Trình bày những nội dung chủ yếu và những đóng góp mới của học thuyết tiến hóa tổng hợp và thuyết tiên hóa bằng đột biến trung tính của Kimura.. Nếu nhiệt độ môi trường sống thay đổi tro
Trang 1ĐỀ THI THỬ HSG SỐ 4 Câu 1 (2 điểm)
a Một cá thể của một loài sinh vật khi giảm phân tạo giao tử, người ta nhận thấy số loại giao tử chứa 2
NST có nguồn gốc từ mẹ là 36 Biết rằng trong giảm phân NST giữ nguyên cấu trúc không đổi kể cả ở
cá thể đực và cơ thể cái
-.Xác định bộ NST lưỡng bội của loài?
-.Tính tỷ lệ các loại giao tử:
o Loại giao tử có 2 NST có nguồn gốc từ bố
o Loại giao tử có 5 NST có nguồn gố từ mẹ
b Vi khuẩn có những đặc điểm cơ bản nào mà người ta đã sử dụng rộng rãi chúng trong các nghiên cứu
di truyền học hiện đại
Câu 2.(2 điểm)
a Vì sao mã di truyền là mã bộ ba Nêu những đặc điểm của mã di truyền bộ ba?
b Xét 5 locut gen phân ly độc lập trên NST thường, mỗi locut có hai alen Tính số kiểu gen khác nhau
trong quần thể thuộc các trường hợp sau đây:
- Số kiểu gen đồng hợp 1 cặp gen
- Số kiểu gen đồng hợp 2 cặp gen
- Số kiểu gen đồng hợp 3 cặp gen
- Số kiểu gen đồng hợp 4 cặp gen
- Số kiểu gen đồng hợp 5 cặp gen
- Tổng số kiểu gen khác nhau
Câu 3.(2 điểm)
a Trình bày những nội dung chủ yếu và những đóng góp mới của học thuyết tiến hóa tổng hợp và
thuyết tiên hóa bằng đột biến trung tính của Kimura
b.Tại sao nói đột biến gen là nguồn nguyên liệu sơ cấp còn biến dị tổ họp là nguồn biến dị thứ cấp của
quá trình chọn lọc và tiến háo
Câu 4.(2 điểm)
a Nêu ý nghĩa sinh học và thực tiễn của hiện tượng khống chế sinh học Cho ví dụ về hiện tượng
khống chế sinh học trong sản xuất nông nghiệp
b Nếu nhiệt độ môi trường sống thay đổi trong phạm vi giới hạn sinh thái thích hợp thì tổng lượng
nhiệt cần cung cấp cho chu kỳ phát triển của một loài động vật biến nhiệt sẽ thay đổi như thế nào ?
-Viết công thức tính tổng lượng nhiệt ấy
-.Ở ruồi giấm thờii gian phát triển từ trứng đến trưởng thành tỏng môi trường có nhiệt độ 25oC là 10
ngày đêm, còn ở 18 oC là 17 ngày đêm
-Xác định ngưỡng nhiệt phát triển của rồi giấm
-Xác định tổng nhiệt hữu hiệu cho giai đoạn phát triển từ trúng đến ruồi trưởng thành
-Xác định số thế hệ trung bình của ruồi giấm trong năm
Câu 5.(2 điểm)
a Khi phân tích sự tiến hóa ở cấp phân tử, Kimura (1968) đã nhận định rằng “phần lớn các đột biến gen
là trung tính” Nhiều đột biến như vậy sau này được xác định là các đột biến “câm” Trên cơ sở cấu trúc
gen và quá trình biểu hiện gen ở sinh vật nhân thực (eucaryote), hãy cho biết các đột biến “trung tính”
có thể hình thành do những nguyên nhân nào?
b Nêu những bằng chứng sinh học chứng minh sinh giới tuy đa dạng nhưng có chung nguồn gốc
Trong những bằng chứng đó, bằng chứng nào có tính thuyết phục nhất? Vì sao?
Câu 6.(2 điểm)
a Hãy giải thích vì sao các cây tự thụ phấn thường không xẩy ra sự thoái hóa giống, trong khi hiện
tượng này thường xảy ra khi tiến hành tự thụ phấn bắt buộc ở các cây giao phấn?
b Để tổng hợp một loại protein đơn giản của người nhờ vi khuẩn qua sử dụng kĩ thuật ADN tái tổ hợp,
người ta có 2 cách: 1) Cách thứ nhất: Tách gen mã hóa trực tiếp từ hệ gen trong nhân tế bào, rồi cài
đoạn gen đó vào plasmit của vi khuẩn nhờ enzim ligaza; 2) Cách thứ hai: Tách mARN trưởng thành
của gen mã hóa protein đó, sau đó dùng enzim phiên mã ngược tổng hợp lại gen (cADN, rồi cài đoạn
cADNnày vào plasmit nhờ enzim ligaza Trong thực tế, người ta thường chọn cách nào? Tại sao?
Câu 7.(2 điểm)Một loài thực vật thụ phấn tự do có gen D quy định hạt tròn là trội hoàn toàn so với gen
d qui định hạt dài; gen R qui định hạt đỏ là trội hoàn toàn so với gen r qui định hạt trắng Hai cặp gen
D, d và R, r phân li độc lập Khi thu hoạch ở một quần thể cân bằng di truyền, người ta thụ được
14,25% hạt tròn đỏ; 4,75% hạt tròn trắng; 60,75% hạt dài đỏ; 20,25% hạt dài trắng
a) Hãy xác định tần số các alen (D,d,R,r) và tần số các kiểu gen của quần thể nêu trên
b) Nếu vụ sau mang tất cả các hạt có kiểu hình dài, đỏ ra trồng thì tỉ lệ kiểu hình hạt mong đợi khi thu
hoạch sẽ như thế nào? Giải thích
Trang 2Cõu 8.(2 điểm)
a Hóy nờu những nguyờn nhõn chủ yếu và ý nghĩa của việc hỡnh thành ổ sinh thỏi trong quần xó Cho vớ
dụ về nơi mà cỏc sinh vật thường cú ổ sinh thỏi hẹp
b Tại sao trong hệ sinh thỏi, năng lượng húa học luụn mất đi sau mỗi mắt xớch của chuỗi thức ăn?
Cõu 9.(2 điểm)
ở đậu thơm (Lathyrus odoratus), bố mẹ thuần chủng cây hoa trắng lai với cây hoa đỏ thẫm được F1 100% cây hoa đỏ thẫm Cho F1 lai với F1 được F2 phân tính theo tỷ lệ 9/16 hoa đỏ thẫm : 7/16 hoa trắng
a Hãy giải thích bằng cơ sở sinh hoá của hiện tượng di truyền trên
b Ở vụ sau người ta lấy 4 hạt đem gieo, hãy tính xác suất:
- Cả 4 hạt mọc thành cây đều cho hạt trắng
- Cả 4 hạt mọc thành cây trong đó có 3 cây cho hạt trắng 1 cây cho hạt đỏ
Cõu 10.(2 điểm)
Ở người bệnh hoỏ xơ nang (cystic fibrosis) và alcapton niệu (alkaptonuria) đều do một alen lặn trờn cỏc NST thường khỏc nhau quy định Một cặp vợ chồng khụng mắc cỏc bệnh trờn sinh ra một đứa con mắc cả
2 bệnh đú
a, Nếu họ sinh con thứ hai, thỡ xỏc suất đứa trẻ này mắc cả 2 bệnh trờn là bao nhiờu?
b, Nếu họ muốn sinh con thứ hai chắc chắn khụng mắc cỏc bệnh trờn thỡ theo di truyền học tư vấn cú
phương phỏp nào?
c Nếu lần sinh thứ 2 là sinh đụi (khụng phải cựng trứng) thỡ xỏc suất sinh ra 2 đứa trẻ trong đú 1 khụng mắc phải bệnh hoỏ xơ nang và 1 bị bệnh này là bao nhiờu?
Hết
Trang 3-ĐÁP ÁN – ĐỀ 4 Câu 1 (2 điểm)
a.Gọi bộ NST lưỡng bội của loài là 2n với n nguyên dương
Ta có C2
n = = 36 n(n-1) =36.2= 72 n2 –n – 72 = 0
=====> n =9
Bộ NST lưỡng bội của loài là 2n = 18 NST
.Tỷ lệ loại giao tử có 2 NST có nguồn gốc từ bố
-Số giao tử khác nhau về nguồn gốc NST 2n = 29
-Số giao tử có 2 NST có nguồn gốc từ bố C2
-Tỷ lệ loại giao tử có 2 NST có nguồn gốc từ bố 36/29
-Số giao tử có 5 NST có nguồn gốc từ mẹ C5
Tỷ lệ loại giao tử có 5 NST có nguồn gốc từ mẹ 126/29
0,25 0,25 0,25
0,25
b - Bộ gen đơn giản, thường gồm một NST và ở trạng thái đơn bội
- Sinh sản nhanh vì vậy có thể nghiên cứu trên một số lượng cá thể lớn trong thời gian ngắn
Có thể nuôi cấy trong phòng TN một cách dễ dàng
- Dễ tạo ra nhiều dòng biến dị
- Là vật liệu sinh học nghiên cứu các quá trình biến nạp, tải nạp và tiếp hợp trong di truyền VSV
0,25
0,25 0,25 0,25
Câu 2.(2 điểm)
a Mã di truyền là mã bộ ba :
-Nếu mỗi nucleotit mã hóa cho một axit amin thì bốn loại nucleotit chỉ mã hóa được 4 loại axiamin
-Nếu hai nucleotit cùng loại hay khác loại mã hóa cho một axitamin thì chỉ tạo được 42 =16 mã
bộ hai không đủ để mã hóa cho 20 loại axit amin
-Nếu theo nguyên tắc mã hóa bộ ba sẽ tạo được 43 = 64 bộ ba đủ để mã hóa cho 20 loại axitamin
-Nếu theo nguyên tắc mã hóa bộ bốn sẽ tạo được 44 = 256 bộ mã hóa quá thừa Vậy về mặt suy luận lý thuyết mã bộ ba là mã phù hợp
-Những công trình nghiên cứu về giải mã di truyền bằng cách thêm bớt 1,2,3 nucleotit trong gen, nhận thấy mã bộ ba là mã phù hợp
-Người ta xác định có 64 bộ ba được sử dụng để mã hóa cho axitamin trong đó metionin ứng với bộ ba mở đầu là TAX đó là tín hiệu bắt đầu cho sự tổng hợp chuổi polypeptit ba bộ ba còn lại ATT, ATX, AXT là mã kết thúc
-Hai mươi loại axitamin được mã hóa bởi 61 bộ ba như vậy mỗi axitamin được mã hóa bởi một số bộ ba
Những đặc điểm cơ bản của mã di truyền:
-Mã di truyền được đọc theo một chiều 5’ ->3’ trên phân tử mARN
-Mã di truyền được đọc liên tục theo từng cụm 3 nucleotit các bộ ba không đọc gối lên nhau
-Mã di truyền là đặc hiệu không có bộ ba nào mã hóa đồng thời 2 hoặc một số axitamin khác nhau 0.25đ
-Mã di truyền có tính thoái hóa , có nghĩa là mỗi axitamin được mã hóa bởi một số bộ ba khác loại trừ metionin, Triptophan chỉ mã hóa bởi một bộ ba
-Các bộ ba mã hóa cho cùng một axitamin chỉ khác nhau ở nucleotit thứ ba điều này có nghĩa giúp cho gen đảm bảo được thông tin di truyền và xác nhận trong bô ba 2 nucleotit đầu là quan trọng còn nucleotit thứ ba có thể linh hoạt Sự linh hoạt này có thể không gây hậu quả gì nhưng cũng có thể gây nên sự lắp ráp nhầm các axitamin trong chuổi polypeptit
-Mã di truyền có tính phổ biến Nghĩa là ở các loài sinh vật đều được mã hóa theo một nguyên tắc chung điều này phản ánh nguồn gốc chung của các loài
0.5
0,5
b Số kiểu gen đồng hợp 1 cặp gen = 21 C5 = 2 x 5 = 10
)!
2
!.(
2
!
n n
)!
2
!.(
2
!
n n
)!
5
!.(
5
!
n
n
)!
5 9
!.(
5
! 9
Trang 4 Số kiểu gen đồng hợp 2 cặp gen = 22 C5 = 40
Số kiểu gen đồng hợp 3 cặp gen = 23 C5 = 80
Số kiểu gen đồng hợp 4 cặp gen = 24 C5 = 80
Số kiểu gen đồng hợp 5 cặp gen = 25 C5 = 32
Tổng số kiểu gen khác nhau = 35 = 243
1
Câu 3 (2 điểm)
a -Thuyết tiến hóa tổng hợp
Các nhân tố tiến hóa chủ yếu và vai trò của chúng
+Đột biến cung cấp nguyên liệu sơ cấp cho quá trình tiến hóa
+Giao phối tạo ra các biến dị tổ hợpcung cấp nguyên liệu thứ cấp cho quá trình tiến hóa + Quá trình chọn lọc tự nhiên quy định chiều hướng và nhịp điệu tiến hóa
+ Các cơ chế cách ly góp phần thúc đẩy sự phân hóa kiểu gen tròn quần thể gốc
Cơ chế tiến hóa : Sự tác động tổng hợp của bốn nhân tố chủ yếu trên làm biến đổi cấu trúc di truyền của quần thể gốc và hình thành loài mới
Đóng góp mới
+ Làm sáng tỏ cơ chế tiến hóa nhỏ diễn ra trong lòng quần thể
+Bắt đầu làm rõ những nét riêng của tiến hóa lớn
-Thuyết tiến hóa bằng đột biến trung tính của Kimura
+ Nhân tố tiến hóa là quá trình đột biến làm phát sinh các đột biến trung tính
+ Cơ chế tiến hóa : Tiến hóa diễn ra bằng sự củng cố ngẫu nhiên các đột biến trung tính, không liên quan đến tác dụng của chọn lọc tự nhiên
Đóng góp mới
+ Giả thuyết về cơ chế tiến hóa ở cấp độ phân tử
+ Giải thích sự đa dạng các phân tử protein
+Giải thích sự đa hình cân băng trong quần thể
0,25
0,25
0,25
0,25
b - Đột biến gen là nguồn nguyên liệu sơ cấp: Đột biến gen tạo ra các alen khác nhau trong
quần thể, tạo ra nguồn nguyên liệu ban đầu cho quá trình chọn lọc là tiến hoá
- Đột biến trội có thể được biểu hiện ra kiểu hình và chịu tác động của chọn lọc
- Đột biến lặn có thể đi vào trạng thái dị hợp và trở thành ngồn nguyên liệu dự trữ
Biến dị tổ hợp là nguồn nguyên liệu thứ cấp:
- Đột biến tạo ra các alen qua giáo phối tạo ra biến dị tổ hợp, các tính trạng do gen lặn có cơ hội biểu hiện ra kiểu hình Sự tương tác giữa các gen tạo ra kiểu hình mới và chịu tác động của chọn lọc
0,25 0,25 0,25
0,25
Câu 4 (2 điểm)
a Ý nghĩa sinh học:
- Phản ánh mối quan hệ đối địch trong quần xã, làm cho số lượng cá thể của mỗi quần thể dao động trong thế cân bằng, từ đó tạo nên trạng thái cân bằng sinh học trong quần xã
Ý nghĩa thực tiễn:
- Là cơ sở khoa học cho biện pháp đấu tranh sinh học nhằm chủ động kiểm soát số lượng cá thể của mỗi quần thể theo hướng có lợi cho con người Nêu được ví dụ 0,5
b.Giải thích : Tổng lượng nhiệt cần cung cấp cho quá trình phát triển của một loài động vật
biến nhiệt (tổng nhiệt hữu hiệu) là một hằng số do đó cho dù nhiệt độ của môi trường có thay đổi như thế nào thì tổng lượng nhiệt ấy vẫn không thay đổi
Công thức : S = (T – C) x D Trong đó S = Tổng nhiệt hữu hiệu. T = Nhiệt độ môi trường
C = Ngưỡng nhiệt phát triển D = Thời gian phát triển Ngưỡng nhiệt phát triển của ruồi giấm
0,25 0,25
0,25
Trang 5S = ( T – C ) D + Ở nhiệt độ 25oC S = ( 25 – C ) 10 + Ở nhiệt độ 18oC S = ( 18 – C ) 17
====> (25 – C ) 10 = (18 – C ) 17 =====> C = 8 Vậy ngưỡng nhiệt phát triển ở ruồi giấm là 8 oC
-Tổng nhiệt hữu hiệu cho giai đoạn phát triển từ trúng đến ruồi trưởng thành
S = ( 18 – 8 ) 17 = 170 độ - ngày
-Số thế hệ trung bình của ruồi giấp trong năm
+Ở nhiệt độ 25oC 365: 10 = 36,5 thế hệ ( khoảng 36 thế hệ )
+ Ở nhiệt độ 18 oC 365 : 17 = 21,47 (Khoảng 21 thế hệ)
0,25
0,25 0,25
Câu 5
a - Không phải mọi biến đổi trong phân tử ADN đều dẫn đến sự biến đổi trong protein (do các hiện tượng: sự thoái hóa của mã bộ ba, gen giả, các vùng ADN không mã hóa chiếm phần lớn
hệ gen, sự tồn tại của nhiều bản sao của 1 gen trong hệ gen, sự tồn tại và chiếm phần lớn của intron trong các gen…)
- Không phải mọi sự thay đổi trình tự axit amin trong phân tử protein đều dẫn đến sự thay đổi
về hoạt tính và chức năng của protein (hoặc không làm thay đổi cấu hình protein hoặc còn phụ
thuộc vào vị trí các aa trong các vùng chức năng của protein)
- Không phải mọi sự thay đổi về kiểu hình và chức năng protein đều dẫn đến làm thay đổi sự thích nghi của sinh vật trong quá trình chọn lọc tự nhiên
- Trong quá trình tiến hóa, chọn lọc tự nhiên đào thải các đột biến có hại, còn các đột biến trung tính (trong đó có các đột biến “câm”) không bị chọn lọc tự nhiên đào thải các đột biến
có lợi được giữ lại, nhưng chúng chỉ chiếm 1 tần số rất thấp (do các gen lặn đang tồn tại đã được chọn lọc qua hàng triệu năm tiến hóa
0,25
0,25 0,25
0,25
b Các bằng chứng: giải phẫu so sánh, cổ sinh học, phôi sinh học, phân tử…bằng chứng thuyết phụ hơn cả là bằng chứng phân tử (ADN, protein)
Vì:Vật chất di truyền của các đối tượng khác nhau (procariot, eucariot, virut) đều có thành phần cấu tạo, nguyên lí sao chép và biểu hiện về cơ bản là giống nhau
Phần lớn các đặc tính khác (như giải phẫu so sánh, sự phát triển phôi, tế bào ) đều được mã hóa trong hệ gen
0,25 0,25 0,25
Câu 6 a Lý do:
- Nếu tự thụ phấn bắt buộc ở các loài giao phấn thì tần số đồng hợp tử, trong đó có các đồng hợp tử lặn (có hại) tăng lên →thoái hóa giống
- Đối với các loài tự thụ phấn, thì sự tự thụ phấn là phương thức sinh sản tự nhiên, nên các cá thể đồng hợp trội và lặn đã được chọn lọc tự nhiên giữ lại thường ít hoặc không ảnh hưởng đến sức sống của cơ thể sinh vật →không biểu hiện sự thoái hóa giống
0.5 0,5 b.Trong thực tế người ta chọn cách thứ 2
Bởi vì:
- ADN (gen) tách trực tiếp tư hệ gen người thường mang intron, còn cADN (được tổng hợp từ mARN trong tế bào chất) không mang intron
- Các tế bào vi khuẩn không có khả năng cắt bỏ intron của các gen eucariot nên đoạn ADN cài tách tực tiếp từ nhân không tạo ra được protein bình thường
- Đoạn ADN phiên mã ngược cADN chính là bản sao tương ứng của mARN dùng để dịch mã protein, có kích thước ngắn hơn nên dễ dàng tách dòng và biểu hiện trong điều kiện in-vitro
0,25 0,25 0.25 0,25
Câu 7
a xét từng tính trạng trong quần thể:
dạng hạt: 19% tròn:81%dài → tần số alen d=0,9; D=0,1 →cấu trúc kiểu gen qui định hình dạng hạt là: 0,01DD: 0,18Dd: 0,81dd
Màu hạt: 75% đỏ: 25% trắng →tần số: r=0,5; R=0,5
→ cấu trúc kiểu gen qui đinh màu hạt là: 0,25RR: 0,5Rr: 0,25rr
b các hạt dài, có tần số kiểu gen là: 1ddRR: 2ddRr.
Nếu đem các hạt này ra trồng ta sẽ có tỉ lệ phân li kiểu hình tính theo lí thuyết thu được ở vụ sau là:
8 hạt dài đỏ(ddR-): 1 dài trắng (ddrr)
0,5
0,5 0,5 0,5 Câu 8 a
Trang 6+ Cạnh tranh là nguyờn nhõn chủ yếu hỡnh thành ổ sinh thỏi ở sinh vật
+ Việc hỡnh thành ổ sinh thỏi hẹp giỳp cho cỏc sinh vật giảm cạnh tranh và
nhờ đú nhiều cỏ thể cú thể sống chung với nhau trong một quần xó
+ Nờu được vớ dụ
0,25 0,5
0,25
b + Ở cỏc hệ thống sinh vật, khi một cơ thể chuyển húa năng lượng húa học từ đường
glucụzơ hay axit bộo thành ATP (hụ hấp tế bào) và sau đú chuyển vào cỏc liờn kết húa học
(trong quỏ trỡnh tổng hợp cỏc hợp chất mới), hoặc chuyển thành cỏc năng lượng vận động (vd:
co cơ), và cỏc hoạt động sống khỏc của tế bào, luụn cú một phần, thậm chớ hầu hết năng
lượng húa học sẽ biến thành nhiệt thoỏt khỏi cơ thể và phỏt tỏn vào mụi trường
+ Vỡ cỏc hoạt động sống của sinh vật diễn ra liờn tục, nờn cỏc sinh vật khụng ngừng chuyển
húa năng lượng húa học thành nhiệt thoỏt khỏi hệ sinh thỏi, nờn năng lượng luụn mất đi một
phần sau mỗi mắt xớch của chuỗi thức ăn
0,5 0,5
Cõu 9 a
- Phép lai thế hệ xuất phát khác nhau 1 cặp tính trạng đối lập nhưng ở F2 có 16 tổ hợp giao tử =>
mỗi bên bố mẹ giảm phân cho ra 4 loại giao tử với tỷ lệ bằng nhau Vậy ở F1dị hợp tử 2 cặp gen =>
tính trạng màu sắc hoa được qui định bởi 2 gen di truyền tương tác với nhau cho tỷ lệ đặc trưng 9:7
(tương tác bổ trợ giữa 2 alen trội khác lô cut)
0,25
- Cơ sở hoá sinh:
+ Sắc tố được tạo ra nhờ 2 yếu tố: tiền chất do gen A tạo ra và enzim do gen B tạo ra xúc tác
phản ứng biến sản phẩm của gen A thành sắc tố có màu đỏ
+ Các kiểu gen A-bb và aaB- đều thiếu 1 yếu tố và aabb thiếu cả 2 yếu tố nên hoa có màu
trắng
0,25
0,25
+ Các kiểu gen A-B- có đủ 2 yếu tố nên sắc tố màu đỏ được tổng hợp
Chú ý : nếu thí sinh trình bày được theo cách khác nếu logic, hợp lý thì cũng cho điểm tối đa (2
gen, 2enzim xúc tác chuyển hoá 2 phản ứng )
0,25
b.- Xỏc suất cả 4 cõy đều cho hạt trắng: (7/16)4
- Xỏc suất để 4 cõy trong đú cú 3 cõy hạt trắng và 1 cõy hạt đỏ là: 4x (7/16)3x 9/16
0,5 0,5 Cõu 10 a
Cặp vợ chồng này đều cú 2 cặp gen dị hợp
Xỏc suất đồng thời mắc cả 2 bệnh trờn là: ẳ (ab) x ẳ (ab) = 1/16 aabb
0, 25 0,25
– Phương phỏp chọc nước ối
- Phương phỏp lọc tinh trựng và trứng khụng mang gen gõy bệnh
0,25 0,25
c Theo đề ra cả 2 vợ chồng đều mang cặp gen dị hợp về bệnh này nờn tỷ lệ con
khụng bị bệnh này là ắ và bị bệnh là ẳ
- Xỏc suất để sinh ra 1 bị bệnh và 1 khụng: 2x3/4x1/4
0,5 0,5
HẾT