2011 年第廿二屆國際生物奧林匹亞競賽--理論試題(4)

2011 年第廿二屆國際生物奧林匹亞競賽

--理論試題

(4)

中華民國生物奧林匹亞競賽代表團

理論試題：

B 卷

III.

動物解剖學和生理學(續)

B21. 下 列有 關 動 物 對溫 度 適 應 的敘 述 ， 何 者正 確 ？ (A) 藍 鰭鮪 可 調 升 其核 心 溫 度 ，因 此 是 一 種內 溫 型 動 物 (B) 冰 魚終 生 生 活 於充 滿 冰 塊 的冰 水 中 其 體溫 極 為 穩 定， 因 此 冰 魚是 一 種 恆 溫動 物 (C) 發 抖能 幫 助 哺 乳動 物 產 熱 ，可 由 下 視 丘來 控 制 (D) 棕 色脂 肪 組 織 能供 應 能 量 給骨 骼 肌 以 幫助 哺 乳 動 物產 熱 (E) 棕 色脂 肪 細 胞 富含 粒 線 體 可產 生 熱 B22. 維持血糖濃度對正常生理功能極為重要，由神經及內分泌系統調控，下圖顯示在生理 壓力下或血糖過低時所產生的兩種不同結果。用下圖中的適當字母代碼來完成在答案 卷上的表格。

構 造/激 素 Answer 胰 島 的 α 細 胞 Do not answer here

【 寫 在 答 案 紙 上 】 胰 島 素 肝 臟 腎 上 腺 髓 質 腎 上 腺 皮 質 素 B23－ B24 為題 組 B23. 正 常的 精 子 形 成過 程 及 雄 性激 素 的 分 泌受 到 男 性 的激 素 所 調 控。 雄 性 不 孕症 的 發 生 可 能 是 因 激 素 的 調 控 受 到 干 擾 。 下 圖 為 下 視 丘 、 腦 垂 腺 與 雄 性 性 腺 之 間 交 互 作 用 的 簡 圖。符 號(-)代表 負 回 饋 的抑 制。請 用下 圖 中(a~h)符 號 所 代 表意 義 填 在 答案 卷 表 格 的 適 當 格 子 中 。 構 造/激 素 Answer 精 子 支 持 細 胞 Do not answer here

【 寫 在 答 案 紙 上 】 腦 垂 腺 前 葉

促 性 腺 素 釋 放 激 素 FSH 濾 泡 刺 激 素 Inhibin 回 饋 抑 制促 性 腺 激 素

B24. 以 合用 並 適 量 的激 素 來 治 療性 腺 缺 損 的男 性 病 人 非常 重 要 。 思考 激 素 治 療對 下 列 病 人 狀 況 的 改 善 。 病 人 A 為 一 睪丸 癌 患 者，兩 個 睪 丸 均已 切 除，參 考 第B23 題圖 中 的 英 文字 母，選 擇 對 病 人A 最 有 用的 激 素 治 療， 在 答 案 卷的 各 格 中 填入 「O」 或「--」 。 O : Supplement 有 效用 -- : No supplement 無效 用 a c d e f h (A) 生 態系 中 有 太 多 M 物 種 的 競爭 者 (B) 生 態系 中 有 太 多 M 物 種 的 掠食 者 (C) M 物 種 在 過 去 無法 自 行 播 遷到 這 個 生 態 系 I (D) 此 生態 系 的 非 生物 環 境 M 物 種 來說 不 太合 適 (E) 這 個生 態 系 經 常受 到 干 擾 ，所 以 這 種 條件 對 於 M 物 種 的存 續 是不 利 的 B25－ B26 為題 組 B25. 下圖中，A 到 E 分別為突觸間傳遞的 5 個主要步驟 A. 釋 放神 經 傳 遞 物質 B. 活 化突 觸 前 鈣 離子 通 道 C. fast growth (生 長快 速) D. 回 收 神 經 傳 遞 物 質 E. 降 解神 經 傳 遞 物質 科 學 家 利 用 電 生 理 記 錄 法 來 研 究 藥 物 對 突 觸 間 傳 遞 的 影 響 。 簡 單 言 之 ， 突 觸 後 的 電 流 會 被 記 錄 下 來 並 用 以 決 定 藥 物 影 響 的 可 能 機 制。圖 1 為 對 照組，即 未 受藥 物 影 響 的 突 觸 後 電 位 結 果 。 用 下 面 的 圖 型 編 號 (I, II, III, IV or V) 填入 答 案 卷 之 表中 ， 以 顯 示 其 對 應 的 正 確 藥 物 效 果 。 每 個 圖 型 編 號 可 能 用 一 次 、 多 次 或 不 用 。

藥 物 效 果 對 應 圖 型 編 號 r 阻 斷 步 驟 A Do not answer here

【 寫 在 答 案 紙 上 】 加 速 步 驟 B

阻 斷 步 驟 C 加 速 步 驟 D 阻 斷 步 驟 E

(I) Only 1, 2, 3 (II) Only 1, 2, 5

(V) Only 3, 4, 5 B26. 癲 癇是 一 種 常 見的 神 經 性 疾病 ， 病 人 會苦 於 特 定 腦區 神 經 的 過度 活 化 而 產生 抽 蓄 ， 這 種 症 狀 能 靠 服 用 抗 癲 癇 藥 物 來 得 到 舒 緩 。 如 果 上 圖 中 活 化 的 受 器 由 鈉 離 子 通 道 改 為 氯 離 子 通 道 ， 下 列 何 種 藥 物 效 果 能 反 映 出 抗 癲 癇 藥 的 藥 物 基 礎 ？ 在 答 案 卷 的 各 格 中 填 入 「O」 或「 － 」。 藥 物 效 果 Answer 阻 斷 步 驟 A Do not answer here

【 寫 在 答 案 紙 上 】 促 進 步 驟 B 阻 斷 步 驟 C 促 進 步 驟 D 阻 斷 步 驟 E B27. 下 圖為 肌 小 節 的基 本 構 造 圖 與 在 放 鬆 狀 態 下 相 比 ， 以 下 是 關 於 肌 纖 維 在 等 張 收 縮 時 的 五 個 敘 述 ， 請 在 答 案 卷 的 表 格 中 填 入 「O」 或 「--」，分 別 代 表 各 敘述 的 正 確 或錯 誤 。

Statement Answer D 帶會 維 持 原 固定 的 距 離 Do not answer here

【 寫 在 答 案 紙 上 】 A 的移 動 會 靠 近 B 的 末 端 C 會 變 短 B 會 變 寬 D 帶的 移 動 會 靠 近 B 的 末 端

IV 動物行為學

B28. 鳥 類的 雛 鳥 有 兩型 ： 早 熟 型與 晚 熟 型 。一 般 來 說 早熟 型 的 小 鳥一 孵 化 就 有羽 毛 且 可 以 在 親 鳥 的 協 助 下 自 行 覓 食 。 但 晚 熟 型 的 小 鳥 則 由 親 鳥 哺 育 。 根 據 這 個 基 礎 知 識 以 下 何 敘 述 是 正 確 的 ？ (A) 早 熟型 雛 鳥 需 要長 一 點 的 時間 才 能 孵 化 (B) 晚 熟型 雛 鳥 較 早發 展 出 印 痕行 為 (C) 親 鳥對 早 熟 型 雛鳥 的 能 量 投資 較 多 (D) 假 設這 些 雛 鳥 在同 一 時 間 孵化 ， 晚 熟 型雛 鳥 比 早 熟型 雛 鳥 早 發展 出 移 動 能力 (E) 在 繁殖 季 中 親 鳥對 早 熟 型 與晚 熟 型 雛 鳥的 能 量 投 資沒 有 顯 著 差異 B29. 昆 蟲 學 家 發 現 一 種 蟑 螂 使 用 傍 晚 (也 就 是 18:00)時 環 境 光 度 的 差 異 來 重 設 其 生 物 時 鐘 ， 且 其 每 天 的 生 物 時 律 為 25 小 時 。因 此 如 果 有一 個 學 生 於 18:00 時 把一 隻 蟑 螂 關 在 一 個 暗 箱 中 ， 那 麼 12 天後 這 隻 蟑 螂會 在 何 時 再度 呈 現 活 動狀 態 ？ 請 把時 間 填 在 答 案 紙 的 適 當 空 格 中 並 使 用 24 小 時制 。 B30. 生 物學 家 發 現 一種 蛾 會 對 著光 源 直 直 地飛 去，原 因是 牠 使 用 其光 受 器 讓 體軸 與 月 光 保 持 一 個 穩 定 的 80°角 。 如 果 蛾 在 沒 月 亮 的 夜 間 遇 到 亮 光 ， 請 問 你 預 期 蛾 類 向 光 源 的 飛 行 路 徑 應 該 是 什 麼 樣 子 ？ (A) (B)

(C) (D) (E) B31. 研 究者 在 繁 殖 季監 測 編 號 為 A-J 的 10 對成 鳥，並 記錄 雌 雄兩 性 的 體 長與 築 巢 日 期 (如 下表 所 示 )。 根 據 表 1， 受 監 測 的 雌 性 成 體 平 均 體 長 為 26.65cm， 而 雄 性 成 體 為 28.99cm。 然 而 在 該 地 區 的 所 有 個 體(N=30 ， 包 含 繁 殖 與 非 繁 殖 個 體 ) 中 ， 雌 性 成 體 平 均 體 長 為 26.10cm， 而 雄 性成 體 為 27.60cm。 請 問 以下 敘 述 何 者為 真 ？ (A) 這 個物 種 的 所 有雄 性 個 體 必然 大 於 雌 性 (B)

雌性傾向與體型比自己大的雄性婚配

(C) 雄 性體 長 不 影 響雌 性 婚 配 選擇 (D) 築 巢時 間 與 雄 性體 長 有 關 聯 (E) 此 物種 的 繁 殖 機會 很 有 可 能被 體 型 所 影響

(cm)

A B C D E F G H I J 雌 性 體 長 26.4 27.8 25.1 25.0 27.0 28.1 25.5 25.9 28.3 27.4 雄 性 體 長 28.3 28.4 28.9 29.0 27.9 30.2 29.6 27.4 29.7 30.5 築 巢 時 間 5/6 5/3 5/4 4/28 5/1 4/27 4/29 5/2 5/1 4/26

V 遺傳與進化

B32. 老 鼠皮 毛 的 黑、棕 和白 三 種顏 色 是 由 B 和 C 二 個位 於 不 同 體染 色 體 上 的基 因 所 控 制 ，B 基 因 有 顯性 B 和 隱 性 b 二 種 等 位基 因 ， 分 別負 責 黑 色 和棕 色 色 素 的合 成 ， 而 老 鼠 唯 有 具 顯 性 C 等 位 基因 時 才 能 將黑 色 或 棕 色色 素 表 現 於皮 毛 上。將 BbCc 和 bbCc 的 老 鼠 交 配時 ， 下 列 哪項 敘 述 是 正確 的 ？ (A) 二 隻親 代 老 鼠 的皮 毛 顏 色 分別 是 黑 色 和棕 色 (B) 子 代中 黑 色 和 棕色 老 鼠 的 比例 是 1:1 (C) 3/4 的 子 代 是 黑色 的 (D) 1/4 的 子 代 是 棕色 的 (E) 等 位基 因 C 和 B/b 是 共 顯 性 B33. 天 竺鼠 的 皮 毛 是黑 色 或 白 色， 毛 的 質 地是 粗 糙 或 光滑 。 等 位 基 因 Q 和 q 控 制 毛 皮 顏色，等 位 基 因 R 和 r 控制 毛 的 質 地 ， 此 二 基 因 無 聯 鎖 關 係 。 由 數 隻 相 同 基 因 型 的 天 竺 鼠 繁 殖 出 一 大 群 F1 子 代。 在 這 群 子代 中 ， 大 部分 都 具 黑 色 粗 糙 皮 毛 ， 少 數 具 白 色 光 滑 ， 或 白 色 粗 糙 ， 或 黑 色 光 滑 皮 毛 ， 這 三 種 少 數 外 表 型 的 個 體 數 目 大 致 相 同 。 B33.1. 用 上述 代 表 各 等位 基 因 的 字母，寫 出 親代 的 基 因 型： . B33.2. 如 果生 出 1024 F1 子代，理 論是 會 有 多 少隻 是 黑 色 光滑 ？ . B33.3. 天 竺鼠 皮 毛 常 出現 斑 點 ， 簡言 之 ， 斑 點的 出 現 與 否是 由 一 基 因的 二 種 等 位基 因 G 和 g 決 定。具 等 位 基 因 G 者 有 斑 點。學 生 們 發現 在 一 特 定區 域 的 天 竺鼠 族 群 中，84 %的 個 體有 斑 點。假 設 此 一族 群 處 於 哈-溫 平 衡 狀 態，請 計 算 族群 中 等 位 基 因 G 的 頻 率， 請 寫出 你 的 答 案至 小 數 點 後一 位 。 . B33.4. 某 一 天 ，所 有 沒 有 斑點 的 天 竺 鼠被 移 除 ， 在原 區 域 剩 餘族 群 所 產 生的 下 一 代 中，沒有斑點的個體所佔的頻率為何？請以百分率寫出你的答案，不含小數位。 B34. 一 般人 認 為 陸 生植 物 是 由 輪藻 演 化 而 來， 下 列 何 敘述 支 持 這 個假 說 ？ (A) 二 者都 有 世 代 交替 的 生 活 史 (B) 二 者都 有 葉 綠 素 a 和 葉 綠 素 b (C) 二 者的 過 氧 化 體都 含 有 與 光呼 吸 作 用 相關 的 酵 素 (D) 二 者在 細 胞 質 分裂 的 時 候 都會 形 成 成 膜體 (E) 二 者的 細 胞 壁 都由 纖 維 素 組成

B35a－ B35c 為題 組

B35. 陳 博士 研 究 水 稻 中 X 基 因 的功 能，她 用 具 T-DNA 插 入 在 第 二外 顯 子(exon 2)的 突 變 體(如下 圖 所 示)做材 料。T-DNA 的 長 度 大約 是 5 kbp。她 以 PCR 和電 泳 技 術分 析 五 個 植 株 (A,B, C, D, E)， 同 時使 用 引 子 I, II, 和 III 進 行反 應 。PCR 的結 果 如下 圖 右 電 泳 膠 所 示，Lane M 是 DNA 長 度 標 尺，Lane A-E 分別 是 植 株 A-E 葉片 樣 品 的 PCR 產 物 。 已 知 此 實 驗 中 所 使 用 的 聚 合 酶 無 法 合 成 長 度 超 過5 kbp 的 DNA 片 段。

根 據 以 上 資 訊 回 答 問 題 B35a-B35b :

B35a. Lane B 的 DNA 片 段 是 由 哪一 組 引 子 合成(I+II, I+III, or II+III)？ 在 答 案 紙 上 寫 下 正 確 的 一 對 引 子 B35b. 哪 些植 株(A, B, C, D, or E)是 同 型 合 子 突變 體 ？ 在 答 案 紙 上 寫 下 正 確 的 字 母 代 號 B35c. 哪 些植 株(A, B, C, D, or E)是 同 型 合 子 突變 體 與 正 常植 株 的 雜 交後 代 ？ 在 答 案 紙 上 寫 下 正 確 的 字 母 代 號 B36. 林 博士 篩 選 到 一個 晚 開 花 的水 稻 突 變 體， 並 且 利 用遺 傳 輿 圖 定位 技 術 找 到造 成 此 突 變 外 表 型 的 突 變 等 位 基 因 LFTm_{。 當 林 博 士 將 此 等 位 基 因 完 全 定 序(包 括 啟 動 子 區} 域)，並 將之 與 正常 等 位 基 因比 對 後，她 沒有 發 現 任何 核 苷 酸 序列 的 差 異。下列 哪 些 現 象 有 可 能 是 造 成 此 結 果 的 原 因 ？ (A) 在 相同 的 發 育 時期 ，LFTm _{RNA 的 量 在正 常 型 和 突變 植 株 中 是一 樣 的} (B) 正 常型 植 株 中 找到 的 LFT 蛋白 質 ， 在 突變 植 株 中 無法 偵 測 到 或含 量 較 少 (C) LFT 基 因 上 DNA 甲 基 化 的 模式 在 突 變 植株 中 有 改 變 (D) 組 織蛋 白(histone proteins)的 量 在 突 變 植株 中 有 巨 大改 變 (E) 將此 LFT 基 因 轉殖 入 正 常 型植 株 後 所 產生 過 量 表現 LFT 基 因 的轉 殖 植 物 會有 晚 開 花 現 象

VI 生態學

B37. 某個調查估計某池塘的蜻蜓族群規模有 50,000 隻，其性比為 1:1，每隻雌蟲大約可產 400 顆卵。然後在針對下一個世代的第二次調查顯示：其族群規模仍然是 50,000 隻， 性比仍然是1:1，請問在這種情況下由卵成功發育到成蟲階段的平均存活率為何？ (A) 0.2% (B) 0.25% (C) 0.5% (D) 1% (E) 5% B38. 生 物學 家 發 現 某種 蚊 子 的 發育 臨 界 溫 度 為 15℃。他 們也 發 現(1)完成 發 育 的天 數，以 及(2)發 育 期 間 的 溫 度 與 臨 界 溫 度 的 差 異 是 恆 定 的 。 這 也 就 是 說 ， (1)與 (2)的 乘 積 為 一 常 數 。 現 在 已 知 這 種 蚊 子 在 30℃ 時 需 15 天 方 可完 成 發 育 ，若 牠 們 出 現在 印 度 五 月 均 溫 高 達 40℃的 環 境 中 會需 要 幾 天 才能 完 成 發 育？

B39. 假 設人 類、一 種典 型 鳥 類 與一 種 典 型 魚類 分 別 具 有 Type I、II 與 III 的 生存 曲 線(縱 軸 為 存 活 率 ， 橫 軸 為 時 間)， 下 列 那 些 圖 最 能 精 確 描 述 這 三 群 生 物 的 死 亡 曲 線 (也 就 是 以 死 亡 率 置 換 為 存 活 率) (E) (A) (C) (B) (D)

B40. 以 下圖 片 顯 示 六種 生 物 ， 及其 在 一 個 養份 循 環 中 的角 色

Detritus： 碎 屑 detritivore： 食 屑 生物 dead material： 生 物死 屍 請 問 以 下 何 者 為 真 ？ (A) C 與 F 是 肉 食 生物 (B) C 與 E 為 肉 食 生物 (C) A 與 B 為 草 食生 物 (D) D 包 含 了 細 菌 與 真 菌 (E) F 包 含了 食 菌 性與 食 真 菌 性生 物 B41. 比 較近 緣 鳥 種 的生 存 率 時 發現 ， 溫 帶 物種 的 繁 殖 期個 體 的 死 亡率 會 高 於 熱帶 地 區 的 物 種 。 這 也 就 是 不 同 地 區 的 掠 食 者 對 於 親 鳥 、 幼 鳥 與 卵 的 捕 食 優 先 性 是 不 一 樣 的 。 在 一 個 實 驗 中 ，A、 B 與 C 這三 種 掠 食者 的 標 本 被擺 在 正 值 繁殖 期 的 鳥 巢近 處 。 請 問 以 下 那 些 是 我 們 預 期 親 鳥 會 出 現 的 行 為 反 應 ？ 請 留 意 A 捕 食幼 鳥 與 鳥 蛋，B 為 夜 行 性 捕 食 者 ， 而 C 則 在 白 天捕 食 成 鳥 。 (A) 比 較 起 C 掠 食 者的 標 本 ， 親鳥 比 較 會 迴 避 B 掠 食 者的 標 本 (B) 若 遇 到 A 掠 食 者，熱 帶 鳥 種比 較 起 溫 帶鳥 種 來 說，親 鳥 會 降 低回 巢 育 雛 的頻 度 (C) 若 遇 到 C 掠 食 者，熱 帶 鳥 種比 較 起 溫 帶鳥 種 來 說，親 鳥 會 降 低回 巢 育 雛 的頻 度

(D) 若 遇 到 C 掠 食 者，熱 帶 鳥 種比 較 起 溫 帶鳥 種 來 說，親 鳥 會 增 加回 巢 育 雛 的頻 度 (E) 當 某個 掠 食 者 標本 出 現 在 時， 親 鳥 降 低回 巢 育 雛 頻度 的 程 度 與掠 食 者 型 式以 及 物 種 分 布 的 緯 度 是 沒 有 關 係 的 B42. 授 粉作 用 時 ， 花粉 粒 中 通 常只 有 管 細 胞與 生 殖 細 胞兩 個 細 胞 ，當 花 粉 粒 萌發 時 ， 會 形 成 花 粉 管 且 生 殖 細 胞 再 分 裂 為 兩 個 精 細 胞 ． 花 粉 管 的 頂 端 會 受 到 輔 助 細 胞 所 產 生 的 化 學 物 質(如 GABA)所 吸 引 誘 導 ， 從 珠 孔 進 入 胚 珠 內 ， 然 後 在 胚 囊 內 完 成 雙 重 受 精 ． 下 列 有 關 授 粉 作 用 與 雙 重 受 精 的 敘 述 ， 何 者 正 確 ？ A ： 吃飽 後 血 液 中增 加 的 能 量 F：經 由 排 泄與 散 熱 所 造成 的 能 量 損失 I ： 攝食 有 機 化 合物 所 產 生 的能 量 P：生 產 力 R ： 經由 呼 吸 與 散熱 所 損 失 的能 量 假 設 I 為 100 焦耳 ， 請 問 以下 何 敘 述 為真 ？ (A) 消 化植 物 性 食 材相 對 於 動 物性 食 材 所 需耗 費 的 能 量較 少 (B) 被 重覆 吸 收 的 植物 性 食 材 比較 起 被 重 覆吸 收 的 動 物性 食 材 具 有較 少 的 有 機成 份 (C) 在 肉食 動 物 中 R 的 範 圍 是 40-60 焦 耳 (D) 在 草食 動 物 中 R 的 範 圍 是 40-60 焦 耳 (E) 兩 生類 的 R 會 比哺 乳 類 低 (待 續) 轉 載 自 ： 中華民國生物奧林匹亞委員會網站Chinese Taipei Biology Olympiad, Taiwan, R.O.C