如下图所示。

指出以下每个描述是否正确。

A.F1通过对ATP 的水解导致a 和b 亚单位的构象变化

B.从该题的组图看，肌动蛋白丝以逆时针旋转（从膜侧看）

C.旋转速率低于每秒0.3 圈

D.向相反的方向转动肌动蛋白丝和ATP 的合成相偶联

56.乳酸发酵过的蔬菜是许多亚洲美食中的传统食品。在发酵液中通常发现的微生物包括乳酸菌、酵母和丝状真菌。下图显示出3 种不同微生物群中活细胞数（Log CFU／mL）和卷心菜乳酸发酵过程中pH 值的变化。发酵液中的溶解氧随时间下降，在第22 天被完全耗尽。

指出以下每个描述是否正确。

A.pH 值从第1 天到第3 天的下降仅由乳酸菌产生的有机酸引起

B.乳酸菌产生的乳酸有利于酵母细胞的从第10 天到第26 天的生长

C.酵母细胞在第22 天后从发酵转为有氧呼吸

D.一些丝状真菌在低pH 下表现出较高的耐受性

57.在高盐浓度（NaCl 2 mol/L 以上）下生活的微生物处于低水环境中，并且必须有效防止因为渗透压而造成的水的流失。对生活在盐湖中的Halobacteriales 细胞内离子浓度的分析表明，这些微生物在其细胞内维持非常高的盐浓度（KCl）。细胞内高浓度盐的存在要求细胞中的蛋白和其他大分子具有特殊的适应性。

指出以下每个描述是否正确。

A.Halobacteriales 中大多数胞内蛋白质外表面含有极大量的带电氨基酸

B.Halobacteriales 花费了大量的ATP 维持渗透压

C.当悬浮于含有低于1 mol／L NaCl 的溶液中时，Halobacteriales 的大多数胞内酶失去其催化活性

D.在Halobacteriales 中，氨基酸可以通过Na+／氨基酸逆向转运蛋白进入细胞

58.（略）

59.磷酸化是一类主要的翻译后修饰，被广泛的应用于许多细胞过程的调控。确定蛋白质的磷酸化状态的一个方法是在一种被修饰的凝胶中进行电泳。在该凝胶中包含有一种金属离子（M），可以和磷酸盐发生可逆结合，从而影响磷酸化蛋白的迁移。

采用这种技术研究蛋白质p35 的磷酸化。构建了该蛋白质的3 种突变体：第8 位丝氨酸突变为丙氨酸 （S8A）；第138 位苏氨酸突变为丙氨酸（T138A）；以及这2 个位置的双丙氨酸突变（2A）。需要注意的是丝氨酸和苏氨酸可以被磷酸化，但突变为丙氨酸后就不能再被磷酸化。然后，在野生型（wt）或周期蛋白依赖性激酶5（Cdk5）失活菌株（kn）中分别转化了野生型p35 基因或者3 种突变体中的某一种。将8 个所得菌株的细胞裂解物上样到磷酸化标记的凝胶中。将凝胶中的蛋白转移到膜上后利用p35 抗体进行Western blot 分析，结果如下图所示。

B.用p35 抗体进行免疫印迹（Immunoblotting）分析

指出以下每个描述是否正确。

A.p35 蛋白质只包含2 个磷酸化位点：第8位的丝氨酸和第138 位的苏氨酸

B.p35 蛋白可以被Cdk5 外的其他蛋白激酶磷酸化

C.在野生型Cdk5 p35-S8A 菌株中，只有少数的p35 分子在T138 位发生磷酸化

D.连接到S8 的磷酸基团比连接到T138 的磷酸基团更容易与磷酸化标签凝胶结合

（待续）