Đề tham khảo ôn thi HSG Sinh học 12 (Tự luận) có đáp án - Đề 10

Trong một thí nghiệm, DNA từ sáu loài thực vật trong chi Vicia và từ E. coli với một lượng như nhau đã được biến tính bằng đun nóng và cắt thành những mảnh nhỏ (W. Y. Chooi. 1971). Biểu đồ hình 1 cho thấy kết quả hồi tính của thí nghiệm này.

Hình 1.

a. Nhận xét gì về tốc độ hồi tính DNA của E.coli với chi Vicia? Giải thích

b. Lưu ý rằng, đối với mỗi loài trong chi Vicia, tốc độ hồi tính nhanh hơn nhiều trong giờ đầu tiên và sau đó chậm lại. Điều gì có thể gây ra sự hồi tính nhanh chóng ở giai đoạn đầu và sự chậm lại ở giai đoạn tiếp theo?

Một trình tự tăng cường (enhencer) được bao quanh bởi bốn gene (A, B, C và D), như thể hiện trong sơ đồ dưới đây. Trình tự ngăn cách (insulator) nằm giữa gene C và gene D. Trên cơ sở hình 2, hãy cho biết enhencer nhiều khả năng sẽ thúc đẩy sự phiên mã của gene nào nhất? Giải thích

Gene A

Gene B

Enhancer

Gene C

Insulator

Gene D

Hình 2. Cấu trúc 4 gene A, B, C và D cùng các trình tự Enhencer, Insulator

- Enhencer tác động lên gene đích của nó theo hướng thúc đẩy phiên mã. Hoạt động enhencer đối với vùng khởi động của gene bị ngăn chặn khi insulator nằm giữa gene và enhencer.

- Quan sát hình ta thấy, insulator nằm giữa enhencer và gene D. Vì vậy, sự phiên mã của gene D không được thúc đẩy.

- Ngược lại, giữa enhencer và các gene A,B và C không có insulator nên nhiều khả năng sự phiên mã của các gene A,B,C được thúc đẩy bởi enhencer.

Có sáu đột biến (chúng ta sẽ gọi là a, b, c, d, e, f) và thực hiện một thử nghiệm bổ sung giữa chúng để xem liệu có bất kỳ đột biến nào trong cùng một gene hay không. Thu được các kết quả sau (trong đó + là kiểu dại và - là đột biến).

a. Dựa vào các đột biến a,b,c,e,f hãy xác định có ít nhất bao nhiêu locus và đột biến nào liên quan đến từng locus.

b. Giải thích sự xuất hiện đột biến d.

Ở động vật có vú, trong mỗi tế bào của cơ thể cái thường có một NST X bị bất hoạt một cách ngẫu nhiên ở giai đoạn sớm của quá trình phát triển gọi là thể Barr. Ở người, quá trình bất hoạt NST X có sự tham gia của hơn 1000 gene. Quá trình bất hoạt này là cần thiết cho việc cân bằng mức độ biểu hiện của các gene nằm trên NST X giữa cơ thể đực và cơ thể cái. Manh mối quan trọng dẫn tới cơ chế bất hoạt NST X đến từ việc phân lập được cDNA của các gene A, B và C nằm trên NST X của người. Sự biểu hiện của những gene này được nghiên cứu ở ba nhóm đối tượng:

Nhóm 1: Gồm các tế bào của nam giới và phụ nữ bình thường (kiểu gene XX, XY) Nhóm 2: Gồm các tế bào của nam giới và phụ nữ có số lượng NST X bất thường (kiểu gene XO, XXY, XXXXX và XXXXY)

Nhóm 3: Gồm các dòng tế bào dung hợp giữa tế bào người và tế bào chuột có chứa một NST X của người bị bất hoạt (Xi) hoặc có chứa một NST X của người ở trạng thái hoạt động (Xa).

Gregor Mendel đã mô tả sự di truyền của hình dạng hạt đậu trơn và nhăn. Ông chỉ ra rằng kiểu hình trơn (R) là trội hoàn toàn so với kiểu hình nhăn (r).

Sau đó khoảng 135 năm, gene SBE1 kiểu dại và allele đột biến xuất hiện do một yếu tố di truyền vận động chèn vào gene SBE1 kiểu dại được phát hiện là nguyên nhân gây ra kiểu hình nhăn. Gene SBE1 mã hóa cho một loại enzyme tham gia vào quá trình sinh tổng hợp tinh bột. So với hạt trơn, hạt nhăn có hàm lượng đường sucrose cao hơn và hàm lượng tinh bột thấp hơn.

Trong phản ứng PCR, một cặp mồi liên kết vào hai vùng biên (biên phải và biên trái) của vị trí chèn yếu tố di truyền vận động, được dùng để khuếch đại mẫu DNA thu được từ hệ gene. Các sản phẩm PCR được phân tích bằng điện di trên gel agarose.

Một nhà di truyền học đã thực hiện 2 phép lai độc lập (I và II) giữa hai cặp cây đậu Hà Lan. 30 cây lai thu từ mỗi phép lai được phân tích bằng phản ứng PCR nêu trên. Mỗi làn điện di trên gel ở Hình 5 đại diện cho một cây lai thế hệ con.

*Ghi chú**: Mũi tên hướng xuống chỉ chiều điện di*

Hình 5

a. Trong mỗi làn điện di, băng của allele quy định kiểu hình hạt nhăn là băng 1 hay băng 2? Giải thích.

b. Quy ước: R quy định hạt trơn, r quy định hạt nhăn. Hãy xác định kiểu gene của cặp bố mẹ ở mỗi phép lai I và II. Sử dụng kết quả điện di sản phẩm PCR để chứng minh.

c. Trong phép lai I, mức độ hoạt động của enzyme SBE1 ở cây 2 sẽ cao hơn hay thấp hơn ở cây 3? Giải thích.

Một cặp vợ chồng bình thường sinh ra người con đầu lòng bị mắc một bệnh di truyền hiếm gặp do một gene quy định nằm trên NST thường. Tần suất người bị bệnh trong quần thể cân bằng di truyền là 1%. Người ta xác định được các allele của gene quy định kiểu hình bình thường và bị bệnh cho từng thành viên trong gia đình ở bảng 6:

Bảng 6: Thống kê allele của các thành viên

a. Gene gây bệnh di truyền hiếm gặp trên do gene lặn hay gene trội và đó là allele nào trong số các allele?

b. Trong quần thể chỉ có 4 allele này, người con thứ hai lớn lên và lập gia đình với người bình thường, xác suất con của họ bị bệnh hiếm gặp là bao nhiêu?

c. Giả sử trong quần thể xuất hiện một bệnh di truyền hiếm gặp mới do gene quy định nhưng chưa rõ gene trội hay gene lặn. Hãy đưa ra hai cách xác định cơ sở di truyền của bệnh này.

Anthocyanin (AC) là sắc tố tạo màu sắc cánh hoa và được sử dụng làm chất tạo màu an toàn trong công nghiệp thực phẩm. Cho cây mẹ thuần chủng có anthocyanin (+AC) lai với cây bố thuần chủng không có anthocyanin (-AC), F1 thu được đồng loạt cây +AC. Cho các cây F1 lai với nhau, thế hệ F2 thu được xấp xỉ 56% cây +AC và 44% cây -AC. Biết rằng, ở loài cây này tồn tại gene I, khi gene này bị đột biến thành Im có khả năng khôi phục lại chức năng của gene lặn tham gia vào con đường sinh tổng hợp AC tạo sắc tố như bình thường. Gene I nằm trên NST thường khác với gene quy định sắc tố AC và không có tác động át chế sự biểu hiện kiểu hình của gene trội khác.

a. Hãy biện luận vai trò của các gặp gene, quy luật di truyền chi phối và viết sơ đồ lai từ P đến F2. Biết rằng, không xảy ra đột biến gene và mọi diễn biến của quá trình giảm phân, thụ tinh ở các cây này đều diễn ra bình thường.

b. Trồng một cây có các cặp gene đồng hợp lặn. Khi cây ra hoa lại có kiểu hình +AC. Giải thích sự xuất hiện kiểu hình +AC ở cây này.

Hai quần thể rắn nước thuộc cùng một loài có số lượng cá thể rất lớn. Quần thể I sống trong môi trường đất ngập nước có số cá thể gấp 3 lần số cá thể của quần thể II sống trong hồ nước. Biết rằng, gene quy định tính trạng màu sắc vảy có hai allele: allele A quy định có sọc trên thân là trội hoàn toàn so với allele a quy định không sọc; quần thể I có tần số allele A là 0,8; quần thể II có tần số allele a là 0,3.

a. Do hai khu vực sống gần nhau, nên 25% cá thể của quần thể đất ngập nước di cư sang khu vực hồ và có 20% cá thể từ hồ di cư sang khu đất ngập nước. Việc di cư này diễn ra đồng thời trong thời gian ngắn và cũng không làm thay đổi sức sống, sức sinh sản của các cá thể. Hãy tính tần số các allele của hai quần thể sau khi di - nhập cư.

b. Người ta đào một con mương lớn nối liền khu đất ngập nước với hồ nước nên các cá thể của hai quần thể dễ dàng di chuyển qua lại và giao phối ngẫu nhiên tạo thành một quần thể mới. Biết rằng quần thể mới không chịu tác động của bất kỳ nhân tố tiến hóa nào. Hãy tính tần số các allele và thành phần kiểu gene của nó sau một mùa sinh sản.

c. Khi môi trường sống thay đổi, kiểu hình không sọc trở nên bất lợi và bị chọn lọc tự nhiên loại bỏ hoàn toàn. Nhưng sau nhiều thế hệ, người ta vẫn quan sát thấy cá thể rắn không sọc xuất hiện dù rất hiếm. Biết rằng quần thể không chịu tác động của nhân tố tiến hóa nào khác. Hãy giải thích hiện tượng trên.

a. Có một nhóm cá thể của quần thể A sống trong đất liền, di cư đến một hòn đảo (chưa bao giờ có loài này sinh sống) cách ly hoàn toàn với quần thể ban đầu hình thành nên một quần thể mới gọi là quần thể B. Sau một thời gian sinh trưởng kích thước của quần thể B tương đương với quần thể A nhưng tần số allele X của quần thể B lại rất khác với tần số allele X (vốn rất thấp) ở quần thể A.

- Hãy giải thích các nguyên nhân dẫn đến sự khác biệt về tần số allele X giữa hai quần thể A và B?

- Nêu hai nguyên nhân chính gây nên sự khác biệt về tần số allele X giữa hai quần thể A và B? Giải thích.

b. Dựa vào lý thuyết tiến hóa, hãy giải thích vì sao một quần thể động vật sinh sản hữu tính sau khi bị suy giảm số lượng quá mức do yếu tố ngẫu nhiên, được phục hồi số lượng như ban đầu nhưng vẫn có nguy cơ bị tuyệt chủng?

a. Bảng dưới đây cho biết sự thay đổi tỉ lệ sinh và tỉ lệ tử vong, tỉ lệ di cư và tỉ lệ nhập cư của một quần thể động vật từ năm 1980 đến năm 2000:

Dựa vào thông tin ở bảng trên, hãy vẽ đồ thị phản ánh tỉ lệ tăng trưởng của quần thể động vật đó trong khoảng thời gian từ 1980 đến năm 2000.

b. Khi tính sinh khối của một hệ sinh thái ở hai thời điểm khác nhau, người ta xây dựng được hai hình tháp A và B dưới đây. Ở tháp A, sinh vật sản xuất có sinh khối là 2 g/m$^{2}$, sinh vật tiêu thụ bậc 1 có sinh khối là 10 g/m$^{2}$, sinh vật tiêu thụ bậc 2 có sinh khối là 3 g/m$^{2}$. Ở tháp B sinh khối tương ứng với các bậc dinh dưỡng lần lượt là 100 g/m$^{2}$, 12 g/m$^{2}$ và 5 g/m$^{2}$.

Chú thích: 1: Sinh vật sản xuất; 2: Sinh vật tiêu thụ bậc 1; 3: Sinh vật tiêu thụ bậc 2

Dựa vào các số liệu ở hai hình tháp A và B, cho biết đây là hệ sinh thái trên cạn hay dưới nước? Hình tháp A và B tương ứng với hệ sinh thái ở mùa nào? Giải thích.