第19届国际生物学奥林匹克竞赛试题理论B-1细胞生物学.pdf

2 0 1 0 年第4 5 卷第2 期生物学通报5 7 第1 9 届国际生物学奥林匹克竞赛试题 理论B 一1 细胞生物学木 梁前进，范六民2周红章s刘恩山 ( 1 北京师范大学生命科学学院北京1 0 0 8 7 52 北京大学生命科学学院北京1 0 0 8 7 1 3 中国科学院动物研究所 北京 1 0 0 1 0 1 ) 中国图书分类号：G 6 3 4 9 1 5文献标识码：E B 部分总共时间为2h3 0m i n 。 B 部分中的题可能具有多个正确答案。请在 答题纸上填写答案。其中各题的答案数目、复杂性 不同因而分数有变。 本部分满分1 2 0 5 分。 细胞生物学( 2 6 分) 1 一种细菌具有一个拷贝的4 X 1 0 6b p 环状基因 组D N A 。注意1 0b p 的线性D N A 的长度是3 4n m 。 一个球状细胞的直径是( 4 3 ) 下r T 3 。( 2 + 1 + 2 = 5 分) a 如果这种球形细胞的直径是l m ，此细胞中 D N A 的摩尔浓度是多少? m o l L 。 b 如果假定D N A 具有沃森和克里克提出的 构像，细菌D N A 的线性长度是多少? m o c 要得到1m g 的D N A 需要取多少细菌细胞? 将竹的值近似为3 以6 x 1 0 2 3 作为A v o g a d r o s ( 弗加德罗) 常数，并以6 6 0 作为1b p 的D N A 的分子 量。 2 光滑性内质网( S E R ) 主要集中在下列功能： ( 3 分) I 脂质合成。 药物解毒。 钙离子( C a ”) 贮藏。 糖质新生。 根据上述选项I 。填写下列表格的合适栏 框( 用x ) ，并指出S E R 的一个或多个功能( 无论 其在哪里广泛存在) 。 广泛存在非广泛存在功能 组织细胞 S E RS E R ( 如果广泛存在) a 肾上腺 b 脂肪分泌腺体 肠绒毛 d 肌肉 e 肝 胰腺 3 细胞有多种机制实行自杀一种称为 “凋亡( a p o p t o s i s ) ”的现象。一种机制是被活性氧 核素的激发。线粒体的外膜通常在其表面表达一 种蛋白B c l 一2 ；另一种蛋白A p 小l 结合B c l 一2 。活 性氧核素导致B c l 一2 释放A p a f 一1 和第3 种蛋白 B a x 以穿透线粒体膜，使细胞色素c 释放出来。释 放的细胞色素C 跟A p a f l 和c a s p a s e9 形成复合 物。这一复合物继而活化许多蛋白酶，使细胞的蛋 白质降解。最后，细胞被吞噬掉。( 2 分) 在下列情况中，暴露在活性氧核素中的细胞 的命运如何? I ：细胞接受一个信号。阻止A p a f 一1 蛋白的 表达。 ：细胞表达低亲和性的B c l 一2 蛋白。 1 1 1 ：针对A p a f l 结合B c l 一2 反应的竞争性抑 制剂过量地加入细胞。 I V ：在细胞中加入显著降低B a x 对B c l 一2 的 比率的化学物质。 供你选择的选项如下： A 细胞抗凋亡B 细胞被迫走向凋亡 C 细胞的命运不能预测 4 酵母对葡萄糖进行无氧和有氧降解的化学 计算如下：( 3 分) 中国科协第1 9 届I B O 项目；北京师范大学教学建设与改革项目( 0 7 一0 4 0 9 ；0 9 2 2 2 7 ) 万方数据 5 8 生物学通报2 0 1 0 年第4 5 卷第2 期 C 6 H 1 2 0 6 + 6 0 2 _ + 6 C 0 2 + 6 H 2 0 C 6 H 1 2 0 6 2 C 2 H 5 0 H + 2 C 0 2 在一个实验中，完全地利用0 5m o l 葡萄 糖部分地在无氧、部分地在有氧条件下 产生1 8m o l 的C 0 2 。 a 计算无氧利用葡萄糖的部分。 b 计算呼吸熵( C O ：产生与0 ：利用的比率) 。 5 为了研究肝组织中一种激素降解一种多聚 糖的效应对新鲜的肝脏在等分的缓冲液体系中 进行了匀浆。部分匀浆液被离心。以获得清澈的上 清液和沉淀。( 5 分) 然后做下列实验。 实 结果 反应混合物 验酶量酶活性 I肝匀浆液 + + + + 肝匀浆液+ 激素 + + + + 上清液+ 激素 + + + + 沉淀+ 激素 VI ：清液+ 来自实验中的小量反应混合物+ + + + + + + + 上清液+ 来自实验中加热的小量反应混合物 + + + + + + + + 上清液+ 小量加热的沉淀+ 激素 + + + + 完成下图中多聚糖降解的信号传导途径。 选项： A 膜结合蛋白B 热稳定分子 C 无活性酶D 活性胞质酶 E 激素 F 有机抑制剂 G 热激蛋白 请从给定的选项中选择合适的字母填写表格： l2345 6 糖和脂肪酸是重要的生物分子，它们为大 多数生物提供能量。在人类体内估计利用棕榈酸 ( 软脂酸，即十六碳酸) 和葡萄糖的情况在下列反 应式中显示：( 4 分) 1 2 卯汁1 2 9A 。P 1 2 ；A T P ( A ) C 1 5 H 3 l C O O H + 2 3 0 2 3 _ 16 C 0 2 + i6 H 2 0 3 8 E + 3 8A D P3 8A r P 、 l一 ( B ) c 6 H 。2 0 。+ 6 0 ：上6 C 0 ：+ 6 H ：0( ) C 6 H I62 z 22 请回答下列问题( 原子量：H = I ，C = 1 2 ，O = 1 6 ) ： I 反应A 中每摩尔氧产生A T P 的摩尔数： 反应B 中每摩尔氧产生A T P 的摩尔数： 反应A 中每克燃料产生A T P 的摩尔数： 反应B 中每克燃料产生A T P 的摩尔数： - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 一u V 根据上述反应表明下列表述选项的正确 或错误( 用、标注) 。 表述选项： a 在适当强度的锻炼和氧丰度条件下，呼吸 熵倾向于 1 b 在氧浓度有限时，高强度锻炼基本上由脂 肪供氧 C 反应A 表现了神经组织中的能量获得性过 程，而反应B 更普遍地存在于涉及快速运动的骨 骼肌中 d 在组织缺氧的情况下，组织的代谢从脂肪 酸氧化到葡萄糖氧化的转变将产生更多的A T P 7 L e e n a 是一个分子生物学学生。她纯化了2 种D N A 片段，分别为8 0 0 和3 0 0 碱基对的长度。 这些D N A 是经过H i n d l I I 消化从一种质粒中获得 的而且其中的每个片段具有一个单个的E c o R I 识别位点。( 1 + l + 2 = 4 ) L e e n a 想要将这2 种片段连接成1 1k b 的基 因( 如图7 1 ) 。她猜测这个基因具有唯一的蛋白 H i n d1 1 IH i n dI I IH i n d1 1 I E c o R IE c o R I 万方数据 2 0 1 0 年第4 5 卷第2 期生物学通报5 9 质编码序列。 因此，她在具有过量的D N A 连接酶的情况下 将2 种片段混合于适当的缓冲液中。并对混合体 系进行温育。3 0m i n 后她取出一个等份的小量混 合体系，加在琼脂糖凝胶上以检查结果。使她吃惊 的是，在凝胶中发现了许多条与预测的1 1k b 带 一起存在的带( 如图7 2 所示) 。 I 关于这一结果可以怎 样解释请从下列陈述中选择 一个：( 用、表示) a 用于连接的2 种片段未 充分纯化 b 凝胶中的多条带源于 反应体系中D N A 的降解 C 观察到的带型是由于随 机选择行的片段连接造成的 d D N A 连接酶未起作用。 因此，它造成了D N A 分子的 图7 2随机连锁 如果在8h 后取出另外一个等份的反应混 合物进行实验，以下哪个选项的结果有望得到? a 高分子量的显著的带 b 低分子量的显著的带 c 在凝胶中呈现长度不同的大量的分子。形 成模糊的一片 d 凝胶上的带型将保持不变。只有带的强度 增加 在合适的选项打上、。 1 1 L e e n a 对图7 1 中显示的1 1k b 片段感兴 趣，因此从图7 2 所示胶中洗脱下来这条带的片 段，并将这一样品的一部分由H i n d l I I 消化，她得 到了具有2 种带( 8 0 0 和3 0 0 碱基对长) 的预测带 型。为了确认其限制性图谱，她将剩余的样品用 E c o R I 完全消化，那么。什么样的带型将得到? b C d 在合适的选项中打上、。 8 蛋白质功能可以在许多水平上被调节。通 过解释下列曲线试确定A 到D 每种蛋白质是如 何调节的。它们是涉及相同的生理过程的所有的 酶，其活性因相同的处理而降低，而其在一个样本 中各自的活性可以通过特殊的分析方法所测量。 箭头指出的是开始的激活处理。( 2 5 分) f 。# , ，厂一t , - - = o - o - l ! 蛋l 激酶抑静j 的舔加 通过在合适的表框中标记、来表示蛋白A D 的调节模式。 I 翻译后修饰，但不是磷酸化。 转录调节。 蛋白酶体降解方式和快速周转。 磷酸化。 凋节模式 蛋n I A B C D ( 待续) 耄霆嗍 JJf _ _ _ 7 - ； ，_l - - _ - J - _ - _ - 一一一 _ - _ h _ _ -豢 网矧阂 b b 9 7 5 3 l戏姒叭州叭m誊； 翮剖阑 H b 9 7 5 3 l 狄m m m 仉仉m b b 9 7 5 3 ，驮嗽仉m玑玑叽 口H a b b 9 7 5 3 l 放揪玑m 仉m m 万方数据 第19届国际生物学奥林匹克竞赛试题理论B-1细胞生物学第19届国际生物学奥林匹克竞赛试题理论B-1细胞生物学 作者：梁前进， 范六民， 周红章， 刘恩山 作者单位：梁前进,刘恩山(北京师范大学生命科学学院,北京,100875)， 范六民(北京大学生命科学学 院,北京,100871)， 周红章(中国科学院动物研究所,北京,100101) 刊名： 生物学通报 英文刊名：BULLETIN OF BIOLOGY 年，卷(期)：2010,45(2) 本文读者也读过(10条)本文读者也读过(10条) 1. 生物科技快讯期刊论文-生物学通报2010,45(3) 2. 刘恩山.梁前进.范六民.周红章 第19届国际生物学奥林匹克竞赛试题理论B-4遗传学与生物进化期刊论文-生 物学通报2010,45(5) 3. 周庆萍.黄倩 环颈雉的血细胞观察期刊论文-生物学通报2010,45(2) 4. 吕鹤民.吕佩环 耳的结构教具的制作与使用期刊论文-生物学通报2010,45(5) 5. 陈水华 中国海域繁殖海鸟的现状与保护期刊论文-生物学通报2010,45(3) 6. 李其安 维生素C的检测实验中鉴定试剂的替代期刊论文-生物学通报2010,45(3) 7. 唐晓春.张宜萍 由性状分