2017年全国中学生生物学联赛试题详解

C.第二代测序技术（Next-Generation Sequencing） D.单分子测序（Single molecule sequencing）

答案：A

解析：基因表达检测的最终技术目标是能确定所关注的任何组织、细胞的 RNA的绝对表达量。 可以先从样本中抽提 RNA，再标记 RNA，然后将这些标记物作探针与芯片杂交，就可得出原始 样本中不同 RNA的量。由此可见，RT-PCR可以用于检测基因的表达，且比 Northern杂交更为

灵敏。实际上，实时定量逆转录 PCR（Real-time quantitative reverse transcription–PCR/qRT-PCR） 被认为是评估中等数量基因的表达模式最敏感、最特异的技术，已成为用以校验基因芯片数据 的标准方法。荧光定量 PCR的一个最主要的局限便是评估的基因数目相对较低（非高通量），然 而这个限制已在 2008年被微流控技术所克服，目前通过动态阵列亦可以进行高通量的基因表达 检测。所以实际上 A也是可以的。

DNA微阵列（DNAmicroarray）又称 DNA阵列或 DNA芯片，比较常用的名字是基因芯片 （gene chip）。是一块带有 DNA微阵列（microarray）的特殊玻璃片或硅芯片片，在数平方公分 之面积上布放数千或数万个核酸探针；检体中的 DNA、cDNA、RNA等与探针结合后，借由荧 光或电流等方式侦测。经由一次测验，即可提供大量基因序列相关信息。它是基因组学和遗传 学研究的工具，研究人员应用基因芯片就可以在同一时间定量的分析大量（成千上万个）的基 因表达，具有快速、精确、低成本之生物分析检验能力。因此 B正确。

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C是第二代测序技术，D是第三代测序技术，二代三代均可以同时检测成千上万基因表达。 数字表达谱（Digital Gene Expression Profile）指的就是利用新一代高通量测序技术和高性能计算 分析技术，全面、经济、快速地检测某一物种特定组织在特定状态下的基因表达情况，即运用特 定的酶对 mRNA距 polyAtail 21-25nt的位置进行酶切，所获得的带 polyA尾的序列 Tag通过高 通量测序，该 tag被测得的次数即是对应基因的表达值。第二代、第三代测序技术可应用于数字 表达谱（如下图），因此 CD正确。

总而言之，本题只能选 A，但其实目前都可以实现。 参考文献：

High Throughput Gene Expression Measurement with Real Time PCR in a Microfluidic Dynamic Array, PLoS One,2008, 3, e1662.

Reference Genes for High-Throughput Quantitative Reverse Transcription–PCR Analysis of Gene Expression in Organs and Tissues of Eucalyptus Grown in Various Environmental Conditions, Plant Cell Physiol., 2012, 53, 2101.

Differential Gene Expression in the Siphonophore Nanomia bijuga (Cnidaria) Assessed with Multiple NextGeneration Sequencing Workflows, PLoS One, 2011, 6, e22953.

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23.我们在研究一个蛋白质性质时，一般首先要分离纯化蛋白，并且检测出其分子量大小。下 面哪种实验技术既可以起到分离纯化的作用，又可以测定其分子量？（单选，1分） A.凝胶过滤层析 答案：A

解析：凝胶过滤层析，利用凝胶孔径大小将不同分子量的蛋白质分离开，因此可以既起到分离 纯化作用，又可以测定蛋白质分子量。

亲和层析是将具有特殊结构的亲和分子制成固相吸附剂放置在层析柱中，当要被分离的蛋 白混合液通过层析柱时，与吸附剂具有亲和能力的蛋白质就会被吸附而滞留在层析柱中。那些 没有亲和力的蛋白质由于不被吸附，直接流出，从而与被分离的蛋白质分开，然后选用适当的 洗脱液，改变结合条件将被结合的蛋白质洗脱下来，主要利用不同蛋白质对某一分子的亲和力 大小不同。

离子交换层析是利用在一特定 ph值的条件下，不同蛋白质所带电荷不同从而分离蛋白质。 纸层析是以滤纸为惰性支持物的分配层析。滤纸纤维和水有较强的亲和力，能吸收 22%左 右的水，而且其中 6~7%的水是以氢键形式与纤维素的羟基结合，在一般条件下较难脱去，而滤 纸纤维与有机溶剂的亲和力甚弱，所以一般的纸层析实际上是以滤纸纤维的结合水为固定相， 以有机溶剂为流动相。因此，在纸层析中，混合物的分离受两种作用：第一种是溶质在结合于纤 维上的水与流过滤纸的有机相进行分配（即液—液分离）；第二种是滤纸纤维对溶质的吸附及溶 质溶解于流动相的不同分配比进行分配（即固—液分配）。

可用于测定寡聚蛋白质的分子量，而

可用于测定寡聚蛋白质各个亚基的分

B.亲和层析

C.离子交换层析

D.纸层析

24.

子量。（单选，1分）

A. SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳；核磁共振 C.凝胶过滤层析；等电聚焦电泳 答案：D

解析：凝胶过滤层析可以测定蛋白质的分子量，并且因为没有破坏蛋白质的结构，因此可以测 定寡聚蛋白质的分子量。SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳，因为加入 SDS，因此寡聚蛋白质各亚基之 间的氢键被破坏，在电泳时只能测定各亚基的分子量。（聚丙烯酰胺凝胶电泳，因为没有 SDS， 因此不能测定亚基的分子量）。核磁共振主要是用于探究蛋白质的结构，等电聚焦电泳利用蛋白 质等电点不同进行分离，主要测定蛋白质的等电点。

B.聚丙烯酰胺凝胶电泳；凝胶过滤层析 D.凝胶过滤层析；SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳

25.遗传病唐氏综合症是由 21号染色体为―三体‖引起的。研究表明，父亲与婴儿 21三体的关 系不大，约 95%的 21三体都源于母亲卵子形成过程中的异常。请问 21三体产生的可能机制是： （多选，2分）

A.初级卵母细胞产生过程中，减数分裂异常导致

B.次级卵母细胞产生过程中，减数分裂时同源染色体未正常分离导致 C.次级卵母细胞产生过程中，有丝分裂时同源染色体分离异常导致

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D.卵子产生过程中，减数分裂时姊妹染色单体未正常分离导致 答案：BD

解析：初级卵母细胞是卵原细胞经过有丝分裂增殖后即将进行减数分裂的卵母细胞，其产生不 需要减数分裂，A不对。次级卵母细胞是初级卵母细胞经过第一次减数分裂形成的，不是有丝 分裂产物，C不对。本题 BD正确。

26.请判断下列哪些多肽具有典型的信号肽：（多选，2分） A.胶原 答案：ABD

解析：信号肽一般位于分泌蛋白的 N端，由 15-30个氨基酸构成，主要用于指导新合成的蛋白 质进入内质网，因此一般是需要分泌到细胞外或者存在于内膜系统的蛋白质具有信号肽。

注意区分信号肽和信号序列，信号序列存在于翻译后转运的蛋白质，用于指导它们定位到 目标细胞器。以及，本题问的是这些蛋白、多肽合成过程中是否具有信号肽，因为最后信号肽都 会切除掉。

具有信号肽的是共转移的分泌蛋白、内质网-高尔基体-溶酶体系列的蛋白及膜蛋白等，故 AB 是对的。C是后转移进入线粒体的蛋白，不具信号肽序列。作为信号分子的分泌性小肽如分泌性 神经素（Secretoneurin/SN）只有 33-34个氨基酸长，是分泌粒蛋白 SgII前体最保守的部分，

B.胰蛋白酶

C.细胞色素 C

D.作为信号分子的分泌性小肽

而后者具有信号肽序列（如下图），因此 D也是对的。

参考文献：

Manserin, a novel peptide from secretogranin II in the neuroendocrine system, Neuroreport, 2004, 15, 1755.

27.如果 A蛋白质在内质网中加工合成，推测该蛋白质可能是：（多选，2分） A.转录因子蛋白质 B.细胞分泌蛋白质 C.溶酶体中蛋白质 D.线粒体蛋白质

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