生物科学能力竞赛复试试题-师大附中

PAGEPAGE15九十七學年度師大附中生物科學科能力競賽複賽【實驗操作注意事項】請確認桌面及試題卷上之競賽編號是否正確。請清點各題組實驗器材，若有缺少或損壞，請舉手向監考老師反應；材料用完後不再補充，操作完畢後，請務必將器材歸位放置整齊。考試時間為下午1:30~4:30。試卷共15頁，若有缺頁請舉手告知監考老師。請直接在試卷上作答，否則不予計分。若作答空間不足，請在該試題卷的背面繼續作答。分數__________考生編號__________九十七學年度師大附中生物科學科能力競賽複賽本次競賽所需之器材與材料皆已放於桌上，請確實核對清單上所列各項物品。若有短缺，請立刻舉手向評審老師反應。所有器材與材料用完後，不再補發。實驗器材與材料蝴蝶1隻蜻蜓1隻蝗蟲1隻蜜蜂1隻金龜子1隻塑膠繩4m、1m各1條營釘2隻解剖顯微鏡1台魚1隻魚類生理食鹽水共同桌注射針頭內含某藥品0.2mL1管解剖盤1個小型尖頭鑷子3支塑膠滴管4支面紙1包抹布2條培養皿1個複式顯微鏡1台白蟻1小盆(數隻)解剖針2隻載玻片數個蓋玻片數個刀片1把保麗龍1片修枝剪1把指甲油1小瓶膠帶1捲睡蓮葉子1片落地生根葉子1片柚子葉子1片林格氏液1瓶鐵鎚1把皮尺1捲燒杯100c.c1個注意本試卷(含封面、試卷)共15頁，交卷時請一併交回。作答時間共3小時。請於本頁右上角「考上編號」處，填入個人編號。題目一：檢索表的製作說明：檢索表是生物學家將生物的特徵進行分類後，所製成的鑑定工具。本題將請你(妳)利用桌上所附的昆蟲標本，製成一個以「目」為分類標準的檢索表。標本中包含鞘翅目、鱗翅目、直翅目、蜻蛉目和膜翅目等五個目的昆蟲。可閱讀下面的製作示範來參考製作。製作示範圖A是任選的六種葉片，仔細觀察特徵後，每次以1種特徵將葉片分成兩群，直到每一群的葉片都分開成剩下一個為止。將此過程記錄下來，可製作成圖B的二分叉檢索表。註：所謂「二分叉」是指檢索表以圖示的方式，每次都由一群分叉成兩群圖A任選的六種葉片圖A任選的六種葉片圖B的二分叉檢索表中，可發現5個特徵分叉點，每個分叉點都有2個特徵；我們將這5個分叉點改成數字呈現(即1~5)，分叉點包含的2個特徵用a與b表示，就可製作成科學家最常用的數字編碼檢索表(圖C)。檢索說明：以圖C為例，數字編碼檢索表最左邊共有5個編號(1~5)，每個編號都含有a與b兩個特徵(和二分叉檢索表一樣)。當我們檢索1a時，可得到「2」的結果，表示還沒檢索完畢，要從編號2再繼續(一般都從2a圖B二分叉檢索表(圖中的圖C由二分叉檢索表轉換而來的數字編碼檢索表圖C由二分叉檢索表轉換而來的數字編碼檢索表在下頁空白處寫下此五目昆蟲的檢索表。二分叉檢索表(10分)數字編碼檢索表（10分）題目二：族群數量與密度調查說明：滿江紅是是一種水生蕨類，孢子囊果長在葉腋，通常利用植物體斷裂進行無性繁殖。葉二列互生，葉片分上下兩片，植物體呈三角形，長約一公分，可在水田、水池或水流較遲緩的河川上看見。問題：（15分）請設計實驗並實際估算生態池中滿江紅的族群數量或密度。題目三：動物體色改變的激素控制說明：許多脊椎動物會在很短的時間內改變體色。此機制主要是內分泌系統所釋放的激素作用於皮膚的色素細胞，而改變體色深淺。現提供你一含某激素的溶液，請利用所提供的實驗步驟、材料與器材，進行實驗，並回答以下之問題。實驗步驟：以潮溼的面紙覆蓋魚，露出部分魚鱗。(注意：在整個實驗過程中，用面紙覆蓋魚，並隨時保持濕潤。)將魚置於解剖盤上，並於解剖顯微鏡下觀察魚鱗上的黑色素細胞，並利用圖1所附之黑色素細胞指數來量化你的數據。將魚置於解剖盤上，注射藥品於魚鱗上，觀察魚鱗上的色素細胞。在注射藥品10分鐘後就可觀察到藥品之效果，並在滴加30分鐘後最為明顯。請你自行決定在適當時間點重複步驟(2)。圖1以黑色素細胞指數圖1以黑色素細胞指數(1-5)來量化色素顆粒之分散或聚集程度回答問題：出現此藥品對於魚鱗色素細胞產生影響和變化時，將答案寫在下面空白處並舉手請監考老師鑑定。（5分）根據你的實驗和觀察，此藥品是經由對色素細胞的何種調節，來改變魚鱗顏色？將答案寫在下面空白處並舉手請監考老師鑑定。（10分）請提出量化的數據(以圖、表之方式來表現)以佐證你在問題(2)所作的結論。（10分）題目四：白蟻腸道的原生動物觀察說明與問題：與白蟻腸道共生的原生動物可幫助白蟻分解纖維素。請找到白蟻腸道中3種原生動物，舉手請監考老師看過後，畫下來、測量其體長、體寬，並寫下玻片標本的製作步驟。玻片標本的製作步驟（5分）結果記錄原生動物一：可能名稱（5分）原生動物二：可能名稱（5分）(3)原生動物三：可能名稱（5分）題目五：植物基本組織的觀察說明與問題：植物基本組織中包括三種細胞類型：薄壁細胞、厚角細胞以及厚壁細胞，請利用桌上器材並至校園中選取適當植物，找出後舉手請監考老師看過後，畫下此三種類型細胞。薄壁細胞（5分）厚角細胞（5分）厚壁細胞（5分）題目六：植物表皮細胞氣孔數調查說明與問題：請製作睡蓮、落地生根及柚子三種植物的上、下表皮玻片標本，並分別計算其上、下表皮氣孔數。在100X視野下，計數三種葉子上、下表皮氣孔數。（12分）推測這三種植物的生活環境。（9分）題目七：限制酵素切割圖譜分析說明：第八型脊髓小腦共濟失調症(SCA8)為一種神經退化性疾病，其致病原因可能與其基因上一段重複擴增的CTG序列有關，為了解此重複擴增的序列其轉譯出的蛋白質性質，分別將完全不帶有CTG擴增的基因序列、帶有23個CTG擴增的基因序列、帶有88個CTG擴增的基因序列片段，轉殖入pGEX載體，製備成重組質體(pGEX-0R、pGEX-23R、pGEX-88R)，再送入大腸桿菌後誘導此蛋白表現，以進行該蛋白質的物化性質分析。【註】下圖一為正確的pGEX-23R重組質體模擬圖譜，總長約為5158bp，圖上標示各種限制酵素切點，數字表示切在質體的第幾個鹼基上；圖二為各重組質體及對照組經酵素切割後，以1%洋菜膠體電泳的電泳照片(laneM表示marker)；表一為各酵素的作用溫度及在不同作用溶液中的活性。pGEX-23RpGEX-23R5158bp圖一圖二圖二圖一表一表一圖二圖一表一限制酵素名稱作用溫度在各種作用溶液中的活性(100%)buffer1buffer2buffer3buffer4EcoRI37˚C50%100%100%100%AccI65˚C50%50%10%100%MscI65˚C75%75%75%100%PstI37˚C75%75%100%50%EcoNI37˚C50%25