CHUYÊN đề ôn THI HSG SINH học tế bào

Chuyên đề nhằm củng cố kiến thức cho học sinh ôn thi học sinh giỏi về phần sinh học tế bào và các câu hỏi liên quan. Các câu hỏi vận dụng được tổng hợp từ các đề ôlimpic quốc tế và đề thi học sinh giỏi của các tỉnh. Chuyên đề giúp học sinh ôn thi nhanh hơn và làm quen với cách ra đề về chuyên đề này.

CHUYÊN ĐỀ ÔN THI HSG SINH HỌC TẾ BÀO

Câu 1

a Bằng chứng ủng hộ giả thiết ti thể có nguồn gốc từ vi khuẩn:

+ Ti thể chứa ADN giống với ADN của vi khuẩn

+ Ti thể chứa ribôxôm giống ribôxôm của vi khuẩn

+ Cơ chế tổng hợp protein trong ti thể tương tự ở vi khuẩn

+ Ti thể có cấu trúc màng kép và phân đôi giống vi khuẩn

b Nói ti thể xuất hiện trước lạp thể trong quá trình tiến hoá bởi vì: Toàn bộ giới sinh vật nhân thật gồm cả nấm, động vật và thực vật đều có ti thể; nhưng chỉ có một nhóm sinh vật nhân thực (tảo và thực vật) có lạp thể → lạp thể có lẽ xuất hiện sau ti thể trong quá trình tiến hoá

Câu 2

a Chứng minh nước sinh ra từ pha tối dựa trên phản ứng quang hợp đầy đủ

6 CO2 + 12 H2O → C6H12O6 + 6O2 + 6H2O

Thí nghiệm bằng cách: dùng ôxy nguyên tử đánh dấu trong CO2, khi quang hợp thấy ôxy nguyên tử đánh dấu có trong glucôzơ và H2O Như vậy, ôxy của nước (vế phải) là ôxy từ CO2 Vì CO2 chỉ tham gia ở pha tối, do đó kết luận H2O sinh ra trong quang hợp từ pha tối

b Theo chu trình Canvin, để hình thành 1 phân tử glucozơ cần 18 ATP, nhưng ở thực vật C4 và thực vật CAM, ngoài 18 ATP này còn cần thêm 6 ATP để hoạt hoá axit piruvic (AP) thành phospho enol piruvate (PEP)

Câu 3

So sánh tế bào thực vật với tế bào động vật

Giống nhau : đều có các thành phần :

+ Màng nguyên sinh

+ Tế bào chất và các bào quan : ty thể,bộ máy gôngi,lưới nội chất, Ribôxôm

+ Nhân với nhân con và nhiễm sắc thể

Tế bào thực vật Tế bào động vật

- Có thành xenlulô ở bên ngoài

- Có lục lạp

- Chỉ ở thực vật bậc thấp mới có trung

thể

- Có không bào trung tâm có kích thước

to chứa nhiều nước, muối khoáng và

các chất hữu cơ quan trọng trong đời

sống thực vật

- Không có khung xương tế bào

- Không có thành xenlulô(0.25điểm )

- Không có lục lạp(0.25điểm )

- Có trung thể ( 0.25điểm )

- Không có không bào hoặc có không bào kích thước nhỏ không quan trọng (0.25điểm)

- Có khung xương tế bào (0.25điểm )

Câu 4

Phân biệt hình thức phân bào nguyên phân ở tế bào nhân chuẩn và phân đôi ở tế bào nhân

Phân đôi ở tế bào nhân sơ Nguyên phân ở tế bào nhân chuẩn

- Chỉ phân chia khi gặp điều

kiện thích hợp

- Phân chia theo lối trực tiếp

không hình thành thoi phân bào

- Chu kì tế bào đơn giản, tốc

độ phân chia tế bào nhanh hơn

- ADN nhân đôi và chia đôi

bám vào màng sinh chất ở các

mezoxôm (0,25đ)

- Sự phân chia vật chất di

truyền nhờ sự phát triển của màng

sinh chất tạo thành vách ngăn

- Sự phân chia tế bào chất : tạo

vách ngăn ở giữa chi tế bào mẹ

thành hai tế bào con (0,25đ)

- Phân chia theo một chương trình đã lập trình sẵn trong hệ gen hoặc do nhu cầu thay thế tế bào tổn thương (0,25đ)

- Phân chia theo hình thức nguyên phân, có hình thành thôi phân bào (0,25đ)

- Chu kỳ tế bào phức tạp hơn, tốc độ phân chia tế bào chậm hơn (0,25đ)

- ADN nhân đôi, NST nhân đôi ở trong nhân tế bào, sau đó tập hợp trên mặt phẳng xích đạo và đính với thoi phân bào ở tâm động (0,25đ)

- Sự phân chia vật chất di truyền nhờ vào thoi phân bào (0,25đ)

- Sự phân chia tế bào chất : Ở tế bào thực vật : Hình thành vách ngăn ở giữa, ở tế bào động vật : hình thành eo thắt chia tế bào mẹ thành hai tế bào con (0,25đ)

Câu 5 .1 Ở một loài, trong quá trình phát sinh giao tử nếu có trao đổi chéo tại một điểm trên một cặp nhiễm sắc thể tương đồng thì số loại giao tử tối đa đã có thể đạt được là 32 Hãy xác định tên của loài đó

2/ Trong vùng sinh sản của ống dẫn sinh dục của một cá thể đực thuộc loài nói trên có một số tế bào sinh dục sơ khai đều nguyên phân 5 lần liên tiếp Có 87,5% tế bào con tạo ra được chuyển sang vùng chín trở thành tế bào sinh tinh Trong số các tinh trùng tạo ra chỉ có 25% số tinh trùng chứa X và 12,5% số tinh trùng chứa Y thụ tinh tạo ra tổng số 168 hợp tử

Tính số tế bào sinh dục đực sơ khai đã phát sinh ra các loại tinh trùng nói trên

và số nhiễm sắc thể môi trường cung cấp cho quá trình phát sinh đó

3/ Cho biết hiệu suất thụ tinh của trứng là 75% Tất cả các trứng được tạo ra phát sinh từ 14 tế bào sinh dục sơ khai cái và tất cả các tế bào con được tạo ra ở vùng sinh sản đều trở thành tế bào sinh trứng

Xác định số lần nguyên phân của của mỗi tế bào sinh dục sơ khai cái

Hướng dẫn chấm:

1/ Số loại giao tử được tạo ra khi có trao đổi chéo tại 1 điểm trên 1 cặp NST tương đồng 2n+1

Ta có : 2n+1=32

 n = 4 2n = 8 Vậy loài đó là Ruồi giấm

2/ Gọi a là số tinh trùng tạo ra ( số tinh trùng X = số tinh trùng Y = a/2)

Ta có : 25% a/2 + 12,5% a/2 = 168

 a = 896 tinh trùng

Số TB con đc tạo ra chuyển sang vùng chín : a/4 = 224 TB con

Số TB con thật sự được tạo ra : (224 x 100)/87,5 = 256 TB

Ta có một số tế bào sinh dục sơ khai đực (TBSDSK) nguyên phân 5lần tạo ra

256 TB con số TB SDSK : 256/25 = 8

Số NST môi trường cung cấp cho quá trình phát sinh giao tử

(25+1 - 1 )* a* 2n = 4032 NST 3/ Số trứng thực sự được tạo ra : 168 x 100/75 = 224 trứng

Số tế bào sinh trứng = số trứng = 224

Gọi x là số là NP của 14 4

Câu 6 Có 4 hợp tử thuộc cùng một loài là A,B,C,D.

-Hợp tử A nguyên phân một số đợt liên tiếp tạo ra các tế bào con, số tế bào con này bằng

1

4 số NST có trong một hợp tử khi nó chưa tiến hành nguyên phân

- Hợp tử B nguyên phân cho các tế bào con với tổng số NST đơn nhiều gấp 4 lần

số NST đơn của một tế bào con

- Hợp tử C nguyên phân cho các tế bào con cần nguyên liệu tương đương 480 NST đơn

- Hợp tử D nguyên phân tạo ra các tế bào con chứa 960 NST đơn cấu thành hoàn toàn từ nguyên liệu mới cung cấp trong quá trình nguyên phân này

- Tất cả các tế bào con được hình thành nói trên chứa 1920 NST đơn ở trạng thái chưa tự nhân đôi

a) Tìm bộ NST lưỡng bội của loài

b) Tính số đợt nguyên phân của mỗi hợp tử A,B,C,D

Giải

- Gọi 2n là bộ NST của loài

- Gọi xA là số lần nguyên phân của hợp tử A =>Số tế bào con do hợp tử A sinh ra

là : 2XA

Theo đề bài ta có : 2XA =

1

4 2n

- Gọi xB là số lần nguyên phân của hợp tử B =>Số tế bào con do hợp tử B sinh ra

là : 2XB

Theo đề bài ta có : 2n.2XB = 4.2n ==> 2XB = 4

- Gọi xC là số lần nguyên phân của hợp tử C =>Số tế bào con do hợp tử C sinh ra là: 2XC

- Theo đề bài ta có : 2n( 2XC – 1) = 480 ==> 2XC =

480

2n+1

- Gọi xD là số lần nguyên phân của hợp tử D =>Số tế bào con do hợp tử D sinh ra

là : 2XD

Theo đề bài ta có : 2n(2XD–2) = 960 ==> 2XD =

960

2n +2

Theo đề bài ta có phương trình : 2n.2XA + 2n.2XB +2n.2XC +2n.2XD = 1920

<==> 2n

2n

4 + 4.2n + 2n(

480

2n+1 ) + 2n(

960

2n +2 ) = 1920

<==> n2 + 14n – 480 = 0 với điều kiện n phải nguyên và n > 0

Giải phương trình trên ta được n = 16 nhận và n = - 30 loại

Vậy bộ NST lưỡng bội của loài là 2n = 32 (1.5điểm)

b) Số lần phân bào của mỗi hợp tử là : (0.5điểm )

- Số lần phân bào của tế bào A là : 2XA =

1

4 32 = 8 =23 => xA= 3 lần

- Số lần phân bào của tế bào B là : 2XB = 4 = 22 => xB= 2 lần

- Số lần phân bào của tế bào C là : 2XC =

480

32 +1 = 16 = 24 => xC = 4 lần

- Số lần phân bào của tế bào D là : 2XD =

960

32 +2 = 32 = 25 => xD = 5lần

Câu 7

a Trình bày đặc điểm khác biệt giữa tế bào vi khuẩn và tế bào người khiến

vi khuẩn sinh sản nhanh hơn tế bào người

b Dựa trên sự khác biệt nào giữa tế bào vi khuẩn và tế bào người mà người

ta có thể dùng thuốc kháng sinh đặc hiệu để chỉ tiêu diệt các vi khuẩn gây bệnh trong cơ thể người nhưng lại không làm tổn hại các tế bào người

Đáp án

- Tế bào vi khuẩn có kích thước nhỏ hơn tế bào người nên tỷ lệ

S

V ở vi khuẩn lớn hơn so với tế bào người nên trao đổi chất giữa tế bào với môi trường ở tế bào

vi khuẩn xảy ra nhanh hơn

- Tế bào vi khuẩn không có màng nhân nên quá trình nên quá trình phiên mã và dịch mã xảy ra đồng thời do đó quá trình tổng hợp prôtêin cũng xảy ra nhanh hơn

so với tế bào người dẫn đến sự sinh sản nhanh

b Tế bào vi khuẩn có thành tế bào còn tế bào người thì không nên người ta có thể

sử dụng các chất kháng sinh để ức chế các enzym tổng hợp thành tế bào vi

Câu 8.

Người ta dùng một màng nhân tạo chỉ có 1 lớp phôtpholipit kép để tiến hành thí nghiệm xác định tính thấm của màng này với glixêrol và ion Na+ nhằm so sánh với tính thấm của màng sinh chất Hãy dự đoán kết quả và giải thích

Hướng dẫn chấm:

- Glixêrol đi qua cả hai màng, vì glixêrol là chất không phân cực có thể thấm qua lớp phôtpholipit kép có cả ở hai màng

- Ion Na+ chỉ qua màng sinh chất vì nó là chất tích điện, kích thước nhỏ → được vận chuyển qua kênh prôtein đặc hiệu Còn màng nhân tạo do thiếu kênh

prôtein nên Na+ không qua được

Câu 9.

a) Bằng cách nào có thể chứng minh trong quá trình quang hợp nước sinh ra ở pha tối?

b) Tại sao để tổng hợp một phân tử glucôzơ, thực vật C4 và thực vật CAM cần nhiều ATP hơn so với thực vật C3?

Hướng dẫn chấm:

a) Chứng minh nước sinh ra từ pha tối dựa trên phản ứng quang hợp đầy đủ

6 CO2 + 12 H2O → C6H12O6 + 6O2 + 6H2O

bằng cách: dùng ôxy nguyên tử đánh dấu trong CO2, khi quang hợp thấy ôxy nguyên tử đánh dấu có trong glucôzơ và H2O Như vậy, ôxy của nước (vế phải) là ôxy từ CO2 Vì CO2 chỉ tham gia ở pha tối, do đó kết luận H2O sinh ra trong quang hợp từ pha tối

b) Theo chu trình Canvin, để hình thành 1 phân tử glucozơ cần 18 ATP, nhưng ở thực vật C4 và thực vật CAM, ngoài 18 ATP này còn cần thêm 6 ATP để hoạt hoá axit piruvic (AP) thành phospho enol piruvate (PEP)

Câu 10.

a) Hãy mô tả tiến trình thí nghiệm dung hợp hai tế bào của hai loài động vật khác nhau để chứng minh các phân tử prôtêin của màng sinh chất có khả năng di chuyển hay không

􀀹Trước tiên người ta phải đánh dấu protein màng của hai loài khác nhau sao cho có thể phân biệt được chúng (đánh dấu bằng đồng vị phóng xạ hoặc bằng chất phát quang), sau đó cho các tế bào của hai loài tiếp xúc và dung hợp với nhau (nhờ sự trợ giúp của các chất nhất định)

􀀹Sau từng khoảng thời gian một, quan sát các dấu chuẩn của từng loài trên "tế bào lai" dưới kính hiển vi Nếu protein màng của các loài đan xen với nhau trên tế bào lai thì chứng tỏ các prôtêin màng đã dịch chuyển Tuy nhiên, nếu các protein của từng loài không pha trộn vào nhau mà vẫn nằm

ở hai phía riêng biệt của tế bào lai thì ta vẫn chưa thể kết luận chắc chắn là protein màng không di chuyển Vì protein của cùng một loài có thể vẫn di chuyển trong loại tế bào đó nhưng khó có thể di chuyển sang màng tế bào của loài khác

b) Để điều trị bệnh loét dạ dày do thừa axit, người ta có thể sử dụng thuốc ức chế hoạt động loại prôtêin nào của màng tế bào niêm mạc dạ dày? Giải thích.

􀀹Tế bào niêm mạc dạ dày tạo ra axit HCl bằng cách có một số bơm H + (bơm proton) và một số khác bơm Cl– vào trong dạ dày để rồi các ion này kết hợp với nhau tạo ra HCl trong dịch vị dạ dày

􀀹Nếu vì lý do nào đó việc tiết các ion này tăng lên quá mức sẽ khiến cho

dạ dày bị dư thừa axit và bị loét Do vậy, chúng ta có thể dùng thuốc ức chế các bơm proton trên màng sinh chất để giảm bớt axit của dạ dày

Câu 11

a) Nêu các chức năng chủ yếu của lưới nội chất Cho một ví dụ về một loại tế bào của người có lưới nội chất hạt phát triển, một loại tế bào có lưới nội chất trơn phát triển và giải thích chức năng của các loại tế bào này

􀀹Chức năng chính của lưới nội chất hạt là tổng hợp các loại prôtêin dùng

để tiết ra ngoài tế bào hoặc prôtêin của màng tế bào cũng như prôtêin của các lizôxôm

􀀹Chức năng của lưới nội chất trơn: Chứa các enzim tham gia vào quá trình tổng hợp lipit, chuyển hoá đường và giải độc

􀀹Tế bào bạch cầu có lưới nội chất hạt phát triển vì chúng có chức năng tổng hợp và tiết ra các kháng thể

􀀹Tế bào gan có lưới nội chất trơn phát triển vì gan có chức năng giải độc

b) Vì sao tế bào bình thường không thể gia tăng mãi về kích thước? Trong điều kiện nào thì chọn lọc tự nhiên có thể làm cho sinh vật đơn bào gia tăng kích thước?

􀀹Tế bào không thể gia tăng mãi về kích thước vì khi có kích thước lớn thì

tỉ lệ S/V sẽ giảm làm giảm tốc độ trao đổi chất của tế bào với môi trường

􀀹Khi tế bào có kích thước quá lớn thì sự khuếch tán của các chất tới các nơi bên trong tế bào cũng cần nhiều thời gian hơn

􀀹Khi tế bào có kích thước lớn thì đáp ứng của tế bào với các tín hiệu từ bên ngoài cũng sẽ chậm hơn vì tế bào thu nhận và đáp ứng lại các tín hiệu

từ môi trường chủ yếu dựa trên con đường truyền tin hoá học

􀀹Trong điều kiện sinh vật đơn bào này sống chung với những loài sinh vật đơn bào ăn thịt chúng thì những tế bào nào có kích thước lớn hơn sẽ ít

bị ăn thịt hơn

Câu 13

a) Bằng cơ chế nào tế bào có thể ngừng việc tổng hợp một chất nhất định khi cần?

􀀹Tế bào có thể điều khiển tổng hợp các chất bằng cơ chế ức chế ngược

âm tính Sản phẩm khi được tổng hợp ra quá nhiều sẽ trở thành chất ức chế quay lại ức chế enzim xúc tác cho phản ứng đầu tiên của chuỗi phản ứng tạo ra sản phẩm đó

b) Thế nào là chất ức chế cạnh tranh và chất ức chế không cạnh tranh của một enzim? Nếu chỉ có các chất ức chế và cơ chất cùng dụng cụ xác định hoạt tính của enzim thì làm thế nào để có thể phân biệt hai loại chất ức chế này?

􀀹Chất ức chế cạnh tranh là chất có cấu hình phân tử giống với cơ chất của enzim, vì thế chúng cạnh tranh với cơ chất trong việc chiếm vùng trung tâm hoạt động

􀀹Chất ức chế không cạnh tranh liên kết với một vùng nhất định (không phải trung tâm hoạt động), làm biến đổi cấu hình của phân tử nên enzim không liên kết được với cơ chất ở vùng trung tâm hoạt động

􀀹Ta có thể phân biệt được hai loại chất ức chế bằng cách cho một lượng enzim nhất định cùng với cơ chất và chất ức chế vào một ống nghiệm, sau

đó tăng dần lượng cơ chất thêm vào ống nghiệm, nếu tốc độ phản ứng gia tăng thì chất ức chế đó là chất ức chế cạnh tranh

Câu 14

Bằng thao tác vô trùng, người ta cho 40ml dung dịch 10% đường glucôzơ vào hai bình tam giác cỡ 100ml (kí hiệu là bình A và B), cấy vào mỗi bình 4ml dịch huyền phù nấm men bia (Saccharomyces cerevisiae) có nồng độ 103 tế bào nấm men/1ml Cả hai bình đều được đậy nút bông và đưa vào phòng nuôi cấy ở 35oC trong 18 giờ Tuy nhiên, bình A được để trên giá tĩnh còn bình B được lắc liên tục (120 vòng/phút) Hãy cho biết sự khác biệt có thể có về mùi vị, độ đục

và kiểu hô hấp của các tế bào nấm men giữa hai bình A và B Giải thích

􀀹Bình thí nghiệm A có mùi rượu khá rõ và độ đục thấp hơn so với ở bình B: Trong bình A để trên giá tĩnh thì những tế bào phía trên sẽ hô hấp hiếu khí còn tế bào phía dưới sẽ có ít ôxi nên chủ yếu tiến hành lên men etylic, theo phương trình giản lược sau: Glucôzơ →2etanol + 2CO2 + 2ATP Vì lên men tạo ra ít năng lượng nên tế bào sinh trưởng chậm và phân chia ít dẫn đến sinh khối thấp, tạo ra nhiều etanol

􀀹Bình thí nghiệm B hầu như không có mùi rượu, độ đục cao hơn bình thí nghiệm A: Do để trên máy lắc thì ôxi được hoà tan đều trong bình nên các

tế bào chủ yếu hô hấp hiếu khí theo phương trình giản lược như sau: Glucôzơ + 6O2 → 6H2O + 6CO2 + 38ATP Nấm men có nhiều năng lượng nên sinh trưởng mạnh làm xuất hiện nhiều tế bào trong bình dẫn đến đục hơn, tạo ra ít etanol và nhiều CO2

􀀹Kiểu hô hấp của các tế bào nấm men ở bình A: Chủ yếu là lên men, chất nhận điện tử là chất hữu cơ, không có chuỗi truyền điện tử, sản phẩm của lên men là chất hữu cơ (trong trường hợp này là etanol), tạo ra ít ATP

􀀹Kiểu hô hấp của các tế bào nấm men ở bình B: Chủ yếu là hô hấp hiếu khí, do lắc có nhiều ôxi, chất nhận điện tử cuối cùng là oxi thông qua

chuỗi truyền điện tử, tạo ra nhiều ATP Sản phẩm cuối cùng là CO2 và H2O

Câu 15

a) Giải thích vì sao người ta có thể chọn ba phương pháp: Xác định điểm bù CO2, giải phẫu lá và nhu cầu nước để phân biệt cây C3 với cây C4 Trình bày ba phương pháp trên

􀀹Điểm bù CO2 của thực vật C3 và C4 khác nhau (C3: 370 ppm; C4:

0-10 ppm) Nhu cầu nước ở thực vật C3 và C4 khác nhau, nhu cầu nước của thực vật C3 gấp đôi C4 Ví dụ: để hình thành 1 gram chất khô, cây lúa (thực vật C3) cần 600 gram nước, trong khi đó cây ngô (thực vật C4) chỉ cần 300 gram nước

􀀹Giải phẫu lá của cây C3 và cây C4 khác nhau Lá cây C3 chỉ có một loại lục lạp ở tế bào mô giậu và có chứa tinh bột, trong khi lá cây C4 có hai loại lục lạp, một loại ở tế bào mô giậu không chứa tinh bột, một loại ở tế bào bao bó mạch chứa tinh bột

􀀹Phương pháp xác định điểm bù CO2: Cho cây vào chuông thuỷ tinh kín

và chiếu sáng liên tục Phương pháp xác định nhu cầu nước: Tiến hành thí nghiệm xác định lượng gram nước cần thiết cho việc hình thành một gram chất khô

􀀹Phương pháp giải phẫu lá: Giải phẫu lá và nhuộm màu với dung dịch iôt rồi quan sát dưới kính hiển vi sẽ tìm ra sự khác biệt

b) Trong điều kiện nào và ở loại thực vật nào thì hô hấp sáng có thể xảy ra? Giải thích Nếu khí hậu trong một vùng địa lí tiếp tục trở nên nóng và khô hơn thì thành phần của các loại thực vật (C3 , C4 và CAM) ở vùng đó sẽ thay đổi như thế nào?

􀀹Trong điều kiện khí hậu khô, nóng vào ban ngày, cây C3 khép hờ khí khổng nhờ đó tránh mất nước quá nhiều

􀀹Khi khí khổng khép hờ hoặc hoàn toàn thì nồng độ CO2 trong các xoang khí của lá thấp và nồng độ oxi cao thì enzim rubisco xúc tác cho RiDP liên kết với oxi thay vì với CO2 tạo ra axit glicôlic đi ra khỏi lục lạp đến peroxixom và bị phân giải thành CO2 Hiện tượng này được gọi là hô hấp