Mời các em học sinh cùng tham khảo Đề thi chọn học sinh giỏi môn Sinh học lớp 12 năm học 2011-2012 – Sở Giáo dục và Đào tạo Hà Nam (Đề chính thức) để hệ thống lại kiến thức đã học cũng như kinh nghiệm ra đề. Hy vọng đề thi sẽ giúp các bạn đạt kết quả cao trong kỳ thi sắp tới.
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NAM ĐỀ THI CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2011 – 2012 Mơn: Sinh học Thời gian làm bài : 180 phút (khơng kể thời gian giao đề) (Đề thi gồm có 02 trang) Câu 1 (2 điểm) a. Cho biết vai trị của các loại enzim tham gia vào q trình nhân đơi ADN b. Sự khác nhau cơ bản giữa q trình nhân đơi ADN ở sinh vật nhân thực và sinh vật nhân sơ (E.coli)? c. Tại sao trong q trình ADN nhân đơi 2 mạch đơn mới trong cùng 1 chạc tái bản lại có chiều tổng hợp ngược nhau? Câu 2 (2 điểm) a. Đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể có những loại nào? Loại đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể nào dễ xảy ra nhất trong phân bào giảm phân? b. Đột biến mất đoạn nhiễm sắc thể khơng chứa tâm động xảy ra đối với 1 nhiễm sắc thể. Hãy cho biết những thay đổi có thể xảy ra trong cấu trúc của hệ gen. Câu 3 (2 điểm) a. Nêu các trường hợp đột biến thay thế 1 cặp nuclêơtit này bằng 1 cặp nuclêơtit khác trong vùng mã hóa của gen cấu trúc mà khơng làm thay đổi chức năng của prơtêin do gen đó mã hóa b. Thể đa bội thể khảm thường phổ biến hơn thể đa bội hồn tồn ở động vật. Các con vật đa bội thể khảm về cơ bản các tế bào có bộ nhiễm sắc thể là lưỡng bội, trừ một số mảng cơ thể có tế bào đa bội. Thể tứ bội khảm (con vật có một số tế bào có bộ nhiễm sắc thể 4n) được hình thành như thế nào? c. Khoảng 5% cá thể mắc hội chứng Down là do chuyển đoạn nhiễm sắc thể trong đó một bản sao thứ 3 của nhiễm sắc thể số 21 được gắn vào nhiễm sắc thể số 14. Nếu kiểu chuyển đoạn này xảy ra trong giảm phân phát sinh giao tử của bố hoặc mẹ thì sẽ dẫn đến hội chứng Down như thế nào ở người con? Câu 4 (2 điểm) a. Nêu đặc điểm cấu trúc di truyền của quần thể tự phối và quần thể ngẫu phối b. Ở người, tính trạng cuộn lưỡi là do 1 gen nằm trên nhiễm sắc thể thường qui định trong đó khả năng cuộn lưỡi là do alen trội A qui định, alen lặn a qui định tính trạng khơng có khả năng cuộn lưỡi. Trong một quần thể người đạt cân bằng di truyền, 64% người có khả năng cuộn lưỡi. Một người có khả năng cuộn lưỡi kết hơn với một người khơng có khả năng này. Hãy tính: Tần số alen qui định khả năng cuộn lưỡi và tần số từng loại kiểu gen trong quần thể Xác suất để cặp vợ chồng trên sinh con đầu lịng có khả năng cuộn lưỡi Câu 5 (2 điểm) Ở một lồi thực vật, cho cây thân cao, hoa trắng thuần chủng lai với cây thân thấp, hoa đỏ thuần chủng, F1 thu được tồn cây thân cao, hoa đỏ. Cho F1 tự thụ phấn, ở F2 thu được 4 loại kiểu hình trong đó kiểu hình thân cao, hoa trắng chiếm tỉ lệ 24%. Biết mỗi gen qui định một tính trạng và gen nằm trên nhiễm sắc thể thường. Mọi diễn biến của nhiễm sắc thể 1 trong giảm phân ở tế bào sinh hạt phấn và tế bào sinh nỗn giống nhau đồng thời khơng có đột biến phát sinh. Xác định kiểu gen của P, F1 và tỷ lệ các loại giao tử của F1. Câu 6 (2 điểm) Ở ong mật, alen A quy định cánh dài, alen a quy định cánh ngắn; alen B quy định cánh rộng, alen b quy định cánh hẹp. Hai gen qui định 2 tính trạng trên đều nằm trên nhiễm sắc thể thường và liên kết hồn tồn với nhau. Cho ong cái cánh dài, rộng giao phối với ong đực cánh ngắn, hẹp thu được F1 tồn cánh dài, rộng. a. Hãy xác định kiểu gen của P b. Nếu cho F1 tạp giao thì tỷ lệ phân li kiểu gen, kiểu hình của ong cái và ong đực ở F 2 như thế nào? c. Cũng với giả thiết thực hiện phép lai như trên nhưng đối tượng ruồi giấm thì tỷ lệ phân li kiểu gen và kiểu hình ở F2 như thế nào? Câu 7 (2 điểm) a. Khái niệm về plasmit? Vai trị của plasmit đối với vi khuẩn? Điều kiện để 1 plasmit có thể làm vectơ thể truyền trong k ỹ thu ật c ấy gen? b. Bằng kỹ thuật di truyền người ta có thể tái tổ hợp 2 gen (gen phân mảnh) nguyên bản, giống nhau ở sinh vật nhân thực với ADN plasmit để tạo ra 2 phân tử ADN plasmit tái tổ hợp Sau đó người ta chuyển 1 phân tử ADN tái tổ hợp vào tế bào E.coli và 1 phân tử ADN tái tổ hợp vào tế bào nấm men (Sac.cerevisiae) và tạo điều kiện cho 2 gen đều được phiên mã, giải mã tổng hợp ra các chuỗi polypeptit. Hãy cho biết kích thước của chuỗi polypeptit ở tế bào E.coli và tế bào nấm men. Giải thích Câu 8 (2 điểm) a. Trong cơng tác chọn giống người ta áp dụng những phương pháp nào để tạo ra nguồn ngun liệu cho chọn lọc? Sử dụng phương pháp nào thì đạt hiệu quả cao đối với chọn giống vi sinh vật? Giải thích b. Muốn nghiên cứu mức phản ứng của một kiểu gen nào đó ở vật ni ta cần tiến hành như thế nào? Câu 9 (2 điểm) a. Vì sao sự thay đổi tần số tương đối của 1 alen trong quần thể vi khuẩn diễn ra nhanh hơn so với sự thay đổi tần số tương đối của 1 alen trong quần thể sinh vật nhân thực lưỡng bội? b. Tác dụng của chọn lọc tự nhiên đối với một alen lặn trên nhiễm sắc thể X khơng có alen tương ứng trên nhiễm sắc thể Y so với một alen lặn có cùng giá trị thích nghi trên nhiễm sắc thể thường có gì khác nhau? Câu 10 (2 điểm) a. Khái niệm về phiêu bạt di truyền? Tác động của phiêu bạt di truyền đối với 1 quần thể tiến hóa? b. Giải thích tại sao chọn lọc tự nhiên là cơ chế tiến hóa duy nhất, liên tục tạo nên tiến hóa thích nghi c. Giá trị thích nghi tương đối của một con la bất thụ là bao nhiêu? Giải thích d. Xét 1 quần thể trong đó các cá thể dị hợp tử về một locut nhất định có kiểu hình to lớn hơn rất nhiều so với cá thể có kiểu gen đồng hợp tử (thứ tự kiểu hình ứng với kiểu gen như sau: Aa > AA > aa). Khi mơi trường sống trở lên lạnh kéo dài thì kiểu hình nào sẽ được chọn lọc tự nhiên giữ lại? Trường hợp này thể hiện hình thức chọn lọc định hướng, chọn lọc phân hóa hay chọn lọc ổn định? Giải thích 2 Hết Họ và tên thí sinh : ………………………………………….Số báo danh : ………………….… Họ và tên giám thị số 1 : ………………………………………………………………………… Họ và tên giám thị số 2 : ………………………………………………………………………… SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NAM KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2011 – 2012 Mơn: Sinh học HƯỚNG DẪN CHẤM Câu /ý Nội dung 1.a Enzim tham gia vào q trình tổng hợp ADN Enzim tháo xoắn : Tháo xoắn và cắt đứt các liên kết hidro và tách mạch ADN Enzim primer : tổng hợp đoạn mồi tạo ra đầu 3’OH Enzim ADN polymeraza : tổng hợp bổ sung tạo mạch mới Enzim lygaza : nối các đoạn okazaki Sự khác nhau cơ bản giữa q trình tự nhân đơi ADN ở sinh vật nhân sơ và nhân thực Số đơn vị tái bản : 1/ nhiều Tốc độ tái bản : nhanh (500nu/s)/ chậm (5090nu/s) Kích thước phân tử ADN con so với ADN mẹ : Khơng đổi/ ngắn lại Kích thước phân đoạn okazaki : dài/ ngắn Trong cấu trúc phân tử ADN hai mạch đơn có chiều liên kết trái ngược nhau Do đặc điểm của enzim AND polymeraza chỉ có thể bổ sung các nu mới vào đầu 3’OH tự do Các loại đột biến nhiễm sắc thể + Mất đoạn + Lặp (thêm) đoạn + Đảo đoạn + Chuyển đoạn Loại đột biến lặp đoạn và mất đoạn 1.b 1.c 2.a 2.b 3a Điể m 0,5 0,5 0.5 0,5 0,5 Hệ gen sẽ bị mất gen, nếu đoạn mất đó khơng gắn vào nhiễm sắc thể và bị tiêu biến Đoạn đứt ra có thể được gắn vào 1 nhiễm sắc tử chị em làm dư thừa 1 đoạn NST tạo nên lặp đoạn Đoạn đứt ra có thể gắn trở lại với NST ban đầu của nó theo chiều ngược lại tạo nên đột biến đảo đoạn Đoạn bị đứt ra gắn với 1 NST khơng tương đồng tạo ra đột biến chuyển đoạn khơng tương hỗ giữa 2 NST Đột biến thay thế ở vị trí khơng mã hóa cho aa nào (intron) 0,25 Đột biến xảy ra ở vùng exon + Đột biến thay thế làm xuất hiện bộ ba mới cùng mã hóa cho 1 aa + Đột biến thay thế làm thay đổi ý nghĩa bộ ba làm xuất hiện aa mới cùng tính chất với aa ban đầu (cùng axit, cùng ba zơ, trung tính phân cực. ….) + Đột biến thay thế làm thay đổi ý nghĩa bộ ba làm xuất hiện aa mới nhưng aaxit amin mới không làm thay đổi cấu trúc không gian của pr 0.25 3 0,25 0,25 0,25 0.25 0.25 0.25 3b 3c 4a 4b Trong q trình phát triển của phơi, hợp tử và cá thể một tế bào nào đó trong q trình phân chia NST nhân đơi nhưng thoi vơ sắc khơng hình thành, kết quả là tế bào khơng phân chia và tạo thành tế bào tứ bội. Trong các chu kỳ tế bào sau tế bào tứ bội này phân chia bình thường tạo ra các dịng tế bào tứ bội => Thể khảm Trong giảm phân NST kết hợp giữa 14 và 21 hoạt động như 1 nhiễm sắc thể. Nếu một giao tử nhận được NST 1421 và một bản sao bình thường của NST 21 thì trong thụ tinh giao tử này kết hợp với 1 giao tử bình thường và tạo thành hợp tử phát triển thành thể ba nhiễm 21 Cấu trúc di truyền của quần thể tự phối và quần thể giao phối? * Quần thể tự phối: Tỷ lệ kiểu gen dị hợp tử ngày càng giảm, đồng hợp tử ngày càng tăng, quần thể dần dần phân li thành các dịng thuần đồng hợp về các kiểu gen khác nhau, giảm đa dạng di truyền Tần số alen khơng thay đổi * Quần thể ngẫu phối: Đa hình về kiểu gen, đa hình về kiểu hình > duy trì được sự đa dạng di truyền trong quần thể Ở trạng thái cân bằng di truyền, tần số alen khơng đổi Qui ước: alen A: có khả năng cuộn lưỡi alen a: khơng có khả năng cuộn lưỡi Tỷ lệ người khơng có khả năng cuộn lưỡi: 1 0,64 = 0,36 Gọi tần số alen A = p; tần số alen a = q Quần thể đạt cân bằng di truyền thì q2 aa = 0,36 qa = 0,6 pA = 10,6 = 0,4 Tần số từng loại kiểu gen trong quần thể: KG AA = p2= 0,16, Aa= 0,48 , aa = 0,36 0.5 Xác suất cặp vợ chồng trên sinh con có khả năng cuộn lưỡi: +Người khơng có khả năng cuộn lưỡi có KG aa + Người có khả năng cuộn lưỡi có thể có kiểu gen Aa hoặc AA. Tần số Aa = 0,48/ (0,16 + 0,48) = 3/4 Xác suất sinh con khơng có khả năng cuộn lưỡi: = 3/4 x1 x 1/2 = 3/8 Xác suất sinh con có khả năng cuộn lưỡi = 1 3/8= 5/8 = 62,5% (nếu học sinh làm cộng xác suất ứng với 2 sơ đồ lai mà có đáp số đúng vẫn cho điểm tối đa) Pt/c tương phản F1: 100% cây thân cao, hoa đỏ thân cao trội hồn tồn so với thân thấp, hoa đỏ trội hồn tồn so với hoa trắng Qui ước: A: thân cao, a: thân thấp ; B: Hoa đỏ, b: hoa trắng Pt/c tương phản F1 mang 2 cặp gen dị hợp, F2 có kiểu hình cây cao, hoa trắng chiếm 24% khác với tỉ lệ của qui luật phân li độc lập và liên kết gen hồn tồn > 2 tính trạng trên di truyền theo qui luật hốn vị gen. Với tần số hốn vị gen là f Sơ đồ lai: Pt/c cao, trắng x thấp, đỏ Ab//Ab aB//aB Gp: 100% Ab 100% aB F1: Ab/aB (100% cao, đỏ) F1 xF1: Cao, đỏ x Cao, đỏ Ab//aB Ab//aB GF1: Ab = aB = (1f)/2 Ab = aB = (1f)/2 AB = ab = f/2 AB = ab = f/2 F2: thân cao, hoa trắng có kiểu gen: Ab//Ab, Ab//ab 0,5 4 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 1,0 Có: ( 6a f ) Ab/Ab + 2( Giair ra ta được: f = 20% Suy ra: Tỉ lệ giao tử F1: Ab = aB = 0,4 AB = ab = 0,1 Ong có hiện tượng trinh sản: trứng được thụ tinh nở thành ong cái có bộ nhiễm sắc thể 2n, trứng khơng được thụ tinh nở thành ong đực có bộ nhiễm sắc thể n 0,5 Kiểu gen P : Ong cái: 6b f f x ) Ab/ab = 0,24 2 AB ; Ong đực: ab AB Ở ong, trứng được thụ tinh thì tạo thành ong cái và ong thợ, trứng khơng được thụ tinh sẽ nở thành ong đực. Vì vậy ta có sơ đồ lai P: Ong cái cánh dài, rộng x ong đực cánh ngắn, hẹp 1,0 ♀ AB ♂ab AB GP: AB ab F1 KG: 50% AB//ab 50% AB/ KH: 100% ong cái: Cánh dài, rộng ; 100% ong đực cánh dài, rộng F1: ong cái cánh dài, rộng x ong đực cánh dài, rộng ♀ AB ♂ AB ab GF: 1 AB : 1 ab 100% AB F : 1 ♀ 6c AB AB :1 ♀ : 1 ♂AB : 1 ♂ab AB ab Kiểu hình: ong cái: 100% cánh dài rộng; ong đực: 1 cánh dài rộng: 1 cánh ngắn hẹp Ruồi giấm: cả đực và cái đều lưỡng bội 2n 0,5 AB ab x ♂ AB ab AB F1: 100% : xám dài ab AB AB F1 x F1: ♀ x ♂ ab ab AB AB ab F2: TLKG: 1 : 2 : 1 AB ab ab Pt/c: ♀ 7a 7b TLKH: 3dài rộng : 1 ngắn hẹp Khái niệm plasmit: Plasmid là những phân tử ADN, vòng, sợi kép, tự tái bản, 0.25 được duy trì trong vi khuẩn như các thực thể độc lập ngồi nhiễm sắc thể. Vai trị : Một số plasmid mang thơng tin về việc di chuyển chính nó từ tế bào 0.25 này sang tế bào khác (F plasmid), một số khác mã hóa khả năng kháng lại kháng sinh (R plasmid), một số khác mang các gen đặc biệt để sử dụng các chất chuyển hóa bất thường (plasmid phân huỷ Để được dùng làm vector plasmid cần phải có: 0.5 + Vùng nhân dịng đa vị chứa các điểm cắt cho các enzim cắt giới hạn, dùng để chèn các ADN nhân dịng Plasmid chứa gen để chọn (như gen kháng ampicillin) + Điểm khởi động sao chép hoạt động trong E. Coli Chuỗi polypep tit ở E.coli dài hơn chuỗi polypeptit ơ nấm men 0,25 Giải thích : 0,25 + Gen ở tế bào nhân thật có cấu trúc dạng TTDT gián đoạn, xen giữa các đoạn Exon 5 8a 8b 9a 9b 10a 10b 10c 10d là các đoạn Intron + E.coli là sinh vật nhân sơ, trong dịch tế bào khơng có enzim cắt bỏ đoạn Intron vì vậy trong phân tử mARN được tổng hợp phản ánh một cách trung thực trình tự các Nu trên mạch gốc của gen cấu trúc tức là các đoạn I khơng bị loại bỏ nên các nu trên mARN đều được mã hóa cho các axit amin tương ứng => chuỗi polypeptit dài + Nấm men là sinh vật nhân thật, trong dịch nhân có enzim cắt bỏ đoạn Intron vì vậy trong phân tử mARN được tổng hợp dựa trên khn mẫu của gen cấu trúc và bị loại bỏ các đoạn I trước khi làm khn mẫu cho việc giải mã tổng hợp pr chuỗi polypeptit ngắn Trong cơng tác chọn giống người ta áp dụng những phương pháp sau để tạo ra nguồn biến dị di truyền là ngun liệu cho chọn lọc: + Sử dụng phương pháp lai để tạo nguồn BDTH + Sử dụng phương pháp gây đột biến nhân tạo để tạo nguồn đột biến + Sử dụng cơng nghệ di truyền để tạo ADN tái tổ hợp Sử dụng phương pháp gây đột biến nhân tạo đạt hiệu quả cao đối với chọn giống vi sinh vật vì tốc độ sinh sản của chúng rất nhanh nên ta có thể dễ dàng phân lập được các dịng đột biến, cho dù tần số đột biến gen thường khá thấp Muốn nghiên mức phản ứng của một kiểu gen nào đó ở vật ni ta cần tiến hành như sau: Sử dụng nhân bản vơ tính hoặc kỹ thuật cấy truyền phơi để tạo ra nhiều vật ni có kiểu gen giống nhau Ni các con vật có cùng KG trong các mơi trường khác nhau để thu các KH khác Tập hợp các KH khác nhau của cùng một KG ta có mức phản ứng của KG đó Dựa vào mức phản ứng để đánh giá KG đó có mức phản ứng rộng hay hẹp Vi khuẩn sinh sản nhanh, thời gian thế hệ ngắn Vùng nhân vi khuẩn có 1 ADN kép, vịng do đó hầu hết đột biến đều biểu hiện ngay trong kiểu hình Nói chung các gen trên X khơng tương ứng với các gen trên Y. Ở một số lồi Y khơng mang gen do đó alen lặn trên X có nhiều cơ hội được biểu hiện kiểu hình hơn alen lặn trên NST thường (chỉ biểu hiện trong đồng hợp tử lặn). Chọn lọc tự nhiên tác động trên kiểu hình của cá thể, thơng qua đó mà ảnh hưởng tới tần số tương đối của các alen. Alen lặn trên X dễ được biểu hiện hơn nên chịu tác động của chọn lọc tự nhiên nhiều hơn. Alen lặn trên NST thường tồn tại trong quần thể lâu hơn dưới dạng ẩn náu trong các thể dị hợp. Khái niệm: tần số tương đối của các alen trong 1 quần thể có thể bị biến đổi đột ngột do một yếu tố ngẫu nhiên nào đó. Hiện tượng này được gọi là phiêu bạt di truyền. Tác động của phiêu bạt di truyền Phiêu bạt di truyền tác động mạnh lên các quần thể có kích thước nhỏ Phiêu bạt di truyền làm thay đổi tần số tương đối của các alen một cách ngẫu nhiên Làm giảm biến dị của quần thể Phiêu bạt di truyền có thể cố định các gen có hại trong quần thể Đột biến, dịng gen và phiêu bạt di truyền đều có thể làm tăng, giảm tần số alen có lợi hoặc có hại trong quần thể. Chỉ CLTN mới liên tục làm tăng tần số alen có lợi và do đó làm tăng mức độ sống sót và khả năng sinh sản của những kiểu gen ưu thế nhất. Vì vậy CLTN là cơ chế duy nhất liên tục tạo ra sự tiến hóa thích nghi Bằng khơng . Vì con la bất thụ khơng thể di truyền vốn gen cho thế hệ sau 0,25 0,25 1.0 1.0 0,5 0,5 0,5 0,5 0,25 0,5 0,5 0,25 Khi mơi trường lạnh kéo dài thì những cá thể có kích thước lớn hơn sẽ được giữ 0,25 lại và kiểu hình có kiểu gen Aa sẽ được giữ lại. Kiểu chọn lọc này là chọn lọc định hướng (chọn lọc vận động) 6 Vì khi thời tiết lạnh kéo dài, những cá thể có kích thước lớn có tỷ số S/V nhỏ, khả năng mất nhiệt hạn chế => Khả năng chống chịu nhiệt độ thấp tốt hơn 0,25 Chú ý : Các bài tập học sinh có thể giải, tính tốn theo các cách khác, nếu đúng, hợp lý thì cho điểm tương đương Điểm tồn bài khơng làm trịn số Hết 7 ... HÀ? ?NAM KỲ? ?THI? ?CHỌN HỌC? ?SINH? ?GIỎI LỚP? ?12? ?THPT NĂM HỌC 2011? ?–? ?2 012 Mơn:? ?Sinh? ?học HƯỚNG DẪN CHẤM Câu /ý Nội dung 1.a Enzim tham gia vào q trình tổng hợp ADN Enzim tháo xoắn : Tháo xoắn? ?và? ?cắt đứt các liên kết hidro? ?và? ?tách mạch ADN... Họ? ?và? ?tên thí? ?sinh? ?: ………………………………………….Số báo danh : ………………….… Họ? ?và? ?tên giám thị số 1 : ………………………………………………………………………… Họ? ?và? ?tên giám thị số 2 : ………………………………………………………………………… SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ? ?NAM. .. a. Trong cơng tác? ?chọn? ?giống người ta áp dụng những phương pháp nào để ? ?tạo? ?ra nguồn ngun liệu cho? ?chọn? ?lọc? Sử dụng phương pháp nào thì đạt hiệu quả cao đối với? ?chọn? ?giống vi? ?sinh? ?vật? Giải thích