SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO LONG AN KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THPT CẤP TỈNH VÒNG NĂM HỌC: 2019-2020 Môn thi: SINH HỌC Ngày thi: 25/09/2019 (Buổi thi thứ nhất) HƯỚNG DẪN CHẤM CHÍNH THỨC (Hướng dẫn chấm gồm 07 trang) Câu (1,5 điểm) Năng lượng hoạt hóa gì? Tại sống lại sử dụng enzim để xúc tác cho phản ứng sinh hóa mà khơng chọn cách làm tăng nhiệt độ để phản ứng xảy nhanh hơn? Câu Nội dung Điểm Năng lượng hoạt hóa lượng cần cung cấp để khởi đầu phản 0,25 ứng hóa học - Phần lớn phản ứng có lượng hoạt hóa cao 0,25 - Nếu tăng nhiệt độ để phản ứng xảy đồng thời 0,25 làm biến tính prơtêin làm chết tế bào - Khi tăng nhiệt độ làm tăng tốc độ phản ứng cách khơng có 0,25 chọn lọc - Enzim lựa chọn enzim xúc tác cho phản ứng cách làm 0,25 giảm lượng hoạt hóa phản ứng, làm cho phản ứng xảy dễ dàng - Enzim có tính đặc hiệu với loại phản ứng định nên phản ứng 0,25 cần thiết enzim xúc tác để phản ứng xảy Câu (2,0 điểm) Để tạo quần thể gồm tế bào giai đoạn chu kì, nhà khoa học lợi dụng khả ức chế ribơnuclêơtit reductaza thymine nồng độ cao Ribơnuclêơtit reductaza có chức chuyển ribônuclêôtit thành đêôxiribônuclêôtit, nguồn nguyên liệu cho tổng hợp ADN Thymine nồng độ thấp khơng có hoạt tính ức chế Với dịng tế bào có thời gian pha G1, S, G2, M 10,5h; 7h; 4h; 0,5h, quy trình tạo quần thể tế bào là: Ban đầu, bổ sung lượng lớn thymine vào môi trường nuôi tế bào Sau 18h, loại bỏ bớt thymine Sau 10h tiếp theo, lại bổ sung lượng lớn thymine Sau thí nghiệm, tế bào thu giai đoạn chu kì tế bào? Giải thích Câu Nội dung Điểm - Thymine nồng độ cao gây ức chế ribơnuclêơtit reductaza Do đó, bổ sung thymine nồng độ cao gây tạm dừng tế bào pha S, khơng 0,5 cho tiếp tục chu kì tế bào - Ban đầu, lượng lớn Thymine bổ sung vào môi trường nuôi, gây tạm dừng tế bào pha S, tế bào pha khác trải 0,5 qua chu kì tế bào bình thường - Sau 18h, tổng thời gian G2, M G1 15h nên tất tế bào lúc giai đoạn pha S Sự loại bỏ thymine giúp tất tế 0,5 bào lại tiếp tục trải qua chu kì bình thường - Sau 10h tiếp theo, thời gian pha S 7h nên tất tế bào lúc hoàn thành pha S trải qua pha khác chu kì tế bào 0,5 Sự bổ sung lượng lớn thymine khiến cho tế bào bước vào pha S sau Như vậy, toàn tế bào lúc bị đồng hóa cuối pha G2 Trang 1/7 Câu (3,0 điểm) 3.1 Nêu chức loại prôtêin màng sinh chất tế bào sinh vật 3.2 Ở người, có bệnh di truyền làm cholesterol tích tụ máu dẫn đến xơ cứng thành động mạch Tế bào người bệnh có khiếm khuyết tạo nên tích tụ cholesterol máu? 3.3 Urê -mercaptoetanol hai hợp chất gây biến tính prơtêin -mercaptoetanol ơxi hóa liên kết đisunphit, urê phá vỡ tất liên kết yếu (khơng phải liên kết cộng hóa trị) bên phân tử prơtêin Để tìm hiểu cấu trúc bậc bốn phân tử prôtêin, người ta tiến hành thí nghiệm xử lý phân tử prơtêin hai hợp chất phân tích sản phẩm thu Kết thí nghiệm sau: Thí nghiệm 1: Khi khơng xử lý hóa chất thu prơtêin có khối lượng 160 kilodanton (kDa) Thí nghiệm 2: Khi xử lý dung dịch urê 6M thu hai prơtêin có khối lượng tương ứng 100 kDa 60 kDa Thí nghiệm 3: Khi xử lý dung dịch urê 6M bổ sung -mercaptoetanol thu hai loại prơtêin có khối lượng tương ứng 50 kDa 15 kDa Dựa vào kết thí nghiệm cho biết: a Phân tử prơtêin cấu tạo từ chuỗi polypeptit loại chuỗi polypeptit? Khối lượng loại chuỗi polypeptit bao nhiêu? b Các tiểu phần prôtêin 100 kDa 60 kDa có cấu tạo nào? Câu Nội dung Điểm - Vận chuyển chất qua màng (kênh vận chuyển) 0,25 3.1 - Thu nhận truyền đạt thông tin (thụ thể bề mặt) 0,25 - Nhận biết tế bào (dấu chuẩn) 0,25 - Chức enzim 0,25 - “Ghép nối” tế bào với 0,25 - Neo màng 0,25 - Tế bào người vận chuyển cholesterol vào hình thức nhập bào 0,25 3.2 qua trung gian thụ thể - Trên màng tế bào người bệnh thiếu thụ thể tiếp nhận nên cholesterol 0,25 không vận chuyển vào bên tế bào, dẫn đến tích tụ máu 0,25 3.3a Phân tử prôtêin cấu tạo từ chuỗi polypeptit Có loại chuỗi polypeptit: 0,25 + Chuỗi có khối lượng 50 kDa 0,25 + Chuỗi có khối lượng 15 kDa 3.3b - Tiểu phần prôtêin 100 kDa cấu tạo từ chuỗi polypeptit giống 0,25 có khối lượng 50 kDa thông qua liên kết đisunphit - Tiểu phần prôtêin 60 kDa cấu tạo từ chuỗi polypeptit giống có khối lượng 15 kDa thơng qua liên kết đisunphit Câu (2,5 điểm) Prôtêin X Prôtêin Y Hình Màng kép lipit Sợi actin Hình Hình vẽ mơ tả cấu trúc vùng màng sinh chất tế bào nghiên cứu Trong đó, prơtêin Y có miền cấu trúc gắn với sợi actin bất động bề mặt bên màng tế Trang 2/7 bào Khơng có miền tương tự prơtêin X Một thí nghiệm tiến hành thấy tính di động prơtêin X Y màng tế bào Các prôtêin dán nhãn chất huỳnh quang khác (màu đỏ cho prôtêin X màu xanh cho prôtêin Y) với phân tử huỳnh quang cho prơtêin Sau đó, vùng nhỏ bề mặt tế bào chiếu xạ liên tục để tẩy phân tử thuốc nhuộm cường độ huỳnh quang tế bào theo dõi theo thời gian a Hãy dự đốn kết thí nghiệm sau thời gian dài chiếu xạ b Nếu chiếu xạ thời gian ngắn vùng chiếu xạ có phục hồi màu sắc ban đầu hay khơng? Giải thích c Kết thí nghiệm thay đổi thay đổi nhiệt độ môi trường? Giải thích Câu Nội dung Điểm - Sau chiếu xạ thời gian dài quan sát thấy huỳnh quang màu xanh 0,5 a bề mặt tế bào - Giải thích: màng có tính động, prơtêin X di chuyển thường xuyên 0,5 phạm vi màng, chúng bị tẩy màu chúng qua vùng chiếu xạ prơtêin Y khơng di chuyển nên có vùng chiếu xạ bị tẩy màu vùng khác chúng trì huỳnh quang màu xanh - Khơng 0,5 b - Do prôtêin Y không di chuyển nên vùng chiếu xạ chúng bị tẩy màu 0,25 không phục hồi, vùng cịn lại trì cường độ huỳnh quang ban đầu - Prôtêin X từ vùng khác di chuyển đến vùng bị chiếu xạ nên vùng 0,25 có màu đỏ Các vùng cịn lại có hai màu, huỳnh quang màu đỏ bị tẩy bớt nên giảm so với ban đầu - Nhiệt độ ảnh hưởng đến tính động màng, nhiệt độ cao tính động tăng 0,25 c ngược lại - Nếu thí nghiệm điều kiện nhiệt độ mơi trường cao thời gian tẩy 0,25 màu prơtêin X nhanh điều kiện môi trường nhiệt độ thấp Câu (2,0 điểm) Bằng thao tác vô trùng, người ta cho 40ml dung dịch đường glucơzơ 10% vào hai bình tam giác cỡ 100ml (kí hiệu bình A bình B), cấy vào bình 4ml dịch huyền phù nấm men bia (Saccharomyces cerevisiae) có nồng độ 103 tế bào nấm men/1ml Cả bình đậy nắp bơng đưa vào phịng ni cấy 350C 18 Tuy nhiên, bình A để giá tĩnh cịn bình B lắc liên tục (120 vịng/phút) Hãy cho biết khác có mùi vị, độ đục kiểu hô hấp tế bào nấm men bình A B Giải thích Câu Nội dung Điểm - Bình A: có mùi rượu rõ độ đục thấp so với bình B 0,25 - Bình A để giá tĩnh tế bào phía hơ hấp hiếu khí cịn tế 0,25 bào phía có ôxi nên chủ yếu tiến hành lên men êtilic, theo phương trình: glucơzơ êtanol + 2CO2 + ATP - Vì lên men tạo lượng nên tế bào sinh trưởng chậm phân chia 0,25 dẫn đến sinh khối thấp Độ đục thấp - Bình B khơng có mùi rượu, độ đục cao so với bình A 0,25 - Do để máy lắc ơxi hịa tan bình nên tế bào chủ 0,25 yếu hơ hấp hiếu khí theo phương trình: Glucơzơ + O2 H2O+ 6CO2+38 ATP - Nấm men có nhiều lượng nên sinh trưởng mạnh làm xuất nhiều 0,25 tế bào bình dẫn đến đục - Kiểu hơ hấp tế bào nấm men bình A: chủ yếu lên men, tạo 0,25 êtanol ATP Ngồi cịn có hơ hấp hiếu khí Trang 3/7 - Kiểu hơ hấp tế bào nấm men bình B: chủ yếu hơ hấp hiếu khí, tạo nhiều ATP Sản phẩm cuối CO2 H2O 0,25 Câu (2,0 điểm) Rau củ lên men lactic thức ăn truyền thống nhiều nước châu Á Vi sinh vật thường thấy dịch lên men gồm vi khuẩn lactic, nấm men nấm sợi Hình thể số lượng tế bào sống (log CFU/ml) nhóm vi sinh vật khác giá trị pH trình lên men lactic dưa cải Ơxi hồ tan dịch lên men giảm theo thời gian sử dụng hết sau ngày thứ 22 Hình 2: Sự thay đổi hệ vi sinh vật trình lên men lactic muối dưa cải a Giải thích nguyên nhân làm pH môi trường giảm mạnh từ ngày thứ đến ngày thứ b Giải thích biến động số lượng tế bào nhóm vi sinh vật đồ thị Câu Nội dung Điểm - Vi khuẩn lactic tiến hành lên men, chuyển hóa đường thành axit lactic 0,25 a - Ơxi hóa khơng hồn tồn vi sinh vật khác sinh axit hữu 0,25 làm giảm pH môi trường - Quần thể vi khuẩn lactic: b + Từ 1-5 ngày đầu, nguồn dinh dưỡng dồi dào, pH phù hợp, sinh trưởng 0,25 mạnh, tăng nhanh số lượng + Từ ngày thứ 6, môi trường pH thấp (pH= 3) ức chế sinh trưởng vi 0,25 khuẩn lactic nên số lượng không tăng - Quần thể nấm men: + Thời gian đầu, từ ngày 1-10: tăng chậm không lợi cạnh tranh 0,25 dinh dưỡng với vi khuẩn lactic + Thời gian từ ngày 10-26: tăng nhanh sử dụng nguồn dinh dưỡng axit 0,25 lactic vi khuẩn lactic tạo + Giai đoạn sau: kích thước quần thể giảm mạnh cạn kiệt ôxi, nấm men 0,25 chuyển từ hơ hấp hiếu khí sang lên men, số tế bào sinh số tế bào chết - Quần thể nấm sợi: Môi trường trở nên kị khí sinh trưởng mạnh 0,25 vi khuẩn lactic nấm men, đồng thời pH giảm không thuận lợi cho nấm sợi phát triển, số nấm sợi ưa pH thấp tồn Trang 4/7 Câu (3,0 điểm) 7.1 Vật chất di truyền virut axit nuclêic hay prôtêin? Franken Conrat làm để xác định vật chất di truyền virut? 7.2 Các đường tổng hợp axit amin vi sinh vật khám phá nhờ thí nghiệm ni chéo chủng đột biến khuyết dưỡng bước đường Kết thí nghiệm nuôi chéo chủng đột biến ( TrpB , TrpD TrpE ) gen tương ứng (mã hóa cho enzim TrpB, TrpD TrpE) tham gia đường tổng hợp tryptophan biểu diễn hình bên Trong thí nghiệm này, chủng đột biến cấy theo đường tạo thành hình tam giác đĩa thạch khơng dính với Mơi trường ni cấy có lượng nhỏ tryptophan Tại số vị trí Hình đường cấy gần nhau, chủng đột biến sinh trưởng mạnh hẳn tạo nên vết sẫm màu Điều cho thấy chủng đột biến sử dụng sản phẩm chuyển hóa chủng để tạo tryptophan a Từ kết hình trên, thứ tự tham gia đường tổng hợp tryptophan enzim TrpB, TrpD TrpE Giải thích b Chủng kiểu dại chủng đột biến nuôi cấy số loại mơi trường có tryptophan chất chuyển hóa trung gian thuộc đường tổng hợp tryptophan Kết sinh trưởng chủng trình bày bảng đây: Chủng vi Chất có mơi trường ni cấy sinh vật Không Tryptophan Anthranilate Chorismate Indole Kiểu dại + + + + + _ + _ _ _ TrpB _ + _ _ + TrpD _ + + _ + TrpE (+: có sinh trưởng; -: không sinh trưởng) Hãy viết sơ đồ khái quát đường sinh tổng hợp tryptophan từ chất trung gian có thí nghiệm với tham gia enzim TrpB, TrpD TrpE Giải thích Câu Nội dung Điểm Vật chất di truyền virut axit nuclêic 0,5 7.1 7.2a - Thí nghiệm Franken Conrat: + Chọn chủng virut A B có khả gây bệnh cho thuốc lá, khác vết tổn thương + Tách lõi ARN khỏi vỏ prôtêin hai chủng virut A B + Lấy axit nuclêic chủng A trộn với prôtêin chủng B →virut lai + Cho nhiễm chủng virut lai vào → bị bệnh + Phân lập từ bị bệnh chủng virut A Thứ tự tham gia enzim đường sinh tổng hợp tryptophan: - TrpE TrpD TrpB - Giải thích: vị trí gần với chủng khác, chủng TrpB khơng phát triển chứng tỏ khơng sử dụng sản phẩm chủng để tạo tryptophan nên enzim TrpB tham gia bước cuối Ngược lại, chủng TrpE có phát triển tốt vị trí gần chủng TrpB TrpD chứng tỏ sử dụng sản phẩm trung gian chủng để tạo tryptophan hồn chỉnh, bị hỏng enzim cần cho chuyển hóa chặn đầu so với TrpB TrpD (Thí sinh giải thích theo cách khác, với liệu cho điểm) 0,5 0,5 0,5 Trang 5/7 7.2b Sơ đồ khái quát TrpE TrpD TrpB Chorismate Anthranilate Indole Tryptophan Cả chủng không sinh trưởng mơi trường có bổ sung chorismate chứng tỏ chúng khơng thể chuyển hóa thành tryptophan nên chorismate phải nằm đầu đường sinh tổng hợp (chủng TrpE thiếu enzim chuyển hóa chorismate) Ngược lại, có chủng TrpB khơng sinh trưởng mơi trường có indole chứng tỏ chủng thiếu enzim chuyển hóa indole indole phân tử chuyển thành tryptophan Chủng TrpD thiếu enzim chuyển hóa sản phẩm anthranilate (Thí sinh giải thích theo cách khác, với liệu cho điểm) 0,5 0,5 Câu (2,0 điểm) 8.1 Có ống nghiệm: Ống 1: Cho vào gam bột gạo nghiền nhỏ, thêm nước cất, khuấy đều, đun sôi, để nguội Ống 2: Cho vào gam gan động vật nghiền nhỏ, lọc qua vải, đun sơi, để nguội sau thêm ml cồn 960 Nhỏ vào ống nghiệm vài giọt dung dịch Glugol (I2 + KI) So sánh màu hai ống nghiệm Giải thích 8.2 Cho biết điểm giống khác tinh bột glicôgen Câu Nội dung Điểm Ống 1: Màu xanh tím 0.25 8.1 Ống 2: Màu nâu đỏ 0.25 Giải thích: Ống 1: Khi đun sơi bột gạo thu dung dịch hồ tinh bột, dung dịch 0.25 phản ứng với iôt tạo phức màu xanh tím Ống 2: Dịch lọc gan lợn chứa nhiều glicôgen nên cho màu nâu đỏ phản 0.25 ứng với iôt So sánh tinh bột glicôgen: 8.2 Giống nhau: - Đều đại phân tử hữu có cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, đơn 0.25 phân glucôzơ, đơn phân liên kết với liên kết glicơzit - Đều khơng có tính khử, khơng tan, khó khuếch tán 0.25 Khác : Tinh bột: hỗn hợp chuỗi mạch thẳng amilôzơ amilôpectin phân 0.25 nhánh (24-30 đơn phân có nhánh) Glicơgen: Mạch phân nhánh dày (8-12 đơn phân phân nhánh) 0.25 Câu (2,0 điểm) Người ta cho 80 ml nước chiết thịt bị vơ trùng vào hai bình tam giác cỡ 100 ml (kí hiệu bình A B), sau cho vào bình 0,5 gam đất vườn lấy vị trí thời điểm Cả hai bình bịt kín nút cao su, đun sôi (100oC) phút đưa vào phịng ni cấy có nhiệt độ từ 30-35oC Sau ngày, người ta lấy bình thí nghiệm B đun sơi (100oC) phút, sau lại đưa vào phịng ni cấy Sau ngày, hai bình thí nghiệm mở thấy bình thí nghiệm A có mùi thối, cịn bình thí nghiệm B gần khơng có mùi thối Giải thích Trang 6/7 Câu Nội dung Điểm Trong 0,5 gam đất chứa nhiều mầm vi sinh vật, nhiệt độ sôi 100oC tế 0,5 bào dinh dưỡng chết, lại nội bào tử (endospore) vi khuẩn - Trong bình thí nghiệm A, nội bào tử vi khuẩn nảy mầm 0,5 phân giải prôtêin nước thịt điều kiện kị khí Nước thịt môi trường dư thừa hợp chất nitơ thiếu hợp chất cacbon, nên vi khuẩn kị khí khử amin giải phóng NH3, H2S để sử dụng cacbohiđrat làm nguồn lượng lên men - Vì mở nắp ống nghiệm, loại khí NH3, H2S bay lên gây thối 0,5 khó chịu, cịn gọi q trình amơn hố kị khí lên men thối - Trong bình thí nghiệm B, nội bào tử nảy mầm hình thành tế bào dinh 0,5 dưỡng Chúng bị tiêu diệt sau ngày bị đun sôi lần thứ hai, prơtêin khơng bị phân giải, kết khơng có mùi Hết Trang 7/7