DI = Thang phân loại độ phân biệt đợc quy ớc nh sau:
2.1. Vị trí, logic cấu trúc của nội dung chơng Biến dị trong chơng trình DTH ở cđsp.
Theo chơng trình mới (năm học 2005 - 2006) chơng trình DTH ở CĐSP đợc sắp xếp lại theo logic tơng ứng với cấu trúc chơng trình DT ở lớp 9 THCS. Thời gian cho học giáo trình này bao gồm 60 tiết lý thuyết. Thứ tự các chơng đ- ợc bố trí nh sau:
- Chơng I: Di truyền học Menden (5t) - Chơng II: Di truyền học NST (4t)
- Chơng III: Bản chất của vật chất di truyền (5t) - Chơng IV: Sinh tổng hợp protein (7t)
- Chơng V: Biến dị (8t)
- Chơng VI: Di truyền học Vi sinh vật (6t)
- Chơng VII: Kỹ thuật Di truyền học (3t) - Chơng VIII: Di truyền tế bào chất (3t) - Chơng IX: Di truyền học phát triển cá thể (3t)
- Chơng X: Di truyền học quần thể và tiến hoá (6t) - Chơng XI: Di truyền học và chọn giống (4t) - Chơng XII: Di truyền học ngời (4t)
- Tổng kết (1t)
Logic cấu trúc của chơng trình DTH đợc thiết kế đi từ những quy luật chung, cơ bản của DT học (di truyền học Menden → DT NST: Morgan, DT giới tính, DT liên kết với giới tính...). Đó chính là những quy luật vận động của VCDT. Sau đó đi sâu vào nghiên cứu bản chất của VCDT và cơ chế DT nh: axit
nucleic, NST..., bản chất của gen, mã di truyền, cơ chế phiên mã, dịch mã tổng hợp protein hình thành tính trạng. Các nguyên lý chung và cơ chế điều hoà hoạt động của gen ở sinh vật trớc nhân và SV nhân chuẩn. Qua đó cho chúng ta cái nhìn tổng quát về bản chất và quy luật vận động của VCDT ở sinh vật sống. Đồng thời giải thích đợc phần nào sự đa dạng trong sinh giới.
Song thế giới sinh vật vô cùng phong phú và đa dạng. Đặc tính di truyền của sinh vật (các quy luật di truyền) cha đủ để giải thích đợc tính đa dạng của sinh giới. Một đặc tính khác tuy mâu thuẫn với tính di truyền nhng lại thống nhất với tính di truyền, cùng tồn tại song song trong bản chất của mỗi cơ thể sinh vật. Đó chính là tính biến dị. Đây là đặc tính vốn có của sinh vật, cùng với tính di truyền đảm bảo cho sự tồn tại và thúc đẩy sự tiến hoá của loài, của sinh giới.
5 chơng đầu là những kiến thức cơ bản về di truyền học, các chơng tiếp theo là những kiến thức bổ sung, mở rộng và ứng dụng của di truyền học trong nghiên cứu, trong công nghệ sinh học, trong chọn giống và cả những vấn đề của xã hội loài ngời nh: DT ngời, y học...
Nh vậy, trong các chơng, về mặt thời lợng dành cho học tập nghiên cứu trên lớp thì chơng V: "Biến dị" là chơng chiếm thời lợng nhiều nhất (8t). Sự sắp xếp chơng này ở vị trí sau các chơng về VCDT và cơ chế của sự vận động VCDT là hợp lý, đáp ứng nguyện vọng của nhiều tác giả mong muốn. Bởi vì Biến dị và DT luôn đi cùng nhau. Hiểu đợc bản chất của cơ chế DT là cơ sở cho sự hiểu biết về sự thay đổi trong cấu trúc và trong quá trình vận động của vật chất di truyền đó và ngợc lại.
Nội dung chơng Biến dị đợc trình bày gồm các phần sau:
1. Phân loại biến dị: Di truyền đợc và không di truyền đợc.
2. Thờng biến: Khái niệm, mức phản ứng, cơ chế hình thành thờng biến.
3. Đột biến: Phân loại, tác nhân gây đột biến, phơng pháp phát hiện đột biến.
4. Đột biến gen: Khái niệm, phân loại, cơ chế phát sinh, tính chất biểu hiện, hậu quả, sự hình thành dãy alen. Sự phục hồi vật chất di truyền bị biến dị.
5. Đột biến NST: Đột biến cấu trúc (mất đoạn, lặp đoạn, chuyển đoạn, đảo đoạn), đột biến số lợng NST (thể dị bội, thể đa bội cùng nguồn, thể đa bội khác nguồn, thể đơn bội).
Kiến thức của chơng Biến dị là sự kế thừa và phát triển của những chơng trớc về VCDT, sự vận động của VCDT. Chơng này trình bày những quy luật về sự sai khác của VCDT hoặc của kiểu hình trong quá trình hình thành, biểu hiện tính trạng, đi sâu nghiên cứu về bản chất, cơ chế của các hiện tợng, quy luật biến dị đó.
Đầu chơng là những khái niệm khái quát về Biến dị và phân loại biến dị. Tính biến dị là một đặc tính của sinh vật có khả năng phát sinh những biến đổi kiểu hình hoặc biến đổi kiểu VCDT do nguyên nhân bên trong và bên ngoài đã làm xuất hiện kiểu hình mới, hoặc mất đi, thêm vào một hay một số tính trạng. Phân biệt với tính biến dị, hiện tợng biến dị là những sai khác thờng xuyên gặp phải giữa các cá thể. Sự phân loại biến dị dựa trên quan điểm sinh học hiện đại chia thành hai loại biến dị DT và biến dị không di truyền (thờng biến). Cơ sở của sự phân loại này là dựa vào khả năng biến dị đó có di truyền đợc cho đời sau hay không, có liên quan đến vật chất di truyền hay không. Sự phân chia thành hai loại biến dị này đã khái quát hoá đợc toàn bộ các loại biến dị và đa vào một hệ thống các khái niệm biến dị của sinh vật. Dựa trên nền kiến thức đã học, SV có thể tự hệ thống đợc các khái niệm về biến dị. Các khái niệm về biến dị di truyền, đột biến, quá trình đột biến, thể đột biến là những khái niệm đợc nhắc lại (vì chơng trình Sinh học THPT đã có đề cập) nhng đi sâu và khái quát hơn về bản chất. Kiến thức trọng tâm của phần này là SV phân biệt đợc biến dị DT đợc và biến dị không DT đợc, trong các tiêu chí so sánh thì tiêu chí nào là điểm khác nhau cơ bản nhất giải thích đợc vì sao nó lại là tiêu chí cơ bản nhất,
điều đó thể hiện đợc việc nắm kiến thức một cách chắc chắn, sâu sắc và là cơ sở cho sự nắm bắt kiến thức xuyên suốt chơng Biến dị.
Tiếp đến là sự cụ thể hoá và đi sâu vào bản chất của từng loại biến dị. Tr- ớc hết là khái niệm thờng biến: trên những dẫn liệu nghiên cứu sinh học hiện đại đa ra khái niệm thờng biến là những biến đổi ở kiểu hình của cùng một 1 kiểu gen, phát sinh trong quá trình phát triển của cá thể dới ảnh hởng trực tiếp của môi trờng. Các kiểu biến dị thờng biến nh: biến dị thích ứng, hiện tợng sao hình, thờng biến kéo dài,... cơ chế hình thành thờng biến... giúp chúng ta hiểu rõ hơn về khả năng biến đổi kiểu gen trong những điều kiện môi trờng khác nhau theo những kiểu khác nhau. Song có một điểm chung là phần lớn chúng sẽ mất đi khi tác nhân gây ra chúng không còn.
Nh vậy cùng 1 kiểu gen, trong những điều kiện môi trờng khác nhau vào các thời điểm sinh trởng phát triển khác nhau, có khả năng biểu hiện kiểu hình khác nhau. Tuy nhiên khả năng biểu hiện kiểu hình của kiểu gen chỉ trong giới hạn của mức phản ứng, ngoài giới hạn đó nó sẽ bị phá vỡ. Các cơ chế hình thành thờng biến có thể là cơ chế ức chế và phản ứng enzim, cơ chế phá huỷ ngẫu nhiên hoạt động của enzim, cơ chế biến đổi tạm thời không di truyền xảy ra trong VCDT đợc loại bỏ nhờ hệ thống sửa chữa. Thờng biến và biến đổi DT khác biệt nhau nhng vẫn có mối quan hệ với nhau ở mức thấp. Khái niệm về độ biểu hiện và độ thâm nhập giúp chúng ta hiểu sâu hơn về khả năng biểu hiện của gen. Cùng 1 gen đột biến nhng ở các cơ thể khác nhau có thể biểu hiện kiểu hình khác nhau, do tác động qua lại giữa kiểu gen và môi trờng trong quá trình phát triển của cá thể. Độ biểu hiện là biểu hiện kiểu hình của gen biến động theo khả năng biểu hiện của tính trạng. Còn độ thâm nhập tức là cùng 1 tính trạng nhng biểu hiện ở cá thể này nhng không biểu hiện ở cá thể kia.... Từ đó ứng dụng vào trong công tác tạo giống cây trồng trong sản xuất nông nghiệp.
Đó là những kiến thức về biến dị không liên quan đến biến đổi VCDT, tiếp theo là những kiến thức về biến dị có liên quan đến biến đổi VCDT - Đột biến. Các nguyên tắc phân loại đột biến, tác nhân gây đột biến và các cơ chế
gây đột biến, những biến đổi trớc đột biến đối với ADN, sự sửa chữa VCDT bị biến đổi, quy luật cơ bản của tác động phóng xạ lên quá trình đột biến...
Phần đột biến gen đợc trình bày trên nền kiến thức đã đợc học ở phổ thông nhng ở mức sâu: khái niệm, phân loại, cơ chế phát sinh, tính chất biểu hiện.... cơ chế phát sinh đột biến gen đợc trình bày khá chi tiết cho chúng ta hiểu bản chất của đột biến gen ở mức phân tử. Sự hình thành dãy alen đã bổ sung kiến thức về mối quan hệ giữa các alen trong cùng một locus. ở đây đã đa ra các tiêu chuẩn của một alen mới hình thành do đột biến có alen với một gen nào đó không, giúp chúng ta nhận biết sự xuất hiện hay không một alen mới của gen. Sự tác động của tác nhân gây đột biến gen vào những vị trí khác nhau sẽ tạo nên nhiều alen khác nhau từ 1 gen. Ví dụ nh: dãy alen tự bất dục - tính không dung nhau ở thực vật, dãy alen A, B, C của các loài thú cho thấy sự phức tạp trong mối quan hệ giữa các dãy alen trong việc biểu hiện tính trạng màu lông thú. Sự biểu hiện màu lông không đơn thuần do 2 alen của 1 gen hay do 2 gen không alen chi phối (định luật tơng tác gen) mà ở đây mỗi dãy A, B, C đều có vai trò nhất định. Sự tổ hợp của các alen đó trong kiểu gen sẽ cho những kiểu hình tơng ứng. Do đó có rất nhiều kiểu hình khác nhau đợc hình thành. Dãy alen quy định nhóm máu, hay locus White ở ruồi giấm cũng là những ví dụ điển hình cho sự đa dạng kiểu hình do sự đa dạng của các alen của gen.
Phần đột biến NST cũng đợc trình bày trên cơ sở kế thừa và phát triển kiến thức đã đề cập ở THPT. Tác nhân gây đột biến NST có thể xảy ra làm biến đổi cấu trúc NST hoặc số lợng NST. ở đây từng dạng đột biến đợc nghiên cứu ở mức sâu hơn, đặc biệt đột biến đảo đoạn đã đợc làm rõ cơ chế cũng nh vai trò của nó trong tiến hoá. Các dẫn liệu thực tế và cơ chế hình thành các dạng đa bội cho thấy đợc sự đa dạng phong phú của các sinh vật đa bội mà chủ yếu là ở thực vật. Vai trò và u thế của các thể đa bội trong chọn giống và tiến hoá.
Thể dị bội đợc trình bày kỹ về cơ chế phân li theo thuyết khi lai thể tam nhiễm với thể lỡng bội - khi gen và tâm động liên kết hoàn toàn. Điều cần lu ý
là tế bào trứng của thể tam nhiễm có thể hoàn thành chức năng hữu thụ còn các hạt phấn của cây tam nhiễm thì bất thụ hoàn toàn. Điều này đã làm biến đổi đặc thù tỉ lệ phân ly kiểu hình khi lai với cây tam nhiễm. Sự thay đổi tỷ lệ phân ly trong lai phân tích trong phép lai với thể tam nhiễm đã đợc ứng dụng để định vị các gen trên NST của thực vật.
Thể đơn bội gặp rất ít trong thực tế, song nó có ý nghĩa rất lớn trong chọn và tạo giống hiện đại, là cơ sở để tạo dòng thuần trong thời gian ngắn, phát hiện dị tật dễ dàng....Những kiến thức này chúng tôi sử dụng từ các nguồn tài liệu [2], [10], [28], [36], [60], [42], [43].
Với một lợng kiến thức rất lớn, nhiều vấn đề khó và mới (của DT học hiện đại) đối với sinh viên, thời gian trên lớp thì có hạn. Việc giảng dạy với ph- ơng pháp truyền thông tin một chiều thì không thể đủ thời gian để truyền tải hết những vấn đề cơ bản chứ cha nói đến việc giải thích những kiến thức khó, sinh viên chủ yếu là nghe, ghi chép, còn lại là về nhà tự đọc thêm....
Trên cơ sở những kiến thức đã học ở PT, kết hợp nghiên cứu tài liệu trớc, việc sử dụng kết hợp TNKQ MCQ sẽ vừa tiết kiệm đợc thời gian dành cho việc trình bày, ghi chép, dành thời gian cho sinh viên thể hiện chính kiến của mình thông qua thảo luận, rút ra kết luận chính xác (dới sự chỉ đạo, bổ sung của GV) là điều rất có lợi cho SV. Qua đó phát huy đợc tính sáng tạo, tích cực, chủ động ở họ, thúc đẩy động lực tự học của họ. Đồng thời qua sự thảo luận, chính xác hoá câu trả lời sẽ giúp SV nắm kiến thức một cách chắc chắn, sâu sắc, biết cách lý giải, lập luận... tránh sự nhầm lẫn do việc học hời hợt, nắm kiến thức mang tính chủ quan....