Nội dung

Sáng kiến kinh nghiệm - Người thực hiện : Mai Xuân Dung - Trường THCS TT Ba Tơ PHẦN A. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI. Năm học 2005 – 2006 là năm đầu tiên BGD chính thức đưa vào áp dụng đại trà sách giáo khoa sinh học 9 nói riêng và bộ SGK lớp 9 nói chung theo chương trình đổi mới. Trong chương trình SGK sinh học 9 có đưa vào các kiến thức về Di truyền và Biến dị. Do đó đòi hỏi học sinh phải nắm được các kiến thức cơ bản về lai một cặp và hai cặp tính trạng của Menđen; nhiễm sắc thể; ADN và gen; ARN…, đồng thời biết vận dụng lý thuyết vào giải các dạng bài tập này. Tuy nhiên do phân phối chương trình quy định thời gian dành cho việc vận dụng vào giải bài tập rất ít hoặc thậm chí không có nên giáo viên và học sinh không có đủ thời gian để thực hành giải các dạng bài tập này trên lớp cũng như trong việc dạy bồi dưỡng học sinh giỏi. Trong khi đó đề thi học sinh giỏi Sinh lớp 9, thi tuyển sinh vào lớp 10… luôn đòi hỏi học sinh phải biết giải các dạng toán này. Mặt khác đây cũng chính là các dạng toán cơ bản để giúp học sinh có đủ cơ sở khi lên học cấp THPT. Chính vì thế, tôi làm đề tài này nhằm giúp giáo viên có thêm thông tin về các dạng toán cơ bản trong chương trình Sinh học ở bậc THCS để vận dụng vào việc dạy trên lớp, dạy học tự chọn cũng như dạy bồi dưỡng học sinh giỏi trong các nhà trường. 1 Sáng kiến kinh nghiệm - Người thực hiện : Mai Xuân Dung - Trường THCS TT Ba Tơ PHẦN B. NỘI DUNG ĐỀ TÀI PHẦN 1. DI TRUYỀN PHÂN TỬ. A. CẤU TẠO ADN: I. TÓM TÁT KIẾN THỨC CƠ BẢN: - Phân tử ADN (axit đêôxiribônuclêic) có kích thước và khối lượng lớn; có cấu tạo đa phân, tức do nhiều dơn phân hợp lại. - Mỗi đơn phân là một nuclêôtit có chiều dài 3,4A0 và có khối lượng trung bình là 300đvC. Có 4 loại nuclêôtit là A (ađênin), T (timin), G (guanin) và X ( xitôzin). - Các nuclêôtit liên kết nhau tạo thành 2 mạch pôlinuclêôtit. Các nuclêôtit trên hai mạch của ADN liên kết theo từng cặp, gọi là nguyên tắc bổ sung: A liên kết với T bằng 2 liên kết hyđrô G liên kết với X bằng 3 liên kết hyđrô. - Bốn loại nuclêôtit sắp xếp với thành phần, số lượng và trật tự khác nhau tạo cho ADN vừa có tính đa dạng vừa có tính đặc thù. II. CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI: DẠNG 1. Tính chiều dài, số lượng nuclêôtit và khối lượng của phân tử ADN. 1. Hướng dẫn và công thức: Hai mạch pôlinuclêôtit của ADN xếp song song nhau nên chiều dài của ADN bằng chiều dài của một mạch. Ký hiệu: N: số nuclêôtit của ADN N : số nuclêôtit của 1 mạch 2 L: chiều dài của ADN M: khối lượng của ADN. Mỗi nuclêôtit dài 3,4A0 và có khối lượng trung bình là 300đvC, nên: L= N . 3,4A0 2 N= 2L 3,4A0 M= N . 300đvC 2 Sáng kiến kinh nghiệm - Người thực hiện : Mai Xuân Dung - Trường THCS TT Ba Tơ 2. Bài tập và hướng dẫn giải: Bài 1. Có hai đoạn ADN: - Đoạn thứ nhất có khối lượng là 900.000đvC. - Đoạn thứ hai có 2400 nuclêôtit. Cho biết đọan ADN nào dài hơn và dài hơn bao nhiêu? GIẢI - Xét đoạn ADN thứ nhất: Số lượng nuclêôtit của đoạn: N= 900.000 M = = 3000(nu). 300 300 Chiều dài của đoạn ADN: L= N 3000 . 3,4A0 = . 3,4A0 = 5100A0 2 2 - Xét đoạn ADN thứ hai: Chiều dài của đoạn ADN: L= N 2400 . 3,4A0 = . 3,4A0 = 4080A0 2 2 Vậy đoạn ADN thứ nhất dài hơn đoạn AND thứ hai: 5100A0 - 4080A0 = 1020A0. Bài 2. Gen thứ nhất có chiều dài 3060A0. Gen thứ hai nặng hơn gen thứ nhất 36000đvC. Xác định số lượng nuclêôtit của mỗi gen. GIẢI Số lượng nuclêôtit của gen thứ nhất: N= 2L 3,4A0 = 2.3060 = 1800( nu). 3,4 Khối lượng của gen thứ nhất: 3 Sáng kiến kinh nghiệm - Người thực hiện : Mai Xuân Dung - Trường THCS TT Ba Tơ M= N . 300đvC = 1800 . 300đvC = 540000đvC. Khối lượng của gen thứ hai: 540000đvC + 36000đvC = 576000đvC. Số lượng nuclêôtit của gen thứ hai: N= M 576000 = = 1920 ( nu). 300 300 DẠNG 2. Tính số lượng và tỉ lệ từng loại nuclêôtit của phân tử ADN. 1. Hướng dẫn và công thức: Theo nguyên tắc bổ sung, trong phân tử ADN, số nuclêôtit loại A luôn bằng T và G luôn bằng X: A=T G=X - Số lượng nuclêôtit của phân tử ADN: A+T+G+X=N Hay 2A + 2G =N. A+G= N 2 - Suy ra tương quan tỉ lệ các loại nuclêôtit trong phân tử ADN: A + G = 50% N T + X = 50% N. 2. Bài tập và hướng dẫn giải: Bài 1. Một gen dài 0,408micrômet và có số nuclêôtit loại G bằng 15%. Xác định số lượng và tỉ lệ từng loại nclêôtit của gen. GIẢI Tổng số nuclêôtit cuae gen: 2L N= 3,4A0 2x0,408x104 = = 2400(nu). 3,4 Gen có: G = X = 15%. Suy ra A = T = 50% - 15% = 35%. Vậy tỉ lệ và số lượng từng loại nuclêôtit của gen là: A = T = 35% x 2400 = 840 ( nu). 4 Sáng kiến kinh nghiệm - Người thực hiện : Mai Xuân Dung - Trường THCS TT Ba Tơ G = X = 15% x 2400 = 360 ( nu). Bài 2. Gen thứ nhất có 900G bằng 30% tổng số nuclêôtit của gen. Gen thứ hai có khối lượng 900000đvC. Hãy xác định gen nào dài hơn. GIẢI - Xét gen thứ nhất: Số lượng nuclêôtit của gen thứ nhất: N = 900 x 100 = 3000 ( nu). 30 Chiều dài của gen thứ nhất: L= N 3000 . 3,4A0 = . 3,4A0 = 5100A0 2 2 - Xét gen thứ hai: Số lượng nuclêôtit của gen thứ hai: N= M 900000 = = 3000 ( nu). 300 300 Chiều dài của gen thứ hai: L= N 3000 . 3,4A0 = . 3,4A0 = 5100A0 2 2 Vậy hai gen có chiều dài bằng nhau. DẠNG 3. Xác định trình tự và số lượng các loại nuclêôtit trên mỗi mạch pôlinuclêôtit của thân tử ADN. 1. Hướng dẫn và công thức: - Xác định trình tự nuclêôtit trên mỗi mạch của phân tử ADN dựa và NTBS: A trên mạch này liên kết với T trên mạch kia và G trên mạch này liên kết với X trên mạch kia. 5 Sáng kiến kinh nghiệm - Người thực hiện : Mai Xuân Dung - Trường THCS TT Ba Tơ - Gọi A1, T1, G1, X1 lần lượt là số nuclêôtit mỗi loại trên mạch thứ nhất và A2, T2, G2, X2 lần lượt là số nuclêôtit mỗi loại trên mạch thứ hai. Dựa vào NTBS, ta có: A1 = T 2 T 1 = A2 G 1 = X2 X1 = G 2 A = T = A1 + A 2 G = X = G1 + G2 2. Bài tập và hướng dẫn giải: Bài 1. Một đoạn của phân tử ADN có trật tự các nuclêôtit trên mạch đơn thứ nhất như sau: …AAT-AXA-GGX-GXA-AAX-TAG… a. Viết trật tự các nuclêôtit trên mạch đơn thứ hai của đọan ADN . b. Xác định số lượng từng loại nuclêôtit của mỗi mạch và của đọan ADN đã cho. GIẢI a. Trật tự các nuclêôtit trên mạch đơn thứ hai của đọan ADN : …TTA-TGT-XXG-XGT-TTG-ATX... b. Số lượng từng loại nuclêôtit của mỗi mạch và của đọan ADN. Theo đề bài và theo NTBS, ta có số nuclêôtit trên mỗi mạch: A1 = T2 = 8 ( nu) T1 = A2 = 2 (nu) G1 = X2 = 4( nu) X1 = G2 = 4 ( nu). Số lượng từng loại nuclêôtit của đọan ADN: A = T = A1 + A2 = 8+2 = 10 (nu) G = X = G1 + G2 = 4+4 = 8 ( nu). Bài 2. Một gen có chiều dài 5100A0 và có 25%A. Trên mạch thứ nhất có 300T và trên mạch thứ hai có 250X. Xác định: a. Số lượng từng loại nuclêôtit của cả gen. b. Số lượng từng loại nuclêôtit của mỗi mạch gen. 6 Sáng kiến kinh nghiệm - Người thực hiện : Mai Xuân Dung - Trường THCS TT Ba Tơ GIẢI a. Số lượng từng loại nuclêôtit của cả gen: Tổng số nuclêôtit của gen: N= 2L 3,4A0 = 2x5100 = 3000( nu). 3,4 Theo đề: A =T = 25% Suy ra G = X = 50% - 25% = 25% Vậy số lượng từng loại nuclêôtit của gen đều bằng nhau: A = T = G = X = 25% x 3000 = 750 (nu). b. Số lượng từng loại nuclêôtit của mỗi mạch gen: Theo đề bài và theo NTBS, ta có: T1 = A2 = 300 ( nu) Suy ra A1 = T2 = A – A2 = 750 – 300 = 450 (nu). G1 = X2 = 250 ( nu) Suy ra X1 = G2 = G – G1 = 750 – 250 = 500 (nu). DẠNG 4. Tính số liên kết hyđrô của phân tử ADN. 1. Hướng dẫn và công thức: Trong phân tử ADN: - A trên mạch này liên kết với T trên mạch kia bằng 2 liên kết hyđrô. - G trên mạch này liên kết với X trên mạch kia bằng 3 liên kết hyđrô. Gọi H là số liên kết hyđrô của phân tử ADN H = ( 2 x số cặp A-T) + ( 3 x số cặp G-X) Hay: H = 2A + 3G 2. Bài tập và hướng dẫn giải: Bài 1. Một gen có 2700 nuclêôtit và có hiệu số giữa A với G bằng 10% số nuclêôtit của gen. 7 Sáng kiến kinh nghiệm - Người thực hiện : Mai Xuân Dung - Trường THCS TT Ba Tơ a. Tính số lượng từng loại nuclêôtit của gen. b. Tính số liên kết hyđrô của gen. GIẢI a. Số lượng từng loại nuclêôtit của gen: Theo đề: A – G = 10% Theo NTBS A + G = 50% Suy ra: 2A Vậy A = T = 30% Suy ra: G = X = 50% - 30% = 20%. = 60% Số lượng từng loại nuclêôtit của gen: A = T = 30% x 2700 = 810 ( nu) G = X = 20% x 2700 = 540 ( nu). b. Số liên kết hyđrô của gen: H = 2A + 3G = ( 2 x 810) + ( 3 x 540) = 3240 Lkết. Bài 2. Một gen có 2720 liên kết hyđrô và có số nuclêôtit loại X là 480. Xác định: a. Số lượng từng loại nuclêôtit của gen. b. Chiều dài của gen. GIẢI a. Số lượng từng loại nuclêôtit của gen: Theo đề: G = X = 480( nu). Gen có 2720 liên kết hyđrô, nên: H = 2A + 3G  2720 = 2.A + ( 3 x 480) Suy ra A = 2720  (3x480) = 640(nu). 2 Vậy số lượng từng loại nuclêôtit của gen là: 8 Sáng kiến kinh nghiệm - Người thực hiện : Mai Xuân Dung - Trường THCS TT Ba Tơ A = T = 640(nu) ; G = X = 480(nu). a. Chiều dài của gen: Số lượng nuclêôtit trên một mạch của gen: N = A + G = 480+ 640 = 1120(nu). 2 Chiều dài của gen: L= N . 3,4A0 = 1120 x 3,4A0 = 3808A0 2 B. CƠ CHẾ NHÂN ĐÔI ADN. I. TÓM TẮT KIẾN THỨC CƠ BẢN: Dưới tác dụng của men, hai mạch đơn của phân tử ADN lần lượt tách các liên kết hyđrô từ đầu này đến đầu kia. Khi ấy, các nuclêôtit tự do của môi trường nội bào lần lượt di chuyển vào và liên kết với các nuclêôtit của hai mạch đơn theo NTBS: - A của mạch liên kết với T của môi trường - T của mạch liên kết với A của môi trường - G của mạch liên kết với X của môi trường - X của mạch liên kết với G của môi trường Kết quả từ một phân tử ADN mẹ hình thành 2 phân tử ADN con giống hệt nhau và giống với ADN mẹ. Trong mỗi phân tử ADN con có một mạch đơn nhận từ ADN mẹ và một mạch đơn còn lại được liên kết từ các nuclêôti của môi trường. Quá trình nhân đôi của ADN còn gọi là quá trình tự sao. II. CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI. DẠNG 1. Tính số lần nhân đôi của ADN và số phân tử ADN được tạo ra qua quá trình nhân đôi. 1. Hướng dẫn và công thức: Phân tử ADN thực hiện nhân đôi: 9 Sáng kiến kinh nghiệm - Người thực hiện : Mai Xuân Dung - Trường THCS TT Ba Tơ Số lần nhân đôi Số ADN con 1 2 = 21 2 4 = 22 3 8 = 23 Gọi x là số lần nhân đôi của ADN thì số phân tử ADN được tạo ra là: 2x 2. Bài tập và hướng dẫn giải: Bài 1. Một gen nhân đôi một số lần và đã tạo được 32 gen con. Xác định số lần nhân đôi của gen. GIẢI Gọi x là số lần nhân đôi của gen, ta có số gen con tạo ra là: 2x = 32 = 25 Suy ra x = 5 Vậy gen đã nhân đôi 5 lần. Bài 2. Một đoạn phân tử ADN có trật tự các nuclêôtit trên một mạch đơn như sau: -A-T-X-A-G-X-G-T-Aa. Xác định trật tự các nuclêôtit của môi trường đến bổ sung với đoạn mạch trên. b. Viết hai đoạn phân tử ADN mới hình thành từ quá trình nhân đôi của đoạn ADN nói trên. GIẢI a. Trật tự các nuclêôtit của môi trường: -T-A-G-T-X-G-X-A-Tb. Hai đoạn ADN mới: Theo đề và theo NTBS, đọan ADN đã cho có trật tự các cặp nuclêôtit như sau: -A-T-X-A-G-X-G-T-A- 10