第27屆國際生物學(xué)奧林匹克競賽試題理論B-2

陶若婷 張雁云 范六民 戴俊彪 張 立

（1 北京十一學(xué)校 北京 110000 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 4 清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 北京 100084）

理論考試B 共3 h。

51～60 題：細(xì)胞生物學(xué)；61～68 題：植物解剖學(xué)和生理學(xué)；69～80 題：動物解剖學(xué)和生理學(xué)；81～83 題：動物行為學(xué)；84～93 題：遺傳與演化；94～98題：生態(tài)學(xué)；99～100 題：生物系統(tǒng)學(xué)。

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。

55.ATP 合成酶的F1亞基（一個外周膜蛋白）利用質(zhì)子動力勢，單向轉(zhuǎn)動F0亞基（整合膜蛋白復(fù)合物）催化ATP 合成。F1亞基由3 個α 和3 個β 亞基交替包裹位于中心軸的γ 亞基構(gòu)成。為了研究γ 亞基的旋轉(zhuǎn)，Masasuke Yoshida 和他的團(tuán)隊將熒光標(biāo)記的肌動蛋白絲連接到γ 亞基，從而觀察它的運(yùn)動。

當(dāng)2 mmol／L ATP 被加入到底部固定有F1復(fù)合物的觀察室中后，可以通過倒置熒光顯微鏡，以鏡像照片的方式觀察到肌動蛋白絲的旋轉(zhuǎn)。每2張照片之間間隔時間為220 s。一共拍攝了12 張時序照片，如下圖所示。

指出以下每個描述是否正確。

A.F1通過對ATP 的水解導(dǎo)致a 和b 亞單位的構(gòu)象變化

B.從該題的組圖看，肌動蛋白絲以逆時針旋轉(zhuǎn)（從膜側(cè)看）

C.旋轉(zhuǎn)速率低于每秒0.3 圈

D.向相反的方向轉(zhuǎn)動肌動蛋白絲和ATP 的合成相偶聯(lián)

56.乳酸發(fā)酵過的蔬菜是許多亞洲美食中的傳統(tǒng)食品。在發(fā)酵液中通常發(fā)現(xiàn)的微生物包括乳酸菌、酵母和絲狀真菌。下圖顯示出3 種不同微生物群中活細(xì)胞數(shù)（Log CFU／mL）和卷心菜乳酸發(fā)酵過程中pH 值的變化。發(fā)酵液中的溶解氧隨時間下降，在第22 天被完全耗盡。

指出以下每個描述是否正確。

A.pH 值從第1 天到第3 天的下降僅由乳酸菌產(chǎn)生的有機(jī)酸引起

B.乳酸菌產(chǎn)生的乳酸有利于酵母細(xì)胞的從第10 天到第26 天的生長

C.酵母細(xì)胞在第22 天后從發(fā)酵轉(zhuǎn)為有氧呼吸

D.一些絲狀真菌在低pH 下表現(xiàn)出較高的耐受性

57.在高鹽濃度（NaCl 2 mol/L 以上）下生活的微生物處于低水環(huán)境中，并且必須有效防止因為滲透壓而造成的水的流失。對生活在鹽湖中的Halobacteriales 細(xì)胞內(nèi)離子濃度的分析表明，這些微生物在其細(xì)胞內(nèi)維持非常高的鹽濃度（KCl）。細(xì)胞內(nèi)高濃度鹽的存在要求細(xì)胞中的蛋白和其他大分子具有特殊的適應(yīng)性。

指出以下每個描述是否正確。

A.Halobacteriales 中大多數(shù)胞內(nèi)蛋白質(zhì)外表面含有極大量的帶電氨基酸

B.Halobacteriales 花費(fèi)了大量的ATP 維持滲透壓

C.當(dāng)懸浮于含有低于1 mol／L NaCl 的溶液中時，Halobacteriales 的大多數(shù)胞內(nèi)酶失去其催化活性

D.在Halobacteriales 中，氨基酸可以通過Na+／氨基酸逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白進(jìn)入細(xì)胞

58.（略）

59.磷酸化是一類主要的翻譯后修飾，被廣泛的應(yīng)用于許多細(xì)胞過程的調(diào)控。確定蛋白質(zhì)的磷酸化狀態(tài)的一個方法是在一種被修飾的凝膠中進(jìn)行電泳。在該凝膠中包含有一種金屬離子（M），可以和磷酸鹽發(fā)生可逆結(jié)合，從而影響磷酸化蛋白的遷移。

采用這種技術(shù)研究蛋白質(zhì)p35 的磷酸化。構(gòu)建了該蛋白質(zhì)的3 種突變體：第8 位絲氨酸突變?yōu)楸彼?（S8A）；第138 位蘇氨酸突變?yōu)楸彼幔═138A）；以及這2 個位置的雙丙氨酸突變（2A）。需要注意的是絲氨酸和蘇氨酸可以被磷酸化，但突變?yōu)楸彼岷缶筒荒茉俦涣姿峄Ｈ缓螅谝吧停╳t）或周期蛋白依賴性激酶5（Cdk5）失活菌株（kn）中分別轉(zhuǎn)化了野生型p35 基因或者3 種突變體中的某一種。將8 個所得菌株的細(xì)胞裂解物上樣到磷酸化標(biāo)記的凝膠中。將凝膠中的蛋白轉(zhuǎn)移到膜上后利用p35 抗體進(jìn)行Western blot 分析，結(jié)果如下圖所示。

B.用p35 抗體進(jìn)行免疫印跡（Immunoblotting）分析

指出以下每個描述是否正確。

A.p35 蛋白質(zhì)只包含2 個磷酸化位點(diǎn)：第8位的絲氨酸和第138 位的蘇氨酸

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，只有少數(shù)的p35 分子在T138 位發(fā)生磷酸化

D.連接到S8 的磷酸基團(tuán)比連接到T138 的磷酸基團(tuán)更容易與磷酸化標(biāo)簽?zāi)z結(jié)合

（待續(xù)）