SỞ GD&ĐT NINH BÌNH ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT Kỳ thi thứ hai - Năm học 2012 - 2013 MÔN: SINH HỌC Ngày thi: 18/12/2012 Thời gian làm bài 180 phút (không kể thời gian giao đề) (Đề thi gồm 10 câu, trong 02 trang) Câu 1 (2,0 điểm): 1. Hãy vẽ sơ đồ và nêu chức năng của các thành phần trong opêron Lac ở vi khuẩn E.coli. 2. Vai trò của gen điều hòa đối với hoạt động của opêron? 3. Trình bày cơ chế hoạt động của opêron Lac ở vi khuẩn E.coli khi môi trường có đường lactôzơ và khi đường lactôzơ bị phân giải hết. Câu 2 (2,0 điểm): Khi lai các cây cà chua lưỡng bội thuần chủng quả đỏ và quả vàng với nhau, F 1 thu được toàn cây quả đỏ. Xử lý cônsixin để tứ bội hóa cây F 1 rồi chọn một cặp cây bố, mẹ cho giao phấn với nhau, F 2 thu được 341 cây quả đỏ và 31 cây quả vàng. Cho biết, màu sắc quả do một gen quy định. Hãy biện luận và viết sơ đồ lai từ P đến F 2 . âu 3 (2,5 điểm): 1. Loại đột biến gen nào chỉ ảnh hưởng đến thành phần của một bộ ba mã hóa? Đột biến đó xảy ra ở vị trí nào trong gen cấu trúc sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng nhất đến quá trình dịch mã? 2. Viết sơ đồ minh họa cơ chế phát sinh loại đột biến trên. Nêu những điều kiện để cho loại đột biến đó di truyền qua các thế hệ cơ thể ở những loài sinh sản hữu tính. Câu 4 (2,5 điểm): Ở người bệnh hóa xơ nang (cystic fibrosis) và alcapton niệu (alkaptonuria) đều do một alen lặn trên các nhiễm sắc thể thường khác nhau quy định. Một cặp vợ chồng không mắc các bệnh trên sinh ra một đứa con mắc cả hai bệnh đó. a) Nếu họ sinh con thứ hai, thì xác suất đứa trẻ này mắc cả hai bệnh trên là bao nhiêu? b) Nếu họ muốn sinh con thứ hai chắc chắn không mắc các bệnh trên thì theo di truyền học tư vấn có những phương pháp nào? c) Nếu lần sinh thứ hai là sinh đôi (không phải cùng trứng) thì xác suất sinh ra hai đứa trẻ trong đó một không mắc bệnh hóa xơ nang và một bị bệnh này là bao nhiêu? Câu 5 (2,0 điểm): Màu sắc vỏ ốc sên do một gen có 3 alen kiểm soát: C 1 : nâu, C 2 : hồng, C 3 : vàng. Alen quy định màu nâu trội hoàn toàn so với 2 alen kia, alen quy định màu hồng trội hoàn toàn so với alen quy định màu vàng. Điều tra một quần thể ốc sên người ta thu được các số liệu sau: Màu nâu có 360 con, màu hồng có 550 con, màu vàng có 90 con. Biết quần thể này ở trạng thái cân bằng di truyền. a) Hãy xác định kiểu gen quy định mỗi màu. b) Hãy tính tần số tương đối của các alen trong quần thể trên. c) Những điều kiện nào làm cho quần thể không cân bằng theo định luật Hacđi-Vanbec? Câu 6 (2,0 điểm): 1. Quá trình nhân đôi ADN ở sinh vật nhân sơ với nhân đôi ADN ở sinh vật nhân thực khác nhau ở những điểm cơ bản nào? 2. Nêu những nguyên tắc chung trong cơ chế phiên mã và dịch mã. Câu 7 (2,0 điểm): 1. Vì sao người ta không phát hiện được những bệnh nhân có thừa các nhiễm sắc thể số 1 hoặc số 2 của người? 2. Tại sao bệnh di truyền do gen lặn liên kết với nhiễm sắc thể giới tính X ở người lại dễ được phát hiện hơn so với bệnh do gen lặn nằm trên nhiễm sắc thể thường? Câu 8 (2,0 điểm): 1. Vì sao các đặc điểm thích nghi chỉ hợp lý một cách tương đối? 2. Nêu tác động của chọn lọc tự nhiên. Vì sao chọn lọc tự nhiên là nhân tố định hướng sự tiến hóa của loài. ĐỀ THI CHÍNH THỨC Câu 9 (1,0 điểm): Mặc dù có những sự khác biệt rõ rệt về cấu trúc tế bào giữa sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân thực nhưng các nhà khoa học vẫn cho rằng chúng có cùng một tổ tiên chung. Dựa vào cấu trúc tế bào, hãy chứng minh điều đó. Câu 10 (2,0 điểm): 1. Trong các nhân tố sinh thái: nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm thì nhân tố nào quan trọng nhất đối với sự sống nói chung? Vì sao? 2. Kết quả khảo sát quần xã sinh vật tại một khu rừng ven biển như sau: - Thực vật: địa y, tảo, rêu, trảng cỏ, dương xỉ, cây ăn thịt (nắp ấm, gọng vó), cây bụi (sim, mắc cỡ, mua), cây có gai (găng, đỏ ngọn, chà là), dây leo, cây gỗ (sao, dầu, dẻ, bằng lăng, chàm, slốp bốp, gõ đỏ…) - Động vật: bướm, chim, thỏ, cheo… - Đất đỏ bazan pha cát và đất ngập nước. Hãy mô tả diễn thế sinh thái từ khi có nham thạch núi lửa tạo thành nền đất đá đến khi có khu rừng mưa nhiệt đới ngày nay. Ht Họ và tên thí sinh: Số báo danh: Chữ ký giám thị 1: Chữ ký của giám thị 2: 1 SỞ GD&ĐT NINH BÌNH HDC ĐỀ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT Kỳ thi thứ hai - Năm học 2012 – 2013 MÔN: SINH HỌC Ngày thi: 18/12/2012 (Hướng dẫn chấm gồm 03 trang) Câu Nội dung Điểm 1 (2,0) 1. Sơ đồ cấu trúc của opêron Lac ở vi khuẩn E.coli: Chức năng của các thành phần: - Nhóm gen cấu trúc (Z, Y, A) liên quan về chức năng nằm kề nhau: mã hóa các enzim phân hủy lactôzơ. - Vùng vận hành (O): nằm trước gen cấu trúc, là vị trí tương tác với chất ức chế (prôtêin ức chế). - Vùng khởi động (P): nằm trước vùng vận hành, đó là vị trí tương tác của ARN pôlimeraza để khởi đầu phiên mã. 2. Gen điều hoà mã hóa prôtêin ức chế (chất ức chế), chất này liên kết với vùng vận hành để dừng quá trình phiên mã của nhóm gen cấu trúc. 3. - Khi có lactôzơ thì lactôzơ liên kết với chất ức chế làm bất hoạt chất ức chế → vùng vận hành được giải phóng → enzim ARN pôlimeraza tiến hành phiên mã các gen cấu trúc → các mARN→ giải mã tạo các enzim phân huỷ lactôzơ. - Khi lactôzơ hết → chất ức chế hoạt động → bám vào vùng vận hành → enzim ARN không tiến hành phiên mã được. 0,25 0,5 0,25 0,5 0,5 2 (2,0) - P t/c : Quả đỏ x Quả vàng → F 1 : 100% quả đỏ => Quả đỏ là trội hoàn toàn so với quả vàng - Quy ước: A- Quả đỏ, a- Quả vàng (0,5đ) - Sơ đồ lai: P t/c : Quả đỏ x Quả vàng AA aa G P : A a F 1 : 100% Aa (Quả đỏ) - Tứ bội hóa F 1 : Aa AAaa - Cho F 1 x F 1 → F 2 : 341 đỏ : 31 vàng ≈ 11 đỏ : 1 vàng => Số tổ hợp = 12 = 6 x 2 => cặp cây F 1 chọn đem lai là: AAaa x Aa - Sơ đồ lai: F 1 x F 1 : Quả đỏ (4n) x Quả đỏ (2n) AAaa Aa G F1 : 1 6 AA: 4 6 Aa: 1 6 aa 1 2 A: 1 2 a F 2 : 1 12 AAA: 5 12 AAa: 5 12 Aaa: 1 12 aaa 11 đỏ : 1 vàng 0,25 0,25 0,25 0,5 0,25 0,5 3 (2,5) 1. - Loại đột biến gen chỉ ảnh hưởng đến thành phần của 1 bộ ba mã hóa là đột biến gen dạng thay thế 1 cặp nuclêôtit trong 1 bộ ba. - Đột biến thay thế xảy ra ở mã mở đầu sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng nhất đến quá trình dịch mã vì làm cho quá trình dịch mã không xảy ra. 2. Sơ đồ dạng đột biến gen thay thế một cặp nuclêôtit: VD: Thay cặp G≡X bằng A=T → 0,5 0,5 0,5 P O Z Y A Cônsixin G * ≡ X G * ≡ T A = T Nhân đôi Nhân đôi 2 (Học sinh có thể viết sơ đồ khác nếu đúng vẫn cho điểm tối đa) * Những điều kiện để đột biến di truyền qua sinh sản hữu tính: - Là loại đột biến tiền phôi hoặc đột biến giao tử - Giao tử mang gen đột biến tham gia trực tiếp thụ tinh - Đột biến không gây chết hay làm mất khả năng sinh sản của cá thể. 0,5 0,5 4 (2,5) a) - Quy ước gen: A- không mắc bệnh hóa xơ nang, a- mắc bệnh hóa sơ nang; B: không mắc bệnh alcapton niệu, b: mắc bệnh alcapton niệu - Hai vợ chồng đều không mắc bệnh nhưng sinh ra đứa con mắc cả 2 bệnh => Kiểu gen của cặp vợ chồng này đều dị hợp về 2 cặp gen : AaBb SĐL: P: AaBb x AaBb => F 1 : 9A-B- : 3A- bb : 3aaB- : 1aabb => Xác suất họ sinh ra đứa thứ 2 mắc cả 2 bệnh là: 1/16. b) Sàng lọc trước sinh: - Phương pháp chọc dò dịch ối. - Phương pháp lọc tinh trùng và trứng không mang gen gây bệnh c) Ta có SĐL: P: Aa x Aa F 1 : 3/4 A- : 1/4aa 3/4 không mắc bệnh hóa sơ nang: 1/4 mắc bệnh hóa sơ nang => Xác suất sinh ra 2 đứa trẻ trong đó 1 không mắc phải bệnh hóa xơ nang và 1 bị bệnh này là: 1 2 C x 3/4 x 1/4 = 6/16. 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 5 (2,0) a) Các kiểu gen quy định mỗi màu: C 1 C 1 , C 1 C 2 , C 1 C 3 : màu nâu. C 2 C 2 , C 2 C 3 : màu hồng. C 3 C 3 : màu vàng b) Gọi p là tần số tương đối của alen C 1 , q là tần số tương đối của alen C 2 , r là tần số tương đối của alen C 3 . Quần thể cân bằng có dạng: (p+q+r) 2 = p 2 C 1 C 1 +q 2 C 2 C 2 +r 2 C 3 C 3 +2pq C 1 C 2 +2qr C 2 C 3 +2pr C 1 C 3 Tần số tương đối mỗi loại kiểu hình: Nâu = 360/1000= 0,36, Hồng = 550/1000 = 0,55; vàng = 90/1000 = 0,09. Tần số tương đối của mỗi alen, ta có: Vàng = 0,09 = r 2 → r=0,3. Hồng = 0,55=q 2 +2qr→ q=0,5 Nâu = 0,35 = p 2 + 2pq + 2pr → p=0,2. c) Những điều kiện làm cho quần thể không cân bằng: - Số cá thể ít - Xảy ra giao phối không ngẫu nhiên - Sức sống, khả năng thụ tinh của các giao tử khác nhau. - Xảy ra đột biến, CLTN và di nhập gen 0,5 0,25 0,25 0,5 0,5 6 (2,0) 1. Những điểm khác nhau cơ bản: Nhân đôi ADN ở sinh vật nhân sơ Nhân đôi ADN ở sinh vật nhân thực - Có một điểm khởi đầu sao chép, một đơn vị nhân đôi - Có ít loại enzim tham gia - Tốc độ nhân đôi nhanh hơn - ADN dạng mạch vòng của sinh vật nhân sơ không bị ngắn lại sau mỗi chu kỳ nhân đôi. - Xảy ra ở nhiều điểm trong phân tử ADN tạo ra nhiều đơn vị nhân đôi - Có nhiều loại enzim tham gia - Tốc độ nhân đôi chậm hơn - ADN dạng mạch thẳng của sinh vật nhân thực sau mỗi chu kỳ nhân đôi thường ngắn lại ở phần đầu mút. 2. Những nguyên tắc chung: - Nguyên tắc khuôn mẫu 0,5 0,5 0,25 0,25 0,25 1 - Nguyễn tắc bổ sung. 0,25 7 (2,0) 1. Vì: NST số 1 và số 2 là những cặp NST lớn nhất, chứa rất nhiều gen trong số NST ở người => thừa NST số 1 hoặc số 2 => mất cân bằng gen nghiêm trọng => có thể chết ngay từ giai đoạn phôi thai. 2. Bệnh di truyền do gen lặn liên kết với NST giới tính dễ phát hiện hơn so với bệnh do gen lặn nằm trên NST thường vì: - Gen lặn trên NST X chỉ cần 1 alen lặn cũng đã biểu hiện ra kiểu hình ở nam giới - Gen lặn trên NST thường chỉ được biểu hiện ra kiểu hình khi có cả 2 alen lặn. 0.5 0.5 0.5 0.5 8 (2,0) 1. Các đặc điểm thích nghi chỉ hợp lý một cách tương đối vì: - Mỗi đặc điểm thích nghi là sản phẩm của CLTN trong hoàn cảnh nhất định nên chỉ có ý nghĩa trong hoàn cảnh phù hợp. - Khi hoàn cảnh sống thay đổi, một đặc điểm vốn có lợi có thể trở thành bất lợi và bị thay thế bởi đặc điểm khác thích nghi hơn. - CLTN chọn lọc kiểu hình của một sinh vật theo kiểu “thỏa hiệp”, nghĩa là nó duy trì một kiểu dung hòa với những đặc điểm khác. 2. + Mặt chủ của CLTN là sự phân hóa khả năng sống sót và sinh sản của những kiểu gen khác nhau trong quần thể. + Trong một quần thể đa hình thì CLTN đảm bảo sự sống sót và sinh sản ưu thế của những cá thể mang nhiều đặc điểm có lợi hơn. CLTN tác động trên kiểu hình của các cá thể, thông qua đó tác động lên kiểu gen và các alen, do đó làm biến đổi thành phần kiểu gen của quần thể. CLTN tác động nhanh đối với alen trội và chậm đối với alen lặn. + Dưới tác động của CLTN, tần số tương đối của các alen có lợi được tăng lên trong quần thể. CLTN làm cho tần số tương đối của các alen trong mỗi gen biến đổi theo hướng xác định => Do đó CLTN định hướng sự tiến hóa của loài. 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,5 9 (1,0) - Tế bào có các thành phân cấu trúc cơ bản giống nhau: màng sinh chất, tế bào chất, nhân hoặc vùng nhân - Cấu trúc màng sinh chất giống nhau - Vật chất di truyền đều là axit nuclêic. - Ti thể và lục lạp của tế bào nhân thực có axit nuclêic dạng vòng và các ribôxôm 70S giống như ở tế bào nhân sơ. - Kích thước ti thể giống với kích thước sinh vật nhân sơ.  Sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân thực có tổ tiên chung và trong quá trình tiến hóa có hiện tượng nội cộng sinh của sinh vật nhân sơ trong tế bào sinh vật nhân thực. 0,25 0,25 0,25 0,25 10 (2,0) 1. Nhân tố ánh sáng là quan trọng nhất vì: - Nhân tố ánh sáng trực tiếp chi phối các nhân tố còn lại. Khi cường độ chiếu sáng tăng lên thì nhiệt độ môi trường tăng theo, nhiệt độ tăng thì độ ẩm giảm xuống. Khi cường độ chiếu sáng giảm thì ngược lại. - Năng lượng do nhân tố ánh sáng chiếu xuống mặt đất, một phần đã chuyển hóa thành năng lượng sống thông qua quá trình quang hợp mà đi vào hệ thống sống cung cấp năng lượng cho các sinh vật. 2. + Trên nền nham thạch núi lửa bị phong hóa, vùng đất mới xuất hiện xảy ra diễn thế nguyên sinh – Sự quần tụ các quần thể như địa y, tảo, rêu tạo thành quần xã tiên phong. Chúng phân hủy đất nền, khi chết góp phần tạo mùn tạo điều kiện thuận lợi cho các quần thể khác như nấm, vi khuẩn… + Một quần xã khác tiếp theo gồm những quần thể có trước cộng thêm những quần thể mới như cỏ, cây bụi, cây ăn thịt trên mặt đất cát nghèo chất đạm; cây có gai thích nghi với những tháng nắng hạn; cây thích nghi với những tháng ngập nước ở vùng trũng như cây tràm. + Một quần xã kế tiếp được hình thành từ quần xã trước đó – Đây là quần xã có tính đa dạng cao, có sự phân tầng rõ rệt, có nhiều loài cây khép tán và dây leo. Các quần thể cây gỗ ngăn chặn cát di chuyển sâu vào đất liền, đồng thời giúp chim, thú, côn trùng phát triển. + Quần xã đạt được hệ sinh thái cân bằng, tạo nên quần xã cực đỉnh là rừng mưa nhiệt đới. 0,5 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 2 Tổng 20đ Lưu ý: Học sinh làm cách khác mà đúng bản chất vẫn cho điểm tối đa. 3 3 . GD&ĐT NINH BÌNH ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT Kỳ thi thứ hai - Năm học 2 012 - 2013 MÔN: SINH HỌC Ngày thi: 18 /12/ 2 012 Thời gian làm bài 180 phút (không kể thời gian giao đề) (Đề thi gồm. thí sinh: Số báo danh: Chữ ký giám thị 1: Chữ ký của giám thị 2: 1 SỞ GD&ĐT NINH BÌNH HDC ĐỀ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT Kỳ thi thứ hai - Năm học 2 012 – 2013 MÔN: SINH HỌC Ngày thi: 18 /12/ 2 012 . niệu - Hai vợ chồng đều không mắc bệnh nhưng sinh ra đứa con mắc cả 2 bệnh => Kiểu gen của cặp vợ chồng này đều dị hợp về 2 cặp gen : AaBb SĐL: P: AaBb x AaBb => F 1 : 9A-B- : 3A- bb : 3aaB-