ĐẶT VẤN ĐỀ Qua thực tế giảng dạy tôi thấy học sinh thường gặp khó khăn khi giải các bài tập các quy luật di truyền, biến dị nói chung và các bài tập thuộc phần biến dị nói riêng là do: K
Trang 1PHÒNG 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 9
Giáo viên: Nguyễn Hoàng Chiến
Tổ khoa học tự nhiên
Năm học:2009 – 2010
Trang 2PHẦN I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Qua thực tế giảng dạy tôi thấy học sinh thường gặp khó khăn khi giải các bài tập các quy luật di truyền, biến dị nói chung và các bài tập thuộc phần biến
dị nói riêng là do: Kiến thức sinh học rất trừu tượng, mỗi dạng bài tập khác nhau đều đặc trưng riêng, không có sự liên quan về kĩ năng, phương
pháp….Bên cạnh đó nội dung sách giáo khoa phổ thông không cung cấp cho các em những công thức cơ bản để giải bài tập Một lí do khách quan hiện nay
là học sinh không có hứng thú với môn sinh nên việc nắm chắc kiến thức lí thuyết, hiểu rõ công thức và giải đựơc bài tập là một việc rất khó khăn Để các
em có thể nắm chắc kiến thức, có kĩ năng cơ bản giải một số bài tập phần biến
dị nên tôi thực hiện đề tài “ Phương pháp giải bài tập biến dị chương trình sinh học 9”
Người thực hiện: Nguyễn Hoàng Chiến
Trang 3PHẦN II: NỘI DUNG
I.Thực trạng vấn đề:
Qua kiểm tra giữa học kì hai, năm học 2009 – 2010 tại trường trung học
cơ sở Cát Văn tôi thu đực kết quả như sau :
Lớp
Trung bình 50% 50% 52% 48%
II Nội dung thực hiện:
1 Đột biến gen:
1.1: Kiến thức lí thuyết
a Khái niệm
Đột biến gen là những biến đổi trong cấu trúc của gen, liên quan tới một hoặc một số cặp nuclêôtit, xảy ra tại một điểm nào đó của phân tử ADN
Thường gặp các dạng mất, thêm, thay thế, đảo vị trí một cặp nuclêôtit
b Nguyên nhân và cơ chế phát sinh đột biến gen
- Đột biến gen phát sinh do các tác nhân đột biến lý hoá trong ngoại cảnh hoặc gây rối loạn trong quá trình sinh lý, hoá sinh của tế bào gây nên những sai sót trong quá trình tự nhân đôi của ADN, hoặc làm đứt phân tử ADN, hoặc nối đoạn bị đứt vào ADN ở vị trí mới
- Đột biến gen không chỉ phụ thuộc vào loại tác nhân, cường độ, liều lượng của tác nhân mà còn tuỳ thuộc đặc điểm cấu trúc của gen Có những gen bền vững,
ít bị đột biến Có những gen dễ đột biến, sinh ra nhiều alen
Trang 4- Sự biến đổi của 1 nuclêôtit nào đó thoạt đầu xảy ra trên một mạch của ADN dưới dạng tiền đột biến Lúc này enzim sửa chữa có thể sửa sai làm cho tiền đột biến trở lại dạng ban đầu Nếu sai sót không được sửa chữa thì qua lần tự sao tiếp theo nuclêôtit lắp sai sẽ liên kết với nuclêôtit bổ sung với nó làm phát sinh đột biến gen
c Hậu quả của đột biến gen
- Biến đổi trong dãy nuclêôtit của gen cấu trúc sẽ dẫn tới sự biến đổi trong cấu trúc của ARN thông tin và cuối cùng là sự biến đổi trong cấu trúc của
prôtêin tương ứng
Đột biến thay thế hay đảo vị trí một cặp nuclêôtit chỉ ảnh hưởng tới một axit amin trong chuỗi pôlipeptit Đột biến mất hoặc thêm một cặp nuclêôtit sẽ làm thay đổi các bộ ba mã hoá trên ADN từ điểm xảy ra đột biến cho đến cuối gen
và do đó làm thay đổi cấu tạo của chuỗi pôlipeptit từ điểm có nuclêôtit bị mất hoặc thêm
Đột biến gen cấu trúc biểu hiện thành một biến đổi đột ngột gián đoạn về một hoặc một số tính trạng nào đó, trên một hoặc một số ít cá thể nào đó
- Đột biến gen gây rối loạn trong quá trình sinh tổng hợp prôtêin, đặc biệt là đột biến ở các gen quy định cấu trúc các enzim, cho nên đa số đột biến gen thường
có hại cho cơ thể Tuy nhiên, có những đột biến gen là trung tính (không có hại, cũng không có lợi), một số ít trường hợp là có lợi
d Sự biểu hiện của đột biến gen
- Đột biến gen khi đã phát sinh sẽ được "tái bản" qua cơ chế tự nhân đôi của ADN
- Nếu đột biến phát sinh trong giảm phân, nó sẽ xảy ra ở một tế bào sinh dục nào đó (đột biến giao tử), qua thụ tinh đi vào hợp tử Nếu đó la` đột biến trội, nó
sẽ biểu hiện trên kiểu hình của cơ thể mang đột biến đó Nếu đó la` đột biến lặn,
nó sẽ đi vào hợp tử trong cặp gen dị hợp và bị gen trội tương ứng át đi Qua giao phối, đột biến lặn tiếp tục tồn tại trong quần thể ở trạng thái dị hợp và không biểu hiện Nếu gặp tổ hợp đồng hợp thì nó mới biểu hiện thành kiểu hình
- Khi đột biến xảy ra trong nguyên phân, nó sẽ phát sinh trong một tế bào sinh dưỡng (đột biến xôma) rồi được nhân lên trong một mô, có thể biểu hiện ở một phần cơ thể, tạo nên thể khảm Ví dụ trên một cây hoa giấy có những cành hoa trắng xen với những cành hoa đỏ
Trang 5- Đột biến xôma có thể được nhân lên bằng sinh sản sinh dưỡng nhưng không thể di truyền qua sinh sản hữu tính
e Các dạng đột biến gen:
- Mất một hay một số cặp nuclêôtít
- Thay thế hay một hay một số căp nuclêôtít
- Thêm một hay một số căp nuclêôtít
- Đảo vị trí một hay một số căp nuclêôtít
1.2: Phương pháp giải:
a So sánh gen bình thường và gen Đột biến nhận thấy:
Hai gen có số Nu không thay đổi → gen đột biến có thể biến đổi về thành phần
và trình tự các Nu:
- Đột biến thay thế kiểu đồng hoán hoặc dị hoán
+ Thay thế kiểu đồng hoán: Thay thế 1 cặp A-T bằng 1 cặp G-X hoặc thay thế 1 cặp G-X bằng 1 cặp A-T
+ Thay thế kiểu dị hoán: Thay thế 1 cặp A-T bằng 1 cặp T-A hoặc thay thế 1 cặp G-X bằng 1 cặp X-G
- Đột biến gen dạng đảo vị trí
b So sánh gen bình thường và gen đột biến nhận thấy:
Hai gen có số lượng từng loại Nu giống nhau → (không thay đổi về thành phần
và số lượng Nu) → Gen ĐB có biến đổi về trình tự Nu:
- ĐBG dạng thay thế kiểu dị hoán
- ĐBG dạng đảo vị trí
c So sánh gen bình thường và gen đột biến nhận thấy:
Hai gen có số lượng Nu giống nhau, hai gen khác nhau về thành phần từng loại
Nu → ĐBG dạng thay thế kiểu đồng hoán
d So sánh gen bình thường và gen đột biến nhận thấy:
Hai gen có số lượng Nu chênh lệch nhau 1 cặp Nu:
- ĐBG dạng thêm 1 cặp Nu
- ĐBG dạng mất 1 cặp Nu
d Tỉ lệ gen đột biến:
Trang 6- Gen tiền ĐB: Gen có biến đổi cấu trúc ở 1 mạch Gen tiền ĐB có thể được enzim sữa chữa thành gen bình thường
- Gen ĐB: Gen có biến đổi 1 cặp Nu trên 2 mạch đơn
+ Gen < nhân đôi > gen tiền ĐB nhân đôi > gen ĐB
+ Tỉ lệ gen đột biến = (Số gen ĐB : Tổng số gen tạo ra) 100
1.3 Bài tập vận dụng:
B i 1ài 1
Một cặp vợ chồng đều bị bạch tạng sinh ra được đứa con bình thường Giải thích về hiện tượng này, ít nhất bằng hai cách khác nhau
Giải
- do đột biến tế bào mầm xẩy ra Alen gây bạch tạng là alen lặn bị đột biến thành alen kiểu dại quy định sự hình thành sắc tố bình thường
- một khả năng nữa là một bên bố hoặc mẹ trong cơ chế chuyển hoá có một bước bị chặn lại Nếu một người có kiểu gen AAbb và ngườin kia aaBB thì con
là AaBb và có thể có mức độ đủ về cả hai enzym tạo sắc tố)
Bài 2
Ở ruồi giấm, phân tử prôtêin biểu hiện tính trạng đột biến mắt trắng so với phân tử prôtêin biểu hiện tính trạng mắt đỏ thì kém 1 axit amin và có 2 axit amin mới Hãy cho biết:
a) Những biến đổi xảy ra trong gen qui định mắt đỏ
b) Gen qui định mắt đỏ dài hơn gen qui định mắt trắng bao nhiêu Ăngxtrông?
c) Nếu gen mắt trắng ít hơn gen mắt đỏ 8 liên kết hiđrô, tự nhân đôi 4
lần thì nhu cầu từng loại nuclêôtit đòi hỏi môi trường nội bào cung cấp giảm đi
bao nhiêu so với gen mắt đỏ?
Trang 7Giải
A = T = 15 nu
Bài 2
Một gen ở vi khuẩn có 3600 liên kết H, tỉ lê A+T = 1,5
G+X
a Xác định số lợng từng loại Nu của gen
b.Một đột biến xảy ra trong vùng mã hóa của gen trên làm cho chuỗi axitamin
do gen đột biến điều khiển tổng hợp có 1 axit amin đợc thay bằng axit amin mới, các axit amin còn lại không thay đổi so với trớc đột biến Đột biến trên thuộc dạng nào?
Hướng dẫn giải:
a Số nu từng loại của gen :
Theo bài ra: 2A + 3G = 3600 2A + 3G = 3600
2(A + T) = 3(G + X) => 2 A – 3G = 0
Ta cú: A = T = 900 ( nu )
G = X = 600 (nu )
b Vỡ đột biến xảy ra lam thay đổi 1 axit amin nờn đột biến thuộc dạng thay thế một hay một số cặp nuclờụtớt
a) Những biến đổi xảy ra trong gen qui định mắt đỏ:
Vỡ mất 1aa nhưng lại xuất hiện 2 aa mới vậy gen qui định mắt đỏ ĐB liờn quan đến 3 bộ ba kế tiếp nhau
b) Gen qui định mắt đỏ dài hơn gen qui định mắt trắng 3 cặp nu tức: 3,4A0 x 3
=10,2A0
c) 8 liờn kết hiđrụ là của 1 bộ 3 mó húa vậy chỉ cú thể là 2 G-X và 1 cặp A-T; Khi gen mắt trắng tự nhõn đụi 4 lần thỡ nhu cầu từng loại nu đũi hỏi MT nội bào cung cấp giảm đi so với gen mắt đỏ là:
G = X= 2 x (24 – 1) = 30 nu
Trang 8Bài 3
Một gen dài 0,408 àm Do đột biến nờn phần gen cũn lại dài 0,40766 àm
a Xỏc định dạng đột biến trờn
b Giả sử đoạn gen trờn cũn lại tự nhõn đụi 2 lần thỡ mụi trường phải cung cấp bao nhiờu nucleotit mỗi loại? cho biết đoạn gen cũn lại cú 2877 liờn kết hiđrụ
2 Đột biến nhiễm sắc thể(NST)
2.1 Đột biến cấu trỳc NST
a Khỏi niệm:
Đột biến cấu trỳc NST là những biến đổi trong cấu trỳc NST
* Các loại:
+ Mất đoạn NST
+ Lặp đoạn NST
+ Đảo đoạn NST( 1800)
+ Chuyển đoạn NST
b Nguyờn nhõn phỏt sinh và tớnh chất của đột biến cấu trỳc NST
-Cỏc tỏc nhõn gây ĐB vật lớ và hoỏ học của môi trờng làm phỏ vỡ cấu trỳc NST hoặc gõy ra sự sắp xếp lại cỏc đoạn của chỳng
-Tính chất biểu hiện:
Di truyền, đột ngột ngẫu nhiên, vô hớng, không xác định, mang tớnh cá thể riêng lẻ Đa số có hại
b Bài tập vận dụng:
Cõu 1 Quan sỏt cấu trỳc NST số 3 trờn loài ruồi giấm, người ta phỏt hiện cú sự sai khỏc về trật tự phõn bố cỏc đoạn trờn NST như sau:
- Nũi I ABCDEGHIK
- Nũi II AGEDCBHIK
- N ũi III AGEDIHBCK
Đõy là dạng đột biến nào? Tỡm mối quan hệ phỏt sinh giữa 3 nũi này?
Trang 92.2 Đột biến số lượng NST:
a Đột biến thể dị bội NST:
- Là ĐB xảy ra tại 1 hay 1 số cặp của NST Có các dạng: thể 3 nhiễm (2n+1) ; thể 1 nhiễm (2n- 1); thể khuyết nhiễm (2n -2); thể đa nhiễm (2n + 2)
- Cơ chế: Cơ thể 2n giảm phân ở 1 số tế bào sinh dục sơ khai có 1 hoặc 1 số cặp nào đó của NST không phân li tạo ra giao tử ĐB (n+1) hoặc (n-1) hoặc (n-2) P: 2n x 2n
Gp: (n+1) (n-1) n
F (hợp tử): 2n+1 NP thể 3 nhiễm
F (hợp tử): 2n-1 NP thể 1 nhiễm
b.Thể đa bội (3n hoặc 4n)
- Thể đa bội là những biến đổi tronng toàn bộ cấu trúc NST, lớn hơn bội số 2n như: 3n, 4n, 5n, 6n…
- Cơ chế:
+ Tế bào sôma 2n hoặc tế bào tiền phôi 2n, trong nguyên phân các NST không phân li tạo ra tế bào 4n, các tế bào 4n nguyên phân bình thường cho ra các tế bào con 4n…
+ TB xôma 2n NP (DB) TB xôma 4n NP Mô, cơ quan 4n
+ TB tiền phôi 2n NP (DB) TB tiền phôi 4n NP cơ thể 4n
+ Tế bào sinh dục 2n giảm phân, sự không phân li các NST trong 1 lần phân bào tạo ra 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 x 2n
Gp: 2n n
F (hợp tử): 3n → F (hợp tử): 3n NP Cơ thể 3n.
Trang 10Bài tập v ận dụng:
Bài 1
) Bộ NST của một loài thực vật có hoa gồm 5 cặp NST (kí hiệu I, II, III, IV, V), khi khảo sát một quần thể của loài này, ngời ta phát hiện 3 thể đột biến (kí hiệu
a, b, c) Phân tích bộ NST của 3 thể đột biến đó thu đợc kết quả sau:
Thể đột biến
Số lợng NST đếm đợc ở từng cặp
a) Xác định tên gọi của các thể đột biến trên? Cho biết đặc điểm của thể đột biến a?
b) Nêu cơ chế hình thành thể đột biến c?
a) Tên gọi của 3 thể đột biến
Giải
+ Thể đột biến a có 3n NST: Thể tam bội
+ Thể đột biến b có (2n + 1) NST: Thể dị bội (2n + 1) hay thể tam nhiễm
+ Thể đột biến c có (2n 1) NST: Thể dị bội (2n – 1) hay thể một nhiễm
- Đặc điểm của thể đột biến a
+ Tế bào đa bội có số lợng NST tăng gấp bội, số lợng ADN cũng tăng tơng ứng
=> thể đa bội có quá trình tổng hợp các chất hữu cơ diễn ra mạnh mẽ hơn => kích thớc tế bào của thể đa bội lớn, cơ quan sinh dỡng to, sinh trởng mạnh và chống chịu tốt
+ Thể đa bội khá phổ biến ở thực vật
b) Cơ chế hình thành thể đột biến c:
+ Trong giảm phân, cặp NST số 1 nhân đôi nhng không phân ly tạo thành 2 loại giao tử (n + 1) và (n – 1) NST
Trang 11+ Khi thụ tinh, giao tử (n–1) kết hợp với giao tử (n) tạo thành hợp tử (2n–1) NST => phát triển thành thể dị bội (2n – 1)
Bài 2
Ở lỳa, cho lai giữa hai cõy lưỡng bội cú kiểu gen AA và aa đời F1 xuất hiện một cõy cú kiểu gen AAa Kết quả phõn tớch húa sinh cho thấy hàm lượng AND trong nhõn tế bào sinh dưỡng của cõy này gấp 1,5 lần so với tế bào sinh dưỡng ở cõy lưỡng bội 2n
a/ Cõy AAa thuộc dạng đột biến nào? Giải thớch cơ chế tạo thành thể đột biến trờn
b/ Muốn tạo giống lỳa cú năng suất cao, liệu chỳng ta cú thể sử dụng chất cụsixin là tỏc nhõn gõy đột biến được khụng? Vỡ sao?
Bài 3
Một cặp bố mẹ bình thờng đã sinh một con gái mắc bệnh Tớcnơ
1 Giải thích và viết sơ đồ cơ chế phát sinh trờng hợp trên?
2 Nếu ngời bố trong quá trình giảm phân, một số tế bào có hiện tợng cặp nhiễm sắc thể giới tính không phân li ở lần phân bào 2
Xác định nhiễm sắc thể giới tính của các loại tinh trùng mà ngời đó có thể tạo ra?
Gải
Giải thích: Một trong hai cơ thể bố mẹ giảm phân bình thờng đã sinh giao tử mang nhiễm sắc thể giới tính X, cơ thể kia giảm phân không bình thờng sinh giao tử không mang nhiễm sắc thể giới tính Trong quá trình thụ tinh sự kết hợp hai giao tử này đã tạo hợp tử 0X phát triển thành cơ thể mắc bệnh Tớcnơ
Sơ đồ:
P1: XX x XY
GP X O
F OX (Tớcnơ)
P2: XX x XY
GP O X
F OX (Tớcnơ)
Trang 12
3.Một số bài tập tham khảo
Bài 1 : Trong gia đỡnh, bố mẹ đều bỡnh thường sinh đụi được người con
trai bỡnh thường và người con gỏi cú biểu hiện hội chứng Đao Cặp vợ chồng băn khoăn khụng hiểu lớ do vỡ sao, bằng kiến thức đó học em hóy giải thớch giỳp họ
B i 2 ài 2 : Một loài có bộ NST 2n = 10 Có bao nhiêu NST đợc dự đoán ở thể
một nhiễm, thể ba nhiễm, thể 4 nhiễm, thể 3 nhiễm kép, thể không nhiễm?
III.KẾT LUẬN :
* Kết luận
- Việc ỏp dụng cỏc kĩ năng giải bài tập thuộc phần biến dị ,chương trỡnh sinh học 9 đó đem lại hiệu quả rừ qua kết quả học tập của học sinh.số hoc sinh đạt kết quả giỏi và kha tăng rừ rệt
Trang 13- Học sinh chi thực sự đạt được kết quả khi được trang bị đầy đủ kiến thức cũng như kĩ năng Bao gồm kiến thức lí thuyết, các công thức cơ bản …
- Trong quá trình thực hiện, với vốn kinh nghiệm giảng dạy con nhiều hạn chế chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót Mong được sự góp ý của quý đồng nghiệp và các bạn
* Kiến nghị:
Để đề tài thực sự đem lại kết quả tôi xin có một số kiến nghị như sau:
- Ban giám hiệu, bộ phận thiết bị cần bổ sung một số tài liệu về phương pháp giải các bài tập di truyền, biến dị
- Vì thời lượng học chinh khoá không đủ để các em có thể tiếp cận với công thức, cách giải bài tập nên đề nghị BGH nhà trường triển khai cho các em học một số buổi đại trà để phụ đạo thêm cho các em
Giáo viên: Nguyến Hoàng Chiến