chuyên đề di truyền và biến di sinh vật và môi trường

PHẦN I CƠ SỞ XÂY DỰNG CHUYÊN ĐỀ I.CƠ SỞ LÝ LUẬN Ngày khối lượng tri thức khoa học giới khám phá ngày tăng vũ bão nên hi vọng thời gian định trường phổ thông mà cung cấp cho học sinh kho tàng tri thức khổng lồ mà lồi người tích luỹ Vì nhiệm vụ người giáo viên ngày phải cung cấp cho học sinh vốn tri thức mà điều quan trọng phải trang bị cho học sinh khả tự làm việc, tự nghiên cứu để tìm hiểu nắm bắt tri thức Nếu sử dụng phương pháp “thầy đọc - trò chép ’’ tóm tắt nội dung sách giáo khoa để dạy học mục tiêu khó đạt Như biết phương pháp dạy học ngày phải phát huy tính tích cực, chủ động, tư sáng tạo người học; thầy người đạo, tổ chức hướng dẫn người học giúp người học tìm kiến thức Mặt khác sinh học mơn khó mang tính chất trừu tượng cao nghiên cứu thể sống, trình sống đặc biệt gắn liền với hoạt động thực tiễn người Vì nắm bắt tốt kiến thức sinh học góp phần nâng cao đời sống lồi người Do việc tìm phương pháp nâng cao chất lượng dạy học vấn đề quan trọng Xuất phát từ nhiệm vụ năm học Phòng GD&ĐT nhà trường tập trung nâng cao chất lượng số lượng giải thi học sinh giỏi cấp Huyện cấp Tỉnh đặc biệt đội ngũ học sinh đạt giải cấp Tỉnh Để đạt mục tiêu vấn đề chọn phương pháp giảng dạy cho học sinh đội tuyển thật khó khăn nhiều nguyên nhân chủ quan khách quan cụ thể là: Chương trình sinh học lớp chương trình tổng hợp trương trình sinh học 10, 11, 12 cũ có bỏ bớt phần tiến hóa số có đơn giản hóa Nên với mức độ tư học sinh lớp chương trình nặng, đặc biệt phần “Di truyền biến dị” chiếm chương so với 10 chương phần “Di truyền biến di Sinh vật mơi trường” Bên cạnh khối lượng tập lớp mà học lớp có tiết luyện tập Thời gian giảng dạy lớp khóa tiết tuần Thời gian dạy đội tuyển ít, khơng có dạy bồi dưỡng thêm Ngồi học sinh học kín tuần khơng học sinh học đội tuyển học thêm số mơn khác vào buổi tối, nên thời gian học sinh đầu tư vào cho học đội tuyển hạn chế học xong đội tuyển nhà không học cũ II.CƠ SỞ THỰC TIỄN Xuất phát điểm thành phần đội tuyển Sinh học lớp tuyển chọn từ học sinh không đủ khả tham gia đội tuyển Tốn, Lý, Hóa Vì khả tư chưa cao trí thơng minh thua học sinh đội tuyển Ngoài áp lực phụ huynh khơng muốn cho tham gia vào đội tuyển Vì trình độ học sinh đội tuyển chưa đồng đều, chủ yếu tập trung lớp tốp cuối.Bên cạnh khả nhận thức học sinh đội tuyển chương trình Sinh học lớp hạn chế.Vì việc lựa chọn phương pháp dạy đội tuyển thực nhiều khó khăn III PHẠM VI, MỤC ĐÍCH CHUN ĐỀ Trong phạm vi chun đề tơi đề cập tới phương pháp giảng dạy học sinh giỏi môn Sinh học lớp nội dung Chương ADN GEN Mục đích thơng qua giảng kiến thức rút kiến thức phục vụ cho thi học sinh giỏi lý thuyết phương pháp giải tập ADN GEN PHẦN II NỘI DUNG CHUYÊN ĐỀ CƠ SỞ KHOA HỌC ĐỂ VIẾT CHUYÊN ĐỀ 1-Đối với học sinh: Để đủ kiến thức tham gia thi học sinh giỏi đạt kết cao cần thực phần sau - Nắm kiến thức - Biết suy luận đặt câu hỏi sao? Câu hỏi so sánh từ lý thuyết rút phương pháp giải tập - Biết tìm tòi tài liệu tham khảo cách hợp lý - Cần cù chăm chỉ, chịu khó học tập trao đổi với bạn bè 2-Đối với giáo viên Để giảng dạy đảm bảo cho học sinh đạt giải kỳ thi học sinh giỏi giáo viên cần: - Nắm kiến thức bản, mạch kiến thức - Biết mối liên hệ kiến thức Chương - Biết suy luận kiến thức để dự kiến câu hỏi, tình xảy đề thi có phương pháp giải câu hỏi, dạng tập - Biết cách truyền thụ kiến thức cho học sinh dễ học, dễ nắm kiến thức - Biết sưu tầm tài liệu đề thi năm, tỉnh - Cung cấp tài liệu đề thi cho học sinh để học sinh làm quen dần với đề thi học sinh giỏi - Luôn giao lưu trao đổi tài liệu, đề thi kinh nghiệm với giáo viên trường, huyện Tỉnh để nâng cao trình độ chun mơn, kinh nghiệm dạy đội tuyển - Thường xuyên bám sát học sinh, liên hệ với gia đình học sinh, động viên thường xuyên góp ý cho học sinh phương pháp học tập - Thường xuyên tổ chức luyện đề, chữa đề thi, kiểm tra đánh giá cách cụ thể sát - Phân loại học sinh, chia nhóm đối tượng mức giỏi khá, trung bình để có biện pháp nâng cao chất lượng đội tuyển CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH Để giúp học sinh dự thi có kết tốt cần thực bước sau: 1- Dạy kiến thức 2- Từ kiến thức để tìm dạng câu hỏi lý thuyết liên quan đến đế thi cách giải 3-Từ kiến thức lý thuyết rút cách giải tập 4- Lựa chọn đề thi câu hỏi tập liên quan đến chương trình học để học sinh giải đề 5- Giáo viên đưa đáp án chuẩn thang điểm cho ý, câu trao đổi chéo cho học sinh chấm chéo nhau.Cuối giáo viên chấm nhận xét, bổ sung thiếu sót PHẦN III ; ỨNG DỤNG THỰC TẾ Trong phần giới thiệu phương pháp dạy Chương ADN GEN Trước hết yêu cầu học sinh chia làm phần: phần ghi chép lý thuyết nâng cao, phần để dự đốn câu hỏi xảy đáp án tóm tắt Bài 15 ADN I Cấu tạo hóa học phân tử ADN Học sinh đọc sách giáo khoa để giải yêu cầu: - Thành phần hóa học AND? ( ADN – loại axit nucleic, cấu tạo từ nguyên tố C, H, O, N P) - Nguyên tắc cấu tạo ADN ? ( theo nguyên tắc đa phân, đơn phân nuclêôtit gồm loại: Ađênin(A), timin(T), xitôzin(X) Guanin(G) Mỗi phân tử ADN gồm hàng vạn, hang triệu đơn phân.) - Vì ADN gọi đại phân tử có kích thước lớn - Đơn phân ADN - Liên kết hoá học ADN - Tính đa dạng đặc thù ADN - Lượng ADN tế bào lưỡng bội giao tử đơn bội II.Cấu trúc không gian ADN Thơng qua kiến thức SGK tranh, mơ hình - Học sinh bán cấu trúc không gian ADN hệ nguyên tắc bổ sung - Cấu trúc mạch ADN theo chiều 3’- 5’ 5’ – 3’ - Học sinh phải giải câu hỏi : Nguyên tắc bổ sung gì? Sau học thuộc hiểu giáo viên phải yêu cầu học sinh hoàn thành tập câu hỏi SGK Đây yêu cầu cần thiết giúp học sinh bước đầu biết dạng câu hỏi tập cách trình bày ngắn gọn xác Bài 16 ADN VÀ BẢN CHẤT CỦA GEN 1.ADN tự nhân đôi theo nguyên tắc Ở mục cho học sinh đọc lần để học sinh phần biết nội dung kiến thức mục Sau giáo viên cần hướng dẫn học sinh bóc tách ý phân tích kiến thức Đặt câu hỏi sao, sau dùng kiến thức chương trước học để giải thích Với kiến thức giáo viên cần có hình tượng cụ thể(vd: tháo sợi dây thừng sợi bện lại để tạo dây thừng mới) để học sinh nắm chế tự nhân đôi ADN Ở mục học sinh cần nắm kiến thức sau: - Đặc tính quan trọng ADN chế tự nhân đôi Dựa vào đặc điểm cấu tạo mà ADN tự nhân đôi (cấu trúc mạch nucleotit tự bổ sung cho nhau) - Q trình tự nhân đơi ADN diễn nhân tế bào Tại NST kỳ trung gian lúc NST dạng sợi mảnh chưa xoắn Giáo viên yêu cầu học sinh trả lời q trình tự nhân đơi ADN lại diễn NST nhân tế bào( Vì ADN thành phần cấu tạo lên NST mà NST lại nằm nhân tế bào) Tại lại diễn kỳ trung gian (vì NST dạng sợi mảnh chưa xoắn, kỳ khác trình phân bào NST đóng xoắn co ngắn) - Cơ chế tự nhân đơi ADN có tham gia thành phần nào? Thông qua nội dung kiến thức học SGK, giáo viên đặt câu hỏi sau học sinh nắm chế tự nhân đôi ADN Với câu hỏi yêu cầu học sinh trì kiến thức chế tự Tìm thành phần tham gia Cụ thể là: + Các loại Enzim tháo xoắn tách mạch, Enzim giữ cho mạch trạng thái chuỗi, Enzim liên nucleotit với Enzim đóng xoắn + Các loại nucleotit môi trường nội bào + Hai mạch khuân mẫu ADN mẹ Cũng phần học sinh thông qua tranh vẽ trả lời câu hỏi sau: + Q trình tự nhân đơi diễn mạch ADN? Theo chiều tổng hợp nào? + Trong q trình tự nhân đơi loại nucleotit môi trường nội bào liên kết với nucleotit hai mạch khuân mẫu theo cặp theo nguyên tắc nào? + Kết trình tự nhân đơi ADN gì? Kết giống với kết chương II : “NST mối liên quan nào”(giống kết q trình ngun phân có liên quan đến nhân đôi phân ly đồng NST nguyên phân) Sau giải yêu cầu học sinh rút nguyên tắc q trình tự nhân đơi ADN II.Bản chất Gen Giáo viên cho học sinh đọc kiến thức mục sau trả lời câu hỏi: - Bản chất gì? Học sinh trả lời có khái niệm - Tại Gen đoạn AND? Phần có lien quan tới Di truyền lien kết chương II Đó NST có nhiều Gen, mà AND thành phần cấu trúc NST nên Gen phân bố theo chiều dọc NST(hay AND) tạo thành nhóm Gen lien kết -Sau giáo viên giải thích cho học sinh: Gen chia làm loại: + Gen cấu trúc: Gen tham gia tổng hợp Protein sở hình thành tính trạng + Gen vận hành : Gen tham gia vận hành Gen cấu trúc + Gen điều hòa: tham gia vào điều hòa hoạt động Gen cấu trúc Chức ADN Trong phần học sinh cần nắm được: - Bản chất hóa học Gen ADN Gen đoạn phân tử ADN - ADN có chức di truyền xác đinh nên ADN nơi lưu trữ thông tin di truyền tức thông tin cấu trúc Protein Mà cụ thể di truyền thực chất di truyền tính trạng thể Protein có chức thể thành tính trạng - Các Gen phân bố theo chiều dài ADN (liên quan tới nhóm Gen liên kết) - Nhờ đặt tính tự nhân đơi ADN (liên quan tới tự nhân đôi NST) nên ADN thực chức truyền đạt thông tin di truyền qua hệ tế bào hệ thể(liên quan tới nguyên phân giảm phân thụ tinh) Hay nói cách khác tự nhân đơi ADN sở phân tử tượng di truyền sinh sản di trì đặc tính loài(Bộ NST ổn định qua hệ sinh sản vơ tính sinh sản hữu tính ).Đảm bảo liên tục sinh sôi nảy nở sinh vật Sau học sinh phải rút chức ADN là: - Lưu giữ thông tin di truyền - Truyền đạt thông tin di truyền Sau học xong yêu cầu học sinh làm tập 2,3,4 SGK Để làm tập học sinh phải nắm vững lý thuyết Sau giáo viên phải kiểm tra chỉnh sửa nội dung tập Cụ thể tập giải thích ADN tạo qua chế tự nhân đôi lại giống ADN mẹ q trình tự nhân đơi thực hiên theo nguyên tắc là: - Nguyên tắc khuôn mẫu: tức mạch nối ADN tổng hợp dựa mạch khuôn ADN mẹ - Nguyên tắc bổ sung: nucleotit mạch khuân liên kết với nucleotit môi trường nội bào theo nguyên tắc A liên kết với T hay ngược lại G liên kết với X hay ngược lại - Nguyên tắc bán bảo toàn(Giữ lại nửa): ADN có mạch ADN mẹ (mạch cũ) mạch lại tổng hợp Ở tập 3: chất hóa học Gen chức Gen học sinh phải hiểu: Vì Gen đoạn phân tử ADN nên chất Gen ADN chức Gen chức ADN Gen có chức lưu giữ truyền đạt thông tin di truyền Giáo viên nói thêm điều tra án để biết người có gia đình với hay khơng truy tìm tội pham( nước tiên tiến lưu giữ ADN tội phạm) người ta thường phân tích ADN Vì người có ADN khác người có quan hệ họ hàng ADN giống nhau( trừ đột biến Gen đột biến cấu trúc NST) chế tự nhân đôi ADN sở tự nhân đôi NST sở di truyền sinh sản di trì ổn định qua hệ Ở tập 4: Học sinh biết viết cấu trúc đoạn ADN tạo thành ADN mẹ tự nhân đôi theo nguyên tắc tự nhân đôi ADN Bài 17: MỐI QUAN HỆ GIỮA GEN VÀ ARN I ARN Mục tiêu phần học sinh phải nắm loại ARN Chức loại ARN, thành phần hóa học ARN đặc biệt nắm cấu trúc ARN Vì trước học ADN nên giáo viên cần sử dụng phương pháp so sánh học sinh sau nghiên cứu thông qua thông tin ARN Đặc biệt ý thông phần “Em có biết” để khai thác kiến thức hoàn thành bảng so sánh mà giáo viên lập Trong SGK có bảng so sánh ADN với ARN mức độ thấp.Vì bảng so sánh ADN ARN đội tuyển cần phải nâng cao Cụ thể cần yêu cầu sau: - Trình bày giống ADN ARN - Trình bày khác ADN ARN + Trong giống AND ARN tập trung khai thác kiến thức  Đều thuộc loại axit nucleic  Đều cấu tạo từ nguyên tố C, H, N, O, T  Đều cấu tạo theo nguyên tắc đa phân  Đơn phân nucleotit  Đều có cấu trúc xoắn  Đều tham gia vào trình tổng hợp Protein + Trong khác ADN ARN Tập trung khai thác kiến thức cấu tạo chức để thấy khác Cụ thể: Đặc điểm ADN ARN Cấu tạo + Đại phân tử có kích thước khối lượng nhỏ ADN nhiều +Có loại đơn phân A, U, G,X + Có cấu trúc mạch xoắn đơn + Đại phân tử có kích thước Và khối lượng lớn + Có loại đơn phân A,T,G,X + Có cấu trúc mạch xoắn kép Chức + chức lưu trữ truyền đạt thông tin di truyền + Có loại ARN loại có chức khác -mARN: Truyền đạt thông tin quy định cấu trúc Protein cần tổng hợp -tARN: vận chuyển A.a tương ứng tới nơi tổng hợp Pr -rARN: thành phần cấu tạo nên Riboxom (nơi tổng hợp Pr) Sau thực xong yêu cầu giáo viên cần lưu ý đến phần “em có biết” Phần giới thiệu cấu trúc ARN vận chuyển(tARN)và có hình vẽ minh họa Giáo viên cần lưu ý cho học sinh khai thác hình vẽ tARN cuộn xoắn trở lại thành kiều thùy chẽ ba có số đoạn xoắn giống ADN nucleotit mạch đoạn liên kết với theo nguyên tắc bổ sung ADN Mà cụ thể A liên kết với U G liên kết với X Điều phục vụ cho việc giải câu hỏi đề thi HSG số lần như: nguyên tắc bổ sung gì? Nguyên tắc bổ xung thể cấu trúc nào? II ARN tổng hợp theo nguyên tắc Cũng mục I,II sau học sinh học nắm vững chế tự nhân đôi ADN tiến hành cho học sinh nghiên cứu phần kiến thức mục làm tập so sánh trình tổng hợp ADN với trình tổng hợp ARN điểm: giống khác Giáo viên hướng dẫn học sinh tham gia khai thác cụ thể sau *) Giống nhau: - Nơi diễn thời điểm diễn tổng hợp ARN nhân đôi ADN - Nguyên tắc thực hiện? Học sinh tiến hành khai thác kiến thức giải vấn đề Cụ thể: Sự giống trình tự nhân đôi ADN tổng hợp ARN là: - Đều xáy nhân tế bào, NST thuộc kỳ trung gian lúc NST dạng sợi mảnh chưa xoắn - Đều có tham gia thành phần : loại E tháo xoắn tách mạch, giữ cho mạch trạng thái duỗi, E liên kết với nucleotit - Các loại nucleotit môi trường nội bào - Nguyên tắc khuân mẫu nguyên tắc bổ sung *) Khác nhau: Ở phần chủ yếu yêu cầu học sinh khai thác điểm khác sau học sinh nghiên cứu xong chế tổng hợp ARN, để so sánh với chế tự nhân đôi ADN theo trình tự sau: Tự nhân đôi ADN Tổng hợp ARN - Diễn mạch khuân mẫu ADN - Có tham gia ADN - Chỉ diễn mạch khn Mẫu ADN(mạch gốc:3’-5’) - Có tham gia mARN, tARN,Riboxom - Môi trường nội bào cung cấp nucleotit A,U,G,X - Nguyên tắc bổ sung thể hiên A liên kết với U môi trường T liên kết với A môi trường G liên kết với X môi trường X liên kết với G môi trường - Sau tổng hợp xong ARN rơi khỏi nhân chất tế bào để tham gia tổng hợp Pr - Môi trường nội bào cung cấp nucleotit loại A,T,G,X - Nguyên tắc bổ sung thể hiện: A liên kết với T G liên kết với X ngược lại - Sau tổng hợp xong ADN giống ADN mẹ nhân Sau nghiên cứu xong phần lý thuyết so sánh Giáo viên cần cho học sinh giải phần tập SGK lớp để thống ý kiến học sinh phân loại trình độ nhận thức học sinh đồng thời học sinh tới kết luận cách giải tập giải câu hỏi: Vì ARN có khối lượng, kích thước nhỏ ADN nhiều Bài 18 PROTEIN I Cấu trúc Protein Phần cho học sinh nghiên cứu SGK Sau cho học sinh thảo luận giải số câu hỏi xảy thi học sinh giỏi.Cụ thể câu hỏi sau: - Vì Pr có tính đặc thù đa dạng? Câu hỏi học sinh trả lời câu hỏi gần giống với ADN Nhưng học sinh giải tính đặc thù đa dạng Pr số lượng, thành phần trình tự xếp đơn phân A.a, mà không nghĩ tới bậc cấu trúc khơng gian Pr Vì sau học sinh nêu xong giao viên cần chỉnh lý đáp án cho học sinh - So sánh thành phần cấu trúc ADN ARN với Pr Ở phần giống so sánh thành phần cấu trúc ADN với ARN Thơng qua kiến thức học sinh hồn thiện đáp án nhanh gọn Nhưng giáo viên cần phải nhắc lại loại ADN, ARN Pr có cấu trúc xoắn ADN mạch xoắn kép, ARN mạch xoắn đơn Pr mức độ xoắn tùy theo bậc cấu trúc cụ thể: Pr cấu trúc bậc chuỗi A.a, Pr bậc chuỗi A.a xoắn lò xo đặn, Pr bậc xoắn theo hình khơng gian chiều cấu trúc bậc cuộn xếp tạo thành Cấu trúc bậc hay nhiều A.a loại cuộn xoắn kết hợp lại với II Chức Protein SGK nêu chức Pr đề thi đòi hỏi phải nêu đủ chức Pr giáo viên cần cung cấp đủ kiến thức chức cụ thể là: Chức cấu trúc Chức xúc tác trình trao đổi chất Chức điều hòa q trình trao đổi chất hooc mơn có chất Pr Chức bảo vệ thể : kháng thể có chất Pr Chức vận động : Pr tham gia vào thành phần tế bào cơ, xương Chức cung cấp lượng thể thiếu Gluxit Lipit tế bào phân giải Pr tạo Gluxit Lipit để tạo lượng cho hoạt động sống thể Pr đảm nhiệm nhiều chức liên quan tới toàn hoạt động sống tế bào Biểu thành tính trạng Sau nghiên cứu xong tính chất giao viên cần nêu số câu hỏi thuộc đề thi để học sinh giải cụ thể là: - Vì Pr dạng sợi nguyên liệu cấu trúc tốt? (Tính bền vững) - Bậc cấu trúc Pr có vai trò chủ yếu xác định tính đặc thù Pr? Giải thích? - Pr thực chức chủ yếu bậc cấu trúc nào? Bài 19 MỐI QUAN HỆ GIỮA GEN VÀ TÍNH TRẠNG Trong chương trình sinh học lớp 11 thực chất trình sinh tổng hợp Pr Nhưng cấu trúc lớp nội dung bàn chế tổng hợp chuỗi A.a Pr Mục đíc nhằm thể Gen mang thông tin cấu trúc Pr nhân tế bào chủ yếu Còn Pr hình thành chất tế bào Như Gen Pr phải có mối quan hệ thông qua cấu trúc trung gian Để nắm giải yêu cầu này, sau đặt vấn đề giáo viên cho học sinh nghiên cứu kỹ SGK, sơ đồ hình thành chuỗi A.a Giáo viên hỏi học sinh - Cho biết cấu trúc trung gian vai trò mối quan hệ Gen Pr Qua học sinh thấy cấu trúc trung gian loại ARN vai trò loại học mối quan hệ Gen ARN cụ thể : - mARN : có vai trò truyền đạt thông tin quy định cấu trúc Pr cần tổng hợp - tARN : có vai trò vận chuyển A.a tương ứng tới nơi tổng hợp Pr - rARN : có vai trò thành phần cấu tạo nên Riboxom Nơi tổng hợp nên Pr Đồng thời yêu cầu học sinh giải câu hỏi: + thành phần tham gia tổng hợp chuỗi A.a Pr? Ở câu hỏi học sinh phải trình bày thành phần tham gia tổng hợp Pr cụ thể là: - ADN hay Gen - Các loai ARN, Riboxom - Các loại A.a môi trường nội bào - Các loại Enzim: tách mạch giữ cho mạch trạng thái duỗi , Enzim liên kết + Nguyên tắc bổ sung thực hiên chế tổng hợp Pr nào? Học sinh phải trình bày nguyên tắc bổ sung thể chế tổng hợp Pr là: nucleotit đổi mã tARN khớp với mã hóa mARN theo nguyên tắc bổ sung tức A liên kết với T, G liên kết với X ngược lại + Sự tạo thành chuỗi A.a dựa khuôn mẫu ? Học sinh phải nêu : tạo thành chuỗi A.a dựa khuôn mẫu mARN mà cấu trúc mARN tổng hợp dựa khuôn mẫu mạch gốc(mach 3’- 5’) Gen cấu trúc Thơng qua để thấy mối quan hệ Gen Pr + Tương quan số lượng A.a nucleotit mARN Riboxom nào? Ở câu hỏi học sinh phỉa nêu nucleotit mARN tương ứng với A.a chuỗi A.a Pr Khi giải đáp câu hỏi giáo viên cần ý giảng thêm cho học sinh vấn đè sau để phục vụ cho tập : - Trong mARN có kết thúc(bộ cuối mARN) khơng mã hóa cho A.a Cho nên sau tổng hợp xong chuỗi A.a số A.a so với số mã hóa mARN -VD: mARN có 300 nucleotit tạo thành 100 mã hóa có 99 mã hóa cho A.a (bộ số 100) khơng mã hóa cho A.a (bộ kêt thúc) Nên số A.a chuỗi A.a tạo thành 99 - Sau tổng hợp xong chuỗi A.a có A.a mở đầu tách khỏi chuỗi A.a cần tổng hợp, để trở thành Pr hồn chỉnh nên số A.a có Pr hồn chỉnh 98 II Mối quan hệ Gen tính trạng Dựa vào q trình hình thành ARN, q trình hình thành chuỗi A.a chức Pr Cho học sinh nghiên cứu SGK sau giải thích sơ đồ theo trật tự 1,2,3 Gen (1 đoạn ARN)→ mARN → Pr → Tính trạng Giáo viên gợi ý trật tự trình hình thành (tổng hợp) mARN trật tự trình hình thành (tổng hợp) chuỗi Pr trật tự chức Pr, sở hình thành tính trạng cách diễn giải học sinh để đến nhận thức đúng: Mối liên hệ cho thấy thông tin cấu trúc phân tử Pr (thành phần, số lượng, trinh tự xắp xếp axitamin) xác định dãy nucleotit mạch ADN Sau mạch dùng làm khuôn mẫu để tổng hợp mạch m ARN diễn nhân Tiếp theo mạch ARN lại làm khuôn để tổng hợp chuỗi axitamin diển chất tế bào 10 Tiếp theo giáo viên yêu cầu HS tra lời câu hỏi: chất mối quan hệ “Gen (1 đoạn ARN)→ mARN → Pr → Tính trạng.” Trong trình tự nucleotit ADN quy định trình tự nucleotit ARN, thơng qua ADN quy định trình tự axitamin chuỗi axitamin cấu thành Pr biểu thành tính trạng Sau dạy xong phần lý thuyết, giáo viên cần từ nội dung kiến thức câu hỏi SGK đồng thời dựa vào tổng hợp đề thi HSG năm để đưa câu hỏi nâng cao học sinh tìm phương án giải đáp CÁC DẠNG BÀI TẬP Trong chương trình sinh học khơng có cơng thức tốn học để giải tốn Vì việc nắm lý thuyết để từ suy luận cơng thức tốn học phục vụ cho việc giải tập cần thiết Dưới số dạng tập điển hình chia làm nhóm chính: - Nhóm 1: ADN chế tự nhân đôi ADN Bao gồm phần là: + Phần 1: Cấu tạo ADN + Phần 2: Cơ chế tự nhân đôi ADN - Nhóm 2: ARN chế mã NHĨM 1: ADN VÀ CƠ CHẾ TỰADN NHÂN ĐƠI ADN PHẦN 1: CẤU TẠO CỦA ADN DẠNG 1: Tính số lượng Nu Gen (ADN) Tính số lượng Nu Gen a Xét mạch đơn Gen - Gọi A1, T1, G1, X1 số nu loại mạch - Gọi A2, T2, G2, X2 số nu loại mạch - Gọi N tổng số Nu Gen Theo nguyên tắc bổ sung ta có: A1 + T1 + G1 + X1 = A2 + T2 + G2 + X2 = N/2 Và A1 = T2, T1 = A2, G1 = X2, X1 = G2 b Xét mạch đơn Gen Số nu loại Gen A= T =A1 + A2 = A1 + T1 = A2 + T2 = … G = X = G + G2 = G1 + X1 = G2 + X2 = … Từ A1 + T1 + G1 + X1 = N/2 Suy : A + G = N/2 → 2A + 2G = N Tính tỉ lệ % loại Nu Gen Do A+ G =N/2 → % A + %G = 50%N Tỉ lệ % A1, %A2, %T1, %T2, %G1, %G2, %X1, %X2 Được tính mạch Gen Nếu xét mạch thì: %A = %T = (%A1 + %A2) / = (%T1+ %T2) / = … %G = %X = (%G1 + %G2) / = (%X1 + %X2) / = … Ví dụ 1: Trên mạch thứ Gen có 10% A, 35%G Trên mạch thứ có 25%A, 450G 11 Tính tỉ lệ %, số lượng loại Nu mạch đơn Tính tỉ lệ %, số lượng loại Nu Gen Giải tập: % số lượng loại mạch: Theo nguyên tắc bổ sung ta có: A1 = T2 = 10% ; T1 = A2 = 20% ; G1 = X2 = 35% ; X1 = G2 = 450 nu → X1 = G2 = 450 nu = 100% - (10% + 25% + 35%) = 30% Vậy số lượng nu mạch Gen = (450 X 100) /3 = 1500 nu Vậy % số lượng loại mạch là: Mạch Mạch % Sô lượng A1 = T2 = 10% = 10% x 1500 = 150 nu T1 = A2 = 25% = 25% x 1500 = 375 nu G1 = X2 = 35% = 35% x 1500 = 525 nu X1 = G2 = 30% = 30% x 1500 = 450 nu % số lượng loại Nu Gen %A = %T = (%A1 + %A2) / = (10% + 25%) / = 17.5% %G = %X = (%G1 + %G2) / = (35% + 30%) / = 32.5% Suy A = T = 150 + 375 = 525 nu G = X = 525 + 450 = 975 nu DẠNG 2:Tính chiều dài , số vòng xoắn, khối lượng Gen (ADN) Tính chiều dài Gen Chiều dài Gen chiều dài mạch Mỗi mạch có N/2 nu nu có kích thước 3.4 A0 Gọi L : chiều dài Gen Suy : L = 3.4 A0 x N/2 => N = 2L(A0) / 3.4(A0) Số vòng xoắn khối lượng Gen a số vòng xoắn : Mỗi vòng xoắn gồm 10 cặp Nu = 20 Nu chiều dài trục thẳng đứng 34 A0 Gọi C số vòng xoắn => C = N/20 = L(A0)/3.4 (A0) => N = 20C => L = C x 34 A0 b Khối lượng Gen: Một nu có M = 300 đvC Gọi M khối lượng Gen ta có: M = N x 300 đvC => N = M /300 Ví dụ: Gen có M = 900.000 đvC, có G – A = 10% số Nu Gen 1.Tính chiều dài Gen 2.Tính tỉ lệ % số lượng loại nu Gen Giải 1.Chiều dài Gen: N = M/300 = 900.000 /300 = 3000 nu L = N/2 x 3.4 = 3000/2 x 3.4 = 5100 Angstron Số lượng tỉ lệ % loại nu Gen Theo đề ta có: G – A = 10% N G + A = 50% N 2G = 60% N => G = X = 30% N => A = T = 20% N Vậy: A = T = 20% x 3000 = 600 nu G = X = 30% x 3000 = 900 nu 12 DẠNG 3: Tính số liên kết hố học Gen: 1- Tính số liên kết hố trị đường a xit gen - Trong cấu trúc nuclêơtit có liên kết hoá trị đường axit Trong mạch đơn gen có N/2 nuclêơtit nên số liên kết hố trị đường axit loại N/2 - Giữa nuclêơtit nằm mạch đơn có liên kết hố trị axit nuclêơtit với đường nuclêôtit + Cứ nuclêôtit nối với liên kết hoá trị + Cứ nuclêơtit nối với liên kết hố trị + Cứ nuclêôtit nối với liên kết hoá trị Vậy mạch gen có N/2 nuclêơtit nối với N/2 – liên kết hố trị Do tổng số liên kết hoá trị gen là: 2(N/2 + N/2 – 1) = 2(N – 1) 2- Tính số liên kết Hiđro gen Trong Gen theo nguyên tắc bổ sung A liên kết với T = liên kết H G liên kết với X = liên kết H Hay cặp (A – T) có liên kết H, cặp (G - X ) có liên kết H Gọi H số liên kết Hidro, ta có: H = (số cặp A - T) + (số cặp G – X ) Mỗi cặp (A – T) có A, cặp (G – X) có G, nên: H = 2A + 3G Ví dụ: Một gen có hiệu số A loại nuclêơtit khác 20% có 2760 liên kết H Tính số nuclêơtit loại Gen Giải tập Theo đầu ta có : A – G = 20% N A + G = 20% N 2A = 70% N => A = T = 35% N G = X = 15% N Gen có 2760 liên kết H ta có: H = 2A + 3G = 2760 Hay: x 35/100 N + x 15/100 N = 2760 => 115N = 276.000 => N = 2400 nu Vậy A = T = 35% x 2400 = 840 nu G = X = 15% x 2400 = 360 nu PHẦN 2: CƠ CHẾ TỰ NHÂN ĐƠI CỦA ADN DẠNG 1: Tính số lượng Nu mơi trường cung cấp cho Gen nhân đôi Khi Gen nhân đơi lần : Một Gen có N nuclêơtit nhân đôi lần tạo Gen chứa số nuclêơtit 2N có N nuclêơtit Gen mẹ (theo nguyên tắc bán bảo toàn) Như số nuclêơtit MTCC 2N - N = N.(Bằng số nuclêơtit gen đó) Khi Gen nhân đơi nhiều lần - Gen nhân đôi lần tạo = 21 Gen - Gen nhân đôi lân tạo = 22 Gen - Gen nhân đôi lần tạo = 23 Gen ………………………………………… Vậy Gen nhân đôi x lần tạo 2x Gen Nếu Gen chứa N nu nhân đơi x lần số nu MTCC là: 2x N – N = (2x - 1).N 13 Hay tổng nu MTCC = (2x - 1).N Suy luận tương tự ta có số nuclêơtit loại mơi trường cung cấp là: Amt = Tmt = (2x - 1) A gen Gmt = Xmt = (2x - 1) G gen Chú ý : có a Gen mẹ nhân đơi x lần tạo nên a.2x Gen : Tổng nu MTCC = (2x - 1) a.N Ví dụ: Một Gen có chiều dài 3060 A0 xác định số nuclêơtit Gen, số nuclêôtit MTCC Gen nhân đôi lần Giải bài: 0 Ta có N = 2L/ 3.4 A = x 3060 A / 3.4 A0 = 1800 nu Khi Gen nhân đơi lần số nu MTCC là: Tổng nu MTCC =( 24 - 1).1800 = 27.000 nu DẠNG 2: Tính số liên kết Hidrơ số liên kết hố trị bị phá vỡ hình thành q trình nhân đơi gen 1-Tính số liên kết hidrơ bị phá vỡ hình thành - Khi gen nhân đơi lần tạo = 21 gen số lần tách mạch = 21 – có (21 – 1).H liên kết Hiđrô bị phá vỡ - Khi gen nhân đôi lần tạo = 22 gen số lần tách mạch = 22 – có (22 – 1).H liên kết Hiđrô bị phá vỡ - Khi gen nhân đôi lần tạo = 23 gen số lần tách mạch = 23 – có (23 – 1).H liên kết Hiđrơ bị phá vỡ Vậy gen chứa H liên kết Hiđrô nhân đơi x lần thì: Tổng số liên kết Hiđrơ bị phá vỡ = (2x – 1).H Vì có 2x gen tạo nên: Tổng số liên kết Hiđrơ hình thành = 2x.H 2-Tính số liên kết hố trị hình thành - Số liên kết hố trị hình thành sau q trình nhân đơi tổng số kiên kết hố trị nối nuclêơtit lấy từ môi trường tạo thành chuỗi polynuclêôtit - Trong mạch đơn polynuclêơtit có N/2 – liên kết hố trị nuclêôtit - Khi gen nhân đôi x lần, tạo 2x gen có tổng số 2.2x mạch polynuclêơtit Trong số có mạch cũ lấy từ gen mẹ Vậy số mạch poly nuclêôtit tạo từ nuclêôtit môi trường là: 2.2x – 2.Và số liên kết hố trị nuclêơtit hình thành sau q trình nhân đơi x lần gen : (2.2x – 2).(N/2 – 1) Tổng số liên kết Hố trị hình thành = (2x – 1).(N – 2) Ví dụ: Một grn nhân đơi liên tiếp lần lấy môi trường 1680 nuclêôtit Gen có tỉ lệ A:G=3:7 1- Tính số liên kết Hiđrơ bị phá vỡ liên kết Hiđrơ hình thành q trình nhân đơi gen 2- Tính số liên kết hố trị hình thành Giải bài: 1-Tính số liên kết hidrơ bị phá vỡ hình thành 14 Gọi N số nu gen, ta có (23 – 1).N = 16800 (nu) N = 16800 : (23 – 1) = 2400 nu Gen có A : G = : A = 3/7G Mà A + G = N/2 = 2400/2 = 1200 nu  G = X = 840; A = T = 1200- 840 = 360 Số liên kết Hiđrô gen 2.360 + 3.840 = 3240 liên kết Vậy gen nhân đơi lần ta có: Số liên kết Hiđrô bị phá vỡ : (23 – 1) 2340 = 22680 liên kết Số liên kết Hiđrô hình thành : 23 2340 = 25920 liên kết 2-Tính số liên kết hố trị hình thành (23 – 1) (2340 – 2) = 16786 (23 – 1) 2340 DẠNG 3: Tính thời gian nhân đôi gen 1-Tốc độ nhân đôi gen Tốc độ nhân đôi (hay tốc độ tự sao) gen tính số nuclêơtit mơi trườngliên kết vào mạch khuôn gen giây 2- Thời gian nhân đôi gen - Thời gian tự nhân đôi gen số nuclêôtit mạch gen chia cho số nuclêôtit liên kết mạch giây - Thời gian tự nhân đôi gen tổng số nuclêôtit gen chia cho số nuclêôtit liên kết mạch khuôn gen giây NHÓM 2: ARN VÀ CƠ CHẾ SAO MÃ DẠNG 1: Tính số lượng nu ARN Ta gọi rA, rU, rG, rX nu ARN Phân tử ARN tổng hợp từ mạch 3’ – 5’ Gen (mạch khn mẫu) theo NTBS số nuclêôtit phân tử ARN(ký hiệu rN) = số nu mạch Gen hay = N/2 nuclêôtit Theo NTBS ta có : rA = T gốc rU = A gốc rG = X gốc r X = G gốc Ta có: A gen = T gen = A gốc + A bổ sung = A gốc + T gốc Mà A gốc = rU T gốc = rA => A gen = T gen = rU + rA Tương tự ta có : G gen = X gen = rX + rG => %A gen = %T gen = ( %rA + %rU) / % G gen = % X gen = (%rG + %rX) / DẠNG Tính chiều dài, khối lượng ARN 1.Tính chiều dài ARN ARN tổng hợp mạch khuôn mẫu 3’ – 5’ Gen nên chiều dài ARN chiều dài Gen tổng hợp nó: L ARN = L Gen = N/2 x 3,4 A0 = rN x 3,4 A0 2.Tính khối lượng ARN Số nu ARN ½ số nu gen : M ARN = rN x 300 đvC = N/2 x 300 đvC = M gen / => rN = M ARN / 300 đvC 15 DẠNG 3: Tính số nu MTCC cho q trình tổng hợp ARN - Khi gen tổng hợp lần tạo ARN, lấy môi trường rN = N/2 - Khi gen tổng hợp lần tạo ARN, lấy môi trường 2rN = N - Khi gen tổng hợp k lần tạo k ARN, lấy môi trường k.rN = k.N/2 Vậy tổng số nu MTCC cho trình tổng hợp ARN = k.rN = k.N/2 Từ ta suy số lần tổng hợp ARN tổng số nu MTCC cho trình tổng hợp ARN chia cho số nu mạch Gen (hoặc số nu ARN) DẠNG 4: Bài tập Pr chế tổng hợp Pr Tính số phân tử Pr Số A.a MTCC cho trình tổng hợp Pr Tính số phần tử Pr - Một Riboxom trượt lần trêm mARN tổng hợp phân tử Pr - Hai Riboxom trượt lần trêm mARN tổng hợp phân tử Pr - …………………………………………………………………… - n Riboxom trượt lần trêm mARN tổng hợp n phân tử Pr - n Riboxom trượt lần trêm k mARN tổng hợp n.k phân tử Pr Kết luận số phân tử Pr tổng hợp số lượt trượt Riboxom nhân với số phân tử mARN Tính số A.a MTCC cho trình tổng hợp Pr Do kết thúc khơng mã hóa A.a nên số A.a MTCC tính số mã hóa A.a a.Nếu Gen điều khiển tổng hợp phân tử Pr Số A.a mtcc = N/2.3 – = rN/3 – b.Nếu có x phân tử Pr tổng hợp từ gen : Tổng số A.a mtcc = (N/2 – ) x = (rN/ – 1) x Số A.a phân tử Pr: Trong trình tổng hợp Pr, kết thúc khơng mã hóa A.a, mở đầu có mã hóa A.a A.a sau tách khơng tham gia vào thành phần phân tử Pr hoàn chỉnh nên : - Số A.a Pr hoàn chỉnh = N/2.3 – = rN/3 – - Nếu có x phân tử Pr tổng hợp từ Gen thì: Tổng số A.a phân tử Pr hoàn chỉnh = (N/2.3 – ) x = (rN/3 – ) x Ví dụ: Một Gen có chiều dài 5100 A0 Gen nhân đơi lần, Gen tạo tổng hơp ARN lần, ARN có Riboxom trượt qua lần để tổng hợp Pr Tính số phân tử Pr Gen tổng hợp Tính số A.a MTCC cho q trình tổng hợp Pr Tính số A.a có phân tử Pr hồn chỉnh Giải bài: 1.Số phân tử Pr: - Gen nhân đôi đợt tạo 22 = Gen - Mỗi Gen tạo tổng hợp ARN lần => số ARN = x = 12 mARN - 12 mARN có Riboxom trượt qua lần tổng hợp 12 phân tử Pr Số A.a MTCC: - Số nu Gen : N = L/3.4 A0 = 5100 / 3.4 = 3000 Nu - Do kết thúc khơng mã hóa A.a nên : Tổng A.a mtcc = (N/2 – ) 12 = (3000/6 – 1) 12 = 598 a.a 16 3.Số A.a Pr hoàn chỉnh - Do A.a mở đầu khơng tham gia thành phần Pr hồn chỉnh nên số A.a 12 phân tử Pr =( 3000/6 – ) 12 = 5976 a.a - Sau hướng dẫn học sinh học xong phân lý thuyết phương pháp giải tập giáo viên cho học sinh nâng cao dần kiến thức làm quen với đề thi học sinh giỏi cách cho học sinh luyện đề thi học sinh giỏi tỉnh huyện tỉnh khác mà giáo viên sưu tầm Đồng thời cung cấp tài liệu mà giáo viên có cho học sinh cung hướng dẫn học sinh cách sưu tầm loại tài liệu phục vụ cho việc học tập đội tuyển.Các buổi học đội tuyển giáo viên cần kiểm tra, cho điểm đánh giá thường xuyên để phân loại học sinh có phương pháp kèm cặp.Với đề cho học sinh luyện, giáo viên cần học sinh chữa, chấm kịp thời để phát thiếu sót kiến thức có biện pháp bổ sung, chấn chỉnh Trong lớp đội tuyển cần phân chia nhóm học sinh để giúp đỡ trao đổi Từ biện pháp kết hợp với gia đình học sinh tạo điêu kiện để học sinh có thời gian học tập đội tuyển nhà chắn trình độ học sinh nâng lên PHẦN IV: KẾT LUẬN Trên tơi trình bày phương pháp giải tập ADN & GEN mà tơi vận dụng q trình dạy học Sinh học bồi dưỡng học sinh giỏi môn Sinh học Sau thời gian vận dụng, thấy phương pháp thực có hiệu quả, số học sinh hiểu giải tập ADN & GEN ngày tăng, đặc biệt em trung bình, yếu giải tập đơn giản, số học sinh đạt điểm khá, giỏi tăng lên rõ rệt Trong thực tế giảng dạy đội tuyển học sinh giỏi môn sinh học lớp gặp nhiều khó khăn nêu phần đầu Mặc dù cố gắng đầu tư vào công tác giảng dạy với mong muốn kết đội tuyển ngày nâng cao Với mong muốn cố gắng thể phần chuyên đề Chắc chắn khơng tránh khỏi thiếu sót mong góp ý đồng chí để chất lượng giảng dạy đội tuyển không ngừng nâng cao, đồng thời nâng cao chất lượng giải kỳ thi học sinh giỏi cấp huyện, cấp tỉnh 17 ... định qua hệ sinh sản vơ tính sinh sản hữu tính ).Đảm bảo liên tục sinh sơi nảy nở sinh vật Sau học sinh phải rút chức ADN là: - Lưu giữ thông tin di truyền - Truyền đạt thông tin di truyền Sau... cách truyền thụ kiến thức cho học sinh dễ học, dễ nắm kiến thức - Biết sưu tầm tài liệu đề thi năm, tỉnh - Cung cấp tài liệu đề thi cho học sinh để học sinh làm quen dần với đề thi học sinh giỏi... trường T liên kết với A môi trường G liên kết với X môi trường X liên kết với G môi trường - Sau tổng hợp xong ARN rơi khỏi nhân chất tế bào để tham gia tổng hợp Pr - Môi trường nội bào cung cấp