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第十四届国际生物奥林匹克竞赛理论试题及答案详

时间:2017-07-07


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2003 年第 14 届国际生物学奥赛试题解析
细胞生物学 1. (2003 年)按逐渐降低的顺序排列下列蛋白的一级结构序列的进化: ①促生长激素 ②DNA 聚合酶的催化亚单位 ③组蛋白质 H1 ④鱼精蛋白或谷物的贮藏蛋白 A.①④③② B.②③①④ C.③②①④ D.④①②

③ E.①②③④ 解析:该题是对四种蛋白质进化速率快慢的比较。不同蛋白质进化速率是有差异的,这 种差异是由蛋白质的结构和功能决定的。 进化的特点是越重要的分子, 功能越复杂的分 子,分子中越重要的部位或氨基酸,对多肽的结构要求越严格,其进化速度越慢,相反 越快。 在这四种蛋白质中,分子进化速率最低的是组织蛋白,它有高度的保守性,这与它 的重要性有关。 它在核内与 DNA 结合, 对遗传信息的贮存和调节 DNA 复制具有十分重要 的作用,是一种特殊化的蛋白质。在漫长的进化过程中,几乎不允许它发生变化,所以 它是一种非常保守的蛋白质。 鱼精蛋白或谷物的贮藏蛋白,其功能主要是营养物,故分子进化速度最快。 促生长激素即下丘脑分泌的生长激素释放激素,为 10 肽,其作用仅是促进腺垂体 释放生长激素,其功能与结构没有③、②所代表的蛋白质复杂,故进化速度相对较快。 因此,这四种物质以及结构进化的顺序从高到低排列应为④①②③。 答案 D(原答案为 C) 2. (2003)编码 XUX 产生的氨基酸的共同性质是什么?这里 X 是任意碱基,U 是尿嘧啶。 A.疏水性 B.正电荷 C.负电荷 D.侧链上有疏 E.没有共同性质 解析:从密码表可知:在氨基酸的密码子中,每个密码子的第二个碱基都为 U 的,即密 码为 XUX 的氨基酸只有 4 种,它们是亮氮酸、异亮氨酸、甲硫氨酸、缬氨酸。按 R 基的 极性性质分, 这四种氨基酸都属于非极性 R 型氨基酸, 因此, 它们的共同性质是疏水性。 答案 A。

3.下列表明是含有不同化学性质的变性多肽链。

氨基酸的共同性质: A 和 E1 氨基有电荷 C 和 F2 有水肽链 B2 有许多正电的离子 D2 有许多的电的离子

如果变性,在细胞质环境中上述多肽最稳定的构型将是:

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解析:蛋白质由肽链构成,肽链上氨基酸的序列即为蛋白质的一级结构。肽链构成蛋白 质时,再按一定的方式盘曲折叠的,即形成一定的空间构象。多肽链的变性,是肽链空 间构象(即肽链螺折叠方式)的改变。如果变性,上图 A、B、C、D 四种构型(构象) 中,A 应最稳定。原因是:在这条肽链上相邻的 C、F 氨基酸碱基残基的侧链是疏水的, 即非极性的。这些非极性侧链(R 基)有一种避开水相的趋势,因而相互黏附,在分子 内部形成一个集团,藏于分子内部,这种相互黏附的力,称为疏水键,它们对分子的稳 定有很大的作用。相邻的 B、D 氨基酸残基分别有很多正电子和负电子,它们之间会形 成坚固的离子对,即盐键(一个侧基上的——NH2 所形成的正离子与另一个侧基上的羧 基所形成的负离子之间) ,盐键的键能较强,对维持空间结构的稳定性也起重要作用, 是维持蛋白质空间结构的重要的力之一。维持蛋白质空间结构的力,除上述盐键、疏水 键外,还有氢键、二硫键、范德华力等。 答案 A。 4. (2003)核苷酸能被酶促磷酸化,下列哪一种反应是不可能的? A.ADP+ADP=AMP+ATP B.AMP+GTP=ADP+GDP C.ATP+GDP=ADP+GTP D.ATP+|UMP=ADP+UDP E.ADP+AMP=ATO+腺苷 解析:核苷酸被酶促磷酸化的过程,就是 AMP→ADP→ATP 的过程。ATP 是能量代谢的主 角,它是由腺嘌呤核苷(五碳糖为核糖)与磷酸脱水形成焦磷酸键连接而成的。其结构 式如下图:

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其中磷酸与磷酸之间(即第 2 和第 3)的化学键为高能磷酸键,当它们水解时,释 放出大量的化学能,一般把水解时释放出 20.92kJ/mol,以上自由能的化合物,称为高 能化合物。 ATP+H2O ADP+H3PO4+8 千卡/摩尔能量 ADP+H2O AMP+H3PO4+6.5 千卡/摩尔能量 而腺甘与磷酸之间为一般磷酸键,因为 AMP 水解时只放出 2.2 千米/摩尔的能量。 2.2 千卡/摩尔的能量不能形成一个高能磷酸键 。 ADP+AMP ATP+腺苷的反应不会发 故 生。 答案:E 5. (2003)水生热栖菌的极度耐热基因组中与大肠杆菌比较,哪种核苷酸占优势? A.A—T B.C—T C.G—A D.G—C E.T—G 解析:DNA 分子中,G—C 碱基对多的,其结构稳定。因为双螺旋的稳定性是由于互补碱 基对 A—T,G—C 之间的氢键以及碱基沿螺旋轴彼此“堆积”时相互作用力(即碱基堆 积力)所维系的。A—T 之间形成两个氢键释放的自由能为 5.0233kJ/mol,而 G—C 之间 形成三个氢键释放的自由能力为 10.0465kJ/mol。因此,分子中 G—C 多,则比较稳定。 答案:D 6. (2003)解释下列反应:

6.1(2003)延胡索酸酶促形成的琥珀酸反应属于哪一种酶: A.异构酶 B.脱氢酶 C.水解酶 D.合成酶 E.移酶 6.2(2003)本反应中的辅酶是哪种维生素衍生的? B.B2 C.B6 D.B12 A.B1 E.BC 解析:由延胡索酸酶促形成的琥珀酸反应发生在:①许多兼性厌氧细菌(如埃希氏杆菌 属、变形杜菌属、沙门氏菌、产琥珀酸弧菌等)的延索索呼吸(无氧呼吸的一种)中。 以往都是把琥珀酸的形成作为微生物的一般发酵产物来考虑, 但在延胡索酸呼吸中, 延
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胡索酸却被当作无氧呼吸链的末端氢受体,而琥珀酸则是延胡索酸的还原产物。 ②逆向 TCA 循环,又称还原性 TCA 循环,如一些绿细菌,CO2 固定是通过逆向 TCA 循环 进行的。如下图。

Fd·2H 为还原态铁氧还蛋白,其功能是催化还原性 CO2 固定以进入 TCA 循环 逆向 TCA 循环中的多数酶与正向 TCA 循环是相同, 只有依赖 ATP 的柠檬酸裂合酶 (它 把柠檬酸裂解为乙酰 CoA 和草酰乙酸)是个例外。TCA 循环中由琥珀酸延胡索酸的酶为 琥珀酸脱氧酶,该酶的辅基是 FAD,名称是黄素腺嘌呤双核苷酸,能牢固的与酶蛋白结 合。黄素即维生素 B2。由此可见,6.1 的答案为 B, 6.2 的答案是也 B。 答案:6.1 B; 6.2B + 8. (2003)乳酸杆菌缺少电子传递链。然而,在特殊的环境中,大约 50%ATP 是通过与 H — ATP 酶连接的膜上合成的。什么现象导致合成 ATP 的电子梯度的形成? ①如果细胞中的乳酸浓度比培养基中的高 ②如果细胞中的乳酸浓度比培养基中的低 ③乳酸单向转运 + ④乳酸与 H 逆向转运 A.①③ B.①④ C.①⑤ D.②⑤ E.②④ + + 解析:植物细胞、真菌(包括酵母菌)和细菌细胞,其质膜上没有 Na —K 泵,而是具 + + 有 H 泵(H ATP 酶) ,它能使 ATP 水解,放出能量,将质子逆着其梯度泵出细胞,使细胞 + + 外的 H 浓度高于细胞内, 由此使膜内外产生明显的 H 电化学梯度, 这就提供了溶质跨膜 运动的驱动力。 厌氧型微生物利用发酵过程中产生的 ATP,在位于原生质膜上的 ATP 酶的作用下, + ATP 水解生成 ADP 和磷酸,同时伴随质子向胞外的分泌(即 H 泵的作用) 。使膜内外建 立质子浓度差。 答案 B: 9. (2003)大肠杆菌的乳糖操纵子含有 3 个结构基因: 编码: β —半乳糖苷酶基因 lacZ 编码: β —半乳糖苷透性酶基因 lac Y 编码: β —半乳糖苷转乙酸基酶基因 lac A
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乳糖操纵子受 Lacl(阻遏物)控制。阻遏物在乳糖存在下被钝化,乳糖是诱导物。 ,它是 β —半乳糖苷 有许多乳糖类似物,例如邻位硝基苯— β —D 一半乳糖苷(ONPG) 透性酶的底物,但不是诱导物。这个反应产生邻位硝基苯,对细胞是有毒的。异丙基—

β —D 半乳糖苷(IPTG) ,是诱导物,但不是 β —半乳糖昔酶的底物。苯基— β —D 半
乳糖苷(PG)是 β —半乳糖苷酶的底物,但不是诱导物。它的水解产物对细胞是没有 毒的。 9.1. (2003)在培养基加入 PG 作为唯一的碳源与能源,哪种细胞可以生长? — — — — — A.lac I B.lac Z C.lac Y D.lac Z lac Y — — E.lac I lac Z 9.2. (2003)在有 ONPG 的培养基中细胞能否生长? A.能 B.不能 9.3. (2003)半乳糖对有 galE 一突变的细胞有毒。这种突变体的哪种细菌在 IPTG+PC 的培 养基中能生长?培养基中用阿拉伯糖作为碳源与能量。 — — — — — A.lac I B.lac Z C.lac A D.lac I lac A 解析:人们在研究乳糖操纵子的调控中的诱导作用时,很少使用乳糖,因为培养基中的 乳糖会被诱导作用成的 β —半乳糖苷酶所催化降解,从而使其浓度不断发生变化。实 验室里常常使用两种含硫的乳糖类似物 IPTG 和 TMG。 另外, 在酶活性分析中常用 ONPG。 研究发现,它们都是高效诱导物,如下图。

因为它们都不是半乳糖苷酶的底物,所以又称为安慰性诱导物。 9.1(2003)乳糖操纵子中,阻遏物(Lac1)与操纵基因结合,转录被抑制。若诱导物存在, 并与阻遏蛋白结合,使阻遏物变构,从操纵基因处脱落,转录被启动。在培养基加 PG 作为唯一的碳源于能源时,由于 PG 是 β 一半乳糖苷酶的底物,但不是诱导物,所以, 只有阻遏蛋白基因突变型菌株,才能生长。 9.2(2003)2ONPG 是半乳糖干透性酶的底物,但不是诱导物,在培养基中加入 ONPG,由于 酶不能合成,且它对细胞有毒,因此,细胞不能生长。 答案:9.1A; 9.2B; 9.3B 10. (2003)在体外进行蛋白质合成测定。多聚核糖核苷酸含有 U 和 C 的比例是 1:5(U 和 C 的位置是随机的) ,这种只含 U 和 C 的 RNA 作为模板。哪组氨基酸可参与合成多肽分 子? A.1 苯丙氨酸:5 脯氨酸:3 亮氨酸
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B.1 亮氨酸:1 脯氨酸:1 丝氨酸:1 苯丙氨酸 C.1 苯丙氨酸:5 丝氨酸:5 脯氨酸:5 亮氨酸 D.1 苯丙氨酸:25 脯氨酸:5 丝氨酸:5 亮氨酸 E.5 亮氨酸:5 脯氨酸 解析:已知 U:C=1:5,因此在由 U 和 C 形成的多聚 UC 和核糖核苷酸链中,U 占 1/6, C 占 5/6。在多聚 UC 链中,由于二者的位置是随机的,即随机排列,因此,由它们可组 成 8 种密码子,且每种密码子的比例是: UUU=1/6×1/6×1/6=1/216 UUC=1/6×1/6×5/6=5/216 UCC=1/6×5/6×5/6=25/216 CCC=5/6×5/6×5/6=125/216 CCU=5/6×5/6×1/6=25/216 CUU=5/6×1/6×1/6=5/216 UCU=1/6×5/6×1/6=5/216 CUC=5/6×1/6×5/6=25/216 从密码子表可知:UUU、UUC 为苯丙氨酸密码子;UCC、UCU 为丝氨酸密码子;CCC、 CCU 这脯氨酸的密码子;CUU、CUC 为亮氨酸的密码子。在以多聚 UC 核糖核苷酸链为模 版合成的多肽链中,苯丙氨酸的比例为 6/216;脯氨酸的比例为 150/216;丝氨酸的比 例为 30/216;亮氨酸的比例为 30/216。 因此,苯丙氨酸:脯氨酸:丝氨酸:亮氨酸=6:150:30:30=1:25:5:5。 答案:B 11. (2003)从大肠杆菌分离的 DNA 链有 5 端—GTAGCCTACCCCATAGG—3 端序列。如果依此双 链 DNA 转录出 mRNA,模板链与分离出的链是互补的。 11.1. (2003)哪一个是 mRNA 的序列? A.3′—CAUCGGAUGGGUAUCC—5′ B.5′—GUAGCCUACCCAUAGG—3′ C.5′GGAUACCCAUCCGAUG—3′ D.5′CACAGAUACCCAGAUG—3′ 11.2. (2003)如果翻译时严格从 mRNA5′端开始,将合成哪一组多肽(假设不需要起始密 码子)?做 11.1 题为 11.2 题需要用遗传密码子表。 A.—Gly—Tyr—Pro—Ala—Asp B.—His—Arg—Met—Gly—lle C.—Val—Ala—Tyr—Pro D.—His—Arg—Tyr—Pro—Ala 11.3. (2003)当丙氨酰 tRNA 从核糖体离开时,哪一个 tRNA 将被结合? 酪胺酸 脯氨酸 缬氨酸 精氨酸 B.tRNA C.tRNA D.tRNA A.tRNA 组氨酸 E.tRNA 解析:11.1DNA 分子的两条核苷酸链是反向平行排列的,且碱基互补,因此,DNA 链有 5 端—GTAGCCTACCCATAGG—3 端,则这段双链 DNA 序列应是: 5 端—GTAGCCTACCCATAGG—3 端 3 端—CATCGGATGGGTATCC—5 端 无论 DNA 的复制、RNA 的转录和翻译都是 5′→3′方向进行。显然,从四个答案看,转 录时 DNA 模版链是 3 端—CATCGGATGGGTATCC—5 端,转录成的 mRNA 的序列是 B 答案代 表的,即 5′—GUAGCCUACCCAUAGG—3′。故 B 是正确的。
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11.2. (2003)翻译开始于 mRNA 与核糖体结合,在真核生物中,最靠近 5′端的 AUG 通常是 起始密码,核糖体小亚基首先结合在 mRNA 的 5 端,然后向 3 端移动。直到 AUG 序列被 甲硫氨酰—tRNA 的反密码子识别。翻译沿 mRNA 有 5′3 方向进行。上述 mRNA 的 5′3 的密码所代表的氨基酸依次是缬氨酸(GUA)—丙氨酸(GCC)—酪氨酸(UAC)—脯氨 酸(CCA)—终止密码子(UAG) ,因此,该 mRNA 合成的多肽顺序是—Val—Ala—Tyr— Pro。它们分别是上述四种氨基酸英文名称的缩写。故 C 是正确的。 11.3. (2003)当丙氨酰—tRNA 从核糖体离开时,脯氨酰—tRNA 被结合,因这时,酪胺酰— Trna 已从核糖体大亚基的 A 位(受位)移到了 P 位(给位) ,核糖体大亚基上可容纳两 个氨酰—tRNA。故是 B 正确的。 答案:11.1B; 11.2C; 11.1B. 12. (2003)哪种真核生物 RNA 聚合酶的转录活性不用染色即能用光学显微镜观察到? A.RNA 聚合酶 I B.RNA 聚合酶 II C.RNA 聚合酶 III D.引发酶 E.不可能测定 解析:真核生物中共有 3 种 RNA 聚合酶,其结构比大肠杆菌 DNA 聚合酶更复杂,它们在 核中的位置不同,负责转录的基因不同,RNA 聚合酶 I 定位于核仁,转录产物为 rRNA; RNA 聚合酶 II,定位于核质,转录产物为 mRNA;RNA 聚合酶 III,定位于核质,转录产 物为 tRNA。 RNA 的转录有时是可以直接观察的。 聚合酶 I 催化的产物为 rRNA 的转录可见的, RNA 如南非爪蟾的卵母细胞中, 有许多为 rRNA 编码的 rRNA 基因拷贝, 这些基因必须很快的 转录以保证受精后早期胚胎迅速生长和分裂所需的核糖体的生产。 在这种细胞的电镜照 片中可以见到许多弯曲的直径约为 20nm 的中心纤维, 纤维上被覆盖着辐射状的细丝 (每 个片段约 100 根) 。这些细丝是 RNA 的生长链,外面包有 RNA 细丝的中心纤维为重复的 rRNA 基因。所有这些基因都进行着活跃的转录。一个基因上同时进行多个转录过程, 产生多个 RNA 链。每条 RNA 链不断延长。DNA 分子上位于两侧 RNA 细丝基部位置的深色 颗粒是 DNA 指导的 RNA 聚合酶分子。RNA 聚合酶分子彼此非常靠近。在每一个 RNA 聚合 酶分子从基因的一端移向另一端的过程中,它所生成的 RNA 链不断延长。进行转录的 DNA 片段为 2—3 ? m 长。约等于真核细胞核糖体 45SrRNA 前体,编码所需长度、中心纤 维中、未进行转录的片段是基因间隔区。如下图: 真核生物工业生物 RNA 聚合酶的特性

注 hnRNA 为核内不均—RBA 由 mRNA 的前体。

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答案 A: 13. (2003)鬼笔环肽是一种剧毒物质,可以从一种蘑茹中分离出来。它对肌动蛋白多聚物 有很高的亲和力。鬼笔环肽可以与哪种荧光物质共价结合而被标记,如与荧光素结合, 但不改变与蛋白的亲和性质。 如果含有荧光标记的鬼笔环肽的精子的显微切片用甲醇固定 (洗去多余的试剂) 那 么在荧光屏显微镜下能发现精子的哪一部分? A.精子的顶体(帽子) B.鞭毛 C.头 D.线粒体 E.全部游动的精子 解析:鬼笔环肽是一种由毒蕈产生的剧毒双环杆肽,与微丝(专指由肌动蛋白组成的, 直径为 7mm 的纤维)有强烈的亲和作用,有促进微丝聚合和稳定微丝的作用。荧光标记 的鬼笔环肽可清晰地显示细胞中的微丝。 含有荧光标记的鬼笔环肽的精子, 荧光会出现在精子的头部。 这是因为精子分为头、 中段和尾三部分,头部是染色体集中的地方,细胞质很少。头部前端有一杯状凹陷,里 面有一个顶体泡, 在顶体泡和染色质之间有大量的球状肌动蛋白。 当精子接触到同种卵 细胞时,在几秒钟内发生顶体反应。如下图。

反应时,首先迅速从杯底产生肌动蛋白纤维粗束,长约 900 ? m,新形成的突起可 穿透包围在卵细胞周围的胶状物质,使精、卵细胞发生融合。精子头部的大量的肌动蛋 白聚合成肌动蛋白纤维是发生在顶体反应时。 答案 C。 14. (2003)基于下述实验事实,确定 4 种模型(A,B,C 或 D) ,并且认为 Bax 和 Bcl—2 蛋白起调节细胞程序性死亡的作用,你认为哪一种模型起作用? 实验事实: ▲将老鼠的 Bcl—2 基因钝化,则导致各种组织中细胞高速程序性死亡,各种组织的确 缺少 Bax 基因。 ▲只有 1 个基因拷贝的 Bax 基因在没有 Bal—2 蛋白时可以启动细胞程序死亡。 ▲在没有 Bax 蛋白时,Bcl—2 蛋白抑制细胞程序性死亡。

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A.Bax 蛋白抑制—Bcl—2 蛋白的作用,Bcl—2 蛋白抑制细胞程序性死亡(见图 A) B.Bcl—2 蛋白是 Bax 蛋白的抑制剂,Bcl—2 蛋白抑制细胞程序性死亡(见图 B) C.Bcl—2 蛋白和 Bax 蛋白在导致生存和死亡上互不依赖(见图 C) D.Bcl—2 蛋白阻挡 Bax 蛋白对细胞程序性死亡所起的抑制作用(见图 D) 解析: 实验事实第一和第三个说明 Bcl—2 基因控制合成的 Bcl—2 蛋白是抑制细胞程序 死亡的, 这种作用发生在没有 Bax 蛋白存在的条件下。 实验事实第二揭示只要有 1 个基 因拷贝的 Bax 基因就可以启动细胞程序死亡, 这种作用发生在没有 Bcl—2 蛋白存在时, 这就说明 Bcl—2 蛋白和 Bax 蛋白在导致细胞的生存和死亡上互不依赖。 答案:C。

植物解剖和生理学 15. (2003)如果 1 种植物卷须的维管束是环状的外韧维管束,此种卷须是哪一个器官的变 态? A.枝条 B.叶 C.茎 D.根 E.无法确定: 解析:植物卷须分叶卷须和茎卷须,茎卷须是茎的变态,如葡萄和南瓜等植物的卷须。 其维管束的形态结构应与茎相同。叶卷须是叶的变态,如碗豆的叶卷须,其维管结构应 与叶脉相同。叶脉就是叶肉的维管束。 维管束为环状且外韧 (初生韧皮部在外方初生木质部在内方) 的是大多数双子叶植物茎 的初生结构的特点。如梨、向日葵、苜蓿等。因此,这种卷须应是茎的变态。 答案:C。 17. (2003)针叶植物(此处指裸子植物的松类)的胚乳由什么发育而来? A.由双受精后的中央核(极核)发育而来 B.受精后胚珠发育而来 C.受精之前的大孢子发育而来 D.受精之后的大孢子发育而来 E.受精之前的大孢子囊发而来 解析:松类植物的胚乳来源于雌配子体,其雌配子体的形成过程是:其胚珠的珠心即大 孢子囊,中间有一个细胞发育成大孢子母细胞,经过两次连续分裂(其中一次是减数分
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裂)形成 4 个大孢子,排成一列,四个大孢子中通常只有一个大孢子发育成雌配子体, 因此,大孢子是雌配子体的第一个细胞。成熟的雌配子体包含有 2—7 个颈卵器和大量 的胚乳,颈卵器中有卵细胞,传粉受精后,受精卵发育成胚,包围此胚的雌配子体(胚 乳)继续生长。故答案为 C。A 指的是被子植物胚乳的来源。 答案:C。 19. (2003)比较细胞液的 pH 值,①叶绿体基质;②类囊体内;③在光下的植物细胞。 A.①>②>③ B.①>③>② C.②>①>③ D.②>③>① E.③>①>② + 解析:PH 越大,则 H 浓度越低。 + 解析:PH 越小,则 H 浓度越高。光下,叶绿体内叶绿素吸收光能,引起光的水解,整 + — 个反应如下:2H2O→O2+4H +4e ,水光解释放的电子,要经电子传递链的传递,最终传 + — 给 NADP ,使其成为 NADP ,然后结合质子,形成 NADPH。类囊体的电子传递中 PQ 有亲 脂性,可传递电子和质子,而其他传递体只能传递电子而不能传递质子。在光下,PQ 将传来的电子继续传给铁硫蛋白的同时,又从膜外间质(叶绿体基质)中获得质子,释 放到膜内(类囊体空间) ,此外,水在膜内侧也释放出质子,所以膜内质子浓度高,而 膜外低,这个质子的浓度差是光合磷酸化的动力。可见,②与①相比,②得比 pH 比① 低。上述质子浓度的变化只发生在叶绿体中。故光下,植物的非绿色细胞的细胞质中 pH 应比前二者高。 答案:C。 20. (2003)在培养皿中培养水绵,由于在一定的时间内没有氧气进入而使严格厌氧菌生长, 水绵被通过分光镜获得的不同波长的光线照射(见下图) 。哪一部分藻丝上细胞的浓度 最大?

A.1,3 B.1,4 C.2,3 D.2,4 E.3,4 解析:水绵为绿藻,基叶绿体中所含光和色素为叶绿素 a、b,胡萝卜素和叶黄素等 , 不含藻胆素,这与高等植物相同。光合作用中,叶绿素吸收光谱的最强吸收区有两个: 一个在波长为 640—660nm 的红光部分, 一个在波长为 430—450nm 的蓝紫光部分, 类胡 萝卜素的最大吸收带在 400—500nm 的蓝紫光区,不吸收红光等长的波长。因此,在这 些光区,光合作用强,释放氧气多。 从图中可以看出,在 1 和 3 的部分藻丝光合作用强,释放 O2 多,所以厌氧菌浓度 最大的应是 2、4 部分。在 1、3 部分应需氧菌浓度最大。 答案:A 21. (2003)野生玉米与突变玉米比较,突变玉米的双磷酸核酮糖羧化酶一加氧酶不能催化 加氧反应。在相同的温度下,在突变玉米和野生玉米之间,就光合能力而言,下面哪一 组是正确的?野生玉米的双磷酸核酮糖羧化酶一加氧酶的功能是正常的。 为什么会是正 确的? 突变型的光合能力 A 与野生型比较,突变型的光合能 力较低 理由 维管束鞘细胞的双磷酸核酮糖羧化酶—加 氧酶失去了固氧的能力

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B

与野生型比较,突变型的光合能 力较低 与野生型比较,突变型的光合能 力较高 突变型野生型的光合能力相同

维管束鞘细胞的双磷酸核酮糖羧化酶—加 氧酶失去了固氧的能力 由于叶肉细胞光呼吸,突变型的光合能力 不受突变的影响 由于叶肉细胞光呼吸,突变型的光合能力 不受突变的影响 维管束鞘细胞有足够高的二氧化碳浓度, 两种类型都不进行光呼吸

C

D

E

突变型野生型的光合能力相同

解析:双磷酸核酮糖羧化酶—加氧酶即 RuBP 羧化酶,该酶具有双重作用(即兼性酶) , 即可以催化羧化反应,又可催化加氧反应,其催化方向取决于 CO2 和 O2 的分压。当 CO2 分压高而 O2 分压低时,起羧化作用(CO2 的固定) ,反之起加氧反应,使 RuBP 加 O2 生成 乙醇酸,进行光呼吸。突变型玉米 RuBP 羧化酶的羧化作用不受影响,而是不能催化其 加氧反应,因此,突变型玉米光合作用不受影响,与野生型相同。玉米是 C4 植物,野 生型的玉米虽然 RuPB 羧化酶—加氧酶正常,但该酶存在于维管束鞘细胞,而叶肉细胞 内,通过 C4 途径将 CO2 大量泵入鞘细胞,使鞘细胞中 CO2/O2 比率升高,改变了 RuBP 羧 化酶的作用方向,使其加氧反应很少进行,故野生型和突变型都不进行光呼吸。 答案:E。 22. (2003)植物的光合作用依赖于温度(T)和光强度(L) ,下图表明 3 种植物在不同的光 照强度下消耗 CO2 的测定结果。在—5℃—0℃和 20℃—30℃温度范围内,哪一个因素是 限制因素?

—5℃—0℃温度范围 A B C D E T 和 L 都是限制因素 T 是限制因素而 L 不是限制因素 T 是限制因素而 L 不是限制因素 T 不是限制因素而 L 是限制因素 上述组合都不正确

20℃—30℃温度范围 T 和 L 都是不限制因素 T 不是限制因素而 L 是限制因素 T 是限制因素而 L 不是限制因素 T 是限制因素而 L 不是限制因素

解析: 光照强度和温度是影响光合作用的重要环境因素。 植物的光合速率会随光照强度 的增加而加快, 在一定范围内几乎是呈正相关。 温度影响光合作是通过直接影响酶活性 来实现的。一般植物可在 10—35℃下,正常的进行光合作用,其中以 25—30℃最适宜, 35℃以上时,光合作用就开始下降;在低温中,酶促反应下降,故限制了光合作用的进
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行。 在众多的环境因素中, 任何接近或超过某种生物的耐受性极限而阻止其生存、 生长、 繁殖或扩散的因素,就叫限制因子。因此,在—5—0℃限制光合作用的因素是低温;在 20—30℃最适温度下,限制光合作用的因子时光照强度。 答案:B。 23. (2003)下面的实验是用蚕豆保卫细胞的原生质体 得到的结果。原生质体在等渗溶液中悬浮培养。 在足够的红光照射 30min 后,再用蓝光照射 30s,在中性 pH 下原生质体监测培 养。 基于上述结果,最可能的结论是什么? A.蓝光帮助保卫细胞外面的质子进入细胞 B.蓝光使保卫细胞内的质子增加外出 C.蓝光对保卫细胞的呼吸作用有可观的影响 D.蓝光能激活原生质体的所有部分,提供能量。 E.不仅仅是蓝光,其他波长的光都可帮助保卫细胞转移质子 解析:对在等渗溶液且中性 PH 下,培养的保卫细胞原生质体照光,先由足够的红光照 射 30min 后,再用蓝光照射 30s,结果使溶液 PH 迅速下降到很低的水平上,这是保卫 + 细胞的原生质体。在蓝光照射下释放 H 的结果。 人们在研究气孔开闭的机理时发现,保卫细胞具有非常敏感的感受外界信号变化的能 + + 力。蓝光、红光可以直接刺激保卫细胞质膜上的受体,引起质膜上 H —ATP 酶(H 泵) + + 的活化,活化的 H 泵可分解氧化磷酸化或光合磷酸化产生大 ATP,使 H 分泌到保卫细胞 + 或保卫细胞原生质体外, 同时使外面的 K 逆浓度进入细胞中来, 而且为保持保卫细胞的 + — + 电中性。在 K 进入细胞的同时,还伴随着 C1 的进入。因此,光启动的保卫细胞膜上 H + 泵的活动,使保卫细胞 K 积累,是气孔开启的原因。实验还发现。有些植物的气孔在蓝 光照射下的开启程度要比红光下的大得多,即使所用的是强烈的红光。由此可见,蓝光 能使保卫细胞内的质子外出增加。 答案:B。 24. (2003)如果燕麦胚芽鞘失去了表皮,放在生理盐水溶液(pH=5.0)中,则有相当快的 生长。哪种激素可能仿效这种作用? A.植物生长素 B.赤霉素 C.细胞分裂素 D.乙烯 E.脱落酸 解析: 因为生长素具有促进生长的作用, 而胚芽鞘尖端产生生长素, 促进胚芽鞘的生长。 答案:A。

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动物解剖和生理学 25. (2003)在哪种动物中,肺的容积在呼吸换气的所有阶段都相对恒定? A.昆虫中 B.鸟类中 C.哺乳动物中 D.爬行动物中 解析:这四类动物中,肺的容积在呼吸换气所有阶段都相对恒定的是鸟类。因为鸟类呼 吸系统的构造非常特殊,包括气管、支气管、肺和一些气囊,支气管一直穿过肺而与腹 气囊相通,这一段称为中支气管。鸟类有 9 个气囊,分为前气囊和后气囊,前气囊与肺 前端支气管相通。 鸟类的肺与其他脊椎动物的不同,由许多(1000 多条)副支气管组成,这些副支 气管与肺的前后次级支气管相通, 呼吸时: 气流通过支气管→中支气管→后气囊→后次 级支气管→副支气管→前次级支气管→前气囊→支气管这样一条复杂的环路。吸气时, 潮气量的 20%左右进到后次级支气管和肺内,其余 80%进入后气囊。而当吸气时,后气 囊的气体又经后次级支气管到肺,第二次吸气时,到前气囊,第二次呼气时,才由前气 囊排出体外。吸气时,前后气囊都扩大,而肺比较坚固,呼吸时,其容积无明显变化。 鸟类的肺容积不大,但由于有气囊,其呼吸系统内的气体容量比哺乳动物大得多。气囊 只有贮存空气的作用,本身无气体交换的作用,副支气管壁上有无数空气毛细管,使肺 呈海绵状。副支气管和空气毛细管周围有大量毛细血管,因此是气体交换的部分。 答案是 B。 26. (2003)鱼类中,血液从心室到心房流动时,血液的压力是如何变化的? A—心房 V—心室 P—血液的压力

解析:软骨板鳃鱼和真骨鱼的心脏分静脉窦、心房、心室、动脉球或动脉圆锥四部分, 如下图:

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静脉窦、心房、心室和板鳃类的动脉圆锥由典型的心肌纤维组成,能够收缩,而真 骨鱼的动脉球则不能收缩,鱼类的血液被心脏压出后,首先注入腹大动脉,再往前进入 左右鳃脉,在鳃部经过气体交换后,经出鳃动脉汇入背大动脉,再由此发出许多动脉, 将血液分流到鱼体各部,在组织内进行物质交换后,血液由各部静脉汇入总主静脉(又 称古维尔氏管开口静脉窦) ,再经静脉窦入房再入室。 鱼类心脏产生的压力比圆口类高, 腹大动脉的血压在 2—8.2kPa 之间。 电磁流量计 的纪录显示, 心室内的压力在每次心搏时变动较大, 而动脉球内的压力变化较小且缓慢, 即脉搏压减少, 动脉球的这种压力缓冲作用既有利保护娇嫩地鳃丝, 又可以维持心室舒 张时的血流。当血流通过鳃后,血压的波动幅度大为减少,背大动脉内血压比腹大动脉 和入鳃动脉的低得多。当心室收缩时,由于负压而使心房扩张,这样正好把血液吸入心 房。可见,血液压力的变化应如 D 图所示。 答案 D。 27. (2003)一根分支的轴突在位点 1 受到刺激(见下图) ,兴奋从 1 传到位点 2,然后是 3 和 4,在这些位点上测量兴奋。在这些位点上测到的神经冲动频率(1)的比较,下面 哪一种是正确的。

A.I(1)=I(2) B.I(1)>I(2)>I(3) ,I(3)=I(4) ,I(3)×I(4)=I(2) C.I(1)<I(2)<I(3),I(3)=I(4) D.I(Ⅰ)=I(2)>I(3) ,I(3)=I(4)I(3)+I(4)=I(2) E.I(1)=I(2)=I(3) ,=I(4) 解析:本题考查动作电位的特点。动作电位是可兴奋组织所产生膜电位的变化,由外正 内负到外负内正。兴奋就是产生动作电位的过程,形式为神经冲动。 动作电位具有全或无的性质,即刺激为阈下刺激时,则不引起动作电位,而刺激一 达到阈值即引起动作电位, 而动作电位一经引起, 在同一细胞上其形状幅度和持续时间 都是恒定的,即使刺激强度继续增加,动作电位也不再增大。 动作电位还具有传导性: 即动作电位一经产生就可在同一细胞范围内沿细胞膜传到 远处,而且电位幅度不会随传导距离的增加而衰减,即非递减性传导。正因为如此,1, 2,3,4 位点上的 I 值是相等的。因为神经冲动包含兴奋和传导两种意义。 答案:E。 28. (2003)shake 突变纯合子果蝇对二乙酯乙醚极其敏感。二乙酯乙醚能引起纯合子的惊 厥惊厥是神经冲动传导异常而引起的(见下图) 。哪一种结构的功能在 shake 突变中被 削弱? A.Na 通道
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+

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B.K 通道 2+ C.Ca 通道 + + D.K /Na -ATP 酶 + E.H 泵 解析:从图上可看出,二乙酯乙醚对突变纯合子果蝇神经冲动传导的影响,主要在于使 动作电位去极化之后的复极化过程的时间延长, 复极化是要使膜电位逐渐恢复到原先的 静息电位水平,以接受下次的信息。 + 根据离子学说,当神经纤维受到刺激时,引起细胞膜去极化,促使 Na 通道蛋白分 + + + 子构型变化,通道开放,膜对 Na 通透性增加(Na 电导增大) ,结果 Na 内流,随着大量 + + + Na 的内流,净的 Na 内流停止,这时膜电位接近 Na 的平衡电位,形成动作电位上升相。 + + 膜对 Na 的通透性增加达到最大值所维持的时间很短, 随后 Na 通道关闭而处于失活 + + + + 状态,使膜对 Na 的通透性迅速下降;此时膜对 K 的通透性加大,K 电导增大,膜内 K 又因高浓度和电场力的作用而向膜外扩散, 使膜内电位又由正值向负值转变, 直到达到 + + 原初静息时接近于 K 平衡电位的状态,形成动作电位下降相。 (如下图) ,这时 Na 通道 + 失活状态被解除,K 通透性也恢复到静息时的水平。

+

动作电位在恢复过程中, 离子运动方式是不同于动作电位的发生过程的。 在动作电 + 位发生时,Na 的内流是扩散,是顺浓度梯度的被动转运过程,是不需要能量的,但在 + + 动作电位恢复过程中, 已进入膜内的 Na 必须返回膜外。 已经外流的 K 也必须返回膜内, + + 这时两种离子的运动都是逆着浓度梯度进行的;是靠 Na —K 泵的活动来完成的。 答案:B。 29. (2003)下图表示的是哪一种激素的每日浓度变化?

A.甲状腺素 B.胰高血糖素 C.胰岛素 D.氢化可的松 E.甲状旁腺素 解析:凡是进食后不久浓度增加,进食前的一段时间内浓度下降的激素是胰岛素,因为 胰岛素是唯一的降血糖浓度的激素,其分泌主要受血糖浓度的调节。 进食后不久,由于糖(G)的吸收,使血糖浓度升高,血糖浓度的升高直接使胰岛 B 细胞分泌胰岛素增加,同时抑制 A 细胞的分泌胰高血糖素;进食前的一段时间由于血 糖不断运往各组织细胞供利用, 使血糖浓度下降, 可直接促进 A 细胞的分泌胰高血糖素,
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抑制 B 细胞分泌胰岛素。 答案:C。 30. (2003)甲状腺炎是 1 种自体免疫疾病,由于甲状腺机能亢进而引起,TSH(促甲腺素) 的浓度在患者的血液中低于正常值。 结合激素受体的机体可以阻断或激活它们。 这种疾 病的原因是自体免疫抗体结合了: A.甲状腺素受体 B.甲状腺素 C.促甲状腺素受体 D.促甲腺素 E.促甲状腺素释放激素受体 解析:本题实际考查的是甲亢的病因。关于本病的病因,迄今有两种说法: (1)垂体分泌促甲状腺激素过多学说。促甲状腺素(TSH)过多,刺激甲状腺增生并合 成与分泌过多的甲状腺激素,至于垂体为什么会分泌过多的 TSH?往上追溯,是由于大 脑皮层功能紊乱,引起下丘脑促甲状腺素释放因子(TRF)分泌过多所致。但是后来发 现有些现象无法用本学说解释:如①放射免疫测定甲亢病人血清中 TSH 不是高而是偏 低, 甚至测不出; ②甲亢患者死后解剖, 腺垂体分泌 TSH 的细胞, 不是处于高度分泌相, 而是呈抑制或萎缩状态;③垂体功能低下,甚至无垂体的人仍有发生甲亢者。目前的观 察认为,大多数甲亢病人的发病,并非由于 TSH 分泌过多。 (2)自身免疫学说。该学说认为甲亢很可能是一种自身免疫病,它具有体液免疫和细 胞免疫的特点。 患者体内 B 淋巴细胞产生了一种 G 类免疫蛋白, lgG 类甲状腺刺激素 即 (LATS)它是抗甲状腺细胞膜成分的抗体。当它与甲状腺细胞接触时,与膜表现的促甲 状腺激素受体结合,激活了腺细胞内的 cAMP,引起一系列连锁反应,激起了甲状腺激 素的释放,并促进甲状腺增生发育,造成甲状腺功能亢进。甲亢患者体内,lgG 类甲状 腺刺激素的增多, 还使其胸腺增生, 血中 T 淋巴细胞增多, 使体内细胞免疫也异常增强。 答案:C。 31. (2003)如果有 4 根金属棒埋在 1 只新生鼠的胫骨中(如左下图) ,哪些棒之间的距离会 随着生长发生变化? A.1 和 2 B.2 和 3 C.3 和 4 D.3 和 1

解析: 胫骨为长骨, 新生骨的胫骨会在生长中不断加长。 骨的长长是由于骨干和骨端 (骨 骺)之间有软骨层,软骨层细胞不断分裂产生新的骨组织,使骨长长。因此,随着骨的 生长。金属棒 3 和 4 之间距离会变大。 答案:C。 32. (2003)体液免疫与细胞免疫之间的主要不同是: A.对于颗粒抗原来说,体液免疫是非特异的,而细胞免疫是特异的 B.只有体液免疫是淋巴细胞的功能 C.体液免疫不能独立起作用,它总是被细胞免疫所激活 D.体液免疫对抗自由浮动的抗原,而细胞免疫对抗进入体细胞的病原体 E.只有体液免疫表现免疫记忆
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解析:特异性免疫过程如下图:

特异性免疫应答的过程 由此图可见 A、B、E 答案错误,而且 C 答案也错误,因在体液免疫中 B 细胞可直接 接受抗原刺激,也可在 T 细胞辅助下,受抗原刺激、增殖、分化成浆细胞。 在体液免疫中,浆细胞分泌抗体,进入淋巴、血液、组织液或粘膜表面,以中和毒 素, 或在巨噬细胞及补体等物质协同下, 杀灭或破坏抗原性物, 即对抗自由浮动的抗原。 细胞免疫的作用方式与体液免疫不同,细胞免疫中,致敏 T 细胞的作用: ①直接杀伤靶细胞,该靶细胞(带有病原体的细胞)裂解,即杀伤作用(细胞毒作用) ; ②分泌淋巴因子,杀伤或破坏靶细胞。 可见二者的主要不同是作用方式的不同。 答案:D。

行为学 35.在什么条件下,巴甫洛夫的条件反射会最优化: A.无条件刺激在条件刺激之前;无条件刺激比条件刺激强 B.无条件刺激在条件刺激之前;无条件刺激比条件刺激弱 C.无条件刺激在条件刺激之前;条件刺激比无条件刺激强 D.无条件刺激在条件刺激之前;条件刺激比无条件刺激弱 解析:条件反射是高级神经活动的基本方式,是脑的高级机能之一。其建立是高等动物 和人在非条件反射的基础上, 经过后天的学习和训练建立起来的。 形成条件反射的基本 条件是无关刺激(即条件刺激)与非条件刺激(即引起非条件反射的刺激)在时间上的 多次结合,这个过程称为强化。这种过程的结果,使无关刺激(条件刺激)转化为非条 件刺激的信号,在这种信号的刺激,通过暂时接通的反射弧,就会发生反射活动。这种 发射称为条件反射。条件反射建立的过程说明,无条件刺激(非条件刺激)在条件刺激 之前,而条件刺激比无条件刺激强。 答案:C
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36. (2003)人们深入研究了布谷鸟(Cuculus canorus)和它的寄主作用一个尚未终结的协 同进化,布谷鸟在一种小型雀型目鸟类(Passeriformes)的巢中产蛋寄生。由于协同 进化,布谷鸟和它的寄主产生不同的行为。下列句子是真的: ①寄主在下午产蛋 ②布谷鸟吃寄主蛋 ③寄主攻击布谷鸟 ④布谷鸟产与寄主相似的蛋 ⑤布谷鸟攻击寄主 ⑥在寄主巢中,布谷鸟避免被寄主看见 A.③和⑥ B.④和⑥ C.②和③ D.①和⑤ E.④和② 解析:在自然选择下的适应,不仅表现为生物跟它所处的地理生态条件之间,而且自然 选择还作用于生物跟生物之间, 表现为两个物种在相互作用中相互适应的共同进化, 如 捕食者和猎物之间,食草动物和植物间,寄生物和宿主之间等。布谷鸟及大杜鹃,杜鹃 中的大杜鹃和四声杜鹃,为巢寄生,都不自己营巢,也不孵孵及抚育幼鸟,而是把卵产 在雀形目上多种鸟类的巢中, 最常见的是产在大尾莺巢内。 其所产的卵与义亲的卵很相 似(这是典型的拟态) ,而且杜鹃的幼雏孵出的早(大约 13 天) ,出壳后,具有特殊的 本能,能将巢内义亲的卵和幼雏抛出巢外,而独受义亲的哺育。由此可见。6 种说法中 ①②③⑥都不正确。 答案:A(原答案) 遗传学 37. (2003)鸟类幼鸟在性别由性别染色体 Z 和 W 所决定。鸟类的年龄很小时,很难确定幼 鸟的性别。但是在进行商业生产时确定幼鸟的性别却很重要。利用遗传标志物,通过杂 交,能使不同性别的幼鸟产生不同表型。遗传标志物应位于哪一条染色体上,才会使杂 交后代的雌鸟和雄鸟产生不同的表型?找出正确的组合。 遗传标志物的位置(I) 杂交类型(II) A B C D E 位于 Z 染色体上 位于 W 染色体上 位于 Z 染色体上 位于 1 条常染色体上 位于 Y 染色体上 隐性表型的雌鸟与显性纯合子雄鸟杂交 陷性表型的雄鸟与显性纯合子雄鸟杂交 显性表型的雌鸟与隐性纯合子雄鸟杂交 孢子性表型的雌鸟与显性纯合子雄鸟杂交 显性表型的雌鸟与隐性纯合子雄鸟杂交

解析:雌鸟为 ZW,雄鸟为 ZZ,要利用遗传标志,且通过杂交确定幼鸟在性别,遗传标 志物应位于 Z 染色体。杂交亲本应选显性表现型的雌鸟(只带一个显性基因)和隐性表 现型的雄鸟(隐性纯合子) ,杂交后代中,凡隐性个体全是雌鸟,显性个体都为雄鸟。 如鸡羽毛芦花性状的遗传。芦花为显性,非芦花为隐性。 答案:C 43. (2003)烟草的长花冠是隐性单基因遗传,如果 1 个自然烟草种群中 49%的植株有长花 冠,如果用短花冠植株授粉,产生同一表现类型的 F1 代的概率有多大? A.82.4% B.1% C.30% D.17.7% E.42% 解析:设长花冠基因为 a,则群体中长花冠基因型为 aa,短花冠个体的基因型为 AA 和 Aa。 已知 aa 概率为 49%, a 概率为 0.7, 为 0.3, 则 A 群体中基因 AA 的概率为 0.3×0.3=0.9,Aa 的概率为 2×0.7×0.3=42% 答案:D。

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