Phần Di truyền học là phần đầu tiên của chương trình Sinh học 12 nội dung kiến thức phần này cung cấp cho học sinh các kiến thức về Di truyền học: Các khái niệm, các định luật, các quy luật, quá trình, và việc vận dụng kiến thức vào việc giải các bài tập di truyền.
- Chương 1. Cơ chế di truyền và biến dị: Chương này cho thấy bản chất của cơ chế di truyền là cơ chế truyền đạt thông tin.
Bài 1 và 2: Trình bày cách tổ chức thông tin thành các đơn vị di truyền, các đặc điểm của mã di truyền, cách thức truyền đạt thông tin di truyền từ tế bào này sang tế bào khác. Bài 3: Trình bày quá trình điều hòa hoạt động của gen ở sinh vật nhân sơ. Bài 4: Trình bày các loại đột biến gen với một số nguyên nhân và cơ chế gây đột biến, hậu quả và ý nghĩa của đột biến gen. Bài 5 và 6: Đề cập đến cấu trúc NST và các loại đột biến NST. Bài 7: Thực hành.
- Chương 2. Tính quy luật của hiện tượng di truyền: Nhờ các kiến thức ở chương 1 về cơ sở vật chất và cơ chế di truyền, biến di mà ở chương này học sinh có cơ sở để hiểu về những quan hệ nhân quả đã chi phối tính quy luật của hiện tượng di truyền, biến dị ADN được nhân đôi dẫn đến NST nhân đôi, sự phân li và tổ hợp các NST theo những cơ chế nhất định mà sự di truyền diến ra theo những quy luật đó có thể dự đoán được.
Bài 8 và 9: Trình bày về các quy luật của Menđen. Bài 10: Giới thiệu về tương tác giữa các gen không alen và tác động đa hiệu của gen. Bài 11: Giới thiệu về cách thức phân bố và di truyền của các gen nằm trên cùng một NST. Bài 12: Giới thiệu về NST giới tính và cơ chế xác định giới tính, sự di
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
23
truyền liên kết với giới tính và di truyền ngoài nhân. Bài 14: Thực hành lai giống. Bài 15: Bài tập chương 1 và chương 2.
- Chương 3. Di truyền học quần thể
Bài 16: Giới thiệu về cấu trúc chương trình của quần thể tự phối và quần thể giao phối gần. Bài 17: Trình bày cấu trúc di truyền của ngẫu phối và trạng thái cân bằng của quần thể.
- Chương 4. Ứng dụng di truyền học
Bài 18, 19, 20: Giới thiệu về phương pháp tạo giống trên nguồn biến dị tổ hợp, tạo nguồn đột biến nhờ công nghệ tế bào và công nghệ gen.
- Chương 5. Di truyền học người
Bài 21, 22: Giới thiệu về di truyền y học và vấn đề bảo vệ vốn gen của loài người. Bài 23: Hướng dẫn ôn tập phần di truyền học.
* Đặc điểm nội dung phần Di truyền học
Nội dung phần di truyền học bao gồm những kiến thức khái niệm, hiện tượng, quá trình, quy luật, di truyền và kiến thức về mối quan hệ giữa sinh vật với môi trường. Các kiến thức này được sắp xếp theo trật tự từ sự vận động của vật chất di truyền đến quy luật vận động của vật chất di truyền và cuối cùng là ứng dụng thực tiễn. Trật tự sắp xếp như vậy phù hợp với nội dung, tư duy của học sinh.
Di truyền học là phần khó và hết sức quan trọng trong chương trình Sinh học phổ thông. Học sinh không những hiểu được bản chất của các hiện tượng, quá trình quy luật di truyền mà còn phải biết vận dụng kiến thức lí thuyết vào thực tiễn và đặc biệt là vận dụng giải các bài tập di truyền. Hơn nữa, đây cũng là nội dung mà học sinh sẽ gặp trong các kì thi tốt nghiệp và đại học. Do đó, để học sinh có thể nắm vững được nội dung kiến thức này cũng như đảm bảo chất lượng dạy - học Sinh học 12 giáo viên và học sinh cần phải định hướng đúng đắn về cách dạy và cách học. Với thời lượng 45 phút một tiết dạy trên lớp, giáo viên rất khó khăn có thể đi sâu vào phân tích, giải
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
24
thích tất cả nội dung của bài, do đó, dạy cho học sinh tiếp cận tài liệu trước khi học bài mới, biết cách đọc lấy thông tin cần thiết, ghi chép xử lí thông tin và khái niệm, quy luật, công thức tính bài tập di truyền ... Là biện pháp giáo viên khắc sâu kiến thức cho học sinh và rèn luyện cách học tập hiệu quả.
2.2. Chƣơng II ''Tính quy luật của hiện tƣợng di truyền''
Chương "Tính quy luật của hiện tượng di truyền" là chương thứ 2 trong phần Di truyền học (Sinh học 12) gồm 8 bài. Nội dung kiến thức của của chương bao gồm:
* Tính quy luật của hiện tượng di truyền của các gen trong nhân
- Các quy luật di truyền của Menđen: Quy luật phân ly, quy luật phân ly độc lập.
- Các quy luật di truyền của Moocgan: Quy luật di truyền liên kết, quy luật di truyền liên kết với giới tính.
- Các quy luật di truyền hiện đại: Quy luật tác động của nhiều gen và tính đa hiệu của gen, Quy luật di truyền ngoài NST
* Tính quy luật của hiện tượng di truyền của các gen ngoài nhân * Yêu cầu cần đạt được theo chuẩn kiến thức ở các mức độ như sau: - Trình bày được cơ sở tế bào học của quy luật phân ly và phân ly độc lập của Men đen.
- Nêu được các trường hợp tương tác giữa các gen không alen (tác động bổ trợ và át chế), tác động cộng gộp, tác động đa hiệu của gen.
- Nêu được các đặc điểm cơ bản, và ý nghĩa của di truyền liên kết hoàn toàn và liên kết không hoàn toàn , biết nguyên tắc lập bản đồ gen.
- Trình bày được các thí nghiệm và cơ sở tế bào học, ý nghĩa của di truyền liên kết với giới tính.
- Trình bày được đặc điểm của di truyền ngoài NST.
- Nêu được ảnh hưởng của điều kiện môi trường trong và ngoài đến sự biểu hiện của gen. Mối quan hệ giữa kiểu gen, môi trường và kiểu hình.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
25
Chương trình được cấu tạo mang tính lôgic hệ thống cao dựa trên cấu trúc chương trình có thể xây dựng các bài tập Sinh, trang bị công cụ lôgic giúp học sinh chủ động tiếp thu kiến thức thông hiểu nội dung lý thuyết. Hệ thống bài tập hiện có chưa hệ thống, số lượng bài tập còn ít vì vậy khả năng chuyển tải kiến thức của phần "Tính quy luật của hiện tượng di truyền" còn nhiều hạn chế. Thời gian trên lớp dành cho việc hướng dẫn giải bài tập còn quá ít, chỉ có một tiết theo phân phối chương trình cho cả một chương. Vì vậy việc bổ sung, xây dựng các bài tập Sinh học phù hợp đưa vào sử dụng trong quá trình dạy - học sẽ góp phần nâng cao chất lượng dạy - học sinh học.
2.3. Nguyên tắc xây dựng bài tập trong dạy - học phần "Tính quy luật của hiện tƣợng di truyền''
2.3. Nguyên tắc xây dựng bài tập trong dạy - học phần "Tính quy luật của hiện tƣợng di truyền''
- Đảm bảo tính chính xác, củng cố nâng cao được kiến thức.
Từ các bài tập được xây dựng học sinh giải bài tập hiểu được bản chất vấn đề Sinh học nằm trong mỗi bài tập được xây dựng. Bài tập khi xây dựng phải đảm bảo nội dung khoa học cơ bản, chính xác của kiến thức.
- Bài tập phải có tính khái quát
Bài tập di truyền phải có tính khái quát cao, chuyển tải được kiến thức cốt lõi của nội dung kiến thức cơ bản. Bài tập có tính khái quát càng cao thì ý nghĩa của quá trình dạy - học càng lớn. Học sinh khắc sâu được kiến thức đã học, hình thành kiến thức mới, phát triển tư duy lôgic khoa học cho học sinh.
- Bài tập phải đảm bảo truyền tải nhiều kiến thức nhất
Bài tập khi xây dựng phải đưa vào nhiều đại lượng, nhiều mối quan hệ có bản chất Sinh học cơ bản, nghĩa là bài tập phải có dung tích Sinh học tối đa, khi giải học sinh sẽ thu được nhiều kiến thức mới nhất. Khi xây dựng bài tập phải xuất phát từ mục đích bài tập là phương tiện để chuyển tải nội dung Sinh học chứ không đơn thuần là khả năng tính toán, tính quy luật của đối
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
26
tượng, hiện tượng Sinh học, quy định tính lôgic của thuật toán và các đại lượng trong bài tập chứ không ngược lại.
- Bài tập phải phát huy được khả năng tích cực, chủ động, sáng tạo của giáo viên và học sinh
Khi xây dựng bài tập điều quan trọng là bài tập đó phải huy động được tính tích cực, chủ động học tập của học sinh. Muốn vậy bài tập phải là tình huống có vấn đề, phải chứa đựng mâu thuẫn giữa cái đã biết và cái chưa biết, mâu thuẫn này đòi hỏi phải được giải quyết. Giải quyết được mâu thuẫn nghĩa là tìm ra được đáp số chính là kiến thức cần lĩnh hội.
- Cho phép sử dụng linh họat để tổ chức học
Bài tập chứa đựng kiến thức khó dễ khác nhau để có thể tổ chức vào các khâu nghiên cứu tài liệu mới, ôn tập, củng cố, khi kiểm tra hoàn thiện nâng cao. Bài tập được xây dựng để tổ chức dạy học phù hợp với trình độ nhận thức khác nhau của học sinh đảm bảo cá thể hóa việc học một cách tối ưu.
- Bài tập đảm bảo tính kế thừa
Bài tập phải chứa đựng kiến thức cũ và mới có độ phức tạp dần, bài tập trước là cơ sở cho bài tập sau. Do vậy, bài tập phải huy động tính độc lập, sáng tạo của nhiều học sinh, phải có mâu thuẫn nội tại, có tính kế thừa luôn tạo ra mâu thuẫn mới khi giải quyết một vấn đề đã có để người học hoàn thiện hơn về nhận thức và phát triển tư duy.
- Bài tập phản ánh tính hệ thống
Nội dung kiến thức trong từng bài đều được trình bày theo một trật tự lôgic nên bài tập xây dựng phải phản ánh được tính hệ thống thông qua cơ sở mối liên hệ lôgic về mặt kiến thức theo trật tự. Tính hệ thống không phải là suy nghĩ chủ quan của người dạy mà hoàn toàn khách quan phù hợp với quy luật tự nhiên.
2.4. Bài tập chƣơng "Tính quy luật của hiện tƣợng di truyền 2.4.1. Bài tập về quy luật Menđen
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
27
Menden là người đầu tiên đã có phương pháp nghiên cứu đúng đắn để tìm ra các quy luật di truyền. Những dấu hiệu đặc trưng của các quy luật di truyền Men đen là:
- Tính trạng trội phải trội hoàn toàn. - Mỗi gen quy định một tính trạng. - Mỗi gen nằm trên 1 NST.
- Các gen phân ly độc lập và tổ hợp tự do.
b. Các dạng bài tập
Các dạng bài tập trong phần này tương ứng với các quy luật: Phân li và phân li độc lập.
Việc phân loại bài tập có thể dựa vào các dữ liệu đề bài đã cho. Có 2 loại bài tập là: Bài tập thuận và bài tập ngược.
Bài tập thuận là dạng bài tập đã cho đủ các dữ liệu như: quy luật di truyền, kiểu gen, kiểu hình, yêu cầu học sinh viết sơ đồ lai. Loại bài tập này chỉ xuất hiện trong chương trình Sinh học 9.
Bài tập ngược là dạng bài tập chỉ nêu phép lai và các tỷ lệ kiểu hình của phép lai, yêu cầu học sinh phải xác định kiểu gen, kiểu hình và quy luật di truyền chi phối phép lai. Trên cơ sở đó mới viết được sơ đồ lai.
c. Các bƣớc giải bài tập
Bước 1. Xác định quy luật di truyền chi phối phép lai. - Xác định tính trạng trội lặn, quy ước gen.
- Xác định quy luật di truyền chi phối phép lai. Bước 2. Viết sơ đồ lai
- Xác định kiểu gen, kiểu hình của các cơ thể lai. - Viết sơ đồ lai.
d. Ví dụ minh họa
Ở Bò tính trạng chân cao trội hoàn toàn so với tính trạng chân thấp, không đốm đuôi trội hoàn toàn so với có đốm đuôi. Hai cặp tính trạng trên do hai cặp gen nằm trên hai cặp nhiễm sắc thể tương đồng khác nhau quy định.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
28
Cho bò đực chân thấp, không đốm giao phối với bò cái chân cao, có đốm thu được F1 đồng loạt giống nhau. Cho F1 tạp giao. Lập sơ đồ lai và xác định tỷ lệ phân ly kiểu gen, kiểu hình ở F2.
Bài giải:
- Quy ước gen: A: chân cao, a: chân thấp, B: không đốm, b: có đốm. - Lập sơ đồ lai:
. P mang hai tính trạng tương phản, F1 đồng tính. Suy ra P thuần chủng về các cặp gen tương phản. F1 di hợp về hai cặp gen.
. Kiểu gen của P: Bò đực: aaBB, Bò cái: AAbb . Sơ đồ lai:
Pt/c: aaBB (chân thấp, có đốm) x AAbb (chân cao, không đốm) GP: aB Ab
F1: AaBb
F1 x F1: AaBb (chân cao, có đốm) x AaBb (chân cao, có đốm) GF1: AB,Ab,aB,ab AB,Ab,aB,ab
F2:
G AB Ab aB ab
AB AABB AABb AaBB AaBb
Ab AABb AAbb AaBb Aabb
aB AaBB AaBb aaBB aaBb
ab AaBb Aabb aaBb aabb
Tỉ lệ kiểu gen ở F2 Tỉ lệ kiểu hình ở F2 1AABB
2 AABb 9A-B- : 9 cao, không đốm 2 AaBB
4AaBb 1AAbb
2Aabb 3A-bb : 3 cao, có đốm 2 aaBB
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
29
1aaBb 3aaB- : 3 thấp, không đốm 1aabb 1aabb : 1 thấp, có đốm
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
30
2.4.2. Bài tập về tƣơng tác gen a. Hiện tƣợng tƣơng tác gen
Tương tác gen (tác động của các gen) là hiện tượng các gen tác động qua lại lẫn nhau để cùng quy định một tính trạng. Sự tương tác giữa các gen làm xuất hiện những tỷ lệ kiểu hình khác nhau ở F2 tương ứng với mỗi kiểu tương tác.
Các dấu hiệu đặc trưng của hiện tượng di truyền này là:
- Các gen không a len tương tác với nhau để cùng quy định một tính trạng. - Mỗi cặp a len nằm trên 1 cặp NST (các gen phân ly độc lập và tổ hợp tự do).
Các bài tập trong phần này nhằm giúp học sinh hiểu được bản chất của hiện tượng và rèn luyện cho học sinh tư duy lôgic.
b. Các loại bài tập về tƣơng tác gen
Tỷ lệ 9: 7, tỉ lệ 9: 3: 3: 1, tỉ lệ 9: 6: 1 tương tác theo kiểu bổ trợ. Tỷ lệ 15: 1 tương tác cộng gộp.
Tỷ lệ 13: 3, tỉ lệ 12: 3: 1, tỉ lệ 9: 3: 4 tương tác theo kiểu át chế.
c. Các bƣớc giải bài tập về tƣơng tác gen
Bước 1. Xác định kiểu gen và kiểu hình của F1
- Từ tỷ lệ kiểu kiểu hình của F2 suy ra tỷ lệ giao tử sinh ra từ F1, kiểu gen và vị trí các gen của F1.
- Quy ước gen: gọi tên của các gen theo loài. - Viết kiểu gen và kiểu hình của F1.
Bước 2. Xác định quy luật di tuyền chi phối phép lai. - Viết sơ đồ lai từ F1 đến F2.
- Xác định mối liên hệ giữa kiểu gen và kiểu hình của F2.
- Nhận xét để xác định quy luật di truyền chi phối phép lai (kiểu tương tác). Bước 3. Viết sơ đồ lai
- Xác định kiểu gen của P. - Viết sơ đồ lai từ P đến F2.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
31
d. Ví dụ minh họa
Cho bí quả tròn tạp giao với nhau được F1 đồng tính quả dẹt. Cho F1 tự