Đề thi HSG Sinh học Lớp 9 - Đề chính thức và Hướng dẫn chấm

Câu 1

1

Quy luật di truyền một cặp tính trạng (2,5 điểm)

2,5

a)

- Xét Phép lai 1: $F_1$ có tỉ lệ $75\%$ quả tròn : $25\%$ quả dài = $3$ quả tròn : $1$ quả dài.
$\rightarrow$ Tính trạng quả tròn trội hoàn toàn so với quả dài. Quy ước: $A$: quả tròn, $a$: quả dài.
- Phép lai 1: Bố mẹ dị hợp: $P_1: Aa$ (quả tròn) $\times Aa$ (quả tròn).

0,5

- Phép lai 2: Cây quả dài có kiểu gene $aa$. $F_1$ đồng loạt $100\%$ quả tròn ($A-$)
$\rightarrow$ Cây quả tròn đem lai thuần chủng ($AA$). Sơ đồ: $P_2: AA \times aa \rightarrow F_1: Aa$ ($100\%$ quả tròn).

0,5

- Phép lai 3: $F_1$ phân li $1$ quả tròn : $1$ quả dài. Đây là kết quả phép lai phân tích cá thể dị hợp.
$\rightarrow$ Cây quả tròn đem lai có kiểu gene $Aa$. Sơ đồ: $P_3: Aa \times aa \rightarrow F_1: 1 Aa : 1 aa$.

0,5

b)

- Ở Phép lai 1, các cây quả tròn $F_1$ có cấu trúc kiểu gene gồm: $\dfrac{1}{3} AA : \dfrac{2}{3} Aa$.
- Khi tự thụ phấn liên tục qua 2 thế hệ (đến $F_3$, tức là trải qua 2 thế hệ tự thụ):
+ Nhóm $\dfrac{1}{3} AA$ tự thụ phấn cho $100\%$ cây quả tròn ($AA$) = $\dfrac{1}{3} = \dfrac{4}{12}$.
+ Nhóm $\dfrac{2}{3} Aa$ tự thụ qua 2 thế hệ tạo tỉ lệ cây quả dài ($aa$) là: $\dfrac{2}{3} \times \dfrac{1 - (1/2)^2}{2} = \dfrac{2}{3} \times \dfrac{3}{8} = \dfrac{1}{4}$.
$\rightarrow$ Tỉ lệ cây quả tròn ở $F_3$ là: $1 - \dfrac{1}{4} = \dfrac{3}{4}$.
- Tỉ lệ phân li kiểu hình ở $F_3$ là: $3$ cây quả tròn : $1$ cây quả dài (hay $75\%$ quả tròn : $25\%$ quả dài).

1,0

2

Quy luật phân li độc lập (1,5 điểm)

1,5

a)

- Phép lai: $AaBb \times AaBb$.
- Xét riêng từng cặp gene:
+ $Aa \times Aa \rightarrow \dfrac{3}{4} A- : \dfrac{1}{4} aa$ (trong đó thuần chủng hạt vàng là $\dfrac{1}{4} AA$).
+ $Bb \times Bb \rightarrow \dfrac{3}{4} B- : \dfrac{1}{4} bb$ (trong đó hạt nhăn thuần chủng là $\dfrac{1}{4} bb$).
- Tỉ lệ kiểu hình hạt vàng, nhăn thuần chủng ($AAbb$) ở đời con là:
$\dfrac{1}{4} AA \times \dfrac{1}{4} bb = \dfrac{1}{16} = 6{,}25\%$.

0,75

b)

- Tổng tỉ lệ kiểu hình hạt vàng, trơn ($A-B-$) ở đời con là: $\dfrac{3}{4} \times \dfrac{3}{4} = \dfrac{9}{16}$.
- Các kiểu gene quy định hạt vàng, trơn mang đúng hai allele trội gồm: $AAbb$ (không thỏa mãn KH hạt trơn), $aaBB$ (không thỏa mãn KH hạt vàng), kiểu gene thỏa mãn cả KH $A-B-$ và mang 2 allele trội là $AaBb$.
- Tỉ lệ kiểu gene $AaBb$ ở đời con là: $\dfrac{2}{4} \times \dfrac{2}{4} = \dfrac{4}{16}$.
- Trong số các cây hạt vàng, trơn đời con, tỉ lệ cây mang hai allele trội là: $\dfrac{4/16}{9/16} = \dfrac{4}{9}$.

0,75

Câu 2

1

Nguyên phân và nhiễm sắc thể (2,0 điểm)

2,0

a)

- Gọi $2n$ là bộ NST lưỡng bội của loài, $k$ là số lần nguyên phân của mỗi tế bào ($k \in \mathbb{N}^*$).
- Số NST đơn môi trường cung cấp cho 5 tế bào nguyên phân $k$ lần là:
$5 \times 2n \times (2^k - 1) = 620 \Rightarrow 2n \times (2^k - 1) = 124$ (1).
- Ở lần nguyên phân cuối cùng (lần thứ $k$), số tế bào tham gia bước vào kì giữa là $5 \times 2^{k-1}$.
- Tại kì giữa, mỗi tế bào chứa $2n$ NST kép, tương đương $2 \times 2n = 4n$ chromatid.
- Tổng số chromatid ở kì giữa của đợt nguyên phân cuối là:
$5 \times 2^{k-1} \times 4n = 640 \Rightarrow 2n \times 2^k = 128$ (2).
- Lấy (2) trừ (1): $2n \times 2^k - 2n \times (2^k - 1) = 128 - 124 \Rightarrow 2n = 4$.
- Thay $2n = 4$ vào (2): $4 \times 2^k = 128 \Rightarrow 2^k = 32 \Rightarrow k = 5$.
- Kết luận: Bộ NST lưỡng bội $2n = 4$; số lần nguyên phân của mỗi tế bào là $5$.

1,25

b)

- Số thoi phân bào hình thành trong quá trình nguyên phân của 1 tế bào qua $k$ lần là $2^k - 1$.
- Tổng số thoi phân bào hình thành trong cả quá trình của 5 tế bào là:
$5 \times (2^5 - 1) = 5 \times 31 = 155$ (thoi phân bào).

0,75

2

Cơ chế giảm phân tạo giao tử (2,0 điểm)

2,0

a)

- Một tế bào sinh tinh có kiểu gene $Aa\dfrac{BD}{bd}$ khi giảm phân bình thường không trao đổi chéo tạo ra 2 loại tinh trùng với tỉ lệ $1 : 1$.
- Cơ thể có kiểu gene dị hợp 3 cặp gene nằm trên 2 cặp NST có thể tạo ra tối đa $2 \times 2 = 4$ loại giao tử gồm: $(A\underline{BD}, a\underline{bd})$ hoặc $(A\underline{bd}, a\underline{BD})$.
- 4 tế bào sinh tinh giảm phân tạo tối đa 4 loại tinh trùng khi có 2 tế bào phân li theo cách 1 và 2 tế bào phân li theo cách 2.
$\rightarrow$ Tỉ lệ các loại tinh trùng khi đạt tối đa là: $4 : 4 : 4 : 4 = 1 : 1 : 1 : 1$.

1,0

b)

- Số loại tinh trùng tạo ra là ít nhất khi cả 4 tế bào sinh tinh đều có cùng một kiểu phân li trong giảm phân (hoặc cùng tạo $A\underline{BD}$ và $a\underline{bd}$, hoặc cùng tạo $A\underline{bd}$ và $a\underline{BD}$).
- Khi đó chỉ tạo ra 2 loại tinh trùng.
- Mỗi tế bào sinh tinh tạo ra 4 tinh trùng (2 tinh trùng loại này và 2 tinh trùng loại kia).
- 4 tế bào sinh tinh sẽ tạo ra tổng cộng $4 \times 4 = 16$ tinh trùng, gồm 2 loại với số lượng mỗi loại là:
$4 \times 2 = 8$ tinh trùng mỗi loại (tỉ lệ $8 : 8 = 1 : 1$).

1,0

Câu 3

1

Cấu trúc ADN và đột biến gene (2,0 điểm)

2,0

a)

- Tổng số nucleotide của gene là: $N = \dfrac{2 \times L}{3{,}4} = \dfrac{2 \times 5100}{3{,}4} = 3000$ (nucleotide).
- Theo bài ra và nguyên tắc bổ sung, ta có hệ phương trình:
$\begin{cases} 2A + 2G = 3000 \\ 2A + 3G = 3900 \end{cases}$
- Giải hệ phương trình ta được:
$G = C = 900$ (nucleotide);
$A = T = 1500 - 900 = 600$ (nucleotide).

1,0

b)

- Đột biến thay thế một cặp nucleotide không làm đổi chiều dài của gene $\rightarrow$ số lượng nucleotide của gene không đổi ($N = 3000$).
- Số liên kết hydrogen sau đột biến tăng thêm 1 ($3901 - 3900 = 1$) $\rightarrow$ Đây là dạng đột biến thay thế một cặp $A - T$ bằng một cặp $G - C$.
- Số lượng từng loại nucleotide của gene sau đột biến:
$A = T = 600 - 1 = 599$ (nucleotide);
$G = C = 900 + 1 = 901$ (nucleotide).

1,0

2

Cơ chế phiên mã và dịch mã (2,0 điểm)

2,0

a)

- Chiều dài mRNA bằng chiều dài gene $= 5100\text{ \AA} \rightarrow$ Số nucleotide của mRNA là $rN = \dfrac{5100}{3{,}4} = 1500$ (nucleotide).
- Tỉ lệ trên mRNA: $A_m : U_m : G_m : C_m = 1 : 2 : 3 : 4$.
- Theo nguyên tắc bổ sung trong phiên mã, mạch khuôn của gene có các nucleotide liên kết tương ứng:
$T_{khuôn} = A_m$; $A_{khuôn} = U_m$; $C_{khuôn} = G_m$; $G_{khuôn} = C_m$.
- Vậy tỉ lệ các loại nucleotide trên mạch khuôn của gene là:
$T_{khuôn} : A_{khuôn} : C_{khuôn} : G_{khuôn} = 1 : 2 : 3 : 4$.

1,0

b)

- Số bộ ba mã hoá trên phân tử mRNA là: $\dfrac{rN}{3} = \dfrac{1500}{3} = 500$ bộ ba.
- Mỗi chuỗi polypeptide hoàn chỉnh sau khi dịch mã và cắt bỏ amino acid mở đầu sẽ có số amino acid là: $500 - 2 = 498$ (amino acid).
- Số liên kết peptide trong 1 chuỗi polypeptide hoàn chỉnh là: $498 - 1 = 497$ (liên kết).
- Khi 5 ribosome trượt qua một lần không lặp lại sẽ tổng hợp được 5 chuỗi polypeptide.
- Tổng số liên kết peptide được hình thành là: $5 \times 497 = 2485$ (liên kết peptide).

1,0

Câu 4

1

Đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể (1,5 điểm)

1,5

So sánh đột biến mất đoạn và lặp đoạn NST:
- Cơ chế phát sinh:
+ Mất đoạn: Do tác nhân gây đứt gãy một đoạn NST và đoạn đó bị tiêu biến.
+ Lặp đoạn: Thường do sự tiếp hợp và trao đổi chéo không cân giữa hai chromatid khác nguồn gốc trong cặp NST tương đồng.
- Hậu quả:
+ Mất đoạn: Làm giảm số lượng gene trên NST, thường gây chết hoặc giảm sức sống của sinh vật.
+ Lặp đoạn: Làm tăng số lượng bản sao của một gene, làm tăng hoặc giảm cường độ biểu hiện tính trạng, ít gây chết hơn mất đoạn.
- Ý nghĩa thực tiễn:
+ Mất đoạn: Dùng để xác định vị trí của gene trên NST (lập bản đồ gene), loại bỏ gene có hại.
+ Lặp đoạn: Có ý nghĩa trong tiến hoá tạo ra các gene mới từ gene lặp; ứng dụng trong sản xuất (ví dụ: lặp đoạn ở đại mạch làm tăng hoạt tính enzyme amylase có lợi cho công nghiệp sản xuất bia).

1,5

2

Đột biến số lượng nhiễm sắc thể (2,5 điểm)

2,5

a)

Loài có $2n = 24$:
- Thể một ($2n - 1$): số NST $= 24 - 1 = 23$.
- Thể ba ($2n + 1$): số NST $= 24 + 1 = 25$.
- Thể tam bội ($3n$): số NST $= 3 \times 12 = 36$.
- Thể tứ bội ($4n$): số NST $= 4 \times 12 = 48$.

1,0

b)

- Cây thể ba có kiểu gene $AAa$ giảm phân bình thường tạo ra các giao tử theo tỉ lệ tổ hợp đỉnh tam giác:
+ Giao tử lưỡng bội ($n+1$): $\dfrac{1}{6} AA : \dfrac{2}{6} Aa$.
+ Giao tử đơn bội ($n$): $\dfrac{2}{6} A : \dfrac{1}{6} a$.
- Tỉ lệ các loại giao tử chung là: $\dfrac{1}{6} AA : \dfrac{2}{6} Aa : \dfrac{2}{6} A : \dfrac{1}{6} a$.

0,75

c)

- Phép lai tự thụ: $AAa \times AAa$.
- Để tạo đời con có kiểu hình lặn (hoa trắng mang kiểu gene $a-$) thì phải có sự kết hợp giữa các giao tử mang toàn allele $a$ ($aa$ hoặc $a$).
- Trong các giao tử của cây mẹ và bố chỉ có giao tử $a$ (tỉ lệ $\dfrac{1}{6}$), không có giao tử $aa$.
- Hợp tử hoa trắng chỉ có thể là $aa$ (kết hợp giữa giao tử $a$ và giao tử $a$).
- Tỉ lệ cây hoa trắng ($aa$) ở đời con là: $\dfrac{1}{6} a \times \dfrac{1}{6} a = \dfrac{1}{36}$.

0,75

Câu 5

1

Hệ sinh thái và lưới thức ăn (2,5 điểm)

2,5

a)

- Lưới thức ăn gồm các chuỗi thức ăn giao nhau:
+ Chuỗi 1: Cỏ $\rightarrow$ Châu chấu $\rightarrow$ Chim sâu $\rightarrow$ Diều hâu $\rightarrow$ Vi sinh vật.
+ Chuỗi 2: Cỏ $\rightarrow$ Châu chấu $\rightarrow$ Ếch đồng $\rightarrow$ Rắn hổ mang $\rightarrow$ Diều hâu $\rightarrow$ Vi sinh vật.
+ Chuỗi 3: Cỏ $\rightarrow$ Chuột đồng $\rightarrow$ Rắn hổ mang $\rightarrow$ Diều hâu $\rightarrow$ Vi sinh vật.
+ Chuỗi 4: Cỏ $\rightarrow$ Chuột đồng $\rightarrow$ Diều hâu $\rightarrow$ Vi sinh vật.

1,0

b)

- Mắt xích chung là loài tham gia vào từ 2 chuỗi thức ăn trở lên trong lưới thức ăn.
- Các mắt xích chung trong lưới thức ăn trên gồm: Cỏ, Châu chấu, Chuột đồng, Rắn hổ mang, Diều hâu, Vi sinh vật phân giải.

0,75

c)

- Khi chuột đồng bị tiêu diệt hoàn toàn:
+ Lượng cỏ có thể phát triển mạnh hơn do giảm áp lực bị ăn.
+ Rắn hổ mang và diều hâu mất đi một nguồn thức ăn quan trọng $\rightarrow$ Rắn hổ mang sẽ tăng cường săn bắt ếch đồng làm số lượng ếch đồng suy giảm.
+ Diều hâu chuyển sang săn bắt rắn hổ mang và chim sâu nhiều hơn.
+ Cấu trúc lưới thức ăn bị biến đổi, độ đa dạng và tính ổn định của hệ sinh thái bị suy giảm.

0,75

2

Hiện tượng khống chế sinh học (1,5 điểm)

1,5

- Khái niệm: Khống chế sinh học là hiện tượng số lượng cá thể của một loài bị khống chế ở một mức độ nhất định bởi số lượng cá thể của một loài khác (thường là quan hệ vật ăn thịt - con mồi hoặc vật kí sinh - vật chủ).
- Cơ chế: Khi con mồi tăng $\rightarrow$ vật ăn thịt có nhiều thức ăn nên tăng số lượng $\rightarrow$ vật ăn thịt tăng kìm hãm con mồi giảm $\rightarrow$ thức ăn khan hiếm làm vật ăn thịt giảm theo. Kết quả giúp quần xã duy trì trạng thái cân bằng sinh học.
- Ý nghĩa:
+ Trong nông nghiệp: Ứng dụng để sử dụng thiên địch phòng trừ sinh vật gây hại (biện pháp sinh học), ví dụ dùng ong mắt đỏ diệt sâu đục thân, kiến vàng diệt bọ xít.
+ Trong bảo vệ môi trường: Giảm thiểu việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật hoá học, tránh gây ô nhiễm môi trường đất, nước và bảo vệ sức khoẻ con người.

1,5

TỔNG ĐIỂM

20,0