Tốc độ tự sao của gen được tính bằng số nuclêôtit của môi trường liên kết vào.. mạch khuôn của gen trong 1 giây.[r]
(1)I CƠ SỞ XÂY DỰNG CHUYÊN ĐÊ 1.1 Cơ sở lý luận
* Xuất phát từ yêu cầu về đổi mới phương pháp dạy học
Giáo dục phải đặt trọng tâm vào việc khơi dậy sự say mê học tập, kích thích sự tò mò và sáng tạo của học sinh để các em có khả kiến tạo kiến thức từ những gi nhà trường mang đến cho các em Giáo dục hiện chuyển hướng từ dạy học truyền thống – đặt trọng tâm vào việc truyền thụ các tri thức khoa học cho người học thông qua giáo viên, sang một nền giáo dục tiên tiến – giúp cho người học nhận được những lực trí tuệ của minh để tim tiếp lời giải cho những vấn đề chưa hẳn hoàn toàn đã biết theo đường phù hợp nhất với lực trí tuệ của cá nhân * Xuất phát từ vai trò của câu hỏi, bài tập dạy học Sinh học
Xây dựng và sử dụng hệ thống các câu hỏi đòi hỏi hệ thống lực tư duy, khái quát của học sinh có tác dụng rất tốt việc phát triển toàn diện các kĩ về tư duy, phân tích, tổng hợp, khái quát hóa và các kĩ làm việc nhóm Đặc biệt hiệu quả việc bồi dưỡng học sinh giỏi
* Xuất phát từ đặc điểm nội dung phần Cơ sở vật chất và chế di truyền ở cấp độ phân tư bao gồm cấu trúc, các hoạt động liên quan đến ADN, ARN, protein và các biến đổi của ADN Đây là những nội dung tương đối phức tạp, đòi hỏi khả tư duy, làm việc tích cực của học sinh nhiên quá trinh học tập học sinh còn thụ động việc tiếp thu kiến thức
Muốn phát triển lực sáng tạo, khả tư của học sinh, việc dạy học phải chuyển từ việc ghi nhớ nội dung kiến thức sang việc tự thực hiện các quá trinh học tập nhằm kiến tạo tri thức khoa học thông qua quan sát, phân tích, tổng hợp, khái quát hóa, hinh thành giả thuyết, đánh giá…
1.2 Cơ sở thực tiễn
* Xuất phát từ thực trạng dạy học Sinh học hiện ở các trường THCS
- Giáo viên chủ yếu dạy học theo kiểu truyền thống: truyền thụ kiến thức cho học sinh theo một chiều và ít sử dụng các câu hỏi yêu cầu cao về tư hoặc xây dựng một hệ thống các câu hỏi, bài tập về một chủ đề học tập theo một logic
- Học sinh chưa tích cực tự đọc tài liệu, tự nghiên cứu và tư sáng tạo quá trinh dạy học Đặc biệt, học sinh thi HSG Sinh học thường bị đánh giá là kém thông minh các học sinh thi HSG Toán, Vật lý, Hóa học vi vậy khả độc lập và sức “i” của các em cũng lớn
Xuất phát từ những lý trên, chúng lựa chọn và xây dựng chuyên đề “Xây dựng và sư dụng hệ thống câu hỏi, bài tập để dạy học nội dung sở vật chất và cơ chế di truyền ở mức độ phân tư, Sinh học - THCS”
(2)2.1 Tổng quan về câu hỏi, bài tập 2.1.1 Khái niệm câu hỏi, bài tập 2.1.1.1 Khái niệm câu hỏi
Câu hỏi là một mệnh đề đó chứa đựng cái đã biết và cái cần tim Câu hỏi thường có vế, một vế chứa động từ nghi vấn và một vế chứa nội dung cần trả lời 2.1.1.2 Khái niệm bài tập
Theo từ điển Tiếng Việt Hoàng Phê chủ biên năm 2000 thi bài tập là bài giao cho học sinh làm để vận dụng những điều đã học được
Theo các nhà lý luận học Liên Xô cũ thi bài tập đó là một dạng bài làm gồm những bài toán, những câu hỏi hay đồng thời cả bài toán và câu hỏi mà hoàn thành chúng, học sinh lĩnh hội được một tri thức hay một kĩ nhất định hoặc hoàn thiện chúng
Về thành phần cấu tạo, bài tập có điểm giống câu hỏi là chứa đựng điều đã biết và điều cần tim, điều cần tim là điều dựa vào điều đã biết, điều cần tim và điều đã biết quan chặt chẽ với nhau, từ những điều đã biết ta có thể dùng phép biến đổi tương đương để dẫn đến những điều cần tim Nhưng mối quan hệ giữa điều đã biết với những điều cần tim chặt chẽ mối quan hệ giữa điều đã biết và điều cần tim câu hỏi ở chỗ: Những điều đã biết bài tập phải vừa đủ để người thực hiện bài tập chỉ biến đổi những điều đã biết bằng những đại lượng tương đương ắt sẽ dẫn đến kết luận Từ đó ta có thể hiểu bản chất của việc giải bài tập là sự thực hiện phép biến đổi tương đương, để chứng minh rằng điều đã cho và điều cần tim là hoàn toàn phù hợp
2.1.2 Cấu trúc câu hỏi, bài tập
Mỗi câu hỏi, bài tập đều có hai thành phần là điều đã biết và điều cần tim, chúng có quan hệ với về mặt cấu trúc, nhiên thành phần nào đứng trước thành phần nào đứng sau không đòi hỏi nghiêm ngặt mà phụ thuộc vào tư logic của người
Phần thứ nhất (điều đã biết) là tài liệu có tính chất “nguyên liệu” bao gồm: - Đoạn tư liệu SGK
- Đoạn tư liệu trích các tài liệu tham khảo - Các tập hợp từ, cụm từ cho trước
- Các thông tin gợi ý cho trước - Các hinh vẽ cho trước
- Các thí nghiệm và kết quả cho trước
Phần thứ (điều chưa biết) là các câu hỏi hướng dẫn học sinh hoạt động tư duy, xử lý các tư liệu đã có bao gồm:
(3)- Xác định nội dung bản hay dấu hiệu bản chất - Chọn câu trả lời đúng tập hợp các câu cho trước
- Điền từ, cụm từ, đoạn thông tin thích hợp vào bảng, vào ô trống, vào hinh vẽ
- Mô tả hinh vẽ, ghi chú thích cho hinh vẽ, phân tích tim nội dung bản qua hinh vẽ
- Phát biểu tính quy luật của các hiện tượng - Lập bảng so sánh
- Giải thích thí nghiệm - Xác định mối quan hệ
- Xác định ý nghĩa hay giá trị của kiến thức
2.1.3 Các nguyên tắc xây dựng câu hỏi, bài tập để đáp ứng dạy học theo hướng dạy học phát huy tính tích cực của học sinh
- Quán triệt mục tiêu dạy học: để có được câu hỏi, bài tập tốt thi giáo viên cần dựa vào mục tiêu phải đạt, nói cách khác là dựa vào cái cần học
- Câu hỏi, bài tập phải phát huy tính tích cực Muốn làm được vậy thi câu hỏi, bài tập phải đảm bảo tính vừa sức, tính kế thừa và phát triển phù hợp với tâm sinh lý lứa tuổi của học sinh nhằm phát huy tính tự giác, tích cực và sáng tạo đặc biệt với HS giỏi cần có những câu hỏi, bài tập mang tính phân hóa để phát triển tư của các em
- Câu hỏi, bài tập phải đảm bảo tính chính xác, khoa học Do câu hỏi, bài tập dùng để mã hóa nội dung bài học nên chúng cần được hoàn thiện và bổ sung đảm bảo tính chính xác, khoa học Đây chính là một điều kiện để các câu hỏi, bài tập đáp ứng được mục tiêu dạy học
- Câu hỏi, bài tập phải đảm bảo nguyên tắc hệ thống Tính hệ thống này được quy định bởi chính nội dung khoa học phản ánh đối tượng khách quan có tính hệ thống, bởi logic hệ thống hoạt động tư của học sinh và bởi bản chất logic của câu hỏi, bài tập Vi vậy, từng câu hỏi, bài tập đưa vào sử dụng phải được sắp xếp theo một logic hệ thống cho từng nội dung SGK, cho một bài, cho một chương trinh, đồng thời cần có câu hỏi phản ánh tính hệ thống của nội dung học tập
- Câu hỏi, bài tập phải đảm bảo tính thực tiễn, đặc biệt đối với môn Sinh học để học sinh rèn luyện được khả vận dụng kiến thức của minh
- Câu hỏi, bài tập phải đảm bảo yêu cầu sư phạm
+ Phải chứa đựng các mâu thuẫn nhận thức để học sinh ở trạng thái có nhu cầu giải quyết mâu thuẫn nhận thức đó
(4)+ Phải đảm bảo cho học sinh có đủ tri thức hay nguồn tài liệu tra cứu, gia công tim lời giải
+ Trong mỗi bài học, câu hỏi, bài tập đưa phải đảm bảo nguyên tắc từ dễ đến khó, điều đó sẽ tạo sự thích thú cho học sinh để tiếp tục nghiên cứu tim lời giải đáp cho câu hỏi, bải tập tiếp theo
+ Câu hỏi, bài tập phải có nội dung yêu cầu ngắn gọn, rõ ràng, chính xác
+ Câu hỏi, bài tập phải mang tính hệ thống, phù hợp với logic cấu trúc của bài, của chương cho trả lời học sinh thu nhận được kiến thức có hệ thống theo logic xác định
+ Câu hỏi, bài tập phải có nhiều khả huy động tính sáng tạo, chủ động của học sinh nghĩa là câu hỏi, bài tập phải vừa sức, không quá khó, không quá dễ mà phải phù hợp với lực nhận thức của học sinh
+ Câu hỏi, bài tập không phải mang tính chất đơn thuần là trinh bày kiến thức từ SGK mà câu hỏi, bài tập phải có yêu cầu phân tích, giải thích hay chứng minh cho các kiến thức mà học sinh đọc được từ SGK hay các tài liệu tham khảo khác Theo thang phân loại mức độ nhận thức của Bloom, có mức độ nhận thức từ thấp đến cao là:
Biết Hiểu Vận dụng Phân tích Tổng hợp Đánh giá
Do đó câu hỏi, bài tập giáo viên lựa chọn đối với học sinh giỏi cần chú trọng đến các cấp độ nhận thức cao để phát huy tính tư duy, sáng tạo của học sinh
2.1.4 Vai trò của câu hỏi, bài tập dạy học
- Là sản phẩm của quá trinh tư duy, chứa đựng kiến thức khoa học, chứa đựng thế tâm lý, tạo động lực thúc đẩy sự tim tòi, sáng tạo
- Là mô hinh định hướng việc dạy và việc học
- Là phương tiện, phương pháp, biện pháp để tổ chức việc dạy và việc học - Cụ thể hóa mục tiêu, phương tiện, thực hiện mục tiêu dạy và học
- Định hướng nghiên cứu SGK tim kiến thức mới, hướng dẫn ôn tập, củng cố, hoàn thiện kiến thức, là công cụ bản để kiểm tra, đánh giá từ đó điều chỉnh việc dạy và việc học
- Tạo lực dạy học sáng tạo, định hướng mang tính cấp bách hiện toàn cầu huy động lực cao từ người học
2.2 Logic nội dung kiến thức phần sở vật chất và chế di truyền ở cấp độ phân tử – Sinh học 9, THCS
(5)nguyên phân, giảm phân, quy luật di truyền liên kết giữa các gen nằm cùng NST, di truyền giới tính), sở vật chất và chế di truyền ở cấp phân tử (cấu trúc ADN, gen) và các biến đổi liên quan đến ADN, NST
- Tuy nhiên, logic vậy sẽ gây khó khăn cho học sinh quá trinh lĩnh hội tri thức, theo ý kiến của tác giả, nên tách riêng sở vật chất và chế di truyền ở cấp độ phân tử, cấp độ tế bào riêng bao gồm cả cấu trúc, chức và biến dị ở cấp độ này
- Như vậy, nội dung kiến thức phần sở vật chất và chế di truyền ở cấp độ phân tử – Sinh học 9, THCS sẽ bao gồm từ bài 15 (ADN) đến bài 21 (Đột biến gen)
+ Bài 15: ADN
+ Bài 16: ADN và bản chất của gen + Bài 17: Mối quan hệ giữa gen và ARN + Bài 18: Protein
+ Bài 19: Mối quan hệ giữa gen và tính trạng
+ Bài 20: Thực hành: quan sát và lắp mô hinh ADN + Bài 21: Đột biến gen
2.3 Hệ thống câu hỏi, bài tập để dạy học nội dung sở vật chất và chế di truyền ở cấp độ phân tử
2.3.1 Hệ thống câu hỏi 2.3.1.1 Mức độ biết, nhớ:
Câu 1: Trinh bày đặc điểm cấu trúc hóa học của phân tử ADN mạch kép?
Câu 2: Mô tả cấu trúc không gian của ADN? Hệ quả của NTBS được thể hiện ở những điểm nào?
Câu 3: Mô tả quá trinh nhân đôi của ADN?
Câu 4: Nêu bản chất hóa học và chức của gen? Câu 5: Trinh bày cấu trúc của phân tử ARN?
Câu 6: Mô tả quá trinh tổng hợp mARN?
Câu 7: Trinh bày cấu trúc hóa học và cấu trúc không gian của phân tử protein? Câu 8: Nêu mối quan hệ giữa gen và ARN, giữa ARN và protein?
Câu 9: NTBS được biểu hiện mối quan hệ ở sơ đồ dưới thế nào?
Gen (một đoạn ADN) mARN Protein
Câu 10: Nêu bản chất của mối quan hệ giữa gen và tính trạng qua sơ đồ:
Gen (một đoạn ADN) mARN Protein Tính
trạng
Câu 11: Đột biến gen là gi? Cho ví dụ?
Câu 12: Hãy tim thêm một số ví dụ về đột biến gen phát sinh tự nhiên hoặc người tạo ra?
1
(6)2.3.1.2 Mức độ hiểu
Câu 1: Vi ADN có cấu tạo rất đa dạng và đặc thù?
Câu 2: Một đoạn mạch đơn của phân tử ADN có trinh tự sắp xếp sau: - A – T – G – X – T – A – G – T – X –
Hãy viết đoạn mạch đơn bổ sung với nó?
Câu 3: Giải thích vi ADN được tạo qua chế nhân đôi lại giống ADN mẹ?
Câu 4: Một đoạn mạch ADN có cấu trúc sau: Mạch 1: - A – G – T – X – X – T –
Mạch : - T – X – A – G – G – A -
Viết cấu trúc của đoạn ADN được tạo thành sau đoạn mạch ADN mẹ nói kết thúc quá trinh tự nhân đôi ?
Câu : Một đoạn mạch của gen có cấu trúc sau : Mạch 1: - A – G – T – X – X – T –
Mạch : - T – X – A – G – G – A -
Xác định trinh tự các đơn phân của đoạn mạch ARN được tổng hợp từ mạch ? Câu : Một đoạn mạch ARN có trinh tự các nucleotit sau :
- A – U – G – X – U – U – G – A – X –
Xác định trinh tự các nucleotit đoạn gen đã tổng hợp đoạn mạch ARN ? Câu : Vi nói protein là đại phân tử hữu có tính đa dạng và đặc thù ?
Câu : Tại đột biến gen thường có hại cho bản thân sinh vật ? Nêu vai trò và ý nghĩa của đột biến gen thực tiễn sản xuất ?
Câu : Theo NTBS thi về mặt số lượng đơn phân những trường hợp nào sau là đúng ?
a A + G = T + X b A = T ; G = X
c A + T + G = A + X + T d A + X + T = G + X + T
Câu 10 : Bậc cấu trúc nào sau có vai trò chủ yếu xác định tính đặc thù của protein ?
a Cấu trúc bậc b Cấu trúc bậc c Cấu trúc bậc d Cấu trúc bậc
Câu 11 : Protein thực hiện được chức của minh chủ yếu ở những bậc cấu trúc nào sau ?
a Cấu trúc bậc
b Cấu trúc bậc và bậc
c Cấu trúc bậc và bậc và bậc d Cấu trúc bậc 1, bậc và bậc
Câu 12 : loại ARN nào sau có chức truyền đạt thông tin di truyền ? a tARN
(7)c rARN
d Cả loại ARN
2.3.1.3 Mức độ vận dụng, phân tích, tổng hợp, đánh giá
Câu : Phân tích cấu trúc phù hợp với chức của phân tử ADN mạch kép ? Câu : Giải thích nguyên tắc bổ sung và nguyên tắc bán bảo tồn quá trinh nhân đôi ADN ? Ý nghĩa của quá trinh nhân đôi ADN ?
Câu : Hãy giải thích vi mỗi chạc chữ Y chỉ có một mạch của phân tử ADN được tổng hợp liên tục, mạch còn lại được tổng hợp một cách gián đoạn ?
Câu : Một đoạn gen có trinh tự các nucleotit sau : 3’ XGA GAA TTT XGA 5’ (mạch mã gốc)
5’ GXT XTT AAA GXT 3’
Hãy xác định trinh tự chuỗi mARN được tổng hợp từ gen ? Câu : So sánh cấu trúc phân tử ADN mạch kép và phân tử ARN ?
Câu : So sánh quá trinh nhân đôi ADN và phiên mã tổng hợp mARN ở sinh vật nhân thực ?
Câu : Phân tích thành phần hóa học của một axit nucleic cho thấy tỉ lệ các loại nucleotit sau :
A = 20% ; G = 35% ; T = 20% Axit nucleic này là loại nào ? Giải thích ? Câu : Xét phân tử axit nucleic có tỉ lệ các loại đơn phân sau :
Phân tử I A = 21% G = 29% T = 21% X = 29% U = 0%
Phân tử II A = 29% G = 21% T = 29% X = 21% U = 0%
Phân tử III A = 21% G = 21% T = 29% X = 29% U = 0%
Phân tử IV A = 21% G = 29% T = 0% X = 29% U = 21%
Phân tử V A = 21% G = 29% T = 0% X = 21% U = 29%
Hãy cho biết :
a Những phân tử nào thuộc loại ADN và những phân tử nào thuộc loại ARN ? Giải thích ?
b Những phân tử ADN nào là kép có mạch ? Phân tử nào chỉ có một mạch ? Giải thích ?
Câu
a So sánh đơn phân cấu tạo ADN và ARN?
b Cấu trúc các loại ARN? Từ đó dự đoán thời gian tồn tại của các loại ARN tế bào?
Câu 10
Sau là đoạn mạch chứa thông tin di truyền nhân tế bào Hãy gọi tên, đánh dấu chiều của đoạn mạch, hoàn chỉnh các đơn phân của từng mạch?
G ? ? T….? A… ? ? ….A ? ? X…T… ? T ? ? G A…? U….X… ?
Câu 11 : So sánh ADN của sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân thực ?
(8)Câu 13 : Giải thích nguyên nhân của bệnh tiểu đường ?
Câu 14 : Khi thiếu hụt gluxit và lipit, thể sẽ làm gi để tạo được lượng tri sự sống ?
Câu 15 : Tại đun nóng hoặc thay đổi độ pH thi có thể làm thay đổi chức của protein ?
Câu 16 : Dạng đột biến điểm nào làm thay đổi cấu trúc của gen có thể không dẫn tới sự thay đổi chuỗi polypeptit gen đó quy định ? Giải thích ?
Câu 17 : Trong trường hợp gen quy định tính trạng, nào gen đột biến dễ biểu hiện kiểu hinh và nào gen đột biến khó biểu hiện kiểu hinh nhất ? 2.3.2 Hệ thống các dạng bài tập tính toán
2.3.2.1 Các bài tập liên quan đến ADN và chế tự nhân đôi của ADN a Bài tập về cấu tạo ADN
DẠNG 1: Tính số lượng Nu của Gen (ADN). * Tính số lượng Nu của Gen.
- Xét mạch đơn Gen.
+ Gọi A1, T1, G1, X1 lần lượt là số nu từng loại của mạch
+ Gọi A2, T2, G2, X2 lần lượt là số nu từng loại của mạch
+ Gọi N là tổng số Nu của Gen Theo NTBS:
A1 + T1 + G1 + X1 = A2 + T2 + G2 + X2 = N/2
A1 = T2, T1 = A2, G1 = X2, X1 = G2 - Xét mạch đơn Gen.
A= T =A1 + A2 = A1 + T1 = A2 + T2
G = X = G1 + G2 = G1 + X1 = G2 + X2
A + G = N/2; 2A + 2G = N * Tính tỉ lệ % từng loại Nu của Gen.
Do A+ G = N/2 → %A + %G = 50%N. Nếu xét cả mạch:
%A = %T = (%A1 + %A2) /2 = (%T1+ %T2) /2 = …
%G = %X = (%G1 + %G2) /2 = (%X1 + %X2) /2 = …
Ví dụ 1: Trên mạch của gen có 12% A, 35%G. Trên mạch thứ có 25%A, 450G
1 Tính tỉ lệ %, số lượng từng loại Nu mỗi mạch đơn Tính tỉ lệ %, số lượng từng loại Nu của cả Gen
Bài làm
1 % và số lượng từng loại mạch: Theo nguyên tắc bổ sung ta có:
A1 = T2 = 15% ; T1 = A2 = 25% ; G1 = X2 = 35% ; X1 = G2 = 450 nu
→ X1 = G2 = 450 nu = 100% - (15% + 25% + 35%) = 25%
Vậy số lượng nu một mạch của Gen = (450/25)× 100 = 1800 nu Vậy % và sớ lượng từng loại mỗi mạch là:
Mạch Mạch % Sô lượng
A1 = T2 = 10% = 15% x 1800 = 270 nu
T1 = A2 = 25% = 25% x 1800 = 450 nu
(9)X1 = G2 = 30% = 25% x 1800 = 450 nu
2 % và số lượng từng loại Nu của Gen.
%A = %T = (%A1 + %A2) / = (15% + 25%)/2 = 20%
%G = %X = (%G1 + %G2) / = (35% + 25%)/2 = 30%
Suy A = T = 270 + 450 = 720 nu G = X = 630 + 450 = 1080 nu
DẠNG 2: Tính chiều dài, sớ vòng xoắn, khới lượng gen/ ADN 1 Tính chiều dài gen
- Chiều dài gen bằng chiều dài mạch
- Mỗi mạch có N/2 nucleoti, mỗi nucleotit có kích thước 3.4 A0
Gọi L : là chiều dài Gen Ta có: L = 3,4 x N/2 (A0)
N = 2L/ 3,4
2 Số vòng xoắn và khối lượng của gen/ADN a số vòng xoắn :
Mỗi vòng xoắn gồm 10 cặp Nu = 20 Nu và chiều dài trục thẳng đứng là 34 A0.
Gọi C là số vòng xoắn C = N/20 = L/34
N = 20.C L = C x 34 (A0)
b Khối lượng gen
Một nu có khối lượng 300 đvC Gọi m là khối lượng gen ta có m = N x 300 (đvC) N = M /300 (nu)
Bài tập áp dụng
Gen có M = 900.000 đvC, có hiệu giữa số nucleotit loại G và loại A bằng 10% số nu của gen
a Tính chiều dài gen?
b Tính tỉ lệ % và số lượng nu từng loại của gen trên? Bài làm
a Chiều dài gen:
N = M/300 = 900.000 /300 = 3000 nu L = N/2 x 3.4 = 3000/2 x 3.4 = 5100 A0
b Số lượng và tỉ lệ % từng loại nu của gen Theo đề bài 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
(10)- Trong cấu trúc của nuclêôtit thi có liên kết hoá trị giữa đường và axit Trong mạch đơn của gen có N/2 nuclêôtit nên số liên kết hoá trị giữa đường và axit loại này là N/2
- Giữa các nuclêôtit nằm mỗi mạch đơn cũng có liên kết hoá trị giữa axit của nuclêôtit này với đường của nuclêôtit kế tiếp mạch của gen có N/2 nuclêôtit nối với bằng N/2 – liên kết hoá trị
Do tởng sớ liên kết hoá trị gen là: 2[N/2 + (N/2 – 1)] = 2(N – 1) 2 Tính sớ liên kết Hiđro của gen.
Trong gen các nu liên kết theo NTBS A liên kết với T = liên kết H G liên kết với X = liên kết H Gọi H là số liên kết Hidro H = 2A + 3G
Bài tập áp dụng
Một gen có hiệu số giữa A và loại nuclêôtit khác là 20% và có 2760 liên kết H Tính số nuclêôtit từng loại của Gen
Bài làm Theo đầu bài 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 vi vậy ta có:
H = 2A + 3G = 2760
Hay: x 35 % N + x 15% N = 2760 N = 2400 nu
Vậy A = T = 35% x 2400 = 840 nu G = X = 15% x 2400 = 360 nu
b Bài tập về chế tự nhân đôi của ADN
Dạng 1: Tính số lượng Nu mơi trường cung cấp cho gen/ ADN nhân đôi
1 Khi gen nhân đôi lần
Một Gen có N nuclêôtit nhân đôi lần tạo Gen chứa số nuclêôtit là 2N đó có N nuclêôtit là của Gen mẹ (theo nguyên tắc bán bảo toàn)
Do đó số nu môi trường cung cấp: 2N - N = N.(Bằng số nuclêơtit gen đó)
2 Khi Gen nhân đôi nhiều lần
- Gen nhân đôi lần tạo = 21 Gen con.
- Gen nhân đôi lân tạo = 22 Gen con.
- Gen nhân đôi lần tạo = 23 Gen con.
……… Vậy Gen nhân đôi x lần tạo 2x gen con.
Nếu Gen chứa N nu nhân đôi x lần thi số nu môi trường cung cấp là: 2x N – N = (2x - 1).N
Số nuclêôtit từng loại môi trường cung cấp là: Amt = Tmt = (2x - 1) A gen
Gmt = Xmt = (2x - 1) G gen
(11)Số nuclêôtit từng loại môi trường cung cấp cho a gen nhân giống đôi x lần là: Amt = Tmt = a.(2x - 1) A gen
Gmt = Xmt = a (2x - 1) G gen
Bài tập áp dụng
Một gen có chiều dài 3060 A0 hãy xác định số nuclêôtit của gen, số nuclêôtit môi
trường cần cung cấp gen này nhân đôi lần? Bài làm
Ta có N = 2L/ 3.4 = x 3060/ 3.4 = 1800 nu
Khi gen nhân đôi lần thi số nu môi trường cung cấp là: Tổng nu MTCC = ( 23 - 1).1800 = 12.600 nu.
Dạng 2: Tính số liên kết Hidrơ số liên kết hố trị bị phá vỡ hình thành
trong q trình nhân đơi gen
1 Tính sớ liên kết hidrơ bị phá vỡ và hình thành.
- Khi gen nhân đơi lần tạo (21) gen thi số lần tách mạch là = 21 – 1
và có (21 – 1).H liên kết Hiđrô bị phá vỡ.
- Khi gen nhân đôi lần tạo (22) gen thi số lần tách mạch là = 22 – 1
và có (22 – 1).H liên kết Hiđrô bị phá vỡ.
- Khi gen nhân đôi lần tạo (23) gen thi số lần tách mạch là = 23 – 1
và có (23 – 1).H liên kết Hiđrô bị phá vỡ.
Nếu gen chứa H liên kết Hiđrơ nhân đơi x lần tởng sớ liên kết Hiđrô bị
phá vỡ là:
(2x – 1).H
Vì có 2x gen tạo nên tởng sớ liên kết Hiđrơ hình thành là
2x.H
2 Tính sớ liên kết hoá trị hình thành.
- Sớ liên kết hoá trị được hinh thành sau quá trinh nhân đôi là tổng số kiên kết hoá trị nối các nuclêôtit lấy từ môi trường tạo thành chuỗi polynuclêôtit mới
- Khi gen nhân đôi x lần, tạo 2x gen mới có tổng số 2.2x mạch polynuclêôtit.
Trong số đó có mạch cũ lấy từ gen mẹ
Số liên kết hoá trị giữa các nuclêôtit được hinh thành sau quá trinh nhân đôi x lần của gen là : (2.2x – 2).(N/2 – 1) = (2x – 1).(N – 2)
Bài tập áp dụng:
Một gen nhân đôi liên tiếp lần đã lấy của môi trường 16800 nuclêôtit Gen có tỉ lệ
A : G = :
a Tính số liên kết hiđrô bị phá vỡ và liên kết hiđrô được hinh thành quá trinh nhân đôi của gen
b Tính số liên kết hoá trị được hinh thành Bài làm
a Sớ liên kết hidrơ bị phá vỡ và hình thành. Gọi N là số nu của gen, ta có
(12)N = 16800 : (23 – 1) = 2400 nu.
Gen có A : G = : 7, A + G = N/2 = 2400/2 = 1200 nu G = X = 840; A = T = 360 Số liên kết Hiđrô của gen = 2A+ 3G = 2.360 + 3.840 = 3240 H
Gen nhân đôi lần nên:
Số liên kết Hiđrô bị phá vỡ là : (23 – 1) 3240 = 22680 H
Số liên kết Hiđrô được hinh thành là : 23 3240 = 25920 H
b Số liên kết hoá trị hình thành
(2x – 1).(N – 2) = (23 – 1) (3240 – 2) = 22,666 liên kết
Dạng 3: Tính thời gian nhân đôi của gen 1 Tốc độ nhân đôi của gen
Tớc đợ tự của gen được tính số nuclêôtit môi trường liên kết vào
mạch khuôn gen giây.
2 Thời gian nhân đôi của gen
- Thời gian tự nhân đôi của gen bằng số nuclêôtit mạch gen chia cho số nuclêôtit liên kết được mạch giây
- Hoặc bằng tổng số nuclêôtit của gen chia cho số nuclêôtit liên kết được mạch khuôn của gen giây
2.3.2.2 Các bài tập liên quan đến ARN và chế phiên ma Dạng 1: Tính sớ lượng nu của ARN
Ta gọi Ar , Ur, Gr, Xr là các nu của ARN
Phân tử ARN được tổng hợp từ mạch 3’ – 5’ của gen (mạch khuôn mẫu) theo NTBS vi vậy số nuclêôtit của phân tử ARN (ký hiệu Nr) = số nu mạch của gen
hay = N/2 nuclêôtit Theo NTBS ta có :
Ar = T gốc Ur = A gốc Gr = X gốc Xr = G gốc
Ta có: A gen = T gen = A gốc + A bổ sung = A gốc + T gốc Mà A gốc = Ur và T gốc = Ar
A gen = T gen = Ur + Ar
Tương tự ta có G gen = X gen = Xr + Gr
%A gen = %T gen = ( %Ar + %Ur)/2
% G gen = % X gen = (%Gr + %Xr)/2
Dạng 2: Tính chiều dài, khới lượng của ARN 1 Tính chiều dài của ARN
ARN được tổng hợp mạch khuôn mẫu 3’ – 5’ của gen nên chiều dài ARN bằng chiều dài của gen tổng hợp nó
LARN = Lgen = N/2 x 3,4 (A
0) = N
r x 3,4 (A0)
2 Tính khối lượng của ARN
Số nu của ARN bằng ½ số nu của gen nên ta có mARN= Nr x 300 đvC = N/2 x 300 đvC = mgen /2
Nr = mARN/ 300 đvC
Dạng 3: Tính sớ nu mtcc cho quá trình phiên mã ARN
(13)- Khi gen phiên mã lần tạo ARN, lấy của môi trường 2.Nr = N
- Khi gen phiên mã k lần tạo k ARN, lấy của môi trường k.Nr = k N/2
Vậy tổng số nu môi trường cung cấp cho quá trinh phiên mã ARN = k.Nr = k.N/2
Số lần tổng hợp ARN = tổng số nu môi trường cung cấp cho quá trinh tổng hợp ARN chia cho số nu một mạch của gen (hoặc số nu của ARN)
2.3.2.4 Bài tập về Protein và chế dịch mã tổng hợp Protein Dạng 1: Tính sớ phần tư Protein
- riboxom trượt lần ARNm tổng hợp được chuỗi polypeptit
- riboxom trượt lần ARNm tổng hợp được chuỗi polypeptit
n riboxom trượt lần ARNm tổng hợp được n chuỗi polypeptit
n riboxom trượt lần k ARNm tổng hợp được n.k chuỗi polipeptit
Kết luận số polipeptit (protein bậc 1) được tổng hợp bằng số lượt trượt của Riboxom nhân với số phân tử ARNm
Dạng 2 : Tính sớ axit amin mơi trường cung cấp cho quá trình tởng hợp Protein Do bộ kết thúc không mã hóa aa nên số aa môi trường cung cấp được tính theo số bộ mã hóa aa
- Nếu gen mã hóa tởng hợp phân tư Pr
Số aa môi trường cung cấp = N/2.3 – = Nr/3 –
- Nếu có x phân tư Pr tổng hợp từ gen
Tổng số aa môi trường cung cấp = (N/2 – ) x = (Nr/ – 1) x
- Số a.a các phân tư Pr
Trong quá trinh tổng hợp Pr, bộ kết thúc không mã hóa a.a, bộ mở đầu mã hóa aa Met aa này sau đó tách không tham gia vào cấu trúc phân tử Pr hoàn chỉnh nên :
Số aa Pr hoàn chỉnh = N/2.3 – = Nr/3 –
Nếu có x phân tử Pr được tổng hợp từ cùng gen thi:
Tổng số A.a phân tử Pr hoàn chỉnh = (N/2.3 – ) x = (Nr/3 – ) x
Dạng 3: Tính sớ phân tư nước dược giải phóng quá trình tởng hợp protein Khi tởng hợp protein, cứ tạo được liên kết peptit thi giải phóng phân tử nước Vậy số phân tử nước giải phóng đúng bằng số lượng axit amin protein hoàn chỉnh
= N/6 – = Nr/3 -
Bài tập áp dụng
Một Gen có chiều dài 5100 A0 Gen đó nhân đôi lần, mỗi gen tạo tổng
phiên mã lần, mỗi ARN có Riboxom trượt qua lần để tổng hợp protein a Tính số phân tử Protein gen đó tổng hợp
b Tính số aa môi trường cung cấp cho quá trinh tổng hợp Protein c Tính số aa có các phân tử Protein hoàn chỉnh
d Tính số phân tử nước được giải phóng tổng hợp phân tử protein từ gen trên?
Bài làm a Số phân tư Protein
- Gen nhân đôi đợt tạo 22 = Gen con.
(14)- Số nu của gen:
N = L/3.4 = 5100 / 3.4 = 3000 Nu - Do bộ kết thúc không mã hóa A.a nên
Tổng số aa môi trường cung cấp = (N/2.3 – 1).12 = (3000/6 – 1) 12 = 598 a.a c Số aa các Pr hoàn chỉnh
- Do aa mở đầu không tham gia thành phần Pr hoàn chỉnh nên số aa 12 phân tử Pr = (3000/6 – 2).12 = 5976 a.a
d Số phân tử nước được giải phóng tởng hợp phân tử Protein (3000 : – 2) = 498 phân tử
2.3.2.5 Bài tập về đột biến gen
Từ những tính toán liên quan đến các dạng bài tập ở có thể tim đặc điểm của gen sau đột biến, so sánh với gen trước đột biến để tim dạng đột biến và suy luận hậu quả của nó
2.3.3 Bài tập tự giải
Bài 1: Một phân tử ADN của vi khuẩn có 3.106 căp nucleotit , tỉ lệ A/G = 1,5 Tính
số nucleotit từng loại và số liên kết hiđrô của ADN nói trên?
Bài Trên mạch I của một phân tử ADN có tỉ lệ (A1 + G1) : (T1 + X1) = 0,5
a) Phân tử ADN này có Tỉ lệ (A + G) / (T + X) thế nào? Giải thích
b) Tính tỉ lệ (A2 + G2) : ( T2 + X2) mạch còn lại (mạch II ) của phân tử ADN nói
trên
Bài Trên một mạch đơn của ADN nhân ở một loài vi khuẩn có A = 15%, X = 20% , T = 25% , G = 40% tổng số đơn phân của mạch Tính tỉ lệ % từng loại nucleotit cả phân tử ADN nói trên?
Bài Trong các bộ ba sau đây, ba kết thúc là những bộ ba nào? (1): 3' AGU 5' (4): 3’UAG 5’ (2): 3' UAA 5' (5): 5' UGA 3'
(3): 3' GAU 5' (6): 5' AAU 3'
A (1) , (3) và (5). B (2) , (4) và (5) C (2) , (4) và (6). D (1) , (2) và (3).
Bài 5: Một gen có khối lượng phân tử 72.104 đvC Hiệu số số lượng nucleotit loại G
với nucleotit khác gen bằng 380 Trên mạch gốc của gen có T = 120, mạch bổ sung có X = 320 nucleotit
a Số lượng nucleotit mỗi loại gen và từng mạch đơn gen?
b Số lượng ribonucleotit mỗi loại và chiều dài mARN được tổng hợp từ gen đó? c Số lượng axit ain cần cung cấp để tổng hợp nên protein?
d Có bao nhiều lượt tARN được điều đến để tổng hợp nên phân tử protein? Bài 6: Một gen có khối lượng phân tử 9.105 đvC, đó A = 300 nucleotit.
a Tim chiều dài của gen?
b Số lượng chu ki xoắn của gen? c Số lượng liên kết hidro của gen?
d số lượng liên kết hóa trị giữa các nucleotit của gen?
e Nếu gen đó được tạo nên từ loại nucleotit A, T, G thi có kiểu mã bộ ba có phân tử gen đó? Viết các kiểu bộ ba?
Bài 7: Khi tổng hợp một protein đã giải phóng 298 phân tử nước việc hinh thành các liên kết peptit
(15)b Khối lượng phân tử của gen?
c Số lượng nucleotit mỗi loại gen? Biết rằng tổng số liên kết hidro của gen là 2300
Bài 8: Một phân tử mARN có 2399 liên kết hóa trị giữa các ribonucleotit và mỗi ribonucleotit
a Tim chiều dài của phân tử mARN? b Khối lượng phân tử của mARN?
c Khi tổng hợp protein có lượt tARN tới đối mã?
d Nếu cho rằng các bộ ba đối mã tARN được xâ dựng từ loại ribonucleotit G, X Xác định các kiểu bộ ba mã mARN biết rằng số bộ ba kết thúc mARN là UAG
Bài 9: Một phân tử protein hoàn chỉnh có 200 axit amin
a Có phân tử nước được giải phóng việc hinh thành các liên kết peptit để tạo phân tử protein trên?
b Khối lượng phân tử protein?
c số liên kết hóa trị phân tử mARN?
d Số lượng liên kết hóa trị, liên kết hidro gen cấu trúc, biết rằng A = 200 nucleotit
Bài 10: Một gen cấu trúc có tổng số liên kết hidro giữa các cặp bazo nitric bổ sung là 3600 Tổng số liên kết hóa trị giữa các nucleotit của gne bằng 2998
a Tim số lượng nucleotit mỗi loại của gen? b Chiều dài của gen?
c số lượng liên kết hóa trị mARN được tổng hợp từ gen đó?
d Số lượng axit amin có phân tử protein hoàn chỉnh? Để tạo phân tử protein từ gen cần phải hinh thành liên kết peptit?
Bài 11: Một gen có 150 chu ki xoắn Hiệu số T- G gen bằng 300 nucleotit Số lượng nucleotit loại T ở mạch bằng 400, số lượng nucleotit loại G ở mạch bằng 600 nucleotit
a Xác định số lượng từng loại ribonucleotit của phân tử mARN được tổng hợp từ gen trên?
b Số lượng phân tử mARN được tổng hợp?
Biết rằng tổng hợp mARN môi trường đã cung cấp 1500 ribonucleotit loại A Bài 12: Trinh tự các axit amin phân tử protein hoàn chỉnh sau:
Valin – Histidin – Alanin – Histidin – Arginin – Lizin – Serin
a Xác định cấu trúc mARN? Biết rằng bộ ba mã hóa các axit amin mARN sau:
Valin: GUU Alanin: GXX
Histidin: XAX Lizin: AAA Arginin: XGX Serin: AGU
b.Tim các bộ ba đối mã tARN
c Trinh tự phân bố các nucleotit gen?
Biết rằng bộ ba mở đầu mARN là AUG, bộ ba kết thúc là UAA
Bài 13: Một gen có chiều dài 2040A0 mã lần, mARN có riboxom trượt qua
không lặp lại Xác định số lượng axit amin cần cung cấp cho quá trinh tổng hợp protein?
Bài 14: Một gen có khối lượng phân tử 45.104 đvC Có hiệu số A với loại nucleotit
(16)= 60% số ribonucleotit Trên một mạch đơn của gen có G = 14% số nucleotit của mạch và A = 450 nucleotit
a Số lượng nucleotit mỗi loại của gen và của từng mạch đơn gen? b Số lượng từng loại ribonucleotit của mARN?
c Số lượng axit amin cần cung cấp cho quá trinh tổng hợp protein? Nếu cho rằng gen phiên mã lần, trung binh mỗi mã có riboxom trượt qua không lặp lại? d Tính khoảng cách đều giữa các riboxom (theo A0), nếu biết thời gian tổng hợp
xong phân tử protein là 125 giây Thời gian tiếp xúc của mARN với riboxom hết 153 giây Các riboxom cách đều trượt mARN
e Nếu gen tự nhân đôi đợt, nhu cầu về mỗi loại nucleotit cần cung cấp là bao nhiêu? Nếu cho rằng vận tốc nhân đôi của gen là 50 cặp nu/1 giây Qua các đợt nhân đôi các gen còn nhân đôi liên tiếp với vận tốc giống Không tính thời gian chuyển tiếp của các đợt nhân đôi Xác định thời gian cần thiết để gen nhân đôi với các đợt nêu trên?
Bài 15: Một gen quy định cấu trúc của một polypeptit gồm 298 axit amin có tỉ lệ A:G = 4:5
a Tính chiều dài của gen
b Tính số lượng nucleotit từng loại môi trường nội bào cung cấp gen tự liên tiếp lần?
c Đột biến xảy không làm thay đổi số nucleotit của gen làm cho gen sau đột biến có tỉ lệ A: G = 79,28%
- Đột biến nói đã làm cho cấu trúc của gen bị thay đổi thế nào và thuộc kiểu nào của đột biến gen?
- Số liên kết H gen thay đổi thế nào?
III KẾT LUẬN
Trên là những mức độ câu hỏi và các dạng bài tập thường gặp liên quan đến nội dung sở vật chất và chế di truyền ở mức độ phân tử Tác giả hi vọng rằng chuyên đề này sẽ giúp ích phần nào cho công tác phát hiện và bồi dưỡng HSG cấp THCS địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc Rất mong nhận được sự góp ý chân thành từ các thầy cô để chuyên đề ngày càng hoàn thiện
(17)TÀI LIỆU THAM KHẢO
1 100 câu hỏi chọn lọc về di truyền và biến dị Tác giả Lê Đinh Trung
2 Chuyên đề Câu hỏi, bài tập dạy học sinh học Tác giả Lê Đinh Trung Chuyên đề Hoạt động hóa người học Tác giả Phan Thị Thanh Hội
4 Chuyên đề kiểm tra, đánh giá dạy học Tác giả Trịnh Nguyên Giao
5 Phương pháp giải bài tập sinh học – Tác giả : Nguyễn Văn Sang – Nguyễn Thị Vân Sách giáo khoa, sách giáo viên Sinh học NXB Giáo dục
7 Sách giáo khoa, sách giáo viên Sinh học 12 NXB Giáo dục Sách bài tập sinh học NXB Giáo dục
9 Sách bài tập Sinh học 12 NXB Giáo dục