2024 年全国中学生生物学联赛试题
注意事项：1.所有试题使用 2B铅笔在机读卡上作答； 2.试题按学科分类，单选和多选题混排。单选题每
题 1 分，多选题每题 1.5分，多选题答案完 全正确才可得分；
3.试卷 116题，共计 134分，答题时间 120分钟。
一．细胞生物学、生物化学、微生物学、生物信息学、生物技术
1．DNA双螺旋模型是在下列哪几个研究的基础上提出的？（多选 A．X-光衍射实验数据表明 DNA是一种规则螺旋结构 B．DNA密度测量说明这种螺旋结构应有两条链 C．三个连续的核苷酸代表一个遗传密码
D．不论碱基数目多少，G 的含量总是与 C 一样，而 A 与 T 也是一样的 2. 定量分析组织中特异 mRNA丰度的方法有（多选） A. Southern blotting B.Northern blotting C. Western blotting D. Real-time PCR 解析： mRNA丰度，指一种特定的mRNA在某个细胞中的平均分子数。 Northern 杂交（Northern blotting）
31题
1979年，J.C.Alwine等提出：将电泳凝胶中的RNA转移到叠氮化的或其他化学修饰的活性滤纸上，通过共价交联作用使它们结合，因其方法同Southern杂交十分相似，故称之为Northern杂交。
Northern杂交是利用DNA可以与RNA进行分子杂交来检测特异性RNA的技术，首先将RNA混合物按它们的大小和分子量通过琼脂糖凝胶电泳进行分离，分离出来的RNA转至尼龙膜或硝酸纤维素膜上，再与放射性标记的探针杂交，通过杂交结果可以对表达量进行定性或定量。
RNA混合物进行琼脂糖凝胶电泳→分离得到的RNA转膜→与放射性标记的探针杂交 →结果分析 Northern杂交与Southern杂交相比，条件要严格些，特别是RNA容易降解，前期制备和转膜过程易受RNase污染，要获得较好结果，需用稳定性最差的mRNA与DNA进行杂交，对实验条件要求严格；然而有些应用中Northern杂交避免用复杂探针筛选cDNA文库的繁琐
Northern杂交技术应用于特定性状基因在mRNA水平上的动态表达研究。如应用于定位克隆中寻找新基因，寻找染色体特定区域的表达序列是大多数人类遗传疾病连锁分析和定位克隆的主要限速步骤，Northern杂交作为寻找这些序列的有效方法，有助于这些疾病候选基因的筛选；
Real-Time PCR 技术，又称实时定量荧光PCR，是指在PCR反应体系中加入荧光基团，利用荧光信号累积实时监测整个PCR进程，最后通过标准曲线对未知模板进行总量分析或通过Ct值对模板进行相对定量 定量PCR已经从基于凝胶的低通量分析发展到高通量的荧光分析技术，即实时定量PC
R。实时荧光定量PCR技术于1996年由美国Applied Biosystems公司推出，由于该技术不仅实现了PCR从定性到定量的飞跃，而且与常规PCR相比，它具有特异性更强、有效解决PCR污染问题、自动化程度高等特点。实时定量PCR (real-time quantitative PCR)是指在PCR指数扩增期间通过连续监测荧光信号强弱的变化来即时测定特异性产物的量，并据此推断目的基因的初始量，不需要取出PCR产物进行分离。实时定量PCR作为一个极有效的实验方法，已被广泛地应用于分子生物学研究的各个领域。
蛋白质印迹法（免疫印迹试验）即Western Blot。它是分子生物
学、生物化学和免疫遗传学中常用的一种实验方法。其基本原理是通过特异性抗体对凝胶电泳处理过的细胞或生物组织样品进行着色。通过分析着色的位置和着色深度获得特定蛋白质在所分析的细胞或组织中表达情况的信息。
精选
蛋白质印迹法是由瑞士米歇尔弗雷德里希生物研究所（Friedrich Miescher Institute）的Harry Towbin在1979年提出的。在尼尔·伯奈特（Neal Burnette）于1981年所著的《分析生物化学》（Analytical Biochemistry）中首次被称为Western Blot。蛋白免疫印迹（Western Blot）是将电泳分离后的细胞或组织总蛋白质从凝胶转移到固相支持物NC膜或PVDF膜上，然后用特异性抗体检测某特定抗原的一种蛋白质检测技术，现已广泛应用于基因在蛋白水平的表达研究、抗体活性检测和疾病早期诊断等多个方面。
3. 真核生物 mRNA的 5′端有帽子结构，对于该结构叙述错误的是（单选） A. 引导 mRNA由细胞核进入细胞质基质 B. 保护 mRNA免遭核酸酶的破坏 C. 在转录刚起始就已形成 D. 经常被甲基化
4. 以下哪种显微镜能用于观察某种蛋白在细胞内的定位（多选）
A.相差显微镜 B.荧光显微镜 C.透射电子显微镜(免疫胶体金标记） D.扫描电子显微镜
5. 已分化的人体细胞如表皮细胞重编程为干细胞之后，以下哪种蛋白的表达会发生明显变化？（单选） A.微丝蛋白 B.端粒酶 C.组蛋白 D.蛋白水解酶
6. 一种定位于滑面内质网（rER）的功能蛋白需要在高尔基体进行加工，这种蛋白从翻译合成到定位的路 径，如下描述正确的是（单选）
A.附着核糖体—粗面内质网—高尔基体—滑面内质网 B.游离核糖体—粗面内质网—高尔基体—滑面内质网 C.附着核糖体—高尔基体—粗面内质网—滑面内质网 D.游离核糖体—高尔基体—粗面内质网—滑面内质网
8. 在生物体内，每个蛋白质分子都由相应的基因编码，基因在细胞核内被转 7. 细胞生长时需要扩展细胞膜，可以通过以下哪种生命活动实现（单选） 录成 mRNA，然后在细胞质内被翻译成蛋白质。抗体分子（IgG）是一种由浆细 A.胞吞 B.分裂 C.胞吐 D.迁移
胞（效应 B 细胞）合成，可被免疫系统用来鉴别与中和外来抗原如细菌、病毒 等的蛋白质。有人从浆细胞中提取了 mRNA，经逆转录得到编码抗体蛋白亚基 的 cDNA，并克隆到表达载体。然后用该表达质粒分别在体外非细胞体系（下 图带 1），培养细胞（带 2）和纯化的微粒体（带 3）中合成该 cDNA 所编码的 抗体蛋白亚基，并用 SDS-聚丙酰胺凝胶电泳测定所合成的多肽链的分子量。 电泳结果如下图所示（注意：电泳条带从上到下分子量的变化，较高的条带分
子量大，而较低的条带分子量小），在非细胞体系中合成的多肽分子量大（带 1）；而在体外培养细胞和纯 化的微粒体上合成的抗体蛋白亚基与从动物血液中分离到的抗体蛋白亚基一样，分子量小。从这些结果可 以推测：（单选）
A.在非细胞体系中合成的多肽链是经过修饰的，所以分子量较大，在电泳过程中移动较慢。
B.在细胞内或纯化的微粒体中因为有分子伴侣，所合成的多肽链是折叠好的，所以在电泳过程中移动 较快。
C.在细胞内或纯化的微粒体中所合成的多肽链是经过修饰的，其表面负电荷较多，所以在电泳过程中 移动较快。
精选
D.在细胞内或纯化的微粒体上因为有一种酶，能将所合成的多肽链切除一段，所以分子量较小，在电泳过程中移动较快。
9. 人体血液中大量的红细胞运送氧气和二氧化碳，氧气和二氧化碳进入细胞的方式是（单选）
A.主动运输 B.被动运输 C.胞吞 D.胞吐
10. 哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核、线粒体及内膜系统，下面对其描述错误的是：（单选） A.成熟的红细胞内没有 DNA B.成熟的红细胞内不产生 ATP
C.成熟的红细胞不会被 DNA病毒侵染 D.成熟的红细胞不再合成蛋白质 11. 下面的细胞结构中，哪些有 RNA？（多选）
A.细胞核 B. 高尔基体 C.叶绿体 D.液泡 E.线粒体 12.纤毛的外部包裹的纤毛膜是质膜的特化部分，内部是有微管及其附属蛋白构成的轴丝。轴丝微管主要 有 3 种排列方式：（1）9+2型 （2）9+0型 （3）9+4型，下面对纤毛特征描述正确的是：（多选） A.9+0型的纤毛一般是不动纤毛； B.9+2型的纤毛大多为动纤毛
C.存在于细胞感受器上的不动纤毛通常被称为原生纤毛 D.蛙嗅觉上皮细胞上的 9+2 型纤毛为不动纤毛 解析：纤毛和鞭毛由 3个主要部分组成：中央轴纤丝、围绕它的质膜和一些细胞质。轴纤丝从纤毛或鞭毛底部的基粒直达顶端，为一束直径约220～240埃的微管，在基粒底部，则集聚成圆锥形束，深入到细胞质中。轴纤丝横切面的微管排列是9+2式，即中心有一对由中央鞘包裹着的微管，外围环绕以两两连接在一起的 9 组微管二联体。基粒的结构象中心粒一样是9+0型，但它的 9组微管是三联体。纤毛或鞭毛二联体中的微管，就是从基粒三联体中两根微管延伸出来的。
纤毛结构的形态一般从超微结构的研究取得了能动的纤毛或鞭毛。这些传统的超微结构的研究正在延伸到分子结构的分子研究,以阐明规范初级纤毛。在这方面,哺乳动物的蛋白质组学分析初级纤毛与感觉纤毛和能动的纤毛提供了见解初级纤毛功能。纤毛结构大体上可以分为三部分: 轴丝、纤毛基质和纤毛膜。轴丝是由从基体(basal body)开始组装的9排环形排列的双联体微管束及其附属
13.纤毛的形成和解体与细胞周期密切相关，下列陈述正确的是：（多选）
A.细胞进入 G1期纤毛形成 B.细胞进入 G0期纤毛形成 C.细胞进入 S 期纤毛形成 D．影响纤毛的降解过程将使细胞周期延迟
解析：目前的共识是初级纤毛可存在于除有丝分裂期M和分裂间期早期G0 外细胞周期的所有阶段甚至离开细胞周期的已分化细胞；组装发生在细胞周期结束时而分解发生在重新进入细胞周期时即有丝分裂纺锤体出现之前。在G1-S期的转化之前纤毛化的一个短暂高峰可能与进入DNA复制期紧密偶联［5］。 纤毛的出现与细胞分裂是负相关的, 在细胞分裂间期, 中心体的一个或两个中心粒转化为基体, 纤毛以基体为基础, 开始组装产生。最新的研究显示, 高尔基体和细胞内的膜泡运输体系参与了纤毛的组装。在高尔基体到纤毛的膜泡运输体系中, 巴德–毕氏综合征( Bardet-Biedl syndrome, BBS )相关蛋白BBS蛋白复合体和Rab8a参与调控了膜泡的定位和融合。高尔基体产生的膜泡会运输到基体, 为纤毛组装提供必需的膜成分和膜蛋白。其他的纤毛前体蛋白, 在细胞质中也会在基体附近富集。纤毛形成的关键蛋白——IFT( intraflagellar transport )成分IFT20就同时定位在高尔基体和纤毛上。初级纤毛自身不能合成其组装维持和分解所需的蛋白质必须依赖于鞭毛内运输IFT 系统［7,9］。 目前, 有关纤毛分解的机制了解得还不是很多。有研究表明，纤毛的分解则由一个定位于中心体的蛋白激酶 极光激酶A( Aurora A )发起 它能使轴丝微管去乙酰化从而导致初级纤毛的快速瓦解［10,11］。但其中具体的机制以及乙酰化微管蛋白是否如何起拮抗作用还有待进一步研究 14-20题：转录因子 Snail属于上皮向间充质转化过程中所需的转录阻遏物家族。而 suz12和 ezh2是阻断 转录活化因子募集的 PcG 复合物（PRC2）的成员。为了研究 Snail 与 PRC2 复合物存在蛋白质相互作用， 研究人员利用免疫共沉淀和 western blot(WB)方法对它们进行了以下实验。其中图 I-III：将用 Snai1-HA
精选
稳定转染 RWP-1 细胞（I）和 HT-29 M6 (II和 III) 裂解并与抗 Suz12 (I和 II) 或抗 HA (III)抗体进行 免疫沉淀。使用针对 HA (I and II), Suz12 (I 和 II)或 Ezh2 (III)的抗体通过 WB 分析免疫复合物 (图 IV)。裂解 SW-620 细胞并用对 Snail1特异性的单克隆抗体进行免疫沉淀。用抗 ezh2抗体进行 WB。(图 V) 。 用 Snai1-HA或用 Snai1-P2A突变体转染的 RWP-1细胞与抗 Suz12抗体进行免疫沉淀，然后进行 WB分析。
依据上述实验结果，判断下列描述的对错： 14. 在用 Snai1-HA转染的 RWP-1细胞和 HT 29M6细胞中用抗 Suz12 抗体获得的免疫沉淀复合物有
Snail。 A（正确） B（错误） （单选） 15. Ezh2与 HT 29M6-Snai1 细胞中的 Snail1-HA免疫共沉淀 A（正确） B（错误） 16. Snail与 PRC复合物中的不止一个成员存在蛋白质相互作用。 A（正确） B（错误） 17. 在 SW-620细胞中的内源蛋白之间没有观察到 Snail与 PRC复合物成员存在蛋白质相互作
用。 A（正确） B（错误） （单选）
（单选）
（单选）
精选
18. 用 Snail P2A突变体转染 RWP-1细胞表达的 Snail蛋白的量与用 snail野生型转染的 RWP-1细胞所表 达的量相似。A（正确） B（错误） （单选） 19. 在 Suz12免疫复合物中有 Snail1 P2A。A（正确） B（错误） （单选）
20. Snail P2A突变体可以与 Suz12相互作用。A（正确） B（错误） （单选）
解析：上皮-间质转化（epithelial-mesenchymaltransition，EMT）是肿瘤进程中的重要现象。在此过程中，固定于基底膜的极化上皮细胞转变为具有运动能力的间质样细胞，并伴随着侵袭能力的增强，具有赘生细胞的特点。转录水平的调控是真核生物基因表达调控中最重要的环节，转录起始阶段只有转录因子的特异性结合才能有效起始转录。转录因子Snail家族成员在EMT中处于中心地位。Snail家族成员包含Snail1和Snail2（也称为Slug）。Snail家族的转录因子具有锌指结构，包含4-6个锌指结构的高度保守的羧基末端和多变的氨基末端区域。Snail蛋白中心区域是丝氨酸-脯氨酸富含区域，在Snail家族成员间不同，Snail1的核输出信号（nuclearexportsignal，NES）结构域控制着Snail1的出核，Snail2包含Slug结构域。Snail家族成员可与靶基因上含有CANNTG的核心碱基序列的E-box作用元件结合，从而调节其下游基因的表达。多梳基因家族PcG(Polycomb Group genes)是重要的表观遗传修饰基因，PRC2(Polycomb Repressive Complex2)作为PcG复合体的重要复合物之一，主要包括EZH2(Enhancer of Zeste Homolog2)、SUZ12(Suppressor of Zeste12 Homologue)、EED(Embryonic Ectoderm Development)和YY1（Yin Yang1）;它主要通过组蛋白修饰发挥基因沉默作用。EZH2是PRC2复合物中唯一具有酶活性的亚基，但SUZ12、EED和YY1是其发挥酶活性不可缺少的成分。本研究分别采用免疫组织化学和实时定量PCR(RT-PCR)方法检测PRC2复合物在卵巢肿瘤中的表达，旨在探究其在卵巢肿瘤的发生、发展、细胞的增殖及转移中可能发挥的作用，为卵巢肿瘤的诊断、治疗及预后提供新靶点。
21.用凝胶过滤层析分离下列 4 种蛋白质混合物，最先从层析柱中洗脱下来的是（单选）
A. 胰岛素（5.7 kDa） B. 细胞色素 C（13.4 kDa） C. 牛血清白蛋白（66.2 kDa） D. 兔磷酸化酶 B（97.4 kDa） 22.紫外线对 DNA分子所造成的损伤主要是： （单选）
A. 碱基替换 B. 碱基插入 C. 形成共价的嘧啶二聚体 D. 磷酸酯键断裂
23.下面哪种方法是利用蛋白质的相对分子质量的差异对蛋白质进行分离纯化的：（单选）
A. 等电聚焦电泳 B. 超滤 C. 离子交换层析 D. 亲和层析 解析：
（1）超滤是一种加压膜分离技术，即在一定的压力下，使小分子溶质和溶剂穿过一定孔径的特制的薄膜，而使大分子溶质不能透过，留在膜的一边，从而使大分子物质得到了部分的纯化。
（2）亲和层析是利用生物大分子与某些相对应的专一分子特异识别和可逆结合的特性而建立起来的一种分离生物大分子的层析方法。
（3）离子交换层析分离蛋白质是根据在一定PH 条件下，蛋白质所带电荷不同而进行的分离方法。常用于蛋白质分离的离子交换剂有弱酸型的羧甲基纤维素(CM纤维素) 和弱碱型的二乙基氨基乙基纤维素(DEAE纤维素)。前者为阳离子交换剂，后者为阴离子交换剂。离子交换层析中，基质是由带有电荷的树脂或纤维素组成。带有正电荷的称之阴离子交换树脂；而带有负电荷的称之阳离子树脂。离子交换层析同样可以用于蛋白质的分离纯化。由于蛋白质也有等电点，当蛋白质处于不同的pH条件下，其带电状况也不同。阴离子交换基质结合带有负电荷的蛋白质，所以这类蛋白质被留在柱子上，然后通过提高洗脱液中的盐浓度等措施，将吸附在柱子上的蛋白质洗脱下来。结合较弱的蛋白质首先被洗脱下来。反之阳离子交换基质结合带有正电荷的蛋白质，结合的蛋白可以通过逐步增加洗脱液中的盐浓度或是提高洗脱液的pH值洗脱下来。
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2024全国生物联赛试题- 解析
