Sưu tầm và tổng hợp đề thi học sinh giỏi môn Sinh học 12

Nội dung text: Sưu tầm và tổng hợp đề thi học sinh giỏi môn Sinh học 12

1. VÕ MINH ĐĂNG (Học sinh Trường THPT Chuyên Bạc Liêu) SƢU TẦM VÀ TỔNG HỢP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN SINH HỌC Lớp 10 Tháng 8/2022
2. LỜI NÓI ĐẦU Bộ tài liệu “Sƣu tầm và tổng hợp đề thi học sinh giỏi môn Sinh học – Tập hai” đƣợc biên soạn và chọn lọc đề thi từ các kỳ thi chọn học sinh giỏi (HSG) nhằm cung cấp thêm nguồn tài liệu cho các bạn có đam mê môn sinh học và hƣớng tới các kỳ thi HSG sắp tới. Mong rằng đây là tài liệu tham khảo hữu ích có thể giúp các bạn rèn luyện trong quá trình tự học. Tuy nhiên, trong quá trình sƣu tầm và biên soạn không thể tránh khỏi những sai sót nhất định, tác giả rất mong nhận đƣợc những góp ý từ bạn đọc để tài liệu này sẽ hoàn thành hơn. Xin chân thành cảm ơn! Tác giả Võ Minh Đăng
3. KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CÁC TRƢỜNG THPT CHUYÊN KHU VỰC DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ LẦN THỨ XIII, NĂM 2022 HƢỚNG DẪN CHẤM THI MÔN: SINH HỌC - LỚP 10 (HDC gồm 10 trang) Câu 1 (2,0 điểm) Ure và -mercaptoetanol là hai hợp chất gây biến tính protein. Để tìm hiểu cấu trúc bậc bốn của một phân tử protein, ngƣời ta tiến hành thí nghiệm xử lý phân tử protein này bằng hai hợp chất trên rồi tiến hành phân tích sản phẩm thu đƣợc. Kết quả thí nghiệm thu đƣợc nhƣ sau: Thí nghiệm 1: Khi xử lý bằng dung dịch ure 6M chỉ thu đƣợc hai protein có khối lƣợng tƣơng ứng là 100 kDa và 120 kDa. Thí nghiệm 2: Khi xử lý bằng dung dịch ure 6M bổ sung -mercaptoetanol thu đƣợc ba loại protein có khối lƣợng tƣơng ứng là 20kDa, 30 kDa và 50 kDa. Dựa vào kết quả thí nghiệm trên hãy cho biết: 1. Phân tử protein này có khối lƣợng bao nhiêu? 2. Phân tử protein này đƣợc cấu tạo từ bao nhiêu chuỗi polypeptit? Phân tích cụ thể các tiểu phần protein của phân tử protein nói trên. Biết -mercaptoetanol oxi hóa liên kết disulfide, trong khi ure phá vỡ tất cả các liên kết yếu (không phải liên kết cộng hóa trị) bên trong phân tử protein. Số lƣợng chuỗi polypeptit của phân tử này không quá 6 chuỗi. Ý Nội dung Điểm 1 1. Phân tử protein này có khối lƣợng: 100 + 120 = 220kDa. 0,5 2 2. Phân tử protein này đƣợc cấu tạo từ 6 chuỗi polypeptit. 0,5 Trƣờng hợp 1: - Tiểu phần protein 100 kDa đƣợc cấu tạo từ 3 chuỗi polypeptit: 1 chuỗi 50kDa, 1 chuỗi 30kDa, 1 chuỗi 20kDa. 0,5 - Tiểu phần protein 120 kDa đƣợc cấu tạo từ 3 chuỗi polypeptit: 2 chuỗi 50kDa, 1 chuỗi 20kDa. Trƣờng hợp 2: - Tiểu phần protein 100 kDa đƣợc cấu tạo từ 2 chuỗi polypeptit 50kDa. - Tiểu phần protein 120 kDa đƣợc cấu tạo từ 4 chuỗi polypeptit: 1 chuỗi 50kDa, 1 chuỗi 0,5 30kDa, 2 chuỗi 20kDa. Câu 2 (2,0 điểm) 2.1. Insulin là một loại prôtêin xuất bào của các tế bào  ở tiểu đảo Langerhans của tuyến tụy. Trong một nghiên cứu để tìm hiểu về hoạt động sinh tổng hợp insulin trong tế bào, các tế bào  đƣợc xử lý với axit amin lơxin đánh dấu phóng xạ (3H-lơxin) trong 30 phút, sau đó rửa sạch rồi tiếp tục ủ tế bào trong điều kiện chứa lơxin không đánh dấu phóng xạ. Hoạt độ phóng xạ ở các vị trí I, II và III trong tế bào  đƣợc đo liên tục suốt thí nghiệm, kết quả đƣợc mô tả ở Hình 2.1.
4. Hãy cho biết mỗi vị trí I, II và III tƣơng ứng với cấu trúc nào sau đây: màng sinh chất, lƣới nội chất, các túi nội bào từ bộ máy Gôngi, bộ máy Gôngi, ti thể? Giải thích. 2.2. Một nghiên cứu đƣợc tiến hành để so sánh 2 con đƣờng vận chuyển các phân tử ngoại bào: nhập bào nhờ thụ thể và ẩm bào. Ngƣời ta nuôi cấy một loại tế bào động vật trong môi trƣờng có bổ sung protein A hoặc protein B ở các nồng độ khác nhau. Kết quả là cả 2 loại protein đều đƣợc tìm thấy trong các túi vận chuyển nội bào (Hình 2.2 và Hình 2.3). Xác định mỗi loại protein trên đƣợc vận chuyển vào tế bào theo cơ chế nào? Giải thích. Hình 2.2 Hình 2.3 Ý Nội dung Điểm 2.1 + Xác định các vị trí: 0,25 Vị trí I: tƣơng ứng với bộ máy Gongi. Vị trí II: tƣơng ứng với lƣới nội chất. Vị trí III: tƣơng ứng với các túi nội bào từ bộ máy Gongi. + Giải thích: - Khi lơxin đƣợc đánh dấu phóng xạ vào trong tế bào, nó đƣợc sử dụng cho quá trình tổng hợp protein ở lƣới nội chất; sau đó sẽ đƣợc vận chuyển đến các cấu trúc tiếp theo 0,25 nên hoạt độ phóng xạ giảm dần theo thời gian→ tƣơng ứng với đồ thị II. - Protein tiết (insulin) đƣợc tổng hợp tại lƣới nội chất, biến đổi và hoàn thiện trong bộ máy Gongi, nên lúc đầu hoạt độ phóng xạ thấp sau đó tăng dần rồi lại tiếp tục giảm khi 0,25 insulin đã đƣợc chuyển vào trong các túi xuất bào vận chuyển đến màng sinh chất→ tƣơng ứng với đồ thị I. - Các túi xuất bào ở bộ máy Gongi khi có tín hiệu thích hợp, sẽ di chuyển và hòa nhập với màng sinh chất để xuất bào protein ra ngoài, do vậy hoạt độ phóng xạ ban đầu thấp 0,25 sau đó tăng dần theo thời gian→ tƣơng ứng với đồ thị III. 2.2 - Protein A đƣợc vận chuyển theo cơ chế nhập bào nhờ thụ thể. 0,25 - Vì tốc độ hấp thụ tăng lên và gần đạt đến tốc độ bão hoà thụ thể màng trên tế bào. 0,25 - Protein B đƣợc vận chuyển theo cơ chế ẩm bào. 0,25 - Vì tốc độ hấp thụ tăng tuyến tính phụ thuộc vào nồng độ protein B. Sự ẩm bào diễn ra 0,25 liên tục để đƣa các chất vào với tốc độ phụ thuộc vào nồng độ cơ chất. Câu 3 (2,0 điểm) Hình 3 mô phỏng một thí nghiệm đƣợc thực hiện vào năm 1960. Lúc đầu lục lạp đƣợc đặt trong dung dịch có pH = 4 để không gian trong strôma và tilacôit bị axit hóa. Sau đó chuyển sang trạng thái cơ bản (dung dịch pH = 8), điều này nhanh chóng làm tăng pH chất nền bằng 8, đồng thời có bổ sung ADP và Pi, lúc này tilacoid vẫn duy trì pH = 4. Hãy cho biết: 1. Trong thí nghiệm trên, ATP có đƣợc tổng hợp không? Giải thích.
5. 2. Có cần ánh sáng để thí nghiệm hoạt động không? 3. Điều gì sẽ xảy ra nếu nhƣ các bƣớc thí nghiệm vẫn tiến hành nhƣ trên, tuy nhiên ở bƣớc thứ nhất đặt trong pH = 8 và bƣớc thứ hai đặt trong pH = 4? 4. Chất dinitrophenol (DNP) có thể khuếch tán dễ dàng qua màng và giải phóng 1 proton vào chất nền lục lạp. Nếu bổ sung DNP trong thí nghiệm trên, thì quá trình tổng hợp ATP có xảy ra không? Giải thích. Ý Nội dung Điểm 1 - Có. 0,25 - Sự chuyển liên tiếp các bƣớc trong thí nghiệm đã tạo ra sự chênh lệch về nồng độ H+ giữa tilacoid với chất nền lục lạp. H+ sẽ chảy qua ATP synthetase hƣớng về phía chất nền 0,25 và tổng hợp ATP. 2 - Không cần. 0,25 - Vì các bƣớc của thí nghiệm đã tạo nên sự chênh lệch nồng động H+ bên trong tilacoid 0,25 cao hơn bên ngoài chất nền. Do đó thay thế cho ánh sáng và chuỗi truyền e. 3 - Không tạo ra ATP. 0,25 - Có sự chênh lệch H+ nhƣng sự chênh lệch ngƣợc với hƣớng của ATP synthetase. 0,25 4 - Có. 0,25 - Vì trong thí nghiệm sự chênh lệch nồng độ H+ không phụ thuộc vào chuỗi truyền 0,25 electron nên quá trình tổng hợp ATP vẫn diễn ra. Câu 4 (2,0 điểm) 4.1. Phân biệt cơ chế hoạt động của chất ức chế cạnh tranh và chất ức chế không cạnh tranh của enzyme. Succinate là cơ chất của enzyme succinate dehydrogenase. Malonate là một chất ức chế của enzyme này. Làm thế nào để xác định đƣợc malonate là chất ức chế cạnh tranh hay chất ức chế không cạnh tranh? 4.2. Vì sao electron không đƣợc truyền trực tiếp từ NADH và FADH2 tới O2 mà cần có chuỗi truyền điện tử trong hô hấp? Điều gì xảy ra nếu không có chuỗi truyền điện tử nhƣng có cơ chế làm giảm pH của xoang gian màng? Ý Nội dung Điểm 4.1 * Phân biệt: - Chất ức chế cạnh tranh: có cấu tạo hóa học và hình dạng khá giống với cơ chất. Khi 0,25 có mặt cả cơ chất và chất ức chế sẽ xảy ra sự cạnh tranh về trung tâm hoạt tính và dẫn đến kìm hãm hoạt động của enzyme. Do phức hệ enzyme - chất ức chế rất bền vững, nhƣ vậy không còn trung tâm hoạt động cho cơ chất nữa. - Chất ức chế không cạnh tranh: chúng không kết hợp với trung tâm hoạt tính của 0,25 enzyme mà kết hợp với enzyme gây nên các biến đổi gián tiếp hình thù trung tâm hoạt động làm nó không phù hợp với cấu hình của cơ chất. * Nhận biết 0,25 - Làm tăng nồng độ cơ chất (succinate), xem xét tốc độ của phản ứng tăng lên hay không. 0,25 - Nếu tốc độ phản ứng tăng lên thì malonate là một chất ức chế cạnh tranh. (HS có thể nêu thí nghiệm cụ thể, nếu đúng vẫn cho đủ điểm) 4.2 - Electron không đƣợc truyền trực tiếp từ NADH và FADH2 tới O2 mà cần có chuỗi
6. truyền điện tử trong hô hấp vì: + Khi truyền qua chuỗi truyền điện tử năng lƣợng đƣợc giải phóng từ từ từng phần nhỏ 0,25 qua nhiều chặng. + Nếu truyền trực tiếp sẽ xảy ra hiện tƣợng "bùng nổ nhiệt" đốt cháy tế bào. 0,25 - Quá trình tổng hợp ATP vẫn diễn ra vì khi pH xoang gian màng giảm thì nồng độ H+ 0,5 cao và nhƣ vậy phức hệ ATP - synthetase tiếp tục hoạt động theo cơ chế hóa thẩm. Câu 5 (2,0 điểm) 5.1. Ở một thí nghiệm, ngƣời ta gắn Bổ sung Loại bỏ Huỳnh Màng sinh chất protein phát huỳnh quang CFP (bƣớc sóng quang 1 (%) hấp thụ: 440nm, bƣớc sóng phát ra: 489 G Không có YFP βγ G nm) lên tiểu phần Gα của protein G, và α CFP YFP (bƣớc sóng hấp thụ: 490nm, bƣớc 2 sóng phát ra: 527nm) lên tiểu phần Gβγ. Thời gian (s) Hình 5.1 Nếu CFP và YFP ở gần nhau thì sẽ xảy ra Hình 5.2 hiện tƣợng truyền năng lƣợng huỳnh quang, theo đó, năng lƣợng phát ra từ CFP có thể đƣợc YFP hấp thụ (Hình 5.1). Chất độc của Vibrio cholerae (VT) gây mất khả năng phân giải GTP của Gα kích thích. Chất độc của Bordetalla pertussis (BT) gây mất khả năng giải phóng GDP của Gα ức chế. Các tế bào gắn huỳnh quang đƣợc nuôi trong môi trƣờng không bổ sung chất độc (đƣờng liền)/ có bổ sung VT/ có bổ sung BT. Bể nuôi đƣợc chiếu ánh sáng có bƣớc sóng 440nm. Kết quả đo huỳnh quang 527nm theo thời gian đƣợc thể hiện ở Hình 5.2. Biết Gα và Gβγ là các tiểu phần của protein G sẽ liên kết với nhau khi có mặt GDP. a. Đƣờng nào ở Hình 5.2 thể hiện môi trƣờng có bổ sung VT và môi trƣờng có bổ sung BT? Giải thích. b. VT và BT dù có cách tác động khác nhau nhƣng đều gây ra sự tăng nồng độ cAMP trong tế bào. Giải thích vì sao 2 chất độc trên lại giống nhau về hậu quả tác động? Ý Nội dung Điểm 5.1 a. - VT gây mất khả năng phân giải GTP của Gα, khiến cho Gα luôn tách ra khỏi Gβγ, nên 0,25 không xảy ra sự truyền năng lƣợng huỳnh quang khi loại bỏ chất gắn. Nhƣ vậy, đƣờng số 2 thể hiện môi trƣờng có bổ sung VT. - BT gây mất khả năng giải phóng GDP của Gα, khiến cho Gα và Gβγ luôn gắn với nhau, 0,25 nên sự bổ sung chất gắn không làm giảm sự truyền năng lƣợng huỳnh quang. Nhƣ vậy, đƣờng số 1 thể hiện môi trƣờng có bổ sung BT. b. - VT gây mất khả năng phân giải GTP của Gα kích thích, khiến Gα kích thích luôn ở trạng 0,25 thái hoạt động, dẫn đến sự hoạt hóa liên tục adenylyl cyclase → tăng nồng độ cAMP 0,25 - BT gây mất khả năng giải phóng GDP của Gα ức chế, khiến Gα ức chế luôn ở trạng thái bất hoạt, dẫn đến sự hoạt hóa liên tục adenylyl cyclase → tăng nồng độ cAMP. 5.2. Quan sát 3 thí nghiệm đƣợc bố trí nhƣ Hình 5.3: a. Các thí nghiệm đó minh họa cho quá trình nào? Hãy viết phƣơng trình phản ứng của quá trình đó. b. Sau một thời gian sẽ thấy hiện tƣợng gì xảy ra ở thí nghiệm 1, thí nghiệm 2, thí nghiệm 3? Giải thích. c. Dùng các nguyên liệu, dụng cụ nhƣ trên, em hãy bố
7. trí thí nghiệm khác để chứng minh những hiện tƣợng đã xảy ra ở các thí nghiệm trên là do quá trình sống gây nên. Hình 5.3 Ý Nội dung Điểm 5.2 a. Các thí nghiệm trên đều minh họa cho quá trình lên men rƣợu từ dung dịch glucose 0,25 bởi nấm men. + Phƣơng trình phản ứng: C6H12O6 > 2C2H5OH + 2CO2 + Q b. Hiện tƣợng: + TN 1: Bóng cao su phồng dần lên do khí CO2 tạo ra từ phản ứng bay vào ống. 0,5 + TN 2: Do phản ứng tỏa nhiệt nên nhiệt độ ở nhiệt kế tăng lên. + TN 3: Cốc nƣớc vôi trong hóa đục do khí CO2 tạo ra từ phản ứng sục vào. (HS giải thích đúng 1 ý không được điểm; 2 ý được 0,25 điểm) c. Thí nghiệm: Đun sôi dung dịch trên để làm chết men rƣợu sẽ không còn xảy ra 3 hiện 0,25 tƣợng trên → chứng minh đƣợc các hiện tƣợng trên là do quá trình sống gây nên. Câu 6 (2,0 điểm) Thí nghiệm đƣợc thực hiện để tìm hiểu tác dụng ức chế chu kỳ tế bào của hai loại thuốc X và Y ứng dụng để điều trị ung thƣ trực tràng. Mẫu đối chứng đƣợc lấy từ biểu mô trực tràng của ngƣời bình thƣờng; các mẫu thí nghiệm 1 và 2 đƣợc lấy từ biểu mô khối u của ngƣời bị ung thƣ trực tràng đƣợc bổ sung với một trong hai thuốc X và Y. Lƣợng ADN tƣơng đối của mỗi tế bào đƣợc đo bằng kĩ thuật huỳnh quang. Hình 6 thể hiện tỉ lệ số tế bào trong mẫu đối chứng và các mẫu thí nghiệm với lƣợng ADN khác nhau. Dựa vào kết quả ở hình 6, hãy cho biết: 1. Mỗi pha của chu kỳ tế bào (G1, S, G2, M) nằm trong đoạn nào (A, B, C) ở Hình 6? Giải thích. 2. Cho biết thuốc X ức chế hoàn toàn một pha của chu kỳ tế bào, thuốc Y chỉ giới hạn tốc độ vƣợt qua một điểm chốt của chu kỳ tế bào. a. Mẫu nào trong hai mẫu 1 và 2 là mẫu thí nghiệm đƣợc bổ sung thuốc X và Y? Giải thích. b. Thuốc X ức chế pha nào của chu kỳ tế bào? Giải thích. c. Thuốc Y giới hạn tốc độ vƣợt qua điểm chốt nào của chu kỳ tế bào? Giải thích. Ý Nội dung Điểm 1 - Pha G1 thuộc đoạn A. Bởi vì ADN trong tế bào chƣa bắt đầu sao chép → lƣợng ADN tƣơng đối của tế bào ở trạng thái chƣa nhân đôi. 0,25 - Pha S thuộc đoạn B. Bởi vì ADN trong tế bào đang đƣợc sao chép → lƣợng ADN tƣơng đối của tế bào ở giữa trạng thái chƣa nhân đôi và nhân đôi hoàn tất. 0,25 - Pha G2 và M thuộc đoạn C. Bởi vì ADN trong tế bào đã sao chép hoàn tất nhƣng chƣa phân chia cho tế bào con → lƣợng ADN tƣơng đối của tế bào ở trạng thái nhân đôi. 0,5 2 - Mẫu 1 đƣợc bổ sung thuốc Y. Bởi vì có thể quan sát đƣợc tế bào ở tất cả các giai đoạn 0,25 của chu kỳ tế bào → tế bào không bị ngừng lại ở pha nào của chu kỳ tế bào.
8. - Mẫu 2 đƣợc bổ sung thuốc X. Bởi vì không thể quan sát đƣợc tế bào ở pha G2 và M 0,25 → tế bào bị ngừng lại trƣớc khi bƣớc vào pha G2 và M. - Thuốc X ức chế pha S của chu kỳ tế bào → tế bào bị ngừng lại ở pha S. Bởi vì không 0,25 quan sát thấy có tế bào nào ở pha G2 và M. - Thuốc Y giới hạn tốc độ vƣợt qua điểm chốt G2/M của chu kỳ tế bào. Bởi vì có thể quan sát thấy thời gian pha G2 và M bị kéo dài (tỉ lệ số tế bào ở pha G2 và M tăng, số 0,25 tế bào ở pha G1 giảm). Câu 7 (2,0 điểm) 7.1. Cho thành phần môi trƣờng I gồm: H2O, NaCl, CaCl2, MgSO4, (NH4)2SO4, KH2PO4. Hãy xác định kiểu dinh dƣỡng của các chủng vi khuẩn (A, B, C) từ bảng dữ liệu sau: Môi trƣờng Điều kiện Chủng vi khuẩn nuôi cấy nuôi cấy A B C không có ánh không có khuẩn không có khuẩn I + nƣớc chiết thịt có khuẩn lạc sáng lạc lạc không có ánh không có khuẩn không có khuẩn I + sục CO có khuẩn lạc 2 sáng lạc lạc không có khuẩn không có khuẩn I + sục CO chiếu sáng có khuẩn lạc 2 lạc lạc 7.2. Ba ống nghiệm X, Y và Z lần lƣợt chứa vi khuẩn Escherichia coli (Gram âm), Baclillus subtilis (Gram dƣơng) và Mycoplasma mycoides (không có thành tế bào) với cùng mật độ (106 tế bào/mL) trong dung dịch đẳng trƣơng. Bổ sung lizozim vào cả ba ống nghiệm, ủ ở 37oC trong 1 giờ. Tiếp tục bổ sung thực khuẩn thể gây độc đặc hiệu cho từng loại vi khuẩn vào ống X, Y, Z và ủ ở 37oC trong 1 giờ. Sau đó, tế bào vi khuẩn đƣợc li tâm và rửa lại nhiều lần rồi đƣợc cấy trải trên đĩa petri chứa môi trƣờng thạch phù hợp cho sinh trƣởng, phát triển và phục hồi thành tế bào của cả ba loại vi khuẩn (đĩa X, Y và Z), ủ ở 37oC trong 24 giờ. Hãy cho biết khả năng mọc của vi khuẩn và sự hình thành vết tan trên mỗi đĩa petri. Ý Nội dung Điểm 7.1 Xác định kiểu dinh dưỡng: - Chủng A: tạo khuẩn lạc trong môi trƣờng cần chất hữu cơ và không có ánh sáng → kiểu dinh dƣỡng là hóa dị dƣỡng. - Chủng B: tạo khuẩn lạc trong môi trƣờng cần CO2 và không có ánh sáng → kiểu dinh 1,0 dƣỡng là hóa tự dƣỡng. - Chủng C: tạo khuẩn lạc trong môi trƣờng cần CO2 và cần ánh sáng → kiểu dinh dƣỡng là quang tự dƣỡng. (Đúng 1 ý đạt 0,25đ; đúng 2 ý đạt 0,5đ; đúng 3 ý mới đạt 1,0đ) 7.2 Đĩa X: + Vi khuẩn Escherichia coli (G-) không bị tác động của lizozim khuẩn lạc hình thành. + Bổ sung thực khuẩn thể đặc hiệu xâm nhập và nhân lên trong tế bào vi khuẩn xuất 1,0 hiện vết tan. Đĩa Y: + Vi khuẩn Baclillus subtilis (G+) bị tác động của lizozim phá thành đặt trong
9. điều kiện phù hợp phục hồi thành hình thành khuẩn lạc. + Bổ sung thực khuẩn thể đặc hiệu trƣớc khi phục hồi thành thực khuẩn thể không xâm nhập vào tế bào vi khuẩn không xuất hiện vết tan. Đĩa Z: + Vi khuẩn Mycoplasma mycoides (không thành) không bị tác động của lizozim khuẩn lạc hình thành. + Bổ sung thực khuẩn thể đặc hiệu xâm nhập và nhân lên trong tế bào vi khuẩn xuất hiện vết tan. (Đúng 1 ý đạt 0,25đ; đúng 2 ý đạt 0,5đ; đúng 3 ý mới đạt 1,0đ) Câu 8 (2,0 điểm) Để nghiên cứu quá trình ứng dụng thu sinh khối vi sinh vật đối với từng loại sản phẩm khác nhau, ngƣời ta nuôi cấy hai loài vi khuẩn Streptomyces rimosus (thu kháng sinh tetracylin) và Propionibacterium shermanii (thu vitamin B12) Hình 8.1 Hình 8.2 vào từng môi trƣờng với điều kiện dinh dƣỡng thích hợp ở 300C. Đƣờng cong sinh trƣởng của từng loài vi khuẩn và sự biến đổi về hàm lƣợng sản phẩm đƣợc thể hiện ở Hình 8.1 và Hình 8.2. 1. Xác định đồ thị biểu diễn sự sinh trƣởng của mỗi loài vi khuẩn. Giải thích. 2. Để thu đƣợc sinh khối tối đa cần phải nuôi cấy mỗi loài trong điều kiện nào? Giải thích. 3. Vi khuẩn trong tự nhiên sinh ra các sản phẩm trao đổi chất chỉ ở mức độ cần thiết. Ở một số chủng đột biến, ngƣời ta thu đƣợc sản phẩm trao đổi chất ở mức cao hơn do sai hỏng trong cơ chế điều hòa. Những chủng này đƣợc coi là những chủng có năng suất cao và đƣợc dùng trong sản xuất công nghiệp. Các chủng vi khuẩn này có thể mang đột biến nào? Ý Nội dung Điểm 1 - Hình 8.1 – tƣơng ứng với vi khuẩn Propionibacterium shermanii. 0,25 - Vì vitamin B12 là chất cần thiết cho quá trình sinh trƣởng của vi khuẩn (cofactor của 0,25 nhiều loại enzim tổng hợp ADN và chuyển hoá axit amin), chủ yếu đƣợc tạo ra trong giai đoạn vi khuẩn đang sinh trƣởng và phát triển mạnh. Do vậy lƣợng vitamin B12 tăng mạnh ở pha luỹ thừa và ít thay đổi nhiều ở pha cân bằng, đây là đặc điểm của đồ thị Hình 8.1. - Hình 8.2 - tƣơng ứng với vi khuẩn Streptomyces rimosus. 0,25 - Tetracylin là sản phẩm không cần thiết cho sự sinh trƣởng của vi khuẩn (làm ức chế 0,25 hoạt động của vi khuẩn khác và gia tăng khả năng cạnh tranh), thƣờng đƣợc tạo ra sau khi pha sinh trƣởng đã kết thúc. Do vậy lƣợng tetracylin thƣờng không thay đổi trong các pha sinh trƣởng và bắt đầu tăng mạnh ở pha cân bằng, đây là đặc điểm của đồ thị Hình 8.2. 2 - Streptomyces rimosus tạo ra kháng sinh tetracylin là sản phẩm tạo ra chủ yếu ở pha 0,25 cân bằng (sản phẩm trao đổi chất bậc 2).
10. Trong nuôi cấy liên tục không có pha cân bằng do đó cần nuôi cấy Streptomyces rimosus bằng phƣơng pháp nuôi cấy không liên tục để thu đƣợc lƣợng sản phẩm đối đa. - Propionibacterium shermanii tạo ra vitamin B12 là sản phẩm gắn liền với sự sinh trƣởng, do đó muốn thu sinh khối tối đa từ vi khuẩn cần nuôi cấy trong điều kiện nuôi 0,25 cấy liên tục (không có pha cân bằng, pha luỹ thừa kéo dài liên tục). 3 Các chủng vi khuẩn có thể mang đột biến: - Mất khả năng ức chế ngƣợc bằng điều hoà dị lập thể của enzyme (enzyme vẫn có 0,25 khả năng xúc tác). - Mất khả năng điều hoà biểu hiện gen tổng hợp enzyme (luôn tạo ra enzyme ngay cả 0,25 khi không cần thiết). (Thí sinh có thể nêu ý khác đúng và hợp lý vẫn cho điểm tối đa). Câu 9 (2,0 điểm) Virus Z gây hội chứng viêm đƣờng hô hấp ở ngƣời. Để kiểm tra giả thuyết cho rằng sự lây nhiễm của virus Z xảy ra thông qua sự bám đặc hiệu vào thụ thể X, ngƣời ta tiến hành thí nghiệm trên một số dòng tế bào có hoặc không biểu hiện thụ thể này, sau đó theo dõi sự xâm nhập của virus. Sự có mặt của thụ thể X và vỏ ngoài của virus đƣợc phát hiện lần lƣợt qua kháng thể gắn huỳnh quang lục và đỏ. Kết quả thí ghiệm đƣợc thể hiện ở bảng bên. 1. Virus lây nhiễm đƣợc vào những dòng tế bào nào? Giải thích. 2. Kết quả thu đƣợc có ủng hộ giả thuyết X là thụ thể của virus không? Giải thích. 3. Biết rằng virus có vật chất di truyền là RNA (+) và phiên mã tổng hợp mRNA từ khuôn RNA hệ gene của chúng. Trình bày giai đoạn sinh tổng hợp của virus sau khi xâm nhập vào tế bào. 4. Gần đây, thuốc rememdesivir (có bản chất tƣơng tự nucleotide nhƣng không có đầu 3‟-OH) đang đƣợc phát triển và thử nghiệm trong điều trị virus Z cũng nhƣ nhiều loại virus RNA khác. a. Hãy giải thích cơ chế tác động của thuốc. b. Đặc điểm nào ở các virus RNA làm thuốc có hiệu quả cao? Đặc điểm đó đem lại ƣu thế nào cho virus không? Giải thích. Ý Nội dung Điểm 1 Virus lây nhiễm đƣợc vào tế bào hela chuyển gene, dơi và cầy hƣơng. 0,25 Vì các tế bào này cho kết quả huỳnh quang vàng sau khi bổ sung virus là kết quả pha trộn của xanh lá cây và đỏ. (Dòng tế bào hela gốc, lợn gà và chuột sau khi lây nhiễm 0,25 không có tin hiệu huỳnh quang đỏ chứng tỏ virus không lây nhiễm được vào các dòng tế bào này). 2 Có. Vì virus không thể lây nhiễm vào tế bào không biểu hiện X nhƣng có thể xâm 0,25 nhập vào hầu hết các tế bào biểu hiện X. 3 - Virus trực tiếp sử dụng RNA (+) làm khuôn và nguyên liệu của tế bào chủ để dịch 0,25 mã các thành phần của virus nhƣ vỏ capsid, gai glycoprotein - Virus sử dụng enzyme RNA polymerase phụ thuộc RNA của virus để tổng hợp RNA
11. (-) từ RNA (+), các RNA (-) đƣợc sử dụng để làm khuôn tổng hợp RNA (+) là bộ 0,25 gene mới của virus. 4 a. Vì có bản chất tƣơng tự nucleotide trên remedesivir có thể dễ dàng gắn vào chuỗi 0,25 polynucleotide trong quá trình tổng hợp RNA dẫn đến ngừng tổng hợp RNA (do không thể bổ sung thêm nucleotide mới vì thiếu đầu 3‟-OH) → Ức chế tái bản bộ gene của virus. (HS chỉ cần nêu ức chế quá trình tổng hợp RNA hệ gene virus là được điểm). b. - Đặc điểm chung của các virus RNA (bao gồm cả virus Z) này là enzyme RNA 0,25 polymerase phụ thuộc RNA virus không có hoạt tính sửa sai. - Đặc điểm này cũng đem lại lợi thế cho virus vì tần số đột biến cao → Dễ dàng tiến 0,25 hóa thành các chủng mới kháng thuốc hoặc vô hiệu hóa vaccine cũ. Câu 10 (2,0 điểm) Đồ thị Hình 10.1 mô tả sự thay đổi mức kháng thể của ngƣời bị nhiễm SARS-CoV-2. Ngƣời ta căn cứ vào sự có mặt của các kháng thể để làm các test nhanh nhằm kiểm tra ngƣời nghi bị nhiễm SARS-CoV-2. 1. Tại sao các test nhanh dựa trên kháng thể thƣờng có độ chính xác không cao? Hình 10.1 2. Có 4 ngƣời nghi bị nhiễm SARS-CoV-2, họ đƣợc lấy mẫu và test nhanh kết quả nhƣ Hình 10.2: C: Đối chứng G: IgG M: IgM Nếu chỉ căn cứ vào kháng thể, thì khả năng cao nhất ngƣời nào không bị nhiễm SARS-CoV-2, ngƣời nào dƣơng tính với SARS-CoV-2? Hình 10.2 Ý Nội dung Điểm 1 - Vì lấy mẫu test vào thời điểm ủ bệnh thƣờng cho kết quả âm tính. (Dựa vào sơ đồ từ 0,5 ngày -14 đến ngày -7).
12. - Nếu lấy mẫu trúng vào thời điểm từ ngày 14 trở đi thì lƣợng kháng thể giảm nên khả 0,25 năng cho kết quả không chính xác. 0,25 - Có thể cho kết quả dƣơng tính giả vì ngƣời đƣợc lấy mẫu bị nhiễm virus khác. 2 - (I) âm tính vì không có kháng thể IgM và IgG. 0,25 - (II) dƣơng tính với IgG vì đã có kháng thể IgG, có thể dễ nhầm lẫn với ngƣời đã 0,25 khỏi bệnh. - (III) dƣơng tính với IgM vì đã có kháng thể IgM, có thể nhầm lẫn với các virus khác. 0,25 - (IV) dƣơng tính với IgG và IgM vì đã có 2 kháng thể IgG và IgM → ngƣời 4 là có 0,25 khả năng mắc cao nhất vì có cả IgG và IgM.
13. SỞ GD VÀ ĐT YÊN BÁI KỲ THI HỌC SINH GIỎI CÁC TRƢỜNG THPT CHUYÊN TRƢỜNG THPT CHUYÊN KHU VỰC DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ NGUYỄN TẤT THÀNH LẦN THỨ XII, NĂM HỌC 2018 - 2019 ĐỀ ĐỀ XUẤT ĐỀ THI MÔN: SINH HỌC 10 (Đề thi gồm 03 trang) Thời gian: 180 phút Câu 1. Thành phần hoá học của tế bào (2,0 điểm). 1. Ở sinh vật nhân thực, các phân tử ARN kích thƣớc nhỏ có vai trò gì đối với hoạt động của tế bào? 2. Cho hỗn hợp các chất sau: α glucozo, β glucozo, axit amin, fructozo, ribozo, glyxerol, axit béo, bazo nito, deoxiribozo. Từ các hợp chất trên có thể tổng hợp đƣợc các phân tử, cấu trúc nào trong các phân tử, cấu trúc sau: tinh bột, xenlulozo, photpholipit, triglixerit, ADN, lactozo, ARN, saccarozo, chuỗi polipeptit? Giải thích? Vì sao không tổng hợp đƣợc các phân tử, cấu trúc còn lại? (Biết có đầy đủ các enzim hình thành các liên kết hóa trị giữa các cấu trúc) Câu 2. Cấu trúc tế bào (2,0 điểm). 1. a. Ở cơ thể ngƣời, tế bào nào chứa nhiều ti thể nhất? Tế bào nào không cần ti thể? b. Khi uống nhiều rƣợu hoặc uống thuốc quá liều thì loại tế bào nào, bào quan nào trong cơ thể ngƣời phải tích cực làm việc để khử độc cho tế bào của cơ thể? Hãy cho biết cơ chế khử độc của bào quan đó? 2. Cho tế bào vi khuẩn, tế bào thực vật, tế bào hồng cầu vào dung dịch đẳng trƣơng có lizôzim. Có hiện tƣợng gì xảy ra với mỗi loại tế bào trong dung dịch trên. Giải thích? Câu 3. Chuyển hoá vật chất và năng lƣợng trong tế bào (đồng hoá) (2,0 điểm). a. Phân biệt hệ thống quang hóa I và hệ thống quang hóa II trong pha sáng của quang hợp về trung tâm phản ứng, thành phần của chuỗi vận chuyển điện tử, con đƣờng vận chuyển điện tử và sản phẩm. b. Dƣới đây là sơ đồ tổng hợp chất hữu cơ trong pha tối của cây mía: 2 3 3 chu trình Canvin 5 CO2 CO2 1 4 4 ATP I II - Cho biết tên của chu trình trên. Vị trí xảy ra quá trình I và quá trình II trong tế bào. - Viết tên các chất từ số 1 đến số 5 trên sơ đồ. Chỉ rõ mỗi chất chứa bao nhiêu nguyên tử cacbon. - Nếu đƣa cây mía trồng ở nơi có khí hậu ôn hòa, nhiệt độ và ánh sáng vừa phải thì chúng có tổng hợp chất hữu cơ theo con đƣờng trên không? Tại sao? Câu 4. Chuyển hoá vật chất và năng lƣợng trong tế bào (dị hoá) (2,0 điểm). 1. Cho hình sau đây:
14. Biết hình 1 thể hiện enzim hoạt động bình thƣờng. Nêu điểm khác nhau cơ bản về sự tác động của chất X và chất Y đến hoạt động của enzim trong hình 2 và hình 3. Bằng cách nào có thể xác định một chất Z tác động đến enzim giống nhƣ chất X hay chất Y? 2. a. Vì sao trong chuỗi truyền điện tử của hô hấp tế bào, điện tử không đƣợc truyền từ NADH, FADH2 tới ngay ôxi mà phải qua một dãy truyền electron? + b. Trong tế bào nhân thực, sự biến đổi thuận nghịch NAD  NADH diễn ra ở những quá trình sinh học nào? Giải thích. Câu 5. Truyền tin tế bào + Phƣơng án thực hành (2,0 điểm). a. - Trong tế bào động vật, ion Ca2+ đƣợc sử dụng nhiều hơn cả cAMP trong vai trò của hệ thống tín hiệu thứ hai. Con đƣờng truyền tín hiệu này có sự tham gia của các phân tử quan trọng nhƣ inositol triphosphates (IP3) và diacylglycerol (DAG). Chỉ ra 2 vị trí trong tế bào chất mà ở đó duy trì nồng độ cao của ion Ca2+? - Epinephrin kích thích phân giải glycogen bằng cách hoạt hóa enzim glycogen phosphorylaza trong bào tƣơng. Nếu epinephrin đƣợc trộn với glycogen phosphorylaza và glycogen trong ống nghiệm thì glucozo -1- phosphat có đƣợc tạo ra không? Tại sao? b. Có một mẫu thực phẩm chứa saccarôzơ và lòng trắng trứng đƣợc đựng trong ống nghiệm. Dựa vào một số phép thử sau hãy cho biết mẫu thực phẩm trên tƣơng ứng với mẫu thí nghiệm nào? Giải thích. Thuốc thử Mẫu số 1 Mẫu số 2 Mẫu số 3 Mẫu số 4 Dung dịch iôt Nâu Nâu Xanh đen Xanh đen Dung dịch Benedict Đỏ gạch Xanh da trời Xanh da trời Đỏ gạch Phản ứng Biuret Tím Tím Xanh da trời Tím Câu 6. Phân bào (2,0 điểm). 1. Trong chu kì tế bào động vật có những điểm kiểm soát nào? Trình bày vai trò của các điểm kiểm soát đó? 2. a. Một tế bào sinh tinh có kiểu gen AaBb tiến hành giảm phân bình thƣờng theo lí thuyết sẽ thu đƣợc mấy loại giao tử? Viết kiểu gen của các loại giao tử đó? b. Nêu 3 sự kiện chỉ xảy ra trong quá trình phân bào giảm phân dẫn đến sự đa dạng di truyền mà không xảy ra trong phân bào nguyên phân? Giải thích? Câu 7. Cấu trúc, chuyển hoá vật chất của vi sinh vật (2,0 điểm). 1. Hiện tƣợng gì sẽ xảy ra khi đƣa tế bào trực khuẩn cỏ khô, vi khuẩn sinh metan, vi khuẩn E.coli, mycoplasma vào dung dịch nhƣợc trƣơng có lizozim? 2. Để nghiên cứu kiểu hô hấp của 3 loại vi khuẩn A, B, C ngƣời ta đƣa chúng vào các ống nghiệm không đậy nắp với môi trƣờng nuôi cấy phù hợp, vô trùng. Sau 48 giờ ngƣời ta quan sát thấy ở các ống nhƣ sau:
15. * Xác định kiểu hô hấp của mỗi loại vi khuẩn A, B, C. * Hãy giải thích vì sao vi khuẩn C không phát triển ở phần trên ống nghiệm, trong khi vi khuẩn A và B lại phát triển ở đó? Câu 8. Sinh trƣởng, sinh sản của vi sinh vật (2,0 điểm). 1. Để nghiên cứu nhu cầu dinh dƣỡng và kiểu hô hấp của một loại vi khuẩn ngƣời ta nuôi cấy chúng trong môi trƣờng dịch thể ở 3 ống nghiệm chứa các thành phần khác nhau: - Ống nghiệm1: Các chất vô cơ + đƣờng glucozơ - Ống nghiệm 2: Các chất vô cơ + đƣờng glucozơ + nƣớc chiết thịt bò - Ống nghiệm 3: Các chất vô cơ + đƣờng glucozơ + nƣớc chiết thịt bò + KNO3 Sau khi nuôi ở nhiệt độ thích hợp, kết quả thu đƣợc nhƣ sau: - Ở ống nghiệm 1: Vi khuẩn không phát triển. - Ở ống nghiệm 2: Vi khuẩn phát triển ở mặt thoáng ống nghiệm - Ở ống nghiệm 3: Vi khuẩn phát triển ở toàn bộ ống nghiệm a. Môi trƣờng trong các ống nghiệm 1, 2,3 là loại môi trƣờng gì? b. Nƣớc chiết thịt bò có vai trò đối với vi khuẩn trên? c. Kiểu hô hấp của vi khuẩn trên là gì? Con đƣờng phân giải Glucozo và chất nhận e cuối cùng là gì? d. Lấy 1 giọt dịch nuôi cấy lên lam kính, sau đó nhỏ H2O2 sẽ có hiện tƣợng gì? Vì sao? 2. a. Nội bào tử là gì? Đây có phải là hình thức sinh sản của vi khuẩn hay không? Vì sao? b. Vì sao sau khi rửa rau sống nên ngâm 5-10 phút trong nƣớc muối hoặc thuốc tím pha loãng? Câu 9. Virut (2,0 điểm). 1. Phân biệt chu trình tiềm tan và chu trình tan ở virut. Tại sao virut HIV chỉ kí sinh trong tế bào bạch cầu Limphô T-CD4 ở ngƣời? 2. Bằng cách gây đột biến, ngƣời ta có thể tạo ra các tế bào hồng cầu của ngƣời mang thụ thể CD4 trên bề mặt. Điều gì sẽ xảy ra nếu đƣa các tế bào này vào bệnh nhân nhiễm HIV? Câu 10. Bệnh truyền nhiễm, miễm dịch (2,0 điểm). a. Trình bày sự khác biệt giữa bổ thể và interferon (IFN). b. Trong đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào, hãy phân biệt cơ chế tác động của tế bào T độc (Tc) và tế bào giết (K). Tại sao cơ thể đã có tế bào Tc rồi mà vẫn cần tế bào K? Câu Nội dung Điểm 1 1. (2đ) - ARN nhân kích thƣớc nhỏ tham gia cấu trúc nên phực hệ cắt nối intron và exon. 0,25 - Trong phức hệ cắt nối, các ARN này thể hiện hoạt tính lyzozim cắt các vùng biên của intron và nối các exon tạo ARN hoàn chỉnh. 0,25 - ARN kích thƣớc nhỏ kết hợp với các loại protein tạo thành miARN tham gia điều hòa hoạt động của gen. 0,25 - ARN kích thƣớc nhỏ kế hợp với các protein tao thành các ciARN tham gia điều hòa
16. hoạt động của gen và biến đổi cấu trúc chất nhiễm sắc. 0,25 2. - Các phân tử, cấu trúc có thể tổng hợp đƣợc: + tinh bột: vì có các đơn phân là α glucôzơ + xenlulôzơ: vì có các đơn phân là β glucôzơ + triglixerit: vì có hai thành phần là glixerol và axit béo + saccarôzơ: vì có đơn phân là α glucôzơ 1 + chuỗi polipeptit: vì có các đơn phân là axit amin - Các phân tử, cấu trúc không tổng hợp đƣợc: photpholipit, ADN, ARN Vì: thiếu nhóm photphat. 2 1. a. – Ti thể là bào quan sản sinh năng lƣợng, do đó tế bào có nhiều ti thể là tế bào hoạt (2đ) động mạnh nhất. Tế bào cơ (cơ tim), tế bào gan, vùng nào cần nhiều năng lƣợng thì tập 0,5 trung nhiều ti thể nhất. - Tế bào hồng cầu không cần ti thể, không tiêu tốn oxi trong ti thể vì năng lƣợng cần cho vận chuyển lấy từ đƣờng phân (2ATP). b. - Loại tế bào: gan - Hai loại bào quan thực hiện chức năng khử độc cho tế bào là lƣới nội chất trơn và 0,5 peroxixôm. - Cơ chế khử độc: + Lƣới nội chất trơn thƣờng khử độc thuốc và chất độc bằng cách bổ sung nhóm hyđrôxin (-OH) vào các phân tử thuốc và chất độc làm cho chúng dễ tan hơn và dễ bị 0,5 đẩy ra khỏi cơ thể. + Peroxixôm khử độc rƣợu và các chất độc khác bằng cách truyền hiđrô từ chất độc đến ôxi tạo ra H2O2, chất này lập tức đƣợc enzim catalaza xúc tác chuyển thành H2O. 2. Trong dung dịch đẳng trƣơng: do dung dịch có thế nƣớc tƣơng đƣơng dịch bào nên lƣợng nƣớc đi ra, đi vào tế bào bằng nhau - Tế bào thực vật, tế bào hồng cầu không thay đổi đặc điểm do lizozim không tác động tới cấu trúc của hai loại tế bào này. 0,5 - Tế bào vi khuẩn bị lizozim phá hủy thành tế bào nên mất hình dạng ban đầu, trở thành dạng hình cầu trong dung dịch. 3 a. * Phân biệt hệ thống quang hóa I và hệ thống quang hóa II (2đ) Điểm hân biệt Quang hoá I Quang hoá II 0,25/ý Trung tâm phản ứng Diệp lục P700 Diệp lục P680 Thành phần chuỗi vận feredoxin, xitocrom B6, plastoquinon, plastoxyanin, chuyển điện tử xitocrom f xitocrom f Con đƣờng vận chuyển Theo con đƣờng vòng Theo con đƣờng không iện tử hoặc không vòng vòng Không vòng: NADPH, ATP, O Sản phẩm 2 Vòng: ATP b. Tên chu trình: cố định CO2 ở thực vật C4 (Hatch – Slack). I. Xảy ra trong lục lạp tế bào mô giậu; II. xảy ra trong lục lạp tế bào mô giậu 1. Photpho enol pyruvic (PEP) chứa 3C; 2. Axit oxalo axetic (AOA) có 4C 0,25 3. Axit malic (AM) có 4C; 4: Axit piruvic có 3C; 5: Gluco có 6C