Sáng kiến kinh nghiệm Phương pháp giải bài tập di truyền – Chủ đề Đột biến Nhiễm sắc thể

Nội dung text: Sáng kiến kinh nghiệm Phương pháp giải bài tập di truyền – Chủ đề Đột biến Nhiễm sắc thể

1. BÁO CÁO SÁNG KIẾN I. THÔNG TIN CHUNG VỀ SÁNG KIẾN 1. Tên sáng kiến: Phương pháp giải bài tập di truyền – Chủ đề Đột biến Nhiễm sắc thể. 2. Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: Môn Sinh học 9 3. Tác giả: Nguyễn Thị Mai Sen Giới tính: Nữ Ngày tháng năm sinh: 20 – 11 – 1969 Trình độ chuyên môn: Đại học Sư phạm Sinh – KTNN. Chức vụ, đơn vị công tác: Giáo viên Trường THCS Thị Trấn Vũ Thư Điện thoại: 0941.791.566 Email: nguyenmaisen69@gmail.com Tỷ lệ đóng góp tạo ra sáng kiến: Không 4. Đồng tác giả: Không 5. Chủ đầu tư tạo ra sáng kiến: Không 6. Đơn vị áp dụng sáng kiến: Trường THCS Thị Trấn Vũ Thư, huyện Vũ Thư, Tỉnh Thái Bình. 7. Thời gian áp dụng sáng kiến lần đầu: Năm học 2010 - 2011 II. BÁO CÁO MÔ TẢ SÁNG KIẾN: 1. Tên sáng kiến: Phương pháp giải bài tập di truyền – Chủ đề Đột biến Nhiễm sắc thể. 2. Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: Bộ môn Sinh học 9 3. Mô tả bản chất sáng kiến: Tìm ra phương pháp giải nhanh các bài tập di truyền chủ đề Đột biến Nhiễm sắc thể, giúp học sinh có được kĩ năng giải bài tập về chủ đề Đột biến Nhiễm sắc thể và thêm yêu thích bộ môn Sinh học. 3.1. Tình trạng giải pháp đã biết: Qua thực tiễn giảng dạy và bồi dưỡng đội tuyển Học sinh giỏi bộ môn Sinh học ở trường Trung học cơ sở từ nhiều năm nay, tôi nhận thấy học sinh có nhiều vướng mắc, lúng túng trong việc học tập bộ môn. Phần lớn các em coi đây như một môn học phụ nên không dành nhiều công sức học tập một cách nhiệt tình. Nhất là đối với lớp 9 là lớp cuối cấp Trung học cơ sở, các em phải chuẩn bị cho kì thi vào lớp 10 Trung học phổ thông với hai môn công cụ từ trước là Ngữ văn và Toán. Chính vì áp lực như vậy nên dường như cả phụ huynh và học sinh đều không mấy chú ý đến bộ môn Sinh học nói chung và việc bồi dưỡng học sinh giỏi môn Sinh học 9 nói riêng. Bên cạnh đó thì yêu cầu giải bài tập trong đề thi học sinh giỏi Sinh học 9 lại rất cao, trong đó có các bài tập về Đột biến NST. Bài tập về Đột biến Nhiễm sắc thể là dạng bài tập liên quan đến cấu trúc và cơ chế di truyền nên tương đối khó với học sinh nhưng lại rất hay gặp trong các đề thi cuối kì, cuối năm đặc biệt là thi học sinh giỏi Sinh học 9. Trong chương trình, thời lượng dành cho việc dạy Bài tập di truyền phần này rất hạn chế (chỉ có 1 tiết) nên rất khó khăn trong việc rèn kĩ năng giải bài tập cho học sinh. Học sinh chưa có kĩ năng giải các bài tập về Đột biến NST nên kết quả các bài kiểm tra còn thấp và việc tiếp thu kiến thức chưa sâu sắc còn nặng về lí thuyết mà chưa được vận dụng vào thực tế cuộc sống. Giáo viên: Nguyễn Thị Mai Sen – Trường THCS Thị Trấn Vũ Thư
2. Xuất phát từ thực trạng đó tôi muốn tìm một giải pháp giúp học sinh nắm vững phương pháp giải các dạng bài tập trong chủ đề Đột biến NST và giải đúng, giải nhanh các bài tập dạng này. Đó chính là lí do khiến tôi đi sâu nghiên cứu đề tài “Phương pháp giải bài tập di truyền - Chủ đề Đột biến NST”. 3.2. Nội dung biện pháp đề nghị công nhận là sáng kiến: - Mục đích của giải pháp: Trong đề tài này, tôi hướng tới các mục đích: Hình thành kĩ năng Giải nhanh bài tập di truyền phần Đột biến NST cho học sinh lớp 9, giúp các em biết cách nhận dạng các bài tập di truyền và đưa ra cách giải nhanh và chính xác nhất đây cũng chính là nền tảng để các em học tốt môn Sinh học ở bậc THPT. Đối với các em trong đội tuyển Học sinh giỏi môn Sinh học 9, đề tài này sẽ giúp các em có được kĩ năng vận dụng phương pháp giải bài tập về Đột biến Nhiễm sắc thể để giải tốt các bài tập khó trong các đề thi học sinh giỏi cấp Huyện, cấp Tỉnh và có được thành tích cao nhất. - Nội dung của giải pháp: Nội dung của sáng kiến gồm các phần sau: Phần I. CƠ SỞ LÍ LUẬN: - Sinh học là bộ môn khoa học thực nghiệm có vị trí hết sức quan trọng trong hệ thống tri thức khoa học của nhân loại, có ý nghĩa thiết thực với đời sống, kinh tế và xã hội loài người. - Qua đề tài này nhằm trang bị cho học sinh đội tuyển học sinh giỏi lớp 9 một cách có hệ thống về cơ chế đột biến ở cấp độ tế bào giúp cho học sinh có kỹ năng vận dụng lý thuyết vào việc giải các bài tập - Học sinh có kỹ năng vận dụng giải thành thạo các dạng bài tập đột biến NST trong các đề thi học sinh giỏi. - Phát huy khả năng tư duy suy luận, phán đoán và tính tích cực của học sinh - Coi đề tài là một tài liệu để nghiên cứu và tham khảo cho đồng nghiệp và học sinh. Phần II. BIỆN PHÁP THỰC HIỆN - Dạy kiến thức cơ bản. - Từ đó tìm ra các dạng câu hỏi lý thuyết liên quan đến đề thi và cách giải quyết. - Từ kiến thức lý thuyết rút ra cách giải các dạng bài tập. - Lựa chọn trong các đề thi các câu hỏi bài tập liên quan đến chương trình học để học sinh giải đề. Cụ thể đối với học sinh và giáo viên như sau: 1. Đối với học sinh: Để có được kiến thức và đạt kết quả cao trong các kì thi chọn HSG, học sinh cần: - Nắm chắc kiến thức cơ bản. - Biết suy luận và đặt các câu hỏi vì sao? Câu hỏi so sánh từ lý thuyết và rút ra phương pháp giải bài tập. - Biết tìm tòi tài liệu tham khảo một cách hợp lý. - Có ý thức tự giác tích cực học tập và trao đổi với bạn bè. 2. Đối với giáo viên: Cần thực hiện các yêu cầu sau: - Nắm vững kiến thức cơ bản. Giáo viên: Nguyễn Thị Mai Sen – Trường THCS Thị Trấn Vũ Thư
3. - Tìm ra mối liên hệ kiến thức giữa các chương, các bài. - Có khả năng dự kiến các câu hỏi, tình huống có thể xảy ra trong đề thi và có phương án giải quyết các dạng câu hỏi, bài tập. - Tổ chức cho học sinh học tập tích cực, chủ động nắm bắt kiến thức. - Tích cực sưu tầm tài liệu đề thi cấp huyện, tỉnh các năm, các đề thi giao lưu với huyện bạn, tỉnh bạn. Cung cấp cho học sinh để học sinh làm quen dần với đề thi học sinh giỏi. - Luôn giao lưu trao đổi tài liệu, đề thi và kinh nghiệm với các giáo viên các trường, các huyện và các tỉnh để nâng cao trình độ chuyên môn, kinh nghiệm dạy đội tuyển. - Thường xuyên tổ chức luyện đề, chữa đề thi, kiểm tra đánh giá một cách cụ thể sát sao. - Phân loại học sinh, chia ra các nhóm đối tượng ở các mức giỏi khá, trung bình để có biện pháp nâng cao chất lượng đội tuyển. - Quan tâm sát sao đến học sinh, liên hệ và phối hợp với gia đình học sinh, động viên thường xuyên các em, tạo điều kiện tốt nhất để các em yên tâm học tập. 1. Mét sè kiÕn thøc c¬ b¶n: I. LÍ THUYẾT: * Phân loại biến dị: Sơ đồ khái quát các loại biến dị: Biến dị không di truyền: Thường biến BIẾN DỊ Biến dị tổ hợp Biến dị di truyền Đột biến gen Đột biến Đột biến Đột biến NST số lượng NSTĐột biến cấu trúc I.1. ĐỘT BIẾN CẤU TRÚC NHIỄM SẮC THỂ NST I.1.1. Khái niệm : Đột biến cấu trúc NST là những biến đổi trong cấu trúc của NST. I.1.2. Các dạng đột biến cấu trúc NST: - Mất đoạn: Một đoạn của NST bị đứt và tiêu biến. ABCDEGHIK ==> DEGHIK → Mất đoạn chứa ABC - Đảo đoạn: Một đoạn của NST bị đứt ra và quay 180o rồi gắn vào chỗ bị đứt. ABCDEGHIK ==> CBADEGHIK → Đảo đoạn ABC - Lặp đoạn: Một đoạn NST nào đó được lặp lại 1 hay nhiều lần. ABCDEGHIK ==> ABCABCDEGHIK → Lặp đoạn ABC - Chuyển đoạn: Giáo viên: Nguyễn Thị Mai Sen – Trường THCS Thị Trấn Vũ Thư
4. + Chuyển đoạn tương hỗ: 2 NST khác cặp cùng đứt một đoạn nào đó rồi trao đổi đoạn bị đứt với nhau: ABCDEGHIK ABCDEGLMN ==> LMNOPQR HIKOPQR + Chuyển đoạn không tương hỗ: 1đoạn của NST này bị đứt ra rồi gắn vào 1NST khác: ABCDEGHIK DEGHIK ==> LMNOPQR ABCLMNOPQ I.1.3. Nguyên nhân phát sinh và tính chất của đột biến cấu trúc NST: a, Nguyên nhân: Đột biến cấu trúc NST xảy ra do ảnh hưởng phức tạp của môi trường trong và ngoài cơ thể tới NST. Nguyên nhân chủ yếu là do các tác nhân vật lí và hóa học trong ngoại cảnh đã phá vỡ cấu trúc NST hoặc gây ra sự sắp xếp lại các đoạn của chúng. b, Tính chất: Trải qua quá trình tiến hóa lâu dài, các gen đã được sắp xếp hài hòa trên NST. Biến đổi cấu trúc NST làm thay đổi số lượng và cách sắp xếp các gen trên đó nên thường gây hại cho sinh vật. Mặc dù vậy trong thực tế người ta còn gặp các dạng đột biến cấu trúc NST có lợi. Ví dụ : - Mất đoạn ở NST số 21 gây ung thư máu. - Enzim thủy phân tinh bột ở 1 giống lúa mạch có hoạt tính cao hơn nhờ hiện tượng lặp đoạn NST mang gen quy định tính trạng này. I.1.4. Cơ chế và hậu quả của đột biến cấu trúc NST: - Mất đoạn : Một đoạn NST bị đứt đã làm giảm số lượng gen trên NST. Đột biến mất đoạn thường làm giảm sức sống hoặc gây chết. - Đảo đoạn: Một đoạn của NST bị đứt ra và quay ngược 180o rồi gắn vào chỗ bị đứt. Đột biến đảo đoạn thường ít ảnh hưởng tới sức sống của cá thể, góp phần tăng sự sai khác giữa các NST tương ứng trong các nòi thuộc cùng 1 loài. - Lặp đoạn : Một đoạn NST nào đó được lặp lại 1 hay nhiều lần. Đột biến lặp đoạn có thể làm tăng cường hoặc giảm bớt mức độ biểu hiện của tính trạng. - Chuyển đoạn: 1 đoạn của NST này bị đứt ra rồi gắn vào 1 NST khác, hoặc 2 NST khác cặp cùng đứt một đoạn nào đó rồi trao đổi đoạn bị đứt với nhau. Đột biến chuyển đoạn lớn thường gây chết hoặc mất khả năng sinh sản, tuy vậy trong thiên nhiên, hiện tương chuyển đoạn khá phổ biến ở các loài đậu, chuối, lúa Người ta đã ứng dụng để chuyển những nhóm gen mong muốn từ NST của loài này sang NST loài khác nhằm mục đích tạo giống mới. Tóm lại: Đột biến cấu trúc NST làm rối loạn sự liên kết các cặp NST tương đồng trong giảm phân, làm thay đổi tổ hợp gen trong giao tử, dẫn đến biến đổi trong kiểu gen và kiểu hình. Phần lớn các đột biến này đều có hại cho cơ thể, nhất là ở thể đồng hợp. I.2. ĐỘT BIẾN SỐ LƯỢNG NHIỄM SẮC THỂ Giáo viên: Nguyễn Thị Mai Sen – Trường THCS Thị Trấn Vũ Thư
5. I. 2.1. Khái niệm: đột biến số lượng NST là những biến đổi về số lượng NST xảy ra ở một hoặc một số cặp NST nào đó (đột biến dị bội) hoặc ở tất cả các cặp NST (đột biến đa bội). I. 2. 2. Thể dị bội a. Khái niệm: Thể dị bội là cơ thể mà trong tế bào sinh dưỡng có 1 hoặc 1 số cặp NST bị thay đổi về số lượng. b. Các dạng thể dị bội * 2n + 1 ( thể 3 nhiễm) * 2n – 1 ( thể 1 nhiễm) * 2n + 2 ( thể 4 nhiễm) * 2n – 2 ( thể không nhiễm) * 2n + 1 + 1 ( thể 3 nhiễm kép) * 2n – 1 – 1 ( thể 1 nhiễm kép) LƯU Ý: Ở cây Rêu tế bào có bộ NST đơn bội nên thể dị bội ở cây rêu là: * n + 1: thể 3 nhiễm * n – 1: thể 1 nhiễm * n + 2: thể 4 nhiễm * n – 2 : thể không nhiễm * n + 1 + 1: thể 3 nhiễm kép * n – 1 – 1: thể 1 nhiễm kép Ở người: * Thể dị bội ở NST thường : thể 3 nhiễm ở cặp NST số 21 gây bệnh Đao * Thể dị bội ở NST giới tính: gây ra các hội chứng: + XXX : hội chứng 3X. + XXY : hội chứng Claifentơ. + XO : hội chứng Tớcnơ. + YO : không thấy xuất hiện, có thể chết từ trong hợp tử. I.2.3. Nguyên nhân phát sinh thể dị bội: - Do ảnh hưởng của môi trường ngoài (tác nhân vật lí, hóa học). - Do ảnh hưởng của môi trường trong cơ thể (rối loạn hoạt động của tế bào) dẫn đến 1 hoặc 1 số cặp NST không phân li trong giảm phân hình thành giao tử. I.2.4. Cơ chế phát sinh, hậu quả của hiện tượng dị bội thể : * Sơ đồ phát sinh thể 1 nhiễm và thể 3 nhiễm: P : 2n x 2n Gp : n : n (n – 1) : (n + 1) F1 : (2n – 1) : (2n + 1) (thể 1 nhiễm) (thể 3 nhiễm) * Sơ đồ phát sinh thể tứ nhiễm và thể không nhiễm: P : 2n x 2n Gp : ( n +1) : (n –1) (n – 1) : (n + 1) F1 : (2n – 2) : (2n + 2) (thể không nhiễm) (thể tứ nhiễm) * Xét riêng ở người: - Thể dị bội ở NST thường: P : ♂ 2NST 21 x 2NST 21 ♀ G : 1NST 21 : 2NST 21 : 0 NST 21 Giáo viên: Nguyễn Thị Mai Sen – Trường THCS Thị Trấn Vũ Thư