PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH CHƯƠNG TRƯỜNG THCS CÁT VĂN SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Đề tài PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC BÀI TẬP BIẾN DỊ CHƯƠNG TRÌNH SINH HỌC Giáo viên: Nguyễn Hoàng Chiến Tổ khoa học tự nhiên Năm học:2009 – 2010 PHẦN I ĐẶT VẤN ĐỀ Qua thực tế giảng dạy thấy học sinh thường gặp khó khăn giải tập quy luật di truyền, biến dị nói chung tập thuộc phần biến dị nói riêng do: Kiến thức sinh học trừu tượng, dạng tập khác đặc trưng riêng, khơng có liên quan kĩ năng, phương pháp….Bên cạnh nội dung sách giáo khoa phổ thông không cung cấp cho em công thức để giải tập Một lí khách quan học sinh khơng có hứng thú với mơn sinh nên việc nắm kiến thức lí thuyết, hiểu rõ cơng thức giải đựơc tập việc khó khăn Để em nắm kiến thức, có kĩ giải số tập phần biến dị nên thực đề tài “ Phương pháp giải tập biến dị chương trình sinh học 9” Người thực hiện: Nguyễn Hoàng Chiến PHẦN II: NỘI DUNG I.Thực trạng vấn đề: Qua kiểm tra học kì hai, năm học 2009 – 2010 trường trung học sở Cát Văn thu đực kết sau : Lớp Kết 9A 9B 9C 9C Giỏi 15% 0,5% 0% 1% Khá 30% 24% 20% 23% Trung bình 50% 50% 52% 48% Yếu 4% 20% 25% 23% Kém 1% 5,5% 3% 5% II Nội dung thực hiện: Đột biến gen: 1.1: Kiến thức lí thuyết a Khái niệm Đột biến gen biến đổi cấu trúc gen, liên quan tới cặp nuclêôtit, xảy điểm phân tử ADN Thường gặp dạng mất, thêm, thay thế, đảo vị trí cặp nuclêôtit b Nguyên nhân chế phát sinh đột biến gen - Đột biến gen phát sinh tác nhân đột biến lý hoá ngoại cảnh gây rối loạn q trình sinh lý, hố sinh tế bào gây nên sai sót trình tự nhân đơi ADN, làm đứt phân tử ADN, nối đoạn bị đứt vào ADN vị trí - Đột biến gen khơng phụ thuộc vào loại tác nhân, cường độ, liều lượng tác nhân mà tuỳ thuộc đặc điểm cấu trúc gen Có gen bền vững, bị đột biến Có gen dễ đột biến, sinh nhiều alen - Sự biến đổi nuclêôtit đầu xảy mạch ADN dạng tiền đột biến Lúc enzim sửa chữa sửa sai làm cho tiền đột biến trở lại dạng ban đầu Nếu sai sót khơng sửa chữa qua lần tự nuclêơtit lắp sai liên kết với nuclêơtit bổ sung với làm phát sinh đột biến gen c Hậu đột biến gen - Biến đổi dãy nuclêôtit gen cấu trúc dẫn tới biến đổi cấu trúc ARN thông tin cuối biến đổi cấu trúc prôtêin tương ứng Đột biến thay hay đảo vị trí cặp nuclêôtit ảnh hưởng tới axit amin chuỗi pôlipeptit Đột biến thêm cặp nuclêôtit làm thay đổi ba mã hoá ADN từ điểm xảy đột biến cuối gen làm thay đổi cấu tạo chuỗi pơlipeptit từ điểm có nuclêơtit bị thêm Đột biến gen cấu trúc biểu thành biến đổi đột ngột gián đoạn tính trạng đó, cá thể - Đột biến gen gây rối loạn q trình sinh tổng hợp prơtêin, đặc biệt đột biến gen quy định cấu trúc enzim, đa số đột biến gen thường có hại cho thể Tuy nhiên, có đột biến gen trung tính (khơng có hại, khơng có lợi), số trường hợp có lợi d Sự biểu đột biến gen - Đột biến gen phát sinh "tái bản" qua chế tự nhân đôi ADN - Nếu đột biến phát sinh giảm phân, xảy tế bào sinh dục (đột biến giao tử), qua thụ tinh vào hợp tử Nếu la` đột biến trội, biểu kiểu hình thể mang đột biến Nếu la` đột biến lặn, vào hợp tử cặp gen dị hợp bị gen trội tương ứng át Qua giao phối, đột biến lặn tiếp tục tồn quần thể trạng thái dị hợp không biểu Nếu gặp tổ hợp đồng hợp biểu thành kiểu hình - Khi đột biến xảy nguyên phân, phát sinh tế bào sinh dưỡng (đột biến xơma) nhân lên mơ, biểu phần thể, tạo nên thể khảm Ví dụ hoa giấy có cành hoa trắng xen với cành hoa đỏ - Đột biến xơma nhân lên sinh sản sinh dưỡng di truyền qua sinh sản hữu tính e Các dạng đột biến gen: - Mất hay số cặp nuclêơtít - Thay hay hay số căp nuclêơtít - Thêm hay số căp nuclêơtít - Đảo vị trí hay số căp nuclêơtít 1.2: Phương pháp giải: a So sánh gen bình thường gen Đột biến nhận thấy: Hai gen có số Nu khơng thay đổi → gen đột biến biến đổi thành phần trình tự Nu: - Đột biến thay kiểu đồng hoán dị hoán + Thay kiểu đồng hoán: Thay cặp A-T cặp G-X thay cặp G-X cặp A-T + Thay kiểu dị hoán: Thay cặp A-T cặp T-A thay cặp G-X cặp X-G - Đột biến gen dạng đảo vị trí b So sánh gen bình thường gen đột biến nhận thấy: Hai gen có số lượng loại Nu giống → (khơng thay đổi thành phần số lượng Nu) → Gen ĐB có biến đổi trình tự Nu: - ĐBG dạng thay kiểu dị hoán - ĐBG dạng đảo vị trí c So sánh gen bình thường gen đột biến nhận thấy: Hai gen có số lượng Nu giống nhau, hai gen khác thành phần loại Nu → ĐBG dạng thay kiểu đồng hốn d So sánh gen bình thường gen đột biến nhận thấy: Hai gen có số lượng Nu chênh lệch cặp Nu: - ĐBG dạng thêm cặp Nu - ĐBG dạng cặp Nu d Tỉ lệ gen đột biến: - Gen tiền ĐB: Gen có biến đổi cấu trúc mạch Gen tiền ĐB enzim sữa chữa thành gen bình thường - Gen ĐB: Gen có biến đổi cặp Nu mạch đơn + Gen < nhân đôi > gen tiền ĐB nhân đôi > gen ĐB x=1 x=1 + Tỉ lệ gen đột biến = (Số gen ĐB : Tổng số gen tạo ra) 100 1.3 Bài tập vận dụng: Bài 1i Một cặp vợ chồng bị bạch tạng sinh đứa bình thường Giải thích tượng này, hai cách khác Giải - đột biến tế bào mầm xẩy Alen gây bạch tạng alen lặn bị đột biến thành alen kiểu dại quy định hình thành sắc tố bình thường - khả bên bố mẹ chế chuyển hố có bước bị chặn lại Nếu người có kiểu gen AAbb ngườin aaBB AaBb có mức độ đủ hai enzym tạo sắc tố) Bài Ở ruồi giấm, phân tử prơtêin biểu tính trạng đột biến mắt trắng so với phân tử prôtêin biểu tính trạng mắt đỏ axit amin có axit amin Hãy cho biết: a) Những biến đổi xảy gen qui định mắt đỏ b) Gen qui định mắt đỏ dài gen qui định mắt trắng Ăngxtrông? c) Nếu gen mắt trắng gen mắt đỏ liên kết hiđrơ, tự nhân đơi lần nhu cầu loại nuclêơtit địi hỏi mơi trường nội bào cung cấp giảm so với gen mắt đỏ? Giải a) Những biến đổi xảy gen qui định mắt đỏ: Vì 1aa lại xuất aa gen qui định mắt đỏ ĐB liên quan đến ba b) Gen qui định mắt đỏ dài gen qui định mắt trắng cặp nu tức: 3,4A0 x =10,2A0 c) liên kết hiđrô mã hóa G-X cặp A-T; Khi gen mắt trắng tự nhân đơi lần nhu cầu loại nu đòi hỏi MT nội bào cung cấp giảm so với gen mắt đỏ là: G = X= x (24 – 1) = 30 nu A = T = 15 nu Bài Mét gen ë vi khuÈn cã 3600 liªn kÕt H, tØ lª A+T = 1,5 G+X a Xác định số lợng tng loại Nu gen b.Một đột biến xảy vùng mà hóa gen làm cho chuỗi axitamin gen đột biến ®iỊu khiĨn tỉng hỵp cã axit amin ®ỵc thay axit amin mới, axit amin lại không thay đổi so với trớc đột biến Đột biến thuộc dạng nào? Hng dn gii: a S nu tng loại gen : Theo ra: 2A + 3G = 3600 2A + 3G = 3600 2(A + T) = 3(G + X) => A – 3G = Ta có: A = T = 900 ( nu ) G = X = 600 (nu ) b Vì đột biến xảy lam thay đổi axit amin nên đột biến thuộc dạng thay hay số cặp nuclêơtít Bài Một gen dài 0,408 µm Do đột biến nên phần gen lại dài 0,40766 µm a Xác định dạng đột biến b Giả sử đoạn gen cịn lại tự nhân đơi lần mơi trường phải cung cấp nucleotit loại? cho biết đoạn gen cịn lại có 2877 liên kết hiđrô Đột biến nhiễm sắc thể(NST) 2.1 Đột biến cấu trúc NST a Khái niệm: Đột biến cấu trúc NST biến đổi cấu trỳc NST * Các loại: + Mt on NST + Lặp đoạn NST + §ảo đoạn NST( 1800) + Chuyển đoạn NST b Nguyên nhân phát sinh tính chất đột biến cấu trúc NST -Các tác nhân g©y §B vật lí hố học cđa m«i trêng làm phá vỡ cấu trúc NST gây xếp lại đoạn chúng -TÝnh chÊt biĨu hiƯn: Di truyền, đột ngột ngẫu nhiên, vô hớng, không xác định, mang tớnh cá thể riêng lẻ Đa số có h¹i b Bài tập vận dụng: Câu Quan sát cấu trúc NST số loài ruồi giấm, người ta phát có sai khác trật tự phân bố đoạn NST sau: - Nòi I ABCDEGHIK - Nòi II AGEDCBHIK - N òi III AGEDIHBCK Đây dạng đột biến nào? Tìm mối quan hệ phát sinh nòi này? 2.2 Đột biến số lượng NST: a Đột biến thể dị bội NST: - Là ĐB xảy hay số cặp NST Có dạng: thể nhiễm (2n+1) ; thể nhiễm (2n- 1); thể khuyết nhiễm (2n -2); thể đa nhiễm (2n + 2) - Cơ chế: Cơ thể 2n giảm phân số tế bào sinh dục sơ khai có số cặp NST khơng phân li tạo giao tử ĐB (n+1) (n-1) (n-2) P: 2n x 2n Gp: (n+1) (n-1) n F (hợp tử): 2n+1 F (hợp tử): 2n-1 NP   NP   thể nhiễm thể nhiễm b.Thể đa bội (3n 4n) - Thể đa bội biến đổi tronng toàn cấu trúc NST, lớn bội số 2n như: 3n, 4n, 5n, 6n… - Cơ chế: + Tế bào sôma 2n tế bào tiền phôi 2n, nguyên phân NST không phân li tạo tế bào 4n, tế bào 4n nguyên phân bình thường cho tế bào 4n… + TB xôma 2n NP (DB )    + TB tiền phôi 2n TB xôma 4n NP (DB )    NP   Mô, quan 4n TB tiền phôi 4n NP   thể 4n + Tế bào sinh dục 2n giảm phân, không phân li NST lần phân bào tạo giao tử đột biến 2n Nếu giao tử 2n kết hợp giao tử 2n → hợp tử 4n P: 2n x 2n Gp: 2n 2n F(hợp tử) 4n → F (hợp tử) 4n NP   Cơ thể 4n Nếu giao tử 2n kết hợp giao tử n → hợp tử 3n P: 2n Gp: 2n x 2n n F (hợp tử): 3n → F (hợp tử): 3n NP   Cơ thể 3n 2.3Bài tập v ận dụng: Bài ) Bé NST cđa mét loµi thùc vËt cã hoa gåm cỈp NST (kÝ hiƯu I, II, III, IV, V), khảo sát quần thể loài này, ngời ta phát thể đột biến (kÝ hiƯu a, b, c) Ph©n tÝch bé NST cđa thể đột biến thu đợc kết sau: Số lợng NST đếm đợc cặp Thể đột biÕn I II III IV V a 3 3 b 2 2 c 2 2 a) Xác định tên gọi thể đột biến trên? Cho biết đặc điểm thể đột biến a? b) Nêu chế hình thành thể đột biến c? a) Tên gọi thể ®ét biÕn Giải + ThÓ ®ét biÕn a cã 3n NST: ThĨ tam béi + ThĨ ®ét biÕn b cã (2n + 1) NST: ThĨ dÞ béi (2n + 1) hay thĨ tam nhiƠm + ThĨ ®ét biÕn c cã (2n  1) NST: ThĨ dÞ béi (2n – 1) hay thể nhiễm - Đặc điểm thể ®ét biÕn a + TÕ bµo ®a béi cã sè lợng NST tăng gấp bội, số lợng ADN tăng tơng ứng => thể đa bội có trình tổng hợp chất hữu diễn mạnh mẽ => kích thớc tế bào thể đa bội lớn, quan sinh dỡng to, sinh trởng mạnh chống chịu tốt + Thể đa bội phổ biến thực vật b) Cơ chế hình thành thể đột biến c: + Trong giảm phân, cặp NST số nhân đôi nhng không phân ly tạo thành loại giao tư (n + 1) vµ (n – 1) NST 10 + Khi thơ tinh, giao tư (n–1) kÕt hỵp víi giao tử (n) tạo thành hợp tử (2n1) NST => phát triển thành thể dị bội (2n 1) Bi Ở lúa, cho lai hai lưỡng bội có kiểu gen AA aa đời F xuất có kiểu gen AAa Kết phân tích hóa sinh cho thấy hàm lượng AND nhân tế bào sinh dưỡng gấp 1,5 lần so với tế bào sinh dưỡng lưỡng bội 2n a/ Cây AAa thuộc dạng đột biến nào? Giải thích chế tạo thành thể đột biến b/ Muốn tạo giống lúa có suất cao, liệu sử dụng chất cơsixin tác nhân gây đột biến khơng? Vì sao? Bài Mét cặp bố mẹ bình thờng đà sinh gái mắc bệnh Tớcnơ Giải thích viết sơ đồ chế phát sinh trờng hợp trên? Nếu ngời bố trình giảm phân, số tế bào có tợng cặp nhiễm sắc thể giới tính không phân li lần phân bào Xác định nhiễm sắc thể giới tính loại tinh trùng mà ngời tạo ra? Gi Giải thích: Một hai thể bố mẹ giảm phân bình thờng ®· sinh giao tư mang nhiƠm s¾c thĨ giíi tÝnh X, thể giảm phân không bình thờng sinh giao tử không mang nhiễm sắc thể giới tính Trong trình thụ tinh kết hợp hai giao tử đà tạo hợp tử 0X phát triển thành thể mắc bệnh Tớcnơ Sơ đồ: P1: XX GP X F P2 : GP F x XY O OX (Tớcnơ) XX O x XY X OX (Tớcnơ) 11 3.Một số tập tham khảo Bài 1: Trong gia đình, bố mẹ bình thường sinh đơi người trai bình thường người gái có biểu hội chứng Đao Cặp vợ chồng băn khoăn không hiểu lí sao, kiến thức học em giải thích giúp họ Bài 2i 2: Mét loµi cã bé NST 2n = 10 Cã bao nhiªu NST đợc dự đoán thể nhiễm, thể ba nhiễm, thĨ nhiƠm, thĨ nhiƠm kÐp, thĨ kh«ng nhiƠm? III.KẾT LUẬN: * Kết luận - Việc áp dụng kĩ giải tập thuộc phần biến dị ,chương trình sinh học đem lại hiệu rõ qua kết học tập học sinh.số hoc sinh đạt kết giỏi kha tăng rõ rệt 12 - Học sinh chi thực đạt kết trang bị đầy đủ kiến thức kĩ Bao gồm kiến thức lí thuyết, cơng thức … - Trong trình thực hiện, với vốn kinh nghiệm giảng dạy nhiều hạn chế chắn khơng tránh khỏi thiếu sót Mong góp ý quý đồng nghiệp bạn * Kiến nghị: Để đề tài thực đem lại kết tơi xin có số kiến nghị sau: - Ban giám hiệu, phận thiết bị cần bổ sung số tài liệu phương pháp giải tập di truyền, biến dị - Vì thời lượng học chinh khố khơng đủ để em tiếp cận với công thức, cách giải tập nên đề nghị BGH nhà trường triển khai cho em học số buổi đại trà để phụ đạo thêm cho em Giáo viên: Nguyến Hoàng Chiến 13 ... thuyết, hiểu rõ công thức giải đựơc tập việc khó khăn Để em nắm kiến thức, có kĩ giải số tập phần biến dị nên thực đề tài “ Phương pháp giải tập biến dị chương trình sinh học 9? ?? Người thực hiện: Nguyễn... tế giảng dạy tơi thấy học sinh thường gặp khó khăn giải tập quy luật di truyền, biến dị nói chung tập thuộc phần biến dị nói riêng do: Kiến thức sinh học trừu tượng, dạng tập khác đặc trưng riêng,... Việc áp dụng kĩ giải tập thuộc phần biến dị ,chương trình sinh học đem lại hiệu rõ qua kết học tập học sinh. số hoc sinh đạt kết giỏi kha tăng rõ rệt 12 - Học sinh chi thực đạt kết trang bị đầy đủ