BỘ ĐỀ THI HSG QUỐC GIA MÔN SINH LỚP 12 CÁC NĂM GẦN ĐÂY BỘ ĐỀ THI HSG QUỐC GIA MÔN SINH LỚP 12 CÁC NĂM GẦN ĐÂY BỘ ĐỀ THI HSG QUỐC GIA MÔN SINH LỚP 12 CÁC NĂM GẦN ĐÂY BỘ ĐỀ THI HSG QUỐC GIA MÔN SINH LỚP 12 CÁC NĂM GẦN ĐÂY BỘ ĐỀ THI HSG QUỐC GIA MÔN SINH LỚP 12 CÁC NĂM GẦN ĐÂY BỘ ĐỀ THI HSG QUỐC GIA MÔN SINH LỚP 12 CÁC NĂM GẦN ĐÂY
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA LỚP 12 THPT NĂM 2011 ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHÍNH THỨC Môn: SINH HỌC Ngày thi thứ nhất: 11/01/2011 (Gồm 06 trang) Câu (1,0 điểm) a) Hãy mô tả tiến trình thí nghiệm dung hợp hai tế bào hai loài động vật khác để chứng minh phân tử prôtêin màng sinh chất có khả di chuyển hay không Trước tiên người ta phải đánh dấu protein màng hai loài khác cho phân biệt chúng (đánh dấu đồng vị phóng xạ chất phát quang), sau cho tế bào hai loài tiếp xúc dung hợp với (nhờ trợ giúp chất định) Sau khoảng thời gian một, quan sát dấu chuẩn loài "tế bào lai" kính hiển vi Nếu protein màng loài đan xen với tế bào lai chứng tỏ prôtêin màng dịch chuyển Tuy nhiên, protein loài không pha trộn vào mà nằm hai phía riêng biệt tế bào lai ta chưa thể kết luận chắn protein màng không di chuyển Vì protein loài di chuyển loại tế bào khó di chuyển sang màng tế bào loài khác b) Để điều trị bệnh loét dày thừa axit, người ta sử dụng thuốc ức chế hoạt động loại prôtêin màng tế bào niêm mạc dày? Giải thích Tế bào niêm mạc dày tạo axit HCl cách có số bơm H + (bơm proton) số khác bơm Cl– vào dày để ion kết hợp với tạo HCl dịch vị dày Nếu lý việc tiết ion tăng lên mức khiến cho dày bị dư thừa axit bị loét Do vậy, dùng thuốc ức chế bơm proton màng sinh chất để giảm bớt axit dày Câu (2,0 điểm) a) Nêu chức chủ yếu lưới nội chất Cho ví dụ loại tế bào người có lưới nội chất hạt phát triển, loại tế bào có lưới nội chất trơn phát triển giải thích chức loại tế bào Chức lưới nội chất hạt tổng hợp loại prôtêin dùng để tiết tế bào prôtêin màng tế bào prôtêin lizôxôm Chức lưới nội chất trơn: Chứa enzim tham gia vào trình tổng hợp lipit, chuyển hoá đường giải độc Tế bào bạch cầu có lưới nội chất hạt phát triển chúng có chức tổng hợp tiết kháng thể Tế bào gan có lưới nội chất trơn phát triển gan có chức giải độc b) Vì tế bào bình thường gia tăng kích thước? Trong điều kiện chọn lọc tự nhiên làm cho sinh vật đơn bào gia tăng kích thước? Tế bào gia tăng kích thước có kích thước lớn tỉ lệ S/V giảm làm giảm tốc độ trao đổi chất tế bào với môi trường Khi tế bào có kích thước lớn khuếch tán chất tới nơi bên tế bào cần nhiều thời gian Khi tế bào có kích thước lớn đáp ứng tế bào với tín hiệu từ bên chậm tế bào thu nhận đáp ứng lại tín hiệu từ môi trường chủ yếu dựa đường truyền tin hoá học Trong điều kiện sinh vật đơn bào sống chung với loài sinh vật đơn bào ăn thịt chúng tế bào có kích thước lớn bị ăn thịt Câu (1,0 điểm) a) Bằng chế tế bào ngừng việc tổng hợp chất định cần? Tế bào điều khiển tổng hợp chất chế ức chế ngược âm tính Sản phẩm tổng hợp nhiều trở thành chất ức chế quay lại ức chế enzim xúc tác cho phản ứng chuỗi phản ứng tạo sản phẩm b) Thế chất ức chế cạnh tranh chất ức chế không cạnh tranh enzim? Nếu có chất ức chế chất dụng cụ xác định hoạt tính enzim làm để phân biệt hai loại chất ức chế này? Chất ức chế cạnh tranh chất có cấu hình phân tử giống với chất enzim, chúng cạnh tranh với chất việc chiếm vùng trung tâm hoạt động Chất ức chế không cạnh tranh liên kết với vùng định (không phải trung tâm hoạt động), làm biến đổi cấu hình phân tử nên enzim không liên kết với chất vùng trung tâm hoạt động Ta phân biệt hai loại chất ức chế cách cho lượng enzim định với chất chất ức chế vào ống nghiệm, sau tăng dần lượng chất thêm vào ống nghiệm, tốc độ phản ứng gia tăng chất ức chế chất ức chế cạnh tranh Câu (1,0 điểm) Bằng thao tác vô trùng, người ta cho 40ml dung dịch 10% đường glucôzơ vào hai bình tam giác cỡ 100ml (kí hiệu bình A B), cấy vào bình 4ml dịch huyền phù nấm men bia (Saccharomyces cerevisiae) có nồng độ 103 tế bào nấm men/1ml Cả hai bình đậy nút đưa vào phòng nuôi cấy 35oC 18 Tuy nhiên, bình A để giá tĩnh bình B lắc liên tục (120 vòng/phút) Hãy cho biết khác biệt có mùi vị, độ đục kiểu hô hấp tế bào nấm men hai bình A B Giải thích Bình thí nghiệm A có mùi rượu rõ độ đục thấp so với bình B: Trong bình A để giá tĩnh tế bào phía hô hấp hiếu khí tế bào phía có ôxi nên chủ yếu tiến hành lên men etylic, theo phương trình giản lược sau: Glucôzơ →2etanol + 2CO2 + 2ATP Vì lên men tạo lượng nên tế bào sinh trưởng chậm phân chia dẫn đến sinh khối thấp, tạo nhiều etanol Bình thí nghiệm B mùi rượu, độ đục cao bình thí nghiệm A: Do để máy lắc ôxi hoà tan bình nên tế bào chủ yếu hô hấp hiếu khí theo phương trình giản lược sau: Glucôzơ + 6O2 → 6H2O + 6CO2 + 38ATP Nấm men có nhiều lượng nên sinh trưởng mạnh làm xuất nhiều tế bào bình dẫn đến đục hơn, tạo etanol nhiều CO2 Kiểu hô hấp tế bào nấm men bình A: Chủ yếu lên men, chất nhận điện tử chất hữu cơ, chuỗi truyền điện tử, sản phẩm lên men chất hữu (trong trường hợp etanol), tạo ATP Kiểu hô hấp tế bào nấm men bình B: Chủ yếu hô hấp hiếu khí, lắc có nhiều ôxi, chất nhận điện tử cuối oxi thông qua chuỗi truyền điện tử, tạo nhiều ATP Sản phẩm cuối CO2 H2O Câu (2,0 điểm) a) Hãy nêu chế hình thành lớp vỏ số virut người vai trò lớp vỏ virut Các loại virut gây bệnh cho người cách nào? Nguồn gốc lớp màng (vỏ ngoài) virut tuỳ thuộc vào loài virut, từ màng tế bào màng nhân mạng lưới nội chất Màng bọc virut bị biến đổi so với màng tế bào chủ số protein tế bào chủ bị thay số protein virut, protein tổng hợp tế bào chủ nhờ hệ gen virut Lớp màng có chức bảo vệ virut khỏi bị công enzim chất hoá học khác công vào tế bào thể người (VD: nhờ có lớp màng mà virut bại liệt đường ruột người chúng không bị enzim hệ tiêu hoá phá huỷ.) Lớp màng giúp cho virut nhận biết tế bào chủ thông qua thụ thể đặc hiệu nhờ mà chúng lại công sang tế bào khác Gây đột biến, phá huỷ tế bào làm tổn thương mô gây sốt cao b) Giải thích virut cúm lại có tốc độ biến đổi cao Nếu dùng vacxin cúm năm trước để tiêm phòng chống dịch cúm năm sau có không? Giải thích Vật chất di truyền virut cúm ARN vật chất di truyền nhân nhờ ARN polimeraza phụ thuộc ARN (dùng ARN làm khuôn để tổng hợp nên ADN- gọi chép ngược) Enzim chép ngược khả tự sửa chữa nên vật chất di truyền virut dễ bị đột biến Cần phải xác định xem vụ dịch cúm năm sau chủng virut gây Nếu chủng virut trùng hợp với chủng năm trước không cần đổi vacxin Nếu xuất chủng đột biến phải dùng vacxin VD: Năm trước virut H5N1 năm sau H1N1 đương nhiên năm sau phải dùng vacxin để chống virut H1N1 Câu (2,0 điểm) a) Giải thích người ta chọn ba phương pháp: Xác định điểm bù CO2, giải phẫu nhu cầu nước để phân biệt C3 với C4 Trình bày ba phương pháp Điểm bù CO2 thực vật C3 C4 khác (C3: 30-70 ppm; C4: 0-10 ppm) Nhu cầu nước thực vật C3 C4 khác nhau, nhu cầu nước thực vật C3 gấp đôi C4 Ví dụ: để hình thành gram chất khô, lúa (thực vật C3) cần 600 gram nước, ngô (thực vật C4) cần 300 gram nước Giải phẫu C3 C4 khác Lá C3 có loại lục lạp tế bào mô giậu có chứa tinh bột, C4 có hai loại lục lạp, loại tế bào mô giậu không chứa tinh bột, loại tế bào bao bó mạch chứa tinh bột Phương pháp xác định điểm bù CO2: Cho vào chuông thuỷ tinh kín 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 gram chất khô Phương pháp giải phẫu lá: Giải phẫu nhuộm màu với dung dịch iôt quan sát kính hiển vi tìm khác biệt b) Trong điều kiện loại thực vật hô hấp sáng xảy ra? Giải thích Nếu khí hậu vùng địa lí tiếp tục trở nên nóng khô thành phần loại thực vật (C3 , C4 CAM) vùng thay đổi nào? Trong điều kiện khí hậu khô, nóng vào ban ngày, C3 khép hờ khí khổng nhờ tránh nước nhiều Khi khí khổng khép hờ hoàn toàn nồng độ CO2 xoang khí thấp nồng độ oxi cao enzim rubisco xúc tác cho RiDP liên kết với oxi thay với CO2 tạo axit glicôlic khỏi lục lạp đến peroxixom bị phân giải thành CO2 Hiện tượng gọi hô hấp sáng Hô hấp sáng không tạo ATP không tạo đường trình quang hợp Nếu khí hậu vùng bị nóng khô chọn lọc tự nhiên làm gia tăng dần số lượng loài C4 CAM có chế quang hợp thích hợp với điều kiện khô nóng Ngược lại, số lượng loài C3 bị giảm điều kiện khí hậu khô nóng hiệu quang hợp chúng bị giảm Câu (1,0 điểm) a) Nêu biện pháp kĩ thuật xử lí đất để giúp tăng cường khả hấp thu chất dinh dưỡng từ đất Một số loài trước gieo hạt, người ta cho hạt nhiễm loại bào tử nấm cộng sinh với rễ Việc làm đem lại lợi ích cho trồng? Giải thích Điều chỉnh độ pH đất cách bón vôi pH đất thấp, độ pH đất ảnh hưởng đến hoà tan chất khoáng đất nên cần điều chỉnh độ pH thích hợp cho loại Điều chỉnh độ thoáng khí xới xáo đất thường xuyên giúp rễ có đủ oxi để hô hấp, giúp tăng khả hấp thu ion khoáng bám bề mặt keo đất Điều chỉnh độ ẩm đất cách tưới tiêu hợp lí loại trồng thích hợp với loại đất Tưới nhiều nước giảm khả hấp thu muối khoáng từ đất Ví dụ, vùng khô nóng, lượng nước bốc lớn nên tưới nhiều nước nước bốc nhiều, để lại nhiều chất khoáng hòa tan nước tưới tích tụ dần đất, làm tăng nồng độ muối không hòa tan đất dẫn đến khó hấp thu nước muối khoáng Cây nấm cộng sinh với hệ rễ làm tăng bề mặt hấp thu nước chất dinh dưỡng b) Khi bón dạng phân đạm khác NH4Cl, (NH4)2SO4, NaNO3 có làm thay đổi đặc điểm đất trồng không? Giải thích Bón dạng phân đạm khác làm thay đổi pH môi trường đất Ví dụ, bón phân đạm NH4Cl, (NH4)2SO4 hấp thu NH4+ lại môi trường Cl- SO42- kết hợp với H+ tạo HCl H2SO4 dẫn đến môi trường axit Nếu bón NaNO3 hấp thụ NO3- lại Na+ kết hợp với OH- tạo môi trường bazơ Câu (2,0 điểm) a) Nêu vai trò axit abxixic êtilen sinh trưởng thực vật + Axit abxixic: Có vai trò làm chậm trình sinh trưởng, có tác động đối nghịch với loại hoomôn sinh trưởng (ức chế sinh trưởng) Duy trì trạng thái ngủ hạt chồi giúp hạt nảy mầm điều kiện thích hợp môi trường Trong hạt chín thường có chứa hàm lượng axit abxixic cao ngăn cản nảy mầm hạt Giúp thực vật chống chịu với hạn hán Khi nguồn nước đất bị cạn kiệt, axit abxixic tăng lên làm mở kênh K+ màng tế bào bảo vệ (tế bào khí khổng) khiến cho K+ nhanh chóng thoát khỏi tế bào dẫn đến tế bào bị nước khí khổng đóng lại giúp không bị nước + Etilen: Có vai trò làm chín Làm rụng b) Nêu yếu tố kích thích thực vật mở khí khổng vào lúc mặt trời mọc.Vì thực vật CAM đóng khí khổng vào ban ngày mở vào ban đêm? + Các yếu tố kích thích: Ánh sáng kích thích tế bào khí khổng mở: Ánh sáng kích thích thụ thể ánh sáng màng tế bào khí khổng (tế bào bảo vệ) làm hoạt hoá bơm prôton, bơm H+ khỏi tế bào kích thích tế bào hấp thu K+ vào tế bào khiến cho tế bào hút nước trương lên làm khí khổng mở Khi thiếu CO2 kích thích tế bào khí khổng mở để lấy CO2 Cây mở khí khổng mở theo nhịp ngày đêm + Khí khổng thực vật CAM: Có thể đóng vào ban ngày mở vào ban đêm khí khổng mở vào ban ngày điều kiện khô nóng bị nhiều nước Khi bị nước nhiều lượng axit abscisic (AAB) tăng lên kích thích kênh K+ mở cho ion khỏi tế bào bảo vệ làm chúng nước xẹp lại nên khí khổng đóng Ngược lại, ban đên không bị thiếu nước, khí khổng lại mở để lấy CO2 CO2 dùng quang hợp (Có thể giải thích thêm chế theo SGK hành) Câu (1,0 điểm) Các loài Xanthium strunarium hoa chiếu sáng tối đa 16 giờ/ngày Trong thí nghiệm, người ta chiếu sáng ngày liên tục 16 để tối Tuy nhiên, đêm lại ngắt quãng cách chiếu ánh sáng trắng kéo dài vài phút Hãy cho biết trồng điều kiện thí nghiệm có hoa không? Giải thích Các không hoa trồng điều kiện chiếu sáng chúng ngày ngắn cần thời gian tối liên tục lớn Giải thích: Cây ngày ngắn thực chất đêm dài mà cụ thể ngày ngắn cần số tối liên tục, tối thiểu định hoa Trong trường hợp loài này, số tối liên tục phải lớn Khi bị chiếu sáng đêm, số tối không đủ liên tục nên hoa Cây ngày dài thực chất đêm ngắn, chúng cần thời gian tối liên tục tối đa định hoa Đối với trường hợp loài này, ngày dài hoa thời gian chiếu sáng tối thiểu 16 giờ, đồng nghĩa với thời gian tối liên tục Câu 10 (1,0 điểm) Một nữ niên bị bệnh phải cắt bỏ hai buồng trứng, cho biết nồng độ hoocmôn tuyến yên máu biến động nào? Chu kì kinh nguyệt xương bị ảnh hưởng sao? Giải thích Nồng độ FSH LH tăng lên tuyến yên vùng đồi không bị ức chế ngược estrogen progesteron Chu kì kinh nguyệt không diễn chu kì kinh nguyệt xảy estrogen progesteron buồng trứng tiết gây phát triển bong lớp niêm mạc tử cung kèm máu theo chu kì Xương xốp dễ gẫy (bệnh loãng xương) nguyên nhân thiếu estrogen nên giảm lắng đọng canxi vào xương Câu 11 (2,0 điểm) a) Khi huyết áp thấp trình lọc cầu thận quan tiết nước tiểu bị trở ngại, thận tự điều chỉnh huyết áp cách để trình lọc trở lại bình thường? Cầu thận lọc dễ dàng có áp suất lọc, mà áp suất lọc = huyết áp - (áp suất keo + áp suất thuỷ tĩnh dịch lọc nang Bao man) Huyết áp thấp áp suất lọc thấp nên trở ngại cho trình lọc máu tạo nước tiểu đầu Thận đáp ứng lại cách tiết renin điều chỉnh huyết áp qua hệ thống renin-angiotensin-aldosteron (RAAS) để tạo thành Angiotensin II Chất làm co mạch máu dẫn đến tăng huyết áp Angiotensin II kích thích tuyến thượng thận tăng tiết hoocmon aldosteron hoocmon tác động lên ống lượn xa làm tăng tái hấp thu Na+ nước ống lượn xa dẫn đến tăng thể tích máu tăng huyết áp b) Nêu khác biệt cấu trúc thận loài động vật có vú sống sa mạc với cấu trúc thận loài động vật có vú sống nước Giải thích Thận loài có vú sống sa mạc có vùng tuỷ thận dày nhiều so với vùng tuỷ thận động vật sống nước Lý vùng tuỷ thận dày chứa quai Henle dài ống góp nhằm tái hấp thu nhiều nước trở lại thể, chúng tiết kiệm nước Câu 12 (1,0 điểm) Nêu đặc điểm mao mạch phù hợp với chức chúng Giải thích bình thường người có chừng 5% tổng số mao mạch có máu chảy qua Mao mạch có đường kính nhỏ đủ tế bào hồng cầu di chuyển theo hàng nhằm tối đa hoá việc trao đổi chất với dịch mô Mao mạch cấu tạo từ lớp tế bào không xếp sít với nhằm giúp cho số chất cần thiết bạch cầu dễ vào mao mạch nhằm thực chức vận chuyển chất bảo vệ thể Số lượng mao mạch quan lớn, cần khoảng 5% số mao mạch có máu lưu thông đủ, số lại có tácdụng điều tiết lượng máu đến quan khác theo nhu cầu sinh lý thể Lượng máu tới mao mạch điều tiết vòng đầu động mạch máu nhỏ trước tới lưới mao mạch Câu 13 (2,0 điểm) a) Giải thích chế truyền tin qua xinap hóa học Tại có xinap điện lẫn xinap hóa học, đại phận xinap động vật lại xinap hóa học? Cơ chế dẫn truyền xung thần kinh qua xinap: Khi điện hoạt động tới đầu xinap gây khử cực màng sinh chất, làm mở kênh điện dẫn đến giải phóng Ca2+ vào chuỳ xinap Ca2+ làm bóng tải gắn kết với màng giải phóng chất truyền tin axetincolin vào khe xinap Chất truyền tin sau gắn vào thụ thể màng sau xinap làm xuất điện động tế bào sau xinap Ưu điểm xinap hoá học: - Việc truyền thông tin xinap hoá học dễ điều chỉnh so với xinap điện, nhờ điều chỉnh lượng chất truyền tin tiết vào khe xinap Ngoài ra, mức độ đáp ứng với tín hiệu màng sau xinap dễ điều chỉnh - Dẫn truyền xung thần kinh theo chiều - Chất trung gian hóa học khác xinap gây đáp ứng khác b) Để tối ưu hóa hiệu trao đổi khí bề mặt hô hấp phải có đặc điểm gì? Giải thích đặc điểm cấu tạo quan hô hấp chim thích nghi với đời sống bay lượn + Đặc điểm bề mặt hô hấp: Bề mặt hô hấp cần phải mỏng, rộng ẩm ướt để chất khí dễ dàng khuếch tán Có mạng lưới mao mạch phát triển thường chảy theo hướng ngược chiều với dòng khí vào để làm chênh lệch phân áp chất khí hai phía bề mặt hô hấp + Đặc điểm quan hô hấp chim: Dòng máu chảy mao mạch thành ống khí ngược chiều với dòng khí qua ống khí Phổi chim gồm nhiều ống khí song song túi khí co giãn giúp cho việc thông khí qua phổi theo chiều giàu ôxi hít vào thở Câu 14 (1,0 điểm) Loài chim cánh cụt có kiểu phân bố cá thể cách tương đối đồng vùng phân bố Hãy cho biết loài có tập tính tập tính đem lại lợi ích cho loài? Những loài có phân bố cá thể cách tương đối đồng thường có tập tính lãnh thổ cao Mỗi vật thường có tập tính chiếm vùng lãnh thổ định bảo vệ chủ quyền cách đe doạ đánh đuổi kẻ đến xâm phạm Tập tính lãnh thổ giúp trì kích thước quần thể phù hợp với nguồn sống môi trường Khi số lượng cá thể quần thể tăng lên mức số nơi ở, thức ăn nơi sinh sản, buộc phải tìm tìm nơi bị chết Vì vậy, số lượng cá thể quần thể kiểm soát./ -Hết BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA LỚP 12 THPT NĂM 2011 ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHÍNH THỨC Môn: SINH HỌC Ngày thi thứ hai: 12/01/2011 (Gồm 07 trang) Câu (1,0 điểm) a) Cho khối u xuất phát từ tế bào bị đột biến nhiều lần dẫn đến khả điều hoà phân bào, giải thích tần số người bị bệnh ung thư người già cao so với người trẻ Đột biến gen thường phát sinh sai sót trình nhân đôi ADN Do vậy, tế bào nhân đôi nhiều tích luỹ nhiều đột biến Ở người già số lần phân bào nhiều so với người trẻ nên nhân đôi ADN nhiều hơn, dẫn đến xảy nhiều đột biến so với người trẻ tuổi Người già tiếp xúc nhiều với tác nhân đột biến, hệ miễn dịch suy yếu không đủ khả phát tiêu diệt tế bào ung thư khiến khối u dễ phát triển b) Thực nghiệm cho thấy, nuôi cấy tế bào bình thường người môi trường nhân tạo đĩa petri (hộp lồng) tế bào tiếp tục phân bào tạo nên lớp đơn bào phủ kín toàn bề mặt đĩa petri Tuy nhiên, lấy tế bào bị ung thư loại mô nuôi cấy điều kiện tương tự tế bào ung thư sau phân bào phủ kín bề mặt đĩa petri tiếp tục phân chia tạo thành nhiều lớp tế bào chồng lên Từ kết này, cho biết đột biến làm hỏng chế tế bào khiến chúng tiếp tục phân chia không ngừng Giải thích Các tế bào ung thư bị hỏng chế tiếp xúc nên số lượng tế bào đông đúc không ức chế phân bào Khi tế bào phân chia tạo thành nhiều lớp chồng lên tế bào bình thường phân chia chúng chiếm hết diện tích bề mặt dừng lại tiếp xúc trực tiếp với tế bào bên cạnh Câu (1,0 điểm) a) Loại ARN đa dạng nhất? Loại ARN có số lượng nhiều tế bào nhân thực? Giải thích ARN thông tin đa dạng tế bào có nhiều gen mã hóa protein, gen lại cho loại mARN Trong tế bào nhân thực, gen riboxom thường lặp lại nhiều lần, số lượng riboxom lại lớn riboxom dùng để tổng hợp nên tất loại protein tế bào nên rARN có số lượng nhiều b) Có đột biến xảy gen quy định chuỗi polipeptit chuyển ba 5’-UGG-3’ mã hoá cho axit amin triptophan thành ba 5’-UGA-3’ vùng mã hoá phân tử mARN Tuy vậy, tế bào lại có đột biến thứ hai thay nucleotit gen mã hoá tARN tạo tARN “sửa sai” đột biến thứ Nghĩa đột biến thứ hai “át chế” biểu đột biến thứ nhất, nhờ tARN lúc đọc 5’-UGA-3’ ba mã hoá cho triptophan Nếu phân tử tARN bị đột biến tham gia vào trình dịch mã gen bình thường khác quy định chuỗi polipeptit dẫn đến hậu gì? Codon mã hoá cho triptophan bình thường 5’UGG3’ vậy, Trp- tARN thường có ba đối mã 5’XXA3’ Nếu tARN mang đột biến mà ba đối mã chuyển thành 5’UXA3’ nhận mã 5’UGA3’ ba mã hoá cho Trp thay ba mã kết thúc Nếu tARN đột biến dùng để dịch mã gen bình thường nhiều gen, mã UGA vốn hiểu mã kết thúc tiếp tục dịch mã thành Trp vào đầu COOH chuỗi polipeptit dịch mã tiếp tục kéo dài riboxom bắt gặp ba kết thúc khác (UAA UAG) Vì vậy, chuỗi polipeptit tạo có chiều dài, dài bình thường Câu (1,0 điểm) Nêu hai khác biệt gen cấu trúc điển hình sinh vật nhân sơ (vi khuẩn) với gen điển hình sinh vật nhân thực Cấu trúc loại gen có ý nghĩa cho sinh vật nhân sơ nhân thực? Gen sinh vât nhân sơ gen không phân mảnh, có vùng mã hoá bao gồm toàn trình tự nucleotit mã hoá cho axit amin Gen sinh vật nhân thực phân mảnh, vùng mã hoá bao gồm exon intron (vùng không mã hoá cho axit amin) Gen sinh vật nhân thực thường dài nhiều so với gen sinh vật nhân sơ Gen sinh vật nhân sơ trình tự nucleotit "thừa" (intron), tiết kiệm vật chất di truyền lượng cần cho nhân đôi ADN trình phiên mã -dịch mã Do có đan xen trình tự không mã hóa (intron) với trình tự mã hóa (exon) nên thông qua cắt bỏ intron nối exon sau phiên mã, từ gen sinh vật nhân thực tạo mARN trưởng thành khác nhau, từ dịch mã loại chuỗi polipeptit khác mô khác thể Điều có ý nghĩa với sinh vật đa bào chúng tiết kiệm thông tin di truyền tạo nhiều loại protein thể Intron cung cấp vị trí để tái tổ hợp exon (trao đổi exon) tạo gen khác từ exon để tạo nên gen khác trình biệt hoá tế bào trình tiến hoá tạo nên gen Câu (1,0 điểm) a) Lai thuận-nghịch có ý nghĩa nghiên cứu di truyền học? Giải thích Giúp xác định tính trạng nghiên cứu gen nằm nhiễm sắc thể thường hay nhiễm sắc thể giới tính gen tế bào chất quy định Nếu kết phép lai thuận nghịch tính trạng mà giống di truyền gen nhiễm sắc thể thường, khác theo kiểu tỉ lệ phân li kiểu hình hai giới đực khác gen nằm nhiễm sắc thể giới tính, kiểu hình hoàn toàn phụ thuộc vào kiểu hình mẹ gen tế bào chất b) Trong chọn giống, nhiều người ta thực phép lai trở lại: Ví dụ, lai dòng chủng A với dòng chủng B sau cho lai lai trở lại với dòng A Đời sinh sau lại tiếp tục cho lai trở lại với dòng A ban đầu trình lai trở lại lặp lặp lại nhiều lần Hãy cho biết cách lai trở lại nhằm mục đích gì? Giải thích Trong trường hợp trên, nhà chọn giống muốn tạo giống có nhiều gen dòng A tốt lại bổ sung gen có lợi định từ dòng B Để làm vậy, sau lần lai người ta cần tiến hành chọn lọc lai có nhiều đặc điểm kiểu hình dòng A lại có thêm đặc điểm mong muốn dòng B cho lai lai trở lại với dòng A Công việc tiến hành lặp lại qua nhiều hệ đạt hiệu mong muốn Câu (1,0 điểm) Ở loài thực vật, có ba kiểu hình cánh hoa khác nhau: Cánh hoa trắng chấm đỏ (TĐ), cánh hoa đỏ sẫm (ĐS) cánh hoa đỏ nhạt (ĐN) Có hai dòng TĐ khác (kí hiệu TĐ1 TĐ2) tiến hành đem lai với hai dòng ĐS ĐN thu kết sau: Số thứ tự phép lai Cặp bố, mẹ đem lai (P) TĐ1 × ĐN TĐ1 × ĐS ĐS × ĐN TĐ2 × ĐN TĐ2 × ĐS Kiểu hình F1 100% TĐ 100% TĐ 100% ĐS 100% TĐ 100% TĐ TĐ 480 99 193 286 Kiểu hình F2 ĐN 40 43 64 24 ĐS 119 32 132 74 Quy luật di truyền chi phối kiểu hình cánh hoa loài thực vật gì? Hãy cho biết kiểu gen bốn bố, mẹ (P) đem lai phép lai * Kết phép lai cho thấy F2 có tỉ lệ phân li kiểu hình 12: 3: 1, tính trạng hai gen quy định theo kiểu tương tác át chế trội Quy ước: A alen át chế (B, b) cho kiểu hình màu trắng chấm đỏ; alen a không át chế; B alen quy định màu đỏ sẫm, alen b quy định màu đỏ nhạt * Vì bốn dòng dòng nên sơ đồ phép lai tóm tắt sau: Phép lai 1: (P) AABB (TĐ1) × aabb(ĐN)→ F1 AaBb(TĐ) → F2: 9A-B- (TĐ):3A-bb (TĐ): aaB- (ĐS):1 aabb (ĐN) Phép lai 2: (P) AABB(TĐ1) × aaBB(ĐS) → F1 AaBB (TĐ) → F2: 3A-BB(TĐ):1aaBB (ĐS) Phép lai 3: (P) aaBB(ĐS) × aabb(ĐN) → F1 aaBb(ĐS) → F2: aaB-(ĐS):1aabb(ĐN) Phép lai 4: (P) AAbb(TĐ2) × aabb (ĐN) → F1 Aabb (TĐ) → F2: A-bb (TĐ):1aabb (ĐN) Phép lai 5: (P) AAbb(TĐ2) × aaBB(ĐS) → F1 AaBb (TĐ) → F2: A-B- (TĐ):3 A-bb (TĐ):3 aaB-(ĐS):1 aabb (ĐN) Câu (2,0 điểm) a) Các nhà khoa học nhận thấy đột biến dị bội thừa nhiễm sắc thể khác người thường gây chết giai đoạn khác trình phát triển cá thể bị đột biến Giải thích lại có khác Đột biến dị bội thừa nhiễm sắc thể thường hay gây chết chết sớm so với đột biến ba nhiễm nhiễm sắc thể giới tính Thừa nhiễm sắc thể thường dẫn đến cân gen gây chết thừa nhiễm sắc thể giới tính, chẳng hạn nhiễm sắc thể X nhiễm sắc thể X dư thừa bị bất hoạt nên gây chết Nếu thừa nhiễm sắc thể Y ảnh hưởng nhiễm sắc thể Y gen quy định nam tính chứa gen Hiệu gây chết đột biến ba nhiễm nhiễm sắc thể thường phụ thuộc vào kích thước nhiễm sắc thể loại gen chúng Nhìn chung, nhiễm sắc thể lớn chứa nhiều gen nên dư thừa chúng dễ làm cân gen dẫn đến dễ gây chết b) Các thể đột biến chuyển đoạn nhiễm sắc thể có đặc điểm khác biệt với loại thể đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể khác? Nêu ý nghĩa đột biến chọn giống tiến hóa Thay đổi nhóm gen liên kết (chuyển gen từ nhóm gen liên kết sang nhóm gen liên kết khác) Thay đổi số lượng nhiễm sắc thể chuyển đoạn Robertson Trong giảm phân, cá thể chuyển đoạn dị hợp tử, nhiễm sắc thể tham gia vào chuyển đoạn có tiếp hợp thành hình chữ thập) Đột biến chuyển đoạn tạo nên đa dạng di truyền góp phần hình thành loài Trong chọn giống, chuyển đoạn tạo nhóm gen liên kết có tổ hợp gen phù hợp với mục đích nhà chọn giống Câu (1,0 điểm) Dựa sở khoa học mà người ta tiến hành lai phân tử? Nêu giải thích ứng dụng thực tiễn lai phân tử Dựa vào khả biến tính hồi tính axit nuclêic nguyên tắc bắt cặp bổ sung bazơ nitơ phân tử axit nuclêic (ADN - ADN; ADN - ARN; ARN - ARN) Xác định mức độ quan hệ họ hàng hai cá thể khác loài Cách làm sau: Tách ADN loài cần nghiên cứu sau làm biến tính ADN lấy hai mạch đơn hai loài cho chúng bắt cặp (lai) với theo cặp loài Phân tử lai sau cho biến tính xác định nhiệt độ làm biến tính chúng So sánh nhiệt độ biến tính phân tử lai ta biết mức độ họ hàng loài Vì nhiệt độ biến tính phân tử lai cao thành phần nucleotit hai phân tử giống nhiều Xác định xác vị trí gen nhiễm sắc thể Làm tiêu nhiễm sắc thể sau xử lí cho ADN nằm NST bị tách thành mạch Tiếp đến, nhỏ lên tiêu dung dịch chứa đoạn ADN ARN mạch cần lai đánh dấu phóng xạ, chất phát quang chúng bắt đôi với Rửa tiêu để loại bỏ phân tử đánh dấu không bắt đôi nhiễm sắc thể Quan sát tiêu kính hiển vi xác định đoạn nhiễm sắc thể có đánh dấu phóng xạ phát sáng xác định vị trí xác gen nhiễm sắc thể Xác định gen có exon intron Cho đoạn ADN chứa gen biến tính thành hai mạch sau trộn phân tử mARN trưởng thành không intron đánh dấu phóng xạ cho chúng lai với ADN Quan sát kính hiển vi xác định đoạn bắt đôi bổ sung đoạn không bắt đôi (các đoạn vòng) xác định số exon đoạn bắt đôi, số intron số lượng đoạn vòng Câu (2,0 điểm) Trong quần thể người, có tới 84% dân số có khả nhận biết mùi vị chất hóa học phenyltiocarbamide, số lại không Khả nhận biết mùi vị chất alen trội A nằm nhiễm sắc thể thường quy định; khả alen a quy định a) Quần thể phải có điều kiện tính tần số alen A a? Giải thích Đột biến xảy với gen không đáng kể tần số đột biến xuôi ngược Người nhận biết mùi vị không nhận biết mùi vị có sức sống khả sinh sản Kích thước quần thể đủ lớn để yếu tố ngẫu nhiên làm thay đổi tần số alen cách không đáng kể Khi lấy vợ lấy chồng người ta không để ý đến tính trạng (giao phối ngẫu nhiên) Quần thể người phải cách li với quần thể khác b) Trong quần thể nêu trên, người đàn ông có khả nhận biết mùi vị chất phenyltiocarbamide lấy người vợ quan hệ họ hàng với có khả nhận biết chất hóa học Hãy tính xác suất cặp vợ chồng sinh trai đầu lòng khả nhận biết chất phenyltiocarbamide, quần thể cân di truyền Tần số kiểu gen aa = 1- 0,84 = 0,16 => qa = 0,4; pA = 0,6 Xác suất người có khả nhận biết mùi vị chất hóa học có kiểu gen dị hợp tử 2pq 0,48 = = 0,571 p +2pq 0,36+0,48 Xác suất hai người có kiểu gen dị hợp kết hôn với sinh trai khả nhận biết mùi vị chất hóa học là: 0,571 0,571 0,25 0,5 = 0.04 c) Giả sử số nhiều cặp vợ chồng mà vợ chồng dị hợp tử cặp alen nói (Aa) có con, tỉ lệ phần trăm số cặp vợ chồng có ba người có khả nhận biết mùi vị chất hóa học phenyltiocarbamide người khả bao nhiêu? Hai vợ chồng dị hợp tử mà sinh người có số gia đình sinh người có khả nhận biết mùi vị chất hóa học phenyltiocarbamide người khả Tỷ lệ số gia đình tính xác xuất để cặp vợ chồng có có tỉ lệ 3:1 tính công thức sau công thức tương tự: n! (p)c (q) k n (số gia đình) = c (số có khả nhận biết mùi vị) + k (số c!k! khả nhận biết mùi vị) p xác suất sinh có khả nhận biết mùi vị q xác suất sinh khả nhận biết mùi vị Áp dụng trường hợp ta có n = 4, c = k = p =3/4 q = 1/4 Thay vào công thức ta tính đáp án 42,2% Câu (2,0 điểm) a) Trong điều kiện đa dạng di truyền quần thể sinh vật sinh sản hữu tính bị suy giảm? Giải thích Khi kích thước quần thể bị giảm mức yếu tố ngẫu nhiên dễ dàng loại bỏ số alen khỏi quần thể cho dù alen có lợi hay trung tính dẫn đến làm giảm đa dạng di truyền quần thể Khi kích thước quần thể nhỏ cá thể dễ dàng giao phối gần dẫn đến làm giảm tần số kiểu gen dị hợp tử, tăng tần số kiểu gen đồng hợp tử →giảm đa dạng di truyền quần thể Trong điều kiện môi trường liên tục biến đổi theo hướng xác định, chọn lọc tự nhiên làm thay đổi tần số alen theo hướng xác định nên đa dạng quần thể di truyền giảm, ngoại trừ trường hợp chọn lọc tự nhiên trì cá thể có kiểu gen dị hợp tử đào thải cá thể có kiểu gen đồng hợp b) Hiệu chọn lọc tự nhiên phụ thuộc vào yếu tố nào? Giải thích Phụ thuộc vào alen chọn lọc trội hay lặn Chọn lọc chống lại alen trội nhanh chóng làm thay đổi tần số alen quần thể, alen trội biểu kiểu hình trạng thái dị hợp Còn chọn lọc đào thải alen lặn làm thay đổi tần số alen chậm alen lặn bị đào thải trạng thái đồng hợp tử Áp lực chọn lọc: Nếu áp lực chọn lọc lớn tốc độ thay đổi tần số alen cao ngươc lại Loài sinh sản vô tính hay hữu tính: Loài sinh sản hữu tính tạo nhiều biến dị tổ hợp nên dễ thích nghi điều kiện môi trường thay đổi Còn loài sinh sản vô tính đa dạng di truyền nên môi trường có biến động dễ bị chọn lọc tự nhiên đào thải hàng loạt Tốc độ sinh sản loài: Nếu loài sinh sản nhanh, vòng đời ngắn hiệu chọn lọc nhanh ngược lại Ngoài hiệu chọn lọc phụ thuộc vào loài đơn bội hay