VII. Những đóng góp mới của đề tài
1.2.2. Phân tích cấu trúc, nội dung các QLDT lớp 11-THPT
1.2.2.1. Về cấu trúc
Phần cơ sở DT học đợc bố trí học vào học kỳ II lớp 11 và học kỳ 1 lớp 12 của bậc THPT, nó gồm 4 chơng trong đó học lớp 11 có 2 chơng:
Chơng I: Cơ sở vật chất và cơ chế DT Chơng II: Các quy luật DT
Chơng các QLDT đợc trình bày trong 8 bài với thời lợng 12 tiết, trong đó có 3 tiết bài tập, một tiết thực hành về phép lai giống cà chua.
Về cấu trúc của chơng các QLDT lớp 11 THPT có thể khái quát nh sau: QLDT Menđen: - ĐL I, ĐL2, ĐL3. Các QLDT bổ sung Menđen gồm có: - QLDT LKG - QLDT HVG - QLDT TTG - QLDT LK giới tính Sự DT qua tế bào chất
Tính hệ thống trong nội dung chơng trình phần các qui luật di truyền đ- ợc thể hiện rất rõ:
- Sau khi trình bày QL đồng tính và phân tính của Menđen tài liệu bổ sung thêm QLDT trội không hoàn toàn khi hai alen quy định tính trạng trội không lấn át hoàn toàn alen lặn.
- QLDT PLĐL đợc làm sáng tỏ sau khi học QL phân ly và đợc soi sáng bằng thuyết NST. Trên một lôcút nhất định của NST tồn tại một gen, trong tế bào sinh dỡng của loài lỡng bội một gen sẽ có 2 alen tồn tại trên 2 NST trong cặp tơng đồng. Khi giảm phân hình thành giao tử 2 alen sẽ đi về 2 phía do đó trong mỗi giao tử luôn có 1 trong 2 alen của cặp gen tơng ứng.
Nhng vì trong tế bào gen thì nhiều nhng NST thì ít cho nên trên một NST sẽ có nhiều gen, vì thế gen trên 1 NST sẽ đợc DT theo quy luật LKG khi
chúng nằm gần nhau và DT theo QLHVG khi 2 gen nằm xa nhau trên một cặp NST.
Khoa học lại tiếp tục phát triển hiểu biết về vai trò của gen càng rõ hơn ngời ta nhận thấy tính trạng không chỉ chịu sự tác động của một gen mà còn thể chịu sự tác động của nhiều gen không alen với nhau. Nhng vì điều kiện ch- a cho phép thực nghiệm chứng minh cho nên trong phạm vi sách giáo khoa mới đề cập đến sự tác động về sản phẩm của các gen khác nhau trên các NST khác nhau lên sự hình thành 1 tính trạng. Do vậy tiếp đến là QL tơng tác gen.
Trong tế bào ngoài các gen trên NST thờng còn có các gen nằm trên NST giới tính. Trên NST giới tính có hai loại gen, một loại quy định tính trạng giới tính, một loại quy định tính trạng thờng gọi là gen liên kết giới tính do đó có quy luật di truyền giới tính và QLDT liên kết giới tính.
- Cuối cùng là trình bày vai trò của tế bào chất lên sự hình thành 1 số tính trạng.
1.2.2.2. Về nội dung
Nội dung trình bày trong chơng này chủ yếu đề cập đến cơ chế DT ở động vật và thực vật bậc cao dựa trên sơ sở sự vận động của vật chất DT qua quá trình nguyên phân và giảm phân.
Các QLDT đợc trình bày trong SGK đã cung cấp một hệ thống kiến thức về sự DT các tính trạng qua nhân một cách khá chặt chẽ, theo các cơ chế khách quan nh cơ chế TB học, cơ chế tự nhân đôi, phân ly tổ hợp của các cặp NST trong cặp tơng đồng. Hệ thống di truyền qua tế bào chất (hay kiểu DT theo dòng mẹ) đây là kiểu di truyền không tuân theo quy luật nghiêm ngặt nh DT qua nhân.
+ Hệ thống DT qua nhân đợc mở đầu bằng sự trình bày ở 3 QL DT cơ bản của Menđen. Với sự ra đời của thuyết NST đã làm sáng tỏ nhân tố DT theo quan niệm của Menđen chính là các gen nằm trên NST.
- Nhờ sự phát triển của khoa học sinh học nói chung và lĩnh vực tế bào học nói riêng đã làm sáng tỏ các cơ chế nh nguyên phân, giảm phân, thụ tinh. Qua các cơ chế đó ngời ta nhận thấy các gen nằm trên cùng một NST thờng đi cùng nhau thành một nhóm gọi là nhóm liên kết dẫn tới hiện tợng liên kết gen.
Vì trong kỳ đầu của quá trình giảm phân I, các NST đồng dạng có hiện tợng tiếp hợp và trao đổi với nhau từng đoạn tơng ứng giữa hai trong 4 crômatít trong cặp NST tơng đồng cho nên có hiện tợng HVG.
- Qua quá trình nghiên cứu ngời ta cho thấy một tính trạng không phải chỉ do một gen quy định mà có thể do nhiều gen quy định thông qua hệ tơng tác có thể là:
Gen A Gen B Enzim (A) En zim (B)
Chất A(Trắng) Chất B(Trắng) Sản phẩm P(sắc tố đỏ)
Với sự tơng tác không giống nhau về sản phẩm của các gen không alen PLĐL lên sự biểu hiện các tính trạng cho nên đã xuất hiện một số tỷ lệ kiểu hình không hoàn toàn giống nh Menđen đã phát hiện. Do vậy những định luật của Menđen cần có những nghiệm đúng của nó. Mặt khác ngời ta còn phát hiện một gen không chỉ quy định một tính trạng mà còn quy định nhiều tính trạng gọi là gen đa hiệu. Nhng điểm nổi bật chung nhất trong các quy luật DT các gen trên NST thờng là phân ly tính trạng ở đời con thờng giống nhau giữa cơ thể đực và cơ thể cái.
Giới tính của sinh vật cũng là một tính trạng cũng chịu sự chi phối bởi gen và môi trờng. Tính trạng giới tính đợc di truyền bởi các gen nằm trên NST giới tính mang các gen quy định tính trạng giới tính ngoài ra nó còn mang các gen quy định các tính trạng thờng khác nữa ngời ta gọi những gen đó là gen liên kết giới tính. Sự DT và biểu hiện những gen liên kết giới tính có những dấu hiệu riêng nh phân ly tính trạng không giống nhau giữa đực và cái, gen trên NST X thì có hiện tợng DT gián đoạn, DT chéo, Gen trên NST Y thờng có biểu hiện DT thẳng.
Chơng 2
Nội dung các bài giảng sử dụng CH- BT nhằm phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy các QLDT sinh học 11- THPT
Trên cơ sở phân tích nội dung phần các qui luật di truyền chơng trình Sinh học 11THPT hiện hành và sử dụng qui trình thiết kế câu hỏi và bài tập, chúng tôi đã thiết kế các giáo án theo hớng sử dụng câu hỏi bài tập và việc hình thành kiến thức mới khi giảng dạy phần các qui luật di truyền trong chơng trình Sinh học 11 THPT. Các giáo án này đợc trình bày cụ thể nh sau:
Giáo án 1 . Lai một cặp tính trạng
I. Mục tiêu: qua bài này học sinh phải:
1. Kiến thức:
a. Hiểu đợc khái niệm và lấy đợc ví dụ về phép lai một cặp tính trạng
trong trờng hợp trội hoàn toàn và trội không hoàn toàn.
b. Phân biệt đợc dấu hiệu bản chất về định tính, định lợng của hiện tợng trội hoàn toàn và trội không hoàn toàn.
c. Giải thích đợc định luật 1và 2 Menđen và hiện tợng trội không hoàn toàn theo thuyết nhiễm sắc thể.
d. Rút ra đợc những điều kiện nghiệm đúng của 2 định luật 1và 2 Menđen trình bày đợc ý nghĩa của 2 định luật và vai trò của phép lai phân tích trong việc phát hiện bản chất của các hiện tợng di truyền.
e. Nêu đợc tác động nhân quả giữa gen với tính trạng.
2.Kỹ năng:
a. Hình thành kỹ năng vận dụng quy luật DT giải các bài tập phần 1 gen một tính.
b. Phát triển kỹ năng khái quát từ những kiến thức cơ bản của hai định luật này thành một nhóm kiến thức lý thuyết có tính khái quát cao hơn nh những tế bào của các bài toán di truyền sau này.
3.Thái độ:
a. Có ý thức đúng đắn trong việc vận dụng định luật vào sản xuất, nghiên cứu khoa học cũng nh giải các bài tập trong chơng trình.
II. Phơng pháp giảng dạy
a. Làm việc với SGK kết hợp hệ thống câu hỏi bài tập định hớng đặt ra trong các bài toán tình huống.
b. Đàm thoại gợi mở hớng vào những vấn đề cơ bản nhất.
III. Phơng tiện
a. Sơ đồ lai một cặp tính trạng, tranh vẽ phóng to hình 55(SGK) cơ sở tế bào học của lai một cặp tính trạng.
b.Tranh sơ đồ giảm phân của hai tế bào sinh dục đực và cái qua các kỳ phân bào.
c. Câu hỏi bài tập giáo viên tự sọan dựa vào mục tiêu, nội dung bài học. Thông qua phiếu học tập.
IV. Tiến trình bài giảng:
1- Kiểm tra bài cũ:
Nêu khái niệm gen, alen, tính trạng, thể đồng hợp, thể dị hợp?
2- Bài mới:
2.1 Nêu nhiệm vụ học tập
GV: Nh vậy qua câu trả lời của bạn, chúng ta đã hiểu nh thế nào về gen? Gen cấu tạo, cấu trúc nh thế nào? sự khác nhau về cấu tạo và cấu trúc của gen đã làm cho gen có những trạng thái biểu hiện khác nhau đó là các alen. Alen tồn tại trong tế bào (2n) có hai trờng hợp là đồng hợp tử (AA,aa) hay dị hợp tử Aa.
Nhng cặp gen quy định tính trạng đó vận động và biểu hiện nh thế nào trong quá trình di truyền? đó là vấn đề chúng ta cần xem xét trong bài học hôm nay. Lai một cặp tính trạng
2.2. Tổ chức hoạt động học tập.
Hoạt động 1: I) Khái niệm về lai một cặp tính trạng
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh CH1-1: Những tính trạng trong các
phép lai trong bảng sau là những TT nào? Mỗi TT có mấy trạng thái? HS hãy điền vào những ô trống trong phiếu học tập sao cho phù hợp?
CH1-2:Lai một cặp tính trạng là gì?
HS1 Theo dõi một số phép lai một cặp tính trạng trong (Bảng1)rút ra nhận xét sự khác nhau về đặc điểm kiểu hình P trong những phép lai rồi trả lời vào bảng nh sau:
Bố mẹ thuần chủng đem lai khác biệt
nhau về trạng thái một cặp tính trạng
tơng phản
Hoạt động 2 II) Định luật 1 và 2 của Men Đen
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Bài toán1: ở đậu Hà lan gen
A quy định hạt vàng trội so với gen a quy đinh hạt xanh. Cho cây hạt vàng thuần chủng lai với đậu hạt xanh thuần chủng chúng ta đều thu đợc F1 100% hạt vàng. Sau đó cho F1 giao phối với nhau thu đợc F2 kiểu hình phân tính theo tỷ lệ 75% hạt vàng và 25% hạt xanh. a. Lập sơ đồ lai từ P-> F2 b. Nhận xét về sự biều hiện và di truyền tính trạng màu sắc hạt
Bài toán trên cũng đúng với nhiều tính trạng khác nh tính trạng dạng quả, tính trạng chiều cao vv.
Lập sơ đồ lai tóm tắt cho bài toán trên giấy nháp, nghiên cứu bài toán và tìm câu trả lời cho các câu hỏi của giáo viên.
Giả thiết cho biết một gen một tính P thuần chủng nên gen tồn tại trong tế bào sinh giao tử sẽ trạng thái đồng hợp.
Quy ứớc gen:
HS1 Trạng thái Vàng thuần chủng quy định bởi cặp alen AA
-Trạng thái Xanh thuần chủng sẽ quy định bởi cặp alen aa
Khi giảm phân phát sinh giao tử cây hạt vàng TC sẽ cho 1 loại giao tử A
HS 2 Cây hạt xanh TC cho một loại giao tử a. Qua thụ tinh 1 loại giao tử A kết hợp với 1 loại giao tử a cho 1 loại hợp tử có kiểu gen là Aa
Vì F1 chỉ có một loại kiểu gen nên trong 1 điều kiện môi trờng chỉ cho một tính(đồng tính)
CH1: Căn cứ vào GT bài toán hãy cho biết trạng thái và hình thức tồn tại kiểu gen của P nh thế nào?
CH2: Sự phân li các alen trong giảm phân hình thành giao tử, sự tổ hợp alen trong các giao tử với nhau để tạo thành hợp
HS 3: F1 có 2 alen trong một cặp gen(dị hợp) nhng tính trạng chỉ biểu hiện một bên Vàng là do alen A lấn át hoàn toàn a trong việc tơng tác với môi trờng để biểu hiện kiểu hình do vậy kiểu gen Aa chỉ mang tính trạng một bên A (màu vàng).
F1 có kiểu gen dị hợp Aa mà kiểu hình chỉ biểu hiện của A nên ông Men đen gọi tính
P(Thuần chủng)Tính trạngTrạng thái1Vàng x XanhMàu săcVàng – Xanh2Cao x ThấpChiều caoCao- Thấp3Trơn x NhănDạng hạtTrơn- nhăn4Cánh
dài x Cánh cụtDộ dài cánhDài - cụt P(Thuần chủng)Tính trạng Trạng
thái1Vàng x Xanh 2Cao x Thấp 3Trơn x Nhăn 4Cánh dài x Cánh cụt
tử sẽ diễn ra nh thế nào?
CH3: Vì sao F1 lại biểu hiện đồng tính một bên? Vì sao tính trạng ở F1 Men đen gọi là tính trạng trội?
CH4: Hãy lập sơ đồ lai biểu diễn quá trình trên?
CH5: Từ những bài toán hãy khái quát quy luật di truyền và biểu hiện tính trạng ở F1?
trạng biểu hiện ở F1 là tính trạng trội. SĐL(ở Đậu Hà Lan) P. Hạt vàng TC x Hat xanh TC F1 100% hạt vàng 2) Định luật 1 (Định luật đồng tính = Định luật tính trội)
*Khi lai hai cơ thể thuần chủng khác, nhau về một cặp tính trạng tơng phản thì:
- Các cơ thể lai F1 đồng tính
- F1 mang tính trạng một bên bố hoặc bên mẹ (Định tính)
- F1 biểu hiện 100% là tính trạng trội(theo Men đen) (Định lợng)
Hoạt động 3. 3) Định luật 2: (Định luật phân tính)
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh CH3-1: F1 hạt vàng có
kiểu gen nh thế nào? Khi giảm phân cho mấy loại giao tử, tỷ lệ bao nhiêu?
CH3-2: Qua thụ tinh các giao tử F1 đã tổ hợp với nhau nh thế nào? tạo ra mấy tổ hợp giữa các loại giao tử F1 với tỷ lệ ra sao? CH3-3: Vì sao F2 có hai loại kiểu hình với tỷ lệ
HS1: Tế bào sinh giao tử của cây đậu hạt vàng F1có bộ NST 2n, trong đó có một cặp NSTđ/d mang cặp alen Aa qua giảm phân cho 2 loại giao tử có bộ NST đơn bội (n) gồm - Một loại giao tử mang alen A tỷ lệ 1/2 --- a--- 1/2 HS2:Hai loại giao tử đực F1(1/2A + 1/2 a) tổ hợp tự do và ngẫu nhiên với hai loại giao tử cái F1 (1/2A +1/2 a) tạo ra 4 tổ hợp giữa các loại giao tử F1(1AA,1A a,1a A,1aa)
HS3 Gồm 3 loại kiểu gen 1 AA: 2Aa: 1aa trong đó 3 tổ hợp có mặt alen A nên F2 có 2 loại kiểu hình 3 vàng: 1 xanh
A A TB2n a a a A A a x GT KG KH
3: 1?
CH3-4: Hãy lập sơ đồ biểu diễn sự di truyền từ
P-> F2
HS4: Viết Sơ đồ lai:
F1 hạt vàng x F1 hạt vàng
Số tổ hợp = 2 x 2 = 4 = 3+1 CH3-5: Từ biện luận và sơ
đồ lai hãy phát biểu về sự di truyền và biểu hiện tính trạng ở F2? (Định luật 2)
Nội dung ĐL2:
-Khi lai hai cơ thể bố mẹ thuần chủng, khác nhau về một cặp tính trạng tơng phản thì: -Đến thế hệ F2 có sự phân tính
-Làm xuất hiên cả tính trạng trội và tính trạng lặn (Định tính)
-Theo tỷ lệ 3 trội: 1 lặn (dấu hiệu định lợng biểu hiện tính trạng trội
Tiết 35
GV: Gen quy định tính trạng có phải bao giờ cũng trội lặn hoàn toàn hay không? Đó là nội dung chúng ta nghiên cứu sang phần sau.
III) Trội không hoàn toàn:
Hoạt động 4: HS: Nghiên cứu bài toán 2, trao đổi với nhau rồi hoàn thành các câu hỏi theo hệ thống sau?
1. Bài toán 2: Cho hoa Dạ lan có hoa đỏ thuần chủng có kiểu gen AA lai với hoa dạ lan trắng thuần chủng(aa) đợc F1 100% hoa hồng, cho F1 thụ phấn với nhau cho F2 có tỷ lệ kiểu hình 1 đỏ:2 hồng:1trắng.
Hãy viết sơ đồ lai từ P->F2 Giải thích sự di truyền biểu hiện tính trạng. Phát biểu quy luật trội không hoàn toàn.
A a A a a A A a x a A 1 1 1 1 A A a a 1 2 P Gp KG KH 3 Vàng : 1 Xanh
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh CH4-1 Viết sơ đồ tóm tắt bài toán.
Từ điều kiện của bài toán trên có gì giống và khác bài toán 1?
