CHUYÊN ĐỀ 2 : BÀI TẬP DI TRUYỀN NST - TẾ BÀO Bài 1: Hai hợp tử của một loài sinh vật nguyên phân liên tiếp một số đợt, môi trường nội bào đã cung cấp nguyên liệu tương đương với 22792 NS[r]
(1)GIẢI SINH HỌC BẰNG MÁY TÍNH CASIO Qui định: Các kết tính chính xác tới chữ số phần thập phân sau dấu phẩy theo qui tắc làm tròn số đơn vị tính qui định bài toán Cấu trúc đề thi: Đề thi gồm có 10 bài toán nằm giới hạn nội dung đề thi chương trình Sinh học phổ thông Các bài toán có yêu cầu cách giải và kĩ thuật tính toán có hỗ trợ máy tính cầm tay Mỗi bài đề thi gồm phần: Phần đầu bài toán, phần ghi cách giải và phần ghi kết (Phần đầu bài là bài toán tự luận môn in sẵn đề thi Phần ghi cách giải: yêu cầu thí sinh lược ghi tóm tắt cách giải chữ và biểu thức cần tính toán kết Phần kết quả: ghi đáp số bài toán) Hướng dẫn cách làm bài: Để giải bài toán Sinh học, thí sinh phải ghi tương ứng tóm tắt cách giải và đáp số vào phần “Cách giải” và phần “Kết quả” có sẵn đề thi Bài tập và cách giải: CHUYÊN ĐỀ : BÀI TẬP DI TRUYỀN PHÂN TỬ Bài 1: Xét cặp gen Aa hợp tử Khi hợp tử này nguyên phân số lần liên tiếp, môi trường nội bào cung cấp 67500 nu tự cho cặp gen này Các cặp gen Aa các tế bào có 72000 nu, số đó có 57600 liên kết hyđrô các alen A và 33600 liên kết hyđrô các alen a Biết số nu môi trường nội bào cung cấp cho gen A tự nhân đôi = 1,5 lần so với alen a Biết quá trình nguyên phân diễn bình thường a Xác định số lần nguyên phân hợp tử b Tính chiều dài gen c Tính số lượng loại nu môi trường nội bào cung cấp cho quá trình nhân đôi alen nói trên Cách giải a – Gọi: k là số lần nguyên phân hợp tử; NA là số nu gen A; Na là số nu alen a Ta có: NA = 1,5 × Na Kết Số lần nguyên phân hợp tử: k = b Chiều dài gen: La = 306nm (2k – 1)(NA + Na) = 67500 LA = 459 nm 2k(NA + Na) = 72000 c – Gen A: Số nu loại môi trường nội bào cung cấp: => (2k – 1) × 2,5 × Na = 67500 Amt = Tmt = 6750 k × 2,5 × Na = 72000 Gmt = Xmt = 13500 => 2,5 × Na = 4500 => Na = 1800 => NA = 2700 k = 16 => k = - Alen a: Số nu loại môi trường nội bào cung cấp: b Chiều dài gen: Amt = Tmt = 6750 La = (Na/2) × 0,34 = 306nm Gmt = Xmt = 13500 LA = 1,5 × La = 459 nm c – Gen A: A + G = NA/2 = 1350 (1) (2) 2k × HA = 57600 => 16 × (2A + 3G) = 57600 => 2A + 3G = 3600 (2) Giải hệ (1)(2) máy tính ta có: A = 450 ; G = 900 => Số nu loại môi trường nội bào cung cấp cho gen A nhân đôi k lần: Amt = Tmt = (2k – 1) × A = 6750 Gmt = Xmt = (2k – 1) × G = 13500 - Alen a: tương tự có hệ pt: A + G = 900 2A + 3G = 2100 Giải hệ pt máy tính ta có: A = 600 ; G = 300 => Số nu loại môi trường nội bào cung cấp cho alen a nhân đôi k lần: Amt = Tmt = (2k – 1) × A = 6750 Gmt = Xmt = (2k – 1) × G = 13500 Thao tác máy tính: Gen A, giải hệ pt: A + G = 1350 (1); 2A + 3G = 3600 (2) Bấm phím ON ; MODE ; MODE ; MODE ; ; ; ; = ; ; = ; 1350 ; = ; ; = ; ; = ; 3600 ; = ; = => kết quả: A = 450 ; G = 900 Tương tự gen a, giải hệ pt: giải hệ pt: A + G = 9000 (1); 2A + 3G = 2100 (2) => kết quả: A = 600 ; G = 300 Bài 2: Gen B có khối lượng phân tử 720000 đvC, có hiệu A và loại nuclêôtit khác là 30% số nuclêôtit gen Mạch gen có A = 360 và G = 140 Khi gen B phiên mã đã lấy từ môi trường nội bào 1200U Hãy tính: a Số nuclêôtit loại môi trường cung cấp cho gen B nhân đôi lần b Môi trường nội bào đã cung cấp bao nhiêu nuclêôtit loại cho quá trình phiên mã gen B Biết gen B là gen không phân mảnh c Gen B bị đột biến thành b Khi gen cùng nhân đôi lần thì môi trường nội bào cung cấp cho gen b kém gen B là 5A và 4G Xác định số nuclêôtit gen b và số axit amin chuỗi pôlipeptit gen b điều khiển tổng hợp Cách giải a Ta có tổng số nu gen B là 720000 : 300 = 2400 Kết a (3) A + X = 50% A = T = 6720 nu A - X = 30% G = X = 1680 nu => A = T = 40% = 960; G = X = 10% = 240 b => Số nuclêôtit loại môi trường cung cấp cho gen B nhân đôi lần là: A = 720 U = 1200 A = T = 960(23 - 1) = 6720 nu G = 200 G = X = 240(23 – 1) = 1680 nu X = 280 b Có A1 = 360 => A2 = 960 - 360 = 600 nu c Môi trường cung cấp: Umt = 1200 = A2 => mạch là mach mã gốc và số lần phiên mã gen B là 1200/600 = => Số nu loại môi trường cung cấp cho quá trình phiên mã gen B là: Số axit amin gen b tổng hợp là 395 không tính axit amin mở đầu Nếu còn axit amin mở đầu là 396 axit amin Amt = 360 × = 720 Umt = 1200 Gmt = (240 -140) × = 200 Xmt = G1 = 140 × = 280 c – Số nu loại gen b: A = T = 960 - = 955 G = X = 240 - = 236 - Số axit amin chuỗi pôlipeptit gen b tổng hợp là: (955 + 236)/3 – = 395 ; không tính axit amin mở đầu Nếu còn axit amin mở đầu là 395 +1 = 396 axit amin CHUYÊN ĐỀ : BÀI TẬP DI TRUYỀN NST - TẾ BÀO Bài 1: Hai hợp tử loài sinh vật nguyên phân liên tiếp số đợt, môi trường nội bào đã cung cấp nguyên liệu tương đương với 22792 NST đơn Hợp tử có số đợt nguyên phân 1/3 số đợt nguyên phân hợp tử Ở kỳ tế bào người ta đếm 44 NST kép a Tìm NST lưỡng bội loài b Số đợt nguyên phân hợp tử c Nếu quá trình giảm phân tạo giao tử và thụ tinh xảy bình thường và không có trao đổi chéo NST thì loài trên có bao nhiêu loại giao tử và bao nhiêu loại hợp tử khác nguốn gốc NST Cách giải Kết (4) a Ta có lưỡng bội loài: 2n = 44 a 2n = 44 b hợp tử nguyên phân k lần b Hợp tử nguyên phân lần ; hợp tử nguyên phân 3k lần Hợp tử nguyên phân lần Ta có pt: 44.(2k-1) + 44.(23k-1) = 22792 c Số loại giao tử = 4194304 Đặt 2k = t ; t >0 Số loại hợp tử = 244 => t3 + t – 520 = Giải pt máy tính cầm tay ta được: t = 8; => 2k = => k = d Số loại giao tử = 222 = 4194304 Số loại hợp tử = 222.222 = 244 - Thao tác máy tính: t3 + t – 520 = Giải pt máy tính cầm tay, bấm ON ; MODE ; MODE ; MODE ; ; MODE ; ; ; = ; ; = ; ; = ; – ; ; ; ; = ; = ; = => Kết t = (t = - , loại) Bấm MODE ; ; ; ^ ; ; ; = => Kết 4194304 CHUYÊN ĐỀ : BÀI TẬP VI SINH VẬT Bài 1: Một vi khuẩn hình cầu có khối lượng khoảng 5.10-13g, 20 phút nhân đôi lần Giả sử nó nuôi các điều kiện sinh trưởng hoàn toàn tối ưu Hãy tính khoảng thời gian để khối lượng tế bào vi khuẩn này sinh đạt tới khối lượng Trái đất là 6.1027gram Cách giải Đạt đến khối lượng Trái đất : 6.1027gram - Số lượng tế bào: Nt = 6.1027/5.10-13 = 1,2.1040 - Mà : Nt = N0.2n => Số lần phân chia: n = (logNt – logN0)/log2 = (log1,2.1040 – 1) / log2 > n = 133 - Thời gian cần thiết là: 133 × 20ph = 44h 20ph = 44,3 Kết 44,3 - Thao tác máy tính: thực với các phép tính sau: (logNt – logN0)/log2 = (log1,2.1040 – 1) / log2 = 133 (133 × 20) /60 = 44,3 (5) Bài tập và cách giải: CHUYÊN ĐỀ : BÀI TẬP SINH LÝ THỰC VẬT I MỘT SỐ CÔNG THỨC CƠ BẢN ĐỂ GIẢI BÀI TẬP SINH LÝ THỰC VẬT Hệ số hô hấp: Là tỉ số số phân tử CO thải và số phân tử O hút vào chuỗi phản ứng hô hấp RQ = [CO2]/[O2] Sức hút nước tế bào thực vật (atm): S = P - T P : Áp suất thẩm thấu (atm) T : Áp suất trương nước tế bào (atm) Áp suất thẩm thấu tb (atm) : P = RTCi P : Áp suất thẩm thấu (atm) R : hăng số ≈ 0,082 amt/oK.mol T : nhiệt độ tuyệt đối (oK) = to(C) + 273 C : nồng độ mol/l; C = n/V ; n: số mol chất tan ; V: thể tích dd i: hệ số Van Hôp, lượng tiểu phân chất tan phân ly và tái hợp tan vào dung môi i = (n/n0)(ν-1) + = a(ν-1) + a = n/n0 n: số mol chất đã điện li n0: tổng số mol chất hòa tan v: số ion tạo từ phân tử chất điện li Áp suất thẩm thấu dung dịch lỏng chứa chất tan không điện li thỏa mãn phương trình: P = CRT Thay C = n/V = m/MV à ta được: PV = (m/M)RT V: thể tích dung dịch (lít) chứa m gam chất tan M: Khối lượng phân tử chất tan Hô hấp tb: a HH hiếu khí: C6H12O6 + O2 = CO2 + H2O + 38 ATP - Đường phân: C6H12O6 → CH3COCOOH (axit piruvic) + ATP + NADH - Chu trình Crep: CH3COCOOH (axit piruvic) → axetyl CoA + CO2 + NADH axetyl CoA → CO2 + ATP + NADH + FADH2 - Chuỗi chuyền e hh và photphorin hóa oxi hóa: (6) 10 NADH + FADH2 + O2 → (10.3 + 2.2) ATP + H2O b HH kị khí: C6H12O6 = 2C2H5OH + 2CO2 + ATP - Đường phân: C6H12O6 → CH3COCOOH (axit piruvic) + ATP + NADH - Lên men: 2CH3COCOOH (axit piruvic) + 4H+ → 2CH5OH (rượu etilic) + 2CO2 Hoặc: 2CH3COCOOH (axit piruvic) + 2H+ → 2CH3COHCOOH (axit lactic) Quang hợp: a QH và n/s cây trồng Nkt = (FCO2.L.Kf.Kkt)n (tấn/ha) Nkt : n/s kinh tế - phần chất khô tích lũy quan kinh tế FCO2 : khả QH = cường độ QH (mg CO2/dm2 lá/giờ) + hiệu suất QH (g chất khô/m2 lá/ ngày) L : diện tích QH = số diện tích lá (m2 lá/ m2 đất) + quang hợp (m2 lá/ ngày) Kf : hệ số hiệu QH = phần chất khô còn lại/ tổng số chất khô QH Kkt : hệ số kinh tế = chất khô tích lũy quan kinh tế/ tổng số chất khô QH n : thời gian hoạt động máy QH b Quang hợp - Pha sáng: 12 H2O + 18 ADP + 18 Pvc + 12 NADP+ → 18 ATP + 12 NADPH + O2 - Pha tối (chu trình Canvin): CO2 + 18 ATP + 12 NADPH → C6H12O6 + 18 ADP + 12 NADP+ c Hệ số nhiệt: - Pha sáng: Q10 = 1,1 – 1,4 - Pha tối: Q10 = – II GIẢI BÀI TẬP SINH LÝ THỰC VẬT Bài 1: Tính hệ số hô hấp các chất sau và rút kết luận gì kết thu được: Glucôzơ (C6H12O6), Glixerin (C3H8O3), Axit Tartric (C6H4O6), Axit Oxalic (C2H2O4), - Axit panmitic: C15H31COOH; - Axit stearic: C17H35COOH; - Axit sucxinic: HOOC - CH2 - CH2 – COOH; - Axit malic: HOOC - CH2 - CHOH – COOH Glucôzơ Axit Oxalic Axit Malic Glixerin Axit Stearic Axit Tartric Axit sucxinic Cách giải C6H12O6 + O2 = CO2 + H2O C2H2O4 + O2 = CO2 + H2O C4H6O5 + O2 = CO2 + H2O C2H8O3 + O2 = CO2 + H2O C18H36O2 + 26 O2 = 18 CO2 + 18 H2O C6H4O6 + O2 = CO2 + H2O C4H6O4 + O2 = CO2 + H2O Kết RQ = 6/6 =1 RQ = : = RQ = : = 4/3 RQ = : = 0,86 RQ = 18 : 26 = 0,69 RQ = : = 1,5 RQ = : = 0,8 (7) Bài 2: Hệ số hô hấp (RQ) là tỉ số các phân tử CO2 thải và số phân tử O2 hút vào thể hô hấp và quá trình hô hấp 1phân tử NADH qua chuỗi chuyền eletron thì tế bào thu ATP; 1phân tử FADH qua chuỗi chuyền electron tế bào thu ATP a) Hãy tính (RQ) nguyên liệu hô hấp là C6H12O6 (Glucôzơ) b) Tính số phân tử ATP mà tế bào thu các giai đoạn quá trình hô hấp và tổng số phân tử ATP mà tế bào thu sau phân giải hoàn toàn phân tử glucôzơ? Cách giải a) Phương trình tổng quát quá trình hô hấp mà nguyên liệu là glucôzơ: Kết a) Hệ số hô hấp là: C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O => Chỉ số hô hấp (RQ) = 6/6 = b) Số ATP mà tế bào thu qua các giai đoạn là : b) Quá trình hô hấp chia làm giai đoạn: - Đường phân: 2ATP + Đường phân: Tạo ATP và NADH + Chu trình crep:Tạo ATP và NADH, 2FADH2 + Chuỗi chuyền electron hô hấp: -Chu trình crep: ATP -Chuỗi chuyền electron: 34 ATP - Tổng số ATP tế bào thu phân giải hoàn toàn phân tử glucôzơ là : 38 ATP (Qua chuỗi chuyền electron: 1NADH tạo ATP; 1FADH2 tạo ATP) => Số phân tử ATP tạo qua chuỗi chuyền điện tử = 34 ATP - Như vậy, tổng số phân tử ATP mà tế bào thu sau phân giải hoàn toàn phân tử glucôzơ là 38 ATP Bài tập và cách giải: CHUYÊN ĐỀ : BÀI TẬP SINH LÝ ĐỘNG VẬT I MỘT SỐ CÔNG THỨC CƠ BẢN ĐỂ GIẢI BÀI TẬP SINH LÝ ĐỘNG VẬT Chu kì tim người trưởng thành: TB 75 nhịp tim/phút chu kì tim = 0.8s = TN co 0.1s + TT co 0,3s + giãn chung 0,4s chu kì TN = 0.8s = 0,1s co + 0,7s giãn chu kì TT = 0.8s = 0,3s co + 0,5s giãn Công thức tính lưu lượng tim là: Q = Qs × f Q : lưu lượng tim (lượng máu mà tim đẩy vào động mạch/phút) Qs : thể tích tâm thu f : tần số co tim (số chu kỳ/phút) I GIẢI BÀI TẬP SINH LÝ ĐỘNG VẬT Bài 1: Theo dõi chu kỳ hoạt động tim động vật thấy tỉ lệ thời gian pha (tâm nhĩ co: tâm thất co: dãn chung) là : : Biết thời gian tim nghỉ là 0,6 giây Lượng máu tim là 120 ml đầu tâm trương và 290 ml cuối tâm trương Hãy tính lưu lượng tim? Cách giải Kết Vì thời gian tim nghỉ là 0,6s tương ứng với thời Lưu lượng tim là: Q = 8,5 lít/phút gian dãn chung, theo bài ta có: - Thời gian chu kỳ tim là: 0,6 × 6/3 = 1,2 (giây) (8) - Tần số tim là: 60/1,2 = 50 (nhịp/phút) Theo bài lần tim đập đẩy lượng máu vào động mạch chủ là: 290 - 120 = 170 (ml) Þ Lưu lượng tim là: Q = 170 × 50 = 8500 ml/phút = 8,5 lít/phút CHUYÊN ĐỀ : BÀI TẬP CÁC QUY LUẬT DI TRUYỀN Quy luật liên kết gen và hoán vị gen Bài 1: Khi cho hai cá thể F1 : hạt tròn, màu trắng dị hợp hai cặp gen giao phấn với thu F2 Trong số các kiểu hình xuất F2 thấy số cây hạt dài, màu tím chiếm 4% Cho biết tính trạng gen qui định và các tính trạng trội trội hoàn toàn Hãy xác định trường hợp có thể xảy và lập sơ đồ lai cho trường hợp đó Hướng dẫn giải - F1 có kiểu gen dị hợp cặp gen, có kiểu hình hạt tròn, màu trắng => Hạt tròn, trắng là hai tính trạng trội; hạt dài, màu tím là tính trạng lặn - Qui ước: A- hạt tròn, a- hạt dài ; B- hạt trắng, b- hạt tím - F2 có cây hạt dài, màu tím = 4% => đây là tổ hợp hình thành từ tượng hoán vị gen => ít hai cá thể F1 đã xảy HVG - Ở F2 : các cây hạt dài, màu tím = 4% => tỉ lệ kiểu gen ab/ab = 4% và tạo từ các trường hợp sau: 4% ab/ab = 20%ab × 20%ab 4% ab/ab = 40% ab × 10% ab 4% ab/ab = 8% ab × 50% ab * Trường hợp 1: 4% ab/ab = 20%ab × 20%ab => Giao tử ab = 20% là giao tử mang gen hoán vị => Tần số hoán vị gen f = 40% => F1 dị hợp chéo Ab/aB và tần số HVG là f = 40% Sơ đồ lai: F1 : GF1 : F2 : * Trường hợp 2: 4% ab/ab = 40% ab × 10% ab => +) Giao tử ab = 40% là giao tử mang gen liên kết => cá thể F1 tạo nó có kiểu gen dị hợp tử AB/ab và tần số HVG là f = 20% +) Giao tử ab = 10% là giao tử mang gen hoán vị => cá thể F1 tạo nó có kiểu gen dị hợp tử chéo Ab/aB và tần số HVG là f = 20% Sơ đồ lai: F1 : GF1 : F2 : * Trường hợp 3: 4% ab/ab = 8% ab × 50% ab => +) Giao tử ab = 8% là giao tử mang gen hoán vị => cá thể F1 tạo nó có kiểu gen dị hợp tử AB/ab và tần số HVG là f = 16% +) Giao tử ab = 50% là giao tử mang gen liên kết hoàn toàn => cá thể F1 tạo nó có kiểu gen dị hợp tử AB/ab và các gen liên kết hoàn toàn Sơ đồ lai: F1 : GF1 : F2 : (9)