Phân loại, biên soạn bài tập phần cơ sở vật chất và cơ chế di truyền ở cấp độ phân tử sinh học 12 khoá luận tốt nghiệp đại học

Trờng đại học s phạm h nội 2
Khoa sinh ktnn
*****************

Trần thị kim oanh

Phân loại, biên soạn bi tập
phần cơ sở vật chất v cơ chế
di truyền ở cấp độ phân tử
sinh học 12
Khoá luận tốt nghiệp đại học
Chuyên ngành: Phơng pháp dạy học Sinh học

Ngời hớng dẫn khoa học
ThS. hoμng thÞ kim hun

Hμ néi – 2009


Lời cảm ơn
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cô giáo ThS

Hoàng Thị Kim

Huyền đà tận tình hớng dẫn, giúp đỡ tôi hoàn thành đề tài nghiên cứu này.
Qua đây, tôi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo trong tổ Phơng pháp
dạy học khoa Sinh - KTNN; các thầy, cô giáo trờng THPT Yên Lập - Yên Lập Phú Thọ, trờng THPT Trần Hng Đạo TP Nam Định, các bạn sinh viên trong
khoa đà tạo điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành khoá luận tốt nghiệp này.
Trong quá trình nghiên cứu vì thời gian có hạn nên không tránh khỏi những
thiếu sót, rất mong đợc sự đóng góp ý kiến của các thầy, cô giáo và các bạn.
Tôi xin chân thành cảm ơn !

Hà Nội, ngày 29 tháng 04 năm 2009
Sinh viên

Trần Thị Kim Oanh


Lời cam đoan
Tôi xin cam đoan khoá luận này là kết quả nghiên cứu tìm tòi của riêng
bản thân tôi dới sự hớng dẫn trực tiếp của cô giáo

Hoàng Thị Kim

Huyền giảng viên khoa Sinh KTNN. Đề tài này cha đợc công bố tại bất kỳ
một công trình nghiên cứu khoa học của các tác giả khác.
Sinh viên

Trần Thị Kim Oanh


Mục lục
Trang
Phần I. Mở đầu....

1

1. Lí do chọn đề tài..

1

2. Mục đích nghiên cứu...

2

3. Nhiệm vụ nghiên cứu...

2

4. Đối tợng và phạm vi nghiên cứu

2

5. Phơng pháp nghiên cứu.

3

6. Những đóng góp của đề tài

3

Phần II. Nội dung và kết quả nghiên cứu..........................

5

Chơng 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài ...

5

1.1. Tổng quan các vấn đề nghiên cứu....................................................

5

1.1.1. . Trên thế giới.....

5

1.1.2. . Trong nớc..

5

1.2. Cơ sở lý luận

5

1.2.1 Khái niệm bài toán..

5

1.2.2 Bản chất của bài toán Sinh học... .

5

1.2.3. Vai trò của bài toán Sinh học...

6

1.2.4. Quy trình giải bài toán..................

6

1.3. Cơ sở thực tiễn của đề tài.....

6

Chơng 2. Phân loại, biên soạn bài toán Sinh học.....

8

2.1. Phân loại bài toán

8

2.1.1. Mục đích của việc phân loại ..

8

2.1.2. Cơ sở phân loại..

8

2.1.3. Phân loại...

8

2.1.4. Phơng pháp giải của các dạng bài toán Sinh học ......

9

2.1.4.1. Bài toán áp dụng công thức...

9

2.1.4.2. Bài toán vận dụng công thức..

9

2.2. Biên soạn bài toán....

10


2.2.1. Tóm tắt lý thuyết...

10

2.2.1.1. Cấu tạo ADN....

10

2.2.1.2. Cơ chế tự nhân đôi của ADN.

11

2.2.1.3. ARN và cơ chế phiên mÃ.

12

2.2.1.4. Protein và cơ chế giải mÃ.....

15

2.2.2. Phơng pháp ra đề...

17

2.2.2.1. Bài toán áp dụng công thức 17
2.2.2.2. Bài toán vận dụng công thức

17

2.2.3. Hệ thống các dạng bài toán

18

2.2.3.1. Bài toán về cấu tạo ADN..

18

2.2.3.2. Bài toán về cơ chế nhân đôi của ADN.

25

2.2.3.3. Bài toán về ARN và cơ chế phiên m...

32

2.2.2.4. Bài toán về protein và cơ chế giải m...

38

2.2.2.5. Bài toán tổng hợp..

43

2.3. Đánh giá hệ thống bài toán..

46

Phần III. Kết luận và kiến nghị ..

47

TàI LIệU THAM KHảO

49

PHụ LụC..


Bảng ký hiệu viết tắt

GV: Giáo viên.
HS: Học sinh
DHSH: Dạy học sinh học
NXBGD: Nhà xuất bản giáo dục
NXB: Nhà xuất bản
SGK: Sách giáo khoa
Mtcc: Môi trờng cung cấp
THPT: Trung học phỉ th«ng

Phần I. Mở đầu
1. Lý do chọn đề tài
1.1. Thực hành giải bài toán Sinh học là một trong những phơng pháp dạy
học trong nhóm phơng pháp thực hành [1].
Giải bài toán Sinh học, không chỉ giúp học sinh (HS) củng cố, mở rộng
phần kiến thức đà học mà còn gióp HS rÌn lun, ph¸t triĨn c¸c thao t¸c t− duy
nh : phân tích, so sánh, tổng hợp, khái quát hóa,và nhiều kỹ năng khác nh:
kỹ năng đọc và phân tích đề tài, kỹ năng giải bài tập. Chính vì vậy, bài toán Sinh
học vẫn thờng xuyên xuất hiện trong các đề kiểm tra, đề thi học sinh giỏi, thi tốt
nghiệp trung học phổ thông, thi tuyển sinh đại học
1.2. Song mét thùc tÕ cho thÊy, viƯc sư dơng ph−¬ng pháp thực hành giải
bài toán Sinh học trong DHSH ở phổ thông có hiệu quả cha cao. Ngay cả ở
chơng trình Sinh học 12, khi mà bài tập là một phần quan trọng thì việc sử dụng
phơng pháp thực hành giải toán Sinh học trong giảng dạy cũng cha mang lại
hiệu quả nh mong đợi. Một số giáo viên cha chú trọng việc ra đề và hớng dẫn
học sinh cách giải bài toán Sinh học. Theo đó, kỹ năng giải bài toán Sinh học của
học sinh còn nhiều hạn chế. Chỉ có những HS thi khối B thì kỹ năng giải bài toán
tơng đối khá, còn đối với đa số HS thì kỹ năng này cha đợc đảm bảo. Cá biệt
có những HS khi đứng trớc một bài toán Sinh học thì không biết bắt đầu từ đâu,
vận dụng những công thức nào, làm thế nào để trình bày thật rõ ràng, Vậy
nguyên nhân nào dẫn đến thực trạng trên? Theo tôi có một số nguyên nhân cơ
bản sau:
Nhiều giáo viên chỉ chú trọng đến lý thuyết, xem nhẹ việc rèn luyện kỹ
năng giải bài toán Sinh học cho học sinh;
Kỹ năng ra đề bài toán Sinh học của một số giáo viên phổ thông còn hạn
chế: Những bài toán đa ra, cha có sức hấp dẫn về nội dung hoặc mức độ
khó nên các em cha thực sự hứng thú; có những bài toán diễn đạt cha rõ
ràng, HS dễ hiểu nhầm dẫn đến giải sai.
Kỹ năng hớng dẫn HS giải bài toán Sinh học của một số giáo viên còn
hạn chế: Cha vạch ra rành mạch từng bớc giải rõ ràng, cha hớng dẫn

cho HS thấy đợc phải bắt đầu từ đâu khi đứng trớc một bài toán, vận
dụng những kiến thức, công thức thế nào cho phù hợp, linh hoạt,


HS cha ý thức đợc tầm quan trọng của việc rèn luyện kỹ năng giải bài toán
Sinh học.
Nhiều học sinh đều cho rằng bài toán Sinh học khó và dẫn đến t tởng
ngại làm bài tập.
Do số tiết bài tập trong phân phối chơng trình còn ít.
1.3. Nội dung phần Di truyền lớp 12 mới có những thay đổi so với sách cũ.
Xuất phát từ những vấn đề nêu trên, cùng với mong muốn góp một phần nhỏ
bé để nâng cao hiệu quả của phơng pháp thực hành giải bài toán Sinh học trong
DHSH ở trờng phổ thông, chúng tôi đà chọn đề tài:
Phân loại, biên soạn bài tập phần cơ sở vật chất và cơ chế di truyền
ở cấp độ phân tử Sinh học 12.
2. Mục đích nghiên cứu
Nâng cao chất lợng dạy và học phần cơ sở vật chất và cơ chế di truyền ở
cấp độ phân tử Sinh học 12
3. nhiệm vụ nghiên cứu
3.1. Tìm hiểu nội dung kiến thức, bài toán phần cơ sở vật chất và cơ chế di
truyền ở cấp độ phân tử Sinh học 12.
3.2. Tìm hiểu thực trạng dạy học phần cơ sở vật chất và cơ chế di truyền ở
cấp độ phân tử Sinh học 12.
3.3. Phân loại, biên soạn bài toán phần cơ sở vật chất và cơ chế di truyền ở
cấp độ phân tử Sinh học 12.
3.4. Đánh giá chất lợng các bài toán đà biên soạn.
4. Đối tợng và phạm vi nghiên cứu
4.1. Đối tợng
- Nội dung chơng trình Sinh học 12.
- Giáo viên dạy Sinh häc líp 12 ë tr−êng trung häc phỉ th«ng (THPT).

- HS lớp 12 trờng THPT.
4.2. Phạm vi nghiên cứu
- Nghiên cứu phần cơ sở vật chất và cơ chế di truyền ở cấp độ phân tử
thuộc chơng I: Cơ chế di truyền và biến dị Sinh học 12.


- HiƯn nay, quan niƯm vỊ bµi tËp vµ bµi toán còn cha thật rõ ràng. Trong
phạm vi của đề tài, chúng tôi nghiên cứu bài tập với nghĩa hẹp (những bài tập có
liên quan đến tính toán, định lợng những bài toán Sinh học).
5. phơng pháp nghiên cứu
5.1. Nghiên cứu lý thuyết
Chúng tôi nghiên cứu các tài liệu vỊ lý ln DHSH, s¸ch gi¸o khoa Sinh
häc 12, s¸ch di truyền, phơng pháp giải bài tập di truyền để tìm hiểu cơ sở lý
luận của đề tài.
5.2. Điều tra, quan sát
Chúng tôi trao đổi với giáo viên dạy Sinh học lớp 12, học sinh lớp 12 về
tình hình dạy- học phần cơ sở vật chất và cơ chế di truyền ở cấp độ phân tử Sinh
học 12.
5.3. Lấy ý kiến chuyên gia
Thông qua phiếu nhận xét, đánh giá, chúng tôi xin ý kiến nhận xét, đánh
giá của giáo viên dạy Sinh học ở trờng THPT về chất lợng các bài toán đà biên
soạn.
6. NHữNG Đóng góp của đề tài
- Hệ thống kiến thức cơ bản về phần cơ sở vật chất và cơ chế di truyền ở
cấp độ phân tử Sinh học 12
-Phân loại các dạng bài toán thuộc phần cơ sở vật chất và cơ chế di truyền
ở cấp độ phân tử Sinh học 12
-Biên soạn các dạng bài toán thuộc phần cơ sở vật chất và cơ chế di truyền
ở cấp độ phân tử Sinh học 12. Đây có thể là t liệu tham khảo cho giáo viên và
học sinh trong dạy và học Sinh học ở tr−êng phỉ th«ng

Phần II. Nội dung và kết quả nghiên cứu

Chơng 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài
1.1. Tổng quan các vấn đề nghiên cứu
1.1.1. Trên

thế giới

Bài toán di truyền là một trong những vấn đề đợc rất nhiều các tác giả
trên thế giới quan tâm và nghiên cứu.
Bài toán di truyền luôn xuất hiện trong các đề thi häc sinh giái qc tÕ, ®Ị
thi olympic Sinh häc.
1.1.2. Trong

nớc

ĐÃ có rất nhiều tác giả nghiên cứu về bài toán di truyền nh: Vũ Đức Lu,
Trịnh Nguyên Giao, Lê Đình Trung, Nguyễn Viết Nhân,


Bài toán di truyền luôn luôn có mặt trong các ®Ị kiĨm tra ®¸nh gi¸, ®Ị thi
tèt nghiƯp THPT, ®Ị thi học sinh giỏi các cấp, đề thi tuyển sinh đại học,
1.2. Cơ sở lý luận
1.2.1. Khái

niệm bài toán

Bài toán là một hệ thông tin xác định gồm những dữ kiện xuất phát (cái đÃ

biết) và những yêu cầu cần đạt tới (cái phải tìm).[1]
1.2.2. Bản

chất của bài toán Sinh học

Bản chất lý luận dạy học của bài toán là một hệ thông tin xác định, gồm
những điều kiện và những yêu cầu luôn mâu thuẫn với nhau (mâu thuẫn khách
quan) và khi mâu thuẫn đó tiếp xúc với chủ thể (ngời giải) sẽ trở thành mâu
thuẫn chủ quan và tất yếu sẽ dẫn tới nhu cầu cần phải giải quyết mâu thuẫn đó.
Quá trình giải quyết mâu thuẫn đó chính là quá trình giải bài toán bao gồm
quá trình phân tích, biến đổi mối quan hệ giữa cái đà cho với cái phải tìm để tìm
ra lời giải.
1.2.3. Vai

trò của bài toán Sinh học

Trong lý luận dạy học, phạm trù của bài toán vừa là mục đích, vừa là nội
dung, vừa là phơng tiện, vừa là phơng pháp dạy học có hiệu quả cao. (1)

Đối

với HS, bài toán là một trong những phơng tiện, phơng thức thu nhận kiến thức.
Đối với giáo viên, bài toán là phơng tiện để tổ chức hoạt động nhận thức
của học sinh. Tuy nhiên, hiệu quả của việc sử dụng phơng tiện đó trong DHSH
không chỉ phụ thuộc vào bản thân cấu trúc bài toán mà còn phụ thuộc vào thời
điểm giáo viên đa ra bài toán, cách giáo viên hớng dẫn và gợi ý khi học sinh
gặp khó khăn trong cách giải,
1.2.4. Quy

trình giải bài toán

- Bớc 1: Lĩnh hội nội dung bài toán
+ Tóm tắt đề bài
+ Phân tích giả thiết, yêu cầu.
+ Thiết lập mối quan hệ giữa giả thiết và yêu cầu.
+ Phát hiện mâu thuẫn.


- Bớc 2: Lập chơng trình giải.
+ Hệ thống các dữ kiện liên quan.
+ Biến đổi các điều kiện.
+ Đa ra các giả thuyết cho bài toán.
+ Chọn giả thuyết phù hợp nhất.
- Bớc 3: Thực hiện chơng trình giải
+ Sử dụng các thuật toán.
+ Tính toán chính xác để đa ra kết quả.
-Bớc 4: Kiểm tra lời giải và kết quả bài toán.
1.3. Cơ sở thực tiễn của đề tài
Việc sử dụng phơng pháp thực hành giải bài toán Sinh học trong DHSH ở
trờng phổ thông có hiệu quả cha cao, kỹ năng ra đề bài toán Sinh học, kỹ năng
hớng dẫn học sinh giải bài toán Sinh học của một số giáo viên còn hạn chế, kỹ
năng giải bài toán Sinh học của học sinh cha đợc rèn lun tèt.
Néi dung s¸ch gi¸o khoa míi cã mét sè điểm mới.
Bài toán Sinh học có vai trò rất quan trọng, tuy nhiên việc sử dụng bài toán
Sinh học nói chung và các bài toán phần cơ sở vật chất và cơ chế di truyền ở cấp
độ phân tử nói riêng trong dạy và học Sinh học có hiệu quả cha cao. Vì vậy việc
phân loại, biên soạn bài toán Sinh học phần cơ sở vật chất và cơ chế di truyền ở
cấp độ phân tử theo chơng trình sách giáo khoa mới là hết sức cần thiết.

Chơng 2. Phân loại, biên soạn bài toán
phần cơ sở vật chất và cơ chế di truyền
ở cấp độ phân tử Sinh học12
2.1. Phân loại bài toán

2.1.1. Mục đích của việc phân loại
- Đối với giáo viên:
+ Giúp cho giáo viên có phơng pháp ra đề bài toán Sinh học phï
hỵp víi néi dung kiÕn thøc, phï hỵp víi mơc tiêu rèn luyện kỹ năng cho HS ở
từng dạng bài.
- Đối với HS:
+ Giúp cho kỹ năng giải bài toán Sinh học của HS đợc rèn luyện
tuần tự theo từng bớc, từ đơn giản đến phức tạp, từ kỹ năng đọc, phân tích đề
bài, lựa chọn công thức phù hợp, kỹ năng sử dụng các thuật toán cho đến kỹ năng
vận dụng linh hoạt các công thức trong giải bài toán theo đó mà khả năng t
duy logic của học sinh ngày càng đợc nâng cao.

2.1.2. Cơ sở phân loại
- Dựa vào nội dung kiến thức
- Mục tiêu rèn kuyện kỹ năng giải bài toán và độ linh hoạt của việc vận
dụng công thức trong giải bài toán.
- Việc sử dụng t duy để giải bài toán ngày càng cao.
- Mức độ khó của bài toán.

2.1.3. Phân loại


Có rất nhiều cách phân loại bài toán. Dựa vào cơ sở trên, chúng tôi đÃ
phân loại thành những dạng bài toán sau:
Bài toán về cấu tạo ADN.

Bài toán về cơ chế nhân đôi của ADN.
Bài toán về ARN và cơ chế phiên mÃ.
Bài toán về protein và cơ chế giải mÃ.
Bài toán tổng hợp.
Với từng dạng bài trên (trừ dạng bài toán tổng hợp), chúng tôi phân loại
tiếp thành 2 dạng cơ bản:
* Bài toán áp dụng công thức.
* Bài toán vận dụng công thức.

2.1.4. Phơng pháp giải của các dạng bài toán Sinh học phần
cơ sở vật chất và cơ chế di truyền ở cấp độ phân tử Sinh học 12
2.1.4.1. Bài toán áp dụng công thức
- Tóm tắt dữ kiện đầu bài.
- Hệ thống lại những công thức đà xây dựng đợc.
- Lựa chọn công thức hợp lý nhất.
- Thay số vào công thức.
- Sử dụng các thuật toán, tính toán chính xác để đa ra kết quả.
- Kiểm tra kết quả và kết luận bài toán.
- Chú ý cách lập luận phải logic, trình bày rõ ràng.
2.1.4.2. Bài toán vận dụng công thức.
- Tóm tắt, phân tích dữ kiện đầu bài.
- Lựa chọn các công thức thích hợp nhất.
- Biến đổi linh hoạt các công thức để giải bài toán.
- Sử dụng các thuật toán, tính toán chính xác để đa ra kết quả.
- Kiểm tra kết quả và kết luận bài toán.
- Chú ý cách lập luận phải logic, trình bày rõ ràng, mạch lạc.
*Lu ý:Đối với dạng bài toán tổng hợp
- Tóm tắt dữ kiện đầu bài.

- T duy nhanh, lựa chọn những công thức phù hợp nhất.
- Vận dụng tốt các công thức đà lựa chọn.
- Kết hợp linh hoạt các công thức với nhau trong quá trình giải bài toán.
- Sử dụng thuật toán hợp lý, tính toán chính xác.
- Kiểm tra kết quả, kết luận bài toán.
- Đây là dạng bài khó và khá phức tạp, kiến thức tổng hợp nên đòi hỏi HS
phải t duy nhanh, có khả năng khái quát hoá, tổng hợp kiến thức do đó phải chú
ý cách lập luận phải logic, chặt chẽ.
2.2. Biên soạn bài toán phần cơ sở vật chất và cơ chế di truyền ở cấp độ phân
tử sinh học 12

2.2.1. Tóm tắt lý thuyết
2.2.1.1. Cấu tạo ADN
- ADN cấu tạo theo nguyên tắc đa phân. Mỗi đơn phân là một nucleotit (nu).
- Mỗi nu gồm 3 thành phần: Đờng deoxyribozơ (C5H10O4): Nhóm
photphat và bazơnitơ.
- Có 4 loại nu là A, T, G, X.
- Trên mạch đơn của phân tử ADN, các nu liên kết với nhau bằng liên kết
phosphodieste (liên kết đờng-axit, liên kết hóa trị) giữa đờng của nu này với
gốc photphat của nu đứng bên cạnh.
- Mỗi phân tử ADN gồm 2 mạch polynu liên kết với nhau bằng các liên
kết hiđro giữa các bazơnitơ của các nucleotit theo nguyên tắc bổ sung (NTBS). A
của mạch đơn này có kích thớc lớn liên kết với T của mạch đơn kia có kích
thớc nhỏ bằng 2 liên kết hiđro và ngợc lại. G của mạch đơn này có kích thớc
lớn liên kết với X của mạch đơn kia có kích thớc nhỏ bằng 3 liên kết hiđrô và
ngợc lại.
- Hai chuỗi polynu xoắn quanh một trục tởng tợng trong không gian nh
một chiếc thang dây xoắn, trong đó khoảng cách giữa 2 bậc thang là 3,4A0, 1 chu
kỳ xoắn gồm 10 cặp nu. Mỗi bậc thang là 1 cặp bazơ nitơ (Dạng B theo mô hình
của Watson và Crick).

- Cứ 3 nu liền nhau trên mạch mà gốc của phân tử ADN (trong vùng Exon)
mà hoá cho 1 axit amin trên phân tử protein tơng ứng. 3 nu liền nhau trên mạch
mà gốc của phân tử ADN trong vùng mở đầu mà hoá cho axit amin mở đầu; trong
vùng kết thúc, không làm nhiệm vụ mà hoá cho axit amin.
Mét sè c«ng thøc th−êng dïng.
A=T

A1= T2

T1= A2

G=X

G1= X2

X 1 = G2

A = T = A1 + A2 = A1 + T1 = A2 + T2 = T1 + T2
G = X = G1 + G2 = X1 + X2 = G1 +X1 = G2 + X2
A+G=

N
=> %A + %G = 50%N
2

%A = %T =

%A1 + %A 2 %T1 + %T2 %A1 + %T1 %A 2 + %T2

=
=
=
2
2
2
2

%G =%X =

%G1 + %G 2 %G1 + %X1 %G 2 + %X 2 %X1 + %X 2
=
=
=
2
2
2
2

- ChiỊu dµi cđa gen: L =

N
x3,4A 0 .
2

- Khèi l−ỵng cđa gen: Mgen = N.300 đvc
- Số liên kết hiđro trong gen: H = 2A + 3G
- Số liên kết hoá trị trong gen: N + 2(N/2-1) = 2N - 2
2.2.1.2. C¬ chÕ tù nhân đôi của ADN
- Quá trình nhân đôi của ADN diễn ra vào pha S của kỳ trung gian giữa hai

lần phân bào. Sự nhân đôi của ADN là cơ sở của hiện tợng nhân đôi nhiễm sắc
thể.
- Dới tác dụng của enzim tháo xoắn làm cho 2 mạch của phân tử ADN
duỗi xoắn và tách nhau ra, các liên kết hiđro bị phá vỡ.
- Sau khi tách nhau ra, mỗi mạch của phân tử ADN đều đợc sử dụng làm
mạch khuôn tổng hợp nên phân tử ADN mới theo nguyên tắc bổ sung. A của
mạch gốc liên kết với T của môi trờng bằng 2 liên kết hiđro và ngợc lại. G


mạch gốc liên kết với X của môi trờng bằng 3 liên kết hiđrô và ngợc lại. Mạch
53 đợc tổng hợp liên tục, mạch 35 tổng hợp gián đoạn.
- Nguyên tắc tổng hợp ADN: Nguyên tắc bổ sung, bán bảo tồn và nửa gián
đoạn.
- Kết quả: Từ 1 phân tử ADN ban đầu tạo ra 2 phân tử ADN con giống hệt
nhau và giống với phân tử ADN mẹ. Trong đó 1 mạch là khuôn lấy từ ADN mẹ, 1
mạch đợc tổng hợp nhờ nguyên liệu của môi trờng.
Một số công thức thờng dùng.
Gọi k là số lần nhân đôi của 1 phân tử ADN.
- Số ADN con tạo ra sau k lần nhân đôi là 2k.
- Số ADN con có nguyên liệu hoàn toàn mới: 2k 2
- Số nu môi trờng cung cấp cho 1 ADN nhân đôi k lần liên tiếp là:(2k-1)N
- Số nu mỗi loại môi tr−êng cung cÊp lµ:
Amtcc= (2k- 1) A

Tmtcc= (2k - 1) T

Gmtcc= (2k - 1) G

Xmtcc= (2k - 1) X

- Sè liên kết hiđro bị phá vỡ là: (2k - 1) (2A + 3G)
- Số liên kết hiđro đợc hình thành là: 2k (2A+3G)
- Số liên kết hoá trị đợc hình thành là: (2k -1) (N -2)
2.2.1.3. ARN và cơ chế phiên mà (sao mÃ)
* Cấu tạo ARN
- Phân tử ARN cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, đơn phân là nucletit.
- Mỗi đơn phân gồm 3 thành phần:
+ Đờng ribozơ: C5H10O5.
+ 1 trong 4 loại bazơ nitric: A, U, G, X.
+ 1 ph©n tư axit photphoric.
- Ph©n tư ARN cã cấu tạo một mạch polynucletit.
- Trên phân tử mARN, các nucleotit liên kết với nhau bằng mối liên kết hoá trị
giữa đờng của nu này với phân tử axit photphoric của nu đứng bên cạnh.


- Trong các phân tử ARN hầu nh không có liên kết hiđro trừ một vài đoạn
của phân tử tARN. ở những chỗ xoắn của tARN có liên kết hiđro theo NTBS. A
liên kết với U và ngợc lại, G liên kết với X và ngợc lại.
- Phân tử mARN đợc tổng hợp trong nhân tế bào dựa trên khuôn mẫu của
gen, sau đó di chuyển ra tế bào chất trực tiếp giải mÃ, tổng hợp protein.
- Có 3 loại ARN là: mARN, tARN, rARN.
* Cơ chế phiên m tổng hợp ARN.
- Dới tác dụng của enzim: ARN polymerase, 2 mạch đơn của phân tử
ADN tháo xoắn, các liên kết hiđro bị phá vỡ.
- Chỉ có mạch 35 đợc sử dụng để làm mạch khuôn mẫu tổng hợp ARN.
- mARN bắt đầu đợc tổng hợp tại vị trí đặc hiệu (khởi đầu phiên mÃ).
- Sau đó ARN polymerase trợt dọc theo mạch gốc trên gen có chiều 35
để tổng hợp nên phân tử mARN theo NTBS. A của mạch gốc liên kết với U của
môi trờng. T mạch gốc liên kết với A của môi trờng. G mạch gốc liên kết với X
của môi trờng và ngợc lại.

- Phân tử mARN đợc tổng hợp theo chiều 53.
- Khi enzim di chuyển đến cuối gen, gặp tín hiệu kết thúc thì nó dừng
phiên mà và phân tử mARN đợc giải phóng.
- Vùng nào trên gen vừa phiên mà xong thì 2 mạch đơn đóng xoắn ngay lại.
- ở tế bào nhân sơ, mARN sau khi phiên mà đợc trực tiếp dùng làm khuôn
để tổng hợp protein.
- Còn ở tế bào nhân thực, mARN sau khi phiên mà gọi là mARN sơ khai
còn phải cắt bỏ các đoạn intron, nối các đoạn Exon lại với nhau để tạo thành
mARN trởng thành, mARN trởng thành mới đi ra tế bào chất tham gia vào quá
trình tổng hợp protein.
Một số công thức (với gen chØ chøa Exon).
- Tỉng sè nu cđa mARN:
A+U+G+X=
M¹ch gèc

N gen
2

mARN


Agèc

=

Um

Tgèc

=

Am

Ggèc

=

Xm

Xgèc

=

Gm

Agen = Tgen = Um + Tgèc = Agèc + Am = Um + Am
Ggen = Xgen = Xm + Xgèc = Ggèc + Gm = Xm + Gm
%A=%T=

%U m + %A m
2

%G=%X=

%G m + %X m
2

- ChiỊu dµi cđa mARN
LmARN =

N
x 3,4 = rN x 3,4A0
2

- Sè liªn kÕt hoá trị giữa đờng với axit trong phân tử ARN là: rN+rN-1
- Số lần phiên mà của gen (t).
Tổng số nu mtcc cho quá trình sao mÃ
t=

Amtcc
=

Tổng số nu của 1 ARN
Umtcc

Gmtcc

=
=
Agốc
Xgốc
- Số liên kết hiđro bị phá vỡ: t.H

Tgốc

Xmtcc

=

Ggốc

- Số liên kết hoá trị đợc hình thành: t.(rN-1)
(rN: số nu của phân tử mARN)
2.2.1.4. Protein và cơ chế giải mÃ
*Cấu tạo của protein
- Protein là đa phân tử, có đơn phân là axit amin.
- Mỗi axit amin có khối lợng trung bình 110 đvC. Axit amin đợc cấu tạo
bởi 3 thành phần:
+ Gốc Cacbon(R), khác nhau tùy loại axit amin.
+ Mét nhãm Cacboxyl (-COOH).


+ Một nhóm amin (-NH2).
- Các axit amin trong phân tư protein liªn kÕt víi nhau bëi mèi liªn kÕt
peptit. Liên kết peptit đợc hình thành bằng cách: nhóm amin của axit amin này
liên kết với nhóm cacboxyl của axit amin kia và giải phóng ra 1 phân tử nớc.
- Protein đợc cấu tạo từ 20 loại axit amin khác nhau. Phân tử protein đợc
đặc trng bởi: số lợng, thành phần và trình tự sắp xếp các axit amin.
- Protein cã 4 bËc cÊu tróc: BËc 1, bËc 2, bËc 3, bậc 4.
* Cơ chế giải m (Tổng hợp protein)
- Giai đoạn 1: Hoạt hóa axit amin.
Nhờ tác dụng của enzim và năng lợng ATP, các axit amin đợc hoạt
hóa và trở thành trạng thái hoạt động gắn vào tARN để tạo thành phức hệ aa tARN.
- Giai đoạn 2: Tổng hợp chuỗi polypeptit.
+ Khi riboxom tiếp xúc với phân tử mARN tại vị trí bộ ba mà sao mở đầu
(AUG); phức hệ aamở đầu tARN tiến vào riboxom. Tại đây diễn ra hoạt động
khớp mà giữa bộ ba mà sao AUG với bộ ba đối mà trên phân tử tARN. Axit amin
mở đầu đợc đặt vào vị trí để tổng hợp chuỗi polypeptit.
+ Riboxom dịch chuyển 1 bớc sang bộ ba bên cạnh thì phức aa1 -tARN
tiến vào riboxom. Tại đây cũng diễn ra hiện tợng khớp mà giữa bộ ba mà sao số

1 với bộ ba đối mà trên tARN.
+ Axit amin thứ nhất và axit amin mở đầu hình thành nên một liên kết
peptit.
+ Cứ nh vậy, khi riboxom dịch chuyển đến bộ ba kết thúc thì chuỗi
polypeptit đợc tổng hợp xong.
+ Một loại enzim đặc biệt tách axit amin mở đầu ra khỏi chuỗi polypeptit
hình thành nên phân tử protein hoàn chỉnh.
+ Cùng 1 lúc phân tử mARN có thể cho nhiều riboxom trợt qua để tổng
hợp nên nhiều phân tử protein khác nhau.
+ ở sinh vật nhân chuẩn, chỉ mARN trởng thành mới đợc tham gia gi¶i
m·.


Một số công thức
- Gọi số nu của gen là N.
- Số nu của đoạn Intron là N1.
- Số bộ ba mà sao trên phân tử mARN trởng thành là:

N N1
2.3
- Số axit amin của phân tử protein hoàn chỉnh:

N N1
11
2.3
- Số axit amin của 1 chuỗi polypeptit mới đợc tổng hợp:

N N1
1
2.3

- Số liên kết peptit trong phân tử protein hoàn chỉnh là:

N N1
111
2.3
- Nếu có x phân tử protein đợc tổng hợp từ cùng 1 gen th×

⎛ N − N1 ⎞
∑ aa mtcc =
1 x
2.3

- Số phân tử protein đợc tạo ra là:
Số phân tử mARN ì số riboxom trợt qua 1 phân tử ARN không lặp lại.

2.2.2. Phơng pháp ra đề
2.2.2.1. Bài toán áp dụng công thức
- Từ lý thuyết -> xây dựng các công thức cơ bản công thức hoá lý thuyết.
- Hệ thống hoá các công thức đà xây dựng đợc.
- Thờng xuyên phân biệt và chỉ ra những điểm tơng đồng với hệ thống
các công thức đà xây dựng ở các phần trớc.
- Chủ yếu sử dụng các công thức về phần bài toán mình đang nghiên cứu,
đồng thời kết hợp hợp lý với các công thức của phần trớc để có nhiều dạng bài
và để khắc sâu các công thức cũng nh mối quan hệ chặt chẽ giữa các phần kiến
thức.


- Bài toán dạng này ở mức độ đơn giản, chỉ việc thay số vào công thức,
tính toán chính xác là có kết quả cuối cùng.
- Số liệu đa ra phải phù hợp với kiến thức cơ bản, thuận tiện cho việc tính

toán.
- Ngôn ngữ bài toán phải trong sáng, dữ kiện logic, rõ ràng, bài toán phải
phù hợp với năng lực của học sinh.
2.2.2.2. Bài toán vận dụng công thức
- Hệ thống hoá các công thức đà xây dựng đợc.
- Kết hợp linh hoạt các công thức thích hợp trong một bài.
- Thay đổi sự kết hợp các công thức để tạo ra nhiều dạng bài.
- Kết hợp hợp lý với các công thức đà biết để khắc sâu cho HS các công
thức và mối quan hệ mật thiết giữa các thành phần kiến thức.
- Số liệu trong bài phải phù hợp với kiến thức cơ bản và thuận tiện cho việc
tính toán.
- Ngôn ngữ trong sáng, dễ hiểu, giả thiết chặt chẽ, bài toán phải vừa sức
với HS.
- Với bài toán dạng này đòi hỏi HS phải biết biến đổi linh hoạt các công
thức trong quá trình giải bài toán.
* Lu ý: Đối với dạng bài toán tổng hợp.
- Bài toán tổng hợp gồm toàn những bài toán tự giải, bài toán dạng này
phải tổng hợp, bao quát toàn bộ các công thức, các cơ chế và các phần kiến thức
phần cơ sở vật chất và cơ chế di truyền ở cấp độ phân tử.
- Hệ thống các công thức đà xây dựng đợc.
- Kết hợp hợp lý các công thức đà xây dựng đợc.
- Kết hợp linh hoạt các dạng công thức từ phần cấu tạo ADN đến cơ chế
giải mà để khắc sâu cho HS các công thức cũng nh mối quan hệ mật thiết giữa
ADN -> ARN > Protein.
- Số liệu đa ra phải phù hợp với kiến thức cơ bản và thuận tiện cho việc
tính toán.
- Dữ kiện bài toán phải logic, chặt chẽ.


2.2.3. Hệ thống các dạng bài toán phần cơ sở vật chất và cơ chế

di truyền ở cấp độ phân tử Sinh học 12
2.2.3.1. Bài toán về cấu tạo ADN
*Nhóm 1: Bài toán áp dụng công thức.
Bài 1:
Một gen có: A = 600 nu; G = 900 nu. Sè A trên mạch 1 nhiều hơn số A
trên mạch 2 là 150. Mạch 1 có G nhiều gấp đôi G của m¹ch 2. H·y tÝnh:
1. Tỉng sè nu cđa gen.
2. ChiỊu dài của gen.
3. Số liên kết hiđro của gen.
4. Số liên kết hoá trị của gen.
5. Số lợng và tỉ lệ % từng loại nu trên mỗi mạch đơn của gen.
Gi¶i:
1. Tỉng sè nu cđa gen.
N = 2A + 2G
Thay sè: N = 2 . 600 + 2. 900 = 3000 (nu)
2. ChiỊu dµi cđa gen
L=

N
x 3,4
2

Thay sè: L =

3000
x 3,4 = 5100 A0
2

3. Số liên kết hiđro của gen.
H = 2A + 3G

Thay sè: H = 2 . 600 + 3. 900 = 3900 (liªn kÕt)
4. Sè liªn kÕt hoá trị của gen.
2N 2
Thay số: 2 . 3000 2 = 5998 (liên kết hoá trị).
5. Số nu từng loại và tỉ lệ % từng loại nu trên mỗi mạch đơn.
- Theo bài ra ta có: A1 A2 = 150
A1 + A2 = 600


⎧ A1 − A 2 = 150
⎧ A1 = 375
Ù⎨
⎩ A1 + A 2 = 600
⎩ A 2 = 225

- Ta có hệ phơng trình:

- Theo bài ra: G1 = 2G2 Ù G1 – 2G2 = 0
G1 + G2 = 900

⎧G1 − 2G 2 = 0
⎩G1 + G 2 = 900

- Ta có hệ phơng trình:

G1 = 600
G 2 = 300

Ù⎨

Ta cã:
A1 = T2 => T2 = 375
T1 = A2 => T1 = 225
G1 = X2 => X2 = 600
G2 = X1 => X1 = 300
- Tû lÖ % từng loại nu trên mỗi mạch đơn là:
%A1 = %T2 =

375
x 100% = 25%
1500

%T1 = %A2 =

225
x 100% = 15%
1500

%G1 = %X2 =

600
x 100% = 40%
1500

%X1 = %G2 = 100% - (25% + 15% + 40%) = 20%
- VËy số lợng và tỉ lệ % từng loại nu trên mỗi mạch đơn là:
A1 = T2 = 375 nu = 25%
T1 = A2 = 225 nu = 15%
G1 = X2 = 600 nu = 40%
X1 = G2 = 300 nu = 20%

Bài 2
Một gen dài 5100A0. Có 3900 liên kết hiđrô. Tính số nu mỗi loại của gen.

A = T = 600
G = X = 900

Đáp số:
Bài 3


Mét gen cã: A - G = 240 vµ cã 2880 liên kết hiđro. Tính chiều dài của gen.
Đáp số: 4080A0
Bµi 4

⎧A1 = 10%
vµ
A
=
25%
⎩ 2

Mét gen cã: ⎨

⎧G1 = 35%
⎨
⎩G 2 = 450nu

1. Tính tỷ lệ % và số lợng từng loại nu trên mỗi mạch của gen.
2. Tính tỷ lệ và số lợng từng loại nu của gen.
3. Tổng số nu và chiều dài của gen.

4. Số liên kết hiđrô của gen.
Đáp số:
1. A1 = T2 = 150 nu = 10% 3) 3000 nu
T1 = A2 = 375 nu = 25%

5100 A0

X1 = G2 = 450 nu = 30% 4) 3975 liªn kÕt
G1 = X2 = 525 nu = 35%
2. A = T = 525 nu = 17,5%
G = X = 975 nu = 32,5%
Bµi 5: Gen B cã: 3000 nu. Trong ®ã A = 30%. H·y tÝnh.
1. Sè nu từng loại của gen.
2. Số liên kết hoá trị của gen.
3. Số liên kết hiđrô của gen.
4. Chiều dài của gen.
Đáp số:

1. A = T = 900 nu
G = X = 600 nu
2. 5998 liên kết hoá trị
3. 3600 liên kết hiđro
4. 5100A0

*Nhóm 2: Bài toán vận dụng công thức
Bài 1:
Một gen dài 5100A0 và có

A 3
= . Trên m¹ch 1 cđa gen cã A1 = 20%;

G 2