9. CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN
3.2. Nội dung và phương pháp thực nghiệm
3.2.1. Chọn trường thực nghiệm:
- Chúng tôi chọn 2 trường THPT ở Con cuông, thuộc tỉnh nghệ An. để thực nghiệm: 1. Trường THPT Con Cuông.
2. Trường THPT Mường Quạ.
- Nhằm thoả mãn yêu cầu của TN sư phạm, chúng tôi tiến hành tìm hiểu chất lượng học tập bộ môn Sinh học của các lớp trong các trường. Chúng tôi chọn mỗi trường 1lớp. Các lớp có sĩ số gần bằng nhau, có trình độ và chất lượng học tập tương đương nhau.
3.2.2. Nội dung thực nghiệm:
- Mỗi lớp được chọn tiến hành giảng dạy 3 bài trong 3 tiết gồm: Bài 1: Đột biến gen.
Bài 2: Nhiểm sắc thể và đột biến cấu trúc nhiểm sác thể. Bài 3: Đột biến số lượng nhiểm sắc thể.
I. Mục tiêu. 1. Kiến thức.
Học xong bài này, HS phải:
- Nắm được khái niệm, nguyên nhân, cơ chế phát sinh và cơ chế biểu hiện của thể đột biến, đột biến gen.
- Phân biệt được các dạng đột biến gen.
- Biết được những tác nhân gây ra đột biến và cách thức tác động của những tác nhân đó.
- Nắm được hậu quả và vai trò của đột biến gen.
2. Kỹ năng.
- Rèn luyện được kỹ năng phân tích, so sánh, khái quát hóa thông qua cơ chế biểu hiện của đột biến.
- Phát triển năng lực suy luận, kỹ năng quan sát tranh vẽ, kỹ năng làm việc nhóm và độc lập.
3. Thái độ.
- Qua bài học, HS biết áp dụng những kiến thức về đột biến hạn chế được hậu quả của đột biến đối với con người.
- Biết ứng dụng những đột biến có lợi để phục vụ cho cuộc sống của con người.
II. Tiến trình bài mới.
Hoạt động của thầy và trò Nội dung kiến thức * Hoạt động 1.
GV nêu TTHCVĐ: Trong tự nhiên đôi khi chúng ta thấy có một số hiện tượng lạ xảy ra ở động vật như: trong một đàn lợn mới đẻ có những cá thể chỉ có 2 chân, lơn giống voi, bò 6 chân,...Những cá thể này có hình dạng khác biệt với bố mẹ và các cá thể con cùng loài ( GV có thể treo một số tranh ảnh về hiện tượng này, sẽ giúp HS trực quan tốt hơn). Vậy theo các em tại sao lại có hiện tượng trên xảy ra? Nguyên nhân nào dẫn
I. Khái niệm đột biến gen. 1. Khái niệm.
* Đột biến:
Là những đột biến trong vật chất di truyền, xảy ra ở cấp độ phân tử (ADN) hay cấp độ tế bào (NST).
* Đột biến gen:
Là những biến đổi trong cấu trúc của gen, xảy ra tại một điểm nào đó trên ADN, liên quan đến một hay nhiều cặp nucleotit, làm thay đổi đặc tính,
đến những hiện tượng này?
HS: thảo luận nhóm, nghiên cứu SGK để giải thích, so sánh những hiện tượng bất thường trên của động vật, từ đó nhận xét bản chất của hiện tượng.
GV hỏi: vậy thế nào gọi là đột biến?
HS: Với câu hỏi này yêu cầu HS tái hiện lại kiến thức được học ở lớp dưới và quá trình trực quan các hiện tượng đột biến sẽ đưa ra được khái niệm đột biến.
GV: Đột biến xảy ra ở cấp độ phân tử (ADN) có liên quan đến sự thay đổi của yếu tố nào?
HS: ở cấp độ này sẽ gây ra sự biến đổi trình tự, số lượng nucleotit của ADN dẫn đến đột biến gen.
GV: nêu một số câu hỏi yêu cầu các em nghiên cứu SGK, thảo luận nhóm nhỏ để trả lời:
- Thế nào gọi là đột biến gen? - Nguyên nhân nào gây ra đột biến?
- Có phải tất cả các cơ thể mang gen đột biến đều biểu hiện ra kiểu hình không? GV có thể gợi ý cho HS bằng ví dụ sau: ở người bệnh bạch tạng do gen lặn quy định (a) trạng thái kiểu gen:
AA, Aa - mang kiểu hình bình thường. aa - mang bệnh bạch tạng.
tính trạng cơ thể.
* Thể đột biến: Là những cá thể
mang đột biến đã biểu hiện trên kiểu hình của cơ thể.
* Tác nhân gây đột biến:
- Tác nhân bên ngoài: Tia tử ngoại, tia phóng xạ, sốc nhiệt, chất hóa học. - Tác nhân bên trong: Do rối loạn quá trình sinh lí , hóa sinh bên trong cơ thể.
* Hoạt động 2.
Giáo viên tạo THCVĐ bằng cách treo tranh vẽ sơ đồ minh họa từng dạng đột biến gen, có sự biến đổi về số lượng, thành phần và trật tự sắp xếp các nucleotit. Yêu cầu HS so sánh, nhận xét từng dạng đột biến.
Cho sơ đồ sau:
- Kiểu gen bình thường:
A A TG XX A T A T T G T T A X G G T A T A A X A A U G X X A U AU U G - Asn - Ala - Lle - Leu... - Dạng đột biến:
A A - G X X A T A T T G T T - X G G T A T A A X A A - G X X A U A U U G - Lys - Pro - Tyr - .... A A XG XX A T A T T G T T GX G G T A T A A X A A X G X X A U A U U G - Asn - Ala - Lle - Leu...
A A T AG XX A T A T T G T T A TX G G T A T A A X A A U A G X X U U A U U G - Asn - Ser - Leu - Lle....
Hãy so sánh và nhận xét sự biến đổi về số lượng, trình tự sắp xếp các Nucleotit, loại
2. Các dạng đột biến gen.
Có các dạng đột biến điểm sau: - Mất 1 cặp nucleotit.
- Thêm 1 cặp nucleotit. - Thay thể 1 cặp nucleotit. - Đảo vị trí 1 cặp nucleotit.
* Chú ý: Nếu bộ ba mở đầu (AUG)
hoặc bộ ba kết thúc ( UAG) bị mất 1 cặp nucleotit → không tổng hợp Prôtein hoặc kéo dài sự tổng hợp.
axit amin mà nó quy định trong hình vẽ trên? Từ đó hãy cho biết có mấy dạng đột biến gen?
HS: trong quá trình nghiên cứu SGK, quan sát tranh vẽ, thảo luận nhóm sẽ đưa ra được kết quả các dạng đột biến gen.
GV: Sau khi HS nêu kết quả, GV chính xác hóa lại kiến thức cho các em và kết luận. GV: tiếp tục đưa ra tình huống củng cố, yêu cầu HS giải quyết:
- Trong các dạng đột biến trên, dạng nào gây hậu quả lớn hơn? Giải thích?
- Theo các em nguyên nhân nào gây ra đột biến gen?
* Hoạt động 3.
GV tạo THCVĐ như sau:
Hịên nay có một số người dân sống gần nhà máy hóa chất, kho thuốc trừ sâu, các chiến sĩ bộ đội chiến đấu trong vùng bị rải chất độc da cam. Khi xây dựng gia đình, thường xuyên xuất hiện những đứa con bị dị tật (không bình thường). Người ta nói họ bị ảnh hưởng bởi chất độc hóa học. Như vậy, cách thức tác động như thế nào của tác nhân đột biến lên cơ thể con người để gây ra những bệnh tật trên?
Với tình huống này, sẽ gây sự tò mò và nhu cầu tìm hiểu của HS. GV dẫn giắt các em vào tình huống và giải quyết tình huống.
II. Cơ chế phát sinh đột biến gen. 1. Nguyên nhân.
- Tác nhân bên ngoài. - Tác nhân bến trong.
GV: Yêu cầu HS nghiên cứu SGK, thảo luận trong nhóm nhỏ để giải quyết vấn đề trên.
HS: Sau khi nghiên cứu sẽ đưa ra được câu trả lời sau:
- Do sự kết cặp không đúng trong nhân đôi ADN.
- Do tác động của các tác nhân gây đột biến
* Hoạt động 4.
GV: Theo các em đột biến gen có lợi hay có hại đối với sinh vật?
HS: Hầu hết đột biến gen là có hại, không tốt cho sinh vật. Tuy nhiên cũng có những đột biến có lợi.
GV: Hãy trình bày hậu quả của đột biến gen?
GV: - Đột biến có vai trò như thế nào? -Trong tiến hóa, chọn giống thì quá trình đột biến có ý nghĩa như thế nào?
a. Sự kết cặp không đúng trong quá trình nhân đôi ADN.
- Các bazơ nitơ thường tồn tại 2 dạng cấu trúc:
+ Dạng thường.
+ Dạng hiếm (hộ biến): có những vị trí liên kết hiđro bị thay đổi làm cho chúng kết cặp không đúng trong quá trình nhân đôi → phát sinh đột biến gen.
Ví dụ: G dạng hiếm (G*) kết cặp với timin trong quá trình nhân đôi, tạo nên đột biến.
G - X → A - T
b. Tác động của các tác nhân gây đột biến.
- Các tác nhân gây đột biến có thể làm xuất hiện đột biên.
- Ví dụ: + Tác động của 5 - brôm uraxin (5BU) làm thay thế A - T bằng G - X.
+ Tác động của vi rút viêm gan B, ...
III. Hậu quả và ý nghĩa của đột biến gen.
1. Hậu quả của đột biến gen.
- Đột biến gen làm biến đổi cấu trúc mARN → biến đổi cấu trúc prôtein
→ làm thay thế đột ngột về một hay một số tính trạng của cơ thể
sinh tổng hợp prôtein, đặc biệt là đột biến ở các gen quy định cấu trúc các enzim, cho nên đa số đột biến gen thường có hại cho cơ thể.
- Một số gen đột biến là là trung tính ( không có hại và cũng không có lợi), một số ít trường hợp là có lợi.
2. Vai trò và ý nghĩa của đột biến gen.
a. Đối với tiến hóa.
Đột biến làm xuất hiện các alen khác nhau cung cấp nguyên liệu cho quá trình tiến hóa, tạo ra nguồn biến dị di truyền cho tiến hóa.
b. Đối với thực tiễn.
Cung cấp nguyên liệu cho chọn giống.
V. Củng cố.
1. Hãy phân biệt đột biến và thể đột biến? 2. Có 3 loại ý kiến sau?
a. Tất cả đột biến đều có hại. b. Tất cả đột biến đều có lợi.
c. Có đột biến có lợi, có đột biến có hại. Ý kiến nào đúng? Vì sao?
BÀI 5. NHIỄM SẮC THỂ VÀ ĐỘT BIẾN CẤU TRÚC NHIỄM SẮC THỂ. I. Mục tiêu.
1. Kiến thức.
Học xong bài này, HS phải:
- Hiểu được mỗi loài sinh vật khác nhau có bộ NST đặc trưng về: số lượng, hình thái, cấu trúc.
- Nắm được khái niệm, cơ chế phát sinh, tính chất biểu hiện của từng dạng đột biến NST. Từ đó phân biệt được các dạng đột biến cấu trúc NST.
- Nắm được vai trò và hậu quả của đột biến NST trong chon giống.
2. Kỹ năng.
- Rèn luyện được kỹ năng phân tích, so sánh, khái quát.
- Phát triển năng lực suy luận, kỹ năng quan sát tranh vẽ, kỹ năng làm việc nhóm và độc lập.
3. Thái độ.
- Qua bài học, HS biết áp dụng những kiến thức về đột biến NST, hạn chế được hậu quả của đột biến đối với con người.
- Biết ứng dụng những đột biến có lợi để phục vụ cho cuộc sống của con người.
II. Tiến trình bài mới.
Hoạt động của thầy và trò Nội dung kiến thức
GV thông báo: ở sinh vật có nhân chính thức, vật chất di truyền ở cấp độ tế bào là NST.
* Hoạt động 1.
GV tạo THCVĐ bằng cách treo tranh vẽ hình 5.1. SGK (có thể dùng mô hình NST) phóng to lên bảng, yêu cầu HS quan sát kỹ, đặt các câu hỏi tình huống:
- Hãy trình bày cấu trúc điển hình của 1 NST? Chức năng của mỗi thành phần?
Sau khi HS trả lời xong câu hỏi trên, GV tổng kết ý kiến của mỗi nhóm đồng thời đưa ra kết luận.
GV lại nêu THCVĐ. Vì sao NST là cơ sở vật chất của hiện tượng di truyền?
Tiếp tục tạo tình huống khác yêu cầu HS giải quyết:
I. Hình thái và cấu trúc nhiễm sắc thể.
1. Hình thái niễm sắc thể.
- NST có cấu trúc điển hình:
+ ở sinh vật nhân thực, NST được cấu tạo bởi prôtein (loại histon) và phân tử ADN.
+ ở kì giữa của các kỳ phân bào, NST có cấu trúc kép, gồm có 2 sợi crômatit gắn với nhau ở tâm động. Crômatit là chuỗi ADN, có chức năng lưu trữ và truyền đạt thông tin di truyền.
+ Tâm động: được tạo nên từ những trình tự nucleotit đặc biệt, có vai trò là
GV: treo tranh vẽ một bảng ghi số lượng bộ NST của một số loài Sinh vật ( ví dụ như: Dương xỉ 2n = 116, Ruồi giấm 2n = 8, người 2n = 46,...) và đặt câu hỏi tình huống:
- Bộ NST của các loài sinh vật khác nhau có giống nhau không?
- Bộ NST của các loài sinh vật đặc trưng bởi những yếu tố nào?
- Số lượng NST trong tế bào có thể hiện sự tiến hóa của loài không?
- Số lượng NST trong tế bào sinh dưỡng và tế bào sinh dục khác nhau như thế nào?
GV: yêu cầu HS nghiên cứu SGK, quan sát kỹ bảng số lượng NST của các loài để trả lời, đồng thời thảo luận nhóm nhỏ để giải quyết các tình huống trên.
Sau đó yêu cầu các nhóm cử đại diện trình bày ý kiến của nhóm, GV tổng kết và đánh giá các ý kiến đã nêu ra.
* Hoạt động 2.
GV tạo tình huống có vấn đề. Mỗi NST chứa 1 phân tử ADN có chiều dài gấp hàng ngàn lần so với đường kính của nhân tế bào. Vậy bằng cách nào nhân tế bào có thể chứa đựng bộ NST của loài?
Để giải quyết tình huống trên, GV yêu cầu HS quan sát kỹ sơ đồ hình 5.2. SGK phóng to và
điểm trượt của NST trên dây tơ vô sắc. + Eo thứ cấp: nằm đầu mút có vai trò tổng hợp nên rARN.
- Tế bào của mỗi loài sinh vật có bộ NST đặc trưng về số lượng, hình thái và cấu trúc, được duy trì ổn định qua các thế hệ.
- Số lượng NST không thể hiện sự tiến hóa của các loài sinh vật, ví dụ như: ở người 2n = 46, tinh tinh 2n = 48 hơn người 1 cặp NST nhưng người tiến hóa hơn tinh tinh.
- Trong tế bào sinh dưỡng: các NST tồn tại thành từng cặp NST tương đồng, mỗi cặp gồm có 2 NST giống nhau về hình dạng, kích thước và cấu trúc dặc trưng, một chiếc có nguồn gốc từ bố, một chiếc có nguồn gốc từ mẹ. Toàn bộ NST trong nhân tế bào hợp thành bộ NST lưỡng bội của loài. Trong bộ NST của sinh vật còn chứa cặp NST giới tính
- Trong tế bào sinh dục: số NST bằng 1/2 số NST trong tế bào sinh dưỡng và gọi là bộ NST đơn bội (n).
2. Cấu trúc siêu hiển vi.
- NST được cấu tạo bởi ADN và prôtein loại histon.
- Phân tử ADN quấn quanh các khối cầu prôtein thành chuỗi polinucleoxom ( gồm 1 phân tử ADN chứa 140 cặp
đặt câu hỏi tình huống. Hãy so sánh các mức độ xoắn của NST trong nhân tế bào?
GV: yêu cầu HS thảo luận nhóm nhỏ, quan sát tranh vẽ và đưa ra kết luận. Mỗi nhóm cử đại diện trình bày kết quả thảo luận của nhóm mình, cuối cùng GV tổng kết và chính xác hóa kiến thức.
* Hoạt động 3.
GV tạo THCVĐ bằng cách treo tranh vẽ các dạng đột biến cấu trúc NST và hậu quả của nó, đặt câu hỏi: Hãy trình bày khái niệm đột biến NST? Tác nhân gây ra đột biến là gì?
* Hoạt động 4.
Tạo THCVĐ. Đây là kiến thức HS đã được học rất kỹ ở lớp dưới. Nên GV treo tranh vẽ các dạng đột biến cấu trúc NST, yêu cầu HS so sánh và hoàn thành PHT sau:
Dạng đột biến
Đặc điểm
Hậu quả ý nghĩa
Mất đoạn Lặp đoạn Đảo đoạn Chuyển
nucleotit, quấn quanh khối prôtein dạng cầu gồm 8 phân tử histon).
- Các mức độ xoắn:
+ Mức xoắn 1: chuỗi polinucleoxom xoắn thành sợi cơ bản đường kính 100
( 11nm).
+ Mức xoắn 2: thành sợi nhiễm sắc,
đường kính 250 ( 30nm).
+ Mức xoắn 3: siêu xoắn đường kính 300nm.
+ Mức xoắn 4: thành sợi cromatit, đường kính 700nm.
II. Đột biến cấu trúc NST.
- Đột biến cấu trúc NST: là những biến đổi trong cấu trúc của NST
- Tác nhân gây đột biến:
+ Tác nhân bên ngoài: tia phóng xạ, hóa chất, virut, ...
+ Tác nhân bên trong: do rối loạn trong quá trình nguyên phân, giảm phân.
1. Mất đoạn.
- Đoạn bị mất có thể nằm ở đầu mút một cánh của NST hoặc ở khoảng giữa đầu mút tâm động.
- Đột biến mất đoạn thường gây chết