12 ban KHTN, NXB Giáo dục năm 1995)
Dân tộc Tần số các nhóm máu (%) O A B AB Nga 32,9 35,8 23,2 8,1 Ấn Độ 39,2 24,5 37,2 8,1 Nhật 32,1 . 36,7 22,7 9,5 Thổ dân úc 54,3 40,9 3,8 1,0 Viêt Nam 48,3 19,4 27,9 4,2
Ví dụ này có thể chứng minh cho thuyết trung tính được khơng?
(Các alen IA, IB, i là nhũng alen trung tính về mặt chọn lọc. Trong mỗi quần thể người tỷ lệ các nhóm máu là đặc trưng và được duy trì ổn định qua nhiều thế hệ. Điều này chúng tỏ các ĐB trung tính được duy trì ổn định trong quần thể khơng do tác dụng cùa CLTN mà do sự củng cố ngẫu nhiên các ĐB trung tính.)
Ví dụ 2: Dạy học nội dung “Nhân tố tiến hóa ĐB” trong bài “Các nhân tố
tiên hóa” Sinh học 12.
Mục đích tích hợp:
- Học sinh đã được nghiên cứu về các hiện tượng ĐB như ĐB gen, ĐB NST. Dựa vào kiến thức đã học đó thơng qua dẫn liệu và bài tập di truyền, người học có thể hiểu thêm về vai trò của ĐB trong tiến hóa. Từ đó cho thấy rằng, ĐB là một nhân tố quan trọng trong tiến hóa.
- Thơng qua các dẫn liệu và các câu hỏi di truyền học về ĐB, vận dụng hiểu hiết của mình, người học rèn luyện kỹ năng phân tích, tổng hợp và kỹ năng giải quyết vấn đề được đưa ra.
- ĐB là những biến đổi vật chất di truyền
- Quá trình ĐB là một chuỗi các nguyên nhân và cơ chế phức tạp tác động vào vật liệu di truyền dẫn tới phát sinh các ĐB
- ĐB là nhân tố tiên hóa vì ĐB làm thay đổi tần số alen và thành phần kiểu gen của quần thể.
- Tần số ĐB với từng gen thường thấp thấp (trung bình là 10-6 đến 10-4, nghĩa là cứ 1 triệu đến 1 vạn giao tử thì có 1 giao tử mang ĐB về 1 gen nào đó) nên áp lực của ĐB là khơng đáng kể, nhất là đối với quần thể lớn. Tuy nhiên ở mỗi lồi sinh vật có rất nhiều gen và quần thể lại có nhiều cá thể, nên tần số ĐB nói chung lớn.
- Q trình ĐB gây ra những biến dị di truyền ở cả các đặc tính hình thái, sinh lí, sinh hóa, tập tính sinh học, gây ra những sai khác nhỏ hoặc những biến đổi lớn của cơ thể.
- ĐB tạo ra nguồn nguyên liệu sơ cấp cho CLTN và q trình tiến hố. Trong đó, ĐB gen là nguồn nguyên liệu sơ cấp chủ yếu.
Tổ chức dạy học
Người dạy huy động kiến thức cũ của người học về đột biến. Người dạy đưa
ra câu hỏi: Tại sao quá bình ĐB lại là chuỗi các nguyên nhân và cơ chế phức tạp?
(Vì sự phát sinh một ĐB có liên quan tới sự tác động của nhiều nguyên nhân với những cơ chế hết sức phức tạp:
+ Nguyên nhân bên ngồi: tác nhân vật lý, tác nhân hố học
+ Nguyên nhân bên trong: những biến đổi sinh lý, sinh hoá trong cơ thể)
Từ các câu hỏi trên người dạy đưa ra giả định: Nếu các chương trình di truyền
có tính bền vững tuyệt đối (khơng có ĐB) thì sự tiến hóa sẽ như thế nào?
(Nếu như các chương trình di truyền có tính bền vững 100% và khơng có một yếu tố nào, bên ngoài cũng như bên trong vi phạm được cấu trúc của gen sự tiến hóa đã khơng thể xảy ra được, vì khơng có chất liệu cho tiến hóa . Hơn nữa, có đủ tất cả các cơ sở để giả thiết rằng sự chọn lọc những biến đổi ngẫu nhiên khơng chỉ là động cơ tiến hóa của sự sống hình thành, khơng có ĐB thì chọn lọc cũng khơng diễn ra.)
Người dạy gợi nhớ lại kiến thức cho người học: ĐB gen sẽ có khả năng làm
(ĐB làm thay đổi tần số alen và thành phần kiểu gen của quần thể vì vậy nó là nhân tố tiến hóa)
Người dạy nêu câu hỏi: Vậy ĐB có ý nghĩa như thế nào đối với tiến hóa?
(ĐB cung cấp ngun liệu sơ cấp cho q trình tiến hóa.)
Người dạy đưa ra ví dụ: Theo T.Dobzhansky (1957] ở loài ruồi giấm Drosophila pseudobscura, từ 1/4 đến 1/3 số NST đã nghiên cứu có ĐB gây chết
hoặc nửa gây chết, trong 1/3 số cịn lại thì 41-95% số ĐB làm giảm sức sống, chỉ
0,1% làm tăng sức sống. Tỷ lệ ĐB có lợi vào khoảng 10-9. Và yêu cầu người học
nhận xét: Kết quả này cho phép rút ra kết luận gì?
(Phần lớn các ĐB là có hại. Có hại vì nó phá vỡ quan hệ hài hoà trong kiểu
gen, trong nội bộ cơ thể, giữa cơ thế môi trường đã được hình thành qua CLTN. Chẳng hạn:
+ ĐB mất hoặc thêm vào một cặp nucleotit trên ADN dẫn đến tạo ra một mARN mà ở đó khung đọc bị dịch chuyển đi một nucleotit. Hậu quả là bắt đầu từ điểm này trên mARN quá trình đọc mã sẽ đọc các codon khác bình thường, tạo ra các protein khơng hoạt động. Vì vậy, các dạng ĐB này thường ít có ý nghĩa trong tiến hóa.
+ ĐB đảo vị trí và ĐB thay thế một hoặc vài cặp nucleotit thường ít gây hậu quả nghiêm trọng vì chúng chỉ tác động tới một hoặc vài bộ ba mã hoá trên gen. Chúng là nguồn BD quan trọng cung cấp cho tiến hóa, đặc biệt là các ĐB thay thế.
+ Trong môi trường quen thuộc, thể ĐB có sức sống kém hay kém thích nghi hơn dạng gốc. Giá trị thích nghi của một ĐB có thể thay đổi tuỳ sự thay đổi của mơi trường.
+ Giá trị thích nghi của một ĐB có thể thay đổi tuỳ sự tương tác trong từng tổ hợp gen
Ví dụ: Ở gà lơng quăn bộ lông sơ và trần trụi của những gà này gây nên hiện tượng giảm thân nhiệt trong điều kiện nhiệt độ thấp mạnh hơn nhiều so với gà bình thường. Tính trạng ấy làm giảm sức sống của gà lông quăn. Nhưng khi nhiệt độ khơng khí tương đối cao thì tính chất như vậy của gà lông quăn lại làm dễ dầng thêm sự toả nhiệt và lúc này lại có ưu thế
VD: Trên các ĐB đã nghiên cứu thì tỷ lệ ĐB lăn ở ruổi giấm là 93,9%, ở thỏ là 84,7%, ở chuột là 77%.)
Tại sao ĐB gen riêng lẻ có tần số rất thấp (từ 10-4 – 10-6) mà vẫn đuợc xem là nguồn nguyên liệu chủ yếu của q trình tiến hóa ?
(Đối với tiến hóa, ĐB gen là nguồn nguyên liệu chủ yếu của q trình tiến hóa vì so với ĐB NST thì:
+ ĐB gen phổ biến hơn do cá thể có nhiều gen nên có sơ lượng ĐB là đáng kể, đủ cung cấp ngun liệu cho tiến hóa.
+ ĐB gen ít gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức sống và sức sinh sản của cơ thể, vì ĐB gen là những biến đổi nhỏ trong cấu trúc của gen liên quan tới một hoặc một số cặp nucleotit, không phải bất cứ ĐB nào cũng đều làm biến đổi kiểu hình.)
Người dạy yêu cầu người học rút ra kết luận về nhân tố tiến hóa ĐB
( ĐB là nhân tố tiến hóa vơ hướng)
Ví dụ 3: Dạy học nội dung “Giao phối không ngẫu nhiên” trong bài “Các
nhân tố tiên hóa” Sinh học 12
Mục đích tích hợp
- Học sinh nắm rõ kiến thức: GP không ngẫu nhiên không làm thay đổi tần số alen nhưng vẫn được coi là nhân tố tiến hóa vì qua giao phối làm thay đổi thành phần kiểu gen của quần thể, làm xuất hiện các đồng hợp tử gen lặn có hại nên dễ gây chết cho sinh vật kết quả nhờ CLTN làm thay đổi tần số alen và thành phần kiểu gen của quần thể” thông qua các bài tập di truyền học quần thể và kiến thức di truyền đã học.
- Thông qua nghiên cứu các ví dụ, sử dụng cơng thức tính tốn tần số alen, thành phần kiểu gen, người học nhận xét sự thay đổi của các yếu tố để rèn luyện kỹ năng tư duy(phân tích, tổng hợp) phát hiện kiến thức.
Cơ sở khoa học
- GP không ngẫu nhiên bao gồm các kiểu: Tự thụ phấn, giao phối cận huyết (GP gần) và giao phối có chọn lọc.
- GP khơng ngẫu nhiên là nhân tố tiến hóa vì làm thay đổi thành phần kiểu gen của quẩn thể theo hướng tăng dần tỉ lệ kiểu gen đồng hợp tử và giảm dần tỉ lệ kiểu gen dị hợp tử. Các tổ hợp gen lặn có hại dễ được biểu hiện và được CLTN đào thải.
- GP không ngẫu nhiên dẫn đến làm nghèo vốn gen của quần thể, giảm sự đa dạng di truyền.
- Trường hợp giao phối có lựa chọn sẽ làm cho tỉ lệ kiểu gen trong quần thể bị thay đổi theo hướng phụ thuộc vào sự lựa chọn trong giao phối.
Tổ chức dạy học
Người dạy đưa ra các ví dụ về hiện tượng GP khơng ngẫu nhiên.
Người dạy đưa ra câu hỏi nhận thức:GP không ngẫu nhiên thể hiện như thế
nào? (Là giao phối có lựa chọn gồm tự thụ phấn và giao phối cận huyết)
Người dạy đưa ra bài tập: Cho thành phần kiểu gen của quần thể sinh vật qua
3 thế hệ tự thụ phấn: