第28届国际生物学奥林匹克竞赛试题 理论2-3

范六民 佟向军 张雁云 王戎疆 杜 军

（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 3 中国人民大学附属中学 北京 100080）

理论考试2 共3 h。

1～17 题：适应环境；18～33 题：生殖与进化；34～46 题：疾病与衰弱。

18.生物体比例：Archibald Hill（1886—1971）开创了生物物理学，使用简单的几何公式预测大动物和小动物解剖结构的差异。1）生物体通过一定的表面积交换物质，这些物质可供养一定体积的组织；2）肌肉所能产生最大的力与可并列收缩的肌纤维数量成正比；3）柱状体所能承受的最大的力与其横截面的面积成正比。

判断以下每个陈述是否正确。

A.一个生物体的质量增加8 倍，使其表面积∶体积的比值接近减半

B.与小动物相比，大动物中的扩散率更可能不够低

C.相对于自身体重，较大的动物可比小动物背负更重的物体

D.与象（Elephantidae）骨骼相比，猫（Felis silovestris catus）的骨骼显得更粗（与其身体大小的比值）

19.肌肉解剖：Hugh Huxley（1924—2013）提出了肌肉收缩的滑动丝理论。肌球蛋白可结合肌动蛋白丝，然后改变构象，牵拉肌动蛋白。骨骼肌肌球蛋白只能通过构象变化对肌动蛋白产生张力，而一旦完成就立即释放肌动蛋白。在每个结合循环中，肌球蛋白水解一个ATP 分子。肌球蛋白有2 种不同形式：MYH-Ⅰ或MYH-Ⅱ。单个肌纤维含有MYH-Ⅰ或MYH-Ⅱ，但单个肌肉含有混合类型的纤维。测量了不同哺乳动物种类（以点表示）中纤维类型的混合。MYH-Ⅱ比MYH-Ⅰ循环得更快。

判断以下每个陈述是否正确。

A.当负荷相同时，人类肌肉的收缩比黑猩猩（Pan）更快

B.与有负荷时肌纤维缩短受阻相比，当肌纤维快速缩短时，它产生更多的力

C.与人类相比，黑猩猩在肌肉有氧呼吸时产生更大比例的ATP

D.人类和黑猩猩最近的共同祖先的肌肉，可能与人类更相似，而与黑猩猩不那么相似

E.未缩短的处于紧张状态的肌肉不消耗ATP

20.恐龙：Mary Anning（1799—1847）通过收集化石发展了史前生命的概念。Richard Owen（1804—1892）创造了术语“dososaurs”，而Thomas Huxley（1825—1895）使用化石显示鸟类（Aves）演化自恐龙（Dinosauria）。直至去年，科学家认为恐龙系统发育如图1所示。2017年，英国科学家分析了更多的化石，并根据数百个特征，包括所示的特征，生成了一个新的系统发育树（图2）。这是古代鸟类的代表特征。

判断以下每个陈述更可能符合恐龙系统发育树1（图1）还是系统发育树2（图2）。

A.一些蜥脚类（Sauropoda，每棵树最左侧的群组）具羽毛

B.鸟臀经历了多次起源（趋同）

C.专性肉食性特征经历了多次起源

D.最早的恐龙起源于南半球

21.消化系统：Dame Jane Goodall（1934—）发现，人科动物（Hominidae）使用工具，以获取更多营养的食物和猎获肉类。熊（Ursidae）表现出类似的行为，但大熊猫（Ailuropoda melanoleuca）只食用竹子。这些不同的动物具有能反映其饮食的消化道结构，如图所示。为便于比较，将这些草图已放大至相似大小。狗（Canis lupus）代表典型的食肉动物，犀牛（Rhinocerotidae）是典型的食草动物。

判断以下每个陈述是否正确。

A.人类在消化和吸收营养物上投入的能量比黑猩猩（Pan）更多

B.黑猩猩比猩猩（Pongo）食用的肉和水果更多

C.大熊猫消化系统可获取所食竹子的绝大多数的营养物质

D.食物通过猩猩消化道的速度比通过人类消化道更快

22.史前英国人：巨石阵于新石器时代晚期（石器时代，约公元前3000年），建在Cornwall 郡和东地中海之间欧洲最重要的贸易路线上。青铜时期（约公元前2500年），烧制风气横扫欧洲，许多人烧制特色陶器（图1）。为查明英国人是否买卖和烧制陶壶，还是由入侵英国的人烧制的，对不同地点的残留物进行基因组测序。比较了新石器时代、烧制陶器时代和青铜器时代样品基因组中来源于不同地点的等位基因（以颜色显示）的平均比例（图2）。rs4988235（T）是乳糖酶的基因的等位基因，可促进人在成年期间产生乳糖酶。对英国人各时期乳糖酶基因的等位基因频率进行了测定（图3）。乳糖是牛奶中的糖。

1）判断以下每个陈述是否正确。

A.在英国烧制陶器的大部分人都是英国土著人

B.英国烧制陶器的人替换了不烧制的人

C.从这些数据可得出结论，现代英国人与青铜时代英国人在遗传上显著不同。

2）估计现代英国成年人能消化牛奶的比例，选择与正确答案最接近的选项。

选项：0.1、0.2、0.3、0.4、0.5。

23.海龟：大西洋、印度洋、地中海和太平洋的英属领土有大量的新海洋保护区，绿海龟（Chelonia mydas）和玳瑁（Eretmochelys imbricata）栖息在此（图1）。海龟的性别决定取决于巢的温度，例如，Chagos 群岛孵化的幼龟（图2）。砂温依赖于巢址（图3）。大多数繁殖发生在繁殖高峰期，但雄性数量不足降低了繁殖率。

判断以下每个陈述是否正确。

A.Ascension 岛孵化出过量雌性海龟

B.Chagos 岛孵化出的玳瑁性比大致平衡

C.Chagos 岛海龟的繁殖比Ascension 岛的海龟受全球变暖的影响小

D.保护工作者应该优先保护巢区有阴影的海滩

24.睾丸组织学：Robert Hooke（1635—1703）在他的著名著作“显微照片（Micrographia）”中普及显微镜，并发明了“细胞”一词。分析细胞的大小和形状以显示其身份，而其细胞核外形可显示转录活跃的细胞，或其是否分裂。细胞之间的特殊连接允许内部物质在细胞间传输，或外部物质被捕获在其后。电子显微镜下可见睾丸清晰的形态，如图所示。生殖细胞（可将遗传物质传给下一代）会减数分裂，并逐渐发育为便于运动的形态：这些成熟的精子被释放至充满液体的管腔中。

判断以下每个陈述是否正确。

A.细胞i 有助于防止针对睾丸特异性抗原的自身免疫性疾病

B.细胞ii 是二倍体（每个染色体有2 个拷贝）种系细胞

C.细胞iii 促进性激素（睾酮）的运输

D.细胞iv 使用独特的组蛋白（DNA 结合蛋白）超浓缩DNA

25.花香：鲜花从花瓣中产生挥发性香料以吸引传粉者，但只在受精期。一些挥发性分子通过花瓣细胞（图示）膜扩散至空气中。ABC 超家族跨膜转运蛋白利用ATP 将物质泵出细胞。这些包括多重耐药泵，它们从细菌、植物和癌细胞运出许多外来化学物质。为了研究ABC 转运是否将一些挥发性香料吸入空气中，科学家作了几个可测试的假设。

如果ABC 转运体确实参与香料运输，判断以下每个假设是否很可能正确或错误。

A.相对于开放的花，一种在花苞中表达最多的ABC 转运体，参与香料排放

B.在花中高表达ABC 转运蛋白的植物品系，比在其花中低水平表达ABC 转运蛋白的品系更香

C.当ABC 转运蛋白被阻断时，花瓣细胞内挥发性香料浓度较高

D.与大的挥发性分子相比，改变ABC 转运蛋白功能对小的挥发性分子的排放有更大的影响

（待续）