Đề tham khảo ôn thi HSG Sinh học 12 (Tự luận) có đáp án - Đề 7
10 câu hỏi
Các nhà khoa học đang nghiên cứu nhằm xác định điểm khởi đầu phiên mã của một gene mới được phát hiện gần đây bằng hai phương pháp giải trình tự Sanger và kéo dài mồi được mô tả ở Hình 1.1 có sử dụng mồi đánh dấu phóng xạ (nhằm xác định vị trí của băng trên bản điện di). Trong phương pháp kéo dài mồi, mẫu mRNA của gene được chia làm 2 phần, một phần sẽ được kéo dài trong điều kiện có yếu tố phiên mã X (+X), một phần không có yếu tố phiên mã X (-X), ở cả 2 phương pháp mồi sử dụng đều là mồi DNA được tổng hợp nhân tạo và liên kết bổ sung với đầu 3’ của mạch DNA trong giải trình tự Sanger. Kết quả của 2 phương pháp được thể hiện ở Hình 1.2.
Hãy trả lời các ý hỏi sau:
a. Trong phương pháp giải trình tự Sanger sử dụng bao nhiêu loại nucleotide? Giải thích.
b. Có bao nhiêu điểm khởi đầu phiên mã ở gene này? Xác định trình tự 10 nucleotide đầu tiên của các loại mRNA được phiên mã từ gene đang nghiên cứu? Giải thích và nêu cách xác định trình tự.
c. Xác định vai trò của yếu tố phiên mã X trong điều hòa phiên mã của gene này? Giải thích.
d. Để tổng hợp cDNA, người ta cần phải tách chiết mRNA trong tế bào chất sau đó dùng mồi và enzyme phiên mã ngược (RT - reverse transcriptase) để tổng hợp mạch DNA bổ sung. Nếu muốn tạo cDNA của nhiều gene cùng lúc ta nên dùng mồi như thế nào, nếu chỉ tạo cDNA của 1 gene xác định thì nên dùng mồi như thế nào?
1.a | TrongphươngphápgiảitrìnhtựSangercầnsửdụng8loạinudạngtriphosphategồm 4loại deoxyribonuA,T,G,C và4loạidideoxyribonuA,T,G,C |
1.b | - Có2điểmkhởiđầuphiênmã(TSS)ởgenenàydocó 2băngxuất hiệnkhisửdụngphương phápkéo dàimồi→có 2loạimRNAcó kíchthướckhácnhau đượcphiênmãtừ2vịtríTSS khác nhau trong đó có 1 vịtríTSS được dùng nhiều hơn (chủ yếu) cho băng đậm hơn.
- Trìnhtự nu: + mRNAngắnhơn:5’CUCAUGACUC3’ +mRNAdàihơn:5’AUAUUCUCAU3’
|
| - Giảithích: + Do mồi gắn với đầu 3’ của DNA nên khi giải trình tự sẽ ra 1 mạch DNA có chiều 5’- 3’ chính là mạch khuôn → đọctừdưới lên ta sẽ được trình tự mạch khuôn theo chiều 5’- 3’ → trình tự mRNA sẽ bổ sung với trình tự mạch khuôn. + Đối chiếu vị trí của băng ở phương pháp giải trình tự mồi và giải trình tự sanger, sự trùng băng sẽ xảyrakhigiảitrìnhtựđếnđiểmkhởiđầu phiênmã→đọctrìnhtự mRNAbằngcách đốichiếu vị trítrùng nhau → chuyển trình tự sang trình tự bổ sung và viết theo chiều 5’-3’. |
1.c | X không có vaitròtrong điều hòa phiên mã ở gene nàydo kết quảphương pháp kéo dàimồi khi có X và không có X là như nhau và đều chỉ cho 2 băng. |
1.d | - Nếutạo cDNAcủa nhiều gene thìsử dụng mồipolyT giúp gắnđược vớinhiều loạimRNA do trong tế bào nhân thực, RNA được cải biến gắn polyA. - NếutạocDNAcủa 1gene xác địnhthìcầnsử dụngmồicótrìnhtự bổsungvớitrìnhtự đặc hiệuđầu 3’củamRNAcủagene. |
Một chủng kiểu dại của nấm men Pichia pastoris là dạng nguyên dưỡng. Từ việc nuôi chủng này, người ta thu được nhiều thể đột biến khuyết dưỡng, mỗi dạng đều cần histidin bổ sung để sinh trưởng được. Thử nghiệm enzyme cho thấy mỗi chủng đều không thể tổng hợp được enzyme histidinol dehydrogenasebìnhthườngcókíchthước92kDa,làenzymexúctácchobướccuốicùngcủaconđường sinh tổng hợp histidin. Phân tích chủng kiểu dại và các chủng đột biến bằng các kĩthuật sinh học phân tử. Từ các kết quả dưới đây hãy xác định bản chất của mỗi đột biến gây ra kiểu hình trên trong mỗi trường hợp từ a đến d:
a. Thựchiệnkĩthuật Southern blot,tiến hànhcắt DNAhệgene vớiHindIII, sử dụng một exonhoàn chỉnhcủaallelekiểudạilàmmẫudò đánhdấu. Mẫudòđượclaivớimàng nitrocellulose ở410C. Chấm tín hiệu cho biết có một băng kíchthước 4.3kb ở chủng kiểu dại, nhưng ở thể đột biến không quan sát thấy băng này.
b. Trongtrườnghợpnày,Southernblotchocácbăng4.3kbởcảchủngkiểudạivàchủngđộtbiến.Tuy nhiên,NorthenblottiếnhànhvớimRNAtáchtừtếbào,sửdụngvớicùngmẫudò,chobiếtcómộtbăng2,6kb ởchủngkiểudại,nhưngkhôngpháthiệnđượcbăngtrênmẫutừchủngđộtbiến.
c. Trongtrườnghợpnày,cảSouthernblot vàNorthenblot chủngkiểudạivàchủngđộtbiếnđềucho kếtquảgiốngnhau. Tuynhiên, Westernblotproteintổngsốtừtếbào đượcthựchiện. Trongđó,điệndi proteinvàsửdụnghuyếtthanhmiễndịchtừthỏđượcgâymiễndịchvớiproteinhistidinolhehydrogenase kiểu dại tinh sạch. Các chủng kiểu dại và chủng đột biến thể hiện mức độ bắt màu của băng có kích thước 92 kDa. Tiếp theo, một blottương tựđược dò vớikháng thể đơndòng, vớienzyme được mua từ hãng Rockland Immunochemical, Inc. Băng 92 kDa được quan sát ở chủng kiểu dại, nhưng không thể phát hiện được ở chủng đột biến.
d. Trongtrườnghợp này,cảSouthernblot vàNorthenblot vàWesternblot vớicáckhángthểđadòng và khángthểđơndòngđềuchokếtquảgiốngnhaugiữachủngđộtbiếnvàchủngkiểudại.
2.a | - Southern blot giúp phát hiện ra các đoạn DNA mục tiêu nhờ mẫu dò đặc hiệu. Kết quả thínghiệmchobiếtsửdụngmộtexonhoànchỉnhcủaallelekiểudạilàmmẫudòđánhdấu kết quảcó mộtbăngkíchthước4.3kbởchủngkiểudại, nhưngởthểđộtbiếnkhôngquan sátthấybăngnày->thểđộtbiến bị mất1 đoạn4.3kb->không tổnghợpđượcenzyme histidinoldehydrogenasebìnhthường |
2.b | - Northen blot giúp phát hiện mRNA mục tiêu nhờ mẫu dò đặc hiệu. Kết quả thínghiệm chothấyDNAcủachủngđộtbiếnlàbìnhthườngnhưngmRNAcủachủngđộtbiếnkhông có băng 2,6kb -> chứng tỏ mRNA trưởng thành của chủng đột biến bị mất 1 đoạn tương đương với 2,6kb. - Chủng đột biếnđã bịđột biếnởtrìnhtựbiêncủa intron – exon->khicắt nốiexonđã bị mất 1 đoạn exon tương đương với 2,6kb => không tổng hợp được enzyme histidinol dehydrogenase bình thường. |
2.c | - Westernblotlàkĩthuậtgiúppháthiệnproteinmụctiêukhilaiproteinvớiprotein(kháng nguyênvớikhángthể).KếtquảthínghiệmchothấyDNA, mRNAcủachủngđộtbiếnđều bình thường. - Khilaiproteincủachủngđộtbiếnvớikhángthểđadòng(cóthểliênkếtvớinhiềuepitop của các kháng nguyên khác nhau) -> vẫn phát hiện thấy băng 92kDa -> chứng tỏ chủng đột biến vẫn tổng hợp được protein enzyme. - Khilaiproteincủachủngđột biếnvớikháng thể đơndòng (liênkếtvớiepitopđặc hiệu) ->khôngpháthiệnthấybăng92kDaởchủngđộtbiến->chứngtỏproteincủachủngđột biến bịthayđổicấutrúc ởmiền liên kếtkhángnguyên khángthể (thayđổicấutrúc của quyết định khángnguyên epitop) và sựthayđổicấutrúccủa miềnproteinnàylàm chochủngđộtbiếnkhôngtạorađượcđượcenzymehistidinoldehydrogenasebìnhthường |
2.d | - Southern blot và Northen blot và Western blot vớicác kháng thể đa dòng và kháng thể đơn dòng đều cho kết quả giống nhau giữa chủng đột biến và chủng kiểu dại chứng tỏ chủng đột biến vẫn tổng hợp được protein enzyme nhưng enzyme này không hoạt độngchứcnăng->khảnăngđãbịđộtbiếnlàmthaythếaminoacidtrongproteinvà aminoacidnàynằmởmiền chứcnăngquantrọngcủaprotein. |
Hội chứng NST X dễ gẫy di truyền trên NST X của người do bất thường số lượng trình tự lặp [CGG] ở thượng nguồn gen FMR-1 gây ra. Người bình thường có số lượng trình tự lặp [CGG] thấp hơn 55 lần; người có số lần lặp trên 200 lần được xem là mắc hội chứng NST X dễ gẫy. Hình 3 thể hiện kết quả multiplex PCR (khuếch đại đa mồi) đặc hiệu với vùng thượng nguồn gene FMR-1 đối với 2 bệnh nhân suy giảm trí tuệ A và B.
a. Vì sao số lượng trình tự lặp [CGG] ở thượng nguồn của gene FMR-1 lại có thể ảnh hưởng đến khả năng mắc hội chứng NST X dễ gẫy.
b. Cóthểdựđoánnguyênnhândẫnđếnsuy giảm trí tuệở2bệnhnhântrêncóliênquan đến hội chứng NST X dễ gẫy không? Trong trường hợp không thể dự đoán chính xác, cần thực hiện thêm xét nghiệm gì để kết luận?
b. Vì sao hội chứng NST X dễ gẫy có sự biểu hiện kiểu hình bệnh đa dạng hơn so với nhiều hội chứng di truyền khác?
Vì khi đoạn lặp CGG tăng lên sẽ thu hút hoạt động của enzyme Metyl hoá gắn nhóm - CH3 làm NST đóng xoắn chặt => Gene không được biểu hiện không tạo ra Protein. |
- Ở bệnh nhân B đoạn lặp lớn hơn 250 lần => Chứng tỏ người này mắc hộichứng NST X dễ gãy do gene FMR1 tắt biểu hiện và gây suy giảm trí nhớ. - Ởbệnh nhânAtrìnhtựđoạnlặp CGGlà90 lầncao hơnbìnhthườngnhưng nhỏhơn250 lần =>Khôngkhẳngđịnhđượcchính xác nguyênnhângâysuygiảmtrínhớ ởbệnhnhânAlàdo X dễ gãy - CáchkiểmtrabệnhnhânA:KiểmtramứcbiểuhiệncủageneFMR1thôngqualượngmARN : +NếulượngmRNAcủa genenàytạora giảm=>Chứng tỏliênquanhộichứngX dễ gãy + Nếu hàm lượng mRNA không thay đổi thì sự suy giảm trí nhớ không liên quan hội chứng NST X dễ gãy mà là do nguyên nhân khác |
SựbiểuhiệnKHđadạnghơn: - SốđoạnlặpCGGởmỗingườilàkhácnhau=>mứcđộbệnhbiểuhiệnlàkhácnhau.Sốđoạn lặp CGG càng lớn thì mức biểu hiện bệnh càng nặng và ngược lại - LàhộichứngnằmtrênNSTXmứcbiểuhiệnbệnhkhácnhautrênnamvànữ:Vìởnữ1trong 2 NST X bị bất hoạt trong khi X ở nam 100% biểu hiện - SốlượngtếbàomangđộtbiếnlặpCGGcànglớnthìbệnhbiểuhiệncàngnặngvàngượclại |
Ở ruồi giấm Drosophila, màu sắc thân do gene nằm trên đầu mút NST X quy định trong đó allele kiểu dại quy định kiểu hình thân xám, allele đột biến quy định kiểu hình thân vàng. Trong một thí nghiệm, các con ruồiđực được chiếu xạ tia X, sau chiếu xạ các con ruồi này được đem lai với ruồicái thânvàng. Kết quảlaichothấyhầuhết conđựcởđờilaicó màuthânvàng, nhưngtronghàngngàncon ruồi ở F1có hai con ruồi đực đặc biệt có màu thân xám. Khi cho lai hai con ruồi này với ruồi cái thân vàng, F2thu được đời con như sau:
Phéplai1:Ruồiđựcxám(1)xruồicáivàng.Kếtquả F2được100%cáivàng:100%đực xám.
Phép lai 2: Ruồiđực xám(2) xruồicái vàng. Kết quảF2được1/4 cáivàng: 1/4 cáixám: 1/4 đựcvàng: 1/4 đực xám.
ĐưaragiảthuyếtvềsựxuấthiệncủaconruồiđựcthânxámF1vàgiảithíchkếtquảcủahaiphéplaitrên.
*Giảthuyết
- TH1:ConđựcP có sựchuyểnđoạnNSTmang genequyđịnh thânxámđếnNST Y→ Đực xámF1nhậnYmangallelekiểudạiquyđịnhthânxám,nhậnXmangalleleđộtbiếnquyđịnh thân vàng từ P → hình thành con đực F1 mang kiểu hình thân xám.
- TH2: ConđựcP có thểcó sựchuyểnđoạnNST sang NST thường → Conđựcthân xám F1 sẽ mang kiểu gene dị hợp về allele thân xám trên NST thường (1 NST có, 1 NST không có allele) → kiểu gene dị hợp chuyển đoạn trên NST biểu hiện kiểu hình thân xám.
*Giảithích:
quyước:A1: thânxám,A2:thân vàng,theobàiraA1làtrộisovới A2.
F1: XA2XA2,XA2Y->đasốconđựcF1có thânvàng
-Phéplai1:
+ConđựcF1thânxámhìnhthànhdo chuyểnđoạnNST mangallele A1sangY F1: X- YA1 (đực xám) x XA2XA2 (cái vàng)
F2:1/2X-XA2(1/2cáivàng) :1/2XA2YA1(1/2đựcxám)
- Phéplai2:
+ConđựcF1thânxámhìnhthànhdo chuyểnđoạnNST mangallele A1sangNSTthường F1: A1- X- Y (đực xám) x -- XA2XA2 (cái vàng)
F2:1/4A1-X-XA2:1/4A1-XA2Y:1/4--X-XA2:1/4--XA2Y
F2: 1/4cáivàng:1/4 cáixám:1/4 đựcvàng:1/4 đựcxám.(phùhợpkếtquả)
Cây hoa phấn (Mirabilis Jalapa) có các đốm lá xanh và trắng xen kẽ nhau. Một thí nghiệm lai đã được thực hiệngiữa những bông hoatrêncành màu xanh, cành màu trắng hoặc cànhđốmvớihạt phấn từ các cành màu xanh, màu trắng hoặc cành đốm, kiểu hình của nhánh cây mang hạt phấn, kiểu hình nhánh cây mang bầu nhụy và kết quả lai được mô tả ở Bảng 4.
Hãytrảlờicácýhỏisau:
a. Tính trạng màu lá di truyền qua các thế hệ như thế nào? Tại sao khi lai với nhụy từ cây mang cành đốm, cây con lại có nhiều loại lá khác nhau trên cùng 1 cây? Giải thích.
b. Trên một cây hoa phấn đốm có thể có nhiều màu lá khác nhau, so sánh xác suất để một cành trên cây chỉ có một màu lá hoặc xanh hoặc trắng ở những cành gần gốc và những cành gần ngọn?
a.- Tính trạng màu lá di truyền theo dòng mẹ (di truyền tế bào chất) do kiểu hình cây con giống kiểu hình của cây mang bầu nhụy (mẹ), bản chất là do hạt phấn ít mang tế bào chất nên hầu hết gene: từ lục lạp, ty thể sẽ là từ mẹ.
- Vì sự phân chia tế bào chất là ngẫu nhiên, các cây có cành đốm trong tế bào có cả 2 loại allele nên trong quá trình phát triển, các ty thể, lục lạp sẽ được phân chia ngẫu nhiên dẫn đến có những tế bào chỉ chứa 1 loại allele, có những tế bào sẽ chứa cả 2 → nhiều màu sắc lá khác nhau trên cùng 1 cây.
b.- Cành gần ngọn có xác suất 1 màu lá cao hơn.
- Giải thích: Những cành gần ngọn là những cành được phát sinh muộn hay hợp tử ban đầu cần phải trải qua nhiều lần phân chia hơn. Vì sự phân chia tế bào chất ngẫu nhiên nên trải qua càng nhiều lần thì xác suất để có 1 loại allele càng cao → càng dễ có 1 màu lá.
1. Ở cừu, tính trạng có sừng biểu hiện phụ thuộc giới tính: Kiểu gene BB qui định có sừng; Bb quy định có sừng ở giới đực, không sừng ở giới cái; bb qui định không có sừng. Trong một đàn cừu cân bằng di truyền, tỉ lệ cừu không sừng là 40%. Các nhà chọn giống không thích những con cừu có sừng, do vậy, họ đã loại bỏ các con có sừng ra khỏi quần thể, chỉ cho những con không sừng giao phối tự do với nhau. Tính theo lí thuyết, tỉ lệ cừu không sừng sinh ra ở đời con là bao nhiêu?
2. Ở một quần thể kích thước lớn của một loài giao phối ngẫu nhiên, xét một locus chỉ có hai allele A và a. Hệ số chọn lọc (s) đối với kiểu gene AA là 0,2; hệ số chọn lọc (t) đối với kiểu gene aa là 0,3, còn hệ số chọn lọc với các cá thể dị hợp tử bằng 0. Sự thay đổi về tần số allele lặn (a) sau một thế hệ có tác động của chọn lọc được tính bằng công thức:
∆q= pq(ps-qt)/(1- p2s–q2t);trong đó:plàtầnsố allele A, q là tầnsố allele a. Biết rằng, quầnthể này không có các yếu tố làmthayđổitần số allele, ngoạitrừchọn lọctựnhiên. Nếu cácgiátrị s và t không đổithìsự đa hình ditruyềncân bằng sẽ đạt được khitần số các allele trong quầnthể là bao nhiêu?Nêu cách tính.
- Gọip làtầnsố B, qlàtầnsố b,tacócấutrúcditruyềncủaquầnthể là:p2BB:2pqBb:q2bb. Tỉ lệ cừu không sừng là q2 + pq = q = 0,4 →tần số các allele: p = 0,6, q = 0,4. - Sau khiloạihết cácconcừu có sừng, tacó cấutrúcditruyềncủaquầnthểnhưsau: Ởgiớiđực: 100% bb Ởgiớicái:0,48Bb: 0,16bb→0,75Bb:0,25bb →tầnsốcác alleleởgiớicái: p= 0,375;q=0,625. - Khi ngẫu phối, ta có cấu trúc ditruyền ở F1: 0,375Bb : 0,625bb. Tỉlệcừukhôngsừngsinhra:0,375/2+0,625=0,8125=81,25%. |
q=0,4,p=0,6. Giảithíchcáchtính: Từcôngthứctính∆q nêu trong đềtathấytầnsố cácallele sẽkhông thayđổi khi ∆q = 0. Mà điều đó chỉ xảy ra khi p=0 hoặc q =0, nhưng trong trường hợp này sự đa hình di truyềncủa quầnthể sẽ khôngtồntạivìchỉcómộtloạiallele duynhất(hoặc Ahoặc a).Vậyđể ∆q = 0 mà quần thể vẫn đạt trạng tháiđa hình ditruyền ở mức độ cân bằng thì(ps-qt) =0tức là ps = qt. Cộngcảhaivếcủa biểuthứcvớiqstasẽcó: ps + qs = qt+ qs → s(p+q) =q(t+s) mà p+q=1nêns=q(t+s)→q=s/(t+s) Thaycácsố liệu vềsvàtvào côngthứctrêntatínhđược q = 0,2/(0,2+0,3) = 0,2:0,5 = 0,4. |
Đểtáchdòng mộtđoạncủageneX mãhóaproteinởtếbào cơcủachuột,cácnhà nghiêncứu đã tạocDNA(DNAtáitổhợp)dựatrênmRNAtrưởngthànhđượcphiênmãtừgeneXkiểudạisửdụngmồi oligo-dT.Hình7.1thểhiệnsơđồgeneXgồmpromoterP1vàvịtrínhậnbiếtcủacácenzymecắtgiớihạn (M, N, Pvà Q). Hình7.2 thể hiệncấutrúccủavectorpR02023dùngđểnhândòng vàbiểu hiệncDNA củageneX.Trìnhtựnhậnbiết củacácenzyme cắt giớihạnđượcmôtảở Hình7.3. SaukhigắncDNA gene X với vector pR02023, ngườitatiến hành biến nạp sản phẩm vào vi khuẩn E. coli DH5α và nuôi chúngtrênđĩamôitrường1cóchứakhángsinhtetracycline.Sauđó,chuyểntoànbộcáckhuẩnlạctừđĩa 1 sang đĩa 2có chứatetracycline và ampicilin bằng kỹthuật đóngdấu. Kết quảthu được cáckhuẩnlạc nhưHình7.4.KếtquảbiểuhiệngeneXtừplasmidtáitổhợpchothấymộtdòngplasmidtáitổhợpchứa gene X tạo protein mất chức năng. Kết quả giải trình tự gene X từ dòng plasmid này sử dụng mồi ps2 (Hình7.1)đãxácđịnhmộtđộtbiếnđiểmsovớikiểudại.Vịtríđộtbiếnthuộcđoạntrìnhtựbiểudiễntrên gelgiảitrìnhtựtheophươngphápdideoxytươngứng vớicác amino acidtừ16đến18(Hình7.5).
Ghichú:UTR:vùngkhôngdịchmã;AmpR:gene khángampicilin;TetR:gene khángtetracycline1. Nêu các điều kiện của thể truyền (vector chuyển gene).
2. Hãy viết trình tự của đoạn mRNA tương ứng với các amino acid từ 16 đến 18 của gene X đột biến. Biết protein kiểu dại có trình tự amino acid N-met16 - trp17 - met18 - C, các bộ ba AUG, UGG và UAG lần lượt mã hóa Met, Trp và mã kết thúc. Hãy xác định vị trí nucleotide trên trình tự của gene X bị đột biến và loại đột biến đã xảy ra.
3. Cho rằng mRNA trưởng thành có chứa toàn bộ các exon và vùng UTR theo thứ tự ban đầu. Xác định các enzyme cắt giới hạn phù hợp để có thể nhân dòng và biểu hiện đoạn gene đích sử dụng vector pR02023.
4. Hãy xác định các khuẩn lạc nhiều khả năng có chứa plasmid tái tổ hợp mang đoạn gene đích. Giải thích.
Điều kiệncủathể truyền +Cókhả năng tồntạivà nhânlêntrongtếbàonhận +Kíchthướcnhỏ,có khảnăngmangđượcgencần chuyển. +Cóchứagenđánhdấuhoặcyếutố đánhdấugiúp dễdàngnhận biếtdòngtếbàomang chúng. |
-Trìnhtựmạch làmkhuônphiênmã:5’CAT.CTA.CAT3’ TrìnhtựcủađoạnmRNAgeneXđộtbiến:5’ AUG.UAG.AUG3’(Vịtríđột biếntạinucleotide thứ haicủa bộ ba UGG mã hóa Trp (UGG => UAG). Đột biến vô nghĩa. |
SửdụngcặpenzymeM-Pđểcắt cDNAcủageneX. Sử dụng cặp enzyme N-Q để cắt vector plasmid. Giảithích:Do MvàN, PvàQtạo cácđầudínhbổ sung. SửdụngcặpM-Pcắt gene, cặpN-Qđể cắt plasmid để đảm bảo chiều của promoter cùng chiều với gene. |
Cáckhuẩnlạcsố3,7,10. Doviệcchènđoạngenelàmmấtchứcnănggenekhángampicilin.Nênvikhuẩnmangplasmid táitổhợpchỉcókhảnăngsốngtrênmôitrườngcótetracilin.Trongkhicácvikhuẩnmangplasmid “rỗng” sống được trên môi trường có cả 2 loại kháng sinh. |
1.
Trong thế kỷ XIX - XX, quần thể gà Lôi đồng cỏ lớn (Tympanuchus cupido) ở bang Illinois (Hoa Kỳ) đã từng bị sụt giảm số lượng nghiêm trọng do hoạt động canh tác của con người. Bảng dưới đây thể hiện kết quả nghiên cứu quần thể gà Lôi tại bang Illinois và hai bang khác không bị tác động của con người(Kansas và Nebraska).
Địađiểm | Thờigian | Kíchthướcquầnthể (sốlượng cá thể) | Số allele/locus | Tỉlệ% trứngnở |
Illinois | 1930–1960 | 1000–25000 | 5,2 | 93 |
1993 | <50 | 3,7 | <50 | |
Kansas | 1998 | 750000 | 5,8 | 99 |
Nebraska | 1998 | 75000–200000 | 5,8 | 96 |
a. NhómnghiêncứuchorằngquầnthểgàLôiởbangIllinoischịutácđộngcủayếutốngẫunhiên (phiêubạtditruyền).Dựavàobảngsố liệutrên, hãynêunhữngcơsởdẫnđếnkết luậncủacác nhómnghiên cứu.
b. Năm1993đểphụchồiquầnthểgàLôiđồngcỏởbangIllinois, ngườitađãbổsungvào quần thểnày271cáthểđượclấyngẫunhiêntừcácbangkhác.Sau4năm,tỉlệtrứngnởđãtănglênhơn90%. Giải thích kết quả trên.
2. Tốcđộ tiếnhoáhìnhthànhloàimớitừloàiban đầu phụ thuộcvào nhữngyếutố nào?
1a | -Tỷ lệ trứng nở giảm nghiêm trọng từ 93% xuống dưới 50%: Phiêu bạt di truyền có thể loại bỏ allele có lợi hoặc có hạivà cố địnhcác allele một cáchngẫu nhiên à làmtăng nguycơ diệt vong của quần thể. -Phiêu bạtditruyền làmthayđổitầnsốalleletrong quầnthểmột cáchngẫunhiên. -Do số allele/locuscủaquầnthểgà lôigiảmtừ5,2 à 3,7 allele/locus, nênphiêu bạt ditruyền làm giảm biến dị di truyền của quần thể. -Kíchthước quần thể gà ở bang Illinois năm1993 dưới50 cáthể à Tácđộng của sự phiêu bạt di truyền thể hiện rõ rệt trên các quần thể nhỏ. |
1b | -Việcbổsung cáthểlàmtăng kíchthướcquầnthểcủaquầnthểgàởIllinois. - 271cáthểđượclấyngẫunhiêntừcácbang lâncậncó độđadạngditruyềncao hơnquầnthểgốc. - Sau 4 năm (nhiều thế hệ), độđa dạng di truyền của quần thể gà tăng lênà làm tăng khả năng thích nghi của quần thể này (tăng tỷ lệ trứng nở lên hơn 90%). |
2 | Quátrìnhhìnhthànhloàimớichịutácđộngchủyếucủađộtbiến,sinhsảnvàchọn lọntựnhiên. Các loàicó tốcđộ phát sinhcác đột biếnvà tích luỹđột biếncao,tốcđộ sinhsảnnhanhcó tốc độ tiến hoá nhanh và ngược lại. |
1. Đo chiều dài tai và đuôi của 3 con thỏ cùng độ tuổi, cùng mức dinh dưỡng nhưng sống ở 3 vùng khác nhau (vùng 1: từ 0 - 30 độ vĩ Bắc, vùng 2: từ 30 - 55 độ vĩ Bắc, vùng 3: từ 55 - 80 độ vĩ Bắc). Người ta thu được kết quả sau:
| Chiều dàitai(cm) | Chiềudàiđuôi(cm) |
Thỏ A | 21,2 | 12,6 |
Thỏ B | 16,3 | 8,9 |
Thỏ C | 18,6 | 10,4 |
a. Nhân tố nào đã ảnh hưởng đến sự sai khác về chiều dài của tai và đuôi? Sự sai khác đó được giải thích dựa trên cơ sở nào?
b. Xác định vùng sống của mỗi cá thể thỏ A, B, C.
2. Loài Cydia pomonella có thể gâyhạinghiêmtrọng cho nông nghiệp. Nếu gặp điều kiện môi trườngphùhợp,nhộngsẽpháttriểnthànhsâukhiếnquầnthểsâubùngphát.Khiđiềukiệnnhiệtđộvàđộ ẩmtươngứngnhưởBảng1thìmứcsốngsóttốithiểucủanhộnglà0%(tỉlệtửvonglà100%);nhưngkhi điều kiệnnhiệt độ vàđộ ẩmtươngứng như ởBảng2thìmức sốngsóttốiđacủa nhộng làtrên90%.
Bảng1 Bảng2
|
|
TừcácsốliệuởBảng1vàBảng2,ngườitađãvẽđượccácổsinhtháicủanhộngvềhainhântốlànhiệt độ và độ ẩm như ở hình sau.
a. Xác định khoảng nhiệt độ tối ưu cho sự sống sót của nhộng khi độ ẩm trên 60%. Giải thích.b. Ở hình trên, vùng màu xám X hay Y thích hợp hơn cho sự sống sót của nhộng? Vì sao?
c. Xác định khoảng giới hạn sinh thái về nhiệt độ của nhộng. Giải thích.
d. Ở khoảng nhiệt độ và độ ẩm nào thì nhộng sẽ phát triển mạnh thành sâu khiến quần thể sâu bùng phát? Giải thích.
1a | -Nhântố ảnhhưởng:Nhiệtđộmôitrường |
| -Cơsở: + Thỏ thuộc nhóm ĐV đẳngnhiệt. ĐV đẳngnhiệtsốngở xứ lạnh (ôn đới) thườnggiảm bớtcác phần thò ra của cơ thể (đuôi, tai...) so với những loàitương tự sống ở xứ nóng (nhiệt đới). +Sựsaikhác vềhình thái nàyliênquanđến bề mặt trao đổinhiệt củacơthểvớimôitrường. 3thỏ sống ở 3 vùng khác nhau về nhiệt độ nên sai khác nhau về kích thước taivà đuôi. |
1b |
-Càngởvĩđộcao,nhiệtđộmôitrườngcàng thấp.TheoquitắcAllentacó: +ThỏAcókíchthướctai, đuôidàinhất sẽsống ởvùng1. Donhiệt độcủamôitrườngcao hơnhai vùng còn lại. +ThỏCsống ởvùng từ30-55:vùng 2 +ThỏBcó kíchthướctaivàđuôingắnnhấtsẽsống ởvùng 3. |
2 | a. Nhiệt độtừ 20oCđến30oC. Vìởnhiệt độ vàđộ ẩmnàytỉ lệsốngsót của nhộng là caonhất (> 90%) (hoặc tỉ lệ tử vong là thấp nhất). b. VùngXthíchhợphơn.Vì - VùngXcónhiệtđộấmvàđộẩmcao→thuậnlợihơnchosựsốngsótcủanhộng.(HoặcVùng X nằmphần lớn trongổ sinh tháicó tỉlệ chết thấp nhất). - HoặcVùngYtuycó nhiệtđộấmnhưngđộẩmquáthấp→bất lợihơncho sựsốngsótcủa nhộng. (Hoặc vùng Y nằm ở vùng có tỉlệ chết cao) c. Từ4oCđến37oC,vì£4oCvà ³37oCnhộngsẽchếthết. d. Vùng có nhiệt độ từ 20oCđến 30oCvà ³ 55%. Vìkhoảng giá trịnày nằm trong ổ sinh thái có tỉ lệ sống sót trên 90% hoặc tỉ lệ tử vong nhỏ hơn 10%. |
1. Loài có tiềm năng sinh học cao trong quần xã có những đặc điểm chủ yếu nào? Khi xem xét mối quan hệ tương hỗ giữa các loài trong quần xã cần phải dựa trên những cơ sở nào?
2. Ở quần đảo Florida Keys ven biển phía Đông Nam Hoa Kỳ. Người ta tiến hành thí nghiệm phun thuốc trừ sâu với lượng lớn lên 2 đảo A và B (tách biệt hoàn toàn nhau và với đất liền) thuộc quần đảo này để loại bỏ toàn bộ côn trùng trên 2 đảo, sau đó khảo sát sự thay đổi đa dạng loài theo thời gian. Quá trình phục hồi số lượng côn trùng ở 2 đảo A và B được minh họa như Hình 10 với nét đứt thể hiện số lượng loài trước thí nghiệm. Cho rằng không có tác động của các yếu tố ngẫu nhiên.
a. Nhận xét sự phục hồi số lượng loài ở 2 đảo thí nghiệm. Phân tích 2 yếu tố tự nhiên khác nhau giữa đảo A, B dẫn đến kết quả đó.
b. Nêu và phân tích 2 yếu tố giới hạn số lượng loài trên các đảo để không thể vượt quá số lượng trước thí nghiệm.
1 | *Đặcđiểmcủa loàicótiềmnăngsinhhọccaotrong quần xã có: - Khaithác nguồnsốnghiệuquả,kíchthướccơthể nhỏ nênsửdụng ít nguồnsốngnhưnghiệu suất sử dụng nguồn sống cao. - Sinhsảnnhanhdotuổithànhthụcsớm,đẻnhiều lứa/năm vànhiều con/lứa. *Cơ sởxemxétmối quan hệtươnghỗgiữa cácloài trong quần xã: -Phảixéttổhợptươngtáccủacáctậphợpquầnthểhayloàiởcùng1nơitrongtựnhiên. - Phải xét mốiquan hệ tương hỗ được hình thành trong quá trình hình thành loài, trong đó cả 2 loàiđềuhìnhthànhnhữngđặcđiểmtươngthíchnhất địnhvớinhauvà làkết quảcủachọnlọctự nhiên giúp chúng cùng tồn tại và tiến hóa. |
2 | a. Nhận xét sự phục hồi số lượng loài ở 2 đảothí nghiệm; 2 yếu tốtự nhiên khác nhau giữa đảo A, B: - ĐảoAđãphụchồisố lượngloàivềmứcbanđầuvàđạttrạngtháicânbằng,cònđảoBthìkhông hoặc có phục hồi số lượng nhưng chưa hoàn toàn. - Haiyếutốtựnhiênảnhhưởngđếnkết quảgiữađảoAvàB làkíchthướcđảo vàkhoảngcáchtừ đảo tới đất liền: +Kíchthướcđảo lớnhơn→tăngkhả năngnhậnđượcsinhvật khácpháttántớiđảo →khảnăng phục hồi và đạt mức cân bằng nhanh chóng. + Khoảng cáchtừđảotớiđất liềncàng ngắn→ sinhvật càng dễ dàng pháttántớiđảo vàổnđịnh số lượng loài đã có mặt trên đảo. b. Hai yếu tố giới hạn số lượng loài trên các đảo để không thể vượt quá số lượng trước thí nghiệm: -Haiyếutốgiới hạngồm: Tỉlệloàimớinhậpcưvàtỉlệtuyệtchủng trênđảo: + Tỉlệ loàimớinhập cư giảmkhisố lượng loàitrênđảotăng, vìkhiđó bất cứ cáthể nào mớilên đảo sẽ ít có khả năng là loài mới do khả năng loài đó có sẵn trên đảo là cao. + Tỉ lệ tuyệt chủng trên đảo tăng khi số loài trên đảo tăng, vì sự cạnh tranh gay gắt giành nguồn sống luôn diễn ra. |
