第26屆國際生物學(xué)奧林匹克競賽試題理論A-1

劉寶玉 張 立 佟向軍 范六民

（1天津市第一中學(xué)天津300051 2北京師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院北京100875 3北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院北京100871）

正確回答1個問題得1分，即所有4個陳述的判斷全對。

如果3個判斷正確，得0.6分。

如果2個判斷正確，得0.2分。

如果1個判斷正確，或都不正確，得0分。

1.哺乳動物需維持較高的血壓以獲得較高的血流（心臟血流），并克服血管對血流的阻力。Poiseuille定律可以用于描述血流（如圖）。

Poiseuille定律：Q為液體流量，V為體積，t為時間，p為壓力，r為血管的半徑，η為粘稠度（在特定溫度和特定液體類型下為常數(shù)），L為血管長度，R為血流阻力。

判斷下列描述的對錯。

A.假設(shè)在相同長度的粗動脈和細動脈中有相近的血液流量，則在粗動脈中平均血壓的改變較大

B.動脈粥樣硬化程度加劇通常會引起血液循環(huán)中更快的血流

C.同卵雙胞胎中的一人生活在海平面，另一人生活在海拔3 000 m，后者血流的阻力會更大

D.某動脈粥樣硬化患者，其血管半徑平均減小了1/6，其血壓需加倍以維持血液流量

2.氧氣與血紅蛋白的結(jié)合（或稱親和性）受到某些陰離子的影響，特別是2,3-二磷酸甘油酸（BPG）和氯離子（Cl-），它們存在于紅細胞內(nèi)，結(jié)合于血紅蛋白分子的特定部位（如圖）。

血紅蛋白不結(jié)合陰離子(對照ctrl)、和BPG結(jié)合、和氯離子結(jié)合、和兩者都結(jié)合情況下,血紅蛋白飽和度與血液中氧分壓關(guān)系曲線

判斷下列描述的對錯。

A.如果外周組織缺氧，紅細胞會產(chǎn)生更多的BPG

B.在高海拔地區(qū)，如果血紅蛋白BPG結(jié)合部位發(fā)生極性氨基酸到非極性氨基酸的突變，將會有利于肺部血紅蛋白與氧的親和性

C.氯離子和BPG很可能結(jié)合于血紅蛋白分子的不同部位

D.BPG可以降低血紅蛋白總的氧飽和能力

3.人中央視覺通路的損傷會引起視野不同程度的改變（如圖）。

A.中央視覺通路的損傷（1～5）（從上向下）B.由于A中所示損傷導(dǎo)致的視野缺失（a～e，患者看東西時視野缺失部分用黑色表示）

判斷下列描述的對錯。

A.損傷2導(dǎo)致視野缺失a

B.損傷3導(dǎo)致視野缺失d

C.損傷4導(dǎo)致視野缺失e

D.損傷5導(dǎo)致視野缺失c

4.2014 年諾貝爾醫(yī)學(xué)獎獲得者發(fā)現(xiàn)人腦的海馬區(qū)（HC）儲存空間記憶有助于空間定位。經(jīng)常使用空間信息的人，如出租汽車司機，會依賴于發(fā)育良好的海馬區(qū)。一項研究分析了倫敦出租汽車司機和對照組人群海馬區(qū)的差異，結(jié)果見圖A、圖B。

A.出租汽車司機與其他人群整個海馬、海馬前部和海馬后部的大小差異（*表示顯著性差異）；B.海馬后部體積的變化（灰質(zhì)）與出租汽車司機從業(yè)時間的相關(guān)關(guān)系（引自Maguire et al.2000）。

判斷下列描述的對錯。

A.出租汽車司機的海馬整體顯著地比對照人群的大

B.空間定向的能力有可能位于海馬的后部

C.該研究提供證據(jù)表明人群中的一些人會比其他人在遺傳上更傾向于成為一個優(yōu)秀的倫敦出租汽車司機

D.該研究支持傳統(tǒng)觀點，即海馬僅和短期記憶有關(guān)

5.一項關(guān)于腎臟功能的研究中，3個健康人A～C的一些參數(shù)測量如下表。

描述腎臟功能的參數(shù)值，假設(shè)1 mmol O2的體積為22.4 mL。

判斷下列描述的對錯。

A.腎臟慮過Na+的數(shù)量在人A中最大

B.腎臟排泄Na+的數(shù)量在人B中最大

C.腎臟氧的消耗量在人C中最大

D.每利用1 mol O2重吸收Na+的數(shù)量在人B中最大

6.長頸鹿是哺乳動物中平均動脈血壓最高的動物，這使得它更易產(chǎn)生腿部水腫。一項研究分析了動物是如何防止水腫的，主要關(guān)注腿部血管的適應(yīng)（如圖）。

A～B：腿部動脈的一系列橫切面（一個是對的，一個是錯的）；C：動脈壁中彈性蛋白的含量隨著與心臟距離的增加而發(fā)生的改變；D：腿部伴隨著動脈的神經(jīng)數(shù)量（1～4柱：離心臟15～30 cm，5～8柱：離心臟≥30 cm）（引自Petersen et al.2013，stergaard et al.2011）。

判斷下列描述的對錯。

A.由于在頭部入口處動脈的血壓要和其他哺乳動物相類似（大約100 mm Hg），在蹄子水平面上的血壓就會變得非常低

B.上圖顯示了腿部動脈的管徑和壁厚是如何變化的，圖A是對的，圖B是錯的

C.股動脈越向腿部末端發(fā)展就越僵硬

D.長頸鹿在其膝蓋平面以上有特殊的動脈機制調(diào)節(jié)腿部末端的血壓

7.鯨類依靠聲音進行多種多樣的交流。在研究中，將2種遠親鯨魚（露脊鯨和座頭鯨）的發(fā)聲測量與其他2種鯨進行了比較（如下圖）。

4種鯨類的發(fā)聲頻段（水平的黑色條帶）和體重范圍，以及聲音在海水中被吸收造成的、距離聲源10 m，100 m和1 000 m的傳輸損耗（引自Tervo等，2012）。

標(biāo)明下列陳述的對錯。

A.個體較大的鯨類比個體較小的鯨類發(fā)出頻率更低的聲音信號

B.根據(jù)發(fā)聲特性來看，藍鯨會比座頭鯨表現(xiàn)出更為復(fù)雜的社會行為

C.座頭鯨和露脊鯨有相似的信號頻率，因此它們可能有較高的年度繁殖地的相似性

D.座頭鯨和露脊鯨具有相似的發(fā)聲模式可能緣于趨同進化

8.冷水金魚對缺氧具有很高的耐受性，它們可以把碳水化合物分解為乳酸，再進一步把乳酸分解為乙醇。一項對2組金魚的12 h研究，收集了一些數(shù)據(jù)（見表）。

魚體組織內(nèi)乳酸和乙醇的濃度，以及其生活的水體內(nèi)的水平，考慮了魚的重量（引自Shoubridge&Hochachka，1980）。

判斷下列描述的對錯。

A.在研究過程中，魚體組織內(nèi)乳酸的積累量約等于乙醇總產(chǎn)生量的1／2

B.金魚可以在冰蓋下長時間存活

C.金魚對乙醇不耐受

D.乳酸向乙醇的轉(zhuǎn)化可能是一種避免酸中毒的方式

9.體型關(guān)聯(lián)代謝（將代謝過程與體重相關(guān)聯(lián)）在生物學(xué)中具有普遍性的意義。一個研究分析了日本魚平魚在其生命的早期階段的代謝率（如圖）。

個體發(fā)育過程中，呼吸速率（VO2，方塊，左側(cè)Y軸）和單位體重呼吸速率（VO2/M，圓圈，右側(cè)Y軸）隨體重M的改變。從孵化后的4個階段（I～IV）都有測量（引自Yagi&Oikawa，2014）。

判斷下列描述的對錯。

A.剛剛孵化后，呼吸速率增長而體重并不增長

B.給定單位體重，呼吸速率看似是隨著魚齡的增長而增長

C.圖中下方的曲線可以用公式表示為VO2=aMb（a為特征參數(shù)；b為特征指數(shù)）

D.在對數(shù)-對數(shù)圖中，VO2對體重的4個數(shù)量級連續(xù)線性增長

10.1935 年，丹麥諾貝爾獎得主H.Dam做了一個經(jīng)典實驗：用除去脂類的食物喂養(yǎng)的雞，在2周的時間內(nèi)即發(fā)生了病理性出血，原因是它們對維生素K的攝入受阻。在食物中加入維生素K可以治愈出血的癥狀（如圖）。

凝血的級聯(lián)反應(yīng)。為了簡化，凝血反應(yīng)的很多途徑被省略了。+代表正調(diào)控；a代表物質(zhì)的活性狀態(tài)。

判斷下列描述的對錯。

A.一種稱為萊頓型因子V的突變，使得病人產(chǎn)生高活性的因子V（圖中的Va），因此發(fā)生栓塞的風(fēng)險增加

B.骨髓機能不全導(dǎo)致血液凝結(jié)增加

C.高脂食物可能促進凝血

D.栓塞風(fēng)險高的人，可以用肝素（抗凝血酶的激活劑）治療