1、 2006 全国中学生生物学联赛理论试卷题解 1（ 1） 一般土壤条件下， NO 3是植物吸收 N 的主要形式。而硝态氮（ NO 3）必须经过还原形成铵态氮才能被利用。硝酸根可以在根组织中被还原，但当植物吸收大量硝酸根时则大部分被运至叶片中被还原。在叶片的叶肉细胞中，硝酸根被还原成亚硝酸根的过程是在细胞质中进行的，然后亚硝酸根被运至 叶绿体内 被进一步还原为铵。所以，叶绿体参与氮同化。（具体过程可参考植物生理学武 P105-107）有些同学认为此选项为 碳 同化的误印而没选择，实属幸运。 （ 2）叶绿体与线粒体同样属于半自 主性细胞器，都含有 DNA、核糖体。其 DNA 编码合成特异 RNA
2、与特异蛋白。其中，叶绿体 DNA（ chloroplast DNA）简写为 cpDNA 或 ctDNA。 （ 3） ctDNA 和 mtDNA（线粒体 DNA）同样不含组蛋白。所以，叶绿体没有合成组蛋白的必要。另一方面，在各种 cpDNA 中也从未发现含有合成组蛋白的基因。（ 2、 3 两条可参考细胞生物学或遗传学叶绿体、线粒体基因组部分。了解内共生假说有利于深入理解。 ） （ 4）光反应中有 ATP 产生。不详述。 参考答案： C 2 蓝藻，现称蓝细菌，为一类能进行光合作用 的原核生物。具有光合片层。其光合色素为叶绿素 a、胡萝卜素、叶黄素、藻胆素等（其中藻胆素常形成颗粒状，称藻胆体）。光合
3、产物为蓝藻淀粉和蓝藻颗粒体（一类蛋白质颗粒）。 类胡萝卜素指一类 .具有共轭双键系统的四萜（ tie）化合物。 其中包括番茄红素、胡萝卜素及其氧化物（如叶黄素 、玉米黄质、虾青素、虾红素等）等。 （此题可参考植物生理学、微生物学、生物化学等。蓝细菌的具体内容可参阅专注，类胡萝卜素的具体内容可参阅 天然产物化学 植物化学 等。） 参考答案： D 3 PCR（ Polymerase chain reaction），译为聚合酶链（式）反应。基本过程是通过 DNA 变性 、退火、延伸等三个步骤多次循环获得大量的特异性 DNA 片断（具体内容可参考 PCR 操作手册）。其中温度在90 -96，可称为高温
4、，即使是延伸阶段温度也在 70 -75，参照一般生物体体温仍为高温（退火温度须要根据引物计算，在 37 -65之间而一般不低于 55）。 PCR 所用 DNA 聚合酶须是耐热性聚合酶，最早为分离自发现于美国黄石国家公园蘑菇池（高热温泉） 中的 Thermus aquaticus 的培养基的 TaqDNA 聚合酶。 Thermus aquaticus 译为水生栖热菌，为真菌的一种。 TaqDNA 聚合酶没有校正功能，导致 PCR 产物易发生错误，已逐渐被多种具有校正功能的 DNA聚合所取代。 PCR 所用引物为 DNA 寡聚核苷酸。不使用 RNA 是因为 DNA比 RNA 更为稳定，且没有使用
5、RNA 的必要。生物体内 DNA 合成需要 RNA 作引物一般认为是由于生物进化经历了 RNA 世界有关。且 DNA 聚合酶有校对功能因而不能从无合成。 DNA 聚合酶的校对功能对保证遗传信息稳定性有很大作用。 RNA 聚合酶没有校对功能，因而不需要引物。生物体因此选择了以 RNA 为引 物，再切除，切口平移，连接 这一系列复杂的过程来完成 DNA 复制；甚至不惜以失去末端的核酸序列为代价。 PCR 所用引物为人工由单个脱氧核苷酸合成，不使用 DNA 聚合酶作催化剂，整个过程在 DNA 合成仪中进行（具体过程可参考生物化学或 DNA 合成仪操作说明）。 PCR 所用模版一般为 DNA。以 RN
6、A 为模版的要先由 RNA 逆转录为 cDNA，再扩增，称 RT-PCR（ reverse transcription-PCR，译为 逆转录 PCR 或反转录 PCR）。 PCR 技术发展极其迅速，新体系、新技巧层出不穷。 PCR 仪也 开始从科研机构、名牌大学步入中学校园。 PCR 技术将成为和显微镜使用相似的基础、常规生物学技术。 参考答案： C 4 秋水仙素是一种微管特异性药物，它可阻断微管蛋白组装成微管。结合秋水仙素的微管蛋白可结合到微管末端，阻止其他微管蛋白加入。（微丝 、微管及中等 /间纤维的内容可参考细胞生物学细胞骨架部分。） 细胞骨架一般是指真核细胞质内的蛋白纤维网架系统，由微
7、丝、微管及中等纤维三类蛋白质纤维组成。 参考答案： B 5 限制性核酸内切酶（ restriction endonuclease）是一类能识别 双链 DNA 中特殊核苷酸序列，并使每条链的一个磷酸二酯键断开的内脱氧核糖核酸酶。这类酶是生物细胞内限制性修饰系统的一部分，可防止外源 DNA 的入侵。 目前发现有限制性内切酶的生物主要是细菌，少数霉菌和蓝细菌中也发现有限制性核酸内切酶。 至今发现的限制性核酸内切酶分为三种类型，即型酶、型酶和型酶。 型酶是一类多亚基双功能酶（核酸内切功能和甲基化功能）；型酶是一类核酸内切酶和甲基化酶分开的酶； 型酶是一类两亚基双功能酶。在基因工程中真正有用的是型酶，通
8、常所说的限制性核酸内切酶是指型酶。 型酶的 切割位点距离识别位点至少 1000bp 处随机切割；型酶的切割位点位于识别位点内或其附近，有特异的位点；型酶切割位点位于距离识别位点 3， 端（下游） 24 26bp 处。 DNA 分子经限制性核酸内切酶（特指型酶）切割产生的 DNA 片段末端通常由两种形式：黏性末端和平（头）末端。 本题具体内容可参考生物化学、分子生物学、基因工程及 DNA 分子克隆等专著。 参考答案： B 6 从四种物质的吸收过程看：（ 1）钙是人体常量元素之一，约占体重 2%。钙的吸收主要在十二指肠与空肠上段，是一个需要能量的主动吸收过 程。钙与钙结合蛋白结合而被主动吸收。在小
9、肠的其他部位，钙还可能通过被动的离子扩散被吸收。（ 2）铁是人体微量元素之一。膳食铁以血红素铁和非血红素铁两种形式存在，非血红素铁为主要吸收方式。非血红素铁必须在十二指肠和空肠上段才能被吸收。它先被酸性胃液离子化，还原为二价铁，并与溶解性物质和 Vc、糖和含硫氨基酸等螯合，保证不在十二指肠（ PH7 以上）处沉淀。铁摄取障碍可在半年到一年内导致缺铁性贫血。（ 3）维生素 B6 在小肠中被动吸收。（ 4）食物中的维生素 B12 游 离后，和胃液中的 R 结合蛋白形成稳定的复合 物，当后者进入十二指 肠又被消化，维生素 B12 游离后和内因子相结合。内因子是种糖蛋白， 分子量50000，由胃壁细胞
10、所分泌，与盐酸分 泌量成正比。维生素 B12-内因子复合物可防 止蛋白酶的消化而进入远端回肠，和回肠绒 毛刷状缘的粘膜受体结合，结合后的复合物 被摄取进入回肠粘膜细胞；内因子被破坏， 维生素B12 和另一种运载蛋白 -运钴胺蛋白 相结合。维生素 B12 运钴蛋白复合体被 分泌入血液循环，即可被肝、骨髓和其他组 织细胞所摄取。如图： 如发生摄取障碍体内 B12 将在约 5 年 内耗尽。 从胃切除看：由于胃酸缺乏和食物排 空过快可导致缺铁性贫血；由于内因子缺乏 也可导致 B12 吸收障碍，最终导致 巨幼 （红） 细胞性贫血 (megaloblastic anemia)。 从贫血看：贫血类型和原因众
11、多，不 是一个适合的思考角度。（贫血类型和原因可 参考血液学。） 补充： B12 缺乏引发贫血的具体原因： 维生素 b12 缺乏导致 DNA 合成障碍是通过叶酸代谢障碍引起的，维生素 B12 缺乏，细胞内 N5甲基四氢叶酸不能转变成其他形式的活性四氢叶酸，并且不 能转变为聚合形式的叶酸以保持细胞内足够的叶酸浓度。 图：维生素 B12 和叶酸代谢关系 图：叶酸代谢图解 维生素 b12 和叶酸缺乏，胸腺嘧啶核苷酸减少， DNA 合成速度减慢，而细胞内尿嘧啶脱氧核苷酸 (dUMP)和脱氧三磷酸尿苷 (dUTP)增多。胸腺嘧啶脱氧核苷三磷酸 (dTTP)减少，使尿嘧啶掺合入 DNA，使 DNA呈片段状
12、， DNA 复制减慢，核分裂时间延长 （ S 期和 G1 期延长 ） ，故细胞核比正常大，核染 色 质呈疏松点网状，缺乏浓集现象，而胞质内 RNA 及蛋白质合成并无明显障碍。随着核分裂延迟和合成量增多，形成胞体巨大， 核浆发育不同步，核染 色 质疏松，所谓 “ 老浆幼核 ” 改变的巨型血细胞。 巨型改变以幼红细胞系列最显著，具特征性，称巨幼红细胞系列。 细胞形态的巨型改变也见于粒细胞、巨核细胞系列，甚至某些增殖性体细胞。该巨幼红细胞易在骨髓内破坏，出现无效性红细胞生成。 最终导致红细胞数量不足，表现贫血症状。 胃切除后贫血的预防和治疗：胃大部分切除术后，因内因子缺乏，发生维生素 B 12 吸收
13、障碍，引起巨幼细胞贫血。治疗原则是给予足够的维生素 B12，一般肌肉注射 l00 g，每日 1 次，连续 14 天，以后每周 2 次，连用 4 周或直至血红蛋白及红细 胞恢复至正常为止。对尚未发生贫血但血清 B12 水平较低者，亦可每 4 周注射 250 g 维生素 B12 或每隔 2-3 个月注射 l000 g。胃大部分切除后还可发生缺铁性贫血，因为手术后食物进入空肠过速，食物不经过十二指肠，故食物中的铁不能被很好吸收。可注射右旋糖酐铁复合物或山梨醇枸檬酸铁复合物治疗。（缺体性贫血一般尽量用口服药治疗，如口服硫酸亚铁，但胃切除者口服吸收不良，适合采取注射予以补充。） 本题内容可参考生物化学人
14、体营养学食品营养学医学营养学等。 参考答案： A 7 单克隆抗体（ monoclonal antibody， MCAB）技术：正常 B 淋巴细胞（如小鼠脾细胞）具有分泌特异抗体的能力，但不能在体外长期培养，瘤细胞（如骨髓瘤）可以在体外长期培养，但不分泌特异抗体。于是英国人 Kohler 和 Milstein 1975 将两种细胞杂交而创立了单克隆抗体技术，获 1984 年诺贝尔奖。 具体过程可参考细胞生物学、细胞生物学试验指导、免疫学、免疫学试验指导等。 参考答案： B 8 不同波长的光线作用于视网膜而在人脑引起的感觉。色觉是视觉系统的基本机能，对于图像和物体的检测具有重要意义。人 眼可见光线
15、的波长是 390 780 毫微米，一般可辨出包括紫、蓝、青、绿、黄、橙、红 7 种主要颜色在内的 120 180 种不同的颜色。辨色主要是视锥细胞的功能。 1964 年， W.B.Mmarks 首先在金鱼的视网膜的单个视锥细胞上测定了颜色吸收光谱，他发现有三类视锥细胞，相应于三种感光色素之一，每一类具有一个最大的吸收波长。在人和灵长类动物作了相似的测定，得到了相同的结果。人视网膜中三种视锥细胞，吸收光谱分别约为 450（蓝）、 530（绿）、 560（黄）纳米。由此证实在视网膜中有三类视锥细胞，每一类细胞中含有一种感 光色素，分别对应 蓝、绿、黄 光最敏感。 部分书籍认为最敏感为蓝、绿、 红
16、三色。如图： 这是由于光是连续变化，各种颜色间没有明显界线，而原有的三原色学说认为红、绿、蓝是三原光。且还没能分离出三种色素。所以，将实际为黄视锥称为红视锥，而缺乏红视锥引起红视盲。不称黄视盲的原因是患者不能分辨红色却可分辨黄色。这种现象可能和 对比色 有关。具体细节仍在研究。 最为考题，着眼现实，选 A 更为合适（有确切试验数据）。 本题内容可参考陈阅增普通生物学、生理学、人体生理学、人体及动物生理学、动物生理学等。 参 考答案： A 9 X 射线衍射技术 应用于蛋白质主要是用以解析蛋白质的三维结构。 超速离心、电泳、层析及 X 射线衍射技术 都是常用生物技术。其中超速离心、电泳、层析可在中
17、学试验室内操作，应熟悉。具体内容可参考生物技术书籍及各专著。 参考答案： D 10 产氧光合作用，即非循环光合磷酸化，为各种绿色植物、藻类和蓝细菌所共有。 蓝细菌中没有叶绿素 b；绿色植物中无藻胆素；叶绿素 c 存在于硅藻、鞭毛藻和褐藻中；而叶绿素 a和类胡萝卜素为其共有。 本题内容可参考生物化学、植物生理学、微生物学、植物学等。 参考答案： C 11 高能键储存能量。 本题内容可参考生物化学 参考答案： A 12 如前。不要看错字。 本题内容可参考生物化学 参考答案： C 13 氧化磷酸化的目的是转化（释放）储存在储能有机物（如葡萄糖）中的能量到 ATP 中。 ATP 有 ATP合酶合成。驱
18、动 ATP 合酶运转的能量来自于质子（ H+）梯度。质子梯度伴随电子传递链传递电子而产生。 本题内容可参考生物化学 参考答案： A 14 一般说特征指可观察、显示的形态等变化。将“特征”改为“特点”更为合适。至今未发现原核生物有凋亡现象。原核生物 为单细胞生物，其凋亡也难以想象。但没有切实证据可排除原核生物有凋亡现象的可能性。 细胞凋亡的具体过程、意义等可参考细胞生物学 参考答案： D 15 糖类在口腔开始消化，蛋白质在胃中开始消化，脂肪在小肠中开始消化。胆汁对脂肪有乳化作用。 此题为基本常识，没有难度。可参考任何一本生理学。 参考答案： C 16 磷酸肌酸、葡萄糖不直接供能。 GTP 在翻译
19、和细胞信号传导等过程中提供能量。 GTP 能的蛋白称 G 蛋白，是一类非常重要的调节蛋白。 ATP 是通用能源物质，为生物体的大多数耗能过程供能。 具体内容可参考生物 化学、细胞生物学、生理学 参考答案： A 17 八种必须氨基酸 甲硫氨酸 （ 蛋氨酸 ） 缬氨酸 赖氨酸 异亮氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 色氨酸 苏氨酸 。对于组氨酸： 婴儿的身体发育还没有完全完整，无法自身合成，所以必须从外界摄取，成人发育完整，所以可以自身合成 。 10-12 岁儿童身体发育加快，自身合成的组氨酸不能满足需要，也必须从外界摄取 。 胱氨酸、酪氨酸、精氨酸、丝氨酸和甘氨酸长期缺乏可能引起生理功能障碍，而列为 “ 半
20、必需氨基酸 ”。 八种必须氨基酸 记忆口诀： 一 甲携来一本亮色书 . 二 假设来借一两本书 三 携一两本单色书来 四 协议两本 ,带情书来 （ 缬异亮苯 ,蛋色苏赖 ） 五 苏缬色 ,欲赖帐 ,家留把柄亮一亮 六 甲来借一本 亮 色书 七 苯赖色亮，异苏甲缬 （ 又笨，又赖，但颜色比较亮，容易酥裂，是双假鞋。 ）八 一两色素，本来甲些 （ 一：异亮氨酸。 两：亮氨酸。 色：色氨酸。 素：苏氨酸。 本：苯丙氨酸。 来：赖氨酸。 甲：甲硫氨酸。 些：缬氨酸。 ） 记一个就可以了。 各种氨基酸的结构、详细代谢、生理作用可参考生物化学及营养学等。 参考答案： C 18 肾单位是 肾脏结构和功能的基本
21、单位，由肾小体和相连的肾小管组 成。肾小体的核心是一个由毛细血管网组成的肾小球，其血管壁的内皮细胞与基底膜、肾小囊上皮细胞一起构成肾小球滤过膜，对流经肾小球的血浆起滤过作用。肾小球外有称为肾小囊的包囊，囊腔与肾小管相通。肾小管分三段：近球（端 /曲 ）小管、髓袢 /细段、远球（端 /曲 ）小管。肾单位各部存在于肾皮质、髓质中的一定部位。机体尿的生成依赖于肾小体、肾小管和集合管的协同活动。肾小球恰似一个越滤器，流经肾小球的血液成分除血细胞和大分子蛋白质外均被滤入肾小囊内，形成原尿。成人一昼夜两肾可产生原尿 180升（ 125 毫升分）。原尿经过肾小管与集 合管的选择性重吸收，大约 99%的水分以
22、及一些对机体有用的物质如钠、钾、葡萄糖等重新回到血液中，只有 1%的水分和多余的无机盐成为终尿而被排出体外。同时，肾小管与集合管还通过分泌、排泄活动，将体内产生的代谢废物由血液清除到终尿中。正常人每昼夜排出尿液（终尿） 1 2 升 。 近曲（球）小管 是大部分物质的主要重吸收部位，滤过液中的约 67% Na+、 Cl-、 K+和水被重吸收，还有 85%的 HCO3-以及全部的葡萄糖、氨基酸都在此被重吸收。葡萄 糖的重吸收是借助于 Na+的主动重吸收而被继发性主动转运（ secondary active transport）的。 此题内容可参考生理学。 参考答案： D 19 心动周期各时相心室内
23、压、心室容积、血流与瓣膜活动的变化 如以心室的舒缩活动为中心，整个心动周期按 8 个时相进行活动。 等容收缩期 相当于心电图 R 波顶峰时心室开始收缩。心室肌的强有力的收缩使心室内压急剧升高。当超过心房内压时，左右心室内血液即分别推动左右房室瓣使其关闭。由于乳头肌与腱索拉紧房室瓣，阻止其向上翻入心房，再加房室交界处环行肌收缩，缩小房室交界处的口径，两者都可避免心室血液倒流心房。这时室内压急剧上升，但在未超过主动脉压（舒张 期末约为 80 毫米汞柱）和肺动脉压（舒张期末约为 8 10 毫米汞柱）时，半月瓣仍处于关闭状态。在这段短时间内（在人体平均为 0.05 秒），房室瓣与半月瓣均关闭，心尖到基
24、底部的长度减小，心室变得较圆，心室肌张力增高，而心室容积不变，故称等容收缩期。 快速射血期 心室肌继续收缩，张力增高，心室内压急剧上升，很快超过主动脉压和肺动脉压，两侧半月瓣被冲开，血液射入主动脉和肺动脉并很快达到最大速率。快速射血期末心室压力达到顶峰（左心室约 120 130 毫米汞柱，右心室约 24 25 毫米汞柱）。此期平均历时 0.09 秒，约占心缩 期的 1/3时间，而射出的血量占每搏输出量的 80 85。 减慢射血期 此期中，心室收缩力量和室内压开始减小，射血速度减慢。此时心室内压略低于主动脉内压（相差几个毫米汞柱），但因心室收缩的总能量（压力能量加动能）仍然高于主动脉中的总能量水
25、平，血液得以继续从心室射出，历时平均 0.13 秒。然后进入心室舒张期。 舒张前期 心室开始舒张，射血停止，心室内压急速下降。左心室压原已略低于主动脉压，而右心室压迅速降到低于肺动脉压，此时两侧半月瓣迅速关闭，阻止血液倒流入心室。从心室舒张开始到半月瓣关闭这一段时间，称为舒张 前期，历时约 0.04 秒。 等容舒张期 半月瓣关闭时心室内压仍然高于心房内压。房室瓣仍然关闭。当心室内压继续下降到低于心房内压时。房室瓣才开放。从半月瓣关闭到房室瓣开放这段短促时间内，心室内压迅速下降，而心室容积基本保持不变，称为等容舒张期，历时约为 0.08 秒。 快速充盈期 房室瓣开放后心室容积迅速扩大，这时心室内
26、压更低于心房内压，积聚在心房和大静脉的血液乃迅速冲进心室，历时约为 0.11 秒。心室内血液约有 2/3 是在这段时间获得充盈的。 减慢充盈期（舒张后期） 随着心室血液的快速充盈，静脉内血液经心房回流 入心室的速度逐渐减慢，房 -室间压差减小，而心室容积进一步增大。这一段时间称为减慢充盈期，历时约为 0.19 秒。接着心房开始收缩。 心房收缩期 在心室舒张期末，心房开始 收缩，心房内压升高将残留的血液射入心 室，使心室充盈度进一步提高，心室压力也 出现一个小的升高。心房的舒张使房内压 降低，这有助于房室瓣的关闭，故在心室 收缩前房室瓣已有关闭的趋势。至下一次 等容收缩开始时，即完成一个心动周期
27、。 由此可见，心室收缩产生强大的心室内 压，是心脏向动脉射血的主要动力。心舒张 早期室内压的降低，是心室血液充盈的主 要原因。如心室 停搏或发生纤维性颤动， 将使血液循环停止而导致机体死亡；而如 心房发生纤维性颤动，这时心房虽不能正 常收缩，心室的充盈尚不致受到严重影响。 当心率增快至每分钟 180 次以上时，由于 舒张期过分缩短，心室充盈不足，将导致 心输出量下降而出现心力衰竭。平时两侧 心室内的压力变动相似，但因右室壁较薄， 其平均内压仅为左心室的 1/5 1/7。 由文字叙述和图可看出 ， 左心室容积最 大的时期是心房收缩期末和整个等容收缩 期；左心室容积最小的时期是整个等容舒张期。 此
28、题仅能勉强选 D 而参考答案给的是 B ，为错误答案。 本题内容可参考生理学 。 修正后参考答案： D 20 核仁（ nucleolus）见于间期的细胞核内，呈圆球形，一般 1-2 个，也有多达 3-5 个的，小核仁可融合成大核仁。核仁的位置不固定，或位于核中央，或靠近内核膜，核仁的数量和大小因细胞种类和功能而异。一般蛋白质合成旺盛和分裂增殖较快的细胞有较大和数目较多的核仁，反之核仁很小或缺如。核仁在分裂前期消失，分裂末期又重新出现。核仁的主要功能是转录rRNA 和组装核糖体亚单位。 tRNA 基因一般成簇排列，由 RNA 聚合酶转录成前体分子，经核内加工成熟后经核孔进入胞质。 本题具体内容可
29、参 考细胞生物学、生物化学、分子生物学等。 参考答案： C 21 在光合电子传递过程中偶联 ATP 的形成，以这种形式合成 ATP 称之为光合磷酸化。 光合电子传递链： 各组分：（ 1）光系统（ PS）： （ 2）细胞色素 bf 复合物： （ 3）光系统（ PS）： 电子传递偶联非循环式光合磷酸化示意图（具体过程有欠缺）（循环式与之类似）： Pheo(Ph)即去（脱）镁叶绿素 。 其他符号含义及具体过程可参考生物化学、植物生理学、细胞生物学等。 参考答案： B 22 肝脏是尿素合成的主要器官，肾脏是尿素排泄的主要器官。 氨通过 尿素循环，又称为鸟苷酸循环，转变为尿素。此过程 尿素中的两个 N 原子分别由氨和天冬氨酸提供，而 C 原子来自 HCO3-，五步酶促反应，二步在线粒体中，三步在胞液中进行 。 示意图： 具体过程可参考生物化学 参考答案： B 23 蛋白质处于等电点时，其静电荷为零，相邻蛋白质分子之间没有静电斥力而趋于聚集沉淀。因此在其他条件相同时，它的溶解度达到最低点。 等电点沉淀法是常用的纯化蛋白质混合物的方法（利用有些蛋白质有不同的等电点）。 本题内容可参考生物化学、生物化学实验指导、蛋白质纯化技术、蛋白质分离 纯化、蛋白质纯化技术及应用等。
