SKKN QUAN sát TIÊU bản cố ĐỊNH HOẶC TIÊU bản tạm THỜI về đột BIẾN NHIỄM sắc THỂ

Sau khi làm bài thí nghiệm học sinh có thể:- So sánh được mức độ phong phú mức độ giàu có của một loài sovới các loài khác trong cùng một quần xã.. Tính mức độ phong phú của một loài tro

BÀI 1: QUAN SÁT TIÊU BẢN CỐ ĐỊNH HOẶC TIÊU BẢN

TẠM THỜI VỀ ĐỘT BIẾN NHIỄM SẮC THỂ

- Làm được tiêu bản tạm thời để quan sát NST ở châu chấu đực

- Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ, chính xác trong thí nghiệm Rèn kỹnăng thao tác thực hành, đức tính kiên nhẫn, để đạt được mục đíchcủa mình:

+ Kỹ năng quan sát tiêu bản dưới kính hiển vi

+ Kỹ năng về thao tác lên kính

+ Kỹ năng đo đạc, tính toán

+ Kỹ năng báo cáo kết quả thực hành

- Vẽ được hình thái và số lượng NST của các bộ NST đã quan sátvào phiếu báo cáo ( trả lời) thực hành

II CƠ SỞ KHOA HỌC

1 Quan sát cấu trúc NST, bộ NST, sắp xếp phân loại các nhóm, kỹ thuật lập kiểu nhân (karyotype)

Nguyên tắc:

- Bộ NST có tính đặc trưng loài, bộ NST người thuộc loài Homo

sapiens Dị nhiễm sắc giới tính nam (dị giao tử).

- Tế bào lympho có nhân lưỡng bội gồm 46 NST ghép thành 22cặp soma và 1 cặp giới tính

* Chỉ số tâm động của các cặp NST tương đồng: Chỉ số tâmđộng NST thứ i = % (pi/li), trong đó pilà kích thước vai ngắn của NST i, li

là kích thước toàn bộ NST i

* Bảng sắp xếp trật tự các cặp NST trong bộ theo thứ tự từ cặp số

1 đến NST Y

2 Quan sát NST, xác định giới tính ở người

- Người thuộc nhóm dị nhiễm sắc giới tính nam (dị giao tử)

- NST X là NST tâm lệch, có vị trí phân loại nằm sau NST số 7 (nhómC)

3 Nhận dạng đột biến cấu trúc NST: đa tâm, không tâm

- NST là một cấu trúc toàn vẹn, không tự liên kết với nhau vì có cáctelomere ở đại đa số các loài sinh vật nhân chuẩn là trình tự 6 nucleotideTTA GGG lặp lại liên tiếp nhiều lần Khi phân tử ADN bị tổn thương đứtgãy đôi (double strand break) thì sẽ xuất hiện các “đầu dính”, các đầu nàygặp nhau sẽ xảy ra tái liên kết để tạo nên các cấu trúc khác thường đượcgọi là đột biến cấu trúc NST hay sai hình NST.

- Khi 2 mảnh có tâm liên kết với nhau sẽ tạo nên sai hình 2 tâm, khi 2mảnh không tâm liên kết với nhau sẽ tạo nên sai hình mảnh không tâm, khi

1 mảnh không tâm liên kết với 1 mảnh có tâm sẽ tạo nên sai hình chuyểnđoạn

- Tiêu bản được cố định ở lần phân bào đầu tiên nên có hiện tượng bảohòa đơn vị nhiễm sắc và giải thích được theo cơ chế di truyền hình thànhsai hình

* Trường hợp đủ 46 nhưng không có mảnh không tâm thì cũng khôngphải là đột biến đa tâm mà do đuôi NST bắt chéo (vì tổng tâm động trong

4 Làm tiêu bản tạm thời NST châu chấu

Bộ NST của châu chấu đực ( 23 NST ) Khi giảm phân sẽ tạo 2 loại giaotử: một loại chứa 11 NST (không chứa NST giới tính) và một loại chứa 12NST

Quan sát bộ NST của tế bào đang giảm phân và phân biệt các loại giao tử

IV - CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH

1.Quan sát cấu trúc NST, bộ NST, sắp xếp phân loại các nhóm, kỹ thuật lập kiểu nhân (karyotype)

a Quan sát cấu trúc NST, bộ NST người (GV sử dụng hình 1, hình 2

,hình 3 và 4 phóng đại rồi cho HS cắt từng NST và sắp xếp lại các nhómNST)

- Mô tả cấu trúc điển hình của một số NST về các chỉ số quan sát: nhiễmsắc tử, vị trí tâm động, vai dài, vai ngắn

- Quan sát, đếm số lượng NST từng nhóm

- Vẽ hình quan sát được vào vở thực hành

b Tiến hành sắp xếp bộ nhiễm sắc thể người bình thường từ hình (GV

sử dụng hình 1, hình 2 ,hình 3 và 4 phóng đại rồi cho HS cắt từng NST vàsắp xếp lại các nhóm NST)

+ Nhóm I (nhóm A): gồm các cặp nhiễm sắc thể 1, 2, 3, là các cặpnhiễm sắc thể lớn nhất Cặp nhiễm sắc thể số 1 và 3 tâm giữa hơn cặp số 2.+ Nhóm II (nhóm B): gồm các cặp nhiễm sắc thể số 4, 5 là các cặpnhiễm sắc thể lớn, tâm gần đầu

+ Nhóm III ( nhóm C) : từ 6 -12 và X, kích thước trung bình, tâm giữa,trong đó 6,7,8,11 và X có tâm gần giữa hơn 9,10 và 12

+ Nhóm IV ( nhóm D) : kích thước dưới trung bình, tâm đầu ( 13-15)+ Nhóm V ( nhóm E) : 16-18 kích thước hơi nhỏ, 16 tâm giữa, 17 tâmgần giữa và 18 tâm gần đầu

+ Nhóm VI ( nhóm F) : 19-20, kích thước nhỏ, tâm giữa

+ Nhóm VII ( nhóm G) : 21,22, và Y, có kích thước nhỏ nhất, tâmđầu Y có 2 nhánh dài gần nhau hơn 21,22

Kỹ thuật tiến hành:

- Bước 1: Đếm số lượng nhiễm sắc thể trên bộ đã in

- Bước 2: Cắt rời từng chiếc nhiễm sắc thể trong bộ nhiễm sắc thể theo hìnhchữ nhật theo khuôn của nó

- Bước 3: Kẻ 4 dòng và xếp bộ nhiễm sắc thể theo trình tự

+ Dòng 1 : xếp nhóm I xong, xếp nhóm II

46 + số lượng mảnh được phát hiện.

4 Quan sát tiêu bản tạm thời bộ NST châu chấu

-Dùng kéo cắt bỏ cánh và chân của châu chấu đực

- Tay trái cầm phần đầu ngực, tay phải kéo phần bụng ra làm cho 1 số nội quantrong đó có tinh hoàn bung ra

-Đưa tinh hoàn lên phiến kính, nhỏ vài giọt nước cất tách mỡ xung quanh tinhhoàn

-Nhỏ vài giọt thuốc nhuộm carmin lên tinh hoàn để nhuộm 15-20 phút -> thấmsạch

-Đặt lamen lên, dùng ngón tay ấn nhẹ lên mặt lamen cho dàn đều tế bào và tếbào bị vỡ NST tung ra

-Đưa tiêu bản lên kính hiến vi quan sát Lúc đầu sử dụng bội giác bé để xácđịnh vùng có những tế bào tách rời nhau và có NST tung ra tốt Cần điềuchỉnh vùng tế bào có NST tung ra tốt vào giữa hiển vi trường rồi chuyển sang

quan sát dưới vật kính lớn hơn.

-Quan sát đếm số lượng, vẽ hình thái NST

V KẾT QUẢ VÀ BÁO CÁO

1 Quan sát cấu trúc NST, bộ NST, sắp xếp phân loại các nhóm, kỹ thuật lập kiểu nhân (karyotype)

- Dán hình các nhóm NST vào giấy A4

2 Quan sát NST, xác định giới tính ở người

- Nhận biết được NST Y trong hình vẽ

3 Nhận dạng đột biến cấu trúc NST: đa tâm, không tâm

- Xác định đột biến đa tâm và số lượng mảnh không tâm vào hình vẽ

4 Quan sát tiêu bản tạm thời

Đánh giá dựa vào làm tiêu bản, quan sát, đánh giá tiêu bản và vẽ

bộ NST trong vở thực hành

PHIẾU TRẢ LỜI THỰC HÀNH

1 Dựa trên hình về bộ NST của người làm thế nào ta biết được tế bào của

người nam hay nữ?

………

………

……

2 Vì sao ở các tế bào bình thường các NST không liên kết với nhau được? ………

………

………

………

…………

3 Loại tế bào nào trong tinh hoàn đang giảm phân? Hãy đánh dấu (√) vào một ô tương ứng trong Phiếu trả lời

4 Hãy cho biết số lượng NST trong các tế bào sau Hãy điền số lượng NST

vào các ô tương ứng trong Phiếu trả lời

5 Vẽ một tế bào đang giảm phân ở tinh hoàn châu chấu ở độ phóng đại

400X vào Phiếu trả lời Không cần ghi chú thích hình vẽ

Chú ý: Tế bào này phải ở giữa hiển vi trường ( thị trường)

6 Các tế bào đang quan sát ở giai đoạn nào của giảm phân? Hãy đánh dấu (√)vào một ô tương ứng trong bảng sau:

Meiosis I (Giảm phân I) Meiosis II (Giảm phân II)

Kì đầu Kì giữa Kì sau Kì cuối Kì đầu Kì giữa Kì sau Kì cuối

7 Hãy cho biết số lượng NST trong các tế bào đang giảm phân mà em quan sátđược? Hãy điền số lượng NST vào các ô tương ứng trong bảng sau:

Meiosis I (Giảm phân I) Meiosis II (Giảm phân II)

Kì đầu Kì giữa Kì sau Kì cuối Kì đầu Kì giữa Kì sau Kì cuối

8 Hoàn thành bảng sau đây về châu chấu

Đáp án: PHIẾU TRẢ LỜI THỰC HÀNH

1 Dựa trên hình về bộ NST của người làm thế nào ta biết được tế bào của

người nam hay nữ?

- có 5 NST tâm mút nhỏ là tế bào nam (2 NST 21 + 2 NST 22 + 1NST Y)

- có 4 NST tâm mút, nhỏ là tế bào nữ (2 NST 21 + 2 NST 22)

2 Vì sao ở các tế bào bình thường các NST không liên kết với nhau được?

- Đầu mút các NST có tác dụng bảo vệ và ngăn các NST liên kết ( dính) vớinhau- (NST là một cấu trúc toàn vẹn, không tự liên kết với nhau vì có cáctelomere ở đại đa số các loài sinh vật nhân thực là trình tự 6 nucleotide TTAGGG lặp lại liên tiếp nhiều lần)

3 Loại tế bào nào trong tinh hoàn đang giảm phân? Hãy đánh dấu (√) vào một ôtương ứng trong bảng sau:

Chú ý: Tế bào này phải ở giữa hiển vi trường ( thị trường)

400X

6 Các tế bào đang quan sát ở giai đoạn nào của giảm phân? Hãy đánh dấu (√)vào một ô tương ứng trong bảng sau ( HS quan sát được trên thị trường như thếnào sẽ đánh dấu lại để kiểm tra thông tin này giáo viên sẽ đến kiểm tra trực tiếphoặc hình này sẽ được chụp lại tùy theo số lượng HS thực hành HS phải nhậndiện chính xác tối thiểu 2 tế bào)

Meiosis I (Giảm phân I) Meiosis II (Giảm phân II)

Kì đầu Kì giữa Kì sau Kì cuối Kì đầu Kì giữa Kì sau Kì cuối

7 Hãy cho biết số lượng NST trong các tế bào đang giảm phân mà em quan sátđược? Hãy điền số lượng NST vào các ô tương ứng trong bảng sau:

Meiosis I (Giảm phân I) Meiosis II (Giảm phân II)

Kì đầu Kì giữa Kì sau Kì cuối Kì đầu Kì giữa Kì sau Kì cuối

12

11 hoặc12

22 hoặc24

11 hoặc12

8 Hoàn thành bảng sau đây về châu chấu

Sau khi làm bài thí nghiệm học sinh có thể:

- So sánh được mức độ phong phú (mức độ giàu có) của một loài sovới các loài khác trong cùng một quần xã

- Củng cố kiến thức về tính đa dạng sinh học, qua đó nâng ý thức bảo

- Biết cách lựa chọn phương pháp phù hợp và tính kích thước củamột quần thể sinh vật

- Củng cố được kiến thức đã học trong bài lý thuyết về kích thướcquần thể, qua đó hiểu được ý nghĩa sinh thái học của bảo vệ các loàisinh vật, nâng cao ý thức về bảo vệ môi trường

- Củng cố được kiến thức đã học trong bài lý thuyết về kích thướcquần thể, qua đó hiểu được ý nghĩa sinh thái học của bảo vệ các loàisinh vật, nâng cao ý thức về bảo vệ môi trường

II CƠ SỞ KHOA HỌC

1 Tính mức độ phong phú của một loài trong quần xã

Độ phong phú (hay mức giàu có) của loài là tỉ lệ (%) số cá thể củamột loài so với tổng số cá thể của tất cả các loài có trong quần xã sinh vật

Độ phong phú của loài trong quần xã sinh vật được tính theo côngthức:

% 100

2 Tính toán độ đa dạng của quần xã theo chỉ số Shannon

Độ đa dạng của quần xã được tính toán dựa trên sự phong phú tươngđối về số lượng cá thể của tất cả các loài trong quần xã đó Độ đa dạng loàiđược thể hiện phổ biến dưới dạng chỉ số Shannon (H) (theo Shannon –Wiener):

H = -(p A ln p A ) + (p B ln p B ) + (p C ln p C) + 

Trong đó, A, B, C là các loài trong quần xã, p là độ phong phú của

mỗi loài (là tỉ lệ % được tính như trong thí nghiệm 1) và ln là lôgarit tựnhiên Quần xã nào có chỉ số Shannon (H) cao là có độ đa dạng loài caohơn

Ví dụ:

Để minh họa cho phần lý thuyết trên ta có thể tham khảo ví dụ sau về sosánh tính đa dạng loài của 2 quần xã: Quần xã 1 và Quần xã 2 (xemhình.1) Quần xã nào có đa dạng loài cao hơn?

Hình 1 Đa dạng loài trong quần xã 1 và quần xã 2.

Tính toán trên cho chúng ta biết quần xã 1 đa dạng hơn quần xã 2

3 Tính kích thước của quần thể thực vật và các sinh vật ít di chuyển

Kích thước của quần thể là số lượng cá thể, khối lượng hay nănglượng tích luỹ trong các cá thể, phân bố trong khoảng không gian củaquần thể Với những quần thể của cá thể không có khả năng di chuyển(ví dụ quần thể cây), kích thước quần thể được tính bằng cách đếm trựctiếp các cá thể trên một không gian nhất định gọi là các ô tiêu chuẩn

Hình 2 minh họa phương pháp chia ô tính số lượng các cá thể trongmỗi ô, qua đó tính kích thước của quần thể Tùy theo kích thước của sinhvật mà chia ô to hay nhỏ Với những sinh vật có kích thước nhỏ, như cây

cỏ, kích thước ô thường nhỏ : 1m x 1m (hoặc 2m x 2m) Với những sinhvật có kích thước lớn như cây gỗ, kích thước ô lớn : 100 m x 100 m, hoặclớn hơn

Trong mỗi ô to, người ta lại chia ra từng ô nhỏ hơn và đếm số lượng

cá thể trong mỗi ô nhỏ

Kích thước quần thể được tính từ giá trị trung bình của mỗi ô nhânvới số lượng tất cả các ô trong không gian của quần thể

Hình 2 Sử dụng ô thí nghiệm có kích thước 1m x 1m (a) và

ô kích thước 2m x 2m (b) để đếm số lượng các cây cỏ

4 Tính kích thước của quần thể sinh vật di chuyển nhanh

Các nhà nghiên cứu sinh thái học không thể đếm tất cả các cá thểcủa quần thể nếu sinh vật di chuyển quá nhanh hoặc lẩn trốn Trongnhững trường hợp đó, các nhà nghiên cứu có thể tính kích thước quầnthể bằng các phương pháp gián tiếp, ví dụ như khi tính mật độ tương đối

các hang bị phá lỗ - đó là các hang thực sự có chuột Khi tính mật độcòng sống ven biển người ta dựa vào số lượng các hang do còng đàotrên mặt đất Tuy nhiên phương pháp phổ biết nhất là phương pháp “Bắt,đánh dấu, thả và bắt lại” hay gọi tắt là phương pháp “Đánh dấu – bắtlại” Sử dụng công thức (Theo Campbell, 2009):

R

C M

(Trong đó, N là số thể hiện kích thước quần thể - kích thước ướclượng của quần thể; M là số cá thể bắt lần 1 được đánh dấu, C là sốlượng cá thể bắt được lần 2; R là số lượng cá thể bắt lần 2 có đánh dấu).Trong một số trường hợp công thức trên có thể thay đổi bằng cáchnhân (hoặc cộng, trừ ) với hệ số biểu hiện sự thay đổi của môi trườnghoặc theo loài nghiên cứu (chỉ số Lincoln) Ví dụ công thức tính :

 1 1

11

cư hoặc xuất cư trong thời gian thực hiện phương pháp đó.

III THIẾT BỊ – HÓA CHẤT- MẪU VẬT

1.Tính mức độ phong phú của một loài trong quần xã

- 01 chén nhỏ

- 01 chén lớn

- Các loại hạt đậu xanh, đậu đen, đậu nành và nhiều đậu trắng

2 Tính toán độ đa dạng của quần xã theo chỉ số Shannon

- Máy tính cầm tay để tính toán

- Giáo viên cung cấp các bản vẽ minh họa thành phần và số lượngcác loài trong quần xã (ví dụ như hình 2 dưới đây)

Hình 2: Thành phần và số lượng các loài trong 4 quần xã : quần xã 1,

2, 3, 4 (Mỗi kí hiệu trong hình tượng trưng cho một loài)

3 Tính kích thước của quần thể thực vật và các sinh vật ít di chuyển

- 40 cọc nhỏ (cọc dài 20 cm) và dây để chia ô

- Chọn một cánh đồng để tính kích thước quần thể cây trong đó

4 Tính kích thước của quần thể sinh vật di chuyển nhanh

Tương tự như thí nghiệm 1, phần I:

- 01 chén lớn

- Các hạt đậu xanh, đậu đen, đậu nành và nhiều đậu trắng

- 05 khay thí nghiệm

IV TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM

Thí nghiệm 1: Tính mức độ phong phú của một loài trong quần xã

Giả sử bài thực hành là tính mức độ phong phú của loài trong điềukiện thí nghiệm mô phỏng :

Bước 1: - Dùng chén nhỏ đong 2 chén đậu xanh, 1 chén đậu đen và 1

chén đậu nành Đong thêm 1 chén lớn đậu trắng, đổ tất cả đậu xanh, đen,nành và trắng vào chung trong một khay lớn và trộn đều Trong thí nghiệmnày, đậu trắng tượng trưng cho môi trường còn các loại đậu còn lại tượngtrưng cho các loài đang cần tính mức độ phong phú

Bước 2: - Dùng chén lớn đong một chén các hỗn hợp loại đậu trên, đổ

ra khay

Bước 3: - Từ khay mới đổ ra đó, nhặt riêng từng loại đậu xanh, đen và

nành ra từng khay khác nhau Lần lượt đếm số lượng mỗi loại đậu

Bước 4: Giả sử đậu xanh tượng trưng cho loài cá mè sống trong ao,

đậu đen tượng trưng cho cá trắm, đậu nành tượng trưng cho cá chép Sửdụng công thức tính độ phong phú của loài, hãy tính mức độ phong phúcủa mỗi loài cá trên

Thí nghiệm 2: Tính toán độ đa dạng của quần xã theo chỉ số Shannon

Giả sử bài thực hành là so sánh mức độ đa dạng loài của 4 quần xã :quần xã 1, 2, 3 và 4 (hình 2)

Tiến hành thí nghiệm

Bước 1: Đếm số lượng từng loài (n i) trong mỗi quần xã và tính tổng số cá thểcủa tất cả các loài trong quần xã (N)

Bước 2: Tính độ phong phú của loài đó trong quần xã (theo công thức).

Bước 3: Tính chỉ số Shannon (H) của quần xã.

Bước 4 So sánh chỉ số Shannon của các quần xã và chỉ ra mức độ đa dạng

Bước 1 Chọn địa điểm để thiết lập các ô trong cánh đồng ngô Số lượng ô

là 10 ô, mỗi ô rộng 1m x 1m (chú ý chọn vị trí ô xếp lần lượt theo mặt cắt,hoặc phân bố đều trong khu vực nghiên cứu)

Bước 2 Dùng cọc đóng ở góc của mỗi ô vuông, giăng dây theo chu vi của

ô

Bước 3 Đếm toàn bộ số cây cỏ mần trầu có trong mỗi ô đó.

Bước 4 Lập bảng ghi số liệu thu được từ mỗi ô thí nghiệm vào trong bảng.

Tính giá trị trung bình số lượng cá thể cây mần trầu / 1 ô

Bước 5 Ước tính kích thước quần thể bằng cách nhân giá trị trung bình / 1

ô với số lượng tất cả các ô có trong không gian của quần thể (vd: Diện tíchnghiên cứu là 1000 m2thì số lượng ô trong trường hợp này là 1000)

Thí nghiệm 4 Tính kích thước của quần thể sinh vật di chuyển nhanh

Giả sử bài thực hành là tính kích thước của quần thể cá trong điềukiện mô phỏng của phòng thí nghiệm Thí nghiệm được tiến hành tiếp nốithí nghiệm tính độ phong phú của cá thể ở phần I :

Bước 1 Sử dụng lại các số liệu về tính độ phong phú của từng loài

(tượng trưng bằng các loại đậu khác nhau) và làm tiếp các bước sau

Bước 2 Tính số lượng cá thể của cá mè (tượng trưng bằng đậu xanh)

bằng cách: đong 01 chén lớn hỗn hợp của các loại đậu (hỗn hợp đậu có đủcác màu), rồi đổ ra khay

Bước 3 Đếm hết số lượng đậu xanh và bỏ ra một khay mới Sau đó

dùng bút dạ đánh dấu vào đậu xanh đó (Việc làm này tượng trưng có việc