Tài liệu Xây dựng câu hỏi, bài tập nhận thức dạy bài mới phần di truyền học quần thể cho học sinh lớp 12, trường thpt nông cống i

các bậc MN, TH và THCS, các bậc khác không ghi) SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT NÔNG CỐNG I SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM XÂY DỰNG CÂU HỎI, BÀI TẬP NHẬN THỨC DẠY BÀI MỚI PHẦN DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂ CHO HỌC SINH LỚP 12, TRƯỜNG THPT NÔNG CỐNG I Người thực hiện: Nguyễn Thế Hiển Chức vụ: Giáo viên SKKN thuộc lĩnh vực (môn): Sinh học THANH HÓA NĂM 2020 MỤC LỤC 1. 1.1. 1.2. 1.3 1.4. 1.5. 2. 2.1. 2.2. 2.3. MỞ ĐẦU Lý do chọn đề tài………………………………………………......... Mục đích nghiên cứu…………………………………………...…… Đối tượng, phạm vi nghiên cứu………………………………..…… Phương pháp nghiên cứu………………………………………..….. Những điểm mới của sáng kiến kinh nghiệm...................................... NỘI DUNG Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm………………………...…. Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm…..….. Các sáng kiến kinh nghiệm hoặc các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề........................................................................................ 2.4. Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đối với hoạt động giáo dục, với bản thân, đồng nghiệp và nhà trường............................................ 3. KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 3.1. Kết luận…………………………………………………………….. 3.2. Kiến nghị………………………………………………………….... Tài liệu tham khảo………………………………………………………… 2 2 2 2 2 3 3 4 11 13 13 15 Phụ lục 1. MỞ ĐẦU 1 1.1. Lý do chọn đề tài Di truyền học quần thể, một nội dung chủ yếu của di truyền học hiện đại, đã được đưa vào giảng dạy tại chương trình THPT. Những nội dung này có ý nghĩa quan trọng trong việc giúp học sinh tiếp cận một số khái niệm cơ bản về chọn giống và tiến hóa. Chương 3 di truyền học quần thể thuộc phần V di truyền học theo phân phối chương trình Sinh 12 cơ bản chỉ có hai tiết. Tuy nhiên, các dạng câu hỏi bài tập trong các đề thi vẫn cần người học rèn luyện nhiều kĩ năng vận dụng kiến thức liên quan, tính toán nhiều. Với thực trạng HS THPT Nông Cống I, đầu vào không cao yêu cầu người thầy phải đầu tư soạn bài, có phương pháp và kĩ thuật dạy học phù hợp với đối tượng học sinh để các em dễ hiểu bài và có thể hoàn thành các câu trong đề thi hiệu quả nhất. Qua nhiều năm giảng dạy Sinh học 12 nói chung và phần di truyền học quần thể nói riêng. Tôi thường hay trăn trở làm sao để có phương pháp, kĩ thuật dạy học cho học sinh dễ hiểu, áp dụng kiến thức giải được các dạng bài tập trong sách giáo khoa, cũng như giải được các câu trong đề thi THPT Quốc gia. Với các lí do trên, tôi chọn đề tài “ Xây dựng câu hỏi, bài tập nhận thức dạy bài mới phần di truyền học quần thể cho học sinh lớp 12, trường THPT Nông Cống I” để làm nội dung sáng kiến kinh nghiệm của mình. 1.2. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu phần di truyền học quần thể về kiến thức cơ bản, kiến thức hay ra trong các đề thi để xây dựng các câu hỏi, bài tập phù hợp với phương pháp kĩ thuật dạy học tích cực nhằm nâng cao chất lượng học tập. 1.3. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu - Đối tượng: Học sinh lớp 12C1, 12C2, trường THPT Nông Cống I. Đối tượng từ lực học trung bình khá trở lên. - Phạm vi nghiên cứu: Chương III di truyền học quần thể, phần V di truyền học, Sinh 12 cơ bản. 1.4. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên lý thuyết - Phương pháp điều tra, thí nghiệm - Phương pháp phân tích, tổng kết rút kinh nghiệm. 1.5. Những điểm mới của sáng kiến kinh nghiệm - Xây dựng được một số câu hỏi, bài tập nhận thức ứng dụng vào dạy học. - Thiết kế 1 tiết dạy phần di truyền quần thể có sử dụng bài tập nhận thức. 2 - Xây dựng được một số công thức tính toán giải bài tập phần di truyền quần thể mà trong sách giáo khoa không đề cập (phần phụ lục). - Xây dựng được 1 đề kiểm tra 15 phút phần di truyền quần thể. 2. NỘI DUNG 2.1. Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm Trong dạy học sinh học, ngoàigiúp cho học sinh nắm vững kiến thức cơ bản, giáo dục tư tưởng chính trị, phẩm chất đạo đức, giáo viên còn phải giúp học sinh phát triển năng lực nhận thức. Hệ thống bài tập nhận thức là điều kiện cần thiết để phát triển năng lực tư duy. Bài tập nhận thức là một vấn đề mà có sự mâu thuẫn giữa điều đã biết và điều chưa biết. Vấn đề này được được giải quyết bằng toàn bộ những thao tác và phán đoán về trí tuệ và thực tiễn có tính chất trung gian giữa câu hỏi và câu trả lời của bài tập. Bài tập nào cũng đòi hỏi học sinh phải tự mình trải qua bước đường phải giải quyết hoặc tìm ra câu trả lời một cách độc lập và được chứng minh một cách rõ ràng. Giá trị của bài tập nhận thức được khẳng định rõ ràng, song trên thực tế việc sử dụng bài tập nhận thức còn rất hạn chế. 2.2. Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm Theo kế hoạch dạy học các năn gần đây, hoạt động dạy học yêu cầu HS là chủ thể trung tâm của tiết học, tiếp nhận kiến thức một cách chủ động, sáng tạo tích cực. Qua kết quả điều tra một số giáo viên giảng Sinh 12 trên địa huyện, nhiều giáo viên vẫn còn sử dụng phương pháp giảng giải, hỏi đáp - tìm tòi phần này. Thực trạng học sinh THPT Nông Cống I điều kiện kinh tế khó khăn, ít được đi học thêm, hơn nữa đường vào các trung tâm luyện thi lại xa nên có nhiều thiệt thòi. Kết quả thi tốt nghiệp THPT môn Sinh toàn tỉnh điểm vẫn chưa cao nên không lôi cuốn HS yêu thích lựa chọn môn Sinh. Trong lúc, thời đại công nghệ triển mạnh mẽ, các ngành nghề liên quan đến môn Sinh cần phát triển. Do phần di truyền học quần thể trong chương trình sinh học 12 mới đề cập đến các khái niệm, cách tính tần số alen, thành phần kiểu gen đối với 1 quần thể có 2 alen, ...nên trong hoạt động dạy học thì đa số học sinh chỉ biết cách tính tần số alen, thành phần kiểu gen, xác định được quần thể đạt trạng thái cân bằng hay chưa cân bằng. Còn những bài tập vận dụng như xác định số loại kiểu gen, tính xác suất,...học sinh chưa giải được vì thời lượng chỉ có 2 tiết và trong quá trình kiểm tra định kì thì giáo viên chỉ ra ở mức độ nhận biết, thông hiểu. Qua phân tích ma trận đề thi tốt nghiệp THPT năm 2017, 2018, 2019 bảng 1, ta thấy phần di truyền học quần thể phần lớn rơi vào các câu hỏi ở mức 3 độ 3, 4 (vận dụng và vận dụng cao0, do đó chỉ tìm hiểu các khái niệm, đặc điểm, điệu kiện cơ bản như trong chuẩn kiến thức kĩ năng thì học sinh muốn khó đạt điểm cao trong phần này. Bảng 1. Ma trận nội dung di truyền học quần thể trong đề thi tốt nghiệp năm 2017, 2018, 2019: Năm 2017 2018 2019 Mức 1 1 Mức độ nhận thức Mức 2 Mức 3 2 1 1 1 Mức 4 1 2 1 Số câu 4 4 2 Khi nghiên cứu nội dung các câu hỏi trong đề thi năm 2017, 2018, 2019, đề thi luôn thường có câu hỏi dạng tính tần số alen và tần số kiểu gen, tính số loại kiểu gen về các tính trạng , số kiểu gen tối đa, xác suất... Đặc biệt trong đề thi THPT Quốc gia, phần di truyền học quần thể thường có một câu ở mức 4 (câu khó) tích hợp tính tỉ lệ kiểu gen, tỉ lệ kiểu hình, vừa tính xác suất..... yêu cầu người học phải biết phối hợp các kiến thức liên quan cũng như phải rèn luyện giải nhiều mới làm bài có hiệu quả. - Các dạng câu hỏi mở rộng xét nhiều cặp gen hơn lúc học trong kiến thức chuẩn kiến thức kĩ năng sách giáo khoa. - Thông qua kết quả điều tra giáo viên dạy Sinh 12, mẫu phiếu theo phụ lục B, đa số giáo viên nhận xét khi dạy phần di truyền học quần thể: Về mặt thuận lợi: + Kiến thức lý thuyết không trừu tượng, HS dễ tiếp thu + Lôi cuốn các em thích giải toán sinh học Về mặt khó khăn: Đa số HS gặp khó khăn khi làm các câu vận dụng ở trong các đề thi năm từ 2017 đến 2019. Do đó để đạt hiểu quả dạy học tốt, giáo viên phải soạn bài giảng phù hợp với chuẩn kiến thức kĩ năng vừa phải hướng đến các đề thi để học sinh có cơ hội biết dạng, rèn kĩ năng để có thể hoàn thành được các câu hỏi liên quan . 2.3. Các sáng kiến kinh nghiệm hoặc các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề 2.3.1. Một số kiến thức trọng tâm của chương III di truyền học quần thể, phần V di truyền học, Sinh 12 cơ bản. 2.3.1.1. Đặc trưng di truyền của quần thể Mỗi quần thể có một vốn gen đặc trưng, thể hiện qua các thông số về tần 4 số alen và thành phần kiểu gen. - Tần số của 1 alen = số lượng alen đó / tổng số alen của gen đó trong quần thể tại mô ̣t thời điểm xác định. - Tần số của 1 kiểu gen = số cá thể có kiểu gen đó / tổng số cá thể có trong quần thể. 2.3.1.2. Quần thể tự phối (QT tự thụ phấn, tự thụ tinh) và QT giao phối cận huyết Cấu trúc di truyền của quần thể biến đổi qua các thế hệ theo hướng giảm dần tỉ lệ thể dị hợp, tăng dần tỉ lệ thể đồng hợp. Nếu quần thể có cấu trúc di truyền là. dAA: h Aa: raa thì sau n thế hệ tự thụ phấn CTDT của QT là d + (h- h/2n)/2 AA : h/2nAa : r + (h- h/2n)/2 aa 2.3.1.3. Quần thể giao phối ngẫu nhiên - Quần thể được gọi là ngẫu phối khi các cá thể trong quần thể lựa chọn bạn tình để giao phối một cách hoàn toàn ngẫu nhiên - Đặc điểm di truyền của quần thể ngẫu phối: + Đa dạng về kiểu gen và kiểu hình. + Có thể duy trì tần số các kiểu gen khác nhau trong quần thể không đổi qua các thế hệ trong những điều kiện nhất định. 2.3.1.4. Định luật Hacđi - Vanbec - Nội dung: Trong những điều kiện nhất định, tần số tương đối của các alen và thành phần kiểu gen của quần thể ngẫu phối được duy trì ổn định qua các thế hệ.Khi xảy ra ngẫu phối, quần thể đạt trạng thái cân bằng theo định luật Hacđi Van bec. Khi đó thoả mãn đẳng thức: p2AA + 2 pqAa + q2aa = 1. Trong đó: p là tần số alen A, q là tần số alen a, p + q = 1. - Điều kiện nghiệm đúng + Quần thể phải có kích thước lớn + Các cá thể trong quần thể giao phối ngẫu nhiên. + Các cá thể trong quần thể phải có sức sống và khả năng sinh sản như nhau (không có chọn lọc tự nhiên). + Không xảy ra đột biến, nếu có thì tần số đột biến thuận bằng tần số đột biến nghịch + Không có sự di - nhập gen. - Ý nghĩa của định luật Hacđi - Vanbec + Giải thích tại sao trong thiên nhiên có những quần thể được duy trì ổn định qua thời gian dài. 5 + Cho phép xác định tần số của các alen, các kiểu gen từ kiểu hình của quần thể và ngược lại  có ý nghĩa đối với y học và chọn giống. 2.3.2. Quy trình xây dựng câu hỏi, bài tập nhận thức dạy bài mới phần cấu trúc di truyền học quần thể Quy trình gồm các bước sau: Bước 1: Xác định mục tiêu Ở đây, câu hỏi bài tập sử dụng dạy bài mới, nên GV phải bám theo chuẩn kiến thức kĩ năng kết hợp với các đề thi tốt nghiệp hàng năm để xây dựng câu hỏi, bài tập. Đồng thời phải chú ý đến đối tượng học sinh. Bước 2: Xây dựng câu hỏi, bài tập Câu hỏi bài tập được xây dựng dạng câu hỏi tự luận và trắc nghiệm khách quan giúp học sinh tiếp nhận kiến thức mới tích cực, chủ động sáng tạo. Bước 3: Sử dụng câu hỏi, bài tập dạy kiến thức bài mới Câu hỏi bài tập được soạn đưa vào các hoạt động dạy học để định hướng học sinh tiếp cận nội dung mới. Sau các tiết dạy, giáo viên dẫn học sinh ngiên cứu bài mới bằng cách hoàn thành các câu hỏi bài tập giáo viên đã chuẩn bị trước , giáo viên yêu cầu học sinh kết hợp nghiên cứu sách giáo khoa và các tài liệu tham khảo liên quan, tư duy để làm các bài tập giáo viên giao ở nhà (theo cá nhân hoặc theo nhóm nhỏ ). Đến tiết học chính khóa dưới sự hướng dẫn của giáo viên , đại diện học sinh báo cáo kết quả, sau đó giáo viên tổ chức học sinh thảo luận để rút kinh nghiệm kết hợp với sự chỉnh lí và kết luận của giáo viên từ đó học sinh tiếp nhận kiến thức mới chủ động, tích cực. Trong một tiết học, không phải lúc nào cũng có thể giải quyết được tất cả các câu hỏi bài tập đưa ra, đặc biệt do thời gian chỉ có 45 phút. Các câu hỏi bài tập ở phần mở rộng, nâng cao, nếu không có thời gian tổ chức cho học sinh đánh giá, chỉnh lí, giáo viên kết luận trong thời gian tiết học. Tôi thường tận dụng nhóm face kín nhắc nhở, phát trực tiếp, đăng hướng dẫn giải, đáp án giúp học sinh tiếp nhận kiến thức hiệu quả. Bước 4: Kiểm tra, đánh giá Sau khi dạy học xong , kiểm tra đánh giá nội dung câu hỏi bài tập sự dụng dạy mang lại hiệu quả như thế nào? Từ đó, rút kinh nghiệm chỉnh lí, phù hợp hơn. 2.3.3. Biện pháp sử dụng câu hỏi, bài tập nhận thức dạy bài mới phần di truyền học quần thể, Sinh học 12 cơ bản Sau khi nghiên cứu xây dựng hệ thống câu hỏi bài tập nhận thức dạy bài mới phần di truyền học quần thể, việc sử dụng các câu hỏi bài tập đó như sau: 2.3.3.1. Phần các đặc trưng di truyền của quần thể 6 Bài tập 1: Nghiên cứu phần I, các đặc trưng di truyền quần thể, trang 68,69 sgk, hoàn thành bài tập sau: Trong một quần thể cây đậu Hà Lan, gen quy định màu hoa chỉ có hai alen: alen A quy định hoa đỏ và alen a quy định hoa trắng. Cây có hoa đỏ có kiểu gen AA chứa hai alen A, Cây có hoa đỏ có kiểu gen Aa chứa 1 alen A và 1 alen a, cây hoa trắng có kiểu gen aa chứa hai alen a. Giả sử quần thể đậu có 1000 cây với 500 cây có kiểu gen AA, 200 cây có kiểu gen Aa và 300 cây có kiểu gen aa. Hãy cho biết: a. Tính tần số tương đối của alen A, a. b. Tính tần số kiểu gen của QT c. Như thế nào là vốn gen của quần thể? d. Nếu biết thành phần kiểu gen của quần thể trên là: 0,5AA: 0,2 Aa: 0,3 aa, có thể tính tần số alen A và alen a như thế nào? Đối với bài tập 1, vận dụng phương pháp bài tập nhận thức để học sinh chủ động tích cực nghiên cứu sách giao khoa, giải quyết bài tập trên. Kết hợp sự nhận xét, chỉnh lí của đại diện học sinh khác và giáo viên bộ môn, học sinh có thể hiểu bản chất kiến thức phần các đặc trưng di truyền của quần thể là: - Vốn gen: Mỗi quần thể có một vốn gen đặc trưng, thể hiện ở tần số các alen và tần số các kiểu gen của quần thể. - Tần số mỗi alen = số lượng alen đó/ tổng số alen của gen đó trong quần thể tại một thời điểm xác định. Ngoài ra, còn có thể xác định tần số các alen khi biết thành phần kiểu gen dạng tổng quát: xAA: yAaa: zaa Tần số alen A (pA) = x + y/2; Tần số alen a (qa) = z + y/2 - Tần số một loại kiểu gen = số cá thể có kiểu gen đó/ tổng số cá thể trong quần thể. Từ đó, HS có thể linh hoạt vận dụng kiến thức đã học để giải các đề thi liên quan. 2.3.3.2. Phần cấu trúc di truyền của quần thể tự thụ phấn Bài tập 2: Giả sử có một quần thể cây đậu Hà Lan gồm toàn cây dị hợp tử Aa. Hãy cho biết: a. Thành phần kiểu gen của quần thể qua các thế hệ F1, F2, F3,...Fn. b. Nhâ ̣n xét gì về tần số alen và tần số kiểu gen qua các thế hê ̣ tự thụ phấn? 7 c. Có thể tổng quá công thức xác định thành phần kiểu gen của quần thể tự thự phấn qua thế hệ trong trường hợp quần thể ban đầu có thành phần kiểu gen 100% Aa và quần thể ban đầu có thành phần kiểu gen ở dạng: xAA: y Aa: z aa như thế nào? Sự lúng túng khi dạy của giáo viên còn thiếu kinh nghiệm khi dạy phần đặc điểm của quần thể tự thụ phấn không triệt để kiến thức, đặc biệt là rèn cho HS kĩ năng giải các bài tập liên quan khi đề thi mở rộng hơn. Phần lớn giáo viên chỉ dạy ngang câu lệnh trang 69 sách giáo khoa. Tuy nhiên, các câu luyện thi học sinh thường gặp dạng bài mở rộng hơn như dạng xAA: y Aa: z aa. Do đó, khi giáo viên hướng dẫn học sinh hoàn thành bài tập 2, theo phương pháp giải quyết vấn đề học sinh có thể nhận thức được một cách chủ động về các đặc điểm cấu trúc của quần thẻ tự thụ phấn và vận dụng giải được các bài tập liên quan về cấu trúc của quần thể tự thụ phấn, giáo viên có thể chốt cho học sinh các kiến thức cơ bản sau: * Đặc điểm cấu trúc di truyền: - Tần số alen: không thay đổi qua các thế hệ - Thành phần kiểu gen của quần thể: thay đổi qua các thế hệ theo hướng: + Tăng dần tỉ lệ kiểu gen đồng hợp + Giảm dần tỉ lệ kiểu gen dị hợp * Công thức ttng quát - Trường hợp 1: Quần thể có 2 alen A, a. Giả sử quần thể ban đầu thành phần kiểu gen 100% Aa tự thụ phấn . Tần số kiểu gen ở thế hê ̣ thứ n của quần thể tự thụ phấn là: n 1 Tần số KG AA= ( 1    )/2  2  1 Tần số KG Aa =    2 n n 1 Tần số KG aa = ( 1    )/2  2 - Trường hợp 2: Quần thể có 2 alen A, a. Giả sử quần thể ban đầu có thành phần kiểu gen xAA: y Aa: z aa tự thụ phấn. Tần số kiểu gen ở thế hê ̣ thứ n của quần thể tự thụ phấn là: n 1 Tần sốKG AA= x + y( 1    )/2  2  1 Tần số KG Aa = y    2 n 8 n 1 Tần số KG aa = z + y( 1    )/2  2 2.3.3.3. Phần cấu trúc di truyền của quần thể ngẫu phối Bài tập3: Một quần thể ngẫu phối có 100 cá thể AA, 200 cá thể Aa và 200 cá thể aa. (Trong đó alen A trội hoàn toàn so với alen a) Hãy cho biết: a. Xác định tần số alen A, a và thành phần kiểu gen của quần thể. b. Quân thể P nói trên có ở trạng thái cân bằng di truyền hay không? Tại sao? c. Nếu xảy ra quá trình nhẫu phối ở quần thể P thì cấu trúc di truyền của quần thể F1, F2, F3 sẽ như thế nào? Nêu nhận xét về tần số các alen và cấu trúc di truyền của F1, F2 và F3. d. Khi một quần thể đã ở trạng thái cân bằng di truyền, nếu muốn duy trì trạng thái cân bằng di truyền thì cần những điều kiện gì? e. Tính xác suất các cá thể có kiểu hình trội ở F1. Việc thiết kế bài tập 3, giúp học sinh: - Vận dụng kiến thức đã học ở tiết trước để luyện tập xác định tần số kiểu gen hay xác định tốt thành phần kiểu gen của quần thể. - Chứng minh được đối với quần thể ngẫu phối: Tần số các alen và thành phần kiểu gen duy trì ổn định từ thế hệ này sang thế hệ khác. - Xác định được, đối với quần thể ngẫu phối, qua 1 thế hệ ngẫu phối thì quần thể đạt trạng thái cân bằng di truyền. - Biết tính xác suất linh động giải các bài tập thực tế. Sau khi giải bài tập 3, học sinh có thể rút ra được các kiến thức cơ bản *Đặc điểm di truyền của quần thể ngẫu phối: - Quần thể giao phối đa dạng về kiểu gen và kiểu hình. - Quần thể ngẫu phối có thể duy trì tần số các kiểu gen khác nhau trong quần thể không đổi qua các thế hệ trong những điều kiện nhất định. *Trạng thái cân bằng di truyền của quần thể: *Nội dung định luật Hacđi - Vanbec : - Trong những điều kiện nhất định, tần số tương đối của các alen và thành phần kiểu gen của quần thể ngẫu phối được duy trì ổn định qua các thế hệ. - Khi xảy ra ngẫu phối, quần thể đạt trạng thái cân bằng theo định luật Hacđi Van bec. Khi đó thỏa mãn đẳng thức : p2AA + 2pqAa + q2aa = 1 Trong đó : p là tần số alen A, q là tần số alen a, p + q = 1. * Điều kiện nghiệm đúng của định luật: 9 - Quần thể phải có kích thước lớn. - Các cá thể trong quần thể phải giao phối với nhau một cách ngẫu nhiên. - Không có tác động của chọn lọc tự nhiên (các cá thể có kiểu gen khác nhau có sức sống và khả năng sinh sản như nhau). - Không có đột biến (đột biến không xảy ra hoặc xảy ra thì tần số đột biến thuận phải bằng tần số đột biến nghịch). - Quần thể phải được cách li với quần thể khác (không có sự di - nhập gen giữa các quần thể). * Ý nghĩa: - Phản ánh được trạng thái cân bằng di truyền trong quần thể. - Giải thích được sự duy trì ổn định quần thể qua thời gian dài trong tự nhiên - Từ tần số kiểu gen --> Tần số alen - Từ tần số alen --> Tần số kiểu gen, tần số kiểu hình của quần thể. * Để tính xác suất: - Phải xác định kiểu gen của bố mẹ thì dự đoán được kiểu hình ở đời con. - Xác suất con có kiều hình lặn bằng tích giao tử lặn của bố với tỉ lệ giao tử lặn của mẹ - Xác suất sinh con có kiểu hình trội = 1- (xác suất sinh con có kiểu hình lặn). 2.3.3.4. Mở rộng, nâng cao phần di truyền học quần thể Dạng 1: Xác định số lượng kiểu gen trong quần thể ngẫu phối Mẫu giáo án hiện tại, có phần ứng dụng, mở rộng. Qua tham khảo các tài liệu tham khảo các đề thi tốt nghiệp và sác tham khảo của các tác giả như: Phan Khắc Nghệ, Vũ Đức Lưu, Huỳnh Quốc Thành, ...Các bài tập, câu hỏi thường có các câu về tính số lượng kiểu gen trong quần thể và không chỉ gen nằm trên NST thường mà còn trường hợp gen nằm trên NST giới tính, có trường hợp xét có gen nằm trên NST thường, có gen nằm trên NST giới tính và cũng có câu hỏi liên quan đến đột biến NST. Trong một tiết dạy, không thể giải quyết nhiều bài tập. Tuy nhiên, giáo viên linh động hướng dẫn nghiên cứu ở nhà và kết hợp sự phát phiển của công nghệ 4.0, hỗ trợ dạy bổ sung trực tuyến qua nhóm kín face, thường xuyên đăng bài tập, đăng hướng dẫn giải các bài tập liên quan cũng là cơ hội cho học sinh biết dạng để tiếp cận. Do đó các bài tập 4, 5, 6, 7 dưới đây là cơ hội cho học sinh học tập về bài tập liên quan đến số lượng kiểu gen của quần thể. Bài tập 4: Trong quần thể người, gen quy định nhóm máu A, B, AB và O có 3 alen khác nhau: IA, IB, IO. Cho biết không xảy ra đột biến, hãy cho biết: 10 a. Số loại kiểu gen đồng hợp và kiểu gen dị hợp của quần thể trên. b. Quần thể có tối đa bao nhiêu loại kiểu gen. c. Thành lập công thức tổng quát tính số loại kiểu gen trong trường hợp trên. Bài tập 5: Một quần thể động vật, xét một gen có 3 alen trên nhiễm sắc thể thường và một gen có 2 alen trên nhiễm sắc thể giới tính X, không có alen tương ứng trên Y. Quần thể này có số loại kiểu gen tối đa về hai gen trên là A. 60. B.30. C. 32. D. 18. Bài tập 6: Ở một loài động vật, xét hai lôcut gen trên vùng tương đồng của nhiễm sắc thể giới tính X và Y, lôcut I có 2 alen, lôcut II có 3 alen. Trên nhiễm sắc thể thường, xét lôcut III có 4 alen. Quá trình ngẫu phối có thể tạo ra trong quần thể của loài này tối đa bao nhiêu loại kiểu gen về ba lôcut trên? A. 570. B. 180. C. 270. D. 210. Dạng 2: Xác định quần thể có đạt trạng thái cân bằng Hacđi - Van bec hay không? Theo chương trình, nếu không mở rộng nâng cao, học sinh học xong chỉ làm được bài tập 7, ý (1). Tuy nhiên trong các câu hỏi đề thi vẫn có dạng xác địn thành phần quần thể có cân bằng hay không về các quần thể xét gen nằm trên nhiễm sắc thể giới tính, gen có nhiều alen cũng như xét nhiều cặp gen. Giải được bài tập 7 dưới đây trong thời gian học 1 tiết có thể không thực hiện được, nhưng tùy điều kiện, giáo viên bộ môn hướng dẫn, giới thiệu dạng bài 7 đến học sinh để học sinh có cái nhiền rộng hơn về dạng bài tập xác đinh quàn thể cân bằng di truyền hay không, từ đó, học sinh có thể vận dụng giải các dạng câu hỏi đa dạng hơn về dạng này. Bài tập 7: Trong các quần thể dưới đây, số quần thể đạt trạng thái cân bằng di truyền là bao nhiêu? (1) 0,49AA : 0,42Aa : 0,09aa. (2) 0,25XAXA : 0,5XAXa : 0,25XaXa và 0,5XAY : 0,5XaY (3) 0,2IAIA : 0,2IBIB : 0,2IOIO : 0,1IAIO : 0,1IBIO : 0,2IAIB (4) 0,25AABB + 0,5AaBb + 0,25aabb A. 1 B. 2 C. 3 D. 4. 2.4. Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đối với hoạt động giáo dục, với bản thân, đồng nghiệp và nhà trường. 2.4.1. Hiệu quả xây dựng câu hỏi bài tập 11 Đã xây dựng được 7 câu hỏi, bài tập nhận thức sử dụng dạy bài mới phù hợp phần di truyền học quần thể, Sinh 12 cơ bản. 2.4.2. Hiệu quả sử dụng phương pháp và kĩ thuật tích cực Qua kết quả điều tra giáo viên dạy Sinh12 trên địa bàn huyện (ở phụ lục B), phần lớn giáo viên sử dụng phương pháp giảng giải, hỏi đáp - tìm tòi. Vậy, với việc xây dựng câu hỏi bài tập nhận thức dạy bài mới làm cho tiết dạy học của giáo viên trở nên tích cực, học sinh thu nhận kiến thức mới một cách chủ động sáng tạo, khắc sâu kiến thức, vận dụng linh hoạt kiến thức học được cũng như những kiến thức được giáo viên gợi ý trong phần mở rộng, nâng cao thì chỉ học trên lớp kết hợp tự tìm tòi ở nhà, học sinh vẫn có thể giải được các câu hỏi khó hơn như trong đề thi tốt nghiệp THPT quốc gia. 2.4.3. Hiệu quả giảng dạy Qua dạy phần di truyền học Sinh học 12 cơ bản, tôi dạy 2 tiết với phương pháp sử dụng bài tập nhận thức từ các câu hỏi bài tập đã xây dựng (theo giáo án ở phụ lục C). Sau đó, tôi cho học sinh làm bài kiểm tra 15 phút (phụ lục D) đối với 2 lớp 12C1, 12C2 kết quả điểm thu được như sau: Bảng 2. Bảng điểm kiểm tra thực nghiệm dạy học sử dụng các câu hỏi bài tập nhận thức dạy bài mới phần di truyền học quần thể, Sinh 12 cơ bản lớp 12C1, 12C2: Lớp/Điểm 12C1 (Sĩ số 44) 12C2 (Sĩ số 45) Tổng HS 89 HS 0 1 Tấn số % 0% Tần số % 0% 0% 0% 2 3 0% 0% 0% 0% 4 5 6 0% 7 1 0% 0% 3% 1 3 0% 3,22% 0% 6,5% 8 9 10 8 22 13 17,6% 50% 29,4% 4 30 7 9,7% 67,7% 16,1% 0% 0% 1,1% 0% 4,5% 13,5% 58,4% 22,5% Qua đề kiểm tra ở phụ lục D, câu hỏi vận dụng thấp (mức 3) có 4 câu, câu hỏi vận dụng cao (mức 4) có 2 câu kết quả thu được ở bảng 2. Qua bảng 2 ta thấy, kết quả vận dụng các câu hỏi bài tập nhận thức dạy bài mới trên mang lại hiệu quả cao. Từ đó, học sinh có thể giải được các câu hỏi vận dụng, đặc biệt là câu vận dụng cao. 12 3. KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 3.1. Kết luận - Đề tài thiết kế được 7 câu hỏi, bài tập nhận thức sử dụng dạy bài mới, mở rộng nâng cao phần di truyền học quần thể. - Ngoài dạy bài mới trên lớp, giáo viên còn ứng dụng sự phát triển của công nghệ 4.0, hỗ trở chỉnh sữa bài tập cho học sinh qua nhóm kín facebook. - Điều tra được 7 giáo viên dạy môn Sinh 12 trên địa bàn huyện những nhận xét, đánh giá về dạy phần di truyền học quần thể. - Việc xây dựng các câu hỏi, bài tập phục vụ cho hoạt động đổi mới phương pháp dạy học của bộ môn Sinh mang lại hiệu quả, được trải nghiệm, giúp học sinh hứng thú hơn, từ đó góp phần nâng cao chất lượng bộ môn. - Xây dựng câu hỏi bài tập phần di truyền học quần thể không chỉ phục vụ cho công tác dạy học mà còn trang bị cho học sinh và giáo viên nâng tầm hiểu biết về kĩ năng phân tích ma trận đề, phân tích nội dung dạy học và nội dung đề không chỉ phần di truyền học quần thể mà còn các phần Sinh học khác. - Thiết kế 1 tiết dạy phần di truyền quần thể có sử dụng bài tập nhận thức. - Xây dựng được một số công thức tính toán giải bài tập phần di truyền quần thể mà trong sách giáo khoa không đề cập (phần phụ lục). - Xây dựng được 1 đề kiểm tra 15 phút phần di truyền quần thể. 3.2. Kiến nghị Về thuận lợi khi tiến hành đề tài: - Được sự quan tâm, chỉ đạo kịp thời của Ban giám hiệu nhà trường, sự giúp đỡ của giáo viên trong trường và ngoài trường. - Sự tham gia tích cực của học sinh các lớp, đặc biệt lớp 12C1, 12C2. Về khó khăn khi thực hiện đề tài: - Khả năng xây dựng các dạng câu hỏi bài tập sử dụng giảng dạy còn thiếu kinh nghiệm. - Thời gian nghiên cứu và xây dựng câu hỏi, bài tập chưa đủ dài, vì vậy độ đa dạng, hay của các câu hỏi, bài tập chưa cao, có nhiều công thức tham khảo của các tác giả khác, bản thân chưa tự xây dựng. - Học sinh ít hứng thú với môn Sinh, chủ yêu học sinh thi khối B mới tích cực. - Thời gian nghiên cứu chưa được nhiều nên đề tài nghiên cứu chưa sâu do đó hướng phát triển của đề tài chất lượng hơn về các câu hỏi bài tập nhận thức và tiếp tục xây dựng hệ thống câu hỏi bài tập nhận thức dạy bài mới ở nhiều phần Sinh học khác. - Tổ chuyên môn nghiên cứu, xây dựng kế hoạch cho năm học 2020 - 2021 chú trọng thêm những nội dung có thể đổi mới hoạt động dạy và học theo hướng phân tích nội dung cơ bản và nội dung các đề thi các năm gần đó. 13 Trên đây là nội dung sáng kiến kinh nghiệm mà bản thân đã từng áp dụng hiệu quả trong quá trình giảng dạy môn Sinh học tại trường THPT Nông Cống I. Trong quá trình nghiên cứu, thực hiện không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong sự góp ý của quý cấp quản lý và đồng nghiệp. Tôi cam kết sáng kiến này là do bản thân thực hiện, không sao chép của tổ chức, cá nhân nào. Tôi xin cam đoan mọi thông tin nêu trên là trung thực, đúng sự thật. Xin chân thành cảm ơn! CƠ QUAN ĐƠN VỊ XÁC NHẬN .................................................. Thanh Hóa, ngày 20 tháng 6 năm 2020 Người viết SKKN Nguyễn Thế Hiển 14 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Nguyễn Thành Đạt (Tổng biên tập), Phạm Văn Lập (Chủ biên), Đặng Hữu Lanh, Mai sỹ Tuấn, , Sinh 12, Nhà XBGD- Bộ GD ĐT. 2. Ngô Văn Hưng (Chủ biên), Nguyễn Hải Châu, Lê Hồng Điệp, Nguyễn Thị Hồng Liên, Hướng dẫn thực hiện chuẩn kiến thức, kĩ năng môn Sinh học lớp 12, Nhà xuất bản giáo dục Việt Nam, 2009. 3. Vũ Đình Túy, Nguyễn Trọng, Vũ Anh Tuấn, Trần Mạnh Long, Ngô Văn Hùng, Nguyễn Tất Thắng, Hướng dẫn ôn tập kì thi trung học phổ thông Quốc gia năm học 2017- 2018 khoa học tự nhiên, Nhà xuất bản giáo dục Việt Nam, 4. Phan Khắc Nghệ, Phương pháp giải nhanh các dạng bài tập Sinh học, Nhà xuất bản đại học Quốc gia Hà Nội, 2015. 5. Huỳnh Quôc Thành, Luyện giải đề trước kỳ thi đại học tuyển chon và giới thiệu đề thi Sinh học, Nhà xuất bản đại học Quốc gia Hà Nội, 2012. 15 PHỤ LỤC A PHIẾU ĐIỀU TRA GIÁO VIÊN DẠY MÔN SINH 12 CƠ BẢN Họ và tên giáo viên:................................................................... Trường THPT: ........................................................................ Để góp ý việc giảng dạy phần di truyền học quần thể, Sinh 12 cơ bản. Kính xin quý thầy (cô) trả lời các câu hỏi sau: 1. Thông thường, quý thầy (cô) dạy phần di truyền học quần thể bằng các phương pháp dạy học chủ yếu nào? ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ......................................................................................................................... 2. Qua các tiết dạy chính khóa, thầy (cô) có nhận xét gì về mức độ học sinh vận dụng kiến thức đã học được để giải các câu hỏi trong đề thi tốt nghiệp các năm 2017, 2018, 2019? ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. 3. Thuận lợi khi dạy phần di truyền học quần thể là gì? ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. 4. Khó khăn khi dạy phần di truyền học quần thể là gì? ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. Xinh chân thành cảm ơn sự hợp tác của quý các thầy (cô)! 16 PHỤ LỤC B KẾT QUẢ ĐIỀU TRA MỘT SỐ GIÁO VIÊN DẠY 12 HUYỆN NÔNG CỐNG VỀ DẠY PHẦN DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂ TT 1 2 3 Họ và tên GV Lê Viết Thắng Lê Trọng Khánh Ngô Thị Thắm 4 Trịnh Thị Oanh 5 Hoàng Thị Kim Ngân 6 Mai Duy Ngân 7 Lê Thị Hồng Phương pháp dạy học Mức độ vận dụng kiến thức Thuận lợi - Bài tập nhận thức - Hoạt động nhóm - Đa số HS gặp khó khăn khi làm các câu vận dụng ở trong các đề thi năm 2017-2019 - Kiến thức lý thuyết không trừu tượng, HS dễ tiếp thu - Lôi cuốn các em thích giải toán sinh học - Thuyết trình - Vấn đáp - Thảo luâ ̣n nhóm - Kiến thức trong chuẩn chỉ đáp ứng được mức đô ̣ hiểu, vâ ̣n dụng - Nhiều nô ̣i dung khó học sinh phải vâ ̣n dụng tổng hợp kiến thức nhiều phần - Số tiết ít 2 tiết, ko có tiết tự chọn - Nô ̣i dung nhiều - Hỏi đáp tìm tòi - Dạy học nhóm - Đa số hs giải được những câu hỏi ở mức độ nhận biết và thông hiểu - Những câu hỏi vận dụng chỉ một số ít hs giải được - Những bài tập vận dụng như tính xác suất,...hs chưa giải được vì: + Thời lượng chỉ có 2 tiết + Trong quá trình kiểm tra 1 tiết, thi học kì thì GV chỉ ra ở mức độ nhận biết, thông hiểu - Hoạt động nhóm. - Nêu vấn đề. Sử dụng kiến thức học chính khóa để giải đề rất khó. - Hỏi đáp tìm tòi - Chỉ giải được các câu nhận biết, thông hiểu - Hỏi đáp, nêu vấn đề - Hỏi đáp tìm tòi Chỉ giải được các câu nhận biết, thông hiểu - Vận dụng giải các câu vận dụng rất khó khăn Ở mức vận dụng thấp đơn giản, dễ hiểu. Khó khăn - Hiện tại chưa thấy có khó khăn gì. Ko có thời gian dạy những kiến thức giải bài tập khó. - Thời gian ít Ko có thời gian dạy những kiến thức giải bài tập khó. - Thời gian ít, chỉ 2 tiết PHỤ LỤC C 17 Tiết 18: BÀI 16. CẤU TRÚC DI TRUYỀN QUẦN THỂ (T1) I. MỤC TIÊU: Sau khi học xong tiết này HS phải: 1. Kiến thức - Nêu được định nghĩa quần thể(quần thể di truyền) và tần số tương đối của các alen, các kiểu gen. - Nếu được sự biến đổi cấu trúc di truyền của quần thể tự phối qua các thế hệ. 2. Kĩ năng - Rèn luyện kĩ năng tự nghiên cứu sgk, phân tích, tổng hợp. 3. Thái độ - Củng cố niềm tin vào khoa học hiện đại trong việc nhận thức về cấu trúc DT của QT. - Có ý thức vận dụng tri thức đã học vào giải thích các hiện tượng thoái hóa giống, cấm kết hôn gần... trong thực tiễn cuộc sống. 4. Năng lực hướng tới: - Trình bày, hợp tác, giao tiếp, tự học II. CHUẨN BỊ CỦA GV VÀ HS 1. Giáo viên: Soạn bài, powerpoint. 2. Học sinh: Nghiên cứu bài, soạn bài theo hướng dẫn của GV III. PHƯƠNG PHÁP VÀ KỸ THUẬT GIẢNG DẠY PP: Trực quan – tìm tòi, bài tập nhận thức KT: Đặt câu hỏi, giao nhiệm vụ IV.TIẾN HÀNG DẠY HỌC 1. Hoạt động khởi động/ Tạo tình huống - Về mặt di truyền học, người ta chia quần thể theo những loại nào? Đặt điểm di truyền của các quần thể đó ra sao? - Vì sao không nên cho thực vật tự thụ phấn qua nhiều đời? - Vì sao cấm kết hôn gần huyết thông? 2. Hoạt động hình thành kiến thức Hoạt động I. Tìm hiểu các đặc trưng di truyền của quần thể HOẠT ĐỘNG CỦA GV VÀ HS NỘI DUNG KIẾN THỨC GV: Cho học sinh quan sát tranh về I. Các đặc trưng di truyền của quần mô ̣t số quần thể, trả lời các câu hỏi: thể 1. Tập hợp cá thể naò trong các VD 1. Khái niệm quần thể: QT là một 18 trên là QT? Giải thích. 2. Quần thể là gg? Đại diện HS trả lời, HS khác nhận xét GV nhận xét, chỉnh lí, kết luận. GV tiếp tục yêu cầu HS nghiên cứu, hoàn thành bài tập sau: Bài tập 1. Nghiên cứu phần I, các đặc trưng di truyền quần thể, trang 68,69 sgk, hoàn thành bài tập sau: Trong một quần thể cây đậu Hà Lan, gen quy định màu hoa chỉ có hai alen: alen A quy định hoa đỏ và alen a quy định hoa trắng. Cây có hoa đỏ có kiểu gen AA chứa hai alen A, Cây có hoa đỏ có kiểu gen Aa chứa 1 alen A và 1 alen a, cây hoa trắng có kiểu gen aa chứa hai alen a. Giả sử quần thể đậu có 1000 cây với 500 cây có kiểu gen AA, 200 cây có kiểu gen Aa và 300 cây có kiểu gen aa. Hãy cho biết: a. Tính tần số tương đối của alen A, a. b. Tính tần số kiểu gen của QT c. Như thế nào là vốn gen của quần thể? d. Nếu biết thành phần kiểu gen của quần thể trên là: 0,5AA: 0,2 Aa: 0,3 aa, có thể tính tần số alen A và alen a như thế nào? HS kết hợp phần đã làm ở nhà, thảo luận theo nhóm, trình bày kết quả HS khác nhận xét, bổ sung Gv nhận xét, chỉnh lí, kết luận. Chú ý: Tùy theo hình thức sinh sản của từng loài mà các đă ̣c trưng của vốn gen cũng như các yếu tố làm biến đổi vốn gen của quần thể ở mỗi loài có khác nhau tập hợp các cá thể cùng loài, cùng sống trong một khoản không gian xác định và có khả năng sinh ra con cái để duy trì nòi giống. 2. Đă ̣c trưng di truyền của quần thể - Mỗi quần thể có một vốn gen đặc trưng, thể hiện ở tần số các alen và tần số các kiểu gen của quần thể. a. Tần số alen - VD: - Tần số mỗi alen = số lượng alen đó/ tổng số alen của gen đó trong quần thể tại một thời điểm xác định. Ngoài ra, còn có thể xác định tần số các alen khi biết thành phần kiểu gen dạng tổng quát: xAA: yAaa: zaa Tần số alen A (pA) = x + y/2; Tần số alen a (qa) = z + y/2 b. Tần số kiểu gen - VD: - Tần số một loại kiểu gen = số cá thể có kiểu gen đó/ tổng số cá thể trong quần thể. 19