Giáo án Bài 15. Di truyền gene ngoài nhân

Tạo tình huống có vấn đề để HS nhận ra kiểu di truyền không tuân theo quy luật nhiễm sắc thể nhân, từ đó xác định nhiệm vụ học tập của bài.

GV nêu câu hỏi: "Khi lai một cây lá xanh với một cây lá trắng, màu lá của cây con phụ thuộc vào cây bố hay cây mẹ? Vì sao em nghĩ như vậy?". HS ghi dự đoán cá nhân vào vở, sau đó chia sẻ nhanh với bạn cùng bàn.

Dự đoán ban đầu của HS, ví dụ: "Cây con giống cây mẹ vì tế bào chất của trứng có nhiều thành phần hơn" hoặc "Cây con giống bố vì nhận gene từ bố". GV lưu các dự đoán lên bảng và thống nhất nhiệm vụ: tìm hiểu gene ngoài nhân, di truyền theo dòng mẹ và lai thuận nghịch.

HS nêu được gene ngoài nhân nằm ở ti thể và lục lạp, giải thích được vì sao tính trạng do gene ngoài nhân thường theo dòng mẹ trong mô hình.

Nhóm 4 HS làm việc theo kĩ thuật khăn trải bàn, đọc phần Bản chất và cơ chế trong SGK hoặc slide, hoàn thành Phiếu học tập số 1. Nhiệm vụ: (1) Ghép thuật ngữ với khái niệm; (2) Giải thích vì sao trứng là nguồn chủ yếu của tính trạng ngoài nhân trong mô hình; (3) Nêu vì sao không được suy ra mọi tính trạng theo mẹ đều do gene ti thể.

Phiếu học tập số 1 hoàn thành: Gene ngoài nhân là gene trong ti thể hoặc lục lạp theo phạm vi bài; Di truyền theo dòng mẹ là đặc điểm truyền chủ yếu qua tế bào chất trứng trong mô hình. Giải thích: trứng cung cấp phần lớn tế bào chất, mang theo ti thể hoặc lục lạp nên tính trạng ngoài nhân thường theo mẹ. Không suy tuyệt đối: liên kết giới tính và hiệu ứng mẹ có thể tạo mô hình khác. Ghi nhớ: ti thể và lục lạp có DNA riêng.

HS nêu được khái niệm lai thuận nghịch, dự đoán kết quả lai theo mô hình lục lạp chỉ truyền từ mẹ và nhận ra kết quả lai thuận nghịch chưa đủ để kết luận đó là gene ngoài nhân.

Cặp đôi làm việc với Phiếu học tập số 2. Ví dụ đề: mẹ lá xanh × bố lá trắng cho con thế nào? Đổi chiều lai (mẹ lá trắng × bố lá xanh) thì sao? Sau đó HS thảo luận: vì sao chỉ thấy khác biệt giữa hai chiều lai thì chưa xác định được một cơ chế duy nhất?

Lai thuận: mẹ lá xanh × bố lá trắng, con lá xanh (theo giả định lục lạp chỉ truyền từ mẹ và con sống được). Lai nghịch: mẹ lá trắng × bố lá xanh, con lá trắng. Không dùng tỉ lệ Mendel 3:1; cần ghi đây là mô hình đơn giản, thực tế có thể dị thể lục lạp. Lập luận: kết quả khác nhau giữa hai chiều lai gợi ý vai trò nguồn bố hoặc mẹ, nhưng gene X, gene ngoài nhân, chất mẹ cung cấp và môi trường nuôi đều có thể gây khác biệt; cần thiết kế kiểm soát và bằng chứng DNA để loại các khả năng.

HS vận dụng đúng các khái niệm gene ngoài nhân, lai thuận nghịch và di truyền theo dòng mẹ để trả lời các câu hỏi, đồng thời nhận diện quan niệm sai.

HS làm cá nhân các câu 1 đến 5 và câu 8 trong phần bài tập, sau đó đối chiếu theo nhóm. GV có thể cho HS luyện thêm trên học liệu NeoEdu. Đề bài:

• Câu 1: Gene ngoài nhân được hiểu đúng như thế nào? A. gene chỉ nằm trên vùng không tương đồng NST X; B. gene trong ti thể hoặc lục lạp theo phạm vi bài; C. gene nằm ở tế bào chất nhưng thực chất trên NST nhân.
• Câu 2: Lai thuận nghịch được hiểu đúng như thế nào? A. hai phép lai cùng giới mẹ nhưng đổi môi trường; B. lai phân tích hai cá thể đồng hợp lặn; C. hai phép lai đổi vai trò bố và mẹ.
• Câu 3: Ghép thuật ngữ với nội dung: Gene ngoài nhân; Lai thuận nghịch; Di truyền theo dòng mẹ.
• Câu 4: Đúng hay sai: Mọi tính trạng theo mẹ đều chắc chắn do gene ti thể.
• Câu 5: Mô hình ti thể chỉ từ mẹ: con đực mang biến thể ti thể có truyền qua tinh trùng không? A. Không, theo giả định chỉ từ mẹ; B. Có cho mọi con gái; C. Có cho mọi con trai.
• Câu 8: Mô hình 80 con đều nhận lục lạp từ mẹ. Bao nhiêu con nhận lục lạp bố nếu không có ngoại lệ?

Đáp án: Câu 1: B (gene trong ti thể hoặc lục lạp theo phạm vi bài; ti thể và lục lạp có DNA riêng). Câu 2: C (hai phép lai đổi vai trò bố và mẹ). Câu 3: Gene ngoài nhân – gene trong ti thể hoặc lục lạp theo phạm vi bài; Lai thuận nghịch – hai phép lai đổi vai trò bố và mẹ; Di truyền theo dòng mẹ – đặc điểm truyền chủ yếu qua tế bào chất trứng trong mô hình. Câu 4: Sai, vì liên kết giới tính, hiệu ứng mẹ và môi trường có thể tạo các mô hình khác. Câu 5: A (giả định không truyền ti thể bố, không phụ thuộc giới con; không suy tuyệt đối cho mọi loài thực). Câu 8: 0 (theo giả định chỉ truyền từ mẹ nên không con nào nhận lục lạp bố; không suy ra mọi loài như vậy).

HS vận dụng mô hình lai thuận nghịch để dự đoán kết quả và đánh giá vì sao cần thêm bằng chứng trước khi kết luận về gene ngoài nhân trong tình huống thực tế nghiên cứu cây trồng.

Tình huống: Một nhóm nghiên cứu lai hai chiều giữa cây lúa lá xanh và cây lúa lá trắng để tìm hiểu nguồn di truyền của màu lá. Nhiệm vụ cá nhân trả lời hai câu: (1) Mẹ lá xanh × bố lá trắng và mẹ lá trắng × bố lá xanh cho con thế nào theo mô hình lục lạp chỉ truyền từ mẹ? Đổi chiều lai thì sao? (2) Tại sao khác biệt giữa hai chiều lai chưa đủ để xác định một cơ chế duy nhất? Cần làm thêm gì?

Câu (1): Mẹ lá xanh × bố lá trắng cho con lá xanh; đổi chiều, mẹ lá trắng × bố lá xanh cho con lá trắng, theo giả định con sống được và không dùng tỉ lệ Mendel 3:1; ghi là mô hình đơn giản vì thực tế có thể dị thể lục lạp. Thang điểm: hai chiều lai 0,5 điểm; cơ chế tế bào chất 0,3 điểm; điều kiện 0,2 điểm. Câu (2): Gene X, gene ngoài nhân, chất mẹ cung cấp và môi trường nuôi có thể khác nhau; cần thiết kế kiểm soát và bằng chứng phân tử hoặc gene nhân để loại các khả năng. Thang điểm: hai khả năng 0,5 điểm; kiểm chứng 0,3 điểm; không kết luận duy nhất 0,2 điểm.