Đề thi HSG Sinh học 12 THPT Chuyên Lương Văn Tụy - Ninh Bình có đáp án - Đề 2

b.1. Nhân tố sinh trưởng trong quá trình nuôi cấy trên là những chất nào? Dựa vào nhân tố sinh trưởng, vi khuẩn Clostridium tetani thuộc nhóm vi sinh vật nào?
b.2. Tại sao vi khuẩn Clostrium tetani chỉ có thể sinh trưởng trong ống nghiệm 4?

(1.5 điểm)

Một thí nghiệm được tiến hành để tìm hiểu về mối liên quan giữa nhiệt độ lá, nồng độ O₂ môi trường và cường độ quang hợp của loài thực vật ở nhóm C₃ (cỏ lúa mì) và C₄ (cỏ xanh gama). Tiến hành bố trí ba lô thí nghiệm:

       + Lô I: cỏ lúa mì trong môi trường 21% O₂;

   + Lô II: cỏ xanh gama trong môi trường 21% O₂ .

   + Lô III: loài cỏ Y (cỏ lúa mì hoặc cỏ xanh gama) trong môi trường 2% O₂

Tốc độ cố định CO₂ và nhiệt độ lá của những cá thể ở mỗi lô được ghi nhận trong suốt thí nghiệm. Hình 3 biểu thị tương quan giữa nhiệt độ lá và tốc độ cố định CO₂ ở mỗi lô thí nghiệm.

(1.5 điểm)

Globulin liên kết với cortisol (CBG, Cortisol binding globulin) là một loại protein vận chuyển cortisol trong máu. Để tìm hiểu về sự ảnh hưởng của thuốc tránh thai đường uống (OC, oral contranceptive) đến khả năng đáp ứng stress của cơ thể, các nhà khoa học tiến hành đo lượng cortisol trong nước bọt trước và sau khi đáp ứng stress, lượng cortisol tổng số và lượng CBG trong máu sau khi tiếp xúc với stress của nhóm đối chứng (không sử dụng thuốc trước đó) và nhóm sử dụng thuốc tránh thai đường uống trong nhiều tháng. Kết quả được biểu thị trong như hình 5 A và 5B dưới đây:

(1.5 điểm)

Trong một nghiên cứu invitro về dịch mã và vận chuyển prepromelittin – protein trong tuyến nọc độc của ong chúa, một mẫu thí nghiệm (Mẫu 1) được thiết kế gồm mRNA mã hóa prepromelittin, ³⁵S-methionine và các thành phần cần thiết cho dịch mã. Các mẫu từ 2 đến 8 có thành phần tương tự mẫu 1 và được bổ sung như sau:

   Mẫu 2: microsome (túi kín nhỏ có tính chất hóa sinh và khả năng chuyển vị protein như ER).

   Mẫu 3: microsome được xử lí bằng CaCl₂ và nuclease.

   Mẫu 4: microsome được xử lí bằng CaCl₂, nuclease và phân tử nhận biết tín hiệu (SRP).

   Mẫu 5: microsome và protease sau khi protein được tổng hợp.

   Mẫu 6: microsome và protease sau khi protein được tổng và Triton X-100 (một chất tẩy rửa).

   Mẫu 7: microsome và N-ethylmaleimide (một chất ức chế thụ thể SRP).

   Mẫu 8: sau khi tổng hợp protein bổ sung microsome và cycloheximide (một chất ức chế dịch mã) rồi ủ thêm.

Các mẫu được phân tích bằng điện di trên gel SDS-polyacrylamide và phân tích bằng phương pháp phóng xạ tự chụp (Hình 6)

a. Giải thích kết quả thí nghiệm.

b. Dựa vào kết quả thí nghiệm, giải thích hoạt động của SRP trong quá trình vận chuyển prepromelittin.

(1.5 điểm)

Đối với nhiều thí nghiệm, điều mong muốn là có một quần thể tế bào đang trải qua chu kỳ tế bào một cách đồng bộ. Một trong những phương pháp đầu tiên và vẫn thường được sử dụng để đồng bộ hóa tế bào là cái gọi là khối thymidine kép. Khi nồng độ thymidine cao được thêm vào dịch nuôi cấy, các tế bào ở pha S sẽ dừng quá trình tổng hợp DNA, mặc dù các tế bào khác không bị ảnh hưởng. Lượng thymidine dư thừa sẽ chặn enzyme ribonucleotide reductase, enzyme này chịu trách nhiệm chuyển đổi ribonucleotide thành deoxyribonucleotide. Khi enzyme này bị ức chế, nguồn cung cấp deoxyribonucleotide sẽ giảm và quá trình tổng hợp DNA sẽ dừng lại. Khi thymidine dư thừa được loại bỏ bằng cách thay đổi môi trường, nguồn cung cấp deoxyribonucleotide tăng lên và quá trình tổng hợp DNA tiếp tục bình thường.

Đối với dòng tế bào có chu kỳ tế bào 22 giờ được chia sao cho pha M = 0,5 giờ, pha G1 = 10,5 giờ, pha S = 7 giờ và pha G2 = 4 giờ, một giao thức điển hình để đồng bộ hóa bằng khối thymidine kép sẽ như sau:

1. Vào lúc 0 giờ (t = 0 giờ), thêm thymidine dư thừa.

2. Sau 18 giờ (t = 18 giờ), loại bỏ thymidine dư thừa.

3. Sau 10 giờ nữa (t = 28 giờ), thêm thymidine dư thừa.

4. Sau 16 giờ nữa (t = 44 giờ), loại bỏ thymidine dư thừa.

A. Quần thể tế bào ở thời điểm nào trong chu kỳ tế bào khi khối thymidine thứ hai được loại bỏ?

B. Giải thích cách thời điểm thêm và loại bỏ thymidine dư thừa đồng bộ hóa quần thể tế bào.

(2.0 điểm)

Hình 7.1 mô tả con đường chuyển hóa phenylalanine liên quan đến ba bệnh chuyển hóa di truyền ở người, gồm phenyl keto niệu (PKU), alcapto niệu (AKU) và bạch tạng. Đột biến lặn ở ba gen phân li độc lập mã hóa ba enzyme tương ứng (enzyme 1-3) dẫn tới tích lũy các chất không được chuyển hóa, có tính độc và gây bệnh (với PKU và AKU) hoặc không tổng hợp được melanine (với bạch tạng).

Hình 7.1

Hãy trả lời các câu hỏi sau:

a. Một người có kiểu gen đồng hợp tử về alen đột biến ở cả hai gen quy định hai enzyme 1 và enzyme 2 sẽ biểu hiện các triệu chứng của bệnh nào? Giải thích.

b. Nếu một người chỉ mắc PKU hoặc AKU, màu da của người đó sẽ như thế nào so với người bình thường? Biết rằng người mắc PKU có chế độ ăn không chứa phenylalanin còn các thành phần dinh dưỡng khác giống người bình thường và người bị AKU được uống thuốc điều trị.

c. Nếu một người bị AKU kết hôn với một người bị bạch tạng, cả hai người này đều đồng hợp tử về ba gen đang xét, những đứa con của họ sẽ có kiểu hình như thế nào? Giải thích.

d. Hình 7.2 cho biết về sự di truyền của hai bệnh AKU và PKU ở một gia đình. Hãy biện luận để xác định kiểu gen của hai cặp bố mẹ thế hệ II (II₃ và II₄, II₅ và II₆) và các con của họ.

(2.0 điểm)

Giả sử rằng hai sắc tố đỏ và xanh lam trộn lẫn để tạo thành màu tím bình thường và màu xanh lam pha với màu vàng tạo nên màu xanh lục của cánh hoa dạ yến thảo. Các con đường sinh hóa riêng biệt tổng hợp hai sắc tố như thể hiện trong hai hàng trên cùng của sơ đồ đi kèm. Màu trắng dùng để chỉ các hợp chất không có sắc tố (sự thiếu hụt toàn bộ sắc tố dẫn đến cánh hoa màu trắng).

          Con đường thứ 3 các hợp chất không đóng góp tạo sắc tố cho cánh hoa, thường không ảnh hưởng đến con đường tổng hợp sắc tố xanh lam và đỏ, nhưng nếu một trong các chất trung gian của nó (màu trắng 3) tích tụ ở nồng độ cao, nó có thể được chuyển đổi thành màu vàng trong con đường tổng hợp sắc tố màu đỏ. Trong sơ đồ, các chữ cái từ A đến E đại diện cho các enzyme và các gen tương ứng của chúng và tất cả các gen đều không xảy ra liên kết. Giả sử các gen kiểu dại là trội và mã hóa chức năng của enzyme, các alen lặn làm thiếu chức năng của enzyme và không có đột biến nào gây chết. Hãy cho biết những tổ hợp kiểu gen của bố mẹ (đời P) thuần chủng nào được lai với nhau để tạo ra đời con F₂ có được các tỷ lệ kiểu hình sau:

a. 9 tím : 3 xanh lục : 4 xanh lam.

b. 9 tím : 3 đỏ : 3 xanh lam : 1 trắng.

c. 13 tím : 3 xanh lam.

d. 9 tím : 3 đỏ : 3 xanh lục : 1 vàng.

(1.0 điểm)

Các nhà khoa học đã nghiên cứu 2 quần thể sên biển sống ở vùng triều (vị trí X) của bờ biển Ursholmen. Mỗi năm, nhóm nghiên cứu đã xác định tần số alen mã hóa cho enzyme aspartate aminotransferase và dữ liệu được thể hiện dưới dạng biểu đồ ở hình 8 dưới đây. Năm đầu tiên khảo sát là năm 1987, tuy nhiên, vào năm 1988 một nhóm tảo độc nở hoa giết hết những con ốc sên ở vùng gian triều trên toàn đảo dẫn đến không thu được dữ liệu vào năm 1988 và 1989. Những con ốc sên sống ở vùng triều (vị trí X) bị tiêu diệt bởi sự nở hoa của tảo, những con ốc sên cùng loài sống ở vùng triều (vị trí Y – nằm sâu vào trong đất liền) vẫn sống sót mà không bị tổn thương.

Hình 8

a. Tại sao tần số alen Aat¹²⁰ ở cả hai quần thể ở năm 1990 đều cao hơn so với năm 1987?

b. Tại sao tần số alen ở cả hai quần thể đều giảm trong khoảng thời gian 1990 đến 1993?

c. Tại sao đường cong biểu thị dữ liệu từ năm 1990 – 1993 ở cả hai quần thể có hình dáng tương tự nhau nhưng không giống nhau hoàn toàn?

d. Dự đoán điều gì sẽ xảy ra với với tần số alen ở 2 quần thể trong 100 năm tới (giả sử không còn sự xuất hiện của tảo độc nở hoa). Hãy giải thích.

(2.0 điểm).

Những cây thông đen được chuyển đến trồng ở một số đồng cỏ đá khoáng ở Hungary. Do tác động che bóng của cây thông và các chất bị rò rỉ từ lớp thảm mục, những khu rừng thông này gần như đã làm thay đổi hoàn toàn hệ thực vật đồng cỏ đá khoáng phong phú trước đây. Vào năm thứ 0 của thí nghiệm, những đám cháy rừng đã tàn phá những cây thông đen trên dãy núi Buda. Các nhà nghiên cứu muốn tìm hiểu xem liệu quần xã cỏ đá núi ban đầu có được phục hồi hay không. Số lượng loài (hình 9A) và độ che phủ (phần trăm %) theo thời gian (hình 9B) đã được tính. Các vị trí trong khu vực bị cháy ở sườn núi phía Bắc (N) và sườn núi phía Nam (S), và đồng cỏ đá tự nhiên như là đối chứng (NC và SC) cũng đã được so sánh. Họ theo dõi các khu vực (ngoại trừ đối chứng) trong 10 năm.

Qua quá trình nghiên cứu, các nhà khoa học có thể phát hiện ra những thay đổi khác nhau trong thành phần của quần xã thực vật, được thể hiện trong hình 10.