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第21届国际生物学奥林匹克竞赛试题理论A-1·细胞生物学和植物科学



5  8









报 

21 0 2年 第 4 7卷 第 7期 

第 2 届 国际生 物学奥林 匹克竞 赛试题  1
理 论 A 1 细 胞 生 物 学 和 植 物 科 学  一?
范 六 民 1 梁

前 进 z 王  健 z 李 宏 俊 ,        
北 京大学 生命 科学学 院 北 京  1 o 7  2北 京 师 范 大 学 生 命 科 学 学 院  北 京  10 7   o81 085

3中 国 科 学 院 动 物 研 究 所  北 京  10 0 ) 0 1 1 

中 国 图书 分 类 号 : 6 49 5 G 3 .1 
细 胞 生 物 学 

文 献标 识 码 :   E
分 中提 取 的 蛋 白在 S S P G 聚 丙 烯 酰 胺 凝 胶  D — A E(

A1 .选 择 质 膜 上 所 有 类 型 的脂 类 共 有 的化 学 
特 征 

电泳 ) 上 被 分 开 , 后 通 过 Wetr  ltn 胶 然 s n bot g蛋 白  e i 印迹 技 术 分 析 蛋 白 X和 蛋 白 Y 是 否存 在 。  

A. 性 头 部  极

B 糖 成 分  .

C 甘 油 骨 架  .

D. 酸 根 基 团  E. 水 区域  磷 疏 A .下 面 照 片显 示 一 种 念 珠 藻 属 中 一 种 蓝 藻  2 ( 或称 蓝 细菌 ) 的丝状 生长 。当环境 中如氨 或硝 酸盐  等氮 源缺 乏 时 , 细菌 形成 异形 胞 ( 一种 厚壁 细胞 )  。
蛋白 X   蛋白 Y  

正常 细胞 

缺 失 Y的细胞 

+  

+  

激素  

根 据 上 图所 示 的结 果 .下 列 哪个 陈 述 是 蛋 白  
Y 的特 征 ?  

A. 生 长 激 素 不 存 在 的 情 况 下 , 白 Y 与 蛋  在 蛋

白 X结 合 在 一 起 , 蛋 白 X Y 的复 合 体 可 受 到 一  且 /

个 降解 通 路 的 降解 
B在 生 长 激 素 存 在 的 情 况 下 , 白 Y 与 蛋 白 . 蛋   下 列 哪 个 有 关 异 形 胞 的 陈 述 是 正确 的 ?   I. 在 异 形 胞 中被 固定 ( 异 形 胞 中 固氮 )  氮 在 。
Ⅱ. 合 系统 I在 异 形 胞 中没 有 功 能 。 光  

X互 相 作 用 , 细胞 质 中保 持 复 合 体 的 状 态  在 C 在 生 长 激 素不 存 在 的情 况 下 , 白 X 与 蛋  . 蛋 白 Y互 相 作 用 。生 长 激 素处 理 时 , 白 X从 蛋 白 蛋   Y 释放 出来 , 新 定 位 到 细 胞核  重 D. 白 Y 是 与 膜 结 合 的 蛋 白 。 长 激 素 处 理  蛋 生 时 , 蛋 白 X一 起 重 新 定位 到 细胞 核  和
E .蛋 白 Y 是 一种 细胞 核 向 内转 运 的蛋 白 。 生 

Ⅲ. 合 系统 Ⅱ在 异 形 胞 中没 有 功 能 。 光  
A. 有 I 只   B 只有 Ⅱ .   C 只有 I和 Ⅱ .   D 只有 I和 Ⅲ  . E. 只有 Ⅱ和 Ⅲ 

A .一 个 基 因 调节 蛋 白 X 调 控 细 胞 增 殖 。 蛋  3

白 X 在 细 胞 溶 质 中发 现 , 具 有 典 型 的 核 定 位 信  不
号(L) N S 。当用 一 种 特 定 的 生 长激 素处 理 细 胞 时 ,   蛋 白 X从 细 胞 质 重 新 定 位 到 细 胞 核 中 , 在 核 中  它 激 活 参 与细 胞 增 殖 的转 录 因子 。   最 近 .在 未 受 到 刺 激 的细 胞 中发 现 了一 个 与 

长 激 素 不 诱 导 蛋 白 Y将 蛋 白 x 转 运 到 细胞 核  A . 种 G P( 色 荧 光 蛋 白 ) — 连 接 形 式  4一 F 绿 — 的蛋 白 X 表 达 在 成纤 维 细胞 中 。蛋 白 X 的亚 细 胞  分 布 可 用荧 光 显 微 镜 进 行 观察 。为 确 定 细 胞 中蛋 

蛋 白 X互 相 作 用 的蛋 白 ( 。为 研 究 蛋 白 Y 的 功  Y)
能 , 建 了 一 个 编 码 蛋 白 Y 的基 因 的 缺 失 突 变 体  构
( 将 基 因 Y 破 坏 掉 ,不 能 表 达 有 功 能 的 蛋 白 即  

白 X 的 精 确 运 动 机 制 , 行 光 漂 白后 荧 光 的 恢 复  进
( R P) 验 。 如 下 图 所 示 , 白 X 在 细 胞 核  FA 实 蛋 ( O   ) 细 胞 质 ( O   ) 表 达 。 用 激 光 束 将  R I1 和 R I2 中 R Il区域 的 蛋 白 X光 漂 白 。光 漂 白 引起 荧 光 不  O 
可 逆 的损 失 。光 漂 白后 R I1和 R I2区域 的 蛋  O  O 

Y) 。从 野 生 型 和 突变 体 每 种 细 胞 中 , 离 出 了 质  分
膜 ( 、 胞 质 ( 和 细 胞 核 ( 成 分 。从 每 种 成  M) 细 C) N)

基 金 项 目 : 京 师 范 大 学 教 学 建 设 与 改 革 立 项 项 目 (9 1 — 4  北 0 —6 0 )









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21 0 2年 第 4 7卷 第 7 期 

下 面有 关 该 实 验 的 解 释 哪个 是 正 确 的 ?   A. 现 在 胶 的 上 面 部 分 的 带 仅 是 6 3 k 出 .  h的  sD A( 链 D A) sN 单 N   B .出 现 在 胶 下 面部 分 的带 是 标 记 3 0 b 的  0 p
DNA 
—  

叫  



 

H  

C .如 果 退 火 的 D A 仅 用 D A 解 链 酶 处 理 . N N   且 反应 彻底 , 型 看 起 来 象 b中 的第 3个 泳 道  带 D 如 果 退 火 的 D A 仅 煮 沸 , 用 D A 解 链  . N 不 N 酶 处 理 , 型看 起 来 象 b中的第 2个 泳道  带 E 如 果 退 火 的 D A仅 用 煮 过 的解 链 酶 处 理 , . N   带 型 看 起来 象 b中 的第 1个 泳 道  A. 9 如下 图所 示 , 阵 列 技 术 用 来 发 现 在 植 物  微 用 脱 落 酸 处 理 后表 达 受 调 节 的基 因 。  

细 胞周期 

… 

细胞 周期 

… 

卜一G1   十

S—+_ ;—   (2

卜  l G  十

S 卟

G2   —

细胞周期 

… 

细胞周期 

一 

AA B 处理 

无A A处理 B  

RA   N 分离

荧  




荧  

‘ 

卜 Gl 十

S—+  ; —  2

荧光 的eN  标记 DA

、  、

/ ' / -  

: .  荧光 记的eN   1 ‘ 标 DA

细胞 周期 

… 

A .N 8 D A解 链 酶 是 D A 复 制 的关 键 酶 .它将  N 双 链 D A 分 开 成 为 单 链 D A。 下 面 描 述 一 个 实  N N
验 以发 现该 酶 的 特 征 。  


7 J  

DA N 微阵列  

杂 交  
黜  

个 线 性 的 6 k 6千 碱 基 长 ) 单 链 D A   b( 的 N 

(s N 与 一 个 短 的 ( 0 sD A) 3 0个 碱 基 长 ) 对 的单 链  配 D A 一起退 火 , 者 由具放 射性 的核 苷 酸 () N 后 a 标  记 。退 火 后 的 D A 用 3种 之 一 的方 法 进 行 处 理 : N   用 D A解 链 酶 处 理 , 沸 但 不 加 解 链 酶 或 煮 沸 的  N 煮 解 链 酶 。 理 后 的 D A样 品在 琼 脂 糖 胶 上 电泳 。  处 N b 中 的胶 显 示 能 通 过 放 射 自显 影 在 胶 上 检 测 到 ( 假  设 在 D A 解链 酶处 理 过 程 中 , 供 该 酶 反 应 所 需  N 提
的 A P能 量 )  T 。
a  
放射性标记的 30psD A 0b s N  

下 列 哪 个 有 关 微 阵 列 芯 片 实 验 的 解 释 不 正 
确?  

A. 实验 组 和 对 照 组 而 来 的表 达 的 m N 的  从 R A
所 有 e N 与 D A( 阵 列 ) 片 上 的 响 应 基 因  D A N 微 芯 竞 争 性 地 杂 交 

b  

B 杂 交 后 表 达 受 A A( 落 酸 ) 导 的基 因呈  . B 脱 诱
红色  ?  

\  
DNA 

C .因 为 对 每个 样 品 用 了不 同颜 色 的 探 针 , 所  以能够 测 量 不 同表 达 的 基 因的 相 对量 
D. 只能 知 道 包 含 在 微 阵列 芯 片 上 基 因 的 表 达 
迁移 

‘  

f  
未 标记的6 1s N   k s A ) D 放射自   显影

谱 
E 该 过 程 包 括 反 转 录 和 杂 交  .

2 1年 第 4 02 7卷 第 7期 









报 

6  1

植 物解 剖 学 和 生 理 学  A1 . 花 植 物 自交 不 亲 和 性 ( I 是 最 常 见 的  0显 s) 阻止 白花 受 粉 的机 制 ,它 由一 个 单 一 的 S座 位 的  多个 基 因位 点 介 导 。在 配 子 体 不 亲 和 性 ( S ) , G I中   花 粉 的不 亲 和 性 由位 于 S座 位 的单 倍 体 花 粉 基 因 

这 些 杂 交 (I, Ⅱ, Ⅲ和 1 中 哪 个 能 够 导 致  V) 受精 成 功 ?  
A. I和 Ⅱ  
D. Ⅱ和 Ⅲ 

B I和 Ⅲ .  
E. Ⅱ和 Ⅳ 

C I和 Ⅳ  .

A1 . 敏 色 素 是 一 种 参 与光 周 期 反 应 的 植 物  1光 光 受 体 , 以 2种 不 同 的形 式 存 在 :吸 收 红 光 的  它 和 吸 收 远 红 光 的  。一 个 研 究 探 讨 了植 物 开 花  如 何 在植 物 生 长 的光 周 期 的 黑 暗期 ,被 施 加 的 2   种 不 同 的 光 照 [ 光 ( ) 红 光 ( 或 远 红 光  白 W , R) ( R) 所 影 响 。 下 图 显示 了 实 验结 果 。 F ]   根 据 该 实验 ,发 现 最 准 确 的关 于该 植 物 开 花 

型 决 定 。 在孢 子 体 不 亲 和 性 ( S ) , 亲 和 性 由 SI 中 不  
亲 本 花 粉 壁 的二 倍 体 S基 因型 决 定 。 下 面 表 格 显 

示 两 种 杂 交 的植 物 的 S 类 型 和 花 粉 / 柱 S基 因  I 花
基 因型 。  

I 类    型
  S        J GI l Sr j   o  S
I I     l GI S     l s r3 I 2     oS

2 s 3  
s  

的光 调 控 的解 释 或 预 期 :  
A. 夜 长 超 过 1    总 2 h阈值 ( 出 2   超 4 h的 暗/ 光  4

m   Ⅳ  

  f   f
24 

s  i sr: { S3 s i   1S   i     O   S   S  ! Sr  f s4 S I        3 rS  2 O s  


周 期 ) , 管是 否有 光 间 断 , 植 物 均 开 花  时 不 该
a  

B 该 植 物 很 可 能 是 一 种 必 须 一 个 特 定 的不 问  .
5 

囊 ≮  

0  
…   一

鸯 0  
6 

i 皇 稚 



12 

建  



 

0 

一  器 R   一
7   8  9 

断 的光 照 才 能 开花 的 短 日照植 物 

C 如 果 照 射 了 远 红 光 而 非 白光 , 验 3中 的  . 实
植 物将 开 花 

D. 验 4中 的植 物 将 开 花  实
E 实验 5中 的植 物 将 不 开 花  .

A1 . 2 哪个 陈 述 正 确 地 描 述 了显 花植 物 细 胞 和  器 官 的分 化 和发 育 ?  

A. 官 形 态 发 生需 要 细 胞 运 动 作 为 重 要 机 制  器
之 一 

B 后 胚 胎 发 生 是 一 个 生 长 过 程 , 为 所 有 植  . 因 物 器 官 在 胚 胎 发 生 过 程 中预 先 形 成 

C .植 物 组 织 的 全 能 性 提 供 了 通 过 再 分 化 、 不  经 过 脱 分 化 过 程 形 成 完 整 植 物 体 的 原 始 能 量 来 源 
D. 胞分 裂 方 向决 定 细胞 类 型 和 功 能  细

解 释 生 长 素 诱 导 细 胞 生 长 的最 好 模 型 。  
哪个 陈述 是 最 准 确 的?  

E 通 过 遗 传 获 得 的谱 系 信 息 优 先 于 环 境 因 子  . 在 决 定 器 官 发 育 所 需 时 间 中的作 用 
A1 . 图 显 示 蔗 糖 ( u ) 3下 S c 一和 / 吲 哚 乙 酸  或

A.泵 进 细 胞 壁 的 I A 驱 动 的 质 子 用 来 合 成  A 细胞伸长必需 的 A P T  B I A诱 导 的 细 胞 壁 酸 化 是 一 个 依 赖 于 A P .A T  的过 程 , 代 谢 抑 制 剂 处 理 时 可 被 延 迟  受
C I A诱 导 的 细 胞 壁 松 化 主要 由 酸化 诱 导 细  .A 胞 壁 蛋 白 中共 价 键 弱 化 而 致 

(A 一 种 生 长 素 ) 诱 导 的 细 胞 生 长 ( a 和  I A, 一 图 )
I A诱 导 的 胚 芽 鞘 细 胞 伸 长 和 细 胞 壁 酸 化 的动 力  A 学 ( b 。根 据 这些 结 果 , 之 冷 处 理 或蛋 白合 成  图 ) 加 抑 制 剂 延 迟 这 些 过 程 , 出 了 “ 生 长 假 说 ” 为  提 酸 作

6  2









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21 0 2年 第 4 7卷 第 7期 

D. A 或 蔗 糖 一 导 的细 胞 伸 长 共 有 一 个 相  I A一 诱 同 的作 用 机 制 . 比如 . 细胞 壁 酸性 的增 加 和 随之 的 
膨 压 改变 

CR bso对 O 的亲 和性 高于 对 C   .u i c   O 的亲 和性  D. 9 ℃时 , u i o只 催 化 在 维 管 植 物 中上  在 0 R bs c
述 2个 反 应 中 的一 个 

E 细 胞 壁 酸化 和 在 伸 长 中 的 刺 激 作 用 是 I A . A  特 异 的过 程 ,因 此 并 没 有 I A时 它 不 受 F s o— A ui c  c
ci— — 一 种 质 子泵 的激 活 剂 的诱 导  on

E. 温 度 的敏 感 性 只对 沉 水 植 物 重 要  对 A 5 如 下 图所 示 , 麦幼 苗 在 暗 中萌 发 。 束  1. 燕 一 强 蓝 光 单 方 向施 加 于胚 芽鞘 的右 侧 ,且 一个 含有  C   琼脂 块 贴 附到 伸 长 区下 的根 尖 的 右侧 。 a的  


A 4 R bso是 一 种 植 物 固碳 的 必 需 酶类 。除  1 .u i c
羧 化 反 应 外 , 酶 也催 化 氧 化反 应 。 水 生 植 物 而  该 对

龄 光  芽 鞘 

言 ,氧化 反 应 的 频 率 取 决 于水 溶 液 中反 应 物 C   O
和 0 的相 对 浓 度 , 之 则 与 温 度 偶 联 。下 图显 示  : 反 与 大 气 达 到 平 衡 时 溶 于 水 中 的 C   O 的 绝 对  O和 :
() 相对浓度 ( 。 a和 b)  

胚芽 

(M “1  
4  5 0 4  0 0 3  5 0 3  0 0

a  

b  

长 区  : 琼 P  ̄   的 t P ,

4 天 大 的 燕 麦 幼苗 

请 预 测 燕 麦 幼 苗 在 几 天 内会 有 什 么 弯 曲 反 
应?  
胚 芽 鞘  A   B   C   向 光 弯 曲  向上 弯 曲   背光 弯 曲   向光 弯 曲  向上 生 长  根  向 C 2块 弯 曲  a+ 向 C 块 弯 曲    向 Ca 块 弯 曲 2 +   向 下 生 长  背 离 C 块 弯 曲   

j  
5卜 0 童 1   
l   旦  

黔‘ 一  
下 面 哪个 是 正确 的选 择 ?   A. 化 反 应 的频 率 随 温 度 的升 高 而 降 低  演

D   E  

B. 与 大 气 达 到 平 衡 时 的 水 中 , 对 浓 度 随  在 相 C   度 的变 化 大 于 随 0 温 度 的变 化  O温  

( m il fn k . uo ) E- a m a @p ue .n  h d

( 续) 待  

?封 面 说 明 ?  
冠 斑 犀 鸟  A trc c rs c rn tsl nha o eo   oo au l  

繁 殖期 4 5月 ,营 巢 于树 洞 、岩 洞 中 、每 产 2 4 — —  卵 。 化期 约 1个 月 , 成 鸟 。 京 动 物 园 17 孵 晚 北 9 8年  首 次 饲 养 展 出冠 斑 犀 鸟 ,南 宁 动 物 园成 功 繁 殖 该 
鸟。  

又名 斑 犀 鸟 、 印度 斑 犀 鸟 , 因其 头 上 部 生 有 带 
黑 斑 的 冠 状盔 突 而 得名 。冠 斑 犀 鸟分 布 于 我 国 的 

广 西 南 宁 市 西部 的 西 大 明 山 自然 保 护 区 、云 南 的 

2 0 年 春 节期 间 .笔 者 和 著 名 野 生 动 物 摄 影  09 家 奚 志农 奔 赴 云 南 无 量 山进 行 野 外考 察 ,此 行 的 
目的之 一 , 是 探 秘 消 失 多年 的冠 斑 犀 鸟 。 察 地  就 观

西 南 部 的 高 黎 贡 山和 无 量 山 , 国家 I 级 保 护 动  属 I
物 。 国 外 主 要 见 于南 亚 国家 , 括 缅 甸 、 南 、 包 越 老 

挝 和 柬 埔 寨 等 。从 上 世 纪 7 0年 代 以后 . 我 国 的  在
西 南 部 分 布 区数 量 急 剧 减 少 , 目前 广 西 野 生 数 量 
不足 5 0只 。 云南 的 冠斑 犀 鸟 数 量 , 因没 有 进 行 野 

点位 于 云南 省 景 东 县 越 秀 乡 结 扎 村 ,观 察 到 的一  对 冠 斑 犀 鸟 活 动 非 常 有 规 律 : 天 上 午 84 — 每 :0   93 , 南 面 的夜 宿 地起 飞 , 过 沟 壑 , 落 在 西北  :0 从 穿 降

外 调 查 , 量 不 详 , 估 计 比广西 数 量 更 少 。它 们  数 但
栖 居在热带 、 热带森林 中 , 小群 , 亚 集 日行 性 。树  栖, 留鸟 。 机 警 , 遇 惊 吓 , 即飞 去 。飞 行 时 喜  性 稍 立 滑 翔 , 颈 前 伸 , 似 飞 机 , 得 名 “ 机 鸟 ” 以  头 酷 故 飞 。 各 种 果 实 为食 , 食 昆虫 等 。 亦 由于 冠 斑 犀 鸟 的 配 对  几乎是 终 身制 , 此也被 冠 以“ 情 鸟 ” 美称 , 因 爱 的  

面 的 松 树 上 , 认 没 有 危 险 之后 , 西南 坡 下 的 枇  确 向
杷树飞去 , 采食 野 果 , 食 时 间 约 为 1h, 采   采食 完 毕 

飞 往 后 面 的 山林 休 憩 , 约 1h后 , 次 飞 往 取 食  大   再
地 , 午则 重复 类似 的 活动 , 下 日落 又 飞 回夜宿 地 。  
张 金 国  ( 京动 物园 北京  1 04  北   0 4) 0

( - al h nj g o 0 @y a .e ) E m iza gi u 0 1 ehn t : n  



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