Ôn tập sinh học hướng dẫn chấm đề thi thử qg lần 1 ngày 2

CAM – OLYMPIC SINH HỌC HDC ĐỀ THI THỬ LẦN KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA THPT NĂM 2020 Ngày thi thứ hai Thời gian: 180 phút (HDC có 12 câu gồm 10 trang) Câu (2,0 điểm) Cirpofloxacin, erythromycin, acyclovir loại thuốc phổ biến dùng để điều trị bệnh nhiễm trùng vi khuẩn virut Khả loại thuốc thể bảng đây: a) Bước Thuốc Đặc điểm trình tổng Erythromycin (kháng sinh) liên kết vào phía trước vị trí A tiểu hợp protein bị ức chế đơn vị 50S ribôxôm loại thuốc? Acyclovir (kháng virut) chất tương tự guanin Giải thích Cirpofloxacin (kháng sinh) ức chế ADN gyraza b) Thuốc có hiệu để chống lại vi khuẩn? Thuốc khơng ảnh hưởng tới virut? Giải thích c) Thuốc có tác dụng tế bào vật chủ? Tại sao? d) Acyclovir sử dụng chủ yếu để điều trị thuỷ đậu virut herpes gây Tại hiệu erythromycin để điều trị bệnh này? Hướng dẫn chấm: a - Ciprofloxacin: ức chế ADN gyraza, enzim giúp giải toả lực căng ADN trước chạc chép Đây điều cần thiết để giải phóng chuỗi xoắn kép giúp thực q trình nhân đơi ADN Do đó, q trình tổng hợp ARN từ ADN (phiên mã) bắt đầu dịch mã (tổng hợp protein) bị ức chế thuốc Ciprofloxacin (0,25 điểm) - Erythromycin: liên kết phía trước vị trí A tiểu đơn vị 50S ribơxơm Nó ức chế chuyển vị aminoacyl cách can thiệp vào việc chuyển tARN từ vị trí A sang vị trí P Do đó, kéo dài chuỗi polypeptide bị ức chế thuốc Erythromycin (0,25 điểm) - Acyclovir: chất tương tự guanin, có khả liên kết với polymeraza virut ức chế tổng hợp ADN virut Liên kết acyclovir với ADN polymeraza virut dẫn đến ngừng tổng hợp ADN, đó, ức chế tổng hợp protein (0,25 điểm) b Erythromycin chống vi khuẩn hiệu hoạt động cách liên kết với vị trí A tiểu đơn vị 50S ribôxôm vi khuẩn ức chế kéo dài chuỗi polypeptid Do đó, khơng gây ảnh hưởng đến thể người ribơxơm sinh vật nhân thực loại 80S bao gồm hai tiểu phần 60S 40S ribơxơm vi khuẩn loại 70S gồm hai tiểu phần 50S 30S (0,25 điểm) - Virut có ADN chuỗi đơn ARN chuỗi đơn làm vật liệu di truyền ADN mạch đơn không yêu cầu tháo xoắn để phiên mã ARN mạch đơn dùng trực tiếp mARN để tổng hợp protein (0,25 điểm) - Do Erythromycin ciprofloxacin khơng có hiệu chống lại virut Acyclovir có hiệu chống lại virut làm ngừng tổng hợp ADN cách liên kết với ADN polymeraza virut (0,25 điểm) c Enzim ADN gyraza khơng có sinh vật nhân thực trừ số ngoại lệ, ciprofloxacin khơng có tác dụng tế bào vật chủ Erythromycin hoạt động đặc biệt ribơxơm vi khuẩn Vì vậy, acyclovir kháng sinh ảnh hưởng đến tế bào vật chủ (0,25 điểm) d Acyclovir có hiệu erythromycin điều trị thủy đậu acyclovir có khả liên kết với ADN polymeraza virut dẫn đến ngừng tổng hợp ADN Trong erythromycin liên kết đặc hiệu với ribôxôm vi khuẩn khơng có ảnh hưởng virút chúng thiếu enzim riêng chúng sử dụng máy tế bào vật chủ để nhân lên (0,25 điểm) Câu (1,5 điểm) Ancaptôn niệu rối loạn chuyển hoá bẩm sinh khiếm khuyết enzim tham gia vào đường phân giải axit amin tirôzin Người đồng hợp tử alen đột biến khơng thể tạo enzim có chức bình thường chất enzim - axit homogentizic bị tích luỹ nhiều thể, gây triệu chứng bệnh sỏi thận, sỏi tuyến tiền liệt, nước tiểu sậm màu,… Năm 1996, nhà khoa học Tây Ban Nha nhân giải trình tự gen mã hố enzim bình thường alen đột biến Dưới trình tự kiểu dại phần gen mã hóa prơtêin với trình axit amin bên TTG ATA XXX ATT GCC Lơxin Izơlơxin Prơlin Izơlơxin Alanin Dưới trình tự tương ứng alen đột biến Sử dụng bảng mã di truyền để trả lời câu hỏi sau: TTG ATA TXX ATT GCC a) Xác định dạng đột biến Chuỗi axit amin tạo alen đột biến thay đổi nào? b) Tại đột biến ảnh hưởng đến chức bình thường enzim? c) Trên thực tế, nhiều đột biến điểm xuất vị trí chứa cặp bazơ G-X Giải thích Hướng dẫn chấm: a - Đây đột biến điểm loại thay cặp G-X A-T trình tự nucleotit cặp bazo số (từ trái sang) bị thay đổi từ X thành T (0,25 điểm) - Côdon xuất ARN UXX mã hố cho axit amin sêrin Do trình tự axit amin alen đột biến là: Lơxin ̶ Izôlơxin ̶ Sêrin ̶ Izôlơxin ̶ Alanin (Leu-Ile-Ser-Ile-Ala) (0,25 điểm) b - Đột biến thay prôlin thành sêrin Prôlin axit amin không phân cực, thường phần phân đoạn kị nước protein Trong sêrin lại axit amin phân cực với gốc R ưa nước (0,25 điểm) - Đột biến ảnh hưởng đến hoạt động enzim ảnh hưởng đến cấu trúc bình thường prơtêin (tương tác axit amin kị nước giúp tạo nên cấu trúc bậc ba bình thường, cịn axit amin bị thay khơng thể) (0,25 điểm) c - Hầu hết bazơ nitơ gen bị metyl hoá xitozin (X) tạo thành 5-metylxitozin Khi bị khử amin hoá đột biến, 5-metylxitozin tạo thành timin (T) Đây bazơ bình thường chúng khơng bị loại bỏ chế sửa chữa ADN (0,25 điểm) - Sự thay đổi bazơ nitơ khác tạo nucleotit bất thường hầu hết sửa chữa, đa số đột biến điểm xuất cặp G-X (0,25 điểm) Câu (1,5 điểm) Nấm đơn bội Neurospora crassa lần phát tiệm bánh Pháp tác nhân phổ biến làm hỏng thực phẩm, sau chúng nhanh chóng nhà nghiên cứu sử dụng rộng rãi mô hình đặc biệt để nghiên cứu di truyền Lồi nấm phát triển cách nhanh chóng dễ dàng phịng thí nghiệm với nhu cầu dinh dưỡng đơn giản, tuân theo quy tắc di truyền học Mendel Trong nghiên cứu, nhà nghiên cứu làm thí nghiệm Neurospora để xác định bước trình sinh tổng hợp axit amin lơxin Sơ đồ cho thấy đường chuyển hoá đề xuất trước nghiên cứu Neurospora trạng thái đơn bội hầu hết vòng đời chúng Khi sinh sản hữu tính, hai loại tế bào khác dung hợp tạo tế bào lưỡng bội mang gen hai bố mẹ Lồi nấm phát triển mơi trường tối thiểu mà khơng cần bổ sung axit amin tổng hợp tất axit amin hợp chất khác cần thiết để thực chức trao đổi chất Các nhà khoa học phân lập hai chủng Neurospora đột biến kiểm tra phát triển chúng môi trường khác Tế bào dung hợp tạo từ kết cặp hai chủng Neurospora đột biến phân lập thử nghiệm cách tương tự Kết hiển thị bảng dưới, dấu “+” tăng trưởng “-” cho biết tăng trưởng A B C D Chất tiền thân → 2-Ketoisovalerate → 2-isopropylmalate → 3-isopropylmalate → α-ketoisocaproate → Lơxin (axit keto-isovaleric) (axit 2-iso-propylmalic) (axit 3-iso-propylmalic) (axit keto-isocaproic) Chủng MT tối thiểu MT tối thiểu MT tối thiểu MT tối thiểu MT tối thiểu + Lơxin + 2+ 3- + α-ketoisocaproate isopropylmalate isopropylmalate Kiểu dại + + + + + Leu-1 ̶€ + ̶€ ̶€ + Leu-2 ̶€ + ̶€ + + Tế bào + + + + + dung hợp a) Xác định đột biến liên quan tới bước A, B, C D đường sinh tổng hợp Giải thích b) Tại dung hợp hai tế bào đột biến có khả khơi phục trở kiểu hình dại? c) Giả sử enzim xúc tác bước đường trao đổi chất bao gồm bốn tiểu đơn vị, cấu trúc bậc bốn enzim có dạng α 2β2 Thí nghiệm với hai chủng Neurospora đơn bội bị đột biến cho thấy chúng bị khiếm khuyết bước chuyển hóa Tuy nhiên, tế bào lưỡng bội tạo từ dung hợp tế bào hai chủng lại cho kết phục hồi thành kiểu dại Giải thích Hướng dẫn chấm: a - Leu-1 đột biến bước C Chỉ bổ sung sản phẩm bước (α-ketoisocaproate) Neurospora sinh trưởng Do đó, Leu-1 phải mang đột biến enzim bước C (0,25 điểm) - Leu-2 đột biến bước B Sản phẩm bước (3-isopropylmalate) chất đường chuyển hố làm Neurospora sinh trưởng Do đó, Leu-2 phải mang đột biến enzim bước B (0,25 điểm) b Đột biến Leu-1 thiếu enzim C bình thường có enzim B kiểu dại Đột biến Leu-2 bị thiếu enzim B bình thường mang enzim C kiểu dại Vì hai tế bào hợp nhất, tế bào lưỡng bội chứa enzim B kiểu dại enzim C kiểu dại, giúp phục hồi kiểu hình hoang dại (0,25 điểm) c - Một chủng bị đột biến gen mã hoá tiểu đơn vị α chủng đột biến lại bị ảnh hưởng gen mã hoá tiểu đơn vị β (0,25 điểm) - Do chủng đột biến đơn bội khơng thể tạo enzim α2β2 có chức chúng có gen, bình thường đột biến (0,25 điểm) - Tế bào lưỡng bội tạo từ q trình dung hợp có hai gen, có bình thường tiểu đơn vị α bình thường tiểu đơn vị β Điều giúp chúng tạo chuỗi polipeptit α β bình thường → kết hợp lại tạo thành enzim α2β2 có chức phục hồi kiểu hình hoang dại (0,25 điểm) Câu (2,0 điểm) Cừu Dolly động vật có vú tạo từ kỹ thuật chuyển nhân vật tiếng biết đến nhờ nhân sinh sản, từ đến ứng dụng q trình ngày nhân rộng trở nên phổ biến giới Tuy nhiên, nhân sinh sản có số nhược điểm, ví dụ chứng cho thấy cừu Dolly mang gen “già” tuổi thật dần chứng minh Khi nhà khoa học phân tích nhiễm sắc thể tế bào soma cừu khoảng tuổi, chiều dài nhiễm sắc thể Dolly tương đồng đáng kể với nhiễm sắc thể cừu già, chẳng hạn cừu 10 tuổi a) Giải thích gen cừu Dolly lại “già” nhiều so với cừu bình thường độ tuổi b) Giả sử rằng: - Trường hợp 1: Dolly lúc 11 tuổi sinh cừu tên Molly; Molly sinh cách tự nhiên (bằng cách giao phối với cừu đực bình thường) Khi Molly tuổi, người ta lấy mẫu tế bào soma để phân tích nhiễm sắc thể - Trường hợp 2: Người ta lấy lát cắt ngang củ cà rốt (Daucus carota subsp sativus) nhân vô tính kỹ thuật ni cấy tế bào Cây sau trồng khoảng vài tuần sau thu mẫu tế bào kiểm tra nhiễm sắc thể Kết thu trường hợp (so với cá thể bình thường độ tuổi)? Giải thích c) Từ kiện trên, nêu ưu nhược điểm kỹ thuật nhân sinh sản động vật Hướng dẫn chấm: a - Bộ gen cừu Dolly “già” tượng cố đầu mút, hay nói cách khác đầu mút nhiễm sắc thể cừu Dolly ngắn so với cừu bình thường độ tuổi (0,25 điểm) - Sự cố đầu mút xảy ADN polimeraza tổng hợp mạch theo chiều 5’-3’ Khi chép ADN đoạn cuối mạch chậm khơng có sẵn đầu 3’ phía trước để bổ sung nucleotit, ADN ngắn sau lần chép (0,25 điểm) - Tế bào cho nhân cừu Dolly tế bào (vú) cừu trưởng thành, tế bào nhân đơi nhiều lần (và biệt hố) đầu mút nhiễm sắc thể bị ngắn lại Khi chuyển nhân vào tế bào trứng khơng có khơi phục đầu mút cừu Dolly sinh với nhiễm sắc thể “ngắn” bình thường ngày ngắn (0,25 điểm) → Bộ gen cừu Dolly lại “già” nhiều so với cừu bình thường độ tuổi b - Trường hợp 1: trình tạo giao tử (trứng) bình thường có enzim telomeraza xúc tác việc kéo dài đầu mút nhiễm sắc thể, nhân giao tử (trứng tinh trùng) có độ dài đầu mút tối đa (0,25 điểm) → hợp tử mang nhiễm sắc thể bình thường tuổi cừu Molly có chiều dài đầu mút tương đương với cừu bình thường độ tuổi (0,25 điểm) - Trường hợp 2: nhiễm sắc thể có độ dài bình thường tế bào nhân tế bào biệt hoá nhân đơi nhiều lần tế bào nhân có tính tồn năng, tức khả “phản biệt hố” trở tế bào chưa biệt hố Trong q trình có hoạt động enzim telomeraza kéo dài đầu mút nhiễm sắc thể trở nên tối đa → có nhiễm sắc thể với chiều dài bình thường (0,5 điểm) c Thí sinh nêu ưu điểm (ví dụ tạo nhiều cá thể có kiểu gen giống thời gian ngắn, bảo tồn gen quý,…) nhược điểm (cá thể tạo bị “già trước tuổi”,…) hợp lý 0,25 điểm Câu (1,5 điểm) Năm 1919, Calvin Bridges tiến hành nghiên cứu đột biến gen lặn chưa rõ vị trí gây màu mắt đỏ son ruồi giấm Ơng nhận thấy bình ni ngồi mắt đỏ son chủng, có vài biến dị hoi mang kiểu hình mắt màu kem nhạt nhiều Bridges tiến hành lai cá thể với để thu dòng mắt kem chủng, sau thực phép lai (P) ruồi đực mắt kem với ruồi chủng kiểu dại F1 thu 100% mắt đỏ thẫm (kiểu dại) Tiếp tục cho ruồi F giao phối ngẫu nhiên với nhau, F2 thu 104 mắt đỏ thẫm, 52 đực mắt đỏ thẫm, 44 đực mắt đỏ son 14 đực mắt màu kem a) Xây dựng giả thuyết để giải thích kết thu F1 F2 viết sơ đồ lai minh hoạ b) Kết thí nghiệm thay đổi cá thể đem lai P: - Trường hợp 1: phép lai ruồi đực mắt đỏ son chủng ruồi mắt kem chủng - Trường hợp 2: phép lai ruồi mắt đỏ son chủng ruồi đực mắt kem chủng Hướng dẫn chấm: a Xét phép lai ban đầu: - Tỉ lệ kiểu hình thu F2 ≈ 12 mắt đỏ thẫm : đực mắt đỏ son : đực mắt kem = 16 tổ hợp lai = x → F1 dị hợp cặp gen phân ly độc lập với nhau, tương tác theo kiểu át chế (0,25 điểm) - F2 khơng đồng kiểu hình hai giới: 100% ruồi kiểu dại, 50% ruồi đực kiểu dại : 37,5% ruồi đực mắt đỏ son : 12,5% ruồi đực mắt kem → gen quy định màu mắt nằm nhiễm sắc thể giới tính, hai gen nằm NST X không alen tương ứng Y (0,25 điểm) - Quy ước gen: A_XB_ aaXB_ : đỏ thẫm A_XbXb A_XbY: đỏ son (0,25 điểm) aaXbXb aaXbY: màu kem - P: ♂ aaXbY x ♀ AAXBXB - Sơ đồ lai minh hoạ: (0,25 điểm) P: ♂ aaXbY mắt kem aXb, aY AaXBXb AaXBXb ♀ AAXBXB mắt đỏ thẫm AXB B AaX Y (100% mắt đỏ thẫm) AaXBY x G: F1: F1 x F1: … F2: ♂ 3A_XBY : 3A_XbY : 1aaXBY : 1aaXbY (4 đỏ thẫm : đỏ son :1 kem) ♀ 3A_XB_ : 1aa XB_ (100% đỏ thẫm) b - TH1: P có kiểu gen ♂ AAXbY x ♀ aaXbXb → F1: AaXbY : AaXbXb (100% đỏ son) F1 x F1 → F2: đỏ son : mắt kem (cả đực cái) điểm) - TH2: P có kiểu gen♀ AAXbXb x ♂ aaXbY → F1: AaXbY : AaXbXb (100% đỏ son) F1 x F1 → F2: đỏ son : mắt kem (cả đực cái) điểm) (0,25 (0,25 Câu (1,5 điểm) Wafarin loại thuốc chống đông máu ức chế tổng hợp phụ thuộc vitamin K yếu tố đông máu dạng hoạt tính sinh học phụ thuộc canxi yếu tố quy định protein Sự đề kháng với warfarin đặc điểm di truyền chuột quy định gen W nằm nhiễm sắc thể số Chuột đồng hợp tử mang alen kháng (WW) có giá trị thích nghi chút chúng bị thiếu hụt vitamin K cá thể dị hợp tử (Ww) khơng (chuột dị hợp tử có khả kháng warfarin) Trong khu vực nơi warfarin thường xuyên sử dụng, chuột dị hợp tử có khả sống sót tốt nhất, giá trị thích nghi kiểu gen Ww, WW, ww 1.0, 0.37, 0.19 a) Quần thể bị chi phối hình thức chọn lọc nào? Giải thích b) Tính tần số alen quần thể trạng thái cân di truyền sau bị tác động chọn lọc c) Dự đoán thay đổi xảy quần thể chuột khơng cịn tiếp xúc với thuốc giải thích Hướng dẫn chấm: a Các cá thể có kiểu gen dị hợp tử có sức sống khả sinh sản cao (thể giá trị thích nghi = 1,0) chúng ngày gia tăng thành phần kiểu gen quần thể kiểu gen đồng hợp ngày giảm → kiểu chọn lọc cân (ưu dị hợp tử) (0,25 điểm) b - Hệ số chọn lọc kiểu gen là: SWW = – WWW = – 0.37 = 0.63, SWw = Sww = 0.81 (0,25 điểm) - Quần thể trạng thái cân di truyền có SWW.p = Sww.q - Tần số alen: pW = Sww/(Sww + SWW) = 0.81/(0.81 + 0.63) = 0.5625 → qw = € 0.5625 = 0.4375 (0,25 điểm) c - Khi quần thể khơng cịn tiếp xúc với thuốc cân di truyền khơng cịn hệ số chọn lọc ba kiểu gen có xu hướng giảm dần (s → 0) (0,25 điểm) - Lúc cá thể mang kiểu gen WW bị chọn lọc tự nhiên tác động mạnh chúng thích nghi so với hai kiểu gen lại (do thiếu hụt vitamin K) → tần số kiểu gen WW giảm qua hệ (0,25 điểm) - Chọn lọc chống lại alen kháng wafarin làm tần số alen W giảm dần theo thời gian hình thành nên quần thể thích nghi với tần số alen w chiếm đại đa số (0,25 điểm) Câu (2,0 điểm) Một gen phát gần có liên quan đến phát triển não người gây ý nhà khoa học Nghiên cứu cho thấy có ba gen (A, B C theo thứ tự xuất q trình tiến hố) hệ gen người, cịn hệ gen chuột có gen (M) loài ếch Xenopus có độc (gen X) Các nhà khoa học giải trình tự 10.000 bp (cặp bazơ) từ vị trí sánh A B B C A C A M A X khung đọc mở So gen tính tốn số cặp bazơ khác biệt xuất Số cặp bazơ 300 10 300 600 3000 cặp gen nghiên khác biệt cứu Kết thu thể bảng bên Cho tất gen họ gen tiến hoá với tốc độ khơng đổi, nhánh tiến hố chuột người phân ly với 60 triệu năm trước a) Chuột ếch Xenopus tiến hoá riêng rẽ cách bao lâu? Giải thích b) Có kiện lặp gen quan sát dựa vào kiện trên? Mỗi kiện xảy cách bao lâu? Giải thích c) Khi lập đồ di truyền gen A, B C người ta thấy A liên kết chặt chẽ với C phân ly B không phụ thuộc vào hai gen cịn lại Giải thích sở phân tử dẫn đến tượng trên? Hướng dẫn chấm: a - Vì gen họ gen tiến hố với tốc độ không đổi nên số cặp bazơ sai khác chuột người tỷ lệ thuận với thời gian kể từ hai nhánh phân ly với Do ta tính tốc độ tiến hố trung bình gen là: 600/ 60.106 = 1.10€ (cặp bazơ/ năm) (0,25 điểm) - Dựa vào kết so sánh ta thấy A khác M 600bp A khác X 3000bp → số cặp bazơ khác chuột ếch Xenopus là: 3000 – 600 = 2400 (bp) (0,25 điểm) - Thời gian chuột ếch Xenopus bắt đầu tiến hoá riêng rẽ (phân nhánh) cách đây: 2400/1.10-5 = 240 triệu năm b (0,25 điểm) - Có kiện lặp gen quan sát dựa vào kiện người có gen chứng tỏ từ gen ban đầu trải qua lần lặp gen sau gen tiến hố dần có chức (ở chuột ếch có gen nên khơng có tượng lặp gen) (0,25 điểm) - Thời gian kiện xảy tỉ lệ với số cặp bazơ sai khác gen với nhau: + Gen B xuất cách đây: 300/1.10-5 = 30 triệu năm (0,25 điểm) + Gen C xuất cách đây: 10/1.10-5 = triệu năm (0,25 điểm) c Cơ sở phân tử giải thích tượng là: - Đầu tiên kiện lặp gen A (có thể xê dịch mạch khuôn chép ADN,…) tạo gen B, gen B bị chuyển đoạn xa khỏi gen A (vì nên phân ly độc lập khơng phụ thuộc hai gen cịn lại) (0,25 điểm) - Sau lặp gen B làm xuất gen C, nhờ trao đổi chéo không cân nhiễm sắc tử không chị em làm đoạn C nhiễm sắc thể, nhiễm sắc thể lại chứa gen A C (ở vị trí gần nhau) (0,25 điểm) (Thí sinh đưa cách giải thích khác với lý thuyết hợp lý cho điểm tối đa) Câu (1,5 điểm) Hai quần thể linh dương Ai Cập (Gazella dorcas beccarii) sống cao ngun Bắc Phi (gọi quần thể phía Đơng quần thể phía Tây) bị ngăn cách dãy núi thuộc khối núi Arkenu Nhờ hoạt động khai phá mơi trường cải tạo địa hình người, cá thể linh dương di chuyển tuỳ ý từ quần thể bên sang quần thể bên ngược lại Người ta nghiên cứu đặc trưng quần thể trước sau khu vực bị người tác động (từ năm 1993-2002) Kết hiển thị bảng đây: Quần thể Trước bị tác động (1993-1997) Sau bị tác động (1998-2002) Đặc điểm Quần thể phía Quần thể phía Tây Quần thể phía Quần thể phía Tây Đơng Đơng Số alen/ lơcut 3.3 2.9 3.9 3.6 Sự sai khác vốn 3.7 2.6 gen (%) a) Bản chất tác động người lên hai quần thể linh dương gì? Giải thích kết b) Nếu nghiên cứu quần thể tương lai xa (ví dụ năm 2020) kết thu khác biệt so với kết trên? c) Khối núi Arkenu có khí hậu tương đối khô hạn xảy thiên tai bão cát, vòi rồng,… Quần thể năm 1995 quần thể năm 2000 có chịu ảnh hưởng yếu tố khơng? Giải thích Hướng dẫn chấm: a - Con người tác động lên môi trường làm cá thể hai quần thể vốn bị ngăn cách địa lý di chuyển qua lại giao phối với → tác động người tạo nên dòng gen (sự di-nhập gen) hai quần thể (0,25 điểm) - Nhờ dịng gen hai quần thể mà chúng trao đổi vốn gen cho qua giao phối với cá thể quần thể lại, làm tăng số alen/ lôcut (tăng đa dạng di truyền) làm giảm sai khác vốn gen với (0,25 điểm) b - Số alen/lôcut hai quần thể tăng lớn so với thời điểm nghiên cứu vì: qua thời gian dài xuất thêm biến dị quần thể, nhờ dòng gen làm phát tán sang quần thể bên cạnh Khơng vậy, số alen/ lơcut cịn tăng thời gian dài dịng gen trao đổi nhiều biến dị so với thời gian ngắn (0,25 điểm) - Sự sai khác vốn gen hai quần thể giảm nhiều dịng gen có xu hướng đồng hoá (giảm khác biệt) di truyền quần thể qua thời gian Thời gian dài quần thể có xu hướng đồng di truyền sai khác nhỏ (0,25 điểm) c - Các thiên tai bão cát, vịi rồng,… xảy khơng thể đốn trước tác động hồn tồn vơ hướng Hay nói cách khác chúng yếu tố ngẫu nhiên Hiệu tác động yếu tố ngẫu nhiên phụ thuộc vào kích thước quần thể (0,25 điểm) - Hai quần thể có xảy dịng gen coi quần thể lớn chúng chịu tác động yếu tố ngẫu nhiên so với quần thể đơn lẻ Hay nói cách khác quần thể năm 2002 chịu ảnh hưởng yếu tố (0,25 điểm) Câu (1,5 điểm) 2.5 1.5 0.5 Diện tích đệm chân Stuart cộng (2014) nghiên cứu xâm lấn thằn lằn nâu Cuba (Anolis sagrei) đảo Florida ảnh hưởng đến thằn lằn xứ A carolinensis Sau A sagrei xâm lấn, A carolinensis di chuyển đến cành cao Stuart đồng nghiệp kiểm tra liệu thay đổi mơi trường sống có gây thay đổi diện tích miếng đệm chân (kích thước tương đối) A carolinensis (diện tích lớn giúp thằn lằn dễ dàng bám vào cành mảnh nhỏ hơn) cách đo diện tích đệm chân A carolinensis bắt tự nhiên đảo xâm lấn A sagrei Bắt ngồi tự nhiên Ni vườn chung không bị xâm lấn, đồng thời tiến hành đo diện tích đệm chân A carolinensis thí nghiệm thứ hai trứng A carolinensis thu thập đảo có khơng có xâm lấn nuôi thằn lằn đến tuổi trưởng thành điều kiện giống y hệt (vườn chung) a) Nhận xét biểu đồ b) Khi tính trạng ví dụ diện tích đệm chân có khác biệt định môi trường khác nhau, nguyên nhân mềm dẻo kiểu hình kết tiến hố (chọn lọc tự nhiên) Trong trường hợp sau, kết bắt ngồi tự nhiên kết ni chung khác biệt nếu: - Trường hợp 1: nguyên nhân tiến hoá - Trường hợp 2: nguyên nhân mềm dẻo kiểu hình c) Ngun nhân dẫn đến khác biệt gì? Giải thích Hướng dẫn chấm: a Trong hai trường hợp, dù thằn lằn A carolinensis bị bắt tự nhiên hay ni điều kiện giống diện tích đệm chân thằn lằn nơi không bị xâm lấn nhỏ nơi bị xâm lấn (0,25 điểm) b - Trường hợp 1: nguyên nhân tiến hoá (chủ yếu chọn lọc tự nhiên), cá thể bị bắt mơi trường khơng có bị xâm chiếm khác mặt di truyền (kiểu gen) Do dù ni mơi trường có điều kiện tương tự kết thu khơng có khác biệt đáng kể/ giống so với tự nhiên (0,5 điểm) - Trường hợp 2: mềm dẻo kiểu hình ngun nhân dẫn đến khác biệt, gen quy định diện tích đệm chân cá thể sống đảo bị không bị xâm lấn khơng khác biệt với Vì trứng thu có kiểu gen tương tự nhau, nuôi vườn chung điều kiện môi trường giống y hệt nên biểu kiểu hình không phụ thuộc vào nguồn gốc trứng lấy từ đâu Kết thu khác biệt so với thí nghiệm, cụ thể ni vườn chung diện tích đệm chân thằn lằn giống (0,5 điểm) c Vì kết bắt tự nhiên nuôi vườn chung giống chứng tỏ thay đổi diện tích đệm chân chủ yếu tiến hố khơng phải mềm dẻo kiểu hình Bởi từ kiện sinh thái (xâm lấn loài cạnh tranh A sagrei) dẫn đến thay đổi (tiến hố thích nghi), hay nói cách khác xâm lấn tạo tác động tiến hoá-sinh thái (0,25 điểm) Câu 10 (2,0 điểm) Jaenike Brekke (2011) thực thí nghiệm sử dụng quần thể ruồi giấm phịng thí nghiệm (Drosophila neotestacea) để kiểm tra xem liệu lồi cộng sinh di truyền qua hệ để gia tăng tần số quần thể vật chủ bị kí sinh Ruồi có loại vi khuẩn cộng sinh thuộc chi Spiroplasma giúp bảo vệ chúng khỏi giun kí sinh Howardula aoronymphium Howardula làm ruồi vô sinh làm giảm thành công giao phối ruồi đực Tỉ lệ ruồi giấm bị nh iễm g iun kí sinh Howardu laTỉ lệ ruồi giấm cộng sinh với Spiroplasma Jaenike Brekke tiến hành thí nghiệm thứ với năm quần thể giống ruồi tiếp xúc với giun kí sinh tất hệ năm quần thể giống khác khơng có giun kí sinh Ban đầu, quần thể có 50% ruồi trưởng thành cộng sinh với Spiroplasma 50% ruồi khơng nhiễm vi khuẩn Trong thí nghiệm thứ hai, nhà nghiên cứu tiến hành thí nghiệm với năm quần thể (cũng giống nhau) tất ruồi nhiễm Spiroplasma năm quần thể ruồi khác không bị nhiễm bệnh Tất quần thể thí nghiệm thứ hai tiếp xúc với giun ký sinh Howardula (nhưng không thiết bị nhiễm) hệ Cả hai thí nghiệm theo dõi bảy hệ, kết thu được trình bày bảng Thí nghiệm Tỉ lệ ruồi giấm cộng sinh với Spiroplasma Thế hệ (Dấu “ € ” thể quần thể tuyệt chủng Môi trường tất ruồi nhiễm giun bị vô sinh) Không giun 54 65 52 65 59 65 39 a) Vẽ biểu đồ biểu diễn kết thí Có giun 49 52 86 92 97 99 96 nghiệm thứ Nhận xét giải thích Thí nghiệm Tỉ lệ ruồi giấm bị nhiễm giun kí sinh Howardula b) Vẽ biểu đồ biểu diễn kết thí Thế hệ nghiệm thứ hai Nhận xét giải thích Mơi trường c) Dựa vào hai biểu đồ kết luận có chi phí (giá) lớn phải trả cho việc Khơng có Spiroplasma 30 59 95 92 87 ̶€ ̶€ nuôi dưỡng Spiroplasma khơng? Giải Có Spiroplasma 25 15 0 thích Hướng dẫn chấm: a) Thí sinh vẽ đồ thị thích đầy đủ 100 0,25 điểm 80 - Nhận xét: tỉ lệ ruồi cộng sinh với vi khuẩn quần thể có giun kí sinh cao so với không 60 xuất giun (0,25 điểm) 40 - Giải thích: mơi trường khơng có Howardula có vai trị đối chứng, cụ thể tỉ lệ có thay đổi 20 Khơng dao động cách bất thường (không giun tăng/ giảm liên tục theo thời gian) Ngược lại tỉ lệ Có giun Spiroplasma cộng sinh có Howardula tăng Thế hệ tương đối nhanh, từ giá trị ban đầu 50% đến 95% sau hệ (0,25 điểm) b) Thí sinh vẽ đồ thị thích đầy đủ 0,25 điểm 100 80 60 40 Khơng có Spiroplasma 20 Thế hệ - Nhận xét: có mặt vi khuẩn cộng sinh Spiroplasma giúp bảo vệ ruồi giấm khỏi giun Howardula (0,25 điểm) - Giải thích: mơi trường khơng có Spiroplasma đóng vai trị đối chứng, cụ thể quần thể ruồi hệ có 95% cá thể bị nhiễm giun kí sinh tất quần thể tuyệt chủng hệ thứ (vì khơng có cộng sinh, Howardula triệt sản đối tượng mà lây nhiễm) Ngược lại, tỉ lệ ruồi bị nhiễm giun giảm tương đối có mặt Spiroplasma khơng cịn cá thể bị nhiễm vào hệ (0,25 điểm) c) Khơng, vì: - Nếu chi phí phải trả cho việc ni dưỡng Spiroplasma tương đối lớn tỉ lệ ruồi cộng sinh với vi khuẩn phải giảm khơng có giun kí sinh (0,25 điểm) - Dựa vào đồ thị câu a) ta thấy điều không xảy ra, chứng tỏ ruồi phải trả chi phí nhỏ lượng Số lượng lồi dinh dưỡng để chứa vi khuẩn cộng sinh (0,25 điểm) Câu 11 (1,5 điểm) Núi lửa St Helens nằm phía Tây Nam bang Washington (Mỹ) phun trào ngày 18 tháng năm 1990 Sự phun trào tạo vùng đất có hàm lượng dinh dưỡng thấp, khơ hạn di chuyển bề mặt Các thí nghiệm cố định thiết lập vài vị trí phía trước vành đai bao quanh núi lửa để theo dõi phục hồi sau núi lửa phun trào Hình thể số loài tỉ lệ phần trăm che phủ số điểm từ năm 1981 đến năm 1998 a) Phân tích lý giải thay đổi quần xã thực vật giai đoạn 1980-1998 b) Đây ví dụ cho loại diễn sinh thái nào? c) Không gian ánh sáng có phải yếu tố giới hạn mơi trường khơng? Giải thích Hướng dẫn chấm: a - Trong khoảng năm đầu số lượng thực vật tăng nhanh (0-18 lồi) sau trì tương đối ổn định khoảng 18 năm sau (0,25 điểm) - Số lồi tăng nhanh năm đầu mơi trường với điều kiện phù hợp cho số lồi thực vật có khả thích nghi với mơi trường Chúng chiếm lĩnh môi trường tạo điều kiện cho loài đến sau (0,25 điểm) - Tuy nhiên số loài tăng đến ngưỡng định đủ sức chứa môi trường gây cạnh tranh loài khác loài làm số lượng lồi dao động mức cân (0,25 điểm) - Nhìn chung, độ che phủ có xu hướng tăng theo thời gian Do điều kiện không thuận lợi từ môi trường nên thực vật khó chiếm lĩnh mơi trường nhanh chóng (0,25 điểm) b Đây ví dụ cho diễn ngun sinh, mơi trường khởi đầu khơng có mầm mống sinh vật (hoặc núi lửa phun trào làm tuyệt diệt loài sinh vật, quần xã số 0) (0,25 điểm) b Khơng, suốt thời gian nghiên cứu độ che phủ tương đối thấp (chỉ khoảng 20%) nên lượng ánh sáng thực vật nhận nhiều Do ánh sáng khơng phải yếu tố giới hạn (có thể dinh dưỡng nước,…) (0,25 điểm) Câu 12 (1,5 điểm) Rừng đóng vai trị vơ quan trọng chu trình cacbon toàn cầu, thể việc thu nhận lượng đáng kể khí CO2 từ khí thơng qua quang hợp Sản lượng sơ cấp rừng thường bị hạn chế nguồn nitơ, lượng cacbon hấp thu tăng điều đồng nghĩa với lắng đọng cao nitơ đất a) Nếu lượng nitơ lắng đọng đất tăng thêm trung bình 15kg/ha/năm lượng cacbon hấp thụ lưu trữ gỗ tăng thêm 20 năm? Giả sử 10% lượng nitơ lắng đọng hấp thụ sử dụng cho sinh trưởng, tỷ lệ C:N gỗ 500:1 diện tích quần xã rừng rụng chiếm 13 triệu km 2, diện tích quần xã rừng phương bắc chiếm 19 triệu km2 b) Mỗi năm người thải 9,5.1015g C từ nhiên liệu hoá thạch 0,9.1015g C từ việc khai phá đất So với lượng C người thải lượng C hấp thụ chiếm bao nhiêu? c) Nêu ảnh hưởng người đến chu trình cacbon hai kỉ vừa qua Giải thích Hướng dẫn chấm: a - 15 kg N/ha/năm 20 năm = 300 kg N/ha - 13,000,000 km2 + 19,000,000 km2 = 3.2 x 109 tương đương 9.6 x 1011 kg N (0,25 điểm) - Vì sử dụng 10% nitơ cho sinh trưởng nên lượng nitơ hấp thụ lưu trữ gỗ 9.6.1010 kg - Vì tỉ lệ C:N gỗ 500:1 → lượng cacbon lưu trữ gỗ 9.6.1010.500 = 4,8.1013 kg C (0,25 điểm) b - Lượng cacbon hấp thụ lưu trữ gỗ năm: 4,8.1013/20 = 2,4.1012 kg C = 2,4.1015 g C - Lượng cacbon người thải = (9,5 + 0,9).1015 = 10,4.1015 g C (0,25 điểm) - Lượng C hấp thụ so với lượng C người thải chiếm: 2,4.1015/ 10,4.1015 = 23,07% (0,25 điểm) c - Cách mạng công nghiệp diễn vào kỉ 19 làm gia tăng việc sử dụng tài ngun dầu khí nhiên liệu hố thạch→ tăng lượng CO2 thải (0,25 điểm) - Gia tăng dân số nhanh chóng làm tăng cường việc khai phá rừng lấy gỗ lấy đất phát triển nông nghiệp → suy giảm số lượng thực vật làm tăng lượng CO khí (0,25 điểm) (Thí sinh có ý khác hợp lý cho điểm tối đa) HẾT