SKKN Khai thác và phân dạng bài tập về liên kết Hidro của axit deoxiribonucleic trong chương trình sinh học lớp 9 Trường THCS Thiết Ống, huyện Bá Thước
Sinh học là môn khoa học cơ bản trong nhà tr¬ường. Sự phát triển của khoa học kĩ thuật cho ra đời nhiều loại thiết bị hiện đại phục vụ cho nghiên cứu, kiến thức sinh học đã và đang trở nên rộng hơn, sâu hơn. Do đó việc dạy tốt bộ môn sinh học trở thành một nhiệm vụ rất quan trọng, song cũng gặp nhiều khó khăn, trở ngại, Đặc biệt bộ môn sinh học 9, với lượng kiến thức lí thuyết mang tính khoa học hàn lâm, gây cho học sinh cảm giác ngại tiếp xúc, ngại học ngay từ những bài đầu tiên. Với mục tiêu dạy tốt học tốt, tôi thiết nghĩ cần phải lồng ghép giữa dạy lí thuyết với việc hình thành kĩ năng giải bài tập cho các em; nhất là mảng bài tập di truyền.
Qua thực tế giảng dạy Sinh học 9 tại trường THCS Thiết Ống nhận thấy: các em khá lúng túng khi làm các bài tập di truyền phân tử có liên quan đến các liên kết hóa học. Mặt khác, thời lượng số tiết trên tuần của bộ môn ít (2tiết/tuần), chỉ có 1-2 tiết bài tập/ 1 học kì gây khó khăn không nhỏ cho giáo viên giảng dạy bộ môn Sinh học khi hỗ trợ các em giải bài tập di truyền nói chung và bài tập về liên kết hóa học nói riêng. Thông thường việc này chỉ có thể thực hiện với nhóm học sinh ôn thi đội tuyển học sinh giỏi tuy vậy cũng mất không ít thời gian của cả thầy lẫn trò. Do đó trong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi, mỗi giáo viên phải có những sáng tạo riêng trong phương pháp hướng dẫn học sinh cách khai thác và hệ thống các dạng bài tập.
Từ quá trình dạy học sinh học lớp 9 và bồi dưỡng học sinh giỏi, tôi đã rút ra một số kinh nghiệm "Khai thác và phân dạng bài tập về liên kết Hidro của axit deoxiribonucleic trong chương trình sinh học lớp 9 Trường THCS Thiết Ống, huyện Bá Thước”. Với mong muốn giúp các em giải bài tập về liên kết Hidro của axit deoxiribonucleic (ADN)- bài toán di truyền phân tử - hướng tới đối tượng là học sinh ôn đội tuyển thi học sinh giỏi. Ngoài ra tôi cũng sử dụng một số dạng bài cơ bản trong giảng dạy chính khóa môn sinh học 9 với mục đích củng cố và hệ thống kiến thức lí thuyết cho học sinh đại trà. Từ đó tạo sự hứng thú, phát huy tính tích cực chủ động của các em trong học tập, các em không còn ngại học môn Sinh học đồng thời nâng cao chất lượng bộ môn.
PHẦN 1. MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Sinh học là môn khoa học cơ bản trong nhà trường. Sự phát triển của khoa học kĩ thuật cho ra đời nhiều loại thiết bị hiện đại phục vụ cho nghiên cứu, kiến thức sinh học đã và đang trở nên rộng hơn, sâu hơn. Do đó việc dạy tốt bộ môn sinh học trở thành một nhiệm vụ rất quan trọng, song cũng gặp nhiều khó khăn, trở ngại,Đặc biệt bộ môn sinh học 9, với lượng kiến thức lí thuyết mang tính khoa học hàn lâm, gây cho học sinh cảm giác ngại tiếp xúc, ngại học ngay từ những bài đầu tiên. Với mục tiêu dạy tốt học tốt, tôi thiết nghĩ cần phải lồng ghép giữa dạy lí thuyết với việc hình thành kĩ năng giải bài tập cho các em; nhất là mảng bài tập di truyền. Qua thực tế giảng dạy Sinh học 9 tại trường THCS Thiết Ống nhận thấy: các em khá lúng túng khi làm các bài tập di truyền phân tử có liên quan đến các liên kết hóa học. Mặt khác, thời lượng số tiết trên tuần của bộ môn ít (2tiết/tuần), chỉ có 1-2 tiết bài tập/ 1 học kì gây khó khăn không nhỏ cho giáo viên giảng dạy bộ môn Sinh học khi hỗ trợ các em giải bài tập di truyền nói chung và bài tập về liên kết hóa học nói riêng. Thông thường việc này chỉ có thể thực hiện với nhóm học sinh ôn thi đội tuyển học sinh giỏi tuy vậy cũng mất không ít thời gian của cả thầy lẫn trò. Do đó trong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi, mỗi giáo viên phải có những sáng tạo riêng trong phương pháp hướng dẫn học sinh cách khai thác và hệ thống các dạng bài tập. Từ quá trình dạy học sinh học lớp 9 và bồi dưỡng học sinh giỏi, tôi đã rút ra một số kinh nghiệm "Khai thác và phân dạng bài tập về liên kết Hidro của axit deoxiribonucleic trong chương trình sinh học lớp 9 Trường THCS Thiết Ống, huyện Bá Thước”. Với mong muốn giúp các em giải bài tập về liên kết Hidro của axit deoxiribonucleic (ADN)- bài toán di truyền phân tử - hướng tới đối tượng là học sinh ôn đội tuyển thi học sinh giỏi. Ngoài ra tôi cũng sử dụng một số dạng bài cơ bản trong giảng dạy chính khóa môn sinh học 9 với mục đích củng cố và hệ thống kiến thức lí thuyết cho học sinh đại trà. Từ đó tạo sự hứng thú, phát huy tính tích cực chủ động của các em trong học tập, các em không còn ngại học môn Sinh học đồng thời nâng cao chất lượng bộ môn. 2. Mục tiêu nghiên cứu: Cách khai thác và phân dạng bài tập về liên kết Hidro của axit deoxiribonucleic (ADN) vận dụng vào quá trình dạy ôn thi đội tuyển học sinh giỏi khối 9, lựa chọn một số dạng bài cơ bản để củng cố kiến thức lí thuyết và kích thích hứng thú cho học sinh đại trà trong các tiết bài tập và luyện tập. 3. Đối tượng nghiên cứu: Phần bài tập về liên kết Hidro của axit Deoxiribonucleic (ADN) qua chương III-ADN và gen, chương IV- Biến dị / Phần 1-Di truyền và biến dị/ Sinh học lớp 9. 4. Phương pháp nghiên cứu: Tôi đã phối hợp nhiều phương pháp trong quá trình thực hiện SKKN: - Phương pháp nghiên cứu xây dựng cơ sở lý thuyết: Tham khảo, nghiên cứu tài liệu hướng dẫn về phương pháp giải bài tập di truyền phân tử. Tham khảo SGK, SGV sinh học 9. - Phương pháp quan sát sư phạm: Quan sát thái độ, mức độ hứng thú, tích cực học tập của học sinh. - Phương pháp tổng kết, rút kinh nghiệm dạy và học: Tích lũy các giờ dạy trên lớp, dự giờ đồng nghiệp, đồng nghiệp dự giờ góp ý. - Phương pháp thực nghiệm: Lựa chọn lớp thực nghiệm và lớp đối chứng; áp dụng dạy thử nghiệm. - Phương pháp phân tích: So sánh chất lượng giờ dạy, lực học, mức độ tích cực của học sinh khi chưa áp dụng SKKN với khi đã áp dụng SKKN. PHẦN 2. NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 1. Cơ sở lý luận: Ta đã biết, chương trình Sinh học cấp THCS có thể phân chia thành 2 giai đoạn: ở giai đoạn 1 (lớp 6 và lớp 7) vì khả năng tư duy của học sinh còn hạn chế, vốn kiến thức sơ đẳng, SGK chỉ đề cập đến những khái niệm, những hiện tượng thực tiễn quen thuộc thường gặp hàng ngày đối với 2 đối tượng là thực vật và động vật; ở giai đoạn 2 ( lớp 8 và lớp 9) khả năng tư duy của các em đã phát triển, đã có một số hiểu biết ban đầu về khái niệm cũng như các kiến thức lí thuyết mang tính hàn lâm cao, đòi hỏi tính tư duy lôgic biện chứng. Do đó việc học tập môn sinh học ở lớp 9 có yêu cầu cao hơn, nhất là một số bài tập tính toán phần di truyền phân tử. Các bài tập về di truyền phân tử là những bài tập hay, lý thú và có tính tư duy toán học cao. Để giải các bài tập này học sinh phải có được hai vấn đề là có am hiểu cơ bản về kiến thức môn sinh học liên quan và có kiến thức, kĩ năng về toán học (công cụ). Việc giải quyết hai vấn đề này phụ thuộc vào cách dạy của giáo viên. Những bài tập về di truyền phân tử ở lớp 9 được khai thác ở chương III và chương IV. Mặc dù học sinh đã được trang bị kiến thức cơ bản về phân tử và nguyên tố hóa học từ môn hóa học lớp 8 tuy nhiên đây chỉ là những khái niệm cơ bản, những kiến thức hết sức sơ đẳng cho nên những bài tập loại này vẫn còn mới lạ đối với các em, mặc dù không quá phức tạp đối với học sinh lớp 9 nhưng vẫn cần tập dần cho các em có kỹ năng định hướng bài giải một cách có hệ thống, khoa học, dễ dàng tiếp nhận và giải quyết các bài toán di truyền đa dạng hơn ở cấp THPT cũng như khi đi sâu vào nghiên cứu Chuyên ngành ở các trường chuyên nghiệp về sau này. Đối với việc hướng dẫn học sinh làm bài tập ở các môn tự nhiên nói chung và môn sinh học 9 nói riêng thì giáo viên thường dạy theo chủ đề. Với bản thân tôi khi dạy theo cách này thường tiến hành theo các bước sau: - Trước hết giáo viên phải dạy cho học sinh nắm được các kiến thức sinh học cơ bản liên quan đến chủ đề. - Trên cơ sở đó, phân tích một bài tập cụ thể để xây dựng hệ thống công thức có liên quan. - Trong chủ đề, tổ chức cho học sinh giải theo dạng bài tập và qua từng bài tập phát triển tư duy cho học sinh bằng cách hướng dẫn học sinh đưa ra bài tập mới từ bài ban đầu, hay “giải một bài để giải được nhiều bài ”. 2. Thực trạng của việc giải các bài tập về liên kết Hidro của axit deoxiribonucleic (ADN) đối với học sinh lớp 9 trường THCS Thiết Ống, huyện Bá Thước. Những năm gần đây, trong các kì thi học sinh giỏi cấp huyện, cấp tỉnh, thi vào lớp 10 THPT chuyên xuất hiện các bài tập về liên kết hóa học và thường là những bài tập hay, cơ bản, điển hình cho dạng bài tập định lượng trong bộ môn sinh học. Các đề thi học kì I của Sở giáo dục gần đây đã đưa các bài tập di truyền phân tử liên quan đến các liên kết hóa học nhưng nhìn chung kết quả thi của các em như chúng ta đã biết là không cao vì các em thường không làm tốt dạng bài tập này, thậm chí là bỏ qua không làm. Thực ra trong phân phối chương trình sinh học lớp 9 không có nhiều thời lượng cho việc làm bài tập mà trong sách tham khảo lại có rất nhiều bài tập về liên kết hóa học. Khi gặp bài tập về liên kết hóa học học sinh thường lúng túng, không hiểu được yêu cầu cơ bản của bài tập nên dẫn đến không có phương pháp giải. Theo tôi nguyên nhân của thực trạng này được thể hiện ở một số điểm sau: + Học sinh chưa có kiến thức về toán học liên quan (lũy thừa, phương trình bậc nhất, phương trình bậc 2, hệ phương trình 2 ẩn hoặc 3 ẩn,...) hoặc có em có kiến thức cơ bản nhưng khi giải bài tập sinh học không biết cách vận dụng. + Học sinh chưa nắm sâu sắc được mối quan hệ cơ bản giữa các đại lượng sinh học cơ bản trong bài tập. + Đa số các em chưa có định hướng chung về phương pháp học lý thuyết, vận dụng công thức chưa linh hoạt, chưa có phương pháp giải bài tập di truyền phân tử. + Thông thường giáo viên vẫn cho học sinh tiếp cận với bài tập về liên kết hóa học nhưng không phân theo dạng, theo chủ đề nên học sinh không rèn luyện được khả năng phân tích, tổng hợp, nhận dạng bài tập, dẫn đến học sinh thụ động, máy móc khi gặp phải dạng toán này trong bài thi. Trước đây (trước năm học 2014-2015) khi chưa vận dụng sáng kiến này vào dạy bồi dưỡng học sinh khá giỏi lớp 9, tôi có ra đề khảo sát học lực của học sinh đội tuyển ôn thi đối với các dạng bài tập như sáng kiến này. Kết quả thu được thống kê qua bảng sau: Bảng 1 Năm học Tổng số HS XL giỏi XL khá XL TB XL yếu SL % SL % SL % SL % 2012-2013 86 0 0.0 22 25.6 48 55.8 16 18.6 2013-2014 118 1 0.8 30 25.4 70 59.4 17 14.4 Trước khi vận dụng sáng kiến này thì kết quả thi học sinh giỏi các cấp còn thấp. Cụ thể: Bảng 2 Năm học Giải thi cấp huyện Sl học sinh dự thi cấp tỉnh Giải thi cấp tỉnh Năm học 2012-2013 2 0 0 Năm học 2013-2014 5 2 0 Xuất phát từ những hạn chế trong kết quả thi học sinh giỏi, tôi đã tự rút kinh nghiệm, vận dụng sáng kiến này nhằm cải tạo thực trạng trên qua việc khai thác và phân dạng bài tập về liên kết Hidro của axit deoxiribonucleic (ADN) trong chương trình sinh học lớp 9 Trường THCS Thiết Ống, huyện Bá Thước. 3. Các giải pháp đã sử dụng để khai thác và phân dạng bài tập về liên kết Hidro của axit deoxiribonucleic (ADN) trong chương trình sinh học lớp 9 Trường THCS Thiết Ống, huyện Bá Thước: Để triển khai chủ đề bài tập về liên kết Hidro trong các buổi ôn thi học sinh giỏi đạt hiệu quả, bản thân tôi đã nghiên cứu sách giáo khoa trước khi soạn bài, tham khảo các tài liệu nâng cao giành cho giáo viên và học sinh; các đề thi học sinh giỏi các cấp; các chuyên đề sinh học 9. Trên cơ sở đó tôi đã biên soạn thành hệ thống nội dung kiến thức và bài tập theo mạch kiến thức từ dễ đến khó sao cho phù hợp với đối tượng học sinh, phù hợp với mạch tư duy logic của các em - gây được sự hứng thú đối với học sinh. Ngoài những kiến thức trong sách giáo khoa, khi đưa các đơn vị kiến thức nâng cao tôi cũng đã thảo luận cùng nhóm, tổ chuyên môn; thử nghiệm qua mỗi bài giảng, mỗi khóa học sinh. Những bài tập về liên kết Hidro được đề cập ở đây là những bài điển hình, phù hợp với khả năng tiếp thu của học sinh, đem lại kết quả tốt qua các kì thi - cuộc thi mà học sinh của tôi có cơ hội tham gia. Quá trình tôi tổ chức thực hiện chủ đề bài tập về liên kết Hidro cụ thể như sau: 3.1. Hệ thống kiến thức cơ bản: 3.1.1. Kiến thức về Axit deoxiribonucleic (ADN): - Axit deoxiribonucleic hay ADN thuộc loại axit Nucleic - Axit Nucleic là một nhóm axit hữu cơ, có vai trò rất quan trọng trong hoạt động sống của tế bào và cơ thể, đảm bảo cho khả năng sinh tồn của nòi giống với chức năng mang và truyền đạt thông tin di truyền. Axit Nucleic gồm 2 loại: axit Deoxiribonucleic (ADN) và axit ribonucleic (ARN). Chúng đều là chất trùng hợp từ đơn phân là Nucleotit (viết tắt là Nu). Mỗi Nucleotit gồm 3 thành phần: + Nhóm photphat (P) có tính hóa học mạnh để liên kết các nhóm khác trong phản ứng ngưng tụ. + Đường pentozo ở ADN là đường deoxiribozo (C5H10O4) còn ở ARN là đường ribozo (C5H10O5). + Bazo nitric thuộc 2 nhóm: Purin (adenin và guanin) có kích thước lớn hơn và pirimidin (timin, xitzin, uraxin) có kích thước nhỏ hơn. Timin ở AND, còn uraxin chỉ có ở ARN. - ADN Có 4 loại nucleotit phân biệt nhau bởi Bazo nitric (A, T, G, X) đã tạo nên chuỗi phân tử (chuỗi polynucleotit) dài hàng trăm thậm chí hàng triệu đơn phân. - ADN theo mô hình của J.Oat xơn và F Crick, có cấu trúc 2 mạch ngược chiều nhau, liên kết giữa các Nu trên 1 mạch là liên kết photphodieste; giữa các Nu trên 2 mạch với nhau là liên kết Hidro. - ADN có đặc tính tự nhân đôi (tự sao): Quá trình này gồm các giai đoạn sau: + Đầu tiên 2 mạch của ADN nhờ các enzim gọi là helicaza, các enzim này phá vỡ các liên kết hidro giữa các bazo nhờ năng lượng giải phóng từ sự thủy phân các nucleozit 5’triphotphat. Các protein SSB gắn lên các đoạn mới được tách làm 2 mạch đơn không kết hợp lại được. + Tổng hợp đoạn mồi ARN. + Tổng hợp các mạch mới nhờ enzim polimeraza III. Các nucleotit của môi trường nội bào liên kết với các nucleotit ở mạch khuôn theo nguyên tắc bổ sung: A-T, G-X. - ADN có thể bị đột biến, các đột biến xảy ra trong quá trình tự sao của phân tử ADN, dẫn đến hình thành gen mới khi liên quan đến một hoặc một số cặp Nu; từ đó cũng dẫn đến sự thay đổi trong cấu trúc của ADN làm thay đổi số lượng các liên liên kết Hidro. 3.1.2. Kiến thức về liên kết Hidro của axit deoxiribonucleic (ADN): - Liên kết Hidro là một dạng liên kết hóa học yếu, đóng vai trò rất quan trọng trong cơ thể sống. Nhờ liên kết này đã hình thành nên cấu trúc không gian của các đại phân tử sống cơ bản như ADN, Protein, Lipit, - Liên kết Hidro giữa 2 mạch đơn của ADN theo nguyên tắc bổ sung, 1 purine - đơn phân có kích thước lớn (A hoặc G) của mạch đơn này với 1 pyrimidine- đơn phân có kích thước bé (T hoặc X) của mạch đơn bên kia; Cụ thể: A liên kết với T bằng 2 liên kết hidro còn X liên kết với G bằng 3 liên kết hidro. Điều này đảm bảo được khoảng cách đều đặn giữa 2 mạch đơn. - Với đặc tính là liên kết yếu nên liên kết Hidro có thể bị phá vỡ dễ dàng trong quá trình nhân đôi ADN và phiên mã gen. Tuy vậy chuỗi xoắn kép ADN có sự tương tác liên kết hiđro giữa các cặp bazơ lân cận làm cho phân tử ADN khi ở trạng thái xoắn kép sẽ bền vững hơn. Thêm vào đó, mỗi phân tử ADN có một số lượng lớn nhất định các liên kết hidro cho nên dù bị chuyển động nhiệt làm phá vỡ những liên kết hidro ở 2 đầu phân tử nhưng ở giữa phân tử nếu vẫn còn liên kết hidro thì sẽ gắn 2 sợi đơn lại chỉ khi bị nhiệt độ quá cao gần điểm sôi mới tách chúng ra được. - Sự vi phạm nguyên tắc bổ sung trong liên kết hidro sẽ dẫn đến biến đổi trong cấu trúc của đoạn phân tử ADN (đột biến gen). Thay đổi cấu trúc của phân tử ARN do đoạn ADN đó mã hóa, biến đổi cấu trúc của Protein tương ứng, cuối cùng biểu hiện thành kiểu hình đột biến. 3.2. Xây dựng công thức tổng quát từ bài tập cụ thể: Nếu gọi tổng số nucleotit trong 1 phân tử ADN là: N (Đk: N là số nguyên dương) Căn cứ vào cấu trúc 2 mạch bổ sung của mỗi phân tử ADN, số nucleotit trên 1 mạch của phân tử là N/2. Trên cơ sở lí thuyết đã được phân tích ở trên, có thể xây dựng công thức liên quan đến liên kết Hidro như sau: 3.2.1. Tính số liên kết Hidro ( H ) trong phân tử AND: Bài tập cơ sở 1 : Một gen dài 5100 Ǻ và Ađenin chiếm 20% số Nucleotit của gen. Hãy xác định số liên kết hidro của gen? Thảo luận: Bài tập yêu cầu xác định giá trị gì? ( Xác định số liên kết Hidro) Dữ kiện đề bài đã cho biết những gì? ( Chiều dài của gen L = 5100 Ǻ, tỉ lệ % số Nu loại A) - Các dữ kiện của đề bài có liên quan như thế nào với số liên kết Hidro? (Để tính được số liên kết Hidro cần xác định gen trên có bao nhiêu Nu loại A, bao nhiêu Nu loại G? từ % số Nu loại A có thể xác định được % số Nu loại G; xác định giá trị N (số Nu của gen) suy ra từ công thức tính chiều dài của gen.) Hướng dẫn giải - Từ công thức tính chiều dài của gen L = (N/2)3,4 Suy ra số nucleotit của gen là: N = (L: 3,4)2 = (5100 : 3,4)2 = 3000 Nu - Xác định số nucleotit của từng loại đơn phân: A = 20%N = 600 Nu G = (50%-20%)N = 900 Nu. - Số liên kết hidro (H): Vì : A của mạch này nối với T của mạch kia bằng 2 liên kết hidro và ngược lại G của mạch này nối với X của mạch kia bằng 3 liên kết hidro và ngược lại Mặt khác, dựa vào hệ quả của NTBS, trong phân tử ADN số lượng Nu loại A luôn bằng số lượng Nu loại T, số lượng Nu loại G luôn bằng số lượng Nu loại X (A = T và G = X) Do vậy số liên kết Hidro (H) được xác định như sau: H = 2A + 3G = 2 x 600 + 3 x 900 = 3900 (liên kết). Xây dựng công thức tổng quát: * Tính số liên kết Hidro ( H ) trong phân tử AND: Với H là số liên kết Hidro, A số lượng đơn phân Adenin (A = T); G là số lượng đơn phân Guanin (G = X) Số liên kết Hidro (H) của ADN được xác định như sau: H = 2A + 3 G hoặc H = 2T + 3X Vì N = A + T + G + X = 2A + 2G Nên số liên kết Hidro còn dược xác định theo công thức sau: H = N + G Hệ quả: (có thể hiểu là loại bài toán nghịch của dạng bài toán trên): Căn cứ vào công thức tính số liên kết hidro trong phân tử ADN H = 2A + 3G hoặc H = N + G Có thể suy ra các giá trị như sau: Khi bài toán cho biết H, giá trị G xác định có thể suy ra N theo công thức biến đổi sau: N = H – G Hoặc bài toán cho biết H, N có thể xác định được thành phần từng loại nucleotit của ADN như sau: Xác định giá trị G : G = H – N rồi tính giá trị A, T, X theo G. Từ đó có thể xác định các giá trị liên quan là: L (chiều dài của ADN), C (số chu kì xoắn của ADN) , M (khối lượng phân tử ADN), ..... 3.2.2. Tính số liên kết hidro được hình thành hoặc bị phá hủy khi ADN tự nhân đôi: Bài tập cơ sở 2 : Một gen có số nucleotit loại A = 600 và G = 3/2 A. Gen đó nhân đôi một số lần đã cần môi trường cung cấp 6300 nucleotit loại G. Hãy xác định số liên kết hidro bị phá hủy và được hình thành trong quá trình nhân đôi của ADN ? Thảo luận: Đề bài yêu cầu xác định giá trị gì? ( Số liên kết Hidro bị phá hủy và số liên kết Hidro được hình thành trong quá trình nhân đôi) Dữ kiên bài toán đã cho biết số lần tự nhân đôi chưa? (Chưa cho biết) Để xác định số lần tự nhân đôi cần dựa vào dữ kiện nào? ( Dựa vào số Nu loại G mà môi trường đã cung cấp; như vậy cần phải xác định được số Nu loại G của gen) Hướng dẫn giải - Xác định số nucleotit loại G của gen: G = 3/2 A = 3/2 x 600 = 900 Nu - Xác định giá trị k- số lần nhân đôi của gen Từ công thức tính số nucleotit loại G môi trường đã cung cấp cho gen nhân đôi k lần là: Gmt = (2k – 1) Ggen 6300 = (2k – 1)900 Suy ra (2k – 1) = 6300: 900 = 7 2k = 8 Vậy k = 3 Xác định số liên kết H: + Số liên kết H bị phá hủy trong quá trình nhân đôi của gen: Khi ADN tự nhân đôi hoàn toàn 2 mạch ADN tách ra, các liên kết hidro giữa 2 mạch nên số liên kết hidro bị phá vỡ bằng số liên kết hidro của AND ban đầu. ADN tự nhân đôi 3 lần: Lần 1: Có 1 phân tử ADN Số liên kết H bị phá vỡ = số liên kết H của ADN = H = 20H Lần 2: Có 21 = 2 phân tử ADN mới được tạo ra Số liên kết H bị phá vỡ = số liên kết H của 2 ADN = 2H = 21H Lần 3: Có 22 = 4 phân tử ADN mới được tạo ra Số liên kết H bị phá vỡ = số liên kết H của 4 ADN = 4H = 22H Vậy tổng số liên kết Hidro bị phá hủy sau 3 lần tự nhân đôi là: bị phá vỡ = 1H + 2H + 4H = (20 + 21 + 22)H = (23 - 1)H = (23 - 1)(2A + 3G) = 7 x 3900 = 27300 (liên kết) + Số liên kết Hidro được hình thành trong quá trình gen nhân đôi: Mỗi mạch đơn của ADN đều nối các nu tự do theo NTBS bằng các liên kết hidro nên số liên kết Hiđro được hình thành là tổng số liên kết Hiđro của 2 ADN con. Do đó số liên kết Hidro được hình thành trong quá trình nhân đôi chính là số liên kết Hidro của tất cả các gen con vừa được tạo ra sau 3 lần tự nhân đôi. H hình thành = 23H = 8 x 3900 = 31200 (liên kết). Xây dựng công thức tổng quát: Số liên kết hidro bị phá vỡ và số liên kết hidro được hình thành Qua 1 lần tự nhân đôi Khi ADN tự nhân đôi hoàn toàn 2 mạch ADN tách ra, các liên kết hidro giữa 2 mạch bị phá vỡ nên số liên kết hidro bị phá vỡ bằng số liên kết hidro của ADN ban đầu H bị phá vỡ = H ADN (liên kết) Mỗi mạch ADN đều nối các nu tự do theo NTBS bằng các liên kết hidro nên số liên kết hiđro được hình thành là tổng số liên kết hiđro của 2 ADN con H hình thành = 2 HADN (liên kết) Qua k lần tự nhân đôi Tổng số liên kết hydro bị phá vỡ : k = 1: Số liên kết H bị phá vỡ = số liên kết H của ADN = H = 20H k = 2: Số liên kết H bị phá vỡ = số liên kết H của 2 ADN = 2H = 21H k = 3: Số liên kết H bị phá vỡ = số liên kết H của 4 ADN = 4H = 22H k = n: Số liên kết H bị phá vỡ = 2n-1H Vậy tổng số liên kết Hidro bị phá hủy sau 3 lần tự nhân đôi là: bị phá vỡ = (20 + 21 + 22 +.....+ 2n-1 )H = (2n - 1)H (liên kết) - Tổng số liên kết hidro được hình thành : hình thành = H2n (liên kết) 3.2.3. Bài toán đột biến gen – liên quan đến rối loạn quá trình tự sao chép của ADN Bài tập cơ sở 3 : Trong phân tử ADN, ađênin (A) liên kết với timin (T) bởi 2 liên kết hiđrô và xitôzin (X) liên kết với guanin (G) bởi 3 liên kết hiđrô. a) Tính số liên kết hiđrô của gen khi biết: A + G = 700 nuclêôtit và A - G = 100 nuclêôtit. b) Số liên kết hiđrô của gen thay đổi như sau: -Trường hợp 1 : Mất một cặp nuclêôtit. -Trường hợp 2: Thêm một cặp nuclêôtit. -Trường hợp 3: Thay thế một cặp nuclêôtit này bằng một cặp nuclêôtit khác. Thảo luận: - Đối với câu a học sinh áp dụng công thức tính số liên kết Hidro đã được xây dựng từ bài toán cơ sở 1 để tính. - Đối với câu b để xác định số liên kết Hidro của gen đã thay đổi như thế nào q
Tài liệu đính kèm:
- skkn_khai_thac_va_phan_dang_bai_tap_ve_lien_ket_hidro_cua_ax.doc