những điểm mới trong sách giáo khoa sinh học lớp 12
Phạm Văn Lập
Đại học KHTN-ĐHQG HN
A. Phần I: Những điểm mới về nội dung kiến thức
I. Các qui luật Menđen:
So với sách giáo khoa hiện hành, SGK sinh học 12 mới trình bày phần các qui luật
Menđen có phần hơi khác cả về số lợng, cách trình bày cũng nh bản chất của các qui luật.
Sách giáo khoa hiện hành trình bày 3 qui luật Menđen với qui luật 1 là qui luật đồng tính,
qui luật 2 là qui luật phân tính và qui luật 3 là qui luật phân li độc lập.
SGK mới theo xu hớng chung của thế giới chỉ đề cập đến 2 qui luật của Menđen. Đó là qui
luật phân li (hay nhiều sách còn gọi cụ thể hơn là qui luật phân li đồng đều) và qui luật
phân li độc lập.
a) Về bản chất của các qui luật của Menđen:
- Qui luật phân li thực chất chỉ qui luật phân li đồng đều của các alen chứ không
phải là qui luật phân li tính trạng nh cách mà nhiều ngời vẫn dạy hiện nay. Vì hiểu là qui
luật phân li 3:1 (qui luật phân tính) nên SGK cũ nêu điều kiện nghiệm đúng cho định luật 2
(định luật phân tính) là: các cặp bố mẹ đem lai phải thuần chủng, tính trạng trội phải trội
hoàn toàn và số các thể phân tích phải lớn (SGK 11, NXBGD 2003). Thực chất, Menđen
qua các thí nghiệm của mình đã rút ra kết luận là mỗi tính trạng do 1 cặp nhân tố di truyền
(ngày nay chúng ta gọi là cặp alen) qui định. Khi hình thành giao tử các thành viên của 1
cặp nhân tố di truyền phân li đồng đều về các giao tử nên 50% số giao tử mang nhân tố
này, 50 % số giao tử mang nhân tố kia. Nh vậy, nếu nói định luật phân li cần có điều kiện
thì chỉ cần sự phân li của các các nhiễm sắc thể trong quá trình giảm phân xảy ra một cách
bình thờng. Mà chính điều này thì lại không cần đề cập tới vì tuyệt đại bộ phận quá trình
giảm phân xảy ra một cách bình thờng chỉ trừ khi có xẩy ra đột biến (vồn xẩy ra với tần số
rất thấp). Ngoài ra, các cặp bố mẹ đem lai có thuần chủng hay không thuần chủng cũng
không quan trọng. Thực tế, cây đậu có kiểu gen di hợp tử A a vẫn tạo ra 50% số giao tử
mang alen A và 50% số giao tử mang alen a. Việc tính trạng là trội hoàn toàn hay không
cũng không ảnh hởng gì đến sự phân li của các alen trong quá trình giảm phân. Tơng tự, số
lợng cá thể phân tích cũng không cần phải lớn vì một cây bất luận có kiểu gen AA, aa, hay
A a thì cặp alen này vẫn phân li đồng đều về các giao tử.
- Qui luật phân li độc lập: SGK cũ phát biểu định luật phân li độc lập nh sau: Khi
lai hai cơ thể thuần chủng khác nhau về hai hay nhiều cặp tính trạng tơng phản thì sự di
truyền của cặp tính trạng này không phụ thuộc vào sự di truyền của cặp tính trạng kia.
Phát biểu nh vậy làm cho ngời đọc lầm tởng chỉ khi lai hai cơ thể thuần chủng thì sự di
truyền của tính trạng này mới không phụ thuộc vào sự di truyền của tính trạng kia (phân li
độc lập nhau). Thực tế, nếu các gen qui định các tính trạng khác nhau nằm trên các cặp
nhiễm sắc tơng đồng khác nhau thì chúng sẽ phân li độc lập nhau trong quá trình giảm
phân. SGK mới chỉ nêu một điều kiện duy nhất cần có cho định luật phân li là các gen qui
định các tính trạng khác nhau nằm trên các cặp nhiễm sắc tơng đồng khác nhau. SGK cũ
cho rằng: Ngoài điều kiện đã nêu trong định luật 1 và 2 còn thêm các điều kiện:
- Các cặp gen xác định các tính trạng tơng phản phải nằm trên các cặp NST tơng
đồng khác nhau.
- Các cặp gen phải tác động riêng rẽ lên sự hình thành tính trạng.
Trình bày nh vậy là không đúng vì các cặp alen phân li độc lập nhau hay không
không phụ thuộc vào bố mẹ có thuần chủng hay không, cũng nh tính trạng có trội hoàn
toàn hay không, hay số cá thể phân tích có đủ lớn hay không. Ngoài ra, không cần phải các
cặp gen tác động một cách riêng rẽ các gen mới phân li độc lập nhau. Hai gen cùng qui
định một tính trạng nếu nằm trên hai nhiễm sắc thể khác nhau thì chúng cũng phân li độc
lập nhau. Điều này chúng ta thấy rõ qua sự tơng tác của các gen cho ra các tỉ lệ 9:7; 9: 6:1
vv
b) Về cách trình bày (phát biểu) qui luật:
Cách thức phát biểu qui luật ở mỗi sách của quốc tế, về mặt ngôn từ, có khác nhau nhng
đều phản ánh đầy đủ bản chất của qui luật. Ngời ta không còn câu nệ dùng từ ngữ của
chính Menđen mà hay dùng thuật ngữ di truyền học hiện đại để diễn đạt qui luật Menđen.
Lí do là vì, tuy không dùng từ gen hay alen nhng chính Menđen mới là ngời đầu tiên phát
hiện ra sự tồn tại của gen/alen trong tế bào nh một đơn vị vật chất qui định tính trạng.
Menđen là ngời đầu tiên phát hiện ra sự thật là mỗi tính trạng do một cặp alen qui định,
các alen tồn tại trong cơ thể lai một cách nguyên vẹn không pha trộn vào nhau và khi giảm
phân thì chúng phân li đều về các giao tử.
Cách phát biểu qui luật nh trong SGK mới nhằm nêu bật bản chất của qui luật
Menđen phù hợp với cách trình bày của các SGK quốc tế.
SGK mới còn chú trọng tích hợp kiến thức toán xác suất vào việc giải thích các kết
quả lai. Từ tỉ lệ kiểu hình ở đời F
3
(1:2:1) với việc vận dụng kiến thức xác suất mà Menđen
suy luận ra mỗi tính trạng phải do một cặp alen qui định và các alen phân li đồng đều về
các giao tử trong quá trình giảm phân. Việc áp dụng các qui luật xác suất vào giải các bài
tập di truyền cũng là một nét mới của SGK mới. Trong chơng trình toán lớp 11 học sinh
cũng đã đợc học về toán xác suất nên các em sẽ không gặp khó khăn về vấn đề này.
c) Về ý nghĩa của định luật phân li độc lập:
SGK mới nêu ý nghĩa của qui luật ở chỗ: khi biết đợc hai gen qui định hai tính trạng
phân li độc lập nhau thì ta có thể tiên đoán đợc kết quả của phép lai ngay trớc khi tiến hành
thí nghiệm. SGK sinh học 11 cũ cho rằng ý nghĩa của định luật 3 của Menđen là ở chỗ :
Định luật phân li độc lập . làm xuất hiện biến dị tổ hợp. Điều này về mặt tiếng Việt là
không ổn vì định luật phân li độc lập không làm xuất hiện biến dị tổ hợp. Sự phân li độc lập
của các NST trong giảm phân và sự tổ hợp tự do của các giao tử trong quá trình thụ tinh
mới làm xuất hiện biến dị tổ hợp.
Mức phản ứng của kiểu gen
SGK mới định nghĩa : Tập hợp các kiểu hình của một kiểu gen tơng ứng với các
môi trờng khác nhau là mức phản ứng của một kiểu gen. SGK cũ đang dùng lại cho rằng :
Mức phản ứng là giới hạn thờng biến của một kiểu gen trớc những điều kiện môi trờng
khác nhau. Trong một kiểu gen, mỗi gen có một mức phản ứng riêng. Cần phải nhắc lại
rằng, kiểu gen là tập hợp tất cả các gen có trong hệ gen. Các gen trong hệ gen tơng tác với
nhau và với môi trờng cho ra kiểu hình. Một kiểu gen với một tổ hợp của rất nhiều gen tơng
tác với môi trờng nhất định sẽ cho ra một kiểu hình cụ thể . ở các môi trờng khác nhau,
một kiểu gen có thể cho những kiểu hình khác nhau. Tập hợp các kiểu hình của một kiểu
gen tơng ứng với các môi trờng khác nhau là mức phản ứng của một kiểu gen. Vậy ta
không thể nói, mỗi gen có mức phản ứng riêng. Khái niệm mức phản ứng là dùng cho kiểu
gen chứ không dùng cho từng gen riêng rẽ cho dù khi xem xét kiểu hình cụ thể do một hay
vài gen qui định thì kiểu hình đó vẫn đợc hình thành do sự tơng tác giữa các gen với nhau
trong hệ gen và với môi trờng. Không có một gen nào hoạt động một cách riêng rẽ trong hệ
gen mà chúng luôn phụ thuộc qua lại vào nhau.
Chúng ta chỉ biết mức phản ứng của một kiểu gen, ví dụ của một con lợn, bằng cách
nhân bản con lợn một cách vô tính thành nhiều con có cùng kiểu gen rồi cho chúng sống
trong những môi trờng khác nhau.
II. Đánh giá kết quả lai bằng phơng pháp thống kê
2
SGK mới có đa nội dung này vào phần thực hành ở dạng tham khảo nhằm mục đích
giới thiệu cho học sinh hiểu tỉ lệ phân li kiểu hình trong các thí nghiệm lai nh thế nào thì đ-
ợc xem là xấp xỉ nh tỉ lệ lí thuyết (ví dụ 3:1). Các nhà khoa học thờng dùng một tiêu chí
khách quan để xét xem tỉ lệ thực nghiệm có đúng với tỉ lệ lí thuyết hay không. Đó chính là
phơng pháp
2
. Học sinh chỉ cần vận dụng công thức để tính toán nên giáo viên sẽ không
lo là bài học sẽ gây khó khăn cho học sinh. Trong chơng trình phổ thông của các nớc học
sinh đều đợc học về phơng pháp này.
ứng dụng của di truyền học:SGK mới bố cục phần ứng dụng của di truyền học
theo ý đồ: nêu các biện pháp chọn giống dựa trên cách thức tạo ra nguồn biến dị. Muốn
chọn đợc giống nh ý phải cần có nguồn biến dị. Nguồn biến dị di truyền đợc bao gồm biến
dị tổ hợp (tạo ra thông qua việc lai giống), đột biến (thông qua sử dụng tác nhân đột biến)
và biến dị di truyền do con sử dụng kĩ thuật di truyền. Các biến dị di truyền đợc dùng trong
công tác chọn giống kinh điển là biến dị tổ hợp. Kĩ thuật di truyền đợc trình bày khá kĩ cho
các đối tợng vi sinh vật, thực vật, động vật và kể cả cho con ngời. Đây là công nghệ của thế
kỉ 21 nên việc giới thiệu kĩ về kĩ thuật di truyền và các ứng dụng của nó là rất cần thiết.
III. Hệ số di truyền:
IV. SGK thí điểm giới thiệu hệ số di truyền theo nghĩa rộng, H
2
. Nhiều ngời cho rằng hệ số
di truyền của một tính trạng càng cao, thì tính trạng càng phụ thuộc nhiều vào môi
trờng và ngợc lại. Điều này là không đúng. Nếu quần thể bao gồm các cá thể thuần
chủng có cùng kiểu gen thì hệ số di truyền của tính trạng sẽ bằng 0. Tuy nhiên, ta
không thể nói tính trạng đó chỉ do môi trờng mà không do kiểu gen qui định. Hệ số
di truyền (H
2
) cao chỉ nói cho ta biết quần thể đó khá đa dạng về mặt kiểu gen. Vì
vậy, hệ số di truyền của một tính trạng không thể áp dụng cho tính trạng đó ở mọi
quần thể mà chỉ đúng cho quần thể nghiên cứu (tại đó hệ số di truyền đợc tính) với
điều kiện môi trờng xác định và cấu trúc di truyền quần thể định.
Để ứng dụng trong công tác chọn giống chúng ta cần xác định hệ số di truyền theo
nghĩa hẹp, h
2
. Nếu biết đợc hệ số di truyền theo nghĩa hẹp của một tính trạng nào
đó ta có thể tiên đoán đợc kết quả chọn lọc ở thê sắc tố quang hệ sau. Lí do là vì hệ
số di truyền theo nghĩa hẹp chỉ tính đến tác động của những gen tơng tác theo kiểu
cộng gộp và những gen này mới thực sự mới đóng góp vào hiệu quả của công tác
chọn giống. Tuy nhiên, đối với học sinh phổ thông các giáo viên không cần giới
thiệu hệ số di truyền theo nghĩa hẹp cũng nh những ứng dụng trong công tác chọn
giống.
V. Sự cân bằng thành phần kiểu gen trong quần thể (định luật Hacđi- Vanbec)
SGK mới nhấn mạnh đén sự cần bằng về thành phần kiểu gen của quần thể. Một
quần thể chỉ đợc coi là cân bằng thành phần kiểu gen khi thành phần kiểu gen của
chúng thoả mãn công thức: p
2
AA + 2pq A a + q
2
aa = 1, với p + q = 1.
Khi một quần thể ngẫu phối, có kích thớc lớn, không bị tác động của chọn lọc tự
nhiên, không có di nhập gen, không có đột biến thì thành phần kiểu gen và tần số
alen của quần thể sẽ đợc duy trì không đổi từ thế hệ này sang thế hệ khác.
Một quần thể có kích thớc lớn, không bị tác động của chọn lọc tự nhiên, không có
di nhập gen, không có đột biến nhng nếu các cá thể của không giao phối ngẫu nhiên
với nhau thì mặc dù tần số của các alen trong quần thể đợc duy trì không đổi từ thế
hệ này sang thế hệ khác nhng thành phần kiểu gen của quần thể thì lại bị biến đổi
theo hớng tăng dần tần số của các kiểu gen đồng hợp tử và giảm dần tần số của các
kiểu gen dị hợp tử. Vì vậy, Giáo viên cần lu ý nhấn mạnh cho học sinh hiểu trạng
thái cân bằng di truyền của quần thể hay cân bằng Hacđi Vanbec là cân bằng về
thành phần kiểu gen. Ngoài ra, khi nói một quần thể ở vào một thời điểm hiện tại có
cân bằng di truyền hay không thì điều ta cần tìm là xem thành phần của các kiểu
gen có tuân theo công thức p
2
AA + 2pq A a + q
2
aa = 1 hay không chứ không phải
tính xem thế hệ sau thành phần kiểu gen có thay đổi hay không.
Khi biết đợc quần thể là cân bằng di truyền đối với locut gen nào đó, ta cũng có thể
nói các cá thể trong quần thể đã giao phối với nhau một cách ngẫu nhiên xét về tính
trạng nghiên cứu đó. Ngoài ra, quần thể đó phải khá lớn và đợc cách li với các quần
thể lân cận, cũng nh tần số đột biến gen xẩy ra là không đáng kể.
VI. Các nhân tố tiến hoá
a) Quan niệm về nhân tố tiến hoá
Theo học thuyết tiến hoá hiện đại, tiến hoá (nhỏ- microevolution) là quá trình làm
thay đổi tần số alen và thành phần kiểu gen của quần thể. Vì vậy, nhân tố tiến hoá là
nhân tố làm thay đổi tần số alen và thành phần kiểu gen của quần thể. Các sách giáo
khoa của quốc tế đều đề cập đến 4 nhân tố làm thay đổi tần số alen của quần thể là
đột biến, chọn lọc, di-nhập gen và yếu tố ngẫu nhiên. Ngoài ra, còn một nhân tố
tiến hoá tuy không làm thay đổi tần số alen của quần thể nhng lại làm thay đổi
thành phần kiểu gen là giao phối không ngẫu nhiên.
Các nhân tố tiến hoá nêu trong sách giáo khoa mới khác so với sách giáo khoa cũ.
Sách giáo khoa sinh học 12 (2004) có viết: Mỗi quần thể có thành phần kiểu gen
đặc trng và ổn định. Quá trình tiến hoá nhỏ diễn ra trên cơ sở sự biến đổi thành
phần kiểu gen của quần thể Thành phần kiểu gen của quần thể có thể bị biến đổi
do những nhân tố chủ yếu sau: Quá trình đột biến, quá trình giao phối, quá trình
chọn lọc tự nhiên và các cơ chế cách li.
Thực ra, quá trình giao phối (sách giáo khoa cũ đề cập chủ yếu đến giao phối ngẫu
nhiên) ngẫu nhiên hay không đều không làm thay đổi tần số alen của quần thể. Các
cơ chế cách li cũng không trực tiếp làm thay đổi tần số alen của quần thể. Nếu một
quần thể đợc cách li với các quần thể lân cận tức là không có hiện tợng di nhập gen
thì nếu không có nhân tố tiến hoá khác, tần số alen của quần thể cũng sẽ không thay
đổi.
Sách giáo mới cũng không dùng từ quá trình trớc các nhân tố tiến hoá. Ví dụ, đột
biến (mutation) thay vì quá trình tiến hoá, hay chọn lọc tự nhiên (natural selection)
thay vì quá trình chọn lọc tự nhiên, giao phối không ngẫu nhiên (non-random
mating) thay vì quá trình giao phối nh trình bày trong sách giáo khoa cũ. Lí do đơn
giản là vì nói tới nhân tố tiến hoá là nói tới những nhân tố làm thay đổi tần số alen,
tức là xem xét hậu quả của chúng có làm thay đổi tần số alen và thành phần kiểu
gen hay không còn quá trình đó xẩy ra nhanh hay chậm thực sự không mấy quan
trọng. Ví dụ, quá trình giao phối ở loài chó xẩy ra khá lâu còn quá trình giao phối ở
loài gà lại xẩy ra khá nhanh nhng kết quả cũng sẽ không làm thay đổi tần số alen
của quần thể nếu sự giao phối giữa các cá thể xẩy ra một cách ngẫu nhiên.
b) Các cơ chế cách li
Mặc dù không trình bày các cơ chế cách li nh một nhân tố tiến hoá những SGK
mới vẫn đề cập đến các loại cơ chế cách li sinh sản và vai trò của chúng trong quá
trình tiến hoá. Theo sách giao khoa quốc tế, ngời ta phân chia các cơ chế cách li
thành 2 loại: cách li trớc hợp tử (prezygotic barriers) và cách li sau hợp tử
(postzygotic barriers or isolation). Trong mỗi loại lại đề cập đến các kiểu cách li nh
cách li địa lí, sinh thái vv .
Có một số khác biệt giữa SGK mới và SGK cũ khi trình bày về các cơ chế cách li.
SGK sinh học 12 cũ (2004) mô tả: Cách li sinh sản: Do đặc điểm cơ quan sinh sản
hoặc tập tính hoạt động sinh dục khác nhau mà các cá thể thuộc các nhóm, các quần
thể khác nhau không giao phối với nhau. SGK mới trình bày cơ chế cách li theo