Phân tích nội dung chương III Di truyền học quần thể chương IV ứng dụng di truyền học. Chương V Di truyền học người. Soạn một số giáo án theo hướng học sinh làm trung tâm

Trang 1

Khoa luận tốt nghiép Cao Fhu Fhuy

PHAN 1: MO DAU

I Ly do chon dé tai

Ngày nay cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ va kỹ thuật, thì việc đào tạo nguồn nhân lực có trình độ, kỹ năng, sáng tạo đang

là vấn đề then chốt của nhiều quốc gia trên thế giới trong đó có Việt Nam Để

thực hiện được nhiệm vụ này thì mỗi người dân phải có trình độ kiến thức sâu rộng, có vai trị chủ động và sáng tạo trong hoạt động học tập Đó là mục tiêu đào tạo của nhà trường ở mọi cấp học

Căn cứ vào yêu cầu nêu trên, bộ luật giáo dục 2005 đã quy định: đổi mới chương trình giáo dục phải là một quá trình đổi mới từ mục tiêu, nội dung phương pháp đến phương tiện giáo dục, đánh giá chất lượng giáo dục, kể cả việc đổi mới cách xây dựng chương trình, từ quan niệm đến quy trình kĩ thuật

và đổi mới hoạt động của quá trình này Chương trình giáo dục phổ thông là một bộ phận của chương trình nói trên, vì vậy khi tiến hành đổi mới phải tuân theo các định hướng, đảm bảo các nguyên tắc, thực hiện các yêu cầu như đối

với chương trình của các bậc học khác trên cơ sở quán triệt những đặc điểm

của cấp học, của trường THPT

Trong công cuộc đổi mới, vai trò của người giáo viên không hề bị hạ

thấp mà còn được nâng cao Người giáo viên còn địi hỏi phải có trình độ

chun mơn sâu rộng, trình độ sư phạm lành nghề, có đầu óc sáng tạo và nhạy

cảm mới có thể tổ chức, hướng dẫn các hoạt động độc lập của học sinh

Năm học 2003 — 2004 bộ GDĐT đã ban hành bộ SGK thí điểm được

đưa vào giảng dạy ở một số tỉnh thành trong cả nước Tài liệu giáo khoa thí điểm gồm hai bộ sách ( bộ sách thứ nhất dành cho ban KHTN và bộ sách thứ

hai dành cho ban KHXH)

Xuất phát từ thực tế trên tôi đã chọn đề tài: Phân tích nội dung chương

II “ Di truyền học quần thể”, chương IV “ Ứng dụng di truyền học”, chương

Trang 2

V “ Di truyén học người” Soạn một số giáo án theo hướng lấy học sinh làm

trung tâm Tôi mong rằng đề tài nghiên cứu của mình sẽ là tài liệu tham khảo

cho nhiều bạn quan tâm đặc biệt là các bạn sinh viên chuẩn bị ra trường Tôi rất mong được sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô và các bạn H Mục đích nghiên cứu

- Phân tích nội dung

- Soạn một số giáo án theo hướng lấy học sinh làm trung tâm

II Đối tượng và phạm vỉ nghiên cứu 1 Đối tượng nghiên cứu

- Phân tích cấu trúc và nội dung

- Bổ sung kiến thức còn thiếu

2 Phạm vi nghiên cứu

- Chuong III: “ Di truyền học quần thể” - Chương IV: “ Ứng dụng di truyền học” - Chương V: “ Di truyền học người”

( Sinh học 12 - SGK thí điểm - Ban KHTN - Bo 1)

IV Nhiệm vụ nghiên cứu

- Xác định cấu trúc bài hợp lí

- Xác định mối quan hệ giữa các bài trong chương - Xác định nội dung toàn bài

- Xác định nội dung cần làm sáng tỏ thêm

V, Các phương pháp nghiên cứu

1 Phương pháp nghiên cứu lí thuyết

Để xây dựng cơ sở lí thuyết cho đề tài này tôi đã tiến hành nghiên cứu

các tài liệu sau:

- Lí luận dạy học sinh học: Đinh Quang Báo - Nguyễn Đức Thành

Trang 3

- Dạy học sinh học ở trường THPT ( tập 1,2) Nguyễn Văn Duệ — Nguyễn Đức Thành NXBGD

- Tài liệu bồi dưỡng giáo viên NXBGD

- Dạy học giải quyết vấn đề trong bộ môn sinh học Nguyễn Văn Duệ — Trần Văn Kiên — Duong Tiến Sỹ NXBGD — 2000

- Phát triển phương pháp học tập tích cực trong bộ mơn sinh học.Trần Bá Hoành — Trịnh Nguyên Giao NXBGD - 2000

2 Phương pháp nghiên cứu chuyên gia

Xin ý kiến của những giáo viên có kinh nghiệm và quan tâm đến phương pháp dạy học theo hướng lấy học sinh làm trung tâm

Xin ý kiến của giáo viên giảng dạy theo chương trình SGK thí điểm

Trang 4

PHAN 2: NOI DUNG VA KET QUA NGHIEN CUU

A CƠ SỞ LÍ LUẬN

1 Tính tích cực của học sinh trong hoạt động học tập

1 Khái niệm về tính tích cực học tập

Theo L V Rebrova, 1975: Tính tích cực học tập là một hiện tượng sư

phạm biểu hiện ở sự cố gắng cao về nhiều mặt trong học tập

Học tập là hiện tượng riêng của sự nhận thức, vì vậy nói đến tính tích cực học tập là nói đến tính tích cực nhận thức Tính tích cực nhận thức là trạng thái hoạt động nhận thức của học sinh Đặc trưng ở khát vọng học tập, cố gắng về trí tuệ và nghị lực cao trong quá trình nắm vững tri thức

2 Những biểu hiện về tính tích cực - Biểu hiện về mặt hành động:

+ Học sinh khao khát tự nguyện tham gia trả lời các câu hỏi của giáo viên, bổ sung câu trả lời của bạn, thích được phát biểu ý kiến của mình về vấn đề nêu ra

+ Học sinh hay nêu thắc mắc, đòi hỏi phải giải thích cặn kế những vấn đề mà giáo viên trình bầy chưa đủ rõ

+ Học sinh chủ động vận dụng những kiến thức, kỹ năng đã học để nhận thức những vấn đề mà giáo viên trình bày chưa đủ rõ

+ Học sinh mong muốn đóng góp với thầy, với bạn những thông tin lấy

từ nhiều nguồn khác nhau - Biểu hiện về mặt ý chí

+ Tập chung chú ý vào vấn đề đang học + Kiên trì làm cho xong các bài tập

+ Không nản trước những tình huống khó khăn

+ Thái độ phản ứng khi chuông báo hết giờ: tiếc rẻ, cố làm cho xong

Trang 5

II Dac trung của phương pháp dạy học tích cực 1 Đặc trưng của phương pháp dạy học tích cực

1.1 Dạy học thông qua tổ chức các hoạt động của học sinh:

PPTC dựa trên cơ sở tâm lí học cho rằng: Nhân cách của trẻ được hình thành thơng qua các hoạt động chủ động, thông qua các hoạt động có ý thức

Trí thơng minh của trẻ phát triển nhờ sự “đối thoại” giữa chủ thể hoạt động

với các đối tượng và môi trường

PPTC là người học chủ thể của hoạt động học được cuốn hút vào những

hoạt động do giáo viên tổ chức, để chỉ đạo thơng qua đó tự lực khám phá những cái mình chưa biết Học sinh tự đặt mình vào những tình huống của đời

sống thực tế, người học trực tiếp quan sát, thảo luận, làm thí nghiệm, giải

quyết vấn đề đặt ra theo cách suy nghĩ của mình Từ đó nắm được kiến thức,

kĩ năng mới và phương pháp “làm ra” kiến thức, kĩ năng đó Do vậy, phương

pháp tổ chức không chỉ cung cấp kiến thức mà còn hướng dẫn hành động

1.2 Dạy học chú trọng rèn luyện phương pháp tự học

- Phương pháp tự học là cốt lõi của phương pháp học

- Phương pháp tự học là một biện pháp nâng cao hiệu quả dạy học và là một mục tiêu dạy học

- Nếu người học có kĩ năng, phương pháp và thói quen tự học, biết tự

lực phát hiện và giải quyết những vấn đề đặt ra sẽ làm cho họ ham học, khơi dạy tiềm năng vốn có của mỗi người

1.3 Tăng cường học tập cá thể, phối hợp với học tập hợp tác

- Tăng cường học tập cá thể: Phương pháp tích cực đòi hỏi sự cố gắng về trí tuệ và nghị lực cao trong quá trình tự dành lấy kiến thức mới Do ý trí và

năng lực của người học không đồng đều tuyệt đối nên có sự phân hố về

cường độ và tiến độ hoàn thành nhiệm vụ học tập Việc sử dụng các phương tiện nghe nhìn, máy vi tính ngày càng rộng rãi tại nhà trường sẽ đáp ứng yêu cầu cá thể hoá hoạt động học tập theo nhu cầu và năng lực của mỗi học sinh

Trang 6

- Phối hợp hoạt động hợp tác:

+ Thông qua thảo luận, tranh luận trong tập thể ý kiến của mỗi cá

nhân được điều chỉnh, khẳng định hay bác bỏ, qua đó người học nâng mình

nên một trình độ mới, bài học vận dụng được vốn hiểu biết và kinh nghiệm

của mỗi cá nhân và của cả tập thể

+ Hoạt động trong tập thể nhóm sẽ làm từng thành viên quen dần với sự phân công hợp tác trong lao động xã hội Trong hoạt động theo nhóm tính cách và năng lực của mỗi cá nhân được bộc lộ, được uốn nắn, phát triển tình

bạn, ý thức kỷ luật, tỉnh thần tương trợ, ý thức cộng đồng 1.4 Kết hợp đánh giá của thầy và tự đánh giá của trò

- Việc đánh giá học sinh khơng chỉ nhằm mục đính nhận định thực trạng và điều chỉnh hoạt động học của trò mà còn tạo điều kiện nhận định thực

trạng và điều chỉnh hoạt động dạy của thầy

- PPTC việc kiểm tra đánh giá không chỉ dừng lại ở yêu cầu tái hiện kiến thức, lập lại các kĩ năng đã học mà còn phải khuyến khích óc sáng tạo,

phát hiện sự chuyển biến thái độ và xu hướng hành vi của học sinh trước

những vấn đề của đời sống cá nhân, giáo dục và cộng đồng, rèn khả năng phát

hiện và giải quyết vấn đề nảy sinh trong các tình huống thực tế

- PPTC là người được giáo dục trở thành người tự giáo dục là nhân vật

tự nguyện, chủ động, tự giác có ý thức về sự giáo dục bản thân mình 2 Các phương pháp dạy học tích cực

2.1 Dạy học giải quyết vấn đề

Cấu trúc một bài theo dạy học giải quyết vấn đề 1 Đặt vấn đề, xây dựng bài toán nhận thức 2 Giải quyết vấn đề đặt ra

3 Kết luận

2.2 Dạy học hợp tác trong nhóm: Lớp học chia làm những nhóm từ 4 — 5

Trang 7

khí thi đua với các nhóm khác, kết quả làm việc của mỗi nhóm sẽ góp phần vào kết quả học tập chung của cả lớp

Cấu tạo của một tiết học theo nhóm 1: Lầm việc chung với cả lớp 2: Làm việc theo nhóm

3: Thảo luận tổng kết trước toàn lớp

1H Thiết kế bài học theo phương pháp tích cực

1 Đổi mới khâu soạn bài

Nét nổi bật của bài học theo phương pháp dạy học tích cực là hoạt động của học sinh chiếm tỉỈ trọng cao hơn so với hoạt động của giáo viên về mặt thời lượng và cường độ làm việc Để có một tiết học như vậy ở trên lớp thì trước đó

trong khâu soạn bài giáo viên phải đầu tư rất nhiều công sức và thời gian Phải thay đổi quan niệm soạn bài như sau:

- Những dự kiến của giáo viên chủ yếu tập trung vào hoạt động của học sinh (quan sát mẫu vật, tiến hành thí nghiệm, tranh luận vấn đề đặt ra, giải bài toán nhận thức ) Trên cơ sở đó giáo viên hình dung mình sẽ tổ chức các hoạt động của học sinh như thế nào?

- Giáo viên phải suy nghĩ công phu về những khái niệm diễn biến các hoạt động đề ra cho học sinh dự kiến những giải pháp điều chỉnh để không

cháy giáo án

- Bài học được xây dựng từ những đóng góp của học sinh thông qua những hoạt động do giáo viên tổ chức Khai thác vốn hiểu biết và kinh nghiệm của từng học trò, của tập thể lớp, tăng cường mối liên hệ từ trò đến thầy và mối liên hệ ngang giữa trò và trò trong trường hợp này giáo viên phải có kinh nghiệm sư phạm mới làm chủ được bài học

2 Các bước thiết kế bài học theo PPTC

- Lựa chọn nội dung thích hợp

- Xác định nhiệm vụ nhận thức

Trang 8

- Tạo động lực học tập

- Tổ chức các hoạt động của học sinh - Đánh giá kết quả bài học

B PHÂN TÍCH NỘI DUNG

CHƯƠNG III: DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂ

BÀI 20: CẤU TRÚC DI TRUYỀN CỦA QUẦN THỂ 1 Vị trí của bài trong chương

Đây là bài đầu tiên của chương nên các khái niệm được đề cập đến

trong bài sẽ là nên tảng và cơ sở để đi nghiên cứư những bài tiếp theo của chương Bài học do đó mang tính khái quát cao

1 Logic kiến thức 1 Logic của chương

Chuong III “ Di truyền học quần thể” thuộc phần 5: Di truyền học

Chương III: Gém 2 bai: Bai 20 va bai 21 Chương LII: Được trình bày như sau:

Đầu tiên là các hệ thống khái niệm: Quần thể, vốn gen và cách tính tần số tương đối của gen ( tần số Alen ), của kiểu gen Từ các khái niệm đó đi nghiên cứu cấu trúc di truyền của quần thể tự phối, quần thể giao phối và định

luật Hacdy —Vanbec (nội dung, ý nghĩa và điều kiện nghiệm đúng)

2 Logic của nội dung bài

Bài 20 Nội dung của bài được trình bày như sau:

Phần 1 Khái niệm quần thể: Trong phần này nêu khái niệm, các đặc trưng của quần thể và phân loại quần thể về mặt di truyền

Phan 2 Tần số alen và tần số kiểu gen: Trong phần này nêu khái niệm vốn gen, cách tính tần số tương đối của gen (Tần số alen), tần số tương đối của

một kiểu gen từ đó khái quát thành cơng thức tính tần số tương đối của các

Trang 9

Phan 3 Quân thể tự phối: trong phần này nêu cấu trúc và sự di truyền trong quần thể tự phối

Trong bài 20: Những nội dung được trình bày trong SGK cơ bản là phù hợp về mặt logic khi dạy giáo viên nên tuân theo logic này

III Cac thành phần kiến thức 1 Các thành phần kiến thức 1.1 Khái niệm quần thể:

Khái niệm quần thể: Là tập hợp các cá thể cùng loài, chung sống trong một khoảng không gian xác định, ở một thời điểm xác định

Các đặc trưng của quần thể (về mặt di truyền): Vốn gen, tần số tương đối của các alen, các kiểu gen, các kiểu hình

- Phân loại quân thể về mặt di truyền: Quần thể tự phối và quần thể giao

phối

1.2 Tần số alen và tần số kiểu gen

Khái niệm vốn gen là toàn bộ các alen của tất cả các gen trong quần

thể

- Khái niệm tần số gen: Là tần số tương đối của các alen trong vốn gen

- Tần số tương đối của gen ( tần số alen): Được tính bằng tỉ số giữa số

alen được xét trên tổng số alen thuộc một locút trong quần thể hay bằng tỉ lệ

phần trăm số giao tử mang alen đó trong quần thể

- Tần số tương đối của một kiểu gen: Được xác định bằng tỉ số cá thể có kiểu gen đó trên tổng số cá thể trong quần thể

- Ví dụ: Gen có 2 alen A và a trong quần thể có ba kiểu gen AA, Aa, aa Quy ước: d là tần số tương đối của kiểu gen AA

h là tần số tương đối của kiểu gen Aa r là tần số tương đối của kiểu gen aa p là tần số tương đối của của alen A q là tần số tương đối của alen a

Trang 10

“ph Ta có:P=d+ VA

q=r+⁄4

=>P+t+qe=l

1.3 Quần thể tự phối

a Cấu trúc di truyền của quần thể tự phối

1903 Wjohansen nghiên cứu cấu trúc di truyền của quần thể tự phối bằng phương pháp di truyền học

Kết quả: Sự tự phối làm cho quần thể dần bị phân thành những dòng

thuần có kiểu gen khác nhau và sự chọn lọc trong dịng khơng hiệu quả

b Sự di truyền trong quần thể tự phối: ở quần thể tự phối diễn ra các kiểu tự phối cho ra những kết quả khác nhau

Các kiểu tựphối ————y_ thế hệ con

AAx AA ——» AA

Aaxaa ———y aa

Aax Aa ———— Va: Vy aa: Yaa

Nhận xét: Trong quần thể tự phối liên tiếp qua nhiều thế hệ,cấu trúc di truyền của quần thể tự phối biến đổi theo hướng giảm dần tỉ lệ dị hợp tửvà tăng dần tỉ lệ đồng hợp tử,nhưng không làm thay đổi tần số tương đối của các

alen

2: Kiến thức trọng tâm:

2.1: Tần số alen và tần số kiểu gen 2.2: Quần thể tự phối

IV: Kiến thức bổ sung

1 Khái niệm cấu trúc di truyền của quần thể: là tần số tương đối của các

alen và các kiểu gen có trong đó

Trang 11

Khoa luận tốt nghiép Cao Fhu Fhuy 2 Thí nghiệm của Jonhansen:

Đối tượng nghiên cứu của Jonhansenlà cây đậu tự thụ phấn phaseolus vulgaris

Jonhansen cân các hạt của giống đậu nói trên và theo đõi sự di truyền về khối lượng và hạt đã phân lập thành hai dòng: dòng hạt to (khối lượng

trung bình là 518,7mg)và đòng hạt nhỏ ( trung bình 443.4mg) Điều đó chứng tỏ quần thể gồm những cây khác nhau về mặt di truyền Theo dõi tiếp sự di

truyền riêng rẽ trong mỗi dòng hạt nặng và hạt nhẹ thì khơng thấy dòng nào cho sự khác biệt nhau về khối lượng hạt như trường hợp trên Sự khác biệt

nhau về khối lượng hạt bên trong dòng (thuần) không di truyền được Như vậy, có thể rút ra nhận xét là các quần thể thực vật tự thụ phấn gồm những

dòng thuần có kiểu gen khác nhau

Trang 144 Di truyền học (Tập 2)

3 Sự di truyền trong quần thể tự phối

Khi một thể dị hợp tự thụ phấn tỉ lệ dị hợp thể sẽ giảm dần sau mỗi một thế hệ và quần thể dần được đồng hợp tử hoá

Nếu gọi H, là phần dị hợp tử trong quần thể ban đầu và H, là phần dị hợp tử trong quần thể thứ n, thì tỉ lệ dị hợp tử sau mỗi thế hệ bằng một nửa tỉ lệ dị

n-

hợp tử của thế hệ trước đó, nghĩa là H, = SH H,.= sis =H, = (5) H,

Khi n> «thi H, 30 vi tinl >) 30

Trong quần thể, thành phần dị hợp thể Aa qua tự phối hay giao phối với

nhau diễn ra sự phân li, trong đó các thể đồng hợp trội AA và lặn aa được tạo

ra với tần số ngang nhau trong mỗi thế hệ Do đó, quần thể khởi đầu với cấu

trúc di truyền (d, h, q) dân chuyển thành (2+ 1⁄4,z+ ⁄} nghĩa là thành cấu trúc

(p, o, q) Như vậy, tần số kiểu gen thành tần số gen (alen)

Trang 12

Vậy tần số gen trong quần thể tự phối không thay đổi qua các thế hệ,

nghĩa là hệ thống giao phối không làm thay đổi tần số gen, nhưng ảnh hưởng

đến thành phần di hợp tử Trong quần thể nội phối thành phần dị hợp tử dần bị triệt tiêu, thành phần đồng hợp tử trội và lặn cuối cùng bằng tần số của các

alen tương ứng

Trang 98 SGV — Sinh học 12 SGK thí điểm - Bộ l - Ban KHTN

BÀI 21: TRẠNG THÁI CÂN BẰNG CỦA QUẦN THỂ GIAO PHỐI

1 Vị trí của bài trong chương

Bài học là bài kết thúc của chương đồng thời cũng là bài quan trọng

nhất của chương Do đó, bài học chứa đựng những nội dung cơ bản của toàn chương

II Logic kiến thức

Bài 21 Nội dung của bài được trình bày theo logic sau:

Phần 1 Quần thể giao phối: Trong phần này trình bày các đặc trưng cơ bản

của quần thể giao phối đặc biệt nhấn mạnh quan hệ về mặt sinh sản là nguyên nhân tạo cho quần thể tồn tại trong không gian nhất định và theo thời gian Phần 2 Định luật Hacdy - Vanbec: trong phần này nêu nội dung của định luật và cách chứng minh định luật, thông qua cách chứng minh định luật để đưa đến phương trình tổng quát của định luật Hacdy - Vanbec

p’ AA+2pqAa+q’aa=1

Phan 3 Diéu kién nghiệm đúng của định luật Hacdy-Vanbec: trong phần này

nêu những điều kiện nhất định để định luật Hacdy-Vanbec là đúng

Phần 4 Ý nghĩa của định luật Hacdy-Vanbec: định luật có ý nghĩa rất lớn về mặt lí luận cũng như thực tiễn

Logic nội dung bài về cơ bản là hợp lí nhưng trong quá trình dậy giáo viên

Trang 13

III Thanh phần kiến thức 1 Thành phần kiến thức

1.1 Quần thể giao phối

* Đặc trưng của quần thể giao phối

- Quần thể giao phối là đơn vị tồn tại và đơn vị sinh sản của loài trong tự nhiên Quan hệ sinh sản là cơ sở đảm bảo cho quần thể tồn tại trong không

gian và theo thời gian

- Quần thể giao phối đa hình về kiểu gen dẫn đến đa hình về kiểu hình - Một quần thể xác định được phân biệt với những quần thể khác cùng

loài ở tần số tương đối các alen, các kiểu gen, các kiểu hình 1.2 Định luật Hacdy - Vanbec

* Nội dung của định luật

Cấu trúc di truyền (tỉ lệ phân bố các kiểu gen) của quần thể ngẫu phối

được ổn định qua các thế hệ trong những điều kiện nhất định

* Chứng minh định luật trong từng trường hợp 1 gen có hai alen A, a

Cấu trúc di truyền của quần thể ban đầu là:

0,36AA +0,48Aa + 0,16aa=1

pA= 036+ Đổ ~ o6

2

qa - 9.0 16=0,4 2

Ân VÀ at? fe aw LA way zy, A_ 0,6

Tần số tương đối của alen A so với alen a ở thế hệ xuất phat la — = 04 a 0,

kết quả này cho thấy số giao tử đực cũng như các giao tử cái, số giao tử mang A chiếm 0,6%, số giao tử mang a chiếm 40%

Sự kết hợp các loại giao tử này ở thế hệ tiếp theo với thành phần kiểu

gen nhu sau:

Trang 14

3 0,6A 0,4a 2

0,6A 0,36AA 0,24Aa

0.4a 0,24Aa 0,16aa

Tỉ lệ các kiểu gen ở thế hệ này là:

0,36AA: 0,4Aa: 0,16aa =1

Vậy tỉ số tần số tương đối các alen của thế hệ này là: “- 7

Kết luận: Sự ngẫu phối diễn ra liên tiếp qua nhiều thế hệ thì cấu trúc di truyền

và tần số tương đối các alen cũng không thay đổi

* Phương trình tổng quát của định luật Hacdy - Vanbec Cấu trúc di truyền của quần thể trên có dạng:

(0,6)°AA + (2.0,6.0,4)Aa + (0,4)? =1

Thay các số trên theo p,q ta được:

pˆAA +2pqAa + q”aa =1

Quân thể có cấu trúc di truyền như đẳng thức này gọi là quần thể ở trạng thái cân bằng di truyền

* Chú ý: Nếu thế hệ xuất phát của quần thể không ở trạng thái cân bằng di

truyền thì chỉ cần qua ngẫu phối đã tạo ra trạng thái cân bằng di truyền cho quần thể

1.3 Điều kiện nghiệm đúng của định luật Hacdy - Vanbec

- Số lượng cá thể phải lớn

- Diễn ra sự ngẫu phối

- Các loại giao tử đều có sức sống và thụ tỉnh như nhau, các loại hợp tử

đều có sức sống như nhau

Trang 15

1.4 Ý nghĩa của định luật

- Về lí luận:

+ Nó giải thích vì sao trong thiên nhiên có những quần thể được duy trì trong thời gian dài

+ Là cơ sở để nghiên cứu di truyền học quần thể - Về thực tiễn:

+ Có ý nghĩa trong y học và chọn giống do khi biết được tần số xuất

hiện đột biến nào đó có thể dự tính xắc suất bắt gặp thể đột biến đó trong quần

thể hoặc dự đoán sự tiềm tàng của các gen hay các đột biến có hại trong quần

thể

2 Kiến thức trọng tâm

2.1 Định luật Hacdy - Vanbec

IV Kiến thức bổ sung Sự cân bằng của quân thể với trường hợp các dãy alen Ở mức cá thể mỗi gen tồn tại thành từng cặp alen, nhưng trong quần thể

mỗi gen có thể có số alen khác nhau lớn hơn hai Ví dụ: gen I quy định nhóm

máu ở người có 3 alen: IÊ, IẺ, I”

Định luật Hacdy - Vanbec cũng đúng với trường hợp dãy alen, nếu như các điều kiện nghiệm đúng của nó vẫn được đảm bảo

Xét trường hợp một gen có 3 alen kí hiệu A;, A; và A¿ với các tần số

tương ứng là p, q, r trong đó p + q + r = 1 Cấu trúc di truyền của quần thể cân bằng là:

DAA, + ¢ A.A, + 1° AA; + 2prA,A; + 2grA,A; +2pgA,A;

Tân số tương đối của các kiểu là gen các số hang khai triển bình phương của tổng tần số các alen: (p+a+zŸ

Nguyên tắc xác định sự cân bằng trong quần thể ngay ở thế hệ thứ nhất do sự ngẫu phối đối với dãy alen cũng như xét một gen với 2 alen khác nhau:

Trang 16

VD: p(A,) = 0,3, g(4;) = 0,5, r(A;) = 0,2 qua sự kết hợp ngẫu nhiên

của các giao tử cho ra tần số tương đối của các kiểu gen được thể hiện qua bảng sau:

pA, =0,3 qgA, = 0,5 rA; =0.2 pA, =0,3 0,09A,A, 0,15A,A, 0,06A,A,

qA;=0,5 0,15A¡A; 0,25A,A; 0,10A,A, rA; =0,2 0,06A,A, 0,10A,A, 0,04A,A,

Quần thể có cấu trúc di truyền ở trạng thái cân bằng là:

0,09A,A; + 0,25A2A; + 0,04A;A; + 0,3A,A, + 0,12A,A; + 0,2A,A,

Nếu như tất cả các kiểu gen có kiểu hình khác nhau thì việc xác định tân số của các alen khơng khó khăn Tần số của mỗi alen bằng tần số của đồng hợp tử cộng với nửa tần số thể dị hợp về alen đó: ví dụ:

pÁ¡ = pÌ + pr + pq 4Á; = đ” + pq + qr

rA,=r+qr+aqr

Đôi khi ta chỉ chú ý tới một alen trong dãy alen Trong trường hợp này cần xem dãy alen như một cặp alen

VD khi ta chú ý đến alen A; có tân số q thì tân số của tất cả các alen còn lại sẽ là 1- q thì có biểu thức:

[z+(1I-4) Ï =#” +2a(I=4)+(1=4}

Như vậy một gen có nhiều alen khác nhau cùng tồn tại trong quần thể,

dựa vào công thức Hacdy — Vanbec ta xác định được tần số tương đối của từng alen riêng biệt

Trang 17

CHUONG IV: UNG DUNG DI TRUYEN HOC

BAI 22: CAC NGUYEN TAC CHON GIONG 1 Vị trí của bài trong chương

Bài học liên quan đến kiến thức đã học ở chương I “ Cơ chế của hiện

tượng di truyền và biến dị” về nguyên nhân, cơ chế, tính chất và vai trị của

các loại đột biến gen, đột biến nhiễm sắc thể Bài học do đó mang tích chất tổng hợp và là sự vận dụng các kiến thức của bài trước vào thực tiễn sản xuất trong công tác chọn giống vật nuôi, cây trồng

Bài học là bài đầu tiên của chương là ứng dụng đầu tiên của di truyền

học vào việc tạo giống mới

II Logic kiến thức 1 Logic của chương

Chương IV: thuộc phần 5 “ Di truyền học” Chương IV: gồm 5 bài:

Nội dung chương 4 được trình bày như sau: chương IV trình bày lần lượt các ứng dụng của di truyền học và chọn giống vật nuôi cây trồng từ việc tạo nguồn vật liệu khởi đầu cho chọn giống như (nguồn gen tự nhiên và nhân tạo, nguồn biến dị tổ hợp, gây đột biến nhân tạo) đến việc chọn lọc các tính

trạng số lượng và cuối cùng là việc ứng dụng di truyền học trong công nghệ tế

bào, công nghệ gen

2 Logic của nội dung bài học

Bài 22 Nội dung bài được trình bày theo logIc sau:

Phần 1 Khái niệm về công tác giống: Trong phần này nêu đối tượng, mục

đích và nhiệm vụ của khoa học chọn giống từ đó đưa ra được khái niệm về

giống

Phần 2 Nguồn gen tự nhiên và nhân tạo: Trong phần này trình bày được nguồn nguyên liệu đầu tiên của chọn giống là nguồn gen tự nhiên và nhân tạo

Trang 18

Phan 3 Nguồn biến dị tổ hợp: Là nguồn nguyên liệu quan trọng trong chọn

giống

Phân 4 Trong phần này nêu được các tác nhân vật lí và một số tác nhân hoá

học ( chất hoá học) được sử dụng trong việc gây đột biến nhân tạo

Logic nội dung bài 22 về cơ bản là hợp lý Vì vậy, khi dạy giáo viên nên tuân theo logic này

III Thành phân kiến thức 1 Thành phần kiến thức

1.1 Khái niệm về công tác giống

* Đối tượng của khoa học chọn giống

- Nghiên cứu các quy luật đặc thù của sự tiến hố vật ni, cây trồng và vi sinh vat

- Điều khiển sự biến đổi, phát triển tiến hoá của chúng theo hướng phục vụ đời sống con người

* Mục đích, nhiệm vụ của khoa học chọn giống

- Cải tiến các giống vật nuôi, cây trồng hiện có - Tạo ra các giống ni có năng suất, phẩm chất cao

* Khái niệm giống: Là một quần thể vật nuôi, cây trồng và chủng VSV

do con người tạo ra, có phản ứng như nhau trước cùng một điều kiện môi trường, có những tính trạng di truyền đặc trưng, có phẩm chất tốt, năng suất cao, ổn định thích hợp với điều kiện đất đai, khí hậu và Kĩ thuật sản xuất nhất

định

1.2 Nguồn gen tự nhiên và nhân tạo

a Nguồn gen tự nhiên: bước đầu tiên của công tác là thu thập các vật liệu ban đầu từ thiên nhiên để xây dựng các dạng tự nhiên về một vật nuôi cây trồng b Nguồn gen nhân tạo

Trang 19

+ Bảo quản các kiểu gen

+ Các quốc gia trao đổi nguồn gen với nhau nhằm tiết kiệm cơng sức, tài chính cho việc thu nhập và tạo vật liệu ban đầu cho công tác giống

1.3 Chọn giống từ nguồn biến dị tổ hợp

- Khái niệm biến dị tổ hợp: là sự tổ hợp lại vật chất di truyền của bố mẹ

thông qua quá trình giao phối

- Phương pháp tạo nguồn biến dị tổ hợp: lai một số lớn các kiểu gen khác nhau thể hiện qua vơ số kiểu hình

- Vai trò của biến dị tổ hợp: là nguồn nguyên liệu quan trọng trong chọn giống vì nó làm phát sinh ra nhiều kiểu gen mới

1.4 Chọn giống bằng gáy đột biến nhân tạo

Đột biến nhân tạo: là phương pháp gây đột biến bằng các tác nhân vật lí và hố học, nhằm làm thay đổi vật liệu di truyền của vi sinh vật để phục vụ

cho lợi ích con người

a Gây đột biến bằng tác nhân vật lí

- Bằng các tác nhân vật lí để tạo ra các thể đột biến có lợi

- Các thể đột biến có lợi được chọn lọc và nhân lên thành giống mới

hoặc được dùng làm bố mẹ để lai giống b Gây đột biến bằng các tác nhân hoá học

- Sử dụng các chất hoá học như 5BU ( 5 bromuraxin) EMS ( Etyl —

mêtyl sunfornat) để gây đột biến 2 Kiến thức trọng tâm

2.1 Chọn giống từ nguồn biến dị tổ hợp 2.2 Chọn giống bằng gáy đột biến nhân tạo IV Kiến thức bổ sung

1 Nguyên nhân làm xuất hiện biến dị tổ hợp

- Quá trình giao phối: bao gồm từ việc phát sinh giao tử, tổ hợp tự do

của các giao tử thành hợp tử Sự phân l¡ độc lập của các gen alen theo các NST

Trang 20

trong cặp đồng dạng và tổ hợp của các gen không alen theo các NST không đồng dạng đã làm tăng số loại giao tử theo công thức 2", trong đó n là số cặp gen dị hợp, các cặp gen này nằm trên các cặp NST đồng dạng khác nhau

- Do hoán vị gen: Các gen tương ứng trao đổi chỗ cho nhau trên các

NST khác nguồn gốc của cặp đồng dạng

- Do tương tác gen: Các tổ hợp gen có mối quan hệ tương tác với nhau

cho ra kiểu hình mới

Trang 108 SGV sinh hoc 12 —- SGK thí điểm - Ban KHTN- Bộ I

2 Gây đột biến nhân tạo

a Gây đột biến nhân tạo bằng các tác nhân vật lí:

- Các loại tác nhân là:

+ Tia phóng xạ ( tia x, gamma, tia beta, chùm nơtron) có tác dụng kích thích hoặc gây ion hoá

+ Tia tử ngoại: Có tác dụng kích thích nhưng khơng gây ion hoá b Gay đột biến bằng các tác nhân hoá học

- Các loại hoá chất là: nirozômetylurê (NMU), etyl metalsunphonat

(EMS) 5 bromuraxin (5BU)

- Cơ chế: Các loại hoá chất khi thấm qua màng tế bào vào màng nhân

vào đến môi trường nội nhân, chúng đã làm thay đổi số lượng, thành phần và trình tự các nucleotit trên phân tử ADN

Trang 108,109 SGV sinh học 12 — SGK thí điểm - Ban KHTN- Bộ l

BÀI 23: CHỌN LỌC CÁC TÍNH TRẠNG SỐ LƯỢNG

L Vị trí của bài (rong chương

Bài học có liên quan đến kiến thức đã học ở chương 2 “ Tính quy luật của hiện tượng di truyền” Bài học là sự vận dụng những tác động của môi trường đối với việc chọn lọc các giống vật nuôi cây trồng

Bài học là bài tiếp theo của chương cũng chính là một ứng dụng nữa của

Trang 21

II Logic kiến thức:

Bài 23 Nội dung được trình bày theo logic sau: Phan 1 Tính trạng số lượng và các chỉ tiêu chọn lọc

Trong phần này phân biệt sự khác nhau giữa tính trạng số lượng và tính trạng chất lượng đồng thời trình bày được một số chỉ tiêu chọn lọc, các tính

trạng số lượng như: giá trị trung bình cộng (X), độ lệch chuẩn (ö), hệ số biến di (C,)

Phan 2 Hé sé di truyén (h’)

Trong phần này trình bày khái niệm, cơng thức tính và ứng dụng của hệ

số đi truyền

Logic nội dung bài 23 về cơ bản là hợp lý Vì vậy, khi dạy giáo viên

nên tuân theo logic này III Thanh phần kiến thức 1 Thành phần kiến thức

1.1 Tính trạng số lượng và tính trạng chất lượng * Tính trạng số lượng:

- Khái niệm: là tính trạng do nhiều gen quy định theo kiểu tương tác cộng gộp và chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố môi trường

- Đặc điểm: là biến dị liên tục tức các cá thể trong quần thể không phân thành các nhóm kiểu hình riêng biệt

* Tính trạng chất lượng

- Khái niệm: là tính trạng do một vài gen quy định và ít chịu ảnh hưởng

của môi trường

- Đặc điểm: là biến dị không liên tục tức các cá thể trong quần thể có thể phân thành những nhóm kiểu hình riêng biệt, khơng chồng chéo lên nhau

b Chỉ tiêu chọn lọc tính trạng số lượng

* Giá trị trung bình (Y): là giá trị trung bình cộng của năng suất sản phẩm biểu thị phẩm giống của giống

Trang 22

* Độ lệch chuẩn (ở): là độ lệch chuẩn năng suất sản phẩm biểu thị mức độ ổn định về năng suất của giống

* Hệ số biến dị (C,): là hệ số được tính bằng tỉ lệ phần trăm giữa độ lệch chuẩn (6) va giá trị trung bình cộng (X)

Cơng thức

Cc, = 2.100%

X 1.2 Hệ số di truyền (#?)

* Sự biến dị về kiểu hình của sinh vật phụ thuộc vào ba yếu tố là: Kiểu gen, ảnh hưởng của môi trường, của mối tương tác giữa kiểu gen với môi

trường

Công thức: Sfp = $°G + $°E + S”I Trong đó: Sp: Biến dị kiểu hình

$G: Biến dị kiểu gen

S”E: Phương sai kiểu hình do điều kiện môi trường gây ra S?I: Phương sai kiểu hình do sự tương tác giữa kiểu gen và

môi trường

* Hệ số di truyền:

- Khái niệm: là giá trị phản ánh tỉ số giữa biến dị kiểu gen trên biến dị

kiểu hình - Cơng thức %G 3G h”= => Sp Sq+SE - Dac diém:

+ Hệ số di truyền cao thì tính trạng phụ thuộc chủ yếu vào kiểu gen + Hệ số di truyền thấp thì tính trạng chịu ảnh hưởng nhiều của điều

kiện ngoại cảnh

Trang 23

- Ứng dụng: Nếu biết trước hệ số di truyền của một giống có thể dự

đốn được kết quả chọn lọc các tính trạng cần chọn lọc để đề ra phương pháp chọn lọc thích hợp nhất

2 Kiến thức trọng tâm 2.1 Hệ số di truyền IV Kiến thức bổ sung

1 Giá trị trung bình cộng - Cơng thức tính:

xem _ ÄXi+Ä, tÄ,

n n

X;: 86 do giá trị của cá thể thiti (i= 1+ n) X: Là giá trị trung bình cộng

n: Số cá thể trong quần thể

Trang 114 SGV Sinh học 12 — SGK thi diém- Ban KHTN — Bo 1

2 Đội lệnh chuẩn

- Công thức tính:

X;: 86 do giá trị của cá thể thứ ¡ (= 1+ n)

X: Là giá trị trung bình của tập hợp số liệu (của cả quần thể) n: Số cá thể của quần thể

3 Hệ số biến đị: Dùng khi cần đánh giá chỉ tiêu năng suất nào biến dị nhiều

hơn của cùng một giống vật nuôi cây trồng

Trang 115 SGV Sinh học 12 — SGK thí điển- Ban KHTN - Bộ 1

4 Hệ số di truyền

* Ứng dụng của hệ số di truyền

Trang 24

- Hệ số di truyền với cải tiến điều kiện nuôi dưỡng: Đối với các tính trạng có hệ số di truyền thấp nên chú trọng cải tiến điều kiện nuôi dưỡng đi đôi với chọn lọc kiểu di truyền Đối với tính trạng có hệ số di truyền cao cần

cải tạo điều kiện nuôi dưỡng nhưng cần chọn lọc kĩ để nâng cao thành năng

suất

Hệ số đi truyền với chọn lọc thuần chủng hay lai tạo: Các tính trạng có hệ số di truyền thấp nên chú trọng tạp giao để nang cao năng suất và tiếp tục chọn kĩ thuần chủng Đối với tính trạng có hệ số di truyền cao phải chọn

lọc kĩ thuần chủng làm nguyên liệu gốc ổn định cho việc nâng cao năng suất bằng lai tạo

- Hệ số di truyền với phương pháp chọn lọc: Qua hệ số di truyền có thể dự đoán năng suất đời con thông qua chọn lọc:

p đời con = pcha - mẹ+ #”$

pcha — mẹ: trung bình năng suất của cha và mẹ pđời con: trung bình năng suất của đời con

¡?: Hệ số di truyền

S: ly sai chon loc

Đối với tính trạng có hệ số di truyền thấp nên chọn lọc theo phương pháp gia đình để nâng cao năng suất Đối với tính trạng có hệ số di truyền cao nên tiến hành chọn lọc

Trang 100 Cơ sở di truyền chọn giống động vật

BÀI 24: CÔNG NGHỆ TẾ BÀO 1 Vị trí của bài trong chương

Bài học là bài tiếp theo của chương hay là ứng dụng tiếp theo của di truyền học với công nghệ tế bào Kiến thức trong bài có liên quan đến kiến thức của các lớp dưới và các chương trước do đó bài học mang tính khái quát

Trang 25

Bài 24 Nội dung được trình bày theo logic sau:

Phan 1 Cong nghệ tế bào ở thực vật: Trong phần này trình bày ứng dụng của

công nghệ tế bào trong tạo giống mới ở thực vật bao gồm các Kĩ thuật sau:

Chọn dòng tế bào sơma, chọn dịng giao tử và dung hợp tế bào trần

Phan 2 Cong nghệ tế bào ở động vật: Trong phần này trình bày công nghệ

nuôi cấy tế bào động vật nhằm sản xuất ra kháng thể cho sản xuất vacxin và sản xuất vật ni theo hình thức cấy truyền hợp tử và nhân bản vơ tính

Logic nội dung bài 24 về cơ bản là hợp lí Vi thế, khi dạy giáo viên cần

tuân theo logic này và cũng cần bổ sung một số kiến thức có liên quan III Thành phần kiến thức

1 Thành phần kiến thức

1.1 Công nghệ tế bào ở thực vật 1.1.1 Chọn dịng tế bào sơma

* Phương pháp: Nuôi cấy tế bào 2n trên môi trường nhân tạo Tế bào

này sẽ sinh sản ra nhiều dòng tế bào có bộ NST khác nhau, với biến dị hơn mức bình thường

* Mục đích: Tạo ra các giống cây trồng mới có các kiểu gen khác nhau

từ một giống cây trồng ban đầu 1.1.2 Chọn dòng giao tử

* Kĩ thuật

- Tạo dòng đơn bội: Lấy các hạt phấn riêng lẻ cho mọc trên môi trường

nhân tạo

+ Đặc điểm của dòng đơn bội: Mang các kiểu gen khác nhau, biểu

hiện sự đa dạng các loại giao tử, sản phẩm của giảm phân Các alen lặn có sự

biểu hiện bình thường

- Các dòng đơn bội qua chọn lọc được lưỡng bội hoá bằng cách: + Lưỡng bội hố dịng tế bào n thành 2; cho cây lưỡng bội

Trang 26

+ Cho cây đơn bội lưỡng bội hoá thành cây lưỡng bội 2n

* Mục đích: Tạo ra các giống đề kháng với các tác nhân bất lợi của

môi trường: Kháng thuốc diệt cỏ, chịu lạnh, kháng phèn, mặn, kháng sâu bệnh

* Uu điểm: Các dòng nhận được đều thuần chủng nên tính trạng chọn

lọc là ổn định

1.1.3 Dung hợp tế bào trần

* Phương pháp

- Tạo tế bào trần

- Cho dung hợp nhân và tế bào chất của hai tế bào trần

- Nuôi tế bào được dung hợp đó trong môi trường nhân tạo để phát

triển thành cây lai

* Mục đích: Tạo cây pomato là cây lai giữa cà chua và khoai tây

1.2 Công nghệ tế bào ở động vật

1.2.1 Sản xuất vacxin tổng hợp bằng công nghệ tế bào

* Phương pháp sản xuất vacxin truyền thống

- Tiêm kháng nguyên vào cơ thể động vật và thu kháng thể

- Thu nhận kháng thể này dùng làm vacxin tiêm cho người

* Phương pháp sản xuất vacxin bằng công nghệ tế bào - Phương pháp

+ Sử dụng dòng tế bào phân chia liên tục là dòng tế bào ung thư

+ Lai tế bào ung thư với tế bào động vật có vú có chức năng sản sinh

kháng thể

+ Nuôi cấy tế bào lai để chúng sản sinh liên tục, lâu dài, tạo khối

lượng lớn kháng thể

- Ưu điểm: Kháng thể thu được với số lượng lớn và tinh khiết tuyệt đối

1.2.2 Sản xuất vật nuôi bằng công nghệ tế bào

Trang 27

* Mục đích: Tạo ra nhiều con giống có phẩm chất giống nhau từ một

hợp tử ban đầu

* Kĩ thuật cấy truyền: Phôi được lấy ra từ động vật cho và trước khi cấy vào động vật nhận cần trải qua các bước sau:

- Tách phôi thành hai hoặc nhiều phần, mỗi phần sau đó sẽ phát triển

thành một hợp tử riêng

- Phối hợp hai hay nhiều phôi để tạo thành một thể khảm

- Làm biến đổi các thành phần trong tế bào của phôi khi mới phát triển b Nhân bản vơ tính bằng kĩ thuật chuyển nhân

* Mục đích

- Nhân nhanh nhiều giống vật nuôi quý hiếm hoặc tăng năng suất trong chăn nuôi

- Tạo ra các giống động vật mang gen người, cung cấp cơ quan nội

tạng của người cho việc thay thế, ghép nội quan cho người bệnh

* Kĩ thuật

- Tách tế bào tuyến vú của cừu và ni trong phịng thí nghiệm

- Tách tế bào trứng của cừu, sau đó loại bỏ nhân của tế bào trứng này

- Chuyển nhân của tế bào tuyến vú vào tế bào trứng mất nhân

- Nuôi cấy trên môi trường nhân tạo để trứng phân chia thành phôi

- Chuyển phôi vào tử cung cừu mẹ để chúng mang thai

2.1 Công nghệ tế bào ở thực vật 2.2 Công nghệ tế bào ở động vát

IV Kiến thức bổ sung 1 Dung hợp tế bào trần

- Khái niệm tế bào trần là những tế bào bị loại bỏ thành xenluloz bằng enzim hoặc vi phẫu (enzim cenlulaz cắt mảng mô thành từng tế bào riêng lẻ và

enzim pectinaz làm tan vách tế bào)

Trang 28

- Khái niệm dung hợp tế bào trần: Các tế bào trần kết hợp với nhau tạo

tế bào lai

- Tế bào trần để trên môi trường dinh dưỡng thì sau 5 đến 10 ngày sẽ tạo vách tế bào và phân chia Nuôi trong môi trường lỏng thì tế bào trần sẽ

không sinh sản

Trang 204 Nhập môn công nghệ sinh học

2 Sản suất vacxin bằng công nghệ tế bào

- Khái niệm kháng thể đơn dòng là những sản phẩm của một dòng tế bào bạch cầu, bắt nguồn từ một dịng tế bào được kích thích

- Quy trình sản suất: Khi tiêm một kháng nguyên vào chuột, kháng nguyên sẽ kích thích phản ứng miễn dịch đặc hiệu tạo tế bào B có kháng thể

đặc hiệu chống lại kháng nguyên Nhưng dịng tế bào bình thường tạo kháng

thể đặc hiệu sẽ chết sau một thời gian nuôi cấy Trong khi tế bào myeloma ( tế

bào bạch cầu ung thư) có khả năng sản sinh vô hạn nhưng không tạo kháng

thể đặc hiệu Năm 1975, kĩ thuật hybrydoma ra đời tạo nên cuộc cách mạng trong sản xuất kháng thể đơn dòng Hybrydoma tạo ra khi lai một tế bào bạch

cầu tạo kháng thể đặc hiệu với tế bào myeloma, có khả năng sinh sản vô hạn và tiết ra kháng thể đặc hiệu

3 Tạo dịng vơ tính cừu Dolly

- Tách tế bào tuyến vú của cừu mẹ (cho nhân) mầu trắng 6 năm tuổi, thuộc giống Finn Dorset Cừu mẹ trắng này đang mang thai ở cuối tháng thứ ba, khi các tế bào tuyến vú biệt hoá mạnh hơn cả và đang phân bào

- Các tế bào tách ra được ni invitro, sau đó được đặt vào môi trường nghèo dinh dưỡng để từng bước làm dừng hoàn toàn chu trình tế bào

Trang 29

- Trứng đã mang nhân của cừu mẹ trắng được đưa vào tử cung của cừu mẹ đen cho mang thai

- Cừu mẹ đen trực tiếp sinh ra cừu Dolly trắng biểu hiện các tính trạng

của nhân tế bào nuôi bắt nguồn từ tuyến vú cừu mẹ cho nhân có mầu trắng - Tế bào trứng được kích thích bằng dịng điện hai lần: trước và sau khi

bơm nhân vào

BÀI 25: CÔNG NGHỆ GEN

L Vị trí của bài (rong chương

Bài học là bài tiếp theo của chương hay là một ứng dụng nữa của di truyền học Bài học là sự vận dụng những kiến thức di truyền đã học để tác

động vào cấu trúc vật chất di truyền ở mức độ phân tử, tế bào, cơ thể nhằm tạo ra nguồn biến dị có lợi Kiến thức của bài này sẽ là cơ sở để nghiên cứu bài

tiếp theo khi đi sâu vào nghiên cứu ứng dụng của kĩ thuật di truyền vào từng

đối tượng cụ thể II Logic kiến thức

Bài 25 Nội dung duoc trinh bay theo logic sau:

Phan 1 Khái niệm: trong phần này có đề cập đến các khái niệm là công nghệ gen và kĩ thuật chuyển gen

Phan 2 Cơ sở khoa học của Kĩ thuật chuyển gen: Trong phần này trình bày đặc điểm các loại enzim, vector chuyển gen Sau đó trình bầy quy trình ( Kĩ thuật) chuyển gen

Phan 3 Thanh tựu ứng dụng Kĩ thuật di truyền: Trong phần này trình bày những thành tựu nổi bật nhất trong ứng dụng Kĩ thuật di truyền

Nội dung bài 25 trình bày về cơ bản là hợp logic nên trong quá trình

dạy giáo viên nên tuân theo logic này đồng thời phải có sự bổ sung một số

kiến thức có liên quan giúp học sinh hiểu bài sâu hơn III Thành phần kiến thức

Trang 30

1 Thành phần kiến thức

1.1 Khái niệm

- Công nghệ gen: Là thao tác trên vật liệu di truyền để điều chỉnh, sửa chữa, tạo ra gen mới, từ đó có thể tạo ra cơ thể mới với đặc điểm mới

- Kĩ thuật di truyền: Là kĩ thuật chuyển một đoạn ADN từ tế bào cho

sang tế bào nhận

1.2 Cơ sở khoa học của kĩ thuật chuyển gen

1.2.1 Enzim cắt ( Restrictaza), enzim nối ( Ligaza)

- Enzim cắt (Enzim giới hạn) cắt hai mạch đơn của phân tử ADN ở

những vị trí nucleotit xác định tạo ra các đầu dính

- Enzim nối (Enzim Ligaza) enzim xúc tác cho phản ứng nối tạo liên kết

photphodieste giữa hai nucleotit liên tiếp 1.2.2 Vector chuyển gen

- Khái niệm: Là phân tử ADN có khả năng tự sao chép, tồn tại độc lập trong tế bào và mang được gen cần chuyển

- Các loại vector chuyển gen

+ Plasmit: Nằm trong tế bào chất của vi khuẩn, mang ADN mạch vòng, kép

+ Phago 2: Là virut của vi khuẩn

1.1.3 Quy trình chuyển gen

* Các khâu của Kĩ thuật chuyển gen

- Khau 1: Tach ADN tit NST cua té bào cho và tách phân tử ADN (Plasmit) dùng làm thể truyền từ vi khuẩn hoặc virut

- Khâu 2: Tạo ADN tái tổ hợp: ADN của tế bào cho và ADN làm thể truyền được cắt ở những vị trí xác định nhờ các restrictaza chuyên biệt, gắn đoạn ADN của tế bào cho vào ADN thể truyền nhờ ligaza

Trang 31

* Khái niệm ADN tái tổ hợp là plasmit mang gen lạ

- Khi vào tế bào chủ, ADN tái tổ hợp điều khiển tổng hợp loại protein

đặc thù đã được mã hố trong nó

* So sánh kĩ thuật chuyển gen khi sử dụng vector chuyển gen là plasmit và phago Â

- Giống nhau: Đều diễn ra 3 khâu của kĩ thuật chuyển gen - Khác nhau

+ Dùng plasmit: Trên 2 mạch đơn của phân tử ADN tạo ra các đầu dính so le

+ Dùng phago 2: đầu dính bằng và gen lạ gán trực tiếp vào vật liệu di

truyền của virut

1.2.4 Kĩ thuật tách dòng

- Nguyên tắc: Chọn thể truyền có các dấu chuẩn hoặc các gen đánh dấu

- Ví dụ:

+ Tế bào nhận mãn cảm với thuốc kháng sinh (tetraxilin) plasmit đã

nhận được chuyển gen có gen kháng tetraxilin vào trong tế bào mẫn cảm tế

bào trở nên kháng được thuốc kháng sinh

+ Khi bổ sung tetraxilin vào môi trường nuôi tế bào không chứa ADN

tái tổ hợp sẽ bị chết, chỉ còn tế bào chứa ADN tái tổ hợp 1.3 Thành tựu ứng dụng kĩ thuật di truyền

- Tái tổ hợp thông tin di truyền giữa các loài đứng xa nhau trong bậc thang phân loại

- Tạo ra các sinh vật chuyển gen 2 Kiến thức trọng tâm

2.1 Cơ sở khoa học của kĩ thuật chuyển gen IV Kiến thức bổ sung

1 Enzym cắt hạn chế

Trang 32

- Enzym này cắt phân tử ADN một cách đặc hiệu nên được gọi là

enzym cắt hạn chế

- Enzym nhận biết ADN mạch kép ở trình tự điểm nhận biết và cắt

ADN ở ngay điểm này hay điểm kế cận Mỗi restrictaza có trình tự điểm nhận biết đặc trưng

- Enzym cắt ADN mạch kép tạo ra các đầu lệch “ cố kết” hay “dính”

- Có nhiều bản sao để tách ra khỏi tế bào với số lượng lớn và đảm bảo

sự khuyếch đại gen được gán vào

- Có trình tự nuclotit cho sự biểu hiện của gen

2 Các loại vector chuyển gen

2.1, Plasmit

- Một trong những plasmit được sử dụng rộng rãi nhất là pBR322

plasmit này có gen kháng peniciline, kháng tetracyline, trình tự xuất phát sao

chép, trình tự nhận biết đặc hiệu 2.2 Phago 2

- Phago 2 có khả năng tải nạp từ tế bào vi khuẩn cho sang tế bào nhận

- Phago mang đoạn ADN lớn hon (15 — 23kb), dé bao quan, dé tach ra dé phan tich

- Có hệ thống tự động xâm nhập và sinh sản trong tế bào với hiệu suất

cao

Trang 5Š Nhập môn công nghệ sinh học

2.3 Kĩ thuát tách dòng

- Việc xác định đúng dòng vi khuẩn chứa platmit tái tổ hợp mất nhiều

cơng sức

- Có ba hướng chính trong việc tách dòng từ thư viện ADN là: lai axit

nucleic, phát hiện kiểu hình, phản ứng miễn nhiễm

Trang 33

BAI 26: CONG NGHE GEN < TIEP THEO>

I Vi tri cua bai trong chuong

Bài học là một bài tiếp theo của chương, kiến thức của bài có liên quan

mật thiết với kiến thức của bài trước Sau khi đã tìm hiểu khái niệm kĩ thuật di truyền và cơ sở khoa học của kĩ thuật di truyền thì bài học trình bày được

những ứng dụng của kĩ thuật di truyền trong chọn giống vi sinh vật, thực vật, động vật

Bài 26 Nội dung được trình bày theo logic sau:

Phân 4 Ứng dụng trong chọn giống VSV: Trong phần này trình bày ý nghĩa của việc tạo ra các giống VSV mới nhờ kĩ thuật di truyền và thành tựu nổi bật

nhất của ki thuật di truyền là tạo chủng vi khuẩn Ecoli sản xuất insulin, sản xuất somotostatin

Phan 5 Ung dụng trong chọn giống thực vật: Trong phần này trình bày những thành tựu của tạo giống thực vật Việc sử dụng Kĩ thuật chuyển gen ở thực vật ở một số tính trạng đã tạo ra 1200 loại thực vật được chuyển gen

Phan 6 Ung dụng trong chọn giống động vật: Trong phần này trình bày những thành tựu đạt được trong chọn giống động vật nhờ kĩ thuật chuyển gen đồng thời cũng giới thiệu một số phương pháp chuyển gen

III Thành phần kiến thức 1 Thành phần kiến thức

1.1 Ứng dụng trong chọn giống VSV

* Thành tựu của việc tạo ra giống VSV nhờ Kĩ thuật di truyền: tạo ra các

chủng VSV sản suất ra các sản phẩm mong muốn của con người nhanh dễ sản

xuất, đặc hiệu, quy mô công nghiệp

1.1.1 Tạo ra chủng vi khuẩn Ecoli sản xuất insulin của người * Giới thiệu về insulin

Trang 34

- La hoocmon tuyén tuy

- Chức năng: Điều hoà lượng glucoz trong máu

- Khi hàm lượng insulin do cơ thể sản xuất ra không đủ và mất chức năng gây bệnh đái tháo đường, glucoz bị thải qua nước tiểu

* Quá trình tạo chủng vi khuẩn Ecoli sản xuất ra insullin

- Gen tổng hợp insullin được tách ra từ cơ thể người và chuyển vào vi khuẩn Êcoli nhờ plasmit

- Sản xuất vi khuẩn trên quy mô công nghiệp

* Ý nghĩa: tạo ra chủng vi khuẩn có khả năng tổng hợp insulin giống như trong cơ thể người với số lượng lớn

1.1.2 Tạo ra chủng vỉ khuẩn Ecoli sẩn xuất somafostain

* Giới thiệu hoocmon somatostain

- Là loại hoocmon đặc biệt, được tổng hợp tại vùng dưới đồi thị trong não động vật và người

- Chức năng: Điều hoà hoocmon sinh trưởng và insulin vào trong máu * Quá trình tạo chủng vi khuẩn Ecoli sản xuất somatostain

- Gen mã hoá somatostain được tổng hợp invitro

- Gen này được gán vào plasmit và được đưa vào vi khuẩn ( nhờ kĩ

thuật chuyển gen)

* Ý nghĩa: Tạo ra chủng vi khuẩn có khả năng tổng hợp somatostain

1.2 Ứng dụng trong chọn giống thực vật

* Thành tựu của tạo giống thực vật nhờ kĩ thuật di truyền - Sản xuất các chất bột đường với năng xuất cao

- Sản xuất các protein trị liệu, kháng thể và chất dẻo

- Rút ngắn thời gian tạo giống mới

* Các phương pháp chuyển gen thực vật - Chuyển gen bằng plasmit

Trang 35

- Chuyển gen trực tiếp qua ống phấn, vi tiêm, súng bắn gen

1.2.1 Các tính trạng đã được chuyển gen

- Tính kháng thuốc diệt cỏ, kháng bệnh và kháng cơn trùng

- Tính chất của thực phẩm, protein

Ví dụ: + Cà chua chín chậm, không dập nát khi vận chuyển

+ Cây chuyển gen có đặc tính q ( tạo bất thụ đực, tạo sắc tố mới ở

cây cảnh)

1.2.2 Các thực vật đã được chuyển gen: 1200 loài thực vật chuyển gen trong đó có: 290 giống cải giầu, 133 giống khoai tây và một số giống khác như: cà

chua, ngô, lanh, đậu lành, cây bông vải, củ cải đường

1.3 Ứng dụng trong chọn giống động vát

* Thành tựu của việc sử dụng kĩ thuật chuyển gen trong chọn giống

động vật

- Tạo ra những giống động vật mới có năng xuất và chất lượng cao hơn

về sản phẩm

- Tạo ra động vật chuyển gen sản xuất thuốc cho con người ví dụ: Cừu

được chuyển gen tổng hợp protein huyết thanh của người

* Các phương pháp chuyển gen: Phương pháp vi tiêm và tạo giống từ phôi

1.3.1 Kĩ thuật vi tiêm

- Phương pháp vi tiêm: ADN được bơm thẳng vào hợp tử ở giai đoạn nhân non

- Phương pháp sử dụng tế bào nguồn:

+ Lấy những tế bào có khả năng phân chia mạnh trong phôi + Chuyển gen cho các tế bào này

+ Cấy những tế bào đã được chuyển gen trở lại phôi

- Phương pháp ding tinh tring nhu vector mang gen: + Bơm đoạn ADN vào tỉnh trùng

Trang 36

+ Cho tinh trùng mang ADN thụ tinh với trứng

1.3.2 Tạo giống từ phôi

- Đây là thành tựu ứng dụng kĩ thuật di truyền rất khả quan

- Các cách đưa gen mong muốn vào hợp tử: Vi tiêm hoặc dùng phương

pháp cấy nhân có gen đã cải biến

2.1 Ứng dụng chọn giống VSV

2.2 Ứng dụng chọn giống thực vật 2.3 Ứng dụng chọn giống động vật

IV Kiến thức bổ sung

1 Thành tựu trong chọn giống VSV nhờ kĩ thuật di truyền

- Sự tạo dòng một gen từ pseudomonas putida vào Ecoli làm nó có khả năng tổng hợp indigo xanh trong môi trường có tryptophan

- Sự tạo dòng gen tysosmase cho Ecoli làm nó biến tyrosine thành dopaquinone và chất này ngẫu biến thành melanin khi có khơng khí

Trang 97 Nhập mơn công nghệ sinh học

2 Thành tựu trọng chọn giống thực vát và kĩ thuật di truyền

2.1 Biến đổi chất lượng thực phẩm của cáy trồng: Tăng hàm lượng

aminoaxit có giá trị (lisin, methionin, cystein), tăng lượng vitamin, lipit tốt

hơn Ví dụ:

- Tạo ra giống cà chua chín chậm và khó bị dập hơn khi vận chuyển - Tạo ra thực vật sản xuất vaxin như: khoai tây, cà chua

2.2 Cải thiện giống cây trồng: Đưa vào giống cây trồng các đơn gen như

kháng thuốc diệt cỏ, kháng bệnh ví dụ:

- Tạo giống cây kháng bệnh nấm như ở thuốc lá và cải dầu kháng

Trang 37

- Chuyển gen Bt của Bacillus thuringiensis vào cà chua, thuôc lá, bông vải giúp kháng sâu hại

- Tạo sắc tố ở thực vật chuyển gen

2.3 Thuc vat san suất các loại hoá chất đặc biệt như:

- Dầu nhờn công nghiệp: Tạo ra giống cải dầu chuyển gen làm biến đổi thành phần các axit béo

- Chat déo plastic: Cay Arabidopsis mang gen vi khuẩn sản xuất chất

déo polyhydroxibutylic là chất dự trữ ở vi khuẩn va có tính chất tương tự

celophan ( giấy bóng)

- Các protein trị liệu: thực vật sản xuất enlcephanin của cây cải dầu làm

chất giảm đau, seum albumin ở khoai tây để tăng máu

Trang 99,100 Nhập môn công nghệ sinh học

3 Thành tựu trong chọn giống động vật nhờ kĩ thuật di truyền

3.1 Các động vát mang gen người là mơ hình thí nghiệm: ví dụ như chuột mang các bệnh ung thư, alzheimer, thoái hoá cơ, viêm khớp

3.2 Các động vật chuyển gen sản xuất r — profein

3.3 Phương pháp vi tiêm: Lấy trúng từ bò mẹ Thụ tỉnh invitro — kết hợp giữa trứng và tinh trùng trong phịng thí nghiệm — cho tế bào trứng này thực hiện vi tiêm Đưa ADN mang gen cần cấy vào trứng ở giai đoạn nhân non, phôi được

tạo ra được đưa trở lại vào ống dẫn trứng của bò mẹ để phôi phát triển

- Phương pháp cấy nhân có gen đã được cải biến: Nuôi các tế bào và bổ sung ADN mang gen dùng thay đổi mục tiêu của tính trạng theo hướng mong muốn vào dịch nuôi tế bào sau đó, tiến hành chọn lọc các tế bào được thay thế

gen và cho dung hợp với tế bào trứng đã bị loại mất nhân tế bào Tế bào dung

hợp được cấy trở lại vào cơ quan sinh sản của bò mẹ

Trang 38

CHUONG V: DI TRUYEN HOC NGUOI BÀI 27: PHƯƠNG PHAP NGHIEN CUU DI TRUYEN NGƯỜI I Vi tri cua bai trong chuong

Day là bài đầu tiên của chương Bai hoc đưa ra các kiến thức co ban,

khái quát nhất về di truyền học người Những kiến thức trong bài sẽ là nền tảng để tìm hiểu những kiến thức khác trong các bài tiếp theo của chương Do

đó, bài học mang tính khái quát cao

1I Logic kiến thức

1 Logic kiến thức của chương

Chương V: Di truyền học người thuộc phần 5 di truyền học Chương V: Gồm 4 bài

Logic chương V được trình bầy như sau:

Đầu tiên là những thuận lợi và khó khăn trong nghiên cứu di truyền người Từ những thuận lợi và khó khăn đó người ta đưa ra các phương pháp

nghiên cứu di truyền người và việc vận dụng hiểu biết về di truyền học người

vào lĩnh vực y học Hiện nay, việc bảo vệ vốn gen di truyền của loài người

đang là một nhiệm vụ cấp bách của nhiều ngành khoa học, trong đó có vai trị hàng đầu của di truyền học

Chương V: Cung cấp cho học sinh những kiến thức cơ bản về di truyền

học người

2 Logic của nội dung bài 27

Phan 1 Những khó khăn, thuận lợi trong nghiên cứu di truyền người Trong phần này nêu nên những thuận lợi và khó khăn trong nghiên cứu di truyền

người

Phan 2 Phuong pháp nghiên cứu di truyền người: Trong phần này nêu 3

Trang 39

pháp ít phổ biến hơn như: Phương pháp nghiên cứu di truyền học quần thể, phương pháp di truyền học phân tử

Bài 27 Những nội dung duoc trinh bay trong SGK cơ bản phù hợp về mặt logic Khi dạy giáo viên nên tuân theo logic này

II Các thành phân kiến thức 1 Các thành phần kiến thức:

1.1 Những khó khăn, thuận lợi trong nghiên cứu di truyền người a Những khó khăn trong nghiên cứu di truyền người

- Chín sinh dục muộn Số lượng con ít

- Khoảng cách giữa các thế hệ dài

- Không áp dụng phương pháp lai và gây đột biến như ở các sinh vật

khác

b Những thuận lợi trong nghiên cứu di truyền người

- Những đặc điểm sinh lí và hình thái ở người đã được nghiên cứu toàn diện 1.2 Các phương pháp nghiên cứu di truyền người

a Phương pháp nghiên cứu phả hệ

* Mục đích: Nhằm xác định gen quy định tính trạng là trội hay lặn, nằm trên NST thường hay NST giới tính, di truyền theo những quy luật di truyền

nào

* Nội dung: Nghiên cứu di truyền của một số tính trạng nhất định trên

những người có quan hệ họ hàng qua nhiều thế hệ

* Kết quả nghiên cứu được:

Gen quy định tính trạng mắt nâu trội so với mắt đen

Gen quy định tính trạng dạng tóc là hiện tượng đa gen

Gen quy định tính trạng mầu da là do tác động cộng gộp của các gen

Gen quy định tính trạng bệnh mù mầu đỏ, mầu lục, máu khó đơng do

gen lặn nằm trên NST giới tính X quyết định

Gen quy định tính trạng tật dính ngón do gen nằm trên NST Y quy định

Trang 40

b Phương pháp nghiên cứu trẻ đông sinh:

* Mục đích: Xác định tính trạng do gen quy định hay phụ thuộc nhiều

vào điều kiện môi trường sống

* Nội dung: So sánh những điểm giống nhau và khác nhau của cùng

một tính trạng ở các trường hợp đồng sinh cùng trứng sống trong cùng một

môi trường và khác môi trường

* Kết quả:

- Tính trạng nhóm máu, bệnh máu khó đơng hoàn toàn phụ thuộc vào

kiểu gen

- Khối lượng cơ thể, chỉ số IQ phụ thuộc vào cả kiểu gen lẫn điều kiện

môi trường

c Phương pháp nghiên cứu tế bào

* Mục đích: Tìm ra khuyết tật về kiểu gen và các bệnh di truyền để chuẩn đoán và điều trị kịp thời

* Nội dung: Quan sát so sánh cấu trúc hiển vi của bộ NST trong tế bào

của những người mắc bệnh di truyền với bộ NST trong tế bào của những người

bình thường

* Kết quả: Phát hiện nguyên nhân một số bệnh di truyền

đ Các phương pháp nghiên cứu khác

* Phương pháp nghiên cứu di truyền quần thể: Dựa vào công thức

Hacdy — vanbec xác định tần số các kiểu hình để tính tần số các kiểu gen trong quần thể liên quan đến bệnh di truyền, hậu quả của kết hôn gần cũng

như nghiên cứu nguồn gốc các nhóm tộc người

* Phương pháp nghiên cứu di truyền phân tử: bằng phương pháp này

người ta biết chính xác vị trí từng nucleotit trên phân tử ADN, xác định cấu

trúc từng gen tương ứng của mỗi tính trạng nhất định

e Kết luận: Những nghiên cứu về đột biến ( ADN và NST) hoặc về hoạt động

Định dạng
Số trang	74
Dung lượng	9,22 MB