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2021全国中学生生物学联赛理论试卷详细解析

2021全国中学生生物学联赛理论试卷〃详细解析

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合

成特异RNA与特异蛋白。其中，叶绿体DNA（chloroplastDNA）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

3PCR（Polymerasechainreaction），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，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Thermusaquaticus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。

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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