Công thức của định luật Hacđi - Vanbec áp dụng cho quần thể ngẫu phối ở trạng thái cân bằng, đối với một lôcut trên nhiễm sắc thể thường có 2 alen là: p2AA + 2pqAa + q2aa = 1 Trong đó p [r]
Trang 1SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HƯỚNG DẪN CHẤM
ĐỀ KIỂM TRA NĂNG LỰC CHUYÊN MÔN GIÁO VIÊN
NĂM HỌC 2012 - 2013 Môn: SINH HỌC
Thời gian làm bài:150 phút (không kể thời gian giao đề)
Câu 1 (4,0 điểm)
a Hãy nêu các bằng chứng ủng hộ giả thuyết ti thể có nguồn gốc cộng sinh từ vi khuẩn
b Xét hai tế bào sinh dục sơ khai A và B của cùng một loài, trong đó A là tế bào sinh dục đực, B là tế bào sinh dục cái Cả hai tế bào này đều trải qua vùng sinh sản, vùng sinh trưởng và vùng chín Biết tại vùng sinh sản tổng số lần nguyên phân của tế bào A và B là
9 lần, số giao tử tạo ra do tế bào A gấp 8 lần số giao tử do tế bào B tạo ra
- Xác định số lần nguyên phân của mỗi tế bào
- Tính số cá thể con sinh ra, biết hiệu suất thụ tinh của giao tử đực là 6,25% và có 50% số hợp tử tạo thành phát triển thành cá thể con
(4,0 đ)
a Bằng chứng ủng hộ giả thiết ti thể có nguồn gốc cộng sinh từ vi
khuẩn:
- Ti thể chứa ADN giống với ADN của vi khuẩn
- Ti thể chứa ribôxôm giống ribôxôm của vi khuẩn
- Cơ chế tổng hợp prôtêin trong ti thể tương tự ở vi khuẩn
- Ti thể có cấu trúc màng kép và phân đôi giống vi khuẩn
0,5 0,5 0,25 0,25 b
Số lần nguyên phân của mỗi tế bào
Gọi x là số lần nguyên phân của tế bào A, y là số lần nguyên phân của tế
bào B
- Theo bài ra ta có hệ phương trình: x+y = 9
4.2x = 8.2y
Giải hệ phương trình ta có x = 5 và y = 4
Số cá thể con sinh ra:
Tổng số giao tử do tế bào A tạo ra là: 4 25 = 128 giao tử
- Vì hiệu suất thụ tinh của giao tử đực là 6,25% nên số hợp tử tạo ra là:
6, 25%
128 100%
x
= 8 (hợp tử)
- Có 50% số hợp tử phát triển thành cá thể con → số cá thể con được
sinh ra là
8 4
2 (cá thể)
0,25
0,75 0,5 0,25 0,25
0,5
Câu 2 (2,0 điểm)
a Động lực nào giúp dòng nước và các ion khoáng di chuyển được từ rễ lên lá ở những cây thân gỗ cao lớn hàng chục mét?
Trang 2Câu 2 Nội dung Điểm (2,0 đ)
a
- Động lực giúp dòng nước và các ion khoáng di chuyển được từ rễ lên lá ở
những cây thân gỗ cao lớn hàng chục mét là:
+ Lực đẩy (áp suất rễ)
+ Lực hút do thoát hơi nước ở lá (lực chủ yếu)
+ Lực liên kết giữa các phân tử nước với nhau và với thành tế bào mạch gỗ
0,25 0,25 0,25 b
- Hô hấp sáng gắn liền với nhóm thực vật C3 vì nhóm thực vật này khi sống
ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới trong điều kiện ánh sáng cao, nhiệt độ cao
phải tiết kiệm nước bằng cách giảm độ mở khí khổng làm cho sự trao đổi
vào trong gian bào và ôxi từ gian bào ra ngoài không khí
- Kết quả là tỉ lệ
2 2
O
CO xấp xỉ 10 lần và khi hàm lượng O2 cao đã kích thích enzim rubisco hoạt động theo hướng ôxi hóa phân giải ribulôzơ - 1,5 –
điphôtphat thành APG và AG APG đi vào quang hợp, còn AG chính là
nguyên liệu hô hấp sáng Hô hấp sáng không tạo ra năng lượng ATP, nhưng
lại tiêu tốn 30% - 50% sản phẩm quang hợp Quá trình này chỉ xảy ra ở
nhóm thực vật C3
(Thí sinh có thể giải thích cơ chế theo sơ đồ 3 bào quan tham gia cũng
được chấp nhận)
0,75
0,5
Câu 3 (4,0 điểm)
a Một nữ thanh niên bị bệnh phải cắt bỏ hai buồng trứng, hãy cho biết nồng độ hoocmôn tuyến yên trong máu biến động như thế nào? Chu kì kinh nguyệt bị ảnh hưởng ra sao? Giải thích
b Hoạt động của cơ tim khác cơ vân ở điểm nào và vì sao có sự sai khác đó?
c Ở một loài động vật, nhịp tim trung bình 50 lần/phút Trong một chu kỳ hoạt động của tim, tỉ lệ của các pha tương ứng là 1: 3: 4 Xác định thời gian tâm nhĩ và tâm thất được nghỉ ngơi
Trang 3Câu 3 Nội dung Điểm (4,0 đ)
a
Ở nữ thanh niên, khi bị cắt bỏ hai buồng trứng thì hoocmôn estrogen và
progesteron không được tiết ra → vùng dưới đồi và tuyến yên không bị ức chế
ngược → nồng độ FSH và
LH trong máu tăng lên
- Chu kì kinh nguyệt không diễn ra vì chu kì kinh nguyệt xảy ra là do estrogen và progesteron được buồng trứng tiết ra gây
phát triển và bong lớp niêm mạc tử cung kèm theo máu theo chu kì
b
* Hoạt động của cơ tim khác cơ vân:
* Nguyên nhân chủ yếu của sự sai khác trong hoạt động của cơ tim và cơ vân là
do cấu tạo cơ tim khác với cơ vân:
- Sợi cơ tim ngắn, phân nhánh và nối với nhau bằng các đĩa nối tạo nên một khối
hợp bào, khi cơ tim đạt ngưỡng kích thích thì lập tức co và co toàn bộ nhờ sự dẫn
truyền trực tiếp qua các đĩa nối
- Tế bào cơ vân là các tế bào riêng rẽ, có ngưỡng kích thích khác nhau Khi kích
thích nhẹ thì các tế bào có ngưỡng kích thích thấp sẽ co rút và số lượng tế bào
tham gia ít Khi kích thích mạnh thì tế bào có ngưỡng kích thích cao sẽ co và cả tế
bào có ngưỡng kích thích thấp cũng co, do đó số lượng tế bào cơ co nhiều hơn
c
- Thời gian của một chu kì tim: 60/50 = 1,2 s
- Thời gian của tâm nhĩ co: 1,2 : (1 + 3 + 4) = 0,15 s
- Thời gian của tâm thất co: 1,2 : (1 + 3 + 4) x3 = 0,45 s
- Thời gian tâm nhĩ được nghỉ ngơi: 1,2 – 0,15 = 1,05 s
- Thời gian tâm thất được nghỉ ngơi: 1,2 – 0,45 = 0,75 s
0,5 0,5
0,25
0,25
0,25
0,5
0,5
0,25 0,25 0,25 0,25 0,25
Câu 4 (2,0 điểm)
Hãy nêu các cơ chế phát sinh những biến dị di truyền ở sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân thực
(2,0 đ)
* Biến dị di truyền ở sinh vật nhân sơ có thể được phát sinh do các cơ
chế sau:
- Đột biến gen
- Cơ tim hoạt động theo quy luật “tất
cả hoặc không có gì”
- Cơ vân co mạnh hay yếu phụ thuộc vào cường độ kích thích (sau khi kích thích đã tới ngưỡng)
- Tim hoạt động tự động (không theo ý
muốn)
- Cơ vân hoạt động theo ý muốn
- Tim hoạt động theo chu kì (có thời
gian nghỉ đủ để đảm bảo sự phục hồi
khả năng hoạt động do thời gian trơ
tuyệt đối dài)
- Cơ vân chỉ hoạt động khi có kích thích, có thời kì trơ tuyệt đối ngắn
Trang 4- Truyền gen từ tế bào cho sang tế bào nhận qua vectơ (thể truyền) là
plasmit hay thể thực khuẩn
* Biến dị di truyền ở sinh vật nhân thực có thể được phát sinh do các cơ
chế sau:
- Đột biến (đột biến gen, đột biến nhiễm sắc thể)
- Biến dị tổ hợp:
+ Do cơ chế phân li độc lập và tổ hợp tự do của các nhiễm sắc thể hoặc
do sự hoán vị gen (sự trao đổi chéo giữa các crômatit trong cặp nhiễm
sắc thể tương đồng ở kì đầu của giảm phân I) xảy ra trong giảm phân.
+ Kết hợp với sự phối hợp ngẫu nhiên của các loại giao tử trong quá
trình thụ tinh
0,25 0,25
0,25 0,5 0,5
Câu 5 (2,0 điểm)
Vì sao động vật dưới nước ăn thực vật nổi thường cho năng suất cao hơn so với động vật có vú ở cạn ăn động vật?
(2,0 đ)
Động vật dưới nước ăn thực vật nổi thường cho năng suất cao hơn so với
động vật có vú ở cạn ăn động vật vì:
- Do sự chuyển hoá năng lượng từ thức ăn trong một khoảng thời gian
nhất định với cùng một khối lượng để xây dựng chất sống của bản thân ở
động vật dưới nước cao hơn động vật có vú ở cạn ăn động vật
- Động vật ở dưới nước ăn thực vật nổi là động vật biến nhiệt, không cần
một số năng lượng để điều hoà thân nhiệt, còn động vật có vú là động
vật đẳng nhiệt cần một số năng lượng khá lớn để duy trì thân nhiệt
- Động vật ăn thực vật nổi do thực vật nổi có khối lượng lớn, không di
chuyển nên chúng không tốn năng lượng để tìm bắt mồi, còn động vật có
vú ăn động vật phải tốn năng lượng để bắt mồi
- Do môi trường nước có điều kiện sinh thái ổn định
0,5
0,5
0, 5 0,5
Câu 6 (2,5 điểm)
Cho thỏ F1 có kiểu hình lông trắng, dài dị hợp tử về tất cả các gen giao phối với thỏ có kiểu hình lông trắng, ngắn được thế hệ F2 phân li theo tỉ lệ:
37,5% lông trắng, dài 10% lông xám, dài
37,5% lông trắng, ngắn 2,5% lông đen, dài
10% lông đen, ngắn 2,5% lông xám, ngắn
Biết rằng ở thỏ, gen quy định tính trạng nằm trên nhiễm sắc thể thường, tính trạng lông dài trội so với tính trạng lông ngắn và màu lông xám có kiểu gen đồng hợp tử lặn
Hãy biện luận và viết sơ đồ lai từ F1 đến F2
Trang 5Câu 6 Nội dung Điểm (2,5 đ)
* Xét sự phân li của từng cặp tính trạng ở F2:
Màu sắc lông:
- Trắng : đen : xám = 6 : 1 : 1 → F2 có 8 kiểu tổ hợp giao tử = 4 giao tử x
2 giao tử
- Vì F1 dị hợp tử về tất cả các gen → F1 cho 4 loại giao tử → F1 dị hợp tử 2
cặp gen → tính trạng màu sắc lông thỏ tuân theo quy luật di truyền tương
tác gen
Gọi 2 cặp gen quy định màu sắc lông là Aa và Bb
- Cơ thể đem lai với thỏ F1 cho 2 loại giao tử → cơ thể này dị hợp tử 1 cặp
gen
+ Các kiểu gen AABb và AaBB: không phù hợp vì F2 xuất hiện thỏ lông
xám (aabb)
→ kiểu gen của cơ thể đem lai với thỏ F1 có kiểu gen là Aabb hoặc aaBb
a Nếu cơ thể đem lai với thỏ F1 có kiểu gen Aabb
Sơ đồ lai:
F1 AaBb (trắng) x Aabb (trắng) (1)
F2 (3A - : 1aa)(1Bb : 1bb)
3A - Bb : 3A - bb : 1aaBb : 1aabb
Để F2 có tỉ lệ kiểu hình là 6 trắng : 1 đen : 1 xám thì quy ước gen phù hợp
là:
A – B -; A - bb: lông trắng
aaB - : lông đen
aabb: lông xám
Màu sắc lông có thể là kết quả của sự tương tác gen theo các tỉ lệ sau:
9 : 3 : 4 loại vì A – B -; A - bb: lông trắng
9 : 6 : 1
12 : 3 : 1 (thỏa mãn)
Quy ước:
gen A - át chế, gen a - không át chế
gen B - lông đen, gen b - lông xám
Kích thước lông:
Quy ước: gen D – lông dài, gen d – lông ngắn
F2 có tỉ lệ lông dài : lông ngắn = 1 : 1 → đúng với phép lai phân tích → F1
Dd x dd (2)
Từ (1) và (2) → thành phần gen của F1 AaBb, Dd
cá thể đem lai với F1 Aabb, dd
* Xét sự phân li kiểu hình về hai cặp tính trạng ở F2:
Nếu 3 cặp gen nằm trên 3 cặp nhiễm sắc thể tương đồng khác nhau thì tỉ lệ
kiểu hình ở F2 sẽ là (6 : 1 : 1)(1 : 1) = 6 : 6 : 1 : 1 : 1 : 1 ≠ 37,5% : 37,5 :
10% : 10% ; 2,5% ; 2,5% = 15 : 15 : 4 : 4 : 1 : 1
Vậy đã xảy ra hiện tượng cặp gen quy định kích thước lông liên kết không
0,25
0,25
0,25
0,25
Trang 6+ Nếu cặp gen Dd liên kết với cặp gen Aa:
→ Kiểu gen của cơ thể đem lai với F1 là adAdbb
2,5%
ad
bb
ad (xám, ngắn) = 50% ad b (gt của cơ thể đem lai với F1) x 5% ad b (gt của F1).
Giao tử ad b = 5% < 12,5% → Đây là giao tử hoán vị → kiểu gen và tần số
hoán vị gen của F1 là:
Ad Bb
Sơ đồ lai:
F1
Ad Bb
aD x
Ad
ad bb (GV viết sơ đồ lai cho kết quả không phù hợp giả thiết) – Loại trường hợp này
+ Vậy cặp gen Dd phải liên kết với cặp gen Bb:
Kiểu gen của cơ thể đem lai với F1 là Aa
bd bd
2,5% bdaa
bd (xám, ngắn) = 50% bd a (gt của cơ thể đem lai với F1) x 5% bd a (gt của F1).
Giao tử bd a = 5% < 12,5% → Đây là giao tử hoán vị → kiểu gen và tần số
hoán vị gen của F1 là:
Bd Aa
Sơ đồ lai của F1:
F1
Bd
Aa
bD (f =20%) x cơ thể đem lai với F1
Aa
bd bd
GF1
Bd A = Bd a = bD A = bD a = 20% bd A = bd a = 50%
BD A = bd A = BD a = bd a = 5%
F2
Bd A
= 20% = 20%Bd a = 20%bD A = 20%bD a BD A= 5% = 5%bd A BD a= 5% = 5%bd a
bd A
=
50%
Bd
AA
bd
= 10%
trắng,
ngắn
Bd Aa bd
= 10%
trắng, ngắn
bD AA bd
= 10%
trắng, dài
bD Aa bd
= 10%
trắng, dài
BD AA bd
=2,5%
trắng, dài
bd AA bd
= 2,5%
trắng, ngắn
BD Aa bd
= 2,5%
trắng, dài
bd Aa bd
= 2,5%
trắng, ngắn
bd a
=
50%
Bd
Aa
bd
= 10%
trắng,
ngắn
Bd aa bd
= 10%
đen, ngắn
bD Aa bd
= 10%
trắng, dài
bD aa bd
= 10%
xám, dài
BD Aa bd
=2,5%
trắng, dài
bd Aa bd
= 2,5%
trắng, ngắn
BD aa bd
= 2,5%
đen, dài
bd aa bd
= 2,5%
xám, ngắn
TLKH:
37,5% lông trắng, dài 10% lông xám, dài
37,5% lông trắng, ngắn 2,5% lông đen, dài
0,25
0,5
0,5
Trang 710% lông đen, ngắn 2,5% lông xám, ngắn
b Nếu cơ thể đem lai với thỏ F1 có kiểu gen aaBb
Biện luận tương tự ta có sơ đồ lai phù hợp là:
Sơ đồ lai của F1:
F1
Ad Bb
aD (f =20%) x cơ thể đem lai với F1
ad Bb ad
(GV chỉ cần chỉ ra sơ đồ lai phù hợp cho điểm tối đa)
0,25
Câu 7 (2,0 điểm)
Hiệu quả của chọn lọc tự nhiên phụ thuộc vào các yếu tố nào? Giải thích
(2,0 đ) - Phụ thuộc vào alen được chọn lọc là trội hay lặn Chọn lọc chống lạialen trội thì nhanh chóng làm thay đổi tần số alen của quần thể, vì alen
trội biểu hiện ra kiểu hình ngay ở trạng thái dị hợp Còn chọn lọc đào
thải alen lặn sẽ làm thay đổi tần số alen chậm hơn vì alen lặn chỉ bị đào
thải khi ở trạng thái đồng hợp tử
- Áp lực chọn lọc: nếu áp lực chọn lọc càng lớn thì tốc độ thay đổi tần số
alen càng cao và ngươc lại
- Loài sinh sản vô tính hay hữu tính: loài sinh sản hữu tính sẽ tạo ra
nhiều biến dị tổ hợp nên dễ thích nghi hơn khi điều kiện môi trường thay
đổi Còn loài sinh sản vô tính thì kém đa dạng hơn về di truyền nên khi
môi trường có biến động dễ bị chọn lọc tự nhiên đào thải hàng loạt
- Tốc độ sinh sản của loài: nếu loài sinh sản nhanh, vòng đời ngắn thì
hiệu quả chọn lọc sẽ nhanh hơn và ngược lại Ngoài ra hiệu quả chọn lọc
còn phụ thuộc vào loài đó là đơn bội hay lưỡng bội
Nếu là loài đơn bội thì tất cả các gen đều được biểu hiện ra kiểu hình nên
hiệu quả chọn lọc cũng nhanh hơn
0,5 0,5
0,5
0,5
Câu 8 (1,5 điểm)
a Trong một quần thể ngẫu phối ở trạng thái cân bằng di truyền, xét một lôcut có hai alen Tần số hai alen này là bao nhiêu để tần số kiểu gen dị hợp tử là cao nhất? Giải thích
b Công thức của định luật Hacđi - Vanbec áp dụng cho quần thể ngẫu phối ở trạng thái cân bằng, đối với một lôcut trên nhiễm sắc thể thường có 2 alen là:
p 2 (AA) + 2pq(Aa) + q 2(aa) = 1
(Trong đó p và q là tần số tương ứng của mỗi alen)
Công thức này sẽ được viết thế nào trong trường hợp lôcut gen nằm trên vùng không tương đồng của nhiễm sắc thể giới tính X (Xét ở loài giới đực là dị giao tử XY và tỉ lệ đực : cái = 1 : 1)
Trang 8(1,5 đ) Gọi p và q là tần số tương ứng của 2 alen A và a (p, q > 0; p + q = 1).
Theo định luật Hacđi -Vanbec, khi quần thể ở trạng thái cân bằng ta có:
p 2 (AA) + 2pq(Aa) + q 2(aa) = 1
Theo bất đẳng thức Côsi ta có p 2 + q 2 2pq
Vậy tần số kiểu gen dị hợp tử cao nhất khi 2pq = p 2 + q 2
p + q = 1
Giải hệ phương trình ta có p = q = 0,5 Vậy, khi tần số mỗi alen là 0,5 thì
tần số kiểu gen dị hợp tử là cao nhất
b
- Đối với một lôcut trên NST X có hai alen sẽ có tất cả 5 kiểu gen là
XAXA, XAXa, XaXa, XAY và XaY Các cá thể cái có hai alen trên NST X
khi chỉ → Xét trong phạm vi giới cái, tần số các kiểu gen XAXA, XAXa và
XaXa được tính giống như trường hợp các alen trên NST thường, nghĩa là
tần số các kiểu gen ở trạng thái cân bằng Hacđi - Vanbec sẽ là:
p 2XAXA + 2pqXAXa + q 2XaXa
- Các cá thể đực chỉ có một alen trên NST X nên tần số các kiểu gen ở
giới đực sẽ là pXAY và qXaY khi xét riêng trong phạm vi giới đực
- Vì tỉ lệ giới đực và giới cái bằng nhau, nên tỉ lệ các kiểu gen trên đây ở
mỗi giới sẽ giảm đi một nửa (x0,5) khi xét trong phạm vi toàn bộ quần
thể Vì vậy, ở trạng thái cân bằng Hacđi - Vanbec, công thức tính các
kiểu gen liên quan đến lôcut gen trên NST X gồm hai alen sẽ là:
0,5p 2XAXA + pq XAXa+ 0,5q 2 XaXa + 0,5pXAY)+ 0,5qXaY = 1
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25 0,25
-