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A 共3 h。

1～10 題：細(xì)胞生物學(xué)；11～17 題：植物解剖和生理；18～30：動(dòng)物解剖和生理；31～32：習(xí)性學(xué)；33～42：遺傳和演化；43～47：生態(tài)；48～50：生物分類學(xué)。

每個(gè)正確答案得1 分。 一個(gè)問題中4 個(gè)答案都正確，得1 分；只有3 個(gè)答案正確，得0.6 分；只有2個(gè)答案正確，得0.2 分；只有1 個(gè)答案正確，得0 分。

1.Weel 激酶和Cdc25 磷酸酶的活性決定了M－Cdk 組分中Cdk1 第15 位酪氨酸的磷酸化狀態(tài)。 當(dāng)?shù)?5 位酪氨酸被磷酸化后，M－Cdk 失去活性；當(dāng)?shù)?5 位酪氨酸未被磷酸化，M－Cdk 被激活（圖A），Weel 激酶和磷酸酶Cdc25 的活性也受磷酸化的調(diào)控。 這些酶活性的調(diào)控可利用蛙卵母細(xì)胞的提取物進(jìn)行研究。 在這種提取物中， 激酶Weel 處于活化狀態(tài)，而Cdc25 磷酸酶處于失活狀態(tài)。其結(jié)果導(dǎo)致M－Cdk 因?yàn)镃dk1 第15 位酪氨酸的磷酸化而失去活性。這種提取物中的M－Cdk 可以通過加入絲氨酸/蘇氨酸蛋白磷酸酶的強(qiáng)效抑制劑岡田酸而被迅速激活。 使用Cdkl 的特異性抗體，可以通過凝膠電泳（圖B）中遷移率的變化，以檢查它們的磷酸化狀態(tài)。 帶有磷酸化的蛋白通常比未被磷酸化的蛋白遷移的更慢。

A.通過Weel 激酶和Cdc25 磷酸酶控制M－CDK 活性；B.岡田酸對(duì)Cdk1、Weel 激酶和Cdc25 磷酸酶的磷酸化狀態(tài)的影響

指出以下每個(gè)描述是否正確。

A.當(dāng)它被磷酸化后，Weel 激酶處于活化狀態(tài)

B.控制Wee1 激酶和Cdc25 磷酸酶磷酸化的磷酸酶是酪氨酸特異性的

C.岡田酸直接影響Cdk1 的活化

D.如果M－Cdk 能夠磷酸化Wee1 激酶和Cdc25磷酸酶，那么少量激活的M－Cdk 會(huì)導(dǎo)致其快速和完全被活化

2.一個(gè)mRNA 的翻譯速率可以通過SDS－PAGE進(jìn)行估計(jì)。 在本實(shí)驗(yàn)中，一種煙草花葉病毒（TMV）的mRNA（編碼了一個(gè)分子量為116 kDa 的蛋白），在兔網(wǎng)織紅細(xì)胞裂解物里，在35S－甲硫氨酸存在的情況下被翻譯成蛋白。 兔網(wǎng)織紅細(xì)胞裂解物含有蛋白質(zhì)翻譯所需的所有組分。 樣品以1 min 的間隔取出，進(jìn)行SDS－PAGE 分析。 分離后的翻譯產(chǎn)物通過放射自顯影被顯現(xiàn)。 如下圖所示，可檢測(cè)出的最大多肽隨時(shí)間增加而不斷增大，直至大約25 min 時(shí)蛋白質(zhì)全長的出現(xiàn)。

分子量（kDa）隨時(shí)間（min）的變化TMV蛋白在兔網(wǎng)織紅細(xì)胞裂解物中合成的時(shí)程分析

指出以下每個(gè)描述是否正確。

A.煙草花葉病毒蛋白合成的速率與時(shí)間成指數(shù)比例

B.假設(shè)每個(gè)氨基酸的平均分子量為110 Da，蛋白合成的速率約為每分鐘35～40 個(gè)氨基酸

C.兔網(wǎng)織紅細(xì)胞裂解物中還有甲硫氨酸氨酰tRNA 合成酶

D.該mRNA 在其序列中可能包含2 個(gè)以上的稀有密碼子

3.科學(xué)家分離獲得了3 種必須在培養(yǎng)基中添加脯氨酸（proline）才能生長的菌株P(guān)roA－，ProB－和ProC－。 其中一株為冷敏感型，一株為熱敏感型，另外一株含有一個(gè)基因缺失。 將這些菌株在僅含有微量脯氨酸的基本培養(yǎng)基的瓊脂板劃線， 開展交叉互養(yǎng)實(shí)驗(yàn)。在交叉互養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中，從一種菌株中滲透出來的代謝物可以為旁邊另一個(gè)菌株提供營養(yǎng)。當(dāng)它們?cè)? 個(gè)不同溫度下培養(yǎng)后，其生長情況如下圖所示。

粗黑線條表示細(xì)胞進(jìn)行高速生長；灰色線條代表細(xì)胞生長緩慢或不生長；WT，野生型

3 株脯氨酸生物合成缺陷菌株的交叉互養(yǎng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

指出以下每個(gè)描述是否正確。

A.在ProC－菌株中積累的代謝中間物來自于ProA－菌株中代謝阻斷的產(chǎn)物

B.在ProB－菌株中積累的代謝中間物來自于ProA－菌株中所代謝阻斷的產(chǎn)物

C.至少存在3 個(gè)不同的基因可以影響脯氨酸的生物合成

D.至少在某一種條件下，細(xì)胞合成的脯氨酸被快速用于蛋白質(zhì)的合成，防止脯氨酸的過量合成

4.當(dāng)分離后的線粒體懸浮在含有ADP，Pi 和可氧化底物的緩沖液中時(shí)， 可以發(fā)生3 種容易測(cè)定的反應(yīng)： 底物被氧化；O2被消耗以及ATP 的合成。氰根離子（CN－）可以抑制電子到O2的傳遞。寡霉素（oligomycin）可以抑制ATP 合成酶。2，4-二硝基酚（DNP）可以透過線粒體膜并釋放質(zhì)子進(jìn)入基質(zhì)，從而消除質(zhì)子梯度。

實(shí)線表示所消耗的氧氣量；虛線表示ATP 的合成量線粒體中氧氣的消耗和ATP 的合成

指出以下每個(gè)描述是否正確。

A.x 是可氧化的底物

B.y 是寡霉素（oligomycin）或氰根離子（CN－）

C.z 是2，4-二硝基酚（DNP）

D.如果z 是寡霉素（oligomycin）和2，4-二硝基酚（DNP）的混合物，則ATP 的合成不會(huì)穩(wěn)定

5. 假設(shè)你正在研究下圖中所表示的膜蛋白。你準(zhǔn)備了膜中只含有這種蛋白質(zhì)人工囊泡。 然后用能夠靠近膜進(jìn)行切割的蛋白酶處理囊泡（2）或先將囊泡進(jìn)行透化，然后用蛋白酶處理（3）。 所得肽段隨后利用SDS-PAGE 凝膠電泳進(jìn)行分離。

1.未處理的對(duì)照；2.蛋白酶裂解后的肽段；3.透化后經(jīng)蛋白酶切割后的肽段；箭頭指示了肽段的遷移方向膜蛋白（a，b，c，d，e 結(jié)構(gòu)域）和SDS-PAGE 凝膠圖

指出以下每個(gè)描述是否正確。

A.在泳道3 中的較大的片段是親水性的

B.在泳道2 中的較小的片段代表了膜外突出的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域

C.結(jié)構(gòu)域a 富含亮氨酸或異亮氨酸

D.結(jié)構(gòu)域a，c 和e 伸向囊泡的內(nèi)腔中

6.乙醇抑制微生物的生長。 然而，一些釀酒酵母菌株能適應(yīng)高濃度的乙醇。 許多研究證明乙醇的存在可以造成細(xì)胞內(nèi)脂類組成的變化。 在本研究中，通過敲除編碼去飽和酶的OLE1 基因，從而系統(tǒng)性的改變酵母脂肪酸的組成。 OLE1 可催化形成單不飽和的棕櫚油酸（palmitoleic acid）（Δ9-C16∶1）和油 酸（oleic acid）（Δ9-C18∶1）。 隨后，在敲除OLE1 的酵母菌株中（1）轉(zhuǎn)化入YEpOLE1 質(zhì)?；匮a(bǔ)OLE1 基因；（2）分別轉(zhuǎn)化入YEp -Δ9Hz，YEp -Δ9Tn，YEp -Δ11Hz 和 YEp -Δ11Tn 質(zhì)粒。 YEp-Δ9Hz，YEp-Δ9Tn，YEp-Δ11Hz和YEp-Δ11Tn 表示來自棉鈴蟲（Helicoverpa zea）（Hz）或粉紋夜蛾（Trichoplusia ni）（Tni）Δ9 或者Δ11去飽和酶。 各個(gè)轉(zhuǎn)化株中脂肪酸的組成和生長曲線如下表和下圖所示：

在對(duì)數(shù)中期，釀酒酵母菌株中主要脂肪酸的組成（%）

A.YPD 培養(yǎng)基；B.含有5%乙醇的YPD 培養(yǎng)基；OLE1（×），Δ9Hz（●），Δ11Hz（■），Δ9Tn（○）以及△11Tn（□）轉(zhuǎn)化有不同質(zhì)粒釀酒酵母的生長曲線

指出以下每個(gè)描述是否正確。

A.轉(zhuǎn)化有OLE1 基因的酵母菌，因?yàn)橛袃?nèi)源去飽和酶的存在，所以在YPD 培養(yǎng)基中的延滯期（lag phase）比其他所有菌株都短

B.所有菌株的去飽和酶都具有相同的活性

C.單不飽和脂肪酸的含量是釀酒酵母乙醇耐受性的良好指標(biāo)

D.更高比率的Δ9-C18∶1 比Δ9-C16∶1 導(dǎo)致釀酒酵母具有更高的乙醇耐受性

7.Poly（3-hydroxybutyrate）（PHB）是一種材料儲(chǔ)存物， 通常在各種細(xì)菌中， 當(dāng)營養(yǎng)物質(zhì)如氧、氮、磷、硫或鎂等受限，但同時(shí)存在過量的碳時(shí)大量積累。 下圖表示Ralstonia eutropha 中從乙酰輔酶A（acetyl-CoA）到PHB 的合成途徑。 該途徑受到反饋抑制的調(diào)控。 此外，acetyl-CoA 也可以進(jìn)入三羧酸循環(huán)。

指出以下每個(gè)描述是否正確。

A.提高檸檬酸合成酶的活性會(huì)降低PHB 的合成

B.當(dāng)細(xì)胞內(nèi)HSCoA 濃度高時(shí)，PHB 合成速率將增加

C.當(dāng)PHB 的合成速率增加時(shí)，Ralstonia eutropha 細(xì)胞的生長速度也會(huì)增加

D.低比率的（NADPH+H+）／NADP 促進(jìn)PHB的合成

PHB合成途徑

8.一個(gè)科學(xué)家分離了5 種不同的多肽（1～5）。每種多肽由5 種不同氨基酸（命名為A，B，C，D，E）組成。 他測(cè)定了各個(gè)多肽的分子量和氨基酸序列。 所獲得的數(shù)據(jù)如下表所示。

?

每個(gè)氨基酸的分子量如下表所示。

注意：一個(gè)水分子的質(zhì)量為18 Da。

指出以下每個(gè)描述是否正確。

A.題中氨基酸C 為絲氨酸

B.題中氨基酸A 是酪氨酸

C.題中氨基酸E 是半胱氨酸

D.題中氨基酸B 是甘氨酸

9.從蝦的腸道中分離出4 種不同的細(xì)菌，用于研究它們降低Vibrio harveyi 毒性的益生菌效力。Vibrio harveyi 是一種常見的對(duì)蝦感染菌。 在第1個(gè)實(shí)驗(yàn)中，4 株分離的菌被接種到交叉劃線的平板上，以觀察對(duì)4 種細(xì)菌的抑制（圖A）。在第2 個(gè)實(shí)驗(yàn)中，測(cè)定了在Vibrio harveyi 和各個(gè)細(xì)菌共同存在5 d 后，對(duì)蝦的存活率（圖B）。

指出以下每個(gè)描述是否正確。

A.1 號(hào)候選菌（P1）可產(chǎn)生抑制革蘭氏陰性和革蘭氏陽性菌的抗微生物化合物

B.2 號(hào)候選菌（P2）能夠減少Vibrio sp.的致病性，但不能殺滅他們

C.3 號(hào)候選菌（P3）所產(chǎn)生的抗微生物化合物以細(xì)胞外膜為靶向

D.4 號(hào)候選菌（P4）通過抑制革蘭氏陰性菌，從而對(duì)對(duì)蝦存活有良好的效果

A.K=對(duì)照（在虛線框中沒有細(xì)菌），P1-P4= 候選益生菌1-4，a=Streptococcus sp.（革蘭氏陽性），b=Vibrio harveyis（革蘭氏陰性），c=Bacillus sp.（革蘭氏陽性），d=Salmonella sp.（革蘭氏陰性）. B.U=僅對(duì)蝦培養(yǎng)，U+V=對(duì)蝦和Vibrio harveyis 共培養(yǎng)，U+V+P1-4=對(duì)蝦和Vibrio harveyis 以及某一種候選益生菌P1-4 共培養(yǎng)。

10.為了觀察酵母菌株細(xì)胞周期的長度設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)。 活化后的酵母細(xì)胞以106個(gè)細(xì)胞／mL 的初始濃度被轉(zhuǎn)接到的新鮮培養(yǎng)基中。 40 h 后，細(xì)胞數(shù)量增加至4×106個(gè)細(xì)胞/mL。 從中取出部分培養(yǎng)液用于另一實(shí)驗(yàn)。 在該實(shí)驗(yàn)中，細(xì)胞先在含有放射性標(biāo)記的胸苷（thymidine）培養(yǎng)基中培養(yǎng)15 min，隨后細(xì)胞被清洗， 并重新在不含有放射性胸苷的培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng)。培養(yǎng)過程中，細(xì)胞樣品在不同時(shí)期采取， 用于測(cè)量含有放射性胸苷的有絲分裂的細(xì)胞的百分比。下圖顯示了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在每個(gè)所取樣品中，約1%的細(xì)胞正在進(jìn)行有絲分裂。

有絲分裂細(xì)胞中包含帶有放射性標(biāo)記細(xì)胞的比例

指出以下每個(gè)描述是否正確。

A.組蛋白（histone proteins）的合成速度在放射性標(biāo)記的胸苷加入后6～10 h 之間相對(duì)較高

B.細(xì)胞周期的S 期長度約為5 h

C.細(xì)胞周期的M 期長度超過1 h

D.大多數(shù)放射性胸苷的是在細(xì)胞周期的S 期被吸收利用

11.盡管日常光合蒸騰失水導(dǎo)致水勢(shì)劇烈變化，細(xì)胞壁給植物細(xì)胞提供相當(dāng)程度的體積穩(wěn)態(tài)。植物細(xì)胞的水勢(shì)（ψw）由溶質(zhì)勢(shì)（ψs）和膨壓（ψp）組成。相對(duì)細(xì)胞體積與細(xì)胞水勢(shì)和其組成成分相關(guān)，如下圖所示。

指出以下每個(gè)描述是否正確。

在答題卡上指出下列陳述正確與否。

A.植物細(xì)胞水勢(shì)的改變通常伴隨著膨壓和細(xì)胞體積的大變化

B.膨壓消失表明，細(xì)胞體積已經(jīng)減少了約15%，細(xì)胞質(zhì)壁分離結(jié)束

C.當(dāng)細(xì)胞體積減少10%時(shí)，細(xì)胞水勢(shì)的變化主要由細(xì)胞溶質(zhì)勢(shì)的降低引起，而膨壓變化很小

D.在細(xì)胞重新水合的過程中，當(dāng)細(xì)胞壁產(chǎn)生等同于膨壓的壓力、細(xì)胞水勢(shì)達(dá)到零時(shí)，細(xì)胞體積膨大停止

12.用高粱（Sorghum bicolor）和大豆（Glycine max）植物進(jìn)行響應(yīng)低溫的實(shí)驗(yàn)。 植物在25℃下生長數(shù)周，然后在10℃生長3 d，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，日照長度、光強(qiáng)度和環(huán)境二氧化碳濃度保持恒定，除非特別說明。 2 個(gè)植物物種在25℃的凈光合如下圖所示。

單位葉片干重的二氧化碳吸收量 （mg CO2／g干重）

?

指出以下每個(gè)描述是否正確。

A.如果放在35℃下，大豆的光合速率會(huì)降低，而且高粱不會(huì)變化

B.在涼爽的條件下，高粱的生物量比大豆的增加更快

C.大豆植物的光合水分利用效率很可能比高粱低

D.高粱的二氧化碳吸收的減少主要是由于酶的活性在低溫下降低

13.大豆慢生根瘤菌可以感染大豆（Glycine max）的根并形成根瘤。 在根瘤發(fā)生由固氮酶催化的固氮作用，固氮酶活性不用通過氮還原測(cè)量，而可以很容易地通過乙炔還原進(jìn)行測(cè)量。 科學(xué)家制備了催化產(chǎn)生丙酮酸和NADH 的NAD 依賴的蘋果酸酶的缺失突變體（dme 突變體），并用野生型和突變型細(xì)菌感染大豆幼苗根系。 幼苗在無氮的培養(yǎng)基中生長，接種14 d 和28 d 后，記錄幼苗中根瘤的數(shù)目和重量以及乙炔還原活性。

該圖給出了感染了野生型慢生大豆根瘤菌（空心柱）和dme 突變體慢生大豆根瘤菌（實(shí)心柱）感染后的大豆根瘤。大豆中根瘤數(shù)、干重和乙炔還原活性的研究

指出以下每個(gè)描述是否正確。

A.同一條件下，接種28 d 后根瘤的固氮活性比14 d 后高

B.接種慢生根瘤菌后14～28 d 內(nèi)，根瘤的數(shù)量和大小都隨時(shí)間增加

C.突變體根瘤菌感染28 d，根瘤的固氮活性比感染14 d 后降低，是因?yàn)楣痰富钚越档秃透鲂纬蓽p少

D.慢生根瘤菌誘導(dǎo)產(chǎn)生的根瘤的固氮作用由NAD+依賴的蘋果酸酶下調(diào)

14.蔗糖在葉中產(chǎn)生，通過葉脈短距離和長距離運(yùn)輸?shù)椒枪夂掀鞴偃绺?、莖、花和果實(shí)。 蔗糖分子在葉韌皮部中運(yùn)輸?shù)? 個(gè)主要途徑包括共質(zhì)體和質(zhì)外體，如下圖所示。

M.葉肉；BS.維管束鞘：MS.束內(nèi)鞘；PP.韌皮薄壁組織；VP.維管薄壁組織；CC.伴胞；TST.厚壁篩分子：ST.篩分子整個(gè)植物韌皮部網(wǎng)絡(luò)圖示

指出以下每個(gè)描述是否正確。

A.在葉中二氧化碳被合成為蔗糖，然后在流體靜壓力梯度下通過韌皮部長距離運(yùn)輸?shù)綆?/p>

B.質(zhì)外體途徑中蔗糖裝載的好幾個(gè)步驟都需要能量，是由于涉及橫跨活細(xì)胞次生壁的運(yùn)動(dòng)

C.在共質(zhì)體途徑，蔗糖分子通過胞間連絲被動(dòng)裝載

D.蔗糖分子在庫的卸載不需要能量釋放，因?yàn)檎崽琼樦鴿舛忍荻冗\(yùn)動(dòng)

15.科學(xué)家測(cè)量紅樹植物支柱根的長度和高度（下圖A）。他們還制備支柱根的橫切片，觀察它們的解剖特征。 結(jié)果示于下圖B 和圖C。

A.支柱根的高度和長度測(cè)量；B.5 個(gè)連續(xù)支柱根的高度變化（空方塊），長／高比的變化（實(shí)心圓）；C. 順著一級(jí)支柱根長軸的樹皮（包括通氣組織）、木質(zhì)部和髓的相對(duì)比例（左），連續(xù)級(jí)別支柱根基部的樹皮（包括通氣組織）、木質(zhì)部和髓的相對(duì)比例（右）。紅樹植物的支柱根

指出以下每個(gè)描述是否正確。

A.支柱根高度和長度/高度比是支柱根級(jí)別的單調(diào)下降函數(shù)

B.在第1 級(jí)支柱根內(nèi)，在橫切面上的木質(zhì)部比例在接近主莖處較大，當(dāng)支柱根接近地面時(shí)木質(zhì)部比例逐漸減少，同時(shí)樹皮和髓的比例增加

C.當(dāng)支柱根級(jí)別從1 變?yōu)? 時(shí)，樹皮和髓比例降低，而木質(zhì)部比例增加

D.相比樹皮和髓，第1 級(jí)支柱根中的支持性功能很可能加強(qiáng)，并具有較低的長度/高度比和較高的木質(zhì)部比例

（待續(xù)）