Khả năng giải bài tập di truyền quần thể và tiến hoá nhỏ của học sinh lớp 12 THPT, các lỗi sai thường gặp và biện pháp khắc phục khi giải các bài tập này

  • Số trang: 69 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 31 |
  • Lượt tải: 0
minhtuan

Đã đăng 15929 tài liệu

Mô tả:

Khãa luËn tèt nghiÖp Më ®Çu 1. lÝ do chän ®Ò tµi Ngµy nay nh©n lo¹i ®ang sèng trong thÕ kØ XXI, thÕ kØ cña c«ng nghiÖp hãa, hiÖn ®¹i hãa trªn tÊt c¶ c¸c lÜnh vùc. Víi sù ph¸t triÓn nh­ vò b·o cña nhiÒu ngµnh khoa häc loµi ng­êi ®· ®¹t ®­îc nh÷ng b­íc tiÕn thÇn k× ®Ó tiÕp tôc v÷ng b­íc tiÕn vµo kØ nguyªn míi. Vµ sinh häc ®· ®ãng gãp 1 phÇn kh«ng nhá. Víi nh÷ng b­íc ph¸t triÓn ®ét ph¸ cña ngµnh sinh häc, chóng ta ®· gÆt h¸i ®­îc nhiÒu thµnh tùu lín trªn tÊt c¶ c¸c lÜnh vùc: lý thuyÕt còng nh­ thùc nghiÖm, ®Æc biÖt lµ lÜnh vùc di truyÒn häc. Bëi di truyÒn häc ®i s©u vµo c¸c vÊn ®Ò c¬ b¶n cña sù tån t¹i vµ l­u truyÒn sù sèng. ThÕ kØ XXI lµ thÕ kØ cña sinh häc, trong ®ã di truyÒn häc ®­îc coi lµ “tr¸i tim cña sinh häc”. Di truyÒn häc‐tõ khi ra ®êi (1900) cho ®Õn nay ®· h¬n 100 tuæi; suèt thÕ kØ XX di truyÒn häc ph¸t triÓn nhanh nh­ vò b·o; trong 50 n¨m ®Çu cø 10 n¨m cã 1 ph¸t minh lín, råi kho¶ng c¸ch rót l¹i cßn 2 n¨m. §Æc biÖt 25 n¨m qua tõ khi ph¸t minh ra kÜ thuËt di truyÒn nhiÒu vÊn ®Ò sinh häc t­ëng chõng khã víi tíi th× nay ®· cã nh÷ng b­íc tiÕn tuyÖt vêi. Ch­a bao giê sù hiÓu biÕt vÒ bé gen cña nhiÒu loµi sinh vËt vµ ®Æc biÖt lµ bé gen ng­êi l¹i ®­îc chi tiÕt nh­ hiÖn nay. §iÒu ®ã cho thÊy tÇm quan träng cña sinh häc nãi chung còng nh­ di truyÒn häc nãi riªng. Vµ hiÖn nay trªn nhiÒu lÜnh vùc ®Òu cã nh÷ng øng dông quan träng cña sinh häc, trong ®ã di truyÒn häc cã nhiÒu øng dông hÕt søc to lín cho thùc tiÔn s¶n xuÊt cña x· héi loµi ng­êi nh­ trong c«ng nghiÖp lµ “c¸ch m¹ng sinh häc”; trong n«ng nghiÖp lµ “c¸ch m¹ng xanh” (1960); vµ ®Æc biÖt trong y d­îc häc … SVTH: TrÇn ThÞ Thóy -1- GVHD: NguyÔn V¨n L¹i Khãa luËn tèt nghiÖp V× vËy sù hiÓu biÕt vÒ c¸c kiÕn thøc sinh häc nãi chung còng nh­ di truyÒn häc nãi riªng lµ v« cïng cÇn thiÕt; lµ hµnh trang kh«ng thÓ thiÕu ®Ó gióp chóng ta hßa nhËp víi quy luËt ph¸t triÓn chung cña nh©n lo¹i. Do ®ã muèn hiÓu biÕt s©u s¾c vµ toµn diÖn vÒ sinh häc còng nh­ di truyÒn häc ®ßi hái mçi chóng ta ph¶i n¾m ch¾c c¸c kiÕn thøc vÒ sinh häc nãi chung còng nh­ di truyÒn häc nãi riªng gåm c¸c quy luËt di truyÒn vµ biÕn dÞ. Qu¸ tr×nh trang bÞ nh÷ng kiÕn thøc di truyÒn häc cho häc sinh kh«ng chØ dõng l¹i ë viÖc gi¶ng d¹y lÝ thuyÕt mµ cßn gióp häc sinh thÊy vµ vËn dông kiÕn thøc ®Ó gi¶i thÝch ®­îc nh÷ng hiÖn t­îng thùc tÕ. Vµ mét trong nh÷ng h­íng gi¶ng d¹y di truyÒn häc cã hiÖu qu¶ cao lµ sö dông bµi tËp di truyÒn víi t­ c¸ch lµ “bµi to¸n nhËn thøc” ë tÊt c¶ c¸c kh©u cña qu¸ tr×nh gi¶ng d¹y. C¸c bµi tËp ®­îc x©y dùng trªn c¬ së c¸c quy luËt vµ hiÖn t­îng di truyÒn gãp phÇn minh häa vµ lµm phong phó thªm cho lý luËn vµ thùc tiÔn. §iÒu ®ã kh«ng nh÷ng gióp ng­êi häc n¾m ®­îc lý thuyÕt mµ cßn vËn dông ®­îc kiÕn thøc ®ã vµo thùc tiÔn mét c¸ch linh ho¹t vµ s¸ng t¹o h¬n rÊt nhiÒu. Th«ng qua c¸c bµi tËp sinh häc nµy gióp ng­êi häc n¾m v÷ng, cñng cè vµ kh¾c s©u kiÕn thøc lý thuyÕt. ChÝnh v× vËy mµ bµi tËp lµ ph­¬ng tiÖn phôc vô cho gi¶ng d¹y lý thuyÕt. HiÖn nay trong ch­¬ng tr×nh gi¸o khoa bËc THPT th× phÇn c¸c quy luËt di truyÒn vµ tiÕn hãa nhá ®· ®­îc ®­a vµo gi¶ng d¹y tõng phÇn cô thÓ cho tõng ch­¬ng tõng phÇn nh­ng ch­a thÓ hiÖn ®­îc tÝnh s©u s¾c vµ ch­a ®i vµo néi dung cô thÓ. Cho nªn cã 1 thùc tÕ lµ häc sinh rÊt lóng tóng khi gÆp ph¶i c¸c d¹ng bµi tËp nµy. Trªn thùc tÕ s¸ch tham kh¶o vÒ phÇn bµi tËp tiÕn hãa nhá cã rÊt Ýt lµm cho häc sinh gÆp khã kh¨n khi ph©n d¹ng vµ gi¶i c¸c bµi tËp ®ã. MÆt kh¸c l¹i ch­a cã tµi liÖu chÝnh thøc nµo h­íng dÉn häc sinh nhËn biÕt nh÷ng lçi th­êng SVTH: TrÇn ThÞ Thóy -2- GVHD: NguyÔn V¨n L¹i Khãa luËn tèt nghiÖp gÆp khi gi¶i bµi tËp di truyÒn quÇn thÓ vµ tiÕn hãa nhá. V× vËy ®Ó gióp häc sinh häc tËp bé m«n di truyÒn mét c¸ch cã hiÖu qu¶ ®ßi hái chóng ta ph¶i chØ ra ®­îc cho c¸c em thÊy nh÷ng lçi cã thÓ m¾c ph¶i trong qu¸ tr×nh gi¶i ®Æc biÖt lµ bµi tËp phÇn di truyÒn häc quÇn thÓ vµ tiÕn hãa nhá vµ ®­a ra c¸c ph­¬ng ph¸p kh¾c phôc c¸c lçi ®ã. XuÊt ph¸t tõ thùc tÕ ®ã vµ trªn c¬ së nguån th«ng tin t­¬ng ®èi cËp nhËt, nh÷ng kiÕn thøc c¨n b¶n cã tÝnh chÊt kinh ®iÓn t«i ®· chän ®Ò tµi : “Kh¶ n¨ng gi¶i bµi tËp di truyÒn quÇn thÓ vµ tiÕn hãa nhá cña häc sinh líp 12 THPT; c¸c lçi sai th­êng gÆp vµ biÖn ph¸p kh¾c phôc khi gi¶i c¸c bµi tËp nµy”. Víi hi väng gióp c¸c em häc sinh cã thÓ hiÓu râ b¶n chÊt vµ häc tèt sinh häc nãi chung còng nh­ phÇn di truyÒn häc quÇn thÓ vµ tiÕn hãa nhá nãi riªng. 2. Môc ®Ých nghiªn cøu Ph©n d¹ng bµi tËp vµ chØ ra mét sè lçi th­êng gÆp khi gi¶i bµi tËp phÇn di truyÒn quÇn thÓ vµ tiÕn hãa nhá. Tõ ®ã ®­a ra ph­¬ng ph¸p kh¾c phôc. 3. nhiÖm vô ®Ò tµi. HÖ thèng vµ ph©n d¹ng c¸c bµi tËp vÒ phÇn di truyÒn häc quÇn thÓ vµ tiÕn hãa nhá trong ch­¬ng tr×nh sinh häc THPT. Ph©n tÝch vµ lµm s¸ng tá mét sè lçi th­êng m¾c ph¶i khi nhËn d¹ng còng nh­ trong khi gi¶i vÒ c¸c bµi tËp ®ã. Ph­¬ng ph¸p kh¾c phôc c¸c lçi ®ã nh»m gióp häc sinh tr¸nh ®­îc lçi ®ã khi gi¶i c¸c bµi tËp. Cho vÝ dô minh häa ®èi víi tõng d¹ng bµi vµ ®­a ra c¸ch gi¶i mÉu. Thùc nghiÖm trªn c¸c tr­êng phæ th«ng. SVTH: TrÇn ThÞ Thóy -3- GVHD: NguyÔn V¨n L¹i Khãa luËn tèt nghiÖp 4. Ph¹m vi nghiªn cøu Bµi tËp phÇn di truyÒn häc quÇn thÓ vµ tiÕn hãa nhá trong ch­¬ng tr×nh sinh häc THPH. 5. ý nghÜa khoa häc vµ thùc tiÔn Gióp häc sinh nhËn thøc râ b¶n chÊt vµ n¾m v÷ng kiÕn thøc vÒ phÇn di truyÒn häc quÇn thÓ vµ tiÕn hãa nhá trong ch­¬ng tr×nh sinh häc nãi chung tõ ®ã vËn dông vµo gi¶i thÝch c¸c hiÖn t­îng tù nhiªn, qu¸ tr×nh tù nhiªn. RÌn luyÖn kh¶ n¨ng t­ duy, so s¸nh, ph©n tÝch, tæng hîp vµ kÜ n¨ng lµm bµi tËp, gióp häc sinh liªn hÖ ®­îc lÝ thuyÕt víi thùc tiÔn, ph¸t triÓn t­ duy s¸ng t¹o trÝ th«ng minh cña häc sinh. Gióp häc sinh cã thªm tµi liÖu tham kh¶o vÒ phÇn c¸c quy luËt di truyÒn, di truyÒn quÇn thÓ vµ tiÕn hãa nhá. Gióp häc sinh hiÓu thªm ®­¬c qu¸ tr×nh ph¸t sinh h×nh thµnh loµi; hiÓu râ b¶n chÊt cña häc thuyÕt tiÕn hãa nhá. SVTH: TrÇn ThÞ Thóy -4- GVHD: NguyÔn V¨n L¹i Khãa luËn tèt nghiÖp néi dung Ch­¬ng 1: c¬ së lý luËn 1.1. LÞch sö nghiªn cøu di truyÒn häc quÇn thÓ vµ tiÕn hãa nhá Trong qu¸ tr×nh tån t¹i vµ ph¸t triÓn cña m×nh con ng­êi ®· cã nhiÒu quan ®iÓm vµ nhËn thøc kh¸c nhau vÒ sù h×nh thµnh vµ ph¸t triÓn cña sù sèng; cña loµi; vÒ c¸c hiÖn t­îng di truyÒn. Vµ tõ thuë s¬ khai con ng­êi chóng ta ®· quan t©m ®Õn c¸c hiÖn t­îng di truyÒn vµ biÕn dÞ. C¸ch ®©y 6000 n¨m ng­êi Babilon ®· t¹c trªn v¸ch ®¸ nh÷ng thÕ hÖ nèi tiÕp cña mét dßng ngùa vµ ®· biÕt thô phÊn chÐo cho 1 sè c©y trång. Nh÷ng ph­¬ng ph¸p chän läc c¸c gièng c©y trång vµ vËt nu«i, thuÇn hãa vµ lai gièng ®· ®­îc tÊt c¶ c¸c d©n téc cæ x­a ¸p dông. Nh­ng thêi bÊy giê loµi ng­êi ch­a ®ñ hiÓu biÕt vÒ c¸c quy luËt di truyÒn ®Çy bÝ Èn nªn cã rÊt nhiÒu quan niÖm ng©y th¬ vµ sai lÇm. Ng­êi Hi L¹p cæ x­a cho r»ng l¹c ®µ lai víi chim sÎ sinh ra ®µ ®iÓu. Ngay tõ thÕ kØ thø V tr­íc c«ng nguyªn, hai luËn thuyÕt ®· ®­îc nªu ra: sù di truyÒn trùc tiÕp vµ gi¸n tiÕp cña c¸c tÝnh tr¹ng.ThuyÕt di truyÒn gi¸n tiÕp ®· tån t¹i suèt 23 thÕ kØ. Darwin, chÞu ¶nh h­ëng cña quan niÖm nµy ®· ph¸t triÓn thuyÕt Pomgen trong t¸c phÈm “Sù biÕn ®æi cña c¸c ®éng vËt vµ thùc vËt trong nu«i trång”(1868). Theo «ng mçi c¸ thÓ sinh ra do sù hßa hîp tÝnh di truyÒn cña c¶ cha lÉn mÑ, h¬n thÕ n÷a gèm c¶ tÝnh tËp nhiÔm. Vµ di truyªn häc chØ th­c sù b¾t ®Çu tõ ph¸t minh cña Gregor Mendel‐ NewTon cña sinh häc. Qua thÝ nghiÖm víi c©y ®Ëu Hµ Lan (1856) «ng lµ ng­êi ®Çu tiªn ®· ph¸t hiÖn vµ x©y dùng nªn mét sè quy luËt di truyÒn ‐ ®Æt c¬ së nÒn SVTH: TrÇn ThÞ Thóy -5- GVHD: NguyÔn V¨n L¹i Khãa luËn tèt nghiÖp mãng cho sù ph¸t triÓn cña ngµnh di truyÒn häc hiÖn ®¹i. §ã lµ mét c«ng tr×nh vÜ ®¹i cña khoa häc tù nhiªn trong thÕ kØ XIX. N¨m 1900 ®­îc coi lµ n¨m khai sinh cña di truyÒn häc vµ thÕ kØ XX lµ thÕ kØ cña di truyÒn häc. N¨m 1902,W.Basteson vµ L.Cuc’not ®· chøng minh ®­îc c¸c quy luËt Mendel ë ®éng vËt. Trong nh÷ng n¨m nµy c¸c hiÖn t­îng t­¬ng t¸c gen còng ®· ®­îc ph¸t triÓn. Vµo thêi k× nµy c¸c quan ®iÓm ®Çu tiªn vÒ sù di truyÒn NST ®· ®­îc nªu ra. §Æc biÖt A.Weismann (1834‐1914) nhµ sinh häc ng­êi §øc næi tiÕng ®· t¹o ra thuyÕt di truyÒn NST. N¨m 1900 Hugo Marie de Vries (Hµ Lan), Erich Karl Corens (§øc) vµ E.Von Tschermark (¸o) ®· ®éc lËp víi nhau mét lÇn n÷a ph¸t hiÖn l¹i c¸c quy luËt Mendel, vµ ®ã ®­îc coi lµ n¨m khai sinh cña sinh häc. Vµo cuèi nh÷ng n¨m 40 cña thÕ kØ XIX ®­îc coi lµ nh÷ng n¨m kinh ®iÓm cña di truyÒn häc bëi nh÷ng nguyªn lÝ c¨n b¶n ®· ®­îc t×m ra. LÞch sö di truyÒn häc ®· g¾n liÒn víi sù ph¸t triÓn vµ cô thÓ hãa kh¸i niÖm vÒ gen, nh©n tè di truyÒn cïng víi sù biÓu hiÖn cña chóng ®· cung cÊp cho sinh häc 1 ®¬n vÞ chÝnh x¸c kh«ng nh÷ng ®Ó quan s¸t mµ cßn nghiªn cøu thùc nghiÖm chi tiÕt c¸c hiÖn t­îng mu«n mµu, mu«n vÎ cña sinh giíi. VÒ sau Mendel, Thomas Hult Morgan‐nhµ khoa häc tµi n¨ng ng­êi MÜ ®· hoµn chØnh bæ sung cho ngµnh di truyÒn häc nh÷ng quy luËt míi mµ thêi tr­íc ®ã ch­a gi¶i thÝch næi. Nghiªn cøu di truyÒn häc bao gåm rÊt nhiÒu lÜnh vùc trong ®ã vÊn ®Ò nghiªn cøu vÒ di truyÒn häc quÇn thÓ vµ tiÕn hãa nhá ®· thu hót ®­îc nhiÒu nhµ khoa häc sinh häc. Vµ mét sè vÊn ®Ò ®Æt ra lµ nghiªn cøu vÒ di truyÒn vÉn ph¶i SVTH: TrÇn ThÞ Thóy -6- GVHD: NguyÔn V¨n L¹i Khãa luËn tèt nghiÖp cã sù kÕt hîp nhuÇn nhuyÔn, sù tham gia cña nhiÒu ngµnh khoa häc kh¸c, ®Æc biÖt lµ to¸n häc. N¨m 1908 nhµ to¸n häc ng­êi Anh G.N.Hardy vµ nhµ b¸c sÜ ng­êi §øc V.Weinberg ®· ®éc lËp nghiªn cóu vÒ di truyÒn häc quÇn thÓ vµ cïng ®i ®Õn mét hÖ thøc to¸n häc næi tiÕng ph¶n ¸nh tr¹ng th¸i c©n b»ng quÇn thÓ ( p  q)2 = 1 Trong ®ã p : tÇn sè t­¬ng ®èi cña alen tréi q : tÇn sè t­¬ng ®èi cña alen lÆn Vµ ®ã chÝnh lµ néi dung cña ®Þnh luËt Hardy‐Weinberg. Nã cho chóng ta thÊy ®­îc r»ng nÕu tÇn sè gen kh«ng phô thuéc vµo tÝnh tréi lÆn mµ vÉn ®­îc duy tr× kh«ng ®æi tõ thÕ hÖ nµy sang thÕ hÖ kh¸c trong nh÷ng ®iÒu kiÖn nhÊt ®Þnh. Tuy nhiªn tr¹ng th¸i c©n b»ng nµy chØ ®­îc thiÕt lËp nÕu kh«ng cã c¸c yÕu tè ngo¹i c¶nh, tù nhiªn t¸c ®éng vµo lµm thay ®æi tÇn sè gen cña quÇn thÓ. Trong thùc tÕ c¸c quÇn thÓ tù nhiªn lu«n chÞu t¸c ®éng cña c¸c nh©n tè bªn ngoµi nh­ hiÖn t­îng ®ét biÕn, chän läc tù nhiªn, du nhËp gen … Vµ ®· cã rÊt nhiÒu c¸c c«ng tr×nh nghiªn cøu cña c¸c t¸c gi¶ ®· chøng minh ®­îc ®iÒu ®ã : ThÝ nghiÖm cña Merrelem trªn giÊm Drosophila melanogaster nh»m chøng tá tÇn sè gen trong chän läc. §Ó chøng minh hiÖn t­îng ®a h×nh c©n b»ng trong quÇn thÓ Svirezev vµ Timofeev ‐ Rebsovski ®· tiÕn hµnh nghiªn cøu trªn quÇn thÓ ruåi giÊm nh©n t¹o gåm c¸c c¸ thÓ ®ång hîp tö, dÞ hîp tö vÒ gen Ebong (quy ®Þnh th©n ®en) vµ c¸c c¸ thÓ b×nh th­êng víi mËt ®é kh¸c nhau cña c¸c kiÓu gen. C¸c t¸c gi¶ còng ®· tiÕn hµnh ph©n tÝch tr¹ng th¸i c©n b»ng cña c¸c kiÓu gen trªn m« h×nh to¸n häc SVTH: TrÇn ThÞ Thóy -7- GVHD: NguyÔn V¨n L¹i Khãa luËn tèt nghiÖp vµ rót ra nhiÒu biÓu thøc cho thÊy mèi liªn quan gi÷a tÇn sè kiÓu gen vµ søc sèng cña chóng. ThÝ nghiÖm cña Rasmuson ®· chøng minh ®­îc nÕu kh«ng cã gi¸ trÞ chän läc nãi chung ®ét biÕn sÏ mÊt ®i nh­ng chØ cÇn mét chót gi¸ trÞ chän läc dï lµ rÊt nhá th× x¸c suÊt cña ®ét biÕn t¨ng lªn. Right ®· ®­a ra c«ng thøc tÝnh møc ®é cè ®Þnh vµ mÊt ®i trong quÇn thÓ nhá. NhiÒu t¸c gi¶ ®· tiÕn hµnh ph©n tÝch qu¸ tr×nh l¹c dßng di truyÒn trªn m¸y tÝnh víi nh÷ng m« h×nh quÇn thÓ cã kÝch th­íc vµ tÇn sè gen khëi ®Çu kh¸c nhau. Nh­ Zarveski ®· ph©n tÝch trªn m« h×nh nh÷ng quÇn thÓ lín, Falkoler ®· nghiªn cøu trªn 3 dßng chuét, Barry ®· tiÕn hµnh thÝ nghiÖm víi quy m« lín trªn ruåi giÊm. Nh÷ng thËp kØ gÇn ®©y, hiÖn t­îng l¹c dßng di truyÒn ®· ®­îc nghiªn cøu s©u ë møc ph©n tö ®Ó gi¶i thÝch cho c¸c qu¸ tr×nh tiÕn hãa. Nh÷ng ng­êi ®Ò x­íng thuyÕt trung tÝnh trong chän läc nh­ Kimura (1983) vµ Nei (1983) ®· lµm s¸ng tá nhiÒu biÕn dÞ, Allozym lµ do chän l¹i theo ph­¬ng thøc nµy. Tãm l¹i sù kÕt hîp cña häc thuyªt tiÕn hãa cæ ®iÓn cña §arwin víi di truyÒn häc ®· t¹o nªn b­íc ph¸t triÓn míi trong nghiªn cøu vÒ sù tiÕn hãa.Thø nhÊt, biÕn ®æi tiÕn hãa chØ cã ®­îc khi cã sù biÕn ®æi kiÓu gen cña quÇn thÓ ‐ tËp hîp cña nhiÒu c¸ thÓ cïng loµi. QuÇn thÓ lµ ®¬n vÞ c¬ së cña tiÕn hãa. Thø hai, biÕt râ vÒ c¸c loµi biÕn dÞ, c¬ chÕ vµ vai trß cña chóng ®èi víi tiÕn hãa. Thø ba hiÓu râ vÒ c¸c kiÓu vµ c¬ chÕ cña chän läc. Sù tiÕn hãa thÝch nghi lµ kÕt qu¶ t¸c ®éng ®ång thêi cña c¸c nh©n tè tiÕn hãa lªn quÇn thÓ. Sinh häc ph©n tö gãp phÇn tÝch cùc cho sù hiÓu biÕt, c¬ chÕ ph©n tö cña sù tiÕn hãa vµ sù tiÕn hãa cña gen. ë ViÖt Nam còng ®· vµ ®ang cã nhiÒu t¸c gi¶ ®Ò cËp vµ nghiªn cøu phÇn di truyÒn häc quÇn thÓ vµ tiÕn hãa nhá nh­ Lª §×nh Trung [9], Vò §øc L­u [5], [6], TrÞnh Nguyªn Giao, Ph¹m Thµnh Hæ, NguyÔn Minh C«ng [2]… SVTH: TrÇn ThÞ Thóy -8- GVHD: NguyÔn V¨n L¹i Khãa luËn tèt nghiÖp Tãm l¹i nghiªn cøu vÒ di truyÒn häc tõ khi nã ra ®êi cho ®Õn nay ®· h¬n 100 tuæi ®· trë thµnh ®Ò tµi hÊp dÉn thu hót ®­îc nhiÒu nhµ nghiªn cøu khoa häc trong vµ ngoµi n­íc. Mçi c«ng tr×nh, mçi t¸c gi¶ ®Ò cËp ®Õn mét gãc ®é kh¸c nhau, trong ®ã cã bµi tËp di truyÒn. Nh­ng riªng phÇn bµi tËp di truyÒn quÇn thÓ vµ tiÕn hãa nhá cßn Ýt t¸c gi¶ ®Ò cËp ®Õn mét c¸ch cô thÓ vµ s©u s¾c.Nh­ng nh×n chung c¸c tµi liÖu ®· gióp häc sinh cñng cè vµ kh¾c s©u hoµn thiÖn kiÕn thøc, t¹o cho c¸c em kh¶ n¨ng t­ duy s¸ng t¹o, kÕt hîp nhuÇn nhuyÔn gi÷a lý thuyÕt víi thùc hµnh nh»m ®¹t ®­îc kÕt qu¶ cao trong qu¸ tr×nh lÜnh héi kiÕn thøc. 1.2. Vai trß cña bµi tËp di truyÒn vµ thùc tr¹ng gi¶ng d¹y häc tËp bµi tËp di truyÒn ë c¸c tr­êng THPT hiÖn nay 1.2.1. Vai trß cña bµi tËp di truyÒn Bµi tËp di truyÒn ®· gãp phÇn cñng cè, kh¾c s©u hoµn thiÖn kiÕn thøc, më réng lý thuyÕt vÒ di truyÒn ®· häc. §ång thêi gióp c¸c em vËn dông c¸c kiÕn thøc ®· häc vµo thùc tiÔn vµ gi¶i bµi tËp di truyÒn. §èi víi gi¸o viªn th× bµi tËp di truyÒn lµ ph­¬ng tiÖn ®Ó gi¶ng d¹y lý thuyÕt ®ång thêi còng lµ ph­¬ng tiÖn ®Ó truyÒn ®¹t kiÕn thøc cho häc sinh. Cßn ®èi víi häc sinh n¾m v÷ng ph­¬ng ph¸p gi¶i bµi tËp di truyÒn lµ coi nh­ lÜnh héi ®­îc kiÕn thøc vÒ di truyÒn. Trong qu¸ tr×nh lµm bµi tËp di truyÒn cßn gióp häc sinh ph¸t huy kh¶ n¨ng t­ duy logic, t­ duy khoa häc vµ s¸ng t¹o, rÌn cho häc sinh kÜ n¨ng tÝnh to¸n, kÜ n¨ng gi¶i bµi tËp sinh häc. Tõ ®ã häc sinh n©ng cao dÇn kh¶ n¨ng häc vµ gi¶i quyÕt vÊn ®Ò m«n häc mét c¸ch dÔ dµng h¬n khiÕn cho häc sinh høng thó say mª víi m«n häc h¬n sau nh÷ng giê häc trªn líp. Tãm l¹i bµi tËp di truyÒn cã vai trß cñng cè kh¾c s©u më réng kiÕn thøc di truyÒn. Gióp häc sinh t¨ng kh¶ n¨ng t­ duy logic, t¨ng kh¶ n¨ng liªn hÖ liªn m«n víi nh÷ng bé m«n khoa häc kh¸c. Tõ ®ã gióp c¸c em cã c¸i nh×n tæng quan vÒ di truyÒn häc hiÖn ®¹i. SVTH: TrÇn ThÞ Thóy -9- GVHD: NguyÔn V¨n L¹i Khãa luËn tèt nghiÖp 1.2.2. Thùc tr¹ng gi¶ng d¹y häc tËp bµi tËp di truyÒn ë c¸c tr­êng THPT hiÖn nay. Qua t×m hiÓu t×nh h×nh gi¶ng d¹y vµ häc tËp bµi tËp di truyÒn ë tr­êng THPT hiÖn nay chóng t«i nhËn thÊy : Nh×n chung häc sinh ë c¸c tr­êng phæ th«ng kh«ng ®­îc häc nhiÒu vÒ bµi tËp di truyÒn. ë c¸c tr­êng phæ th«ng gi¸o viªn ch­a chÞu khã m¹nh d¹n ®­a bµi tËp di truyÒn vµo c¸c giê gi¶ng kÓ c¶ gi¶ng bµi míi «n tËp hay luyÖn tËp. Gi¸o viªn chØ chó träng viÖc cung cÊp lý thuyÕt cho c¸c em mµ ch­a chó ý ®Õn viÖc c¸c em ¸p dông c¸c kiÕn thøc ®· häc nh­ thÕ nµo vµo viÖc gi¶i bµi tËp. Trong thùc tÕ còng cã mét sè gi¸o viªn ®· chó ý ®Õn viÖc gi¶ng d¹y, «n luyÖn bµi tËp cho häc sinh nh­ng viÖc sö dông bµi tËp trong gi¶ng d¹y ch­a phæ biÕn vµ ph­¬ng ph¸p sö dông ®Ó ®¹t hiÖu qu¶ nhËn thøc ch­a cao. Tãm l¹i viÖc gi¶ng d¹y vµ häc tËp bµi tËp di truyÒn ë c¸c tr­êng trung häc phæ th«ng hiÖn nay vÉn ch­a ®¸p øng ®­îc yªu cÇu ®æi míi cña gi¸o dôc nh»m ph¸t huy tÝnh tÝch cùc chñ ®éng s¸ng t¹o cña häc sinh. Bëi viÖc sö dông bµi tËp di truyÒn trong gi¶ng d¹y cÇn ®­îc chó ý h¬n vÒ néi dung vµ ph­¬ng ph¸p . 1.3. Nh÷ng kiÕn thøc c¬ b¶n cÇn chó ý khi gi¶i bµi tËp di truyÒn quÇn thÓ vµ tiÕn hãa nhá. 1.3.1. Kh¸i niÖm vÒ quÇn thÓ QuÇn thÓ kµ mét tËp hîp c¸c c¸ thÓ cïng loµi cïng sinh sèng trong mét kho¶ng kh«ng gian x¸c ®Þnh vµo mét thêi ®iÓm nhÊt ®Þnh. QuÇn thÓ kh«ng ph¶i lµ mét tËp hîp ngÉu nhiªn nhÊt thêi; mçi quÇn thÓ lµ mét céng ®ång cã lÞch sö h×nh thµnh vµ ph¸t triÓn chung, cã thµnh phÇn kiÓu gen ®Æc tr­ng vµ æn ®Þnh. SVTH: TrÇn ThÞ Thóy - 10 - GVHD: NguyÔn V¨n L¹i Khãa luËn tèt nghiÖp 1.3.2. CÊu tróc di truyÒn cña quÇn thÓ tù phèi XÐt mét tÝnh tr¹ng do 1 gen gåm 2 alen A vµ a quy ®Þnh. VËy cã 3 kiÓu tù phèi lµ AAxAA; AaxAa; aaxaa NÕu P : AA  AA ( hoÆc P : aa  aa), do kh«ng cã sù ph©n ly kiÓu gen ë thÕ hÖ sau nªn tû lÖ kiÓu gen AA ( hoÆc aa) t¹o ra tõ phÐp lai kh«ng ®æi qua c¸c thÕ hÖ. NÕu P : Aa  Aa do cã sù ph©n ly ë kiÓu gen nªn ë thÕ hÖ tiÕp theo sÏ lµ : : 1 1 1 AA  Aa  aa . 4 2 4 F2 : . 3 AA  2 Aa  3 aa F1 F3 : 8 8 8 7 2 7 AA  Aa  aa . 16 16 16 ‐ TØ lÖ dÞ hîp cø gi¶m dÇn qua mçi thÕ hÖ tù phèi theo s¬ ®å sau: (qua mçi thÕ hÖ tØ lÖ cña thÓ dÞ hîp chØ cßn b»ng mét nöa so víi thÕ hÖ liÒn tr­íc nã). SVTH: TrÇn ThÞ Thóy - 11 - GVHD: NguyÔn V¨n L¹i Khãa luËn tèt nghiÖp ‐ ThÓ hiÖn qua s¬ ®å: P F1 F2 F3 F4 .... aa aa aa aa Fn B¶ng 1.3: Sù biÕn ®æi cÊu tróc DT cña quÇn thÓ tù phèi qua c¸c thÕ hÖ SVTH: TrÇn ThÞ Thóy - 12 - GVHD: NguyÔn V¨n L¹i Khãa luËn tèt nghiÖp a. NÕu quÇn thÓ chØ cã 1 KG dÞ hîp. (P:100%Aa) Sè thÕ hÖ tù phèi TØ lÖ dÞ hîp Aa cßn l¹i TØ lÖ thÓ ®ång hîp (AA vµ aa) t¹o ra TØ lÖ mçi thÓ ®ång hîp AA hoÆc aa 1 ( 1 )1 1‐( 1 ) 1 [1‐( 1 ) 1 ]/2 (1 )2 1‐( 1 ) 2 [1‐( 1 ) 2 ]/2 ( 1 )3 1‐( 1 ) 3 [1‐( 1 ) 3 ]/2 …… …… …… (1 )n 1‐( 1 ) n [1‐( 1 ) n ]/2 2 2 2 2 3 …. n 2 2 2 2 2 2 2 2 2 B¶ng 2.3: Sù biÕn ®æi cÊu tróc di truyÒn cña quÇn thÓ tù phèi qua c¸c thÕ hÖ trong tr­êng hîp quÇn thÓ khëi ®Çu chØ cã KG dÞ hîp SVTH: TrÇn ThÞ Thóy - 13 - GVHD: NguyÔn V¨n L¹i Khãa luËn tèt nghiÖp b. NÕu quÇn thÓ khëi ®Çu cã cÊu tróc di truyÒn lµ : P : xAA : yAa : zaa (Víi x+y+z=1) Sè thÕ hÖ tù phèi 1 TØ lÖ mçi kiÓu gen trong quÇn thÓ Aa AA aa ( 1 ) 1 .y x+[y‐( 1 ) 1 ]:2 z+[y‐( 1 ) 1 ]:2 ( 1 ) 2 .y x +[y‐( 1 ) 2 ]:2 z +[y‐( 1 ) 2 ]:2 ( 1 ) 3 .y x +[y‐( 1 ) 3 ]:2 z +[y‐( 1 ) 3 ]:2 …… …… …… ( 1 ) .y x +[y‐( 1 ) n ]:2 z +[y‐( 1 ) n ]:2 2 2 2 2 3 …. n 2 2 2 n 2 2 2 2 2 2 B¶ng 3.3: Sù biÕn ®æi cÊu tróc di truyÒn cña quÇn thÓ tù phèi trong tr­êng hîp cã c¶ cÆp gen ®ång hîp vµ dÞ hîp 1.3.3. Sù c©n b»ng tr¹ng th¸i di truyÒn cña quÇn thÓ giao phèi 1.3.3.1. Kh¸i niÖm quÇn thÓ giao phèi QuÇn thÓ giao phèi lµ mét tËp hîp c¸c c¸ thÓ cïng loµi tr¶i qua nhiÒu thÕ hÖ cïng sinh sèng trong kho¶ng kh«ng gian x¸c ®Þnh, trong ®ã c¸c c¸ thÓ giao phèi tù do víi nhau vµ ®­îc c¸ch ly ë møc ®é nhÊt ®Þnh víi c¸c nhãm c¸ thÓ l©n cËn còng thuéc loµi ®ã. 1.3.3.2. Néi dung ®Þnh luËt Hardy-Weinberg. Trong nh÷ng ®iÒu kiÖn nhÊt ®Þnh, trong lßng quÇn thÓ giao phèi tÇn sè t­¬ng ®èi cña c¸c alen ë mçi gen cã khuynh h­íng duy tr× æn ®Þnh tõ thÕ hÖ nµy sang thÕ hÖ kh¸c. SVTH: TrÇn ThÞ Thóy - 14 - GVHD: NguyÔn V¨n L¹i Khãa luËn tèt nghiÖp 1.3.3.3. ý nghÜa cña ®Þnh luËt a. ý nghÜa. - VÒ mÆt lý luËn: §Þnh luËt t¹o c¬ së ®Ó gi¶i thÝch v× sao trong tù nhiªn cã nh÷ng quÇn thÓ duy tr× tr¹ng th¸i c©n b»ng di truyÒn æn ®Þnh qua mét thêi gian dµi. - VÒ mÆt thùc tiÔn: Dùa vµo ®Þnh luËt; tõ tØ lÖ kiÓu h×nh trong quÇn thÓ cã thÓ suy ra tØ lÖ c¸c KG vµ tÇn sè t­¬ng ®èi cña c¸c alen trong quÇn thÓ. Ng­îc l¹i tõ tÇn sè t­¬ng ®èi cña c¸c alen cã thÓ dù ®o¸n ®­îc tØ lÖ c¸c KG vµ KH trong quÇn thÓ. b. H¹n chÕ cña ®Þnh luËt Chóng ta kh«ng thÓ ¸p dông ®Ó gi¶i thÝch cho tÊt c¶ c¸c quÇn thÓ trªn thùc tÕ v× cÊu tróc di truyÒn cña quÇn thÓ trªn thùc tÕ th­êng xuyªn bÞ thay ®æi do c¸c yÕu tè: ‐ Kh¶ n¨ng sèng sãt vµ gi¸ trÞ thÝch nghi cña c¸c giao tö; c¸c thÓ ®ång hîp tréi, lÆn vµ thÓ dÞ hîp lµ kh¸c nhau. ‐ T¸c ®éng cña ®ét biÕn vµ ®Æc biÖt cña chän läc tù nhiªn th­êng xuyªn x¶y ra trong quÇn thÓ loµi lµm cho tÇn sè t­¬ng ®èi cña c¸c alen trong quÇn thÓ lu«n bÞ biÕn ®æi. 1.3.3.4. Mét sè c«ng thøc th­êng ®­îc sö dông khi gi¶i bµi tËp vÒ di truyÒn quÇn thÓ vµ tiÕn hãa nhá. a. C«ng thøc vÒ sù t­¬ng quan gi÷a tÇn sè t­¬ng ®èi cña c¸c alen vµ tÇn sè t­¬ng ®èi cña c¸c KG trong quÇn thÓ. Trong quÇn thÓ gi¶ sö xÐt mét gen gåm 2 alen A vµ a sù t­¬ng hîp gi÷a hai alen nµy t¹o cho quÇn thÓ cã 3 KG AA ;Aa vµ aa Gäi x lµ tÇn sè t­¬ng ®èi cña KG AA . SVTH: TrÇn ThÞ Thóy - 15 - GVHD: NguyÔn V¨n L¹i Khãa luËn tèt nghiÖp Gäi y lµ tÇn sè t­¬ng ®èi cña KG Aa. Gäi z lµ tÇn sè t­¬ng ®èi cña KG aa . Víi x+y+z=1. Vµ x,y,z >0 Suy ra tØ lÖ KG cña quÇn thÓ lµ : xA; y y A; a ;za. 2 2 TÇn sè t­¬ng ®èi cña alen A b»ng sè giao tö mang alen A vµ tÇn sè t­¬ng ®èi cña alen a b»ng sè giao tö mang alen a trong quÇn thÓ. Gäi p lµ tÇn sè t­¬ng ®èi cña alen A Gäi q lµ tÇn sè t­¬ng ®èi cña alen a P=x+ y y ; q=z+ ; víi p+q=1. 2 2 b. C«ng thøc vµ cÊu tróc di truyÒn cña quÇn thÓ giao phèi ë tr¹ng th¸i c©n b»ng di truyÒn. Víi p, q lÇn l­ît lµ tÇn sè t­¬ng ®èi cña c¸c alen A vµ a. Suy ra ta cã cÊu tróc di truyÒn cña quÇn thÓ ë tr¹ng th¸i c©n b»ng nh­ sau: p 2 AA : 2pqAa : q 2 aa  p  1 q Do p + q = 1 ta suy ra  q  1  p Do ®ã cÊu tróc di truyÒn cña quÇn thÓ c©n b»ng cßn ®­îc x¸c ®Þnh bëi: p 2 AA : 2p(1‐p)Aa : (1  p ) 2 aa.  (1  q ) 2 AA : 2q(1‐q)Aa : q 2 aa. SVTH: TrÇn ThÞ Thóy - 16 - GVHD: NguyÔn V¨n L¹i Khãa luËn tèt nghiÖp c. Tr­êng hîp 1 locus cã sè alen > 2 th× tÇn sè t­¬ng ®èi cña mçi alen ®­îc x¸c ®Þnh bëi c«ng thøc. 1 K Pi  hii   hij 2 j 1 Trong ®ã P i : Lµ tÇn sè t­¬ng ®èi cña alen thø i h ii : Lµ tÇn sè t­¬ng ®èi cña KG ®ång hîp gåm 2 alen thø i h ij : Lµ tÇn sè t­¬ng ®èi cña c¸c KG dÞ hîp gåm 2 alen thø i vµ thø j K: Lµ sè alen cña locus ®ã i,j = 1,2,3,….,k ; víi i  j. d. ¸p lùc ®ét biÕn . T¹i vÞ trÝ c©n b»ng, tÇn sè t­¬ng ®èi cña c¸c alen ®­îc tÝnh bëi c«ng thøc sau: v u p= u  v ; q= v  u ;   pu  qv    p  q  1    Trong ®ã : u ‐ tèc ®é ®ét biÕn theo chiÒu thuËn. v ‐ tèc ®é ®ét biÕn theo chiÒu nghÞch p ‐ tÇn sè t­¬ng ®èi cña alen tréi t¹i vÞ trÝ c©n b»ng q ‐ tÇn sè t­¬ng ®èi cña alen lÆn t¹i vÞ trÝ c©n b»ng * Tr­êng hîp x¶y ra c¶ ®ét biÕn thuËn vµ nghÞch u  v  ‐ NÕu u  0 th× tr¹ng th¸i c©n b»ng cña c¸c alen kh«ng thay ®æi v  0 SVTH: TrÇn ThÞ Thóy - 17 - GVHD: NguyÔn V¨n L¹i Khãa luËn tèt nghiÖp ‐ NÕu v = 0; u > 0 th× c¸c alen tréi cã thÓ do ¸p lùc ®ét biÕn mµ cuèi cïng bÞ lo¹i khái quÇn thÓ, tÇn sè P n cña alen tréi sau (n) ®êi so víi tÇn sè P 0 khëi ®Çu lµ: pn  po (1  n) n . e. ¸p lùc chän läc. HÖ sè chän läc S ph¶n ¸nh c­êng ®é chän läc, ®µo th¶i nh÷ng KG kh«ng cã lîi kÐm thÝch nghi. NÕu 1 gen nµo ®ã cã hÖ sè chän läc S th× gi¸ trÞ thÝch nghi t­¬ng øng cña nã lµ :W = 1‐S. Víi S=1 th× tÇn sè t­¬ng ®èi cña alen lÆn sau (n) thÕ hÖ ®­îc x©y dùng dùa vµo tÇn sè t­¬ng ®èi cña alen ë thÕ hÖ khëi ®Çu nh­ sau: qn  SVTH: TrÇn ThÞ Thóy - 18 - q 1  nq GVHD: NguyÔn V¨n L¹i Khãa luËn tèt nghiÖp Ch­¬ng 2: §èi t­îng vµ ph­¬ng ph¸p nghiªn cøu 2.1. §èi t­îng nghiªn cøu. ‐ Bµi tËp vÒ phÇn di truyÒn häc quÇn thÓ vµ tiÕn hãa nhá trong ch­¬ng tr×nh di truyÒn ë THPT. ‐ Nghiªn cøu vµ ®¸nh gi¸ sù nhËn thøc,kh¶ n¨ng ph©n lo¹i vµ gi¶i bµi tËp di truyÒn cña HS THPT. ‐ Kh¶o nghiÖm trªn c¸c em HS líp 12A1;12A2;12A3;12A4;12A5 tr­êng THPT Trùc Ninh A ( Trùc Ninh‐Nam §Þnh ). 2.2. Ph­¬ng ph¸p nghiªn cøu ‐ Thu thËp vµ tham kh¶o tµi kiÖu phÇn truyÒn häc quÇn thÓ vµ tiÕn hãa nhá : Gi¸o tr×nh di truyÒn häc c¸c tr­êng §HSP, c¸c s¸ch n©ng cao biªn so¹n cho khèi THPT vÒ di truyÒn häc ‐ Trao ®æi víi c¸c gi¶ng viªn gi¶ng d¹y ë ®¹i häc vµ c¸c gi¸o viªn cã kinh nghiÖm ë tr­êng phæ th«ng ‐ Nghiªn cøu b»ng thùc nghiÖm th«ng qua hÖ thèng phiÕu kiÓm tra, bµi kiÓm tra tù luËn gåm 6 bµi tËp vÒ phÇn di truyÒn häc quÇn thÓ vµ tiÕn hãa nhá (90’) phï hîp víi kh¶ n¨ng cña häc sinh THPT. ‐ KiÓm tra kh¶ n¨ng nhËn thøc vÒ bµi tËp, kh¶ n¨ng ph©n d¹ng vµ gi¶i bµi tËp cña c¸c em HS. Tõ ®ã ph¸t hiÖn ra c¸c lçi sai th­êng gÆp khi gi¶i c¸c bµi tËp ®ã. SVTH: TrÇn ThÞ Thóy - 19 - GVHD: NguyÔn V¨n L¹i Khãa luËn tèt nghiÖp Ch­¬ng 3: kÕt qu¶ nghiªn cøu vµ th¶o luËn 3.1. KÕt qu¶ thùc nghiÖm ‐ Chóng t«i ®· so¹n 6 bµi tËp vÒ di truyÒn häc quÇn thÓ vµ tiÕn hãa nhá ®Ó kiÓm tra trùc tiÕp trªn c¸c líp 12A1;12A2;12A3;12A4;12A5 tr­êng THPT Trùc Ninh A (Trùc Ninh‐ Nam §Þnh). ‐ Yªu cÇu cña ®Ò kiÓm tra lµ: + X¸c ®Þnh d¹ng bµi tËp ®ã thuéc d¹ng nµo cña truyÒn häc quÇn thÓ vµ tiÕn hãa nhá + Tr×nh bµy c¸ch gi¶i hîp lý nhÊt Bµi 1: 1, Mét quÇn thÓ ruéng lóa cã 100% c©y cã KG AA quy ®Þnh h¹t dµi. Hái sau 5 vô gieo cÊy liªn tiÕp th× quÇn thÓ cã cÊu tróc di truyÒn nh­ thÕ nµo trong ®iÒu kiÖn kh«ng cã ®ét biÕn vµ ¸p lùc chän läc. 2, Cho biÕt quÇn thÓ I cã cÊu tróc di truyÒn: 10AA : 54Aa : 16aa. X¸c ®Þnh cÊu tróc di truyÒn cña quÇn thÓ sau 4 thÕ hÖ tù phèi. Bµi gi¶i Bµi tËp thuéc d¹ng vÒ sù ph©n bè KG trong quÇn thÓ tù phèi trong ®iÒu kiÖn kh«ng cã ¸p lùc chän läc, kh«ng cã ®ét biÕn. 1, Trong quÇn thÓ ruéng lóa lµ tù thô phÊn cã KG 100% AA quy ®Þnh h¹t dµi.  TØ lÖ KG kh«ng thay ®æi tõ thÕ hÖ nµy sang thÕ hÖ kh¸c hay cÊu tróc di truyÒn cña quÇn thÓ tù phèi nµy kh«ng ®æi. SVTH: TrÇn ThÞ Thóy - 20 - GVHD: NguyÔn V¨n L¹i
- Xem thêm -