2007年第十八屆國際生物奧林匹亞競賽

一理論試題 (1

)

中華民國生物奧林匹亞競賽代表團

某人血液經過凝集試驗後產生以下的結 果: 1.下列敘述何者錯誤? 「幾乎對你所過到的每個抗原...

...

0 J A) 你體內已有一群對它有專一性的 B 細胞存在 B) 你體內已有一群它有專一性 T 細胞 受器的 T 輔助細胞存在 C) 你體內已有一群只能攻擊它的吞噬 細胞存在 D) 你體內已有一群抗原專一性的抗體 存在，但尚未大量產生 E) 在遭過時，你能產生一群抗原專一 性的記憶細胞

With anti-A and

anti-B

antibodies

With anti-B

antibodies

With anti-A

antibodies

None

2. 某人血液抹片顯示嗜酸性球數目比正 常為多，下列何者可能發生於他身上? A) 慢性線蟲感染 B) 過敏休克 的白血球減少 D) 對入侵細菌的初始反應 E) 止血作用 由此結果可做下列何種推論? 3. 人類的 ABO 血型可藉是否被抗A 及抗 B 抗體凝集來決定。 陽性凝集反應

陰性凝集反應、

A) 此人血液含有抗 B 抗體 B) 此人父母的血型為 A 型及 O 型 C) 此人不能接受 A 型或 B 型血液的輸 血 D) 此人紅血球的表面有 B 抗原 E) 此人的血液不能輸給 B 型及 O 型的

人

4. 下圖顯示一個糖尿病人血糖的變化情況: 400

血 i:

… )

這 im

度 ~200 150 100 切 o D 斗 2

|糖尿病患|

時間(小時) 當以高醋類飲食測試患者，在三小時後患者血液中葡萄糖濃度高於正常人三倍。但血 液中膜島素的含量並無明顯差異。 A)α 膜島細胞的減少 B)β 膜島細胞的減少 c)膜臟 β 膜島細胞的異常增生 D) 對膜島素受器媒介的信息傳遞感受性降低 E) 對膜島素受器媒介的信息傳遞感受性增加

I

_mH~L*

I

80

( )4φ

c

H伺。-』

F

日的3甸

o

ry

30

60

90

P02

(mm Hg)

5. 下圖顯示血紅素及肌紅素的解離曲線: |肌紅素|

1001

'

,

根據此圖所提供的數據，下列敘述何者正確? A) 在低氧分壓時，肌紅素對氧的親合力高能防止血紅素將氧卸給肌肉 B) 肌紅素對氧的親合力比血紅素高，卸氧是在血紅素卸氧之後 的肌紅素幫助血紅素由肺盡可能多結合氧 D) 血紅素與氧結合緊密，因此避免氧送給骨酪肌使用 E) 在低氧分壓時，血紅素對氧的親合力高能防止肌紅素將氧卸給肌肉 6-8 題:下圖顯示食物代謝過程中的某些途徑

Insulin

dependent

11

phosphatas

Enzyme!

,

p

Inactive

A∞tyl CoA.-之一Fatty

Acyl CoA

.../i

Camitine

Mitochondria

~

=

inhibition

大

的

物

合

化

bk4 -/ 碳?

含高

富門

盯梢

11

勵一-jjι

區那 J 8 8 3 5 一， 5 2 5 1 2

若餐的凹的問日

4U

Glucagon

2\

_dependent

protein kinase

4

抄Fatty

Acid

synthesis

nzvme呵

r-;,..-.:.

Fatty Acyl CoA

應

反

此一一

開明

症

乏

缺

鹼

毒

肉 有 78 、 OA 呼后 U 后 U 『/

J;

.

個低。

JJJJ6

一降 61425

若會的凹的間日

。。

9. 酵母菌的萃取物內含有所有能製成酒

精的酵素，當此萃取物培養在無氧條件

下，當 1 L 培養基內含 200

mM

glucose

,

20 mM ADP

,

40 mM ATP

,

2

mM NADH

,

2 mM NAD+ and 20 mM Pi

(無機磷類) ，酒精會依照下列方程式被 生成， C

₆

H

₁₂

0

₆

一一..

2 C

2

H

5

0H

+

2 CO

2

+

2ATP

E

_02

H

20

E

請問在此條件下，酒精的最高生產量為 何?

A) 2

mM

B)

20 mM

C)

40 mM

D) 200 mM

E)

400 mM

上述三個圖形何者與 ATP 生成所造成 的升溫作用相關

A) only

I

B)

only

II

C)

only

III

D)

I

and

II

E) I

and

III

12. 升溫作用意味著產熱，能量來源是 來自於粒線體內會消耗等量的

NADH

+

H+ 或 FADH2 。此時粒線體 內的質子會穿過粒線體內膜到達粒線 體內外膜間，這樣所造成的質子梯度會 迫使 ATP 生成。檢視下圈，並回答與 ATP 生成或升溫作用的相關問題:

I

,

II

,

III 與 IV 分別為粒線體電子攜 帶者 有關粒線體解偶聯劑 DNP (二硝基萃 醋)如何在糖解作用過程中對粒線體產 生毒害的敘述，何者正確? 13. 下圖為糖解作用的簡圖。有相當多的步 驟在調控糖解作用。最重要的調控步驟 在 phosphofructose

kinase

(以下簡稱 「該酵素 J) ，該酵素會讓 fructose

fructose

6-phosphate 轉化成

1,

6-biphosphate

0 該酵素會被 ATP 變 構性的抑制，但會被 AMP 變構性的 活化。因此細胞內 ATP 與 AMP 的比 例對調節該酵素便顯得相當重要。此 外，低 pH 值會抑制該酵素活性。 Proton ionophore 一 O2 Hp

I

Gly

,

olysis

Gluconeogenesis

"一一-Glucose←\..，~

he間*in.se

I

r

glutose

6- phosphata揖

/可~

Glucose

J\ AOPJt"、~ 6-ph個pilate ./、 H20

Jr

ATP 、，，-- Frud聞@學\...， Pl

phosph

o-

V

6-ph個帥鵬

、你

f 伽r附uc嘟t盼okωl闢酬s叫

A

..___~___

A.

1 ，6-恤.

."/、 FrUd抽os揖e J\Y間叮,

AOP--\'+'

1.

6-

blsphosphate

../

、 H20

D1hyodr帥yacetone

.

---Ar、_ Dlhydroxyac剖，岫

phosphate -

II

p柚sphate

、 Jl ~

(21 Glyoceraldehyde ]-phosphate

(2)P. -J妒叫2)P.

121 NAD+ •....

11...

(21 NAD+

(21 NAOH

+

121 H+

.-1r-

(21 NADH

+

W

(211 ，3-Blsphosphoglyωrate (2IADP 團、11;0+

(2IADP

(2)ATP 唔'II、 (2)ATP

(2)

]·Phosph 呵炒帽個純

Jr

(212·Phosph 呵Iy cerate

Jf

J仰

2釗咐2)GD曲D

、 /imPMZPM 耐.

,.,f

PEP

<8伽xyklna揖

IlIADP\/ …ruvate 、附 pyru糊1e

kinase

Y

't-

121 GTP

A

(21 伽aloae，斜ate

(2lArp

1£ \

l'

--'-\公 -+(2IA 即 --峰 (21 門開圓te

---1

pyruv訓eca吻。xylase

'(2IATP

的 NADH 氧化時，糖解作用效率會增 加 B) 會造成細胞立即死亡

C)

NAD+ 還原增加時，糖解作用效率 會增加 D) 會抑制 phosphoenol pyruvate 轉化 成為 pyruvic

acid

E) 會促進 1 ， 3 biphosphoglycerate 變 成 3-phosphog1ycerate. 14. 獅子以獅群的型式形成穩定的社群，一 般包括 1~2 隻優勢的雄性， 3 隻或 3 隻以上的雌性及牠們的子代。當獅群的 雄性變老或變弱時，則常被其他強壯的 雄性或新的雄性聯合所取代。 根據上文，下列敘述何者正確? I 雌性個體在到達性成熟前即離開其 所出生之獅群 E 雄性一生皆留在其所出生的獅群內

E 雌性一生皆留在其所出生的獅群內 W 新進之優勢雄獅(入侵獲勝之優勢 雄獅)只會殺死獅群中新生之幼雌 獅。 V 雄性在到達性成熟前即離開其所出 生的獅群 VI 新獲勝之優勢雄獅只會殺死獅群中 新生之幼雄獅 W 獅群中之雌性個體問皆無親緣關係 祖新獲勝之優勝雄獅將儘可能殺死幼 獅 E 獅群中之雌性個體間常有親緣關係

A)

I

,

N ,

VI ，四

B)

ill

,

V ，珊， IX 的 ill ， N ， V ， IX

D) IT

, V ,

VI ，四

E)

I

,

IT ，珊，四 I 16. 在淺水中由藍綠茵所造成的多層士塊 稱為「層疊石 J '它們外觀似小岩石， 但卻來自有機質。層疊石非常重要，因 為它們與下列何者相關? 的地球的起源 B) 地球光合自營的起源 的海洋的鐵氧化 D) 在大氣層中產生了臭氧層 E) 生命的起源 17~18 題:某生在溫室針對溫度及光度對植物 CO

₂

交換的影響進行研究。在實驗期間， 細胞呼吸不受光強度的影響，細胞呼吸利用葡萄糖行有氧呼吸。在不同的溫度下，植 物在光照期間對 CO

₂

之吸收及其在無光照之黑暗期 CO

₂

之減少皆被紀錄。在光照期 間光的強度維持一定，故對光合作用而言並非其限制因素。 下表為所收集的資料:

Temp

(0

C)

CO

2

uptake in light*

Loss of CO

2

in dark*

溫度 CO

2

在光照下之吸收量 CO

2

在無光下之流失量

5

0.5

0.2

10υ

0.7

0.5

15

1.

2

0.9

20

1.

9

1.

5

25

2.3

2.6

30

2.0

3.9

35

1.

5

3.3

17. 在有光時，植物在何種溫度下釋放 0

₂

7 的只在 5

-

20°C 的溫度範圍內 B) 只在 20

- 25

°C 的溫度範圍內 的只在溫度超過 20°C 時 D) 只在溫度超過 25 °C 時 E) 在所有的實驗溫度 18. 光合及呼吸作用最佳的溫度範圍在卜 35°C 之間，下列敘述何者正確? A) 光合作用的最佳溫度<異化作用的最佳溫度 B) 光合作用的最佳溫度=異化作用的最佳溫度 的光合作用的最佳溫度>異化作用的最佳溫度 20~21 題:在下方譜系圖中所示為一困擾某家族的稀有疾病。

2

3

4

5

8

7

8

9

10

20. 此一遺傳性疾病最可能的型式 (mode) 為何? 的此一型式為體染色體之隱性基因所致 B) 此一型式為體染色體之顯性基因所致 的此一型式為 X 染色體上的隱性基因所致。 D) 此一型式為 X 染色體上的顯性基因所致 E) 此一型式之遺傳無法推測 2 1.在 l 與 4 二者通婚後其生下第一個小孩是男孩且具有此疾病的機率為何?

A) 112

B) 114

c)

1/

8

D)

1/

16

E) 0

22~23 題:桔棋屬植物 (genus Campanula) 的野生型花色為藍色。當用放射線照射後，

有三個突變株產生白色花瓣，分別註記為 white

1 ' white

2 與 white 3 。外型上無法

區分這些植株，因此無法知道他們是否具有相同的遺傳背景。突變株只在它是同基因 型純的純品系時顯現。當這些突變株與野生型藍色植株交配後結果如下表:

Parental cross

F

1

phenotype

F2 segregation ratio

親代交配 Fl 外表型 _{F2 分離率}

White

1

X

blue

all blue

3/4 blue:

1/

4 white

White 2

X

blue

all blue

3/4 blue:

1/

4 white

White 3

X

blue

all blue

3/4 blue:

1/

4 white

White

1

X

white 2

all white

資料不存在

White

1

X

white 3

all blue

資料不存在

White 2

X

white 3

all blue

資料不存在

22. 利用上述結果，選出正確的敘述:

A) 在 white 1 及 white3 的突變基因為對偶基因，不同於white2 的突變基因 B) 在 white2 及 white3 的突變基因為對偶基因，不同於whitel 的突變基因 c)在 whitel 及 white2 的突變基因為對偶基因，不同於white3 的突變基因 D) 在 whitel 、 white2 及 white3 的突變基因均為對偶基因

23. 在突變種間交配後，請選出正確的基因作用

的完全顯性 B) 上位顯性遺傳 的上位隱性遺傳 的雙基因交互作用

24~25 題:成人紅血球中的血紅素係由兩 個 α﹒球蛋白與兩個科球蛋白分子構 成。鑼型細胞貧血症的原因是在科球 蛋白分子中有一個胺基酸被置換。 1957 年 Vernon

M.

Ingram 與其同僚利用膜 蛋白臨消化法對正常血紅素與鑼型細 胞貧血症血紅素進行胺基酸定序。定序 結果發現正常血紅素與鑼型細胞貧血 症血紅素的戶，球蛋白分子存在著「第 四腔歐」差異。將「第四目生做』進行進 一步的水解，最後得到 6 個水解產物。 (胺基酸的縮寫如後 V=valine ，

H=

histidine

,

L= leucine

,

T= threonine

,

P=

proline

,

E= glutamic acid and

K=

lysine)

﹒正常血紅素的「第四腔歐」的6 個水解 產物為:

V-H

V-H-L

V一-H一一L一一T

T-P-E

T-P-E-E-K

E-K

﹒鑼型細胞貧血症血紅素的「第四腔歐」 的 6 個水解產物為:

V-H

V-H-L

V一-H一一L一-T T一-P-V

T-P-V-E-K

E-K

24. 由以上的結果，請問「第四腔歐』由多 少胺基酸所組成，自 N﹒端算起，第 幾個胺基酸在鑼型細胞貧血症是被取 代的:【注意:只有一個T

(threonine)

存在「第四腔肢」中】 A) 由 8 個胺基酸構成，第6 個胺基酸 位被取代 B) 由 8 個胺基酸構成，第3 個胺基酸 位被取代 的由 7 個胺基酸構成，第6 個胺基酸 位被取代 D) 由 7 個胺基酸構成，第3 個胺基酸 位被取代 E) 由 9 個胺基酸構成，第6 個胺基酸 位被取代 25. 下方為正常血紅素的「第四腔肢」的部 分 DNA 序列:

TGAGG~CTCC~CTTCAGA

鑼型細胞貧血症血紅素的發生突變的

區域用長方形([二二::J)標記出來。

請問下列何者為最適當的鑼型細胞貧 血症血紅素的部分 DNA 序列:

的 TGAGG~CTTCAGA

B)

TGAGGk\CTA臼TCTTCAGA

C)

TGAGG~CACC~CTTCAGA

D)

TGAGG~CTTCAGA

E)

TGAGG~互f9rCTTCAGA

26~28 題:下圖代表一個成人的腎元 己二二三:>

X

2

3

4

•

26. 在哪些位置中的爐液對血液是高張 的?

A) 1 and 3 only

B) 1

,

2and 3

c)

2 and 3 only

D) 4 only

E) 3 and 4

27. 在哪些位置中的訥可由濾液中再吸 收?

A) 1 only

B) 1 and 2 only

C) 1

,

2 and 3

D) 1

,

2 and 4

E) 4 only

28. 空心箭頭顯示血流進入腎小球的方 向，若血管的直徑在 X 點縮小，會發 生何種結果? A) 尿液中會出現更多的訥 B) 水的再吸收會降低 C) 超過濾作用的速率會增加 D) 尿液產生的速率會降低 E) 尿液中會出現葡萄糖 (續)

轉載自:中華民國生物奧林匹亞委員會網站National

Biology

Ol

ympiad

,

Taiwan

,

R.O.C

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