De Chinh Thuc [PDF]

Zitiervorschau

SỞ GD&ĐT LÀO CAI ĐỀ CHÍNH THỨC

KỲ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN DỰ THI HSG QUỐC GIA NĂM HỌC 2021 - 2022 MÔN SINH HỌC (VÒNG I) Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Ngày thi: 01/10/2021 (Đề thi gồm 15 câu, in trong 06 trang)

Họ và tên thí sinh: ................................................................. Số báo danh: ................................ Câu 1 (1,5 điểm). Đối với sự sinh trưởng của cây trồng, việc cung cấp các ion vô cơ là rất cần thiết. Một loại cây được trồng trên hai loại đất khác nhau (X, Y). Nồng độ các chất dinh dưỡng (ion K+ và Cl-) trong mỗi loại đất và nồng độ của chúng trong bào tương tế bào biểu bì rễ cây được thể hiện trong bảng 1. Bảng 1: Nồng độ các chất dinh dưỡng trong đất và cây Đất X Đất Y Nồng độ mỗi ion trong bào tương tế bào biểu bì rễ K+ 1 mM 0.01 mM 100 mM 0.5 mM 5 mM 5 mM Cl Sự vận chuyển của ion được xác định bởi gradient điện hoá. Điện thế màng, có thể tác động như một đối trọng với gradient nồng độ, được tính bằng phương trình điện thế cân bằng Nernst: E: điện thế cân bằng Nernst z: điện tích của ion, ví dụ: z của Ca+2 = +2 Ci: nồng độ mol của ion trong bào tương C0: nồng độ mol của ion trong môi trường ngoại bào Hướng vận chuyển ion được xác định bằng cách so sánh điện thế cân bằng Nernst với điện thế màng tế bào. Nếu điện thế màng của tế bào biểu bì là −150 mV, mỗi ion được vận chuyển như thế nào vào tế bào trong từng loại đất, giải thích? Câu 2 (1,0 điểm) Khi được nuôi cấy trong môi trường lỏng, các tế bào thường tạo thành lớp đơn. Đĩa tế bào sẽ vào pha bão hòa khi số lượng tế bào không tăng lên và có độ che phủ khoảng 90 - 100% bề mặt nuôi cấy. Thực tế, tế bào được lấy từ đĩa nuôi cấy đang ở pha tăng trưởng (tế bào đang phân chia mạnh và độ che phủ dưới 80% bề mặt nuôi cấy) để cấy chuyển thường nhanh chóng tăng sinh trở lại. Ngược lại, nếu cấy chuyển tế bào từ đĩa đang ở pha bão hòa thì thời gian tăng sinh lại lâu hơn nhiều. Kết quả thí nghiệm với nguyên bào sợi và tế bào biểu mô ruột được biểu thị ở hình 1. Điều kiện nuôi tế bào trước và sau khi cấy chuyển đều như nhau và tối ưu cho mỗi loại tế bào. Hãy cho biết: a. Trong thí nghiệm trên, nguyên bào sợi có tốc độ phân chia nhanh hay chậm so với tế bào biểu mô ruột? Giải thích? b. Dựa vào hiểu biết về tương tác tế bào và chu kỳ tế bào, giải thích tại sao tế bào được cấy chuyển từ đĩa ở pha bão hòa có thời gian tăng trưởng lâu hơn nhiều so với tế bào lấy từ đĩa Hình 1: Nuôi cấy nguyên bào sợi và tế bào biểu bì mô ruột ở pha tăng trưởng? c. Tại sao trong thời gian đầu sau khi được cấy chuyển, số lượng tế bào tăng trưởng lại bị giảm đi nhiều hơn so với đĩa ở pha bão hòa? d. Nếu muốn lưu giữ tế bào ở -1780C để đảm bảo sinh trưởng tốt trong các thí nghiệm về sau thì nên chọn thời điểm đĩa tế bào đang ở pha tăng trưởng hay ở pha bão hòa? Giải thích? Câu 3 (1,5 điểm) Thành tế bào của nhiều vi khuẩn được bao phủ bởi một lớp màng nhầy có thành phần polysaccharide hoặc protein. Người ta tiến hành nghiên cứu sự tổng hợp hyaluronan, một loại polysaccharide có thể tạo màng nhầy, gồm 2 loại đơn phân N-acetylglucosamine (GlcNAc) và acid glucuronic (GlcUA) xếp xen kẽ nhau, dưới tác dụng của enzyme hyaluronan synthase trên màng tế bào. 1

Hyaluronan synthase được trộn với cơ chất ban đầu - một tetrasaccharide có đánh dấu phóng xạ (Hình 2.1) trong các điều kiện: không bổ sung, có bổ sung riêng lẻ, bổ sung hỗn hợp các phân tử đường ở dạng hoạt hóa cần thiết cho sự tổng hợp (GlcNAc, GlcUA). Sau thời gian ủ, người ta tiến hành sắc ký bản mỏng sản phẩm thu được ở các điều kiện thí nghiệm (trong hình 2.2), các chữ số bên trái thể hiện số gốc đường trong phân tử carbohydrate được xác định dựa trên chất chuẩn. a. Dựa vào dữ liệu đã cho, hãy cho biết hyaluronan synthase xúc tác việc gắn thêm các gốc đường ở dạng monosaccharide hay disaccharide? Giải thích. b. Các gốc đường được gắn vào đầu khử hay đầu không khử của tetrasaccharide ban đầu? Giải thích. c. Dựa vào tốc độ gắn từng loại đường, giải thích tại sao chỉ quan sát thấy trên bản sắc ký các sản phẩm tổng hợp có số gốc đường là số lẻ. d. Khi nghiên cứu về màng nhầy của vi khuẩn cố định đạm sống tự do trong đất Azotobacter vinelandii ở các điều kiện sống khác nhau, người ta đo được độ dày trung bình của lớp màng nhầy vi khuẩn trong điều kiện X là 0,01 µm và trong điều kiện Y là 0,05 µm. Khả năng cố định đạm của vi khuẩn A. vinelandii cao hơn ở điều kiện X hay Y? Giải thích. Câu 4 (1,5 điểm) Ảnh hưởng của thời gian chiếu sáng đến sự ra hoa của các nhóm thực vật được mô tả trong các hình 3.A; 3.B và 3.C. Dựa vào quang chu kì, hãy cho biết mỗi hình tương ứng với nhóm thực vật nào? Giải thích.

Ghi chú: TM là thời gian chiếu sáng tối thiểu để thực vật tạo ra chất hữu cơ cần thiết cho trao đổi chất; CP là thời gian ra hoa. Trục tung là thời gian trước khi ra hoa (ngày), trục hoành là thời gian chiếu sáng trong ngày (giờ).

Câu 5 (1,5 điểm) 5.1. Người ta tiến hành các thí nghiệm sau: - Thí nghiệm 1: Trồng thực vật C3 và thực vật C4 trong nhà kính và có thể điều chỉnh được nồng độ oxi. - Thí nghiệm 2: Trồng thực vật C3 và thực vật C4 trong chuông thủy tinh kín và chiếu sáng liên tục. - Thí nghiệm 3: Đo cường độ quang hợp (mg CO2/dm2 lá/giờ) của thực vật C3 và thực vật C4 ở các điều kiện nhiệt độ cao, ánh sáng mạnh. Dựa vào các thí nghiệm trên, có thể phân biệt được thực vật C3 và thực vật C4 không? Giải thích. 5.2. Hình 4 thể hiện sự biến động về nồng độ hoocmôn X nội sinh và cường độ hô hấp ở quả chuối sau khi thu hoạch (biết rằng quả chuối xanh đã phát triển đủ kích thước). Cho biết X là hoocmôn gì? Giải thích. Trình bày ít nhất 3 vai trò của hoocmôn X trong đời sống thực vật.

2

Hình 4: Sự biến động nồng độ hormone X nội sinh và cường độ hô hấp của quả chuối

Câu 6 (1,0 điểm) 6.1. Để đánh giá chức năng hô hấp, người ta thường đo thể tích khí thở ra gắng sức (dòng dương) theo sau bởi một lần hít vào tận lực (dòng âm). Hình 5 là kết quả đo được của một bệnh nhân bị hen phế quản (một bệnh dị ứng làm co thắt tiểu phế quản) thể hiện bằng đường nét liền, đường nét đứt là ở người bình thường. Chức năng hô hấp của bệnh nhân có dạng của biểu đồ 1 hay 2? Để điều trị các triệu chứng ở bệnh nhân này, ta phải sử dụng thuốc tăng cường hoạt động của hệ giao cảm hay phó giao cảm?

Hình 5: Kết quả đo hô hấp

6.2. Hình 6 biểu hiện các chỉ số của một người sau khi nhiễm Covid 19 qua từng giai đoạn. Với trục tung thể hiện độ lớn. Các số thứ tự từ 1 đến 5 tương ứng với các cụm từ nào sau đây, giải thích? - Nồng độ virut. - Đáp ứng miễn dịch tự nhiên. - Đáp ứng miễn dịch tế bào. - Đáp ứng miễn dịch thể dịch. Hình 6: Sự biến động các chỉ số qua các giai đoạn - Bệnh có chuyển biến nặng. của bệnh nhân nhiễm COVID 19 - Bệnh có dấu hiệu nhẹ và khỏi. Câu 7 (1,0 điểm) Hematocrit (thể tích đặc của tế bào máu – gọi là PVC) là tỉ lệ phần trăm của tổng thể tích tế bào máu trên thể tích máu. Đồ thị hình 7 thể hiện giá trị hematocrit ở ba người trưởng thành A, B, C. Hãy cho biết mỗi trường hợp dưới đây sẽ có biểu hiện tương tự kết quả nào trong các kết quả mô tả trên? Giải thích. (1) Người bị hỏng thụ thể ADH. (2) Người bị hỏng thụ thể EPO. (3) Giảm mức albumin máu. (4) Người bị tiêu chảy. (5) Người khoẻ mạnh bình thường. Hình 7: PVC ở ba người trưởng thành A, B và C (6) Phụ nữ đang mang thai. Câu 8 (1,5 điểm) Ở mao mạch máu, sự di chuyển của dòng dịch qua màng mao mạch, giữa xoang mao mạch và gian bào dịch kẽ, phụ thuộc vào sự khác nhau trong áp suất thủy tĩnh và áp suất thể keo giữa hai khoang này. Biết rằng áp suất keo là áp suất thẩm thấu tạo ra bởi protein. Hãy cho biết thể tích dịch mô (dịch ngoại bào) có xu thế thay đổi như thế nào trong mỗi trường hợp sau? Giải thích. a. Thi đấu tennis giữa trời nắng làm tăng mất nước. b. Viêm làm tăng tính thấm của mạch máu với protein. c. Bị protein niệu (tăng thải protein qua thận). d. Người đang ăn nhạt (ít NaCl) thường xuyên. e. Người bị đột biến (làm giảm biểu hiện) gen mã hóa protein thụ thể ADH ở tế bào ống góp. f. Người có các đơn vị thận bị khiếm khuyết hẹp tiểu động mạch đến ngay trước vị trí bộ máy cận quản cầu của thận. Câu 9 (1,5 điểm) 9.1. Tám thể đột biến phân lập độc lập của E. coli, tất cả đều không thể phát triển trong điều kiện không có histidine (his-), đã được kiểm tra ở tất cả các thể dị hợp tử cis và trans (lưỡng bội một phần). Tất cả các dị hợp tử cis đều có thể phát triển trong điều kiện không có histidine. Các dị hợp tử trans có hai phản ứng khác nhau: một số phát triển trong điều kiện không có histidine; một số khác thì không. Kết quả thử nghiệm trong bảng 2, sử dụng “+” để biểu thị phát triển và “0” để biểu thị không phát triển. a. Có bao nhiêu gen quy định 8 dạng đột biến này? b. Những chủng đột biến nào mang đột biến ở (các) gen giống nhau? 3

Bảng 2: Sinh trưởng của thể dị hợp trans (khi không có histidine) Chủng đột biến 1 2 3 4 5 6 7 8 0 0 0 0 0 0 + 0 8 + + + + + + 0 7 0 0 0 0 0 0 6 0 0 0 0 0 5 0 0 0 0 4 0 0 0 3 0 0 2 0 1 9.2. Một số đột biến ở vi khuẩn Salmonella typhimurium đòi hỏi tryptophan hay một số phân tử có liên quan để sinh trưởng. a. Hãy đề xuất một con đường sinh tổng hợp cho tryptophan. b. Các thể lưỡng bội tạo ra từ chủng 2 với những chủng còn lại sẽ phát triển như thế nào trong 5 điều kiện như bảng 3? Bảng 3: Các chất bổ sung vào môi trường Đột Chất bổ sung biến Minimal Anthranilic Indole Glycerol Indole Tryptophan Medium acid Phosphate trp-8 + + + + trp-2 + + + trp-3 + + trp-1 + Câu 10 (1,0 điểm) Năm 1919, Calvin Bridges tiến hành nghiên cứu một đột biến gen lặn chưa rõ vị trí qui định màu mắt đỏ son ở ruồi giấm. Ông nhận thấy, trong bình nuôi ngoài các con mắt đỏ son thuần chủng, có một vài biến dị hiếm hoi mang kiểu hình mắt màu kem nhạt hơn nhiều. Bridges tiến hành lai giữa các cá thể này với nhau để thu được dòng mắt kem thuần chủng, sau đó thực hiện phép lai (P) giữa ruồi đực mắt kem với ruồi cái thuần chủng kiểu dại. F1 thu được 100% mắt đỏ thẫm (kiểu dại). Tiếp tục cho ruồi F1 giao phối ngẫu nhiên với nhau, F2 thu được 104 con cái mắt đỏ thẫm, 52 con đực mắt đỏ thẫm, 44 con đực mắt đỏ son và 14 con đực mắt màu kem. a. Xây dựng giả thuyết để giải thích kết quả thu được ở F1 và F2 và viết sơ đồ lai minh hoạ. b. Kết quả thí nghiệm trên sẽ thay đổi như thế nào nếu các cá thể đem lai ở P: - Trường hợp 1: là phép lai giữa ruồi đực mắt đỏ son thuần chủng và ruồi cái mắt kem thuần chủng. - Trường hợp 2: là phép lai giữa ruồi cái mắt đỏ son thuần chủng và ruồi đực mắt kem thuần chủng. Câu 11 (1,0 điểm) Bệnh hóa xơ nang (cystic fibrosis) do một đột biến lặn CF- trên NST thường gây ra, bệnh là nguyên nhân gây chết trước tuổi sinh sản đối với tất cả các trường hợp mắc bệnh. Ở một quần thể người Châu Âu, người ta thống kê thấy trong 1 triệu người có khoảng 76800 người bình thường khỏe mạnh mang gen bệnh. Số liệu gần đây cho thấy rằng, thể dị hợp của bệnh này kém mẫn cảm với bệnh dịch hạch (một bệnh truyền nhiễm đã từng phổ biến ở châu Âu trên một trăm năm trước nhưng hầu như không gặp ngày nay). a. Xác suất một cặp vợ chồng khỏe mạnh trong quần thể trên sinh con là trai không mắc bệnh này là bao nhiêu? Nêu cách tính? b. Xác định giá trị thích nghi (w) và hệ số chọn lọc (s) của các kiểu gen khác nhau quy định tính trạng bệnh này trong quần thể trên. c. Theo quan điểm tiến hóa quần thể, có thể nhận định gì về tần số thể dị hợp ngày nay so với hơn một trăm năm trước? Giải thích? Câu 12 (1,5 điểm) 12.1. Khi điều tra nguyên nhân lan truyền sự kháng kháng sinh của vi khuẩn ở một bệnh viện, các nhà khoa học tìm thấy nguyên nhân liên quan đến phage. Những phage này mang các gen kháng kháng sinh và khi xâm nhiễm vào tế bào vi khuẩn thì vi khuẩn có tính kháng kháng sinh. Các nhà khoa học đã làm sáng tỏ sự tái tổ hợp di truyền ADN của phage với ADN vi khuẩn diễn ra theo 2 cơ chế: cơ chế tái tổ hợp ngẫu nhiên và cơ chế tái tổ hợp đặc hiệu vị trí. Trong một nghiên cứu về hai chủng phage X và Y được lây nhiễm vào chủng vi khuẩn kiểu dại và 3 chủng đột biến về các gen liên quan đến tái bản và cải biến ADN gồm: đột biến gen polA (polA‫ )־‬mã hóa 4

enzyme ADN polymerase, đột biến gen lig (lig‫ )־‬mã hóa enzyme ligase và đột biến gen recB (recB‫ )־‬mã hóa enzyme có 2 hoạt tính helicase và endonuclease. Kết quả thí nghiệm được trình bày như bảng 4. Bảng 4: Khả năng cài ADN phage vào nhiễm sắc thể vi khuẩn Các chủng Khả năng cài ADN phage vào nhiễm sắc thể vi khuẩn vi khuẩn Phage X Phage Y Kiểu dại + + polA‫־‬ + ‫־‬ lig + ‫־‬ recB + + Chú thích: (+) : Có (-) : Không có Dựa vào kết quả thí nghiệm ở bảng 4, hãy cho biết: a. Mỗi loại phage X, phage Y được cài vào nhiễm sắc thể của vi khuẩn theo cơ chế nào? Giải thích. b. Nếu sử dụng đoạn mẫu dò ADN đánh dấu phóng xạ đặc hiệu gen kháng kháng sinh ở mỗi phage X và Y thì bằng cách nào có thể kiểm chứng kiểu tái tổ hợp giữa mỗi loại phage với nhiễm sắc thể vi khuẩn? Giải thích. 12.2. Với tiến bộ của nghiên cứu DNA, nhiều công nghệ khác nhau đã được phát triển, vấn đề quan trọng là chọn được phương pháp nghiên cứu phù hợp với mục đích. Các phương pháp nghiên cứu được liệt kê dưới đây: (M1) DNA microarray. (M2) RT-PCR định lượng. (M3) Phương pháp CRISPR-Cas9. (M4) Lai tại chỗ. (M5) Nhân bản vô tính động vật. (M6) Tạo lập các tế bào iPS. (M7) Phân tích đa hệ gen. Các câu sau đúng hay sai, giải thích? a. Để kiểm tra vị trí nơi mà một gen đặc thù được biểu hiện ở mô chuột sử dụng phương pháp (M4). b. Để phân tích mức biểu hiện của một gen đặc thù ở lá cây gỗ thích phương pháp phù hợp (M2). c. Để tìm kiếm từ hệ gen Bacillus subtilis các gen mà sự biểu hiện của chúng được cảm ứng khi thiếu hụt nguồn nitơ thì dùng (M1). d. Để xác định loài vi sinh vật từ quần xã vi sinh vật có nhiều trong phân thì dùng (M7). Câu 13 (1,5 điểm) 13.1. DDT được sử dụng trong y tế để diệt muỗi Aedes aegypti, là tác nhân truyền bệnh sốt rét, vàng da… Khi nghiên cứu thực địa hiện tượng kháng thuốc của muỗi ở ngoại ô Băng Cốc (Thái Lan), người ta thu được kết quả về sự biến đổi thành phần kiểu gen của quần thể như biểu đồ hình 8. Biết rằng alen R quy định khả năng kháng thuốc là trội hoàn toàn so với alen kiểu dại S (nhạy cảm với DDT), thuốc bắt đầu được sử dụng ở Thái Lan từ năm 1964 và ngừng sử dụng vào tháng 11/1968. - Sự tiến hoá kháng thuốc của muỗi diễn ra nhanh nhất trong khoảng thời gian nào? Giải thích. - Nếu alen kháng thuốc là lặn thì sự thay đổi tần số alen có gì khác không? Giải thích. - Nhận xét và giải thích sự thay đổi thành phần kiểu gen của Hình 8: Sự biến đổi thành phần kiểu gen của quần thể muỗi Aedes aegypti quần thể theo thời gian. 13.2. Trong các phân tử tARN, các vùng mang các bazơ bắt cặp bổ sung có tốc độ tích lũy đột biến chậm hơn so với các vùng không có các bazơ bắt cặp bổ sung. Giải thích? Câu 14 (1,5 điểm) Hình 9 thể hiện sự thay đổi sinh khối thực vật phù du, cường độ ánh sáng và hàm lượng dinh dưỡng (nitrat và phôtphat) ở lớp nước phía trên của một vùng biển ôn đới phía Bắc theo thời gian hằng năm được mô tả ở hình 9. a. Mỗi đường cong A, B và C biểu thị sự thay đổi của yếu tố nào trong các yếu tố đã mô tả ở trên? Giải thích. b. Yếu tố nào có ảnh hưởng lớn hơn đến sinh khối của thực vật phù du? Giải thích. c. Hãy dự đoán sự thay đổi sinh khối của sinh vật phù du ở các vùng biển phía Nam, nơi vùng nước thường xuyên được xáo trộn. Giải thích. Hình 9: Sự thay đổi một số chỉ tiêu 5

Câu 15 (1,5 điểm) Hoạt động của con người đã có tác động sâu sắc đến thảm thực vật vùng đầm lầy nước mặn ở New England làm cho nhiều loài mất đi và đất bị thoái hóa. Khi đất thoái hóa và bị bỏ hoang, loài cỏ Juncus geradi (kí hiệu J) xuất hiện làm cho thảm thực vật một lần nữa bị thay đổi. Một nghiên cứu đã được tiến hành để đánh giá những thay đổi của vùng đầm lầy ở các thời điểm khác nhau. Kết quả được thể hiện ở bảng 5. Bảng 5: Sự biến động thảm thực vật ở vùng đầm lầy Thời điểm Trước tác động Đất bị thoái hóa Sau khi J phát triển

Số cá thể trung bình trong ô tiêu chuẩn của mỗi loài A 28 0 2

B 35 0 0

C 24 0 18

D 64 3 47

E 10 0 15

F 125 0 1

G 4 0 36

H 7 2 160

L 12 0 0

M 78 5 4

N 15 1 6

J 0 300 115

Hàm lượng oxi trong đất (ppm)

Độ mặn đất (ppm)

18,2 4,5 17,9

22,4 35,7 24,1

(với A, B, C ... : các loài thực vật trong khu vực) a. Hãy cho biết đa dạng quần xã thực vật thay đổi như thế nào theo từng thời điểm bằng cách tính chỉ số đa dạng Shannon? b. Vai trò sinh thái của loài cỏ J ở vùng đầm lầy nước mặn New England là gì? Giải thích. c. Những biến đổi của quần xã trên thuộc kiểu diễn thế sinh thái nào? Giải thích. ------------Hết------------

6