2010年第廿一屆國際生物奧林匹亞競賽--理論試題(2)

2010 年第廿一屆國際生物奧林匹亞競賽

一理論試題 (2)

中華民國生物奧林區亞競賽代表團

A7. 有關細胞分裂週期中，粒線體 DNA 含量的變化，下列何者正確? 吉 2+ / - ‘ ::I I J

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…

8.

DNA 解旋酪是一種能在 DNA 複製過程中將雙股打開變成單股的重要酵素。下框 為某科學家研究該酵素特性的實驗說明。

〈圖 a> 一段 6 kb 的單股 DNA (ssDNA) 黏合了一段被放射線標定過的短互補

ssDNA (300

bp) 。這段黏合 DNA 經由下列 3 種方式: DNA 解旋酪處理、直接加熱 處理、煮沸過的 DNA 解庭酪處理。分別進行 DNA 電泳分析.<圖 b> 為電泳膠體 經過自動放射顯影結果。(本實驗前提為 DNA 解旋酪處理時有提供 ATP 作為能畫 來源)

a

Radioactively labelled 300bp ssDNA

放射線標定過的 短互補 ssDNA

(300 bp)

•

-b

-DNA

migration

DNA 移動 方向 自動故射攝影

Autoradiography

Unlabelled 6kb ssDNA

未標定的 6kb 軍毆 DNA(ssDNA)

有關實驗的敘述，下列何者正確? (A) 膠體上端的放射線帶是 6.3kb

ssDNA

(B) 膠體下端的放射線帶是 300

bp DNA

(c)若黏合過的 DNA 只受到 DNA 解旋酪處理，結果將如<圓 b> 第 3 行所示 (D) 若黏合過的 DNA 只受到直接加熱處理，結果將如〈圖 b> 第 2 行所示 (E) 若黏合過的 DNA 只受到煮沸過的 DNA 解隨臨處理，結果將如〈圓 b> 第 l

行所示

A9. 下圖為植物受到 ABA( 離層素)處理後，利用生物晶片進行基因表現分析的圖說。 有關生物晶片實驗，下列何者錯誤? (A) 實驗組與對照組在生物晶片上提供相同量的互補 DNA 進行競爭性雜交 (B) 實驗組中被 ABA 刺激表現的基因會出現紅色 (C) 因為使用的不同的顏色，所以可以進行基因表現分析 (D) 生物晶月實驗可以得知基因表現情況

(E) 實驗步聽包括反轉錄與雜交反應

2010 年第廿一屆國際生命科學奧林匹亞競賽一理論試題 (2) ABA 貪圖食組

ABA treatment

對照組

No ABA treatment

RNA Isolation

紅色螢光 核苦酸

Fluorescent

(re

d)

nucleotides

Fluorescent labeled

eDNA

紅色螢光 標定的互補 DNA

刊r)J)

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r-zb

.

茍型計

rl

Mix cDNAs

a且d

r1

apply to microarray

|

混合互補 DNA

•

進行生物晶片分析 抽取 RNA

Fluorescent

labeled 介盯住。令1

cDNA

----,

,..- - .LJ 線色螢光 標定的互補 DNA 錄色螢光 核苦酸

Fluorescent

門r"o_r"o 玲在二1

(green) nucleotides

-~oo一-/ . " "

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DNA micmarrav

nyonmzanon

J 雜交反應

。NA

生物晶片

三步

掃描 植物解剖學及生理學 AIO. 在開花植物中，自體不相容( SI) 是避免自花授粉最常見的機制，它是由具有多個對 偶基因的單一基因座 S 所調控。若為配子體自體不相容 (OSl) 型式，花粉的不相 容性是由單倍體花粉在基因座 S 的基因型來決定。若為拍子體自體不相容 (SSI) 型 式，則是由二倍體花粉壁的 S 基因型來決定。下表顯示兩個人工雜交植物的 SI 型及 花粉/花柱 S- 基因之基因型。 S ，及 S2 對偶基因在花粉壁上是共顯性。

SI type

Expressed

genotype 表現的基因型

自體不相容型式

Pollen of plant

I

Style of plant 2

植物 l 的花粉 植物 2 的花柱

OSI

S

,

or

Sz

SZS3

II

osr

Sz

or S3

SZS3

III

ssr

S

,

or

Sz

S

,

S3

下列哪種雜交方式可成功完成受精作用?

(A) [and II

(8)

rand

lTI

(C)

r and IV

(D) II and III

(E)

II and IV

All 光敏素是與光週期性有關的植物光接受器之一，因吸收光譜不同，它有兩種不同型 式:吸收紅光的 P

_r

與吸收遠紅光的 P fr 。以下質驗在植物生長的黑暗期間給予不同 光照組合[其中:白光 (W)，紅光 (R)， or 遠紅光 (FR)] 或在光照期間給予黑晴處 理，測試如何影響植物開花。下圖顯示實驗結果。

Darkne

w

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5

W峙悍做錯

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₂

₃

₄

₅

₆

₇

₉

根據此實驗，下列對光控制開花的解釋或推測何者正確? (A) 只要總夜長超過 12 小時(在 24 小時晝夜期間) ，不論是否有光中斷，植物皆可 開花 (B) 此植物可能是短日照植物，須有特定長度的連續黑暗期才能開花。 (C) 在實驗 3 若將白光改用撞車工光處理，植物會開花。 (D) 在實驗 4 處理，植物會開花。 在實驗 5 處理，植物不會開花。

(E)

AI2 下列敘述何者正確地描述出開花植物之細胞與器官的分化與發育? (A) 細胞移動是器宮發生重要機制之一。 (8) 後胚胎發生是一種生長過程，且所有植物器官皆於胚胎發生期間已預先形成。 (c)植物組織的全功能性使植物得以藉由再分化而發育成完整植株，而不須經由

2010 年第廿一屆國際生命科學奧林匹亞競賽一理論試題(2)

去分他過程。

(E)

(D) 細胞分裂的方向決定細胞類型及功能。

在決定器官發育時，遺傳訊息的影響力還大於環境因子的作用。

AI3 圖 a 顯示黨糖與 IAA 誘導細胞生長、圖 b 顯示 IAA 誘導芽鞘細胞延長及細胞壁酸1t 的變化。根據這些結果，配合事實上這些過程會因低溫或加人蛋白質合成抑制劑而 延遲， r 酸生長假說」被認為是解釋植物生長素誘導細胞生長的最佳模式。

a

b

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10 20 30

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180 個 。 D 160 官 。

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下列何者敘述正確?

(A)

IAA 會促使質子被送出細胞壁，以合成細胞延長時所需之ATP 0

(8)

JAA 誘導的細胞壁酸他是需ATP 的過程，且可能因加人代謝抑制物處理而延遲

(c)

IAA 誘導的細胞壁鬆她主要是因酸1t 誘使細胞壁蛋白質共價鍵的弱化所造成的

(D)

JAA 或煎糖誘導的細胞壁延長具有相似的作用機制，例如細胞壁酸性增加而造

成膨壓改變。

(E)

細胞延長時，細胞壁的酸他及刺激是一種IAA 專一性的過程，故在沒有 IAA

的情況下，即使處理Fusicoccoin (質子幫浦的促進劑)也無法促使其延長。

A 14.

Rubisco 是植物固碳作用的重要酵素，除了有主要的矮化反應之外，此酵素也可催

他氧他反應。對7.K生植物而言，氧 t 反應的頻率須依賴在水中反應物 CO

₂

_及

O

₂

的 相對濃度，而該濃度 受溫度影響。以下兩圍是空氣溶在水中的 CO

₂

_及

O

₂

'圖 a

b

顯示絕對濃度，圖 b 顯示相對濃度。

a

:::::::

0.06

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0.051

o

0.041

夸 0.031 ~

0.021

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---

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[(σSNOQ}

﹒

35"e

25"e

15°e

5"e

35"e

25"e

下列何者敘述正確? (A) 氧化反應的頻率隨溫度升高而下降。

(B) 空氣溶在水已達平衡之下，溫度對 CO

2

相對濃度改變之影響較對

O

2

者大

Rubisco 對 O

2

的親和性較對 CO

2

者高

(C)

Rubisco 僅可催他氧化及矮化反應其中之一。 (D) 維管束植物中，在90°C 下， 此對溫度敏蹋的現象僅適用於沉水性的植物。

(E)

A15.如下圖所示，燕麥幼苗在黑暗中生長。在芽鞘的右側單向照射藍光，一塊含有Ca2+ 藍光

+一-Blue

light

的洋菜膠貼附在根尖延長區之下方。

e

址

鞘叫‘

芽

ω

',

i

o

c

)

延長區

Elongation zone

Ca2+-containing agar block

根

Root

含有 C a2+的

洋菜膠塊

4-day-old

oat seedling

四天大的

燕賽幼苗

2010 年第廿一屆國際生命科學奧林匹亞競賽一遑論試題 (2) 幾天之後，下列燕麥幼苗的彎曲反應，何者正確?

芽鞘

(A) 向光彎曲 (B) 向上生長 (C) 背光彎曲 (D) 向光彎曲 (E) 向上生長 根

向 Ca

2

_{+洋菜膠方向彎曲}

向 Ca

2

_{+ 洋菜膠方向彎曲}

向 Ca

2

_{+洋菜膠方向彎曲}

向下生長

遠離 Ca

2

_{+洋菜膠方向彎曲}

動物解剖與生理

A

16 如左下圖所示，神經元 (N) 直接接收來自兩個不同神經末稍的訊號 (a 和 c) ，神經 末稍 (b) 則是和神經末梢 (a) 形成突觸連結。右下圖則顯示神經元 (N) 在接收上 述三種突觸前神經末稍 (a 、 b 、 c) 的訊號後，所記錄到的神經元 (N) 之突觸後電位 變化。 神靈元N使慎獨復 電位值 u

Z

:.o~ 9-二

ES

L... 主--- threshold 國值

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_{potential 靜止電位}

豆豆川

+

+

+

---·0 ...

a+b

c

time (mse

c)

時間(msc:c)

a

有關這些突觸之訊息傳遞的敘述，下列何者正確?

1.

同時刺激神經末梢 (a) 和 (c) 時，神經元 (N) 有機會產生動作電位。

1

1.

神經末稍 (b) 所釋放的神經傳導物質可能是抑制性的。 III. 單獨刺激神經末梢 (b) 時，可在神經元 (N) 記錄到一個抑制性突觸後電位(l PSP) 。 I V.同時刺激神經末稍 (b) 和 (c) 時，神經元 (N) 所可記錄到的興奮性突觸後電位 (EPSP) 會比單獨刺激神經末稍 (c) 時還要弱小。 (A) 只有 I 和 11 (B) 只有 l 和 IV (C) 只有 II 和 III

(D) 只有 III 和 IV

(E) 卜[J和 III

A17. 將非洲爪蟾的囊胚期胚胎之動物極帽細胞取下，並培養在含有不同濃度之活他素的 培養液中，如下圖表所示，發現這些細胞能在不同濃度的活他素中分化成不同的組

織或細胞型態。

Concentration of

Tissues or cells

activin in medium

differentiated

囊胚 培養液中的

_{分化之組織或}

B|astuh

_animal

-p/hoj/e動f一物一極~\、\一\致per朋ecst為oudm外ep『胚鬥tt1層

ve

活他素濃度 細胞型態

a

(control 對照)

epithelial cells

er鬥1

息學

皮膜細胞

- 0.1 ng/mL

blood cells

血球細胞

- 1 ng/mL

Muscles

medium培養被 肌肉

vegetal

pole 植物極

_{- 10 ng/mL}

_Notochord

脊索

- 100 ng/mL

Heart

心臟

有關本實驗之敘述，下列何者/或哪些正確?

I.

不同濃度的活他素可以誘導外胚層組織分化出內胚層組織。

1

1.

動物極帽細胞的命運早在囊胚期以前就決定 7 。 Ill.原始動物極帽細胞可分化成皮膜組織。

IV

若處理高濃度的活他素，植物極細胞也可以分化成肌肉和心臟組織。 (A) 只有 I (B) 只有 III (C) 只有 l 和 III (D) 只有 II 和 IV (E) 卜 II 和 III (待續)