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        第28屆國(guó)際生物學(xué)奧林匹克競(jìng)賽試題 理論2-4

        2021-12-22 10:12:06佟向軍張雁云王戎疆范六民
        生物學(xué)通報(bào) 2021年3期
        關(guān)鍵詞:雜色果蠅雌性

        佟向軍 張雁云 王戎疆 杜 軍 范六民

        (1 北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 北京 100871 2 北京師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 北京 100875 3 中國(guó)人民大學(xué)附屬中學(xué) 北京 100080)

        理論考試2 共3 h。

        1~17 題:適應(yīng)環(huán)境;18~33 題:生殖與進(jìn)化;34~46 題:疾病與衰弱。

        26.abc 開(kāi)花模式:如圖所示,當(dāng)pistillata、apatela2或agamous基因被敲除時(shí),擬南芥花形成不正確。決定生物體組成部分身份的基因稱為同源異型選擇子(或動(dòng)物中的HOX基因)。HOX基因更向后表達(dá)(朝向肛門),傾向于抑制更向前表達(dá)的(朝向頭部)基因。

        圖1顯示了一個(gè)野生型果蠅(Drosophila melanogaster)頭,一個(gè)具有antennapedia突變;圖2顯示典型的具有agamous表型的裝飾性玫瑰。

        判斷以下每個(gè)陳述是否正確。

        A.與其他基因相比,同源選擇基因傾向于具有小而簡(jiǎn)單的啟動(dòng)子

        B.PISTILLATA表達(dá)是由細(xì)胞決定它們應(yīng)該發(fā)育為花的一部分所必需的

        C.AGAMOUS的表達(dá)導(dǎo)致花分生組織在4 輪之后停止生長(zhǎng)

        D.antennapedia突變是功能喪失或敲除突變

        E.一旦細(xì)胞分化成其最終角色,所有這些基因首先被表達(dá)

        27.求偶的果蠅:果蠅交配中的性取向(雌性與雄性、雄性與雄性、雌性與雌性)由fruitless基因控制。FruitlessmRNA 可以多種方式剪切 (拼接)成FRUITLESS-A 和FRUITLESS-B。研究WT和敲除fruitless的果蠅,以及表達(dá)FRUITLESS-A或FRUITLESS-B 的果蠅的性發(fā)育和性取向。

        果蠅的基因型 雄 雌果蠅外形 果蠅性伴侶 果蠅外形 果蠅性伴侶WT 雄雌雌雄fruitless敲除 雄 雄和雌 雌 雄僅有FRUITLESS-A 雄 雌 雌 雌僅有FRUITLESS-B 雄 雄 雌 雄

        判斷以下每個(gè)陳述是否正確。

        A.Fruitless基因控制果蠅的外形發(fā)育

        B.FRUITLESS-A 導(dǎo)致果蠅向雌性示愛(ài)

        C.FRUITLESS-B 在決定雌性果蠅性取向中發(fā)揮重要作用

        D.FRUITLESS-A 和FRUITLESS-B 在雄性和雌性果蠅中起相同的作用

        28.核心發(fā)育調(diào)節(jié)因子:John Gurdon(1933—)從蝌蚪(圖1)或青蛙(圖2、圖3)中取出分化的細(xì)胞,將其細(xì)胞核轉(zhuǎn)移至去核卵細(xì)胞中。讓這些卵發(fā)育(圖1、圖2),或讓核在更多的去核卵細(xì)胞間傳代(圖3)。他首次人為地克隆了動(dòng)物(爪蟾Xenopus laevis)。

        判斷以下每個(gè)陳述是否正確。

        A.Gurdon 證明成體細(xì)胞含有胚胎發(fā)育所需的所有DNA

        B.細(xì)胞質(zhì)因子足以調(diào)節(jié)細(xì)胞類型

        C.決定細(xì)胞類型的最強(qiáng)大的(不可逆的)調(diào)節(jié)因子,在發(fā)育的早期就開(kāi)啟了

        D.決定細(xì)胞類型的因子可長(zhǎng)時(shí)間對(duì)某些基因起作用

        29.雜色植物:紫茉莉(Mirabills jalapa)葉子上可有白色和綠色混合的色斑,所以它們出現(xiàn)雜色性狀——圖1顯示分支的可能不同顏色,但不一定是這些分支的常見(jiàn)模式。種植雜種植物,綠色、白色或雜色枝條上的花被綠色、白色或雜色枝條的花受精。子代具有以下表型。

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        判斷以下每個(gè)陳述是否正確。

        A.紫茉莉繁殖時(shí),葉綠體可通過(guò)花粉傳播

        B.在植物生長(zhǎng)期間的細(xì)胞分裂中,每個(gè)子細(xì)胞具有相同的基因組成

        C.雜色植株花中的卵細(xì)胞可含有具有不同基因組的不同葉綠體

        D.一個(gè)雜色紫茉莉植株的老枝比年輕枝條更有可能全部是白色或綠色

        30.體外受精:Robert Edwards 爵士(1925—2013)發(fā)明了體外受精(IVF),Douglas Turnbull 爵士發(fā)明了“3 親IVF”:將母親和父親的核DNA 轉(zhuǎn)移至第2 個(gè)女性的去核卵細(xì)胞中。倫理學(xué)男爵夫人Mary Warnock(1924—)使英國(guó)能開(kāi)創(chuàng)最安全和最先進(jìn)的生殖藥物,以抵抗諸如Leigh 綜合征等遺傳疾病。Leigh 綜合征是線粒體基因COX2的突變引起的。肌肉中的線粒體DNA(mtDNA)通常具有以下分布。

        COX2 突變的mtDNA 的百分比(%)健康兒童的健康母親健康母 100 0 Leigh病兒童的親 30~50 50~70健康的兒童 100 0 Leigh病的兒童 <20 >80樣品 野生型mtDNA 的百分比(%)

        判斷以下每個(gè)陳述是否正確。

        A.30%的功能完整的線粒體足以防止患Leigh病

        B.應(yīng)該對(duì)患Leigh 病兒童父親的mtDNA 進(jìn)行COX2突變篩查

        C.如果只有少量的細(xì)胞質(zhì)被意外地隨核DNA轉(zhuǎn)移,3 親IVF 兒童即可免于罹患Leigh 綜合征

        D.快速分裂的組織通常比分裂慢的組織更容易受到mtDNA 突變的影響

        E.從早期IVF 胚胎取一個(gè)細(xì)胞進(jìn)行檢測(cè),可確定著床后胎兒是否會(huì)發(fā)生Leigh 綜合征

        31.嫁接:在本質(zhì)上,不同的植物物種可嫁接在一起。實(shí)驗(yàn):物種A 的枝條嫁接到物種B 的根部。植物葉綠體和核基因組依靠不同的抗生素抗性基因(Kan和Spec)被獨(dú)立轉(zhuǎn)化。獲取來(lái)自枝條、根和嫁接結(jié)合處的單細(xì)胞,然后在加抗生素的瓊脂上生長(zhǎng)。存活細(xì)胞生長(zhǎng)為成體植物。顏色表示植物的表型。

        判斷以下每個(gè)陳述是否正確。

        A.葉綠體可在整個(gè)植物體范圍內(nèi)轉(zhuǎn)移

        B.基因組可在物種之間轉(zhuǎn)移

        C.在圖1的瓊脂板上生長(zhǎng)的植物可與其父母雜交

        D.在圖2的瓊脂板上生長(zhǎng)的植物可與其父母雜交

        32.人類胚胎學(xué):Martin Evans 爵士(1941—)是第1 個(gè)培養(yǎng)胚胎干細(xì)胞 (ESC)(來(lái)自小鼠)的人?,F(xiàn)在已知以下轉(zhuǎn)錄因子:OCT4 決定ESCs 成為外胚層;GATA6 決定ESCs 成為胚外內(nèi)胚層;CDX2 決定ESCs 成為外胚層。在所有先前已知的動(dòng)物研究中,OCT4 和GATA6 僅在內(nèi)細(xì)胞團(tuán)中發(fā)現(xiàn),并且總是互相阻斷轉(zhuǎn)錄,直至細(xì)胞采用一種命運(yùn)為止。此外,沒(méi)有已知?jiǎng)游锛?xì)胞同時(shí)表達(dá)所有3個(gè)標(biāo)記物。然而,近緣種可能有很不相同的胚胎。因此,2016年,英國(guó)科學(xué)家在體外培養(yǎng)人類胚胎達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的14 d,并對(duì)這些轉(zhuǎn)錄因子染色。箭頭標(biāo)記每個(gè)圖像上的相同位置。

        判斷以下每個(gè)陳述是否正確。

        A.OCT4 和GATA6 互相抑制以分化出人類內(nèi)細(xì)胞團(tuán)

        B.人類細(xì)胞團(tuán)之外沒(méi)有發(fā)現(xiàn)OCT4

        C.人類卵黃囊細(xì)胞是以前已知?jiǎng)游锫腰S囊細(xì)胞的典型代表

        D.與粘附其他類型細(xì)胞相比,表達(dá)OCT4 的細(xì)胞彼此之間的粘附更強(qiáng)

        E.從這些圖像可得出結(jié)論,表達(dá)GATA6 的細(xì)胞群在第8 天后改變了其命運(yùn)

        (待續(xù))

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