1. Mục đích yêu cầu.
- Học sinh nêu đợc các tác nhân gây đột biến và đặc điểm của từng tác nhân,giải thích đợc cơ chế gây đột biến của từng loại tác nhân
- Nêu đợc phơng pháp chung để tạo đột biến
- Trình bày đợc những thành tựu về chọn giống đột biến ở vi sinh vật, động vật và thực vật
- Phát triển kĩ năng phân tích, vận dụng kiến thức vào thực tiễn sản xuất và đời sống.
- Bồi dỡng quan điểm duy vật biện chứng, hình thành ở học sinh lòng tin vào khoa học, vào khả năng của con ngời trong việc chinh phục thiên nhiên.
- Giáo dục ý thức bảo vệ môi trờng, bảo vệ di truyền loài ngời tránh các tác nhân gây đột biến.
2. Trọng tâm của bài
- Sử dụng đột biến nhân tạo trong chọn giống
3. Đồ dùng dạy học
Sơ đồ đột biến giao tử, đột biến tiền phôi, đột biến xôma (hình 1 sách giáo viên).
4. Phơng pháp
Thuyết trình + vấn đáp gợi mở
5. Tiến trình bài giảng
a. Kiểm tra bài cũ
b. Giảng bài mới
Đặt vấn đề: Từ rất lâu con ngời đã biết lợi dụng các đột biến tự nhiên để chọn giống vật nuôi và cây trồng nhng rất chậm, hiệu quả lại thấp. Ngày nay bằng các phơng pháp vật lý, hoá học con ngời đã chủ động gây đột biến nhân tạo làm tăng nguồn biến dị cho chọn lọc - tăng nguồn nguyên liệu cho chọn giống.
Vậy gây đột biến nhân tạo thế nào? nó có ứng dụng ra sao? bài 6
Hoạt động của thầy và trò Nội dung
GV: Nguyên nhân gây đột biến là do ảnh hởng của các nhân tố môi trờng và trong tế bào cơ thể sinh vật. Nhân tố môi trờng bao gồm các tác nhân vật lý, tác nhân hoá học. Hiểu đợc cơ chế tác dụng của các nhân tố này con ngời chủ động sử dụng nó gây đột biến nhân tạo.
I. Gây đột biến nhân tạo bằng tác nhân vật lý.
1.Các loại tia phóng xạ
Hỏi: Em hãy kể tên các loại tia phóng xạ mà em biết?
GV: Các loại tia phóng xạ thờng đ- ợc dùng để gây đột biến nhân tạo bao gồm tia α, γ, β, chùm nơtron,X
Giáo viên giải thích: cơ chế tác động của các tia:
- Gồm các tia: α, γ, β, chùm nơtron,X
- Cơ chế tác động: gây kích thích và iôn hoá các nguyên tử khi chúng xuyên qua mô sống.
- Các tia phóng xạ tác động trực tiếp lên vật chất di truyền ADN, NST làm thay đổi. Cấu trúc của gen, của NST từ đó phát sinh đột biến gen và đột biến NST.
- Tác động gián tiếp lên các phân tử nớc trong tế bào: -> tác động lên quá trình sinh lý, sinh hoá của tế bào.
+ Tác động trực tiếp lên ADN, ARN hoặc gián tiếp thông qua các phân tử H2O trong tế bào.
- Kết quả: gây đột biến gen, đột biến NST.
- Phơng pháp (đối tợng xử lý)
Giáo viên thuyết trình: Trong chọn giống thực vật: chiếu xạ với liều lợng thích hợp trên hạt khô, hạt nảy mầm hoặc đỉnh sinh trởng của thân, cành, hoặc hạt phấn, bầu nhuỵ…
Giáo viên thuyết trình có tính chất giới thiệu. 2. Tia tử ngoại: Là loại bức xạ có bớc sóng ngắn 1000 – 4000 A0. α = 2570 A0 ADN hấp thu mạnh nhất. - Chỉ có tác dụng kích thích mà không gây iôn hoá.
- Không có tác dụng xuyên sâu nên chỉ dùng để xử lý vi sinh vật, bào tử và hạt phấn.
3. Sốc nhiệt.
Sốc nhiệt là sự tăng hoặc giảm nhiệt độ môi trờng một cách đột ngột.
Hỏi: Khi nhiệt độ tăng giảm đột ngột sẽ ảnh hởng đến cơ thể nh thế nào.
- Cơ chế: làm cho cơ chế nội cân bằng của cơ thể để tự bảo vệ không khởi động kịp gây trấn thơng trong bộ máy di truyền (ADN,NST).
Giáo viên: nói thêm học sinh không cần ghi.
Tóm lại: Các tác nhân vật lý tác động lên vật chất di truyền ở cả cấp độ phân tử (gây đột biến gen) ở cấp độ tế bào (gây đột biến NST) nhng tác động mạnh nhất là các tia có khả năng xuyên sâu, gây iôn hoá.
Hiệu quả gây đột biến của các tác nhân vật lý phụ thuộc vào cờng độ kích thích và thời gian kích thích.
Giáo viên diễn giải thông báo.
- dung dịch consixin khi thấm vào mô đang phân bào làm cản trở sự hình thành thoi vô sắc
->tạo thể đa bộ
- 5 Brôm Uraxin (5BU) thay thế T, biến đổi cặp A -T thành cặp G-X.
-EMS thay thế G bằng T hoặc X -> cặp GX bị thay bằng cặp A-T hoặc cặp X- G.
II. Gây đột biến nhân tạo bằng tác nhân hoá học.
* Các loại hoá chất thờng dùng Consixin, 5 Brôm Uraxin, NMU, EMS
chất phóng xạ C010, K40
* Cơ chế
+ Hoá chất khi thấm vào mô đang phân bào cản trở sự hình thành thoi vô sắc NST không phân ly gây đột biến đa bôị.
+ Một số hoá chất khi thấm vào tế bào sẽ làm thay thế hay mất 1 Nucleotit trong ADN.
GV: Gây đột biến nhân tạo bằng tác nhân hoá học ngày càng có hiệu quả vợt trội tác nhân vật lý: nh NMU,EMS .…
Tơng lai có thể tìm ra những hoá chất phản ứng một cách chọn lọc với từng loại nucleotit xác định.
+ Phơng pháp
- Ngâm hạt khô hay hạt đang nảy mầm trong dung dịch.
- Tiêm dung dịch hoá chất vào bầu nhuỵ.
- Quấn bông tẩm dung dịch hoá chất lên đỉnh sinh trởng thân hoặc chồi.
* Chú ý.
- Khả năng gây đột biến phụ thuộc vào các loại hoá chất khác nhau.
- Phụ thuộc vào thời gian xử lý, liều lợng, nồng độ hoá chất, bản chất gen và loài sinh vật.
GV: Vậy ngời ta sử dụng đột biến nhân tạo trong chọn giống nh thế nào?
Hỏi: Em hãy cho biết những thành tựu và ứng dụng của việc sử dụng đột biến nhân tạo trong chọn giống vi sinh vật và y học
III. Sử dụng đột biến nhân tạo trong chọn giống.
1. Trong chọn giống vi sinh vật
- Xử lý bào tử của nấm penicilium bằng tia phóng xạ đợc chủng penicilium có hoạt tính gấp 200 lần ban đầu.
- Xử lý nấm vi khuẩn để tạo ra các chủng cho sinh khối, năng suất cao, tạo vacxin, thuốc kháng sinh trong y học.
Hỏi:Kể những thành tựu và ứng dụng của việc sử dụng đột biến nhân tạo trong chọn giống thực vật (cây trồng)?
Hỏi: tại sao ngời ta thờng phối hợp gây đột biến với lai tạo giống.
Hỏi: Kể tên những cây trồng mới đợc tạo thành bằng phơng pháp đột biến.
2. Trong chọn giống cây trồng.
- Viện di truyền nông nghiệp xử lý lúa Mộc tuyền bằng tia γ kết hợp với chọn lọc tạo giống lúa MT1 chín sớm, thấp, cứng cây chịu phân, chịu chua, năng suất tăng 15% - 25% so với ban đầu.
- Xử lý giống táo Gia Lộc bằng NMU kết hợp chọn lọc tạo giống táo má hồng: ra 2 vụ/năm.
GV: Đối với vật nuôi: có cơ quan sinh sản nằm sâu trong cơ thể, có hệ thần kinh rất nhạy cảm dễ phản ứng với tác nhân gây đột biến ->dễ chết.
3. Đối với vật nuôi:
- ít sử dụng, ít thành công.
c. Củng cố.
So sánh việc chọn lọc giống với chọn lọc giống bằng đột biến?
d. Hớng dẫn về nhà:
- Su tầm tài liệu và các hình vẽ về hiệu quả của gây đột biến.
- Tìm hiểu những thành tựu chọn giống đột biến ở trong và ngoài nớc.
Kỹ thuật dạy học bài 7 và 8 :các phơng pháp lai. I. Logic của nội dung bài 7 và 8.
1. Vị trí của bài trong chơng trình.
Bài 7 và 8 là bài thứ 3 của chơng IV ứng dụng di truyền vào chọn giống sau khi học sinh đã biết về các loại biến dị (biến dị di truyền bao gồm biến dị tổ hợp (đã học trong chơng trình sinh học lớp 11) đột biến (chơng III Biến dị) và biến dị không di truyền (Thờng biến)).
- Bài 7 và 8 kế thừa và phát huy những thành tựu đạt đợc của đột biến nhân tạo. Các phơng pháp lai đợc sử dụng trong chọn giống với mục đích tạo giống mới. Trong chọn giống ngời ta đã lợi dụng các đột biến tự nhiên. Tuy nhiên không chỉ dừng ở đó mà con ngời biết chủ động tác động vào vật chất di truyền gây đột biến nhân tạo để làm tăng nguồn biến dị cho chọn giống.
- Bài này đợc học khi đã có một nền tảng vững chắc về các vấn đề cơ sở, hiểu đợc các quy luật di truyền và biến dị trong chơng I Cơ sở vật chất và cơ chế di truyền (sinh học 11) chơng II Các quy luật di truyền (sinh học 11) ch- ơng III Biến dị (sinh học12).
- Bài 7 và 8 nằm ở vị trí này là tuân theo logic của chơng là xét từ cấp độ phân tử, đến cấp độ tế bào và cấp độ cơ thể.
Các phép lai nêu trong bài đều thuộc mức độ lai giữa 2 cá thể nghĩa là tái tổ hợp vật chất di truyền bằng cách lai 2 cá thể. Ngày nay ngời ta mở rộng việc tái tổ hợp vật chất di truyền bằng cách lai 2 tế bào gọi là lai tế bào. Còn có thể tái tổ hợp vật chất di truyền bằng cách ghép ADN với nhau, hay ghép ADN này với đoạn ADN khác, đó là lai phân tử (sơ bộ nghiên cứu ở bài “Kỹ thuật di truyền”).
2. Logic của nội dung bài 7 và 8.
Nội dung 2 bài 7 và 8 nêu lên 7 phơng pháp lai. Trong mỗi phơng pháp đều bao gồm khái niệm, phơng pháp thực hiện, vai trò.
Các phơng pháp lai của 2 bài này trình bày theo trình tự:
Hai bài này gồm nhiều phơng pháp lai, mỗi phơng pháp có mục đích riêng. Trong công tác giống, muốn tạo đợc những con lai có đặc điểm mong muốn trớc hết phải tạo đợc bố mẹ thuần chủng. Từ bố, mẹ thuần chủng mới áp dụng các phơng pháp lai khác nhau để đạt mục đích tạo giống. Do vậy đầu tiên phải hiểu đợc tự thụ phấn đối với thực vật và giao phối cận huyết đối với động vật.
Sau khi bố mẹ thuần chủng, ngời ta chọn lọc để giữ lại bố mẹ tốt, sau đó chọn cặp bố, mẹ vì không phải bất cứ bố nào mẹ nào cũng cho con tốt.
Khi tự phối, từ mỗi cây ban đầu sẽ cho những con cháu chúng tạo thành dòng. Dòng thuần là nhóm cá thể có độ đồng đều cao về cơ cấu di truyền hình thành từ dạng bố,mẹ do quá trình tự phối.
Khi đem cá thể giữa các dòng khác nhau của cùng một giống lai sẽ đợc đời con có u thế lai cao, phép lai nh vậy là lai khác dòng. Con của lai khác dòng có thể nhân để làm giống hay lại đợc lai tiếp cũng có thể đem con lai F1
khác dòng đa vào sản xuất.
Nếu dùng con F1 lai khác dòng hay khác thứ vào mục đích lấy sản phẩm đợc gọi là lai kinh tế.
Khi có 2 cá thể thuộc hai thứ khác nhau, mỗi thứ có một u điểm riêng, muốn tổng hợp đợc các đặc điểm tốt của các thứ ngời ta lai các thứ với nhau, đợc đời con đem làm giống đó là lai khác thứ để tạo giống mới.
Nếu lấy các cá thể tốt thuộc 2 loài khác nhau cho lai sẽ đợc con có u thế lai cao đa vào sản xuất đó là lai xa. Lai xa có u điểm là con lai có u thế cao nh- ng thờng bất thụ nghĩa là con lai không làm giống đợc.
Trình tự trình bày của bài 7 và 8 là dựa vào trình tự của công tác lai giống làm cơ sở. Trình tự nh sau.
- Tạo vật liệu khởi đầu. - Chọn cặp bố mẹ theo hớng: + Tạo con tốt đa ra sản xuất. + Cải tạo giống cũ.
+ Tạo giống mới.
Những nội dung đợc trình bày trong sách giáo khoa là hợp lý, phù hợp với mục đích của chơng. Khi dạy giáo viên nên tuân theo logic này.
II. Trình tự trình bày các nội dung và mức độ kiến thức của bài 7 và 8.
1. Nội dung và kiến thức bài 7 và 8.
1.1. Dòng tự thụ phấn, dòng cận huyết và hiện tợng thoái hoá giống.
a. Hiện tợng thoái hoá. - Nêu đợc khái niệm.
- Đối với cây trồng: thể hiện sinh trởng và phát triển chậm, chống chịu kém, bộc lộ các tính trạng xấu, năng suất giảm nhiều cây chết.
- ở vật nuôi: sức đẻ giảm, xuất hiện các quái thai dị hình. b. Nguyên nhân thoái hoá.
- Cần nêu: do tự thụ phấn và giao phối cận huyết nhiều đời. - Cơ chế sự thoái hoá.
+ Tỷ lệ thể dị hợp giảm
+ Tỷ lệ thể đồng hợp trội và lặn tăng. + Gen gây hại biểu hiện ra kiểu hình.
c. Vai trò của phơng pháp tự thụ phấn bắt buộc và giao phối cận huyết. - Trong chọn giống.
+ Tạo ra những thể đồng hợp + Loại bỏ các gen lặn có hại.
+ Tạo dòng thuần cho quá trình lai giống.
1.2. Lai khác dòng - u thế lai
a. Hiện tợng u thế lai
Lai khác dòng: lai 2 dòng thuần có kiểu gen khác nhau. + Khái niệm u thế lai.
+ Sự biểu hiện của u thế lai trong quần thể. + Cách sử dụng u thế lai.
- Giao phối gần:
+ Giao phối 2 cơ thể cùng kiểu gen + Tạo thể đồng hợp.
+ Hiệu quả - Lai khác dòng + Nêu khái niệm + Kết quả
+ Ưu, nhợc điểm..
AABBCC x aabbcc => AaBbCc
Trong cơ thể lai, phần lớn các gen nằm trong cặp dị hợp trong đó có các gen lặn không đợc biểu hiện.
- Giả thuyết về tác dụng cộng gộp của các gen trội có lợi. AAbbCC x aaBBcc => AaBbCc
Thể hiện rõ tính trạng đa gen. - Giả thuyết siêu trội.
Sự tơng tác giữa 2 alen khác nhau về chức phận của cùng 1 locut AA <Aa> aa
c. Phơng pháp tạo u thế lai.
- Lai khác dòng đơn A x B => C ( A,B dòng thuần). - Lai khác dòng kép.
A x B --> C --> C x G --> H D x E --> G
* Điểm chung của 2 phơng pháp:
1.3. Lai kinh tế lai cải tiến giống.
a. Lai kinh tế: - Nêu khái niệm
- Đối tợng, mục đích, ứng dụng. - Phơng pháp tiến hành.
- Ưu, nhợc điểm b. Lai cải tiến giống. - Đối tợng
- Cách tiến hành
- ứng dụng, u điểm và nhợc điểm.
1.4. Lai khác thứ và việc tạo giống mới.
- Khái niệm lai khác thứ, nêu “thứ” là gì?
- Mối liên quan giữa việc lai khác thứ và tạo giống mới. - Một số giống đã đợc sử dụng hiện nay nhờ lai khác thứ.
1.5. Lai xa
- Khái niệm
a. Hiện tợng bất thụ ở cơ thể lai xa - Khái niệm hiện tợng bất thụ - Những khó khăn khi tiến hành.
- Nguyên nhân gây khó khăn trong lai xa.
b. Cách khắc phục hiện tợng bất thụ ở cây trồng. c. ứng dụng của phơng pháp lai xa.
- Trong chăn nuôi - Trong trồng trọt
1.6. Lai tế bào
- Khái niệm
- Kỹ thuật thao tác. - Kết quả.
2. Những nội dung cần chú ý bổ sung.
- ở mục 1.2 cần nói rõ hơn dòng tự thụ phấn, dòng cận huyết là nh thế nào. Hiện tợng thoái hóa thờng gặp nhiều ở đối tợng nào?
Lu ý: Đối với các đối tợng thì bao nhiêu đời xuất hiện thoái hoá.
Trong một quần thể nếu sự thoái hoá xảy ra ảnh hởng một số cá thể, nếu để lâu dài thì cả quần thể có ảnh hởng nh thế nào.
Trong mục 1.2 cần làm rõ mục đích của lai kinh tế, cách sử dụng của ph- ơng pháp lai kinh tế.
ở mục 1.4 nói thêm ở động vật ngời ta gọi là nòi, còn ở thực vật gọi là thứ. Cần phải hệ thống logic các cấp độ.
Mục 1.5 có thể nêu thêm cách tiến hành và một số thành tựu hiện có ở