KỲ THI OLYMPIC TRUYỀN THỐNG 30/4
LẦN THỨ XXX - NĂM 2026
Môn: SINH HỌC - Khối: 10
Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao để)
Ngày thi: 04/4/2026
Đề thi gồm 06 trang, 05 câu
Lưu ý: - Thí sinh làm MỖI câu trên MỘT tờ giấy làm bài riêng biệt và ghi rõ SỞ CÂU ở dòng đầu tiên của trang thứ nhất (kể cả câu không làm được, nếu có);
- Thí sinh KHÔNG được sử dụng tài liệu, Giám thị KHÔNG giới thích gì thêm.
Câu 1. (4,0 điểm)
1.1. Một đoạn trình tự nucleotide xung quanh vùng mã hóa của một gene được minh họa trong Hình 1. Các kí hiệu (M), (N), (P), (Q) chỉ các đầu mạch DNA.
(M) 5′-CATGTT...TTGATGT- RNA-coding
(P) 3′-GTACAA...AACTACA- sequence —GACGA...TTTATA...GGCGCGC-3′ (N)
—CTGCT...AAATAT...CCGCGCG-5′ (Q)
### Hình 1
a) Đoạn trình tự trên có nhiều khả năng là gene ở sinh vật nhân sơ hay gene ở sinh vật nhân thực? Giải thích.
b) Xác định mạch của gene được sử dụng làm khuôn mẫu và chiều phiên mã của gene. Giải thích. (HS có thể sử dụng kí hiệu M, N, P, Q để gọi tên mạch khuôn, chiều phiên mã).
1.2. Một phân tử mRNA sơ khai của một gene ở nấm men chứa hai exon xen kẽ với một intron. Hình 2 thể hiện kích thước của các exon và intron (cặp nucleotide), trình tự mRNA của gene trong các vùng gần vị trí nối 5′, điểm phân nhánh và trình tự của U1 snRNA. Nucleotide tại điểm phân nhánh được in đậm và gạch chân.
## Hình 2
a) Giả sử có một vị trí poly A ở cuối exon 2 và được gắn với một đuôi poly A dài 200 nucleotide thì mRNA được tạo ra từ gene này trong một tế bào nấm men bình thường sẽ có kích thước bao nhiêu nucleotide?
b) Nếu U1 snRNA xảy ra đột biến thay thế A thành G tại vị trí được đánh dấu bằng dấu ☐A, bản sao RNA tạo ra sẽ có chiều dài bao nhiêu nucleotide? Giải thích.
c) Đột biến nào trong gene sẽ dẫn đến bản sao mRNA có kích thước bình thường trong tế bào có U1 snRNA được mô tả ở ý (b)?
Câu 2. (4,0 điểm)
2.1. Hình 3 thể hiện quá trình vận chuyển các túi tải giữa lưới nội chất, bộ máy Golgi và những túi nội bào khác nhau trong tế bào với sự tham gia của các protein bao gồm COP-I, COP-II và clathrin. Hình 4 minh họa mức tập trung của protein xuất bào gần huỳnh quang (chú thích bởi dấu chấm *) ở các tế bào với những kiểu khác nhau từ 1 đến 5. Biết rằng protein SNARE cần thiết cho sự hòa màng của các túi vận chuyển trong tế bào.
Hình 3
Hình 4
a) Dựa vào thông tin trong Hình 3, giải thích vì sao các protein gấp cuộn sai hỏng được tập trung ở lưới nội chất của tế bào? Điều này mang lại ý nghĩa như thế nào đối với tế bào?
b) Trong mỗi trường hợp sau đây, sự phân bố của protein gần huỳnh quang ở tế bào có kiểu nào (từ 1 đến 5) trong Hình 4: (i) Protein được loại bỏ đoạn peptide tín hiệu ở đầu amin, (ii) Ức chế protein SNARE ở túi tải có mặt protein clathrin, (iii) Xóa trình tự định hướng màng sinh chất của protein tiết, (iv) Bất hoạt protein có vai trò huy động protein clathrin, (v) Bất hoạt protein có vai trò huy động protein COP-II? Giải thích.
2.2. Chất nhiễm sắc được tách ra từ mỗi loại tế bào gồm tế bào β - đảo tụy, tế bào gan, tinh trùng và tế bào cơ xương. Chất nhiễm sắc sau đó được xử lí với các nồng độ DNase I tăng dần, tiếp đó DNA được tính sạch và phân cắt bởi các enzyme giới hạn. Các đoạn DNA thu được đã được điện di, biến tính và lai Southern (với các mẫu dò ssDNA được đánh dấu phóng xạ bổ sung cho các gene histone, insulin, thụ thể acetylcholine hoặc actin. Kết quả như Hình 5. Biết rằng băng càng đậm thì biểu hiện gene trên DNA gốc chiết từ các tế bào trên càng thấp và ngược lại băng mờ hoặc không nhìn thấy, mức biểu hiện gene trên DNA gốc càng mạnh).
Biết rằng các đoạn giới hạn có độ dài tương ứng với các gene cụ thể: 2,5 kb = histone H2A; 3kb = insulin; 3,3 kb = thụ thể acetylcholine; 4kb = actin. Các ảnh chụp phóng xạ tự động (A - D) ở Hình 5 thể hiện các kết quả cho từng loại tế bào, X biểu thị nồng độ DNAse I trong μg/ml.
a) Giải thích nguyên lí của việc sử dụng DNase I trong thí nghiệm này. Vì sao các gene đang được phiên mã thường cho tín hiệu lai yếu hoặc biến mất khi tăng nồng độ DNase I?
b) Ghép các ảnh chụp phóng xạ tự động A - D với các loại tế bào sau: Tế bào β - đào tụy, tế bào gan, tinh trùng, tế bào cơ vân. Giải thích.
c) Trong một loại tế bào ở trên, protein histone hầu như không còn liên kết với DNA mà được thay thế bằng protamine, nếu ý nghĩa sinh học của hiện tượng này.
Câu 3. (4,0 điểm)
3.1. Hình 6 mô tả quá trình tái hấp thu glucose ở tế bào biểu mô ống thận với 2 kênh protein vận chuyển là SGLT2 và GLUT2 được đánh dấu là protein (A) và (B).
Người ta thực hiện thí nghiệm với 2 chất đánh dấu huỳnh quang: 2-FDG là chất vận chuyển đặc hiệu tuyệt đối qua kênh GLUT2, và Me-4FDG là chất vận chuyển đặc hiệu qua kênh SGLT2. Sau khi tiêm 2 chất trên vào tĩnh mạch chuột kiểu dại,
Hình 6
người ta thực hiện theo dõi tốc độ bài tiết vào bàng quang của từng chất. Kết quả thể hiện ở Bảng 1 (cường độ huỳnh quang đơn vị MBq):
Bảng 1
a) Vẽ đồ thị biểu diễn kết quả thí nghiệm. Từ đó cho biết protein A và B tương ứng là SGLT2 hay GLUT2? Giải thích.
b) Chất vận chuyển đặc hiệu tuyệt đối là chất duy nhất được vận chuyển qua kênh protein còn chất vận chuyển đặc hiệu tương đối là các chất có cấu hình khá giống nhau có thể được vận chuyển qua cùng một kênh protein. Xác định Me-4FDG là chất vận chuyển đặc hiệu tuyệt đối hay tương đối qua kênh SGLT2? Giải thích.
c) Nếu bổ sung vào tế bào ống thận của chuột thí nghiệm thuốc digitalis ức chế sản xuất ATP thì kết quả thí nghiệm với 2 chất trên có thay đổi không? Giải thích.
3.2. Hình 7 mô tả chuỗi chuyền electron gồm bốn phức hệ (I - IV) theo cơ chế hóa thẩm. Metformin, chất ức chế phức hệ I, được sử dụng để điều trị bệnh tiểu đường type 2.
Hình 7: A-Bào tương; B-Chuỗi truyền điện tử; C-Khoang gián màng; D-Chất nền ti thể; E-ATP synthase
a) Theo cơ chế hóa thẩm, dưới tác động của Metformin thì số lượng ATP được tổng hợp bởi ATP synthase tăng hay giảm? Giải thích.
b) Metformin làm thay đổi tỉ lệ AMP : ADP : ATP thông thường của tế bào 1 : 10 : 100, do đó sẽ có tác động trực tiếp hay gián tiếp đến protein kinase được kích hoạt bởi AMP (AMP-activated protein kinase, AMPK)? Qua đó nếu một số cơ chế tác động của Metformin để hạ đường huyết, đặc biệt là ở gan.
Câu 4. (5,0 điểm)
4.1. Một nhà khoa học đã phân lập thành công một chủng *Acinetobacter baumannii* đặc biệt có khả năng đề kháng với 4 loại kháng sinh X, Y, Z, T. Kết quả giải trình tự geneome cho thấy sự xuất hiện của một số đột biến gene trên plasmid đã giúp chủng *A. baumannii* này kháng được 4 loại kháng sinh kể trên. Nhằm khám phá cơ chế đề kháng đối với các loại kháng sinh X, Y, Z, T; nhà khoa học đã tiến hành xử lý chủng *A. baumannii* này với từng loại kháng sinh riêng biệt được đánh dấu phóng xạ, sau đó xác định sự thay đổi tỉ lệ kháng sinh bên ngoài tế bào vi khuẩn (ngoại bào) hoặc bên trong tế bào vi khuẩn (nội bào) theo thời gian. Kết quả thí nghiệm được thể hiện ở Hình 8. Các cơ chế đề kháng với kháng sinh thường gặp ở tế bào vi khuẩn được thể hiện ở Hình 9.
Hình 8
Hình 9
Cơ chế đề kháng mỗi loại kháng sinh (X, Y, Z, T) ở chủng *A. baumannii* đặc biệt trên được thể hiện tương ứng với mô hình nào (từ 1 đến 4) ở Hình 9? Giải thích.
5.2. Một trung tâm y học phân tử đã phát triển thành công hệ thống multiplex PCR-RFLP (PCR da mồi kết hợp enzyme cắt giới hạn) để phát hiện đồng thời 4 bệnh di truyền chỉ từ một mẫu DNA duy nhất. Hệ thống này bao gồm các cặp mồi (1 - 4) được thiết kế riêng cho mỗi gene và các enzyme giới hạn tương ứng sao cho các sản phẩm tạo thành không có trường hợp nào bị trùng kích thước hoặc chồng lên nhau trên bàn điện di. Mỗi cặp mồi nhằm để xác định một bệnh tương ứng với các đặc điểm đột biến như sau:
(1) Bệnh thiếu hụt biotinidase: bệnh do đột biến gene lặn trên NST thường số 3, tạo một vị trí cắt mới cho enzyme MnlI trên sản phẩm PCR bình thường.
(2) Bệnh teo cơ tủy sống: bệnh do đột biến mất đoạn exon 7 (67bp) trong gene trên nhiễm sắc thể thường số 5, tạo allele lặn gây bệnh, sản phẩm PCR của allele đột biến có kích thước là 135bp.
(3) Bệnh Huntington: bệnh do đột biến gene trội, đột biến mở rộng đoạn lặp trinucleotide CAG (≥ 36 lần lặp) ở vùng mã hóa của gene trên nhiễm sắc thể thường số 4, sản phẩm PCR của allele kiểu dại có kích thước là 210bp.
(4) Bệnh Fabry: bệnh do gene lặn trên NST giới tính X, hình thành do đột biến điểm làm mất đi vị trí cắt duy nhất của enzyme BamHI trên sản phẩm PCR bình thường.
Hình 10 cho biết kết quả điện di sản phẩm từ 3 mẫu bệnh nhi I, II, III sau khi thực hiện multiplex PCR và cắt bằng hỗn hợp enzyme MnlI và BamHI. Kết quả xét nghiệm NST đồ cho thấy các bệnh nhi không có bất thường gì về số lượng nhiễm sắc thể.
a) Độ đậm nhạt của các băng điện di cho biết điều gì?
b) Băng điện di nào là sản phẩm PCR cắt giới hạn của cặp mồi (2) với allele bình thường về bệnh teo cơ tủy sống? Giải thích. Xác định kiểu hình bệnh teo cơ tủy sống của các bệnh nhi.
c) Băng nào là sản phẩm PCR cắt giới hạn của cặp mồi (4) với allele bình thường về bệnh Fabry? Giải thích. Xác định giới tính và kiểu hình bệnh Fabry của các bệnh nhi.
d) Các bệnh nhi nào mang allele đột biến về bệnh Huntington? Giải thích. Hãy tính số lần lặp lại CAG trên các allele đột biến để xác định kiểu hình bệnh Huntington của các bệnh nhi.
HẾT
