第27屆國際生物學奧林匹克競賽試題理論B-1

張 立 陶若婷 張雁云 范六民 戴俊彪

（1 北京師范大學生命科學學院 北京 100875 2 北京十一學校 北京 110000 3 北京大學生命科學學院 北京 100871 4 清華大學生命科學學院 北京 100084）

理論考試B 共3 h。

51～60 題：細胞生物學；61～68 題：植物解剖學和生理學；69～80 題：動物解剖學和生理學；81～83 題：動物行為學；84～93 題：遺傳與演化；94～98題：生態學；99～100 題：生物系統學。

每個問題答案全部正確得1 分。一個問題中4 個答案都正確，得1 分；只有3 個答案正確，得0.6 分；只有2 個答案正確，得0.2 分；只有1 個答案正確，得0 分。

51.科學家準備了3 種必需成分，開展蛋白激酶抑制物的高通量篩選。首先，他們將單個蛋白激酶的基因與T7 噬菌體的主要衣殼（頭）基因融合。當融合基因在細菌中表達時，融合蛋白將組裝到噬菌體衣殼上，將激酶展示在噬菌體外表面。然后，將一種可以結合到激酶的ATP 結合口袋的ATP 類似物被附著到磁珠上。最后，準備了需要測試的化合物庫。

為了測試化合物對激酶的結合能力，帶有某一種特定激酶的噬菌體在一個96 孔板中與多個孔中的磁珠混合。然后將需測試的化合物，以一系列不同的濃度添加到每個孔中。將混合物溫育，在25℃條件下，溫和振蕩1 h。通過強磁鐵將磁珠吸在孔底部后，將所有游離（未結合）成分洗去。最后，剩余的附著在磁珠上的噬菌體可利用添加過量的相同ATP 類似物從磁珠上洗脫下來，計算它們在細菌培養皿上形成的噬菌斑數目（下圖）。

指出以下每個描述是否正確。

A.當結合過程達到平衡時，所有可能的抑制物分子都結合到激酶上

B.在本實驗中具有高抑制活性的化合物必定結合到激酶的ATP 結合位點處

C.在進化上保守的ATP 結合位點處存在的微小差異可實現特定激酶的靶定

D.結合能力很強的測試化合物將在檢測中獲得數目更少的噬菌斑

52.在裂殖酵母中鑒定了一個基因，與原生動物（Protozoan）端粒酶亞基同源。然后，在酵母的二倍體菌株中靶向敲除了該基因的一個拷貝。誘導孢子形成，以獲取單倍體。所有的4 個孢子都可以萌發，并且可以在營養瓊脂平板上生長。每3 天將克隆重新劃線到有新鮮培養基的平板上。經過連續4 次這樣的劃線轉移，原先4 個孢子中有2 個的后代出現生長不良。將細胞從第3 天、第6 天和第9 天的平板上取出，分別提取DNA，并在距端粒重復序列約35 個核苷酸處切割染色體。通過凝膠電泳分離DNA 片段，并用放射性同位素標記的端粒特異性探針進行雜交（黑色條帶）（下圖）。假設酵母的增代時間為6 h。

指出以下每個描述是否正確。

A.裂殖酵母端粒的平均長度為300 個核苷酸

B.孢子2 和4 中似乎缺乏端粒酶

C.裂殖酵母的端粒經過每次復制會丟失不到20 個核苷酸

D.失去端粒的裂殖酵母仍具有正常大小的細胞

53.在一段時間缺氧后重新供氧（復氧）會引起心肌損害。用于評估心肌功能的一個最重要的指標是測定線粒體膜電位。活性線粒體由于帶有負電荷，從而可以被一種細胞透膜染料（帶正電荷的，下圖中為灰色）染色。

下圖說明缺氧／復氧（HR）處理后的單肌細胞——在藥物A 預處理或不處理下的模型（1）。肌細胞圖像在時間點（A，B，C）拍攝。

指出以下每個描述是否正確。

A.如圖（2）所示，心肌是一種橫紋肌細胞

B.缺氧誘導心肌線粒體基質pH 值降低

C.藥物A 預處理對細胞有利，因為它可以防止在線粒體膜電位在HR 處理過程中的破壞

D.藥物A 預處理組所拍攝的圖像為圖像（2）；經HR 處理，但未進行藥物A 預處理組拍攝的圖像為圖像（3）

54.抗凍糖蛋白（AFGPs）具有抑制冰形成的能力，因此對許多定期遇到零度以下溫度海洋硬骨魚類的生存至關重要。一個典型的AFGP 由多個三肽重復單元（丙氨酸-蘇氨酸-丙氨酸）經蘇氨酸殘基的二位羥基與二糖通過糖苷鍵連接。為了鑒定影響該糖蛋白防凍活性的化學基團，科學家合成了很多AFGP 類似物，對糖基結構進行改變，對多肽的3 個基團R1，R2 和R3 用不同的化學基團替代，分別檢測它們的抗凍活性，如下圖所示。

該研究的結果列于下表。

R1 R2 R3 抗凍活性HO N-乙酰基N-乙?；鵑-乙?；鵒-乙酰基N-乙?；鵆H3 CH3 H CH3 CH3 CH3半乳糖苷半乳糖苷半乳糖苷H H半乳糖苷-半乳糖苷無有無有無有

指出以下每個描述是否正確。

A.二糖與蘇氨酸殘基的結合是抗凍活性所必需的

B.以絲氨酸置換蘇氨酸的突變體會降低抗凍活性

C.C-2 位的N-乙酰基為抗凍活性所必需

D.相近物種AFGP 基因中重復單元數目的不同可能是因為DNA 聚合酶的不準確

（待續）