2016年全国中学生生物学联赛答案及详细解析

第1页2016年全国中学生生物学联赛试题解析1.【解析】D细菌鞭毛的结构和化学成分都与真核细胞的鞭毛完全不同，不存在9+2的微管型式，而是由2～5条，宽约40～50埃的微丝组成，其蛋白质成分是鞭毛蛋白。除螺旋体外，其他细菌的鞭毛都没有质膜包被。虽然它们的基底也深入到原生质内的颗粒中，但这种颗粒与基粒毫无相似之处。细菌鞭毛运动的能源不是ATP，据认为是来源于细胞膜的电子传递系统产生的一种电化学梯度。细菌鞭毛的结构由基体（Basalbody）、钩形鞘（Hook）和鞭毛丝（Filament）构成。G+菌仅有S、M两环，G-菌有S、M、L、P四个环。而钩（Hook）的存在使得鞭毛丝可以360°旋转，这也是真核原核运动形式的一点不同。因此本题A对，自然错的是D，简单得很。而BC都是对的。我知道你们觉得基体有些坑，然而这只是因为真核的鞭毛基部那个中心粒变来的毛基体有时候也叫基体（kinetosome），然而只是它和basalbody恰巧都被翻译成了基体而已，并不是一个东东。2.【解析】B甾类激素为疏水的脂溶性分子，可以自由出入细胞膜。靶细胞具有专一的细胞质受体，可与激素形成复合物，导致三维结构甚至化学性质的变化，而其它三类都有细胞表面受体。如神经递质可以有配体门控离子通道，多肽类激素不能跨膜，而生长因子受体如表皮生长因子受体EGFR本身具有酪氨酸激酶活性，可通过膜上的酶偶联受体传递信号到细胞内。3.【解析】BD经典考研题原题。原题单选，答案只有B。非组蛋白是指细胞核中组蛋白以外的酸性蛋白质。它是一类不均一的蛋白质，约有500多种不同的组分；一般说来，所含酸性氨基酸超过碱性氨基酸，故呈酸性，带负电荷。另外，非组蛋白常常是被磷酸化的。非组蛋白不仅包括以DNA作为底物的酶，也包括作用于组蛋白的一些酶，如组蛋白甲基化酶；此外还包括DNA结合蛋白、组蛋白结合蛋白和调节蛋白。由于非组蛋白常常与DNA或组蛋白结合，所以在染色质或染色体中也有非组蛋白的存在，如染色体骨架蛋白。由于非组蛋白具有调节作用，所以它们是异质性的，具有组织特异性和发育阶段的特异性，且在活动染色质中的含量要比在不活动染色质中的含量高。非组蛋白具有多方面的重要功能，它是一类特异的转录调控因子，参与基因的选择性转录表达。包括基因表达的调控和染色质高级结构的形成。如帮助DNA分子折叠，以形成不同的结构域；协助启动DNA复制，控制基因转录，调节基因表达等。组装核小体的是组蛋白完成的，A不对。非组蛋白中的组蛋白甲基化酶可以通过甲基化作用调节常染色质与异染色质之间的转化（染色质重建的过程这里就不多说了），但不能说非组蛋白自身是异染色质的主要成分，因为常染色质与异染色质两者结构上连续，化学性质上没有显著差异，只是核酸螺旋化程度（密度）不同而已。因此C也不对。其实协助DNA卷曲成染色体的过程也主要是组蛋白在帮助DNA卷成核小体的稳定结构，但非组蛋白也参与了DNA分子折叠，同时考虑到染色体骨架（scaffold）在染色体包装时为染色质提供了锚定位点，而它也是一种非组蛋白，故可以把D也算上。4.【解析】A无需解释。5.【解析】B花生细胞不存在中心体，纺锤体还是有的。线粒体提供能量那是都需要，但非直接。6.【解析】BC果蝇唾腺染色体处于体细胞染色体联会配对状态（somaticsynapsis）。并且唾腺染色体经过多次复制而并不分开，每条染色体大约有1000—4000根染色体丝的拷贝，所以又称多线染色体（巨大染色体）。减数I前期同源染色体也会配对，减数II前期就没有同源染色体了。有丝分裂前期自然一般没有。7.【解析】BD大肠杆菌原核，酵母菌真核，二者都有细胞壁，但大肠杆菌没有核而酵母DNA与蛋白结合。大肠杆菌染色体DNA环状，而酵母菌线粒体里也有环状DNA。8.【解析】ABrefeldinA即布雷非德菌素A，是一种大环内酯类抗生素，由布雷正青霉菌等真菌组织第2页产生。布雷非德菌素A能通过阻止COPII被膜小泡的形成来抑制从内质网到高尔基体的蛋白质转运。所以涉及COPII小泡的细胞器会受到影响，而其它膜性细胞器并不会。故发生变化的有膜泡、溶酶体和细胞膜。9.【解析】D（A）等电点的大小与蛋白质中AA的种类和数量有关，同时也受到介质中离子强度的影响。一种蛋白质的滴定曲线形状和等电点，在有中性盐存在下可发生明显变化，这是由于蛋白质分子中的某些解离基团可以与中性盐中的阳离子如Ca2+、Mg2+或阴离子如Cl-、HPO43-相结合，因此观察到的蛋白质等电点在一定程度上决定于介质中离子的组成。蛋白质在纯水中的带电状态则没有其它离子干扰，完全由蛋白质分子本身H+的解离和结合来决定，这种条件下的等电点（使蛋白质分子正负电荷相等的pH）称为等离子点。蛋白质的等电点可以有很多个，而等离子点只有一个，因此等离子点是蛋白质的特征性常数。某一蛋白质的pI大小与该蛋白质结构（空间构象）有关的，而与环境pH无关。等电点的异质性在重组蛋白中表现明显，等电点聚焦时出现多条带现象，便可能是蛋白空间构象差异（如二硫键错配）所致，其本质原因无外乎蛋白中的解离基团受邻近电荷影响，其pKa值发生移动。因此可见，蛋白质分子的结构是有可能影响到等电点值的。答案D虽然给的是大小与形状，但也勉强靠点谱，而pH是一定不会有影响的。答案值得商榷。10.【解析】B非竞争性抑制剂与底物结合酶的部位不同，增大底物浓度也无法解除其对酶活性的抑制，它不造成Km的增加。只有B是对的。11.【解析】BDADEK脂溶性，其中D甾，AEK萜类。B族与C水溶。12.【解析】D搬运基本概念。1型糖尿病，原名胰岛素依赖型糖尿病，多发生在儿童和青少年，也可发生于各种年龄。起病比较急剧，体内胰岛素绝对不足，容易发生酮症酸中毒，必须用胰岛素治疗才能获得满意疗效，否则将危及生命。引发原因较多，如：1.自身免疫系统缺陷在1型糖尿病患者的血液中可查出多种自身免疫抗体，如谷氨酸脱羧酶抗体(GAD抗体)、胰岛细胞抗体（ICA抗体）等。这些异常的自身抗体可以损伤人体胰岛分泌胰岛素的B细胞，使之不能正常分泌胰岛素。2.遗传因素目前研究提示遗传缺陷是1型糖尿病的发病基础，这种遗传缺陷表现在人第6对染色体的HLA抗原异常上。研究提示：1型糖尿病有家族性发病的特点——如果你父母患有糖尿病，那么与无此家族史的人相比，你更易患上此病。3.病毒感染可能是诱因许多科学家怀疑病毒也能引起1型糖尿病。这是因为1型糖尿病患者发病之前的一段时间内常常有病毒感染史，而且1型糖尿病的发生，往往出现在病毒感染流行之后。如那些引起流行性腮腺炎和风疹的病毒，以及能引起脊髓灰质炎的柯萨奇病毒家族，都可以在1型糖尿病中起作用。4.环境因素环境因素包括了上面的病毒感染，也包括婴儿期牛奶喂养、预防接种疫苗、气候、地理、氧自由基、一些灭鼠药、毒素、以及应激等，它们均可能促使1型糖尿病发病，具体机制科学家正在研究之中。从此看来，BC是有关的，A其实包括了一部分的D（牛奶喂养）。综合考虑，选D。13.【解析】C既然都说最了，那就选与对照组I相比最显著的IV（双心，P小于0.01）题中图出自文献：不同剂量STZ诱导小鼠糖尿病模型的发病机制,吉林大学学报(医学版),2003,32,432.链脲佐菌素（streptozotocin）是一种氨基葡萄糖-亚硝基脲，是一种DNA烷基化试剂，能通过GLUT2葡萄糖转运蛋白（GLUT2glucosetrasportprotein）独自进入细胞。对胰腺胰岛胰岛素诱发的β-细胞具毒性。14.【解析】ACD（BC）为探清糖尿病病因，建立理想的DM（糖尿病，diabetesmellitus）第3页动物模型是十分必要的。动物模型也可以筛选降糖药物，可以为中医药治疗糖尿病提供实验依据。糖尿病模型的建立方法很多，如手术法、药物法、自发性DM、转基因动物法等。国外多采用自发倾向的糖尿病近交系纯种动物制作糖尿病模型，如BB(BioBreeding)鼠，DB(Diabetes)鼠和NOD(Non--ObesityDiabetes)鼠。国内多用传统的药物法诱导急性糖尿病模型，诱导的化学药物主要为链脲佐菌素(Streptozotoein,STZ)和四氧嘧啶(AUoxan,ALX)。由此可见，该方法的主要目的是为了建立DM模型鼠，用于研究糖尿病的分子机理并开发糖尿病的治疗药物。如本题表格出处文献便是在研究不同剂量STZ所诱导的小鼠糖尿病模型的发病机制不同。首先大剂量(80mg·kg-1)STZ可使胰岛β细胞大量破坏，胰岛素分泌明显下降，因而血糖迅速升高，最终导致糖尿病的发生，但其自身抗体并未呈现明显变化，随着时间推移，血糖又有下降的趋势，可能是由于胰腺腺泡细胞转化为胰岛β细胞所致。而小剂量STZ可能由于仅破坏部分胰岛β细胞，其他未被破坏的胰岛β细胞可代偿这些损伤的细胞，因此血糖早期升高不明显，但随着破坏细胞释放出自身抗原，产生自身抗体，继而引起针对胰岛的自身免疫性损伤。Ⅱ组和Ⅲ组中成熟的T淋巴细胞的功能增强的结果进一步证明小剂量STZ多次注射所诱导的糖尿病有免疫应答的参与；而胸腺细胞不成熟的T淋巴细胞的功能抑制很可能是STZ通过某种机制干扰胸腺功能所致。由于两种不同类型的糖尿病最主要的区别就在于是否有自身免疫的参与，因此，大剂量(80mg·kg-1)STZ多次注射可诱导小鼠产生2型糖尿病，而小剂量STZ多次注射则产生的是1型糖尿病。因此，该方法可探究糖尿病的发病机制，并测试相关药物与临床治疗的效果，但无法用于替代病毒感染诱发的糖尿病，至于β细胞死亡的分子机制，已经是比较清楚的背景知识，故个人认为AD是理想的研究类型，答案值得商榷。15.【解析】A草酰乙酸一般的来源：1.苹果酸再生为草酰乙酸：三羧酸循环中生成的苹果酸在脱氢酶的催化下再生为草酰乙酸；2.由丙酮酸生成：在羧化酶的催化下，丙酮酸生成草酰乙酸；3.由磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）生成：PEP在羧激酶的催化下，可生成草酰乙酸；4.天冬氨酸生成：天冬氨酸在转氨酶的催化下,生成草酰乙酸。谷氨酰胺脱氨基产谷氨酸，再脱氨基产α-酮戊二酸，丙酮酸氧化脱羧产乙酰辅酶A，这俩都不搭边。而三羧酸循环的中间产物草酰乙酸一直在循环，本身并无量的变化。就像我们不能说催化剂是反应物生成的一个道理，苹果酸的脱氢也不能说是草酰乙酸的主要来源。草酰乙酸的补充主要来自于丙酮酸的直接羧化。因此选A。16.【解析】A真核生物一般核基因为单顺反子。当然，也有多顺反子的特例，比如C.elegans共有13500个基因，约25%的是多顺反子。其多顺反子及剪接加工过程如下：17.【解析】ArRNA是细胞内含量最多的RNA。rRNA和蛋白质一同构成核糖体，核糖体是细胞内蛋白质合成的场所。虽然rRNA才是那个起催化作用的，但不能说它就是场所。rRNA含有修饰碱基，要不然snoRNA的BoxC/D和BoxH/ACA在干啥？因此本题选A。18.【解析】ABCDATCase，课上讲过的原例，齐变序变都还清楚吧？第4页19.【解析】A上面17题已回答过了。20.【解析】C免疫球蛋白与激素分泌，水解酶在溶酶体，都是来自附着核糖体；过氧化物酶体来自游离核糖体。北大次次考这个。。。因此选C。21.【解析】A蜜汁图片质量被吐槽为锅贴~物理右手螺旋定则抓一抓。左图为右手螺旋，右图为左手螺旋，中间图为一个单链左手螺旋和一个单链右手螺旋交叉形成，因此选A。22.【解析】D固氮生物有独特的控氧能力，如异形胞，如没有PSII，如豆血红蛋白，所以对自养异氧需氧厌氧各种同化异化类型都没有限制。23.【解析】BCDA肯定不行，BC肯定可以。酵母有酵母表达系统（巴斯德毕赤酵母P.Pichia表达系统），通过质粒如pPICZαC等可实现组氨酸合成相关基因的转入（假设选项意思是成功表达了），因此也能生长。24.【解析】D大肠杆菌是革兰氏阴性菌，细胞壁中肽聚糖含量低，而脂类含量高（但肽聚糖和脂多糖还都是有的！）。因此当用乙醇处理时，脂类物质溶解，细胞壁通透性增强，使龙胆紫极易被乙醇抽出而脱色；再度染上复染液番红的时候，便呈现红色了。革兰氏阴性菌的细胞壁仍然有N