第28屆國際生物學奧林匹克競賽試題 理論2-2

杜 軍 范六民 佟向軍 張雁云 王戎疆

（1 中國人民大學附屬中學 北京 100080 2 北京大學生命科學學院 北京 100871 3 北京師范大學生命科學學院 北京 100875）

理論考試2 共3 h。

1～17 題：適應環境；18～33 題：生殖與進化；34～46 題：疾病與衰弱。

11.血壓-心室容積回路：搏動中心室的壓力和容積隨時間的變化可測量獲得。記錄1 和2 來自相同的靜息、健康的心臟（圖1、圖2），心率為60 次／min （bpm）。在最大心輸出量為28.8 L／min時，心室的最大容積增加為2 倍，心室最小容積減少至一半。記錄3 和4 來自不同心臟病患者（圖3、圖4）。

1）計算圖1心臟的心輸出量。選擇最接近正確答案的選項。

選項：2 L／min、5 L／min、6 L／min、7 L／min、10 L／min

2）計算在記錄1 中產生其最大心輸出量時心臟的心率。選擇最接近正確答案的選項。

選項：100 bpm、125 bpm、150 bpm、175 bpm、200 bpm

3）判斷以下每個陳述是否正確。

A.記錄1 是心臟的右側，記錄2 是心臟的左側

B.記錄3 顯示主動脈阻塞

C.記錄4 顯示心臟瓣膜閉合不嚴

12.血液 滲 透壓：Ernest Verney（1894—1967）解釋了尿液產生的調節過程。在指定的時間，給狗（Canis lupus familiaris）通過口服或頸靜脈等體積的淡水或與血液相同濃度（滲透壓）的鹽水，用導尿管測量產生的尿量。

判斷以下每個陳述是否正確。

A.血液體積比血液滲透壓調整得更快

B.血液滲透感受器是尿液產生的主要調節者

C.胃腸道內的受體調節腎臟

D.尿液在時間x 的滲透壓比在時間y 時的高

13.動物的腎單位：在腎臟中，腎小球是將血漿過濾到腎單位的篩子。腎單位修飾這種液體，并重新吸收或排泄。腎小球對應的腎單位有2 種。在不同的動物中測量單個腎小球的體積。在所有物種中，近髓質腎單位的數量遠少于皮質腎單位數量，但產生更濃縮的尿液。

判斷以下每個陳述是否正確。

A.腎小球體積與身體大小成正比

B.夜猴（Galagidae）生活在干旱的棲息地

C.跳鼠（Dipodidae）和夜猴腎單位體積的分布已發生了趨同演化（不是從共同祖先繼承而來）

D.在大鼠（Rattus）中，大多數尿液來自近髓質腎單位

14.腎臟過濾：菊粉是一種不能穿過細胞膜的惰性多糖。將菊粉以0.2 mol／min 的恒定速率輸入人的靜脈。輸液停止后，在尿液中共收集25 mol的菊粉。

1）判斷以下每個陳述是否正確。

A.菊糖分泌速率與其在血液中的濃度成比例

B.當在血液中濃度相同時，可自由通過細胞膜的藥物排到尿液中的速度比菊粉的排出更快

2）計算腎臟每分鐘過濾的血漿體積。選擇最接近正確答案的選項。

選項：25 mL／min、50 mL／min、75 mL／min、100 mL／min、125 mL／min

3）計算此人總的細胞外液量。選擇最接近正確答案的選項。

選項：8 L、16 L、24 L、32 L、40 L

15.鹽沼：大多數最好的農田，包括英國東部沼澤地帶，都是低洼地，且受到海平面上升的威脅。Spartina patens和Typha angustifolia是沼澤植物。為了研究海水對這些物種的影響，將它們種植在鹽水沼澤和淡水沼澤中，有和沒有相鄰的植物（圖1），或在6 個鹽濃度的溫室（圖2）。

判斷以下每個陳述是否正確。

A.Spartina patens比Typha angustifolia更耐鹽

B.Spartina patens在生理上對咸水比對淡水更適應

C.當海平面升高時，Spartina patens的分布將更普遍

D.Typha angustifolia在不同鹽度級別的生境中的分布由競爭決定

16.南極魚類：皇家科考船Sir David Attenborough 號和潛艇Boaty McBoatface 號將進行南極考察。南極水域的生物能存活于普通魚類早已結冰的水溫環境中，主要是由其滲透壓決定的（圖1）。鹽對血液滲透壓有最大貢獻。南極魚容易凍結主要是水中已存在的冰晶膨脹導致的。南極的一些魚類能通過將抗凍蛋白分泌至血液中而使其冰點降低2℃以上（圖2）。此外，南極魚的細胞膜需要具有適宜的化學特征，防止其細胞膜在低溫下變得缺乏柔韌性（圖3）。

判斷以下每個陳述是否正確。

A.棲息于浮冰架下較深水域的魚需要生產抗凍蛋白

B.抗凍蛋白主要通過增加魚的滲透壓而起作用

C.南極魚類增加了磷脂脂肪酸去飽和酶的表達

D.南極魚具有比溫帶魚更好的溫度感受器和溫度的動態響應

17.藍細菌進化：科學家不確定自然選擇是如何塑造（影響）基因大小、基因數、生理靈活性及響應環境壓力的其他重要特征的。下表中列出4種海洋藍細菌的生態和遺傳特征。Prochlorococcus屬是地球上最豐富的藍細菌，它進化自Synechococcus屬。

判斷以下每個陳述是否正確。

A.一個物種對新的棲息地需要特化出更多的基因

B.Prochlorococcus屬的物種可耐受低營養條件，因為它們具有更多基因用于利用它們的環境

C.強烈的赤道陽光推動了光耐受性的進化

D.基因組大小測量可用于估計Prochlorococcus屬擁有的基因數量

SynechococcusProchlorococcus eNATL Prochlorococcus eMED4 Prochlorococcus eMIT發現的深度 很深 深 淺 淺找到的地區 全球 全球 兩極 赤道能耐受低營養條件 不能容忍 可容忍 可容忍 可容忍能耐受高光照 不能容忍 不能容忍 可容忍 可容忍能耐高溫 不能容忍 不能容忍 不能容忍 可容忍基因組大小（mB）2.4 1.87 1.66 1.71基因組中的基因數量2 700 2 100 1 900 1 700

（待續）