skkn HƯỚNG DẪN LÀM NHANH BÀI TẬP SINH HỌC PHẦN DI TRUYỀN HỌC

Như vậy, đổi mới phương pháp trong dạy học không chỉ đơn thuần là dạy những vấn đề với kiến thức có sẵn trong SGK mà còn phải dạy như thế nào để phát huy tinh tự học của học sinh, phải h

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO PHÚ THỌ

TRƯỜNG PT DTNT TỈNH

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM HƯỚNG DẪN LÀM NHANH BÀI TẬP SINH HỌC

PHẦN DI TRUYỀN HỌC

Họ và tên người viết SKKN : Nguyễn Văn Sơn

Chức vụ: Giáo viên

Chuyên môn: Sinh học

Phú Thọ, tháng 3 năm 2016

I ĐẶT VẤN ĐỀ

Trong tình xã hội hiện nay, sự bùng nổ của thông tin, khoa học phát triển như vũ bão đã tác động mạnh mẽ đến các lĩnh vực của đời sống xã hội Trước yêu cầu đổi mới của thời đại, trong giáo dục cũng đòi hỏi phải đổi mới mục tiêu, nội dung và phương pháp dạy học Việc đổi mới phương pháp dạy học luôn được Đảng và nhà nước ta quan tâm Thực hiện chủ trương đổi mới của Đảng, ngành GD-ĐT nước ta đang tiến hành cuộc cách mạng cải cách giáo dục trên cả 3 mặt: Nội dung - Mục tiêu - Phương pháp Nội dung và chương trình của SGK cũng đã được thay đổi để phù hợp với yêu cầu của thời đại Trước đây luật giáo dục coi SGK là pháp lệnh, điều đó đã buộc giáo viên không có phương pháp để phát huy được tính tích cực, tự học và vận dụng kiến thức một cách tối ưu khi tự học ở nhà cũng như một số nội dung trong tiết học của học sinh

Hiện nay, SGK, SGV và tài liệu Chuẩn KT- KN là phương tiện dạy học

để phát huy năng lực tư duy sáng tạo, năng lực tự học của học sinh, là cho học sinh làm việc nhiều hơn, suy nghĩ tập trung hơn, đồng thời phải tác động đến tâm lí hứng thú học tập của học sinh

Như vậy, đổi mới phương pháp trong dạy học không chỉ đơn thuần là dạy những vấn đề với kiến thức có sẵn trong SGK mà còn phải dạy như thế nào để phát huy tinh tự học của học sinh, phải hướng dẫn học sinh biết làm một số bài tập ở nhà để cũng cố kiến thức đã học ở lớp, đó là vấn đề cấp thiết

và hoàn toàn phù hợp với tinh thần chỉ đạo của Đảng, nhà nước ta cũng như ngành GD-ĐT quan tâm chỉ đạo

Sinh học vốn là môn học khoa học có tính ứng dụng ở hầu hết các lĩnh vực của đời sống xã hội cũng như trong sản xuất Trong nhà trường việc giảng dạy bộ môn sinh học song song với nhiệm vụ giảng dạy lý thuyết thì việc rèn luyện, hướng dẫn cho học sinh kỹ năng giải bài tập là nhiệm vụ vô cùng quan trọng

Làm thế nào để học sinh có kỹ năng giải bài tập sinh học nhanh đáp ứng yêu cầu của việc thi CĐ- ĐH ( trước năm 2015) và thi THPT Quốc gia từ

2015 đến nay là một vấn đề khó khăn trong công tác giảng dạy Khó khăn lớn nhất là tiết luyện tập ở bộ môn sinh học rất ít trong phân phối chương trình, (1 đến 2 tiết/1 học kỳ) trong khi đó lượng kiến thức học lý thuyết ở mỗi tiết học lại quá nhiều, nên hầu như giáo viên không có thời gian để hướng dẫn học sinh làm bài tập Học sinh không có khả năng phân tích và tổng hợp kiến thức nên việc giải bài tập còn gặp nhiều lúng túng, đặc biệt là bài tập di truyền học Việc làm bài thi kiểm tra hiện nay của bộ môn sinh học theo yêu cầu của Bộ giáo dục & Đào tạo đang thực hiện theo hình thức trắc nghiệm, học sinh muốn trả lời đúng, nhanh các bài tập di truyền cần phải biết vận dụng kiến thức lý thuyết của tiết học ở lớp và rèn luyện kỹ năng đó trong phần bài tập ở nhà; ôn thi CĐ- ĐH và thi THPT Quốc gia

Trong quá trình giảng dạy và ôn thi đại học trong những năm qua tôi nhận thấy việc hướng dẫn học sinh giải nhanh các bài tập di truyền là rất cần thiết Vì những lý do trên, tôi đã tổng kết thành sáng kiến kinh nghiệm

"HƯỚNG DẪN LÀM NHANH BÀI TẬP SINH HỌC PHẦN DI TRUYỀN HỌC "

II GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

1 Cơ sở lí luận

Gen là một đoạn của phân tử ADN mang thông tin mã hoá một sản phẩm xác định (chuỗi pôlipeptit hay ARN)

Mã di truyền là trình tự các nuclêôtit trong gen quy định trình tự các

axit amin (a.a) trong phân tử prôtêin: cứ 3 nuclêôtit đứng kế tiếp nhau trong gen quy định 1 a.a

Mã di truyền là mã bộ 3: Có 64 mã bộ 3, trong đó có 61 mã bộ 3 mã

hoá cho hơn 20 loại a.a, có 3 bộ 3 làm nhiệm vụ kết thúc (UAA, UAG, UGA)

Phiên mã: Là quá trình truyền thông tin di truyền từ ADN sang ARN Dịch mã: Là quá trình tổng hợp prôtêin

Đột biến gen là những biến đổi trong cấu trúc của gen liên quan đến một cặp nu (đột biến điểm) hoặc một số cặp nu

Đột biến NST: là những biến đổi về cấu trúc hoặc số lượng NST

Đột biến cấu trúc NST: Là những biến đổi trong cấu trúc NST, có thể

làm thay đổi hình dạng và cấu trúc NST

Đột biến số lượng NST là đb làm thay đổi về số lượng NST ở một hay một số cặp NST hoặc ở toàn bộ bộ NST trong tế bào, bao gồm có đột biến lệch bội (dị bội) và đột biến đa bội

Đột biến lệch bội (Dị bội) là những thay đổi về số lượng NST xảy ra ở

một hay một số cặp NST tương đồng

Đột biến đa bội: Là dạng đột biến làm tăng một số nguyên lần bộ NST đơn bội của loài (lớn hơn 2n) gồm đa bội chẵn (4n, 6n, 8n,…), đa bội lẻ (3n, 5n, 7n,….)

2 Thực trạng vấn đề

Do lượng thời gian luyện tập trong giờ chính khóa ít vì vậy khi làm bài tập học sinh gặp một số khó khăn, làm chậm và đôi khi chưa chính xác Vì vậy để đáp ứng được lượng các bài tập TNKQ khi thi đại học hàng năm khoảng 30-40% thì đòi hỏi phải tính toán nhanh, chính xác do đó cần phải hướng dẫn thông qua các buổi ôn thi Đại học ( trước năm 2015) và ôn nâng cao trong chương trình học ôn buổi chiều do nhà trường tổ chức

3 Các biện pháp đã tiến hành để giải quyết vấn đề

Trong các buổi ôn nâng cao và đại học thì trước tiên phải hệ thống lại kiến thức, các khái niệm, các công thức sinh học có liên quan đến phần lý thuyết

Bước 1: Giáo viên giảng dạy lý thuyết của từng nội dung (từng mục) theo

sách giáo khoa và theo chuẩn kiến thức, kỹ năng

Bước 2: Củng cố phần thực hiện ở bước 1 bằng phương pháp sử dụng “sơ đồ

hóa” hoặc rút ra hệ quả, công thức liên quan với nội dung ở bước 1

Bước 3: giải quyết bài tập ví dụ hoặc hướng dẫn học sinh làm bài tập về nhà

theo nội dung

Phương pháp hướng dẫn bài tập ở một số bài học trong phần DTH

Bài : Gen, mã di truyền và cơ chế nhân đôi ADN

Khái niệm gen: sau khi rút ra được khái niệm về gen giáo viên sử dụng sơ đồ

Cơ chế nhân đôi ADN: giáo viên sử dụng bài tập củng cố để xác định kết quả của quá trình nhân đôi:

1 ADN 2x ADN con

NmT = Ngen(2x – 1)

Để hiểu nội dung về nhân đôi của ADN học sinh cần nhớ lại kiến thức về cấu trúc của ADN với hai mạch polinucleotit, vì vậy có thể sử dụng sơ đồ:

Từ đó nêu một số công thức trong cấu trúc ADN

A = T = A1 + A2 = T2 + T1

G = X = G1 + G2 = X2 + X1

Tổng số nucoleotit trong ADN N 2xL

3,4

Tổng số liên kết trong ADN: H = 2A + 3G; HT = 2(N-1)

Bài : Phiên mã và dịch mã

Phiên mã: Khi dạy phần phiên mã cần cho học sinh xác định chỉ có mạch gốc trên ADN thực hiện phiên mã mARN

ADN

mARN

1

Polipeptit

1

mARN

2

Polipeptit

2

Sản phẩm của gen

Nhân đôi

x lần

A

1

T 1

G 1

X 1

T 2

A 2

X 2

G 2

5’…ATGGXGA…3’

Học sinh cần xác định đó là mạch bổ sung nên phải tìm mạch gốc

mARN 5’…UAGGXGA…3’

Dịch mã: cơ chế dịch mã khi giảng dạy là một riboxôm trượt trên mARN để tạo ra chuỗi polypeptit, nên củng cố phần này cần làm rõ nhiều riboxôm cùng trượt trên mARN tạo nên chuỗi polixôm và cho sản phẩm là các chuỗi polipeptit giống nhau theo sơ đồ:

Từ đó hướng dẫn học sinh nghiên cứu cách tính thời gian trượt của các riboxôm khi R1 bắt đầu tiếp xúc với mARN giống như cách tính khoảng cách

giữa các R và số lượng R… theo công thức

t

v

L=

(L: chiều dài của mARN, v: vận tốc của riboxom và t là thời gian một riboxom trượt hết mARN)

Bài : Đột biến gen

Sau khi giảng dạy xong nội dung về khái niệm, cơ chế phát sinh, nguyên nhân và các dạng đột biến gen, giáo viên cho học sinh bài tập về cấu trúc ADN bình thường rồi từ đó suy ra cấu trúc ADN đột biến bằng bài toán tổng số lượng và tỉ lệ phần trăm các nucleotit, số liên kết trong ADN, hoặc nếu gen đột biến nhân đôi thì số nucleotit môi trường cần cung cấp…

Dạng 1: Thay đổi số liên kết hidro

- Mất 1 cặp nu :

+ Mất 1 ( A – T ) : Số liên kết hiđrô giảm 2

+ Mất 1 ( G – X ) : Số liên kết hiđrô giảm 3

-Thêm 1 cặp nu :

Chiều mở xoắn

mARN



+ Thêm 1 ( A – T ) : Số liên kết hiđrô tăng 2

+Thêm1 ( G – X ) : Số liên kết hiđrô tăng 3

-Thay thế cặp nu này bằng cặp nu khác :

+ Thay 1 ( A – T ) bằng 1 (G – X) : Số liên kết hiđrô tăng 1

+ Thay 1 ( G – X ) bằng 1 (A – T) : Số liên kết hiđrô giảm1

Dạng 2: Liên quan đến chiều dài của gen

Chiều dài không thay đổi : Thay số cặp nucleotit bằng nhau

Chiều dài thay đổi :

- Mất : Gen đột biến ngắn hơn gen ban đầu ( gen bình thường)

-Thêm : Gen đột biến dài hơn gen ban đầu( gen bình thường)

-Thay cặp nucleotit không bằng nhau

Dạng 3: Liên quan đến phân tử protein

Mất hoặc thêm nu: Phân tử protein sẽ bị thay đổi từ axitamin có nucleotit bị mất hoặc thêm

Thay thế :

- Nếu bộ ba đột biến và bộ ba ban đầu cùng mã hóa 1 axitamin thì phân

tử protein sẽ không thay đổi

- Nếu bộ ba đột biến và bộ ba ban đầu mã hóa aa khác nhau thì phân tử protein có 1 aa thay đổi

Dạng 4: Phân loại đột biến điểm

Đột biến câm: xảy ra bazo thứ 3 của 1 bộ ba nhưng aa không bị thay đổi

Đột biến dịch khung: Xen mất Nu khung sẽ đọc thay đổi

Đột biến vô nghĩa: tạo bộ ba quy định mã kết thúc

Đột biến nhầm nghĩa: thay đổi bộ ba và làm xuất hiện bộ ba mới

Ví dụ: Câu 6 (M826 đề ĐH 2010): Gen A có chiều dài 153nm và có 1169

liên kết hiđrô bị đột biến alen a Cặp gen Aa tự nhân đôi lần thứ nhất đã tạo ra các gen con, tất cả các gen con này lại tiếp tục nhân đôi lần thứ hai Trong hai lần nhân đôi, môi trường nội bào đã cung cấp 1083 nuclêôtit loại ađênin và

1617 nuclêôtit loại guanin Dạng đột biến đã xảy ra với gen A là

Hướng dẫn

L=153 10 A0 ==> N= 1530 x 2/3,4 = 900 nu

2A + 2G = 900 (1) 2A + 3G = 1169 (2)

Từ (1)(2) ==> G = 269 và A = 181 (đây là của 1 alen)

Sau 2 lần nhân đôi, môi trường cung cấp 1083A và 1617G

- Số nu loại A của cặp alen Aa bị đột biến = 1083 / (22-1) = 316 Ta tách và nhóm 316 = (181 x 2) – 1 Từ đó dễ dàng nhận thấy số cặp nu loại A trong gen đột biến = 2xA ( gen bình thường) -1, vì vậy mất đi 1 cặp AT

- Số nu loại G của cặp alen Aa bị đột biến là = 1617/ (22-1) = 539 Ta tách và nhóm 539 = (269 x 2 )+1 Từ đó dễ dàng nhận thấy số cặp nu loại G trong gen đột biến = 2xG ( gen bình thường) + 1, vì vậy thêm 1 cặp GX

Vậy kết luận đột biến thuộc dạng thay thế 1 cặp A - T bằng 1 cặp G - X

Qua bài tập học sinh sẽ nắm kỹ các dạng đột biến mất, thêm và thay thế các nucleeotit trong ADN cũng như cơ chế hậu quả của các dạng đột biến

Một số BTVN tương tự

Bài 1 Một gen có khối lượng 450000 đơn vị cacbon và có 19000 liên

kết hidro Gen bị đột biến thêm một cặp A-T Số lượng từng loại nuclêôtit môi trường cung cấp cho gen sau đột biến tự sao 4 lần là:

A A=T=5250; G=X= 6000 B.A=T=5265;G=X=6000

C A=T= 5265; G=X= 6015 D.A=T=5250;G=X=6015

Bài 2 Một gen có 225A và 525G nhân đôi 3 đợt và đã tạo ra một số gen con có chứa 1800A và 4201G Dạng đột biến điểm đã xảy ra trong quá

trình trên là:

A Thay một cặp G- X bằng một cặp A-T

B Thêm một cặp G-X

C Thêm một cặp A-T

D Thay một cặp A-T bằng một cặp G-X

Bài 3 Một gen có 225 A và 525 G nhân đôi 3 đợt và đã tạo ra một số

gen con có chứa 1800 A và 4201 G Dạng đột tỉ lệ của gen đột biến so với số gen tạo ra là

Bài 4 Một gen có 1200 nuclêôtit và có 30% adênin Gen bị đột biến

mất một đoạn 100 nu Đoạn mất chứa 20% ađênin và có G=3/2 A Số lượng từng loại nuclêôtit của gen sau đột biến là:

A A=T=220; G=X= 330

B.A=T=330;G=X=220

C A=T = 210; G=X = 340

D A=T= 340; G=X=210

Bài: Nhiễm sắc thể và đột biến nhiễm sắc thể

- Đột biến lệch bội:

Ví dụ: Ở ruồi giấm 2n = 8 ⇒ tồn tại 4 cặp NST trong mỗi tế bào:

Nếu xảy ra đột biến tạo thành tế bào của ruồi giấm có các dạng sau:

Học sinh sẽ xác định tên gọi các dạng đột biến trên Qua đó dễ dàng nhận ra các dạng câu hỏi trắc nghiệm về các đột biến lệch bội và cơ chế hình thành các dạng đột biến trên

- Đột biến đa bội:

>> <<

OO

> <

O

Giảm phân Bình thường

Giảm phân Đột biến

Nguyên phân

>> <<<

OO

>> <

OO

>> <<<

OOO

>> <<

O

>> <<

Hướng dẫn học sinh cách viết các giao tử của cơ thể (3n) và (4n)

Tỉ lệ các giao tử tạo thành là:

Aaa → ;

6

2

Aa ; 6

1

aa ; 6

1

A 2 ;

AAaa → ;

6

1

AA ; 6

4

Aa aa

6

1

Ví dụ : Câu 40(M826 đề ĐH 2010): Ở cà chua, alen A quy định quả đỏ trội

hoàn toàn so với alen a quy định quả vàng Biết rằng các cây tứ bội giảm phân cho giao tử 2n có khả năng thụ tinh bình thường Tính theo lí thuyết, phép lai giữa hai cây cà chua tứ bội có kiểu gen AAaa và aaaa cho đời con có tỉ lệ kiểu hình là

A 11 cây quả đỏ : 1 cây quả vàng

B 5 cây quả đỏ : 1 cây quả vàng

C 35 cây quả đỏ : 1 cây quả vàng

D 3 cây quả đỏ : 1 cây quả vàng

Hướng dẫn:

Cây AAaa cho 1

6 giao tử aa ; Cây aaaa cho 100% giao tử aa AAaa X aaaa => cây quả vàng (aaaa )=1

6 = 6 tổ hợp

> đáp án B

Bài: Quy luật phân ly và phân ly độc lập Hướng dẫn học sinh cách lấy giao tử cho n cặp gen dị hợp

AaBb → AB, Ab, aB, ab: 4 loại giao tử = 22

A a

a O

A A

a a

A a

⇒ n cặp gen dị hợp bằng 2n

P1: Aa x Aa ⇒ F1: 1AA : 2Aa : 1aa TLKG : (1:2:1)1

P2: AaBb x AaBb

⇒F2: AABB → 4 alen trội

AABb

AaBB

AaBb

AAbb

aaBB

Aabb

aaBb

aabb

F 2: 9(A-B-) : 3 (A-bb) : 3 (aaB-) : 1 (aabb)

Khi học sinh làm hai phép lai này tốt sẽ rất dễ hiểu các quy luật di truyền cho các bài học tiếp theo như: quy luật di truyền tương tác gen, quy luật di truyền liên kết gen

Từ kết quả của ( F2) phép lai trên có thể rút ra các kết luận được coi như các tiên đề về quy luật di truyền và hằng đẳng thức đáng nhớ, áp dụng cho các dạng bài tập về quy luật di truyền

CÁC TIÊN ĐỀ QUY LUẬT DI TRUYỀN MENDEN

1 Số kiểu tổ hợp giao tử bằng tích số loại giao tử đực và giao tử cái

2 Số loại kiểu gen bằng tích số loại kiểu gen của các cặp gen thành phần

3 Số loại kiểu hình bằng tích số loại kiểu hình của các cặp tính trạng thành phần

4 Tỷ lệ phân li kiểu gen bằng tích tỷ lệ của các cặp gen thành phần

5 Tỷ lệ phân li kiểu hình bằng tích tỷ lệ của các cặp tính trạng thành phần

CÁC HẰNG ĐẲNG THỨC ĐÁNG NHỚ

Có 2 locut gen A,a, B, b trội lặn hoàn toàn, tác động riêng rẽ, phân li độc lập, liên kết gen hoàn toàn, hoán vị gen, F1xF1 thu được F2 luôn thỏa mãn

3 alen trội

2 alen trội

1 alen trội

0 alen trội

1 (A- bb) = (aaB-)

2 (A- bb) + (aabb) = (aaB-) + (aabb) = 0,25

3 ( A- B- ) - aabb = 0,5

4 ( A- B- ) + (A-bb) = ( A- B- ) + (aaB-) = 0,75

Áp dụng:

1 Biết tỷ lệ 1 loại kiểu hình suy ra tỷ lệ các kiểu hình còn lại

2 Xác định nhanh tỷ lệ kiểu hình lặn suy ra kiểu gen của P, xác định được tần số hoán vị gen (f)

+ Nếu: aabb = 6,25%, suy ra là PLĐL, kiểu gen của P là AaBb x AaBb

+ Nếu: aabb = 25%, suy ra là LKG hoàn toàn, kiểu gen dị đều ABab x ABab

+ Nếu: aabb = 0%, suy ra là LKG hoàn toàn, kiểu gen dị chéo AbaB x AbaB

+ Nếu: aabb = tỷ khác các tỷ lệ trên, suy ra là HVG, ta xác định tần số hvg (f) như sau

Từ tỷ lệ abab = ab x ab

Nếu ab  0,25 suy ra ab là giao tử liên kết, vậy kiểu gen dị đều, f = 2.( 0,5-x) Nếu ab  0,25 suy ra ab là giao tử hoán vị, vậy kiểu gen dị chéo, f = 2x

Lưu ý:

AB

ab x ABab , f = 0, thì F1 có tỷ lệ 3: 1

Ab

aB x AbaB , f = 0, thì F1 có tỷ lệ 1:2:1

Ab

aB x AbaB , f = mọi giá trị, hoán vị 1 bên, thì F1 có tỷ lệ 1:2:1

Ví dụ 1: Câu 22(M826 đề ĐH 2010; HSG 12 tỉnh PT 2010-2011): Ở một

loài thực vật, alen A qui định thân cao trội hoàn toàn so với alen a quy định thân thấp; alen B qui định hoa đỏ trội hoàn toàn so với alen b qui định hoa vàng Hai cặp gen này nằm trên cặp nhiễm sắc thể tương đồng số 1 Alen D