9. Cấu trúc luận văn
2.5. Dạy học chương II: Tính quy luật của hiện tượng di truyền –
Bài 11. QUY LUẬT PHÂN LY I. Mục tiêu
1. Kiến thức
- Trình bày được thí nghiệm về lai một cặp tính trạng của Menđen.
- Phân tích được kết quả thí nghiệm lai một cặp tính trạng của Menđen, trên cơ sởđó HS phát biểu được nội dung quy luật phân ly của Menđen.
- Trình bày được cơ sở tế bào học của quy luật phân ly. - Nêu được ý nghĩa của quy luật phân ly.
- Vận dụng kiến thức để giải thích các bài tập di truyền có liên quan đến quy luật phân ly.
2. Về kĩ năng
- Rèn luyện cho HS kỹ năng quan sát, kĩ năng phân tích – tổng hợp. - Rèn luyện cho HS lối tư duy của nhà khoa học.
- Rèn luyện cho HS kỹ năng thu nhận, xử lí thông tin và giải quyết vấn đề
thực tiễn.
3. Về thái độ
Tạo dựng niềm say mê, yêu thích môn sinh học.
II. Nội dung và tiến trình bài giảng 1. Nội dung.
Bước 1. Tạo tình huống có vấn đề
a)Tạo tình huống có vấn đề
Trước khi đưa ra THCVĐ, GV nên cho HS đọc SGK để nhận ra được điểm
độc đáo trong phân tích di truyền của Menđen là sử dụng phương pháp phân tích các thế hệ lai, nhờđó ông đã phát hiện ra các quy luật di truyền mà trước đó chưa ai làm được. Nội dung của phương pháp là: Menđen đã tách riêng từng cặp tính trạng, theo dõi sự thể hiện cặp tính đó qua các thế hệ lai và dùng toán thống kê để xử lý số
Từ hiểu rõ cách làm thí nghiệm của Menđen trên đối tượng thí nghiệm (đặc biệt là ở đậu Hà lan ), GV có thể chuyển thí nghiệm lai một cặp tính trạng trên cây
đậu Hà Lan thành bài tập tình huống cho HS nghiên cứu giải quyết
Bài tập: Lai hai thứ đậu Hà Lan thuần chủng hoa đỏ với hoa trắng, được F1
100% cây hoa đỏ. Cho các cây F1 tự thụ phấn, F2 thu được 705 cây hoa đỏ : 224 cây hoa trắng. Hãy giải thích kết quả của phép lai trên.
b) Phát hiện và nhận dạng vấn đề nảy sinh.
HS thông qua SGK sẽ xác định được ở thí nghiệm bài tập này dù lai thuận hay lai nghịch (hoa đỏ làm bố lai với hoa trắng làm mẹ và ngược lại ) thì kết quả thu
được ở F1 và F2 vẫn giống nhau
Kết quả phân ly kiểu hình ở F2 có 705 cây hoa đỏ và 224 cây hoa trắng tương
đương với tỉ lệ xấp xỉ 3 : 1
Một câu hỏi đặt ra: Tại sao F1 đồng tính về tính trạng (lai thuận hay lai nghịch), nhưng đến F2 lại có sự phân ly kiểu hình 3: 1
c) Phát biện vấn đề cần giải quyết.
“Bản chất của quy luật di truyền khi lai hai cơ thể thuần chủng khác nhau về
một cặp tính trạng tương phản mà ở F2 có sự phân ly kiểu hình 3:1 là như thế nào? ” Bước 2: Giải quyết vấn đề
GV cho HS nghiên cứu nội dung trong SGK và tóm tắt được bài toán theo sơ đồ sau:
P(t/c) Cây hoa đỏ x Cây hoa trắng F1 : 100% cây hoa đỏ
F1 Tự thụ phấn
F2 : 705 cây hoa đỏ : 224 cây hoa trắng Xấp xỉ tỉ lệ 3 :1
GV yêu cầu HS kết hợp nghiên cứu SGK trả lời các câu hỏi sau : - Đặc điểm về kiểu gen của cơ thể thuần chủng?
- Tính trạng xuất hiện ở F1 được Menđen gọi là tính trạng gì? - Menđen giải thích kết quả thí nghiệm của mình như thế nào ? - Viết sơđồ lai từ P→ F theo cách giải thích của Menđen?
HS trao đổi thảo luận và nêu được
Cơ thể thuần chủng thì KG luôn ở thểđồng hợp. Theo Menđen F1 đồng tính hoa đỏ và hoa đỏ là tính trạng trội. Tính trạng lặn lại xuất hiện ở F2 được ông giải thích là do các tính trạng không trộn lẫn vào nhau – mỗi tính trạng ở cơ thể do một cặp nhân tố di truyền quy định mà sau này gọi là gen, nên con lai F1 chỉ chứa một nhân tố di truyền (gen) của bố hoặc của mẹ. Mặt khác Menđen còn tiếp tục cho các cây F2 tự thụ phấn để theo dõi tiếp F3 và kết quả Menđen nhận thấy ở F2 có 1/3 số
cây hoa đỏ là không phân ly về KH, nghĩa là chúng thuần chủng và tương tự như
thế với cây hoa trắng, còn 2/3 số cây hoa đỏ phân ly ở F2 nghĩa là chúng không thuần chủng. Như vậy những cơ thể mang kiểu hình trội ở F2 theo Menđen bao gồm cả thể thuần chủng và không thuần chủng.
Qua giải thích của Menđen, HS sẽ rút ra được nhận xét là: Ở đây Menđen đã chỉ ra cho thấy trong phép lai một cặp tính trạng tương phản, nếu F1 là đồng tính giống KH bố hoặc mẹ và F2 có tỉ lệ phân li KH theo tỉ lệ 3:1 thì tính trạng xuất hiện
ở F1 được gọi là tính trạng trội mà cụ thể trong thí nghiệm này hoa đỏ là trội so với hoa trắng.
Từ phân tích trên HS viết được sơđồ lai từ P→ F2
Quy định : A: là alen quy định màu hoa đỏ
a : là alen quy định màu hoa trắng A là trội hoàn toàn so với a
P (t/c) : Cây hoa đỏ (AA) x Cây hoa trắng (aa) Gp : A a
F1 : Aa ( 100% cây hoa đỏ ) F1 x F1 hoa đỏ (Aa) x hoa đỏ (Aa )
GF1 : A , a A , a F2 : 1AA : 2Aa : 1aa
KH : 3 hoa đỏ : 1 hoa trắng
Từ sơ đồ lai này, HS sẽ nêu được giải thích của Menđen về kết quả thí nghiệm: Menđen đã giải thích kết quả thí nghiệm của mình bằng sự phân li và tổ
Menđen, trong cơ thể lai F1 (Aa) gen trội át gen lặn nên tính lặn không được biểu hiện. Tuy nhiên gen lặn vẫn tồn tại bên cạnh gen trội, chúng không hòa trộn với nhau, lúc cơ thể lai F1 (Aa) phát sinh giao tử thì các alen trội (A) và alen lặn (a) vẫn giữa nguyên bản chất như trong bố mẹ thuần chủng (giao tử thuần khiết ).
Mỗi loại giao tử của F1 chỉ chứa một alen trong 1 cặp alen của bố hoặc mẹ
nghĩa là chỉ chứa A hoặc a. Sự phân li của cặp Aa đã tạo ra hai loại giao tử với xác suất ngang nhau là 1A: 1a. Chính tỉ lệ phân li của hai loại giao tử này cùng với sự
kết hợp của chúng qua thụ tinh là cơ chế tạo nên tỉ lệ KG: 1AA : 2Aa : 1aa, từđó cho ra tỉ lệ KH là 3 trội : 1 lặn ở F2. Tính trạng lặn được biểu hiện trong thể đồng hợp về gen lặn, gây ra hiện tượng phân li, nghĩa là KH của các cây F 2 không
đồng nhất
Bước 3: Kết luận
GV giúp HS phát biểu nội dung quy luật phân li của Menđen: “ Trong quá trình phát sinh giao tử, mỗi nhân tố di truyền trong cặp nhân tố di truyền phân li về
một giao tử và giữ nguyên bản chất nhưở cơ thể thuần chủng của P”.
GV nhấn mạnh thuật ngữ “Cặp nhân tố di truyền” mà Menđen sử dụng để
giải thích cho kết quả thí nghiệm của mình : Theo Menđen, mỗi cặp tính trạng do một cặp nhân tố di truyền quy định mà sau này di truyền học đã chứng minh được
đó chính là “gen”. Qua đây HS thấy được cái thiên tài của Menđen so với trình độ đương thời bấy giờ
GV đưa ra câu hỏi cho HS suy luận : “Hãy phát biểu nội dung quy luật phân li theo thuật ngữ khoa học ngày nay?”
HS suy luận và phát biểu được: “ Mỗi tính trạng được quy đinh bởi một cặp alen. Do sự phân li đồng đều của cặp alen trong giảm phân nên mỗi giao tử chỉ chứa một alen của cặp.”
Khi HS tự phát biểu được nội dung định luật phân li theo thuật ngữ khoa học,
điều này sẽ giúp HS hiểu rõ sâu hơn bản chất nội dung định luật phân li của Menđen, qua đó HS sẽ thấy được tính đúng đắn của quy luật dưới ánh sáng của di truyền học hiện đại.
2. Cơ sở tế bào học
Bước 1. Tạo tình huống có vấn đề
GV yêu cầu HS nghiên cứu nội dung SGK (đặc biệt chú ý H11.2) và đặt vấn
đề cho HS: “Tại sao F1 (Aa) khi giảm phân tạo được hai loại giao tửđều có tỉ lệ như
nhau là 1A : 1a hay 1/2A :1/2a ? ”.
Bước 2. Giải quyết vấn đề
Để giúp HS giải đáp vấn đềđặt ra, GV gợi ý HS qua các câu hỏi sau: - Trong tế bào lưỡng bội NST và gen tồn tại như thế nào ?
- Cơ thể P(t/c) khi giảm phân mỗi bên cho mấy loại giao tử? Vì sao ?
- Khi cặp NST tương đồng phân li trong giảm phân để hình thành giao tử và tổ hợp lại trong thụ tinh thì dẫn đến hiện tượng gì?
Với kiến thức đã học kết hợp phân tích đánh giá của mình, HS sẽ xác định
được trong tế bào lưỡng bội NST thường tồn tại thành từng cặp tương đồng, do đó gen cũng tồn tại thành từng cặp tương ứng. Vì vậy khi cặp NST tương đồng phân li trong giảm phân hình thành giao tử và tổ hợp lại trong thụ tinh thì sẽ kéo theo sự
phân li và tổ hợp của cặp gen tương ứng . Cơ thể P(t/c) có cặp NST chứa cặp gen AA ( A A ) khi giảm phân chỉ tạo một loại giao tử mang một NST chứa gen A ( A ). Tương tự, P có cặp NST chứa cặp gen aa ( a a) cho một loại giao tử
mang một NST chứa gen a ( a). Sự thụ tinh của hai loại giao tử này tạo F1 mang cặp NST chứa cặp gen Aa ( A a )
Từ nhận xét trên GV tiếp tục giúp HS đánh giá được:
- Khi F1 giảm phân, sự phân li của cặp NST tương đồng với xác suất ngang nhau đưa đến sự phân li của cặp gen tương ứng, vì vậy hai loại giao tử được hình thành có tỉ lệ ngang nhau, nghĩa là: 1 A : 1 a hay 1/2 A : 1/2 a. Giao tửđực và cái đều có hai loại với tỉ lệ tương đương. Sự kết hợp ngẫu nhiên của hai loại giao tử đực với hai loại giao tử cái của F1 qua thụ tinh đưa đến sự tổ hợp ngẫu nhiên của cặp NST trên đó chứa các gen tương ứng. Kết quả là F2 có tỉ lệ kiểu gen : 1AA: 2Aa: 1aa
- Do tác động của gen trội A át đối với gen lặn a, nên thể dị hợp Aa ở F1 có kiểu hình trội (hoa đỏ ), cũng vì vậy F2 có tỉ lệ kiểu hình 3 trội (hoa đỏ ) : 1 lặn (hoa
trắng ). Tính trạng lặn được biểu hiện ở thểđồng hợp về gen lặn gây ra hiện tượng phân li, nghĩa là ở F2 không có sựđồng nhất về KH
Từ những nhận xét ở trên ,GV yêu cầu HS lên bảng biểu diễn sơ đồ cơ sở tế
bào học của quy luật phân li :
Hình 2.3 :Sơ đồ cơ sở tế bào học của định luật phân li
Bước 3: Kết luận
GV yêu cầu HS rút ra kết luận:
- Cơ sở tế bào học: “Do cặp NST phân li trong giảm phân khi hình thành giao tử và tố hợp lại trong thụ tinh đã đưa đến sự phân ly và tổ hợp của cặp gen tương ứng
- Ý nghĩa của quy luật phân li:
+ Tương quan quan trội lặn là hiện tượng phổ biến ở nhiều tính trạng trên cơ
tính trạng trội và tập trung được nhiều gen trội quý vào một KG để tạo ra giống có ý nghĩa kinh tế cao.
+ Kiểm tra được độ thuần chủng của giống qua phép lai phân tích.
GV đề xuất vấn đề mới bằng bài tập tình huống: Khi cho lai hai thứ hoa dạ
hương thuần chủng hoa đỏ lai với hoa trắng, thu được F1 đồng tính hoa dạ hương hồng. Cho F1 tự thụ phấn thu được F2 có tỉ lệ phân li là 1 hoa đỏ: 2 hoa hồng: 1hoa trắng. Hãy giải thích hiện tượng ,viết sơđồ lai từ P→ F1
Ở đây HS sẽ gặp lúng túng, vì với kiến thức vừa học thì đây là phép lai một cặp tính trạng tương phản giống như trong phép lai thí nghiệm trên đậu Hà Lan của Men đen ởđịnh luật phân li, nhưng nếu tuân theo định luật này thì F1 phải toàn hoa
đỏ và F2 phải có tỉ lệ 3 hoa đỏ : 1 hoa trắng→ tình huống này không thể giải thích bằng định luật phân li. Như vậy, bài tập đưa ra là một tình huống có vấn đề mới với HS và việc giải đáp được thắc mắc này sẽ giúp các em giải được đáp án của bài tập
Với sự gợi ý của GV và kết hợp có phân tích đánh giá của HS, các sẽ em không khó để giải đáp bài tập này. Từ kết quả giải được HS sẽ tự rút ra được quy luật di truyền chi phối ở đây là : Quy luật trội lặn không hoàn toàn- một hiện tượng khác bổ sung cho quy luật phân li của Menđen nhưng được giải thích dựa trên quy luật phân li của Menđen. Song điều muốn nói ởđây là, HS tự lĩnh hội nội dung quy luật mới thông qua tự giải thích và tìm ra đáp án từ một bài tập tình huống cụ thể
chứ không phải do lĩnh hội và chấp nhận một cách thụđộng từ GV cung cấp cho. Như vậy bài tập tình huống này vừa có thể giúp HS liên hệ khắc sâu kiến thức vừa học, vừa có thể phát triển tư duy phân tích, tổng hợp, khái quát hóa, đồng thời gây được hứng thú, sáng tạo trong học tập của HS.
Bài 12. QUY LUẬT PHÂN LI ĐỘC LẬP I. Mục tiêu
1. Kiến thức:
- Trình bày được thí nghiệm lai hai cặp tính trạng của Menđen.
- Phân tích được kết quả thí nghiệm lai hai cặp tính trạng của Menđen trên cơ
sởđó HS phát biểu được nội dung định luật phân li độc lập.
- Trình bày và giải thích được cơ sở tế bào học của quy luật phân li độc lập. - Nêu được ý nghĩa của quy luật di truyền độc lập.
- Lập được công thức tổng quát về tỉ lệ giao tử, tỉ lệ kiểu gen, kiểu hình trong các phép lai nhiều tính trạng.
- Vận dụng được công thức toán học để giải thích tính đa dạng của sinh giới và các bài tập về quy luật di truyền
- Lấy được ví dụ chứng minh ý nghĩa của quy luật di truyền độc lập.
2. Về kĩ năng
- Rèn luyện cho HS kỹ năng phân tích – tổng hợp.
- Rèn luyện cho HS các kỹ năng biện luận và giải các bài tập di truyền.
3. Về thái độ
Xác định được tính đa dạng của sinh giới có cơ sở vật chất và ADN và NST với cơ chế di truyền là sự tự nhân đôi, phân li độc lập và tổ hợp tự do của ADN và NST.
II. Nội dung và tiến trình bài giảng 1. Nội dung
Bước 1: Tạo tình huống có vấn đề
a) Tạo tình huống có vấn đề
Để THCVĐ, GV có thể chuyển thí nghiệm của Menđen thành bài tập cho HS nghiên cứu giải quyết
Bài tập: Lai hai cây đậu Hà Lan thuần chủng hạt vàng, vỏ hạt trơn với hạt xanh, vỏ hạt nhăn ở F1 thu được tất cả cây hạt vàng, vỏ hạt trơn. Khi cho các cây F1
nhăn; 101 cây hạt xanh, vỏ hạt trơn; 32 cây hạt xanh, vỏ hạt nhăn. Hãy giải thích kết quả của phép lai trên?
b) Phát hiện và nhận dạng vấn đề nảy sinh
Kết quả phân li kiểu hình ở F2 có 315 cây hạt vàng, vỏ hạt trơn, 108 cây hạt vàng, vỏ hạt nhăn, 101 cây hạt xanh, vỏ hạt trơn, 32 cây hạt xanh, vỏ hạt nhăn, qua
đó xác định được kết quả cho tỉ lệ xấp xỉ 9 : 3: 3 : 1.
THCVĐ là: "Tại sao F2 có tỉ lệ kiểu hình 9 : 3 : 3 : 1?"
Đây là tình huống có vấn đề vì HS mới chỉ học ở quy luật phân li, nếu cây bố mẹ thuần chủng thì F2 chỉ thu được 4 tổ hợp giao tử và cho ra tỉ lệ kiểu hình là 3 : 1 (nếu tính trạng trội là trội hoàn toàn) hoặc 1 : 2 : 1 (nếu tính trạng trội là trội không hoàn toàn). Vậy tại sao ở bài tập này F2 lại thu được 9+3+3+1= 16 tổ hợp giao tử và có tỉ lệ kiểu hình lại là 9 : 3 : 3 : 1.
c) Phát biểu vấn đề cần giải quyết