第28届国际生物学奥林匹克竞赛试题 理论2-4

佟向军 张雁云 王戎疆 杜 军 范六民

（1 北京大学生命科学学院 北京 100871 2 北京师范大学生命科学学院 北京 100875 3 中国人民大学附属中学 北京 100080）

理论考试2 共3 h。

1～17 题：适应环境；18～33 题：生殖与进化；34～46 题：疾病与衰弱。

26.abc 开花模式：如图所示，当pistillata、apatela2或agamous基因被敲除时，拟南芥花形成不正确。决定生物体组成部分身份的基因称为同源异型选择子（或动物中的HOX基因）。HOX基因更向后表达（朝向肛门），倾向于抑制更向前表达的（朝向头部）基因。

图1显示了一个野生型果蝇（Drosophila melanogaster）头，一个具有antennapedia突变；图2显示典型的具有agamous表型的装饰性玫瑰。

判断以下每个陈述是否正确。

A.与其他基因相比，同源选择基因倾向于具有小而简单的启动子

B.PISTILLATA表达是由细胞决定它们应该发育为花的一部分所必需的

C.AGAMOUS的表达导致花分生组织在4 轮之后停止生长

D.antennapedia突变是功能丧失或敲除突变

E.一旦细胞分化成其最终角色，所有这些基因首先被表达

27.求偶的果蝇：果蝇交配中的性取向（雌性与雄性、雄性与雄性、雌性与雌性）由fruitless基因控制。FruitlessmRNA 可以多种方式剪切 （拼接）成FRUITLESS-A 和FRUITLESS-B。研究WT和敲除fruitless的果蝇，以及表达FRUITLESS-A或FRUITLESS-B 的果蝇的性发育和性取向。

果蝇的基因型 雄 雌果蝇外形 果蝇性伴侣 果蝇外形 果蝇性伴侣WT 雄雌雌雄fruitless敲除 雄 雄和雌 雌 雄仅有FRUITLESS-A 雄 雌 雌 雌仅有FRUITLESS-B 雄 雄 雌 雄

判断以下每个陈述是否正确。

A.Fruitless基因控制果蝇的外形发育

B.FRUITLESS-A 导致果蝇向雌性示爱

C.FRUITLESS-B 在决定雌性果蝇性取向中发挥重要作用

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

28.核心发育调节因子：John Gurdon（1933—）从蝌蚪（图1）或青蛙（图2、图3）中取出分化的细胞，将其细胞核转移至去核卵细胞中。让这些卵发育（图1、图2），或让核在更多的去核卵细胞间传代（图3）。他首次人为地克隆了动物（爪蟾Xenopus laevis）。

判断以下每个陈述是否正确。

A.Gurdon 证明成体细胞含有胚胎发育所需的所有DNA

B.细胞质因子足以调节细胞类型

C.决定细胞类型的最强大的（不可逆的）调节因子，在发育的早期就开启了

D.决定细胞类型的因子可长时间对某些基因起作用

29.杂色植物：紫茉莉（Mirabills jalapa）叶子上可有白色和绿色混合的色斑，所以它们出现杂色性状——图1显示分支的可能不同颜色，但不一定是这些分支的常见模式。种植杂种植物，绿色、白色或杂色枝条上的花被绿色、白色或杂色枝条的花受精。子代具有以下表型。

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判断以下每个陈述是否正确。

A.紫茉莉繁殖时，叶绿体可通过花粉传播

B.在植物生长期间的细胞分裂中，每个子细胞具有相同的基因组成

C.杂色植株花中的卵细胞可含有具有不同基因组的不同叶绿体

D.一个杂色紫茉莉植株的老枝比年轻枝条更有可能全部是白色或绿色

30.体外受精：Robert Edwards 爵士（1925—2013）发明了体外受精（IVF），Douglas Turnbull 爵士发明了“3 亲IVF”：将母亲和父亲的核DNA 转移至第2 个女性的去核卵细胞中。伦理学男爵夫人Mary Warnock（1924—）使英国能开创最安全和最先进的生殖药物，以抵抗诸如Leigh 综合征等遗传疾病。Leigh 综合征是线粒体基因COX2的突变引起的。肌肉中的线粒体DNA（mtDNA）通常具有以下分布。

COX2 突变的mtDNA 的百分比（%）健康儿童的健康母亲健康母 100 0 Leigh病儿童的亲 30～50 50～70健康的儿童 100 0 Leigh病的儿童 ＜20 ＞80样品 野生型mtDNA 的百分比（%）

判断以下每个陈述是否正确。

A.30%的功能完整的线粒体足以防止患Leigh病

B.应该对患Leigh 病儿童父亲的mtDNA 进行COX2突变筛查

C.如果只有少量的细胞质被意外地随核DNA转移，3 亲IVF 儿童即可免于罹患Leigh 综合征

D.快速分裂的组织通常比分裂慢的组织更容易受到mtDNA 突变的影响

E.从早期IVF 胚胎取一个细胞进行检测，可确定着床后胎儿是否会发生Leigh 综合征

31.嫁接：在本质上，不同的植物物种可嫁接在一起。实验：物种A 的枝条嫁接到物种B 的根部。植物叶绿体和核基因组依靠不同的抗生素抗性基因（Kan和Spec）被独立转化。获取来自枝条、根和嫁接结合处的单细胞，然后在加抗生素的琼脂上生长。存活细胞生长为成体植物。颜色表示植物的表型。

判断以下每个陈述是否正确。

A.叶绿体可在整个植物体范围内转移

B.基因组可在物种之间转移

C.在图1的琼脂板上生长的植物可与其父母杂交

D.在图2的琼脂板上生长的植物可与其父母杂交

32.人类胚胎学：Martin Evans 爵士（1941—）是第1 个培养胚胎干细胞 （ESC）（来自小鼠）的人。现在已知以下转录因子：OCT4 决定ESCs 成为外胚层；GATA6 决定ESCs 成为胚外内胚层；CDX2 决定ESCs 成为外胚层。在所有先前已知的动物研究中，OCT4 和GATA6 仅在内细胞团中发现，并且总是互相阻断转录，直至细胞采用一种命运为止。此外，没有已知动物细胞同时表达所有3个标记物。然而，近缘种可能有很不相同的胚胎。因此，2016年，英国科学家在体外培养人类胚胎达到创纪录的14 d，并对这些转录因子染色。箭头标记每个图像上的相同位置。

判断以下每个陈述是否正确。

A.OCT4 和GATA6 互相抑制以分化出人类内细胞团

B.人类细胞团之外没有发现OCT4

C.人类卵黄囊细胞是以前已知动物卵黄囊细胞的典型代表

D.与粘附其他类型细胞相比，表达OCT4 的细胞彼此之间的粘附更强

E.从这些图像可得出结论，表达GATA6 的细胞群在第8 天后改变了其命运

（待续）