Giả sử lượng thể gốc thêm vào không ảnh hưởng tới thể tích hoặc nồng độ tubulin trong dung dịch đệm ban đầu của mẫu X.. Hướng dẫn chấm m 2,0đ a - Tốc dộ polime hóa của mẫu X gấp khoảng 3
Trang 1TRƯỜNG THPT CHUYÊN NQD
ĐỀ KIỂM TRA ĐỘI TUYỂN HSG QUỐC GIA 006
NĂM HỌC 2019-2020 Môn: SINH HỌC Ngày thứ nhất
Thời gian làm bài: 180 phút
Đề gồn có 04 trang
Câu 1 (2,0 điểm)
Một nhà khoa học tiến hành tổng hợp vi ống từ tubulin tinh khiết của não trong ống nghiệm và theo dõi quá trình tổng hợp vi ống bằng cách sử dụng máy đo quang phổ để đo ánh sáng tán xạ (hấp thụ ở bước sóng ánh sáng 350 nM) Tổng khối lượng vi ống được tạo ra tỉ lệ với lượng ánh sáng tán xạ Quá trình trùng hợp được bắt đầu bằng cách làm nóng dung dịch đệm ở 370C
Biết rằng dung dịch đệm có chứa tubulin 1,6 mg/1ml và một lượng dư GTP Dung dịch này được sử dụng cho mẫu X và mẫu Y
Kết quả thí nghiệm được thể hiện ở hình bên dưới
Một lượng nhỏ thể gốc của sinh vật nhân thực được thêm vào mẫu X Giả sử lượng thể gốc thêm vào không ảnh hưởng tới thể tích hoặc nồng độ tubulin trong dung dịch đệm ban đầu của mẫu X
a) Hãy cho biết tỉ lệ về tốc độ polime hóa tubulin giữa mẫu X và mẫu Y tại thời điểm 15 phút là bao nhiêu?
b) Hãy nhận xét về kết quả thí nghiệm đối với mẫu X và mẫu Y
c) Giải thích tại sao có sự khác nhau về tốc độ polime hóa tubulin giữa mẫu X và mẫu Y ở thời điểm 0 10 phút?
Hướng dẫn chấm
m
2,0đ a)
- Tốc dộ polime hóa của mẫu X gấp khoảng 3 lần mẫu Y
b)
- Lượng vi ống (tốc độ polime hóa) của mẫu X được ra nhanh: trong khoảng 20 phút
đầu lượng vi ống đã được tạo ra với lượng lớn nhất và không đổi trong những phút tiếp
theo
- Lượng vi ống được tạo ra của mấu Y diễn ra chậm hơn: đến khoảng 45 phút sau thì
lượng vi ống tạo ra với lượng lớn nhất và không đổi trong những phút tiếp theo
- Sau khoảng 50 phút thì lượng vi ống được tạo ra là lớn nhất (không đổi)
c)
- Ở mẫu X đã có thể gốc là khởi đầu (tạo mầm) cho quá trình polime hóa Vì vậy nó
không phải trải qua giai đoạn tạo mầm (pha lag) lượng vi ống được tạo ra với tốc
độ nhanh gần như ngay thời điểm ban đâu
- Ở mâu Y phải trải qua giai đoạn khởi đầu (tạo mầm) cho quá trình polime hóa Vì
vậy nó phải trải qua giai đoạn tạo mầm (pha lag) ở thời điểm đầu, sau đó lượng vi ống
mới tạo ra nhanh
0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,5
Trang 2Câu 2 (4,5 điểm)
Một túi tải được chiết suất từ ti thể được đặt ngay vào trong dung dịch đệm chứa ADP và photphat vô
cơ Túi này được đặt trong một buồng phản ứng khuấy, không chứa khí Nồng độ O2 trong buồng phản ứng được đo liên tục bằng cách sử dụng cực điện tử O2 Kết quả thu được biểu thị ở hình bên dưới
Tại thời điểm được biểu thị bằng mũi tên, các thuốc thử đặc hiệu được thêm vào buồng phản ứng Biết rằng sau khi thêm mỗi thuốc thử thì những thuốc thử trước đó vẫn còn trong buồng phản ứng Nồng độ thuốc thử ảnh hưởng không đáng kể đến dung dịch ban đầu và điều kiện thí nghiệm
a) Lương ôxi sử dụng như thế nào sau khi thêm từng loại thuốc thử vào trong buồng phản ứng? b) Giải thích tạo sao có sự khác nhau về việc thay đổi nồng độ ôxi của dung dịch đệm trong buồng phản ứng sau thời điểm cho từng loại thuốc thử tương ứng?
c) Hãy xắp sếp lượng ATP được tạo ra tương ứng với các thời điểm thêm thuốc thử từ thấp đến cao Giải thích tại sao có sự xắp sếp đó?
Hướng dẫn chấm
m
3,5đ a)
- Ban đầu (trước khi thêm NADH) vào dung dịch buồng phản ứng thì không có hiện
tượng sử dụng ôxi
- Sau khi thêm NADH, Succinate vào dung dịch buồng phản ứng thì lượng oxi được
sử dụng
- Sau khi thêm rotenone vào dung dịch buồng phản ứng thì không xảy ra hiện tượng sử
dụng ôxi
- Sau đó tiếp tục thêm Succinate vào dung dịch buồng phản ứng thì lượng oxi tiếp tục
được sử dụng
b)
- Khi thêm NADH vào dung dịch phản ứng Với hoạt tính dehydrognase của NADH
reducthase đã đề hydro hóa NADH theo phương trình: NADH NAD+ + H+ + e,
electron được giải phóng từ quá trình oxi hóa NADH được truyền quan chuỗi truyền
điện tử đến chất nhận là oxi theo phương trình: H+ + 2e + 1/2O2 H2O Vì vậy, nồng
độ oxi trong dung dịch giảm
- Khi thêm rotenone vào dung dịch phản ứng Vì rotenone ức chế phản ứng xảy ra ở
chuỗi truyền điện tử không giải phóng electron phản ứng H+ + 2e + 1/2O2 H2O
không xảy ra Vì vậy, nồng độ oxi trong dung dịch không giảm
- Khi thêm succinate vào dung dịch Vì succinate tham gia vào chu trình crep tạo
NADPH, FADH Khi NADPH reducthase bị ức chế, FADH tham gia chuỗi truyền
điện từ FADH NAD+ + H+ + e xảy ra, dẫn đến phản ứng H+ + 2e + 1/2O2 H2O
Vì vậy, nồng độ oxi trong dung dịch giảm
c)
rotenone < succinate < NADH Vì
- Khi thêm rotenone vào dung dịch phản ứng Vì rotenone ức chế phản ứng xảy ra ở
chuỗi truyền điện tử không giải phóng electron và H+ ATP không được tạo ra
tổng hợp ATP theo cơ chế háo thẩm
- Khi thêm NADH vào dung dịch phản ứng Với hoạt tính dehydrognase của NADH
0,25 0,25 0,25 0,25 0,5
0,5
0,5
0,25 0,25
Trang 3reducthase đã đề hydro hóa NADH theo phương trình: NADH NAD+ + H+ + e,
cung cấp electron cho chuỗi truyền điện tử và H+ cho quá trình tổng hợp ATP theo cơ
chế hóa thẩm
- Khi thêm succinate vào dung dịch Vì succinate tham gia vào chu trình crep tạo
NADPH, FADH Tuy nhiên, tuy nhiêm một phần của chuỗi truyền điện tử đã bị
rotenone ức chế lượng e và H+ cung cấp cho quá trình photphorin hóa thẩm
lượng ATP được giải phóng ít hơn so với khi thêm NADPH ban đầu
0,25 0,25
Câu 3 (1,5 điểm)
Hãy nêu con đường vận chuyển điện tử vòng trong pha sáng quang hợp ở thực vật Khi không có quang phân li nước, quá trình tổng hợp ATP theo con đường này được thực hiện theo cơ chế nào? Giải thích?
Hướng dẫn chấm
m
1,5đ -Vận chuyển e vòng thực hiện tại PSI, con đường đi của điện tử giàu năng lượng như
sau: từ P700 => chất nhận sơ cấp => Feredoxin (Fđ) => phức hệ cytochrome =>
plastpcyanin => P700
-Sự tổng hợp ATP trong con đường vận chuyển điện tử vòng vẫn được thực hiện theo
cơ chế hóa thẩm: do sự xuất hiện gradient photon ở hai phía của màng thylakoid đã
kích hoạt bơm proton hoạt động đẩy proton từ xoang trong thylakoid ra xoang ngoài
(stroma), từ đó ATP được tổng hợp nhờ ATP synthase
-Cơ chế hóa thẩm thực hiện được là do trên màng có phức hệ plastoquinon (Pq) bơm
H+ từ ngoài màng thylakoid vào xoang trong màng, tạo ra thế năng proton nhất định để
thực hiện sự tổng hợp ATP
0,5 0,5
0,5
Câu 4 (1,0 điểm)
Một loại chất ức chế đặc hiệu chuỗi vận chuyển điện tử trong hô hấp được đưa vào cây (ví dụ cyanide), sự vận chuyển saccharose từ ngoài vào tế bào kèm và vào yếu tố ống rây (tế bào ống rây) có bị ảnh hưởng không? Giải thích?
Hướng dẫn chấm
m
1,0đ -Có bị ảnh hưởng Vì protein màng đồng vận chuyển (H+/ saccharose) thực hiện vận
chuyển saccharose từ ngoài vào tế bào kèm và yếu tố ống rây muốn hoạt động được
cần có bơm proton đẩy H+ từ phía trong màng ra ngoài màng sinh chất để kích hoạt
protein màng đồng vận chuyển (H+/ saccharose), bơm proton hoạt động có tiêu tốn
ATP do hô hấp cung cấp
-Chất ức chế chuỗi hô hấp tế bào sẽ làm giảm nguồn cung cấp ATP, do đó làm giảm
sự vận chuyển chủ động đường từ ngoài vào yếu tố ống rây và vào tế bào kèm
0,5
0,5
Câu 5 (2,0 điểm)
Để đánh giá ảnh hưởng của ánh sáng đến quá trình ra hoa của cây Các nhà khoa học tiến hành trồng các cây ngày ngắn và ngày dài trong nhà kính có thể điều khiển được độ dài thời gian chiếu sáng và đêm tối Các điều kiện khác hoàn toàn phù hợp với sự sinh trưởng và phát triển của cây; các cây trong cùng một nhóm đồng đều với nhau về đội tuổi, khả năng sinh trưởng, Sự khác nhau về độ dài thời gian chiếu sáng và đêm tối được kí hiệu tương ứng với A, B, C, D, E, F, G theo bảng bên dưới
Trang 4Biết rằng, khi chiếu sáng ở điều kiện A thì cây
cây ngày dài ra hoa Các cây được trồng ở điều kiện
không ra hoa? Giải thích tại sao?
Hướng dẫn chấm
m
2,0đ - Cây ngày dài ra hoa: C, E, F Cây ngày dài không ra hoa: B, G
- Cây ngày ngắn ra hoa: G Cây ngày ngắn không ra hoa: B, C, E, F
- HS giải thích được dựa vào đêm tới hạn
Câu 6 (2,0 điểm)
Trường hợp nào sau đây có thể gây ra sự dịch chuyển điện thế màng từ -70mV đến -50mV ở nơron? Giải thích
- Trường hợp 1: Tăng nồng độ aldosteron trong máu
- Trường hợp 2: Giảm nồng độ aldosteron trong máu
- Trường hợp 3: Bơm Na-K trên màng sinh chất của nơron hoạt động yếu đi
Hướng dẫn chấm
m
2,0đ - Trường hợp tăng nồng độ aldosteron trong máu không gây ra sự dịch chuyển điện thế
màng từ -70mV đến -50mV mà ngược lại gây tăng phân cực, vì:
+ Nồng độ aldosteron cao gây tăng Na+, giảm K+ trong máu và trong dịch kẽ
+ Do chênh lệch K+ hai bên màng nơron tăng, dòng K+ đi ra tăng nên trong màng âm
hơn, gây tăng phân cực ở nơron
- Trường hợp giảm nồng độ aldosteron trong máu có thể gây ra sự dịch chuyển điện
thế màng từ -70mV đến -50mV, vì:
+ Nồng độ aldosteron thấp gây giảm Na+ và tăng K+ trong máu và trong dịch kẽ
+ Do chênh lệch K+ hai bên màng nơron giảm, dòng K+ đi ra giảm nên phía bên trong
màng ít âm hơn, điện thế màng có thể dịch chuyển từ -70mV đến -50mV
- Trường hợp bơm Na- K hoạt động yếu điện thế màng có thể dịch chuyển từ -70mV
đến -50mV Bơm Na- K hoạt động yếu dẫn đến giảm K+ vận chuyển vào trong tế bào
Nồng độ K+ trong tế bào giảm, dòng K+ đi ra giảm làm cho trong màng ít âm hơn
0,25
0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5
Câu 7 (4,0 điểm)
Helen là một người nội trợ 51 tuổi, cho rằng mình đang trải qua triệu chứng tiền mãn kinh nghiêm trọng Những triệu chứng xảy ra ngày càng thường xuyên hơn Nhịp tim tăng nhanh, tim đập mạnh, đau đầu, rối loạn thị giác, cảm giác nóng trong người nhưng tay chân lạnh, cảm thấy chóng mặt và buồn nôn
Bà Helen liên lạc với bác sĩ và qua điện thoại ông ấy cho rằng những triệu chứng được miêu tả có thể là tiền mãn kinh và chỉ định liệu pháp điều trị bằng cách tiêm bổ sung hormon Bà Helen được tiêm thuốc hormon (bao gồm estrogen và progesterone) nhưng triệu chứng không thuyên giảm, các triệu chứng vẫn diễn ra hàng ngày nên bà quyết định hẹn gặp bác sĩ
Ở phòng khám, Huyết áp bà tăng mạnh tới 200/110 và nhịp tim là 110 nhịp/phút Để loại trừ khả năng
có pheochromocytoma - một khối u hiếm gặp ở tuyến thượng thận Bác sĩ yêu cầu bà thực hiện đo nồng
độ axit vanillymandelic của nước tiểu trong 24 giờ Bác sĩ ngạc nhiên khi phát hiện ra kết quả khám dương tính với axit vanillymandelic Kết quả xét nghiệm nước tiểu giúp bác sĩ ban đầu chuẩn đoán là có một khối u pheochromocytoma Để có kết luận chính xác, Helen được chỉ định chụp cắt lớp Kết quả chụp cắt lớp khẳng định bà Helen có một khối u 3cm ở tuyến thượng thận bên phải
Trang 5a) Tại sao tiêm bổ sung estrogen và progesterone để điều trị triệu chứng tiền mãn kinh?
b) U tuyến thượng thận (Pheochromocytoma) tiết ra loại hormon nào?
c) Khi nói về bệnh lí do pheochromocytoma gây ra Hãy giải thích nguyên nhân tại sao Helen có những triệu chứng như: nhịp tim tăng nhanh, tim đập mạnh, đau đầu, rối loạn thị giác, cảm giác nóng trong người nhưng tay chân lạnh, cảm thấy chóng mặt và buồn nôn
d) Giải thích tại sao huyết áp tâm thu và huyết áp tâm trương đều tăng?
Hướng dẫn chấm
m
4,0đ a)
- Estrogen và progesteron được tạo ra chủ yếu ở buồng trứng Khi bị mãm kinh thì
buồng trứng bị thoái hóa giảm nguồn cung cấp estrogen và progesteron cho cơ thể
dẫn đễn xuất hiện một loạt các triệu chứng như: tim đập nhanh, mạnh, nóng trong,
… Vì vây, cần phải bổ sung estrogen và progesteron trong thời kì tiền mãn kinh
b)
- U tuyến thượng thận tiết ra adrenalin (epinephrine) và noradrenalin (norepinephrine)
c)
Khi bị u tuyến thượng thận làm tăng tiết adrenalin (epinephrine) và noradrenalin
(norepinephrine) dẫn đến các hậu quả sau:
* Tim đập nhanh và mạnh:
Tăng lực co tim Làm tăng tốc độ dẫn truyền xung thần kinh qua nút nhĩ thất tăng
nhịp tim
* Nóng trong và cảm giác lạnh tay, chân:
- Làm co tiểu động mạch ngoại vi, đặc biệt là mạch máu dưới da giảm lượng máu
đến da giảm cung cấp nhiệt cho da cảm giác lạnh đặc biệt là ở tay và chân
- Khi giảm lượng máu đến dan đồng nghĩa với việc hạn chế thoát nhiệt do cơ thể tạo ra
tăng tích nhiệt cơ thể cảm giác nóng trong
* Rối loại thị giác:
- Ảnh hưởng đến hệ cơ xương, làm giãn cơ ảnh hưởng đến thị lực thông qua hệ
thần kinh giao cảm ảnh hưởng đến cơ mắt Làm co thắt cơ xuyên mống mắt, nhưng lại
làm giãn cơ mắt rối loạn thị giác
* Gây cảm giác buồn nôn:
- Ảnh hưởng đến hệ tiêu hóa: Làm giãn thành cơ trơn đường tiêu hóa nhưng lại gây co
thắt cơ tiêu hóa và tăng sản xuất nước bọt Sự phối hợp không nhịp nhàng giữa cơ trơn
đường tiêu hóa và cơ thắt đường tiêu hóa gây cản giác buồn nôn đôi khi có thể bị nôn
d)
U tuyến thượng thận tiết ra adrenalin (epinephrine) và noradrenalin (norepinephrine)
dẫn đến hậu quả:
- Làm tăng nhịp tim, tăng lực co tim
- Co mạch máu ngoại vi
Hai điều này làm cho tăng thể tích máu trong hệ tuần hoàn huyết áp tâm thu và
tâm trương đều tăng
0,5
0,5 0,25 0,25
0,5 0,25 0,5
0,5
0,25 0,25 0,25
Câu 8 (1,0 điểm)
Phân lập một chủng nấm có khả năng lên men rượu kí sinh ở mô của cơ thể người Các tế bào của chủng nấm này kí hiệu là A, B, C, D, E được nuôi cấy trong môi trường như bảng bên dưới:
Trang 6E Không Kị khí, 370C a) Tế bào trong môi trường nào có khả năng tạo ra nhiều rượu nhất? (có thể chọn một hoặc nhiều hơn)
b) Sau một tuần phát triển trong môi trường như trên, các tế bào nuôi cấy trong môi trường D được chuyển sang điều kiện nuôi cấy kị khí nhưng chúng tiếp tục phát triển mạnh Vậy có thể kết luận gì
về chủng nấm này?
Hướng dẫn chấm
m
a) A
b) Chúng nầm này thuộc nhóm kị khí không bắt buộc
Câu 9 (1,0 điểm)
Có 6 chủng vi khuẩn E coli (kí hiệu 1 – 6) mang đột biến ở các gen khác nhau nhưng đều liên quan
đến một con đường chuyển hóa trong tế bào Khi nuôi cấy các chủng vi khuẩn này trên các môi trường bổ sung chọn lọc các chất chuyển hóa trung gian A, B, C, D, E và F, thu được kết quả như sau:
Biết rằng tất cả các chất chuyển hóa trên đều thấm vào tế bào dễ dàng như nhau; mỗi chủng chỉ mang một đột biến gen duy nhất Tất cả các đột biến chỉ ảnh hưởng đến các bước chuyển hóa sau khi F đã hình thành Hãy viết sơ đồ phù hợp nhất để phản ánh quá trình sinh tổng hợp các chất trên
Hướng dẫn chấm
m
Câu 10 (2,0 điểm)
Dòng nước cháy ra từ các mỏ khai thác sắt ở Thái Nguyên chứa nhiều ion sắt, sulfate và một số ion kim loại khác Dòng nước này chảy vào sông suối, sao, hồ sẽ gây ô nhiễm môi trường, làm cho sinh vật thủy sinh chết hàng loạt Người ta xử lý loại bỏ sắt của nước thải này bằng cách sử dụng vi khuẩn khử lưu huỳnh Cho dòng nước thải chảy qua tháp phản ứng (là một hệ thống kín) có nhồi chất hữu cơ như rơm, có khô đã được trộn vi khuẩn khử sulfate thì nước thu được từ tháp phản ứng không có một số ion, đáy tháp
có kết tủa màu đen Hãy giải thích:
a) Vi khuẩn lưu huỳnh có kiểu dinh dưỡng nào?
b) Chất hữu cơ (rơm, cỏ khô) và sulfate có tác dụng gì?
c) Kết tủa có màu đen đáy tháp là gì? Giải thích tại sao có kết tủa màu đen đó
Hướng dẫn chấm
m
2,0đ a)
Vi khuẩn khử lưu huỳnh là vi khuẩn dị dưỡng Chúng tiến hành hô hấp kị khí tạo ra
năng lượng cho các hoạt động sống
b)
0,5
Trang 7Chất hữu cơ là chất cho điện tử, sulfate là chất nhận điện tử trong hô hấp kị khí.
c)
Sản phẩm của quá trình khử lưu huỳnh là khí sulfua Sulfua kết hợp với kim loại tạo thành hợp chất sulfua-kim loại (trong trường hợp này là FeS) FeS có màu đen và được tạo thành kết tủa ở đáy của tháp phản ứng
Vì S2- + Fe2+ FS có màu đen…
0,5 0,5 0,5
……….HẾT………