Đề tài: Nâng cao hiệu quả áp dụng một số bài tập di truyền phân tử trong chương trình Sinh học 10

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆMGiáo viên thực hiên : Phan Hữu Đức Tổ Chuyên môn: SINH HOCĐề tài:NÂNG CAO HIỆU QUẢ ÁP DỤNG MỘT SỐ BÀI TẬP DI TRUYỀN PHÂN TỬ TRONG CHƯƠNG TRÌNH SINH HỌC 10SÁNG KIẾN KINH NGHIỆMGiáo viên thực hiên : Phan Hữu Đức Tổ Chuyên môn: Tự nhiênNÂNG CAO HIỆU QUẢ ÁP DỤNG MỘT SỐ BÀI TẬP DI TRUYỀN PHÂN TỬ TRONG CHƯƠNG TRÌNH SINH HỌC 10Phụ lụcPhần I: Đặt vấn đề:Phần II: Nội dung I. Một số công thức áp dụng để giải bài tập. II. Bài tập vận dụng III. Bài tập trắc nghiệm khách quan.Phần III: Định hướng vận dụng bài tập vào chương trình sinh học Lớp 10:Phần IV: Kết luận:NÂNG CAO HIỆU QUẢ ÁP DỤNG MỘT SỐ BÀI TẬP DI TRUYỀN PHÂN TỬ TRONG CHƯƠNG TRÌNH SINH HỌC 10Phần I: ĐẶT VẤN ĐỀTrong những năm gần đây sự cải cách giáo dục cần .phải nâng cao chất lượng dạy và học phù hợp với chương trình cải cách giáo dục và đạt hiệu quả cao.Học sinh cần rèn luyện kỉ năng vào thực tiển đem lại niềm vui và hứng thú học tập trong bộ môn sinh học. Như vậy phát huy tính tích cực chủ động sáng tạo tạo hứng thú học tập cần phải cũng cố kiến thức lý thuyết mà học sinh đã được học , cần có bài tập cũng cố đặc biệt tiến tới hội nhập với các kì thi học sinh giỏi, và làm cơ sở cho kiến thức 12 và thi vào các trường Đại học, Cao đẵng, THCN sau này . Trong chương trình sinh học 10 THPT ban cơ bản thiết nghĩ vẫn có nhiều điểm chưa hợp lý : - Thời lượng còn quá ít : 1 tiết/ tuần - Nội dung vẫn còn thiên về kiến thức lý thuyết mà bài tập liên quan về phần di truyền học phân tử lại được bố trí ở chương trình lớp 12 mới nhưng chương trình yêu cầu rất cao	Với lý do đó bản thân tôi xin mạnh dạn đưa thêm vào chương trình sinh học 10 THPT một số bài tập vào tiết tự chọn nhằm giúp học sinh hứng thú hơn trong học tập bộ môn, củng cố kiến thức , hình thành kỉ năng thiết yếu , giảm nhẹ phần bài tập khá nặng ở lớp 12 và học sinh có cơ sở tiếp cận với các kì thi tuyển chọn học sinh giỏi và ôn thi Đại học , Cao đẵng, THCN sắp đến Rất mong sự góp ý của các thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp để SK đạt hiệu quả tốt hơn.NÂNG CAO HIỆU QUẢ ÁP DỤNG MỘT SỐ BÀI TẬP DI TRUYỀN PHÂN TỬ TRONG CHƯƠNG TRÌNH SINH HỌC 10Phần II:NỘI DUNGChương trình bài tập về sinh học phân tử đã được học ở lớp 9 nhưng mới mang tính khái quát , lớp 10 mới kiến thức lý thuyết suông và sẻ đi sâu vào chương trình sinh học 12 vậy tôi mạnh dạn nêu ra ở chương trình này một số vấn đề làm cơ sở.I. Một số công thức tổng quát áp dụng để giải bài tập1. Công thức xác định mối liên quan về số lượng các loại nuclêôtit trong ADN, ARNCông thức 1: Trong phân tử ADN (hay gen) theo NTBS: 	 A = T ; G = X 	(1) Suy ra số nuclêôtit của ADN (hay gen) 	 N = A + T + G + X Từ (1) ta rút ra: N = 2A + 2G = 2T + 2X 	(2)Công thức 2: Nếu xét mối tương quan các nuclêôtit của 2 mạch đơn ta có:   T = A = T1 + T2 = A1 + A2 = T1 + A1 = T2 + A2  (3) G = X = G1 + G2 = X1 + X2 = X1 + G1 = X2 + G2 (4) Công thức 3: Số nucleotit của ARN là: rN = N/2 (5) NÂNG CAO HIỆU QUẢ ÁP DỤNG MỘT SỐ BÀI TẬP DI TRUYỀN PHÂN TỬ TRONG CHƯƠNG TRÌNH SINH HỌC 10Công thức 4: Um = A1 = T2 (6) Am = T1 = A2 Gm = X1 = G2 Xm = G1 = X2 Từ (6) suy ra:  Um + Am = A = T (7) Gm + Xm = G = X2. Công thức xác định mối liên quan về % các loại đơn phân trong ADN với ARNCông thức 5: % A2 x 2 = % T1 x 2 = % Am % T2 x 2 = % A1 x 2 = % Um (8) % G2 x 2 = % X1 x 2 = % Um % X2 x 2 = % G1 x 2 = % XmCông thức 6: Biết số lượng nuclêôtit (N) của gen tìm chiều dài: (LG)= ( N/2 ) x 3,4A0 (9)NÂNG CAO HIỆU QUẢ ÁP DỤNG MỘT SỐ BÀI TẬP DI TRUYỀN PHÂN TỬ TRONG CHƯƠNG TRÌNH SINH HỌC 10Công thức 7: M = N x 300 đvC(10) Công thức 8: S = N/20 (11)Công thức 9: HTgiữa các nu = N-2 (13) HTT+G = 2N –2 (14)Công thức 10: H= (2A + 3G) = (2T + 3X). (15) Công thức 11: Ncc = (2k – 1)N (16) NCM = (2k – 2)N (17)Công thức 12: Tìm số lượng liên kết hoá trị được hình thành sau k đợt tái bản của gen. - HT = (2k – 1)(N – 2) (18)- Liên kết hoá trị giữa các nuclêôtit và trong mỗi nuclêôtit được hình thành trên các gen con (HT): HT’ = (2k – 1)(2N – 2) (19)Công thức 13: Số lượng nuclêôtit mỗi loại cung cấp hoàn toàn mới để tạo nên các gen con sau k đợt tái bản: A = T = (2k – 2)A (20) G = X = (2k – 2)G (21)Số lượng nuclêôtit mỗi loại cung cấp để tạo nên các gen con sau k đợt tái bản: A = T = (2k – 1)A                                             (22) G = X = (2k – 1)G (23)NÂNG CAO HIỆU QUẢ ÁP DỤNG MỘT SỐ BÀI TẬP DI TRUYỀN PHÂN TỬ TRONG CHƯƠNG TRÌNH SINH HỌC 105 Khi biết các đại lượng tạo nên cấu trúc mARNCông thức 15: LG = RARN x 3,4Å (25)Công thức 16:   M = rN x 300dvC (26)Công thức 17: - Số lượng liên kết hoá trị giữa các nuclêôtit (HTG) bằng số nuclêôtit của gen bớt đi 2 HT giữa các nu = rN-2 (27)- Số lượng liên kết hoá trị trong mỗi nuclêôtit và giữa các nuclêôtit (HTT+G) HTT+G = 2.rN –2 (28)Công thức 18: Tìm số lượng ribônuclêôtit được cung cấp (Rcc) sau k lần sao mã rNcc = (2k – 1)rN (29) rNCM = (2k – 2)rN (30)Công thức 19: Tìm số lượng axit amin trong 1 prôtêin hoàn chỉnh (AH)aa (hoàn chỉnh) = (N/6) – 2 (bộ 3 mở đầu + bộ 3 kết thúc không tổng hợp) (31) Công thức 20 aa (tham gia) = (N/6) – 1 ( bộ 3 kết thúc không tổng hợp) (32) Công thức 21:   M Pr = aa x 110 đvC (33) Công thức 22: Péptit = (N/6) – 2 (34) Suy ra: (H2O)↑ = (N/6) – 2 (35) NÂNG CAO HIỆU QUẢ ÁP DỤNG MỘT SỐ BÀI TẬP DI TRUYỀN PHÂN TỬ TRONG CHƯƠNG TRÌNH SINH HỌC 10II. Một số bài tập vận dụng vào chương trình sinh học lớp 10Sau đây là tôi đưa ra một số dạng bài tập vận dung các công thức trên để áp dụng cho giải các bài toán di truyền phân tử : AND, ARN, Protein. Dạng 1: Biết Số nucleotit và tỉ lệ từng loại nucleotit trong gen (AND). Tìm : + Số lượng từng loại nucleotit và thành phần % từng loại nucleotit.+ Khối lượng của gen.+ Chiều dài của gen( Phân tử AND)+ Số chu kì xoắn.+ Số liên kết hiddro.+ Số liên kết hóa trị giữa các nucleotit + Hóa trị cả AND.+ Số ribonucleotit trong ARNNÂNG CAO HIỆU QUẢ ÁP DỤNG MỘT SỐ BÀI TẬP DI TRUYỀN PHÂN TỬ TRONG CHƯƠNG TRÌNH SINH HỌC 10Bài toán áp dụng:Một gen có 3000 nucleotit có số lượng nucleotit loại A bằng 1,5số lượng nucleotit loại G Tìm : 1. Số lượng từng loại nucleotit và thành phần % từng loại nucleotit?2 .Khối lượng của gen?3 .Chiều dài của gen( Phân tử AND)?4 .Số chu kì xoắn?5 .Số liên kết hiddro ?6 .Số liên kết hóa trị giữa các nucleotit và .Hóa trị cả AND ?7 .Số ribonucleotit trong ARN ?NÂNG CAO HIỆU QUẢ ÁP DỤNG MỘT SỐ BÀI TẬP DI TRUYỀN PHÂN TỬ TRONG CHƯƠNG TRÌNH SINH HỌC 10 Phương pháp giải:1. Số lượng từng loại nucleotit và thành phần % từng loại nucleotit.Áp dụng Công thức 1: ta có A = T ; G = X Suy ra số nuclêôtit của ADN (hay gen) N = A + T + G + X Từ đó ta rút ra: N = 2A + 2G = 2T + 2X -> A+G = N/2 =3000/2= 1500 (1) A=1,5G (2) từ (1) và (2) suy ra A=900 , G=600 Theo NTBS A = T= 900 ; G = X= 6002. Khối lượng của gen. Áp dụng Công thức 7: ta có M=N x 300 đvC => khối lượng gen (M) = 3000 x300= 900000 đvC3. Chiều dài của gen( Phân tử AND)Áp dụng Công thức 6: Biết số lượng nuclêôtit (N) của gen tìm chiều dài: LG= ( N/2 ) x 3,4A0 =(3000/2) x 3,4A0 = 5100 A04. Số chu kì xoắn. 	Áp dụng Công thức 8: Tìm số lượng chu kỳ xoắn của gen (Sx) S=N/20 => 3000/20 = 150 (vòng xoắn)NÂNG CAO HIỆU QUẢ ÁP DỤNG MỘT SỐ BÀI TẬP DI TRUYỀN PHÂN TỬ TRONG CHƯƠNG TRÌNH SINH HỌC 105. Số liên kết hiddro.Áp dụng Công thức 10: Tìm số liên kết hiđrô giữa các cặp bazơnitric trên mạch kép của gen (H) Số lượng liên kết hiđrô của gen được tính bằng công thức (2A + 3G) hoặc (2T + 3X). H= (2A + 3G) = (2T + 3X). => H= 2A + 3G = 2.900 + 3.600 = 3600 ( lk)6. Số liên kết hóa trị giữa các nucleotit và Hóa trị cả AND.Áp dụng Công thức 9: Tìm số lượng liên kết hoá trị (HT)- Số lượng liên kết hoá trị giữa các nuclêôtit (HTG) bằng số nuclêôtit của gen bớt đi 2 HT giữa các nu = N-2 => HT = N-2 = 3000 -2 = 2998 (lk)- Số lượng liên kết hoá trị trong mỗi nuclêôtit và giữa các nuclêôtit (HTT+G) HTT+G = 2N –2 => HT = 2N-2 = 2.3000 – 2 = 5998 (lk)7. Số ribonucleotit trong ARNÁp dụng Công thức 3: Số nucleotit của ARN là: rN = N/2 => rN = N/2 = 3000/2 =1500 (rN) ĐSNÂNG CAO HIỆU QUẢ ÁP DỤNG MỘT SỐ BÀI TẬP DI TRUYỀN PHÂN TỬ TRONG CHƯƠNG TRÌNH SINH HỌC 10 Dạng 2: Biết Số nucleotit của gen, % mổi loại nucleotit, k lần nhân đôi , Tìm :+ Số nucleotit cung cấp cho quá trình tổng hợp.+ Số liên kết hiddro phá hủy sau k lần nhân đôi+ Hóa trị cả AND, k lần nhân đôi. Bài toán áp dụng: Một gen có 3000 nucleotit có số lượng nucleotit loại A bằng 30% số lượng nucleotit của gen khi gen trên nhân đôi 3 lần đòi hỏi môi trường nội bào cung cấp bao nhiêu nucleotit tự do?Tìm :1. Số nucleotit cung cấp cho quá trình tổng hợp?2. Số liên kết hiddro phá hủy k lần nhân đôi?3. Hóa trị cả AND, k lần nhân đôi?NÂNG CAO HIỆU QUẢ ÁP DỤNG MỘT SỐ BÀI TẬP DI TRUYỀN PHÂN TỬ TRONG CHƯƠNG TRÌNH SINH HỌC 10Phương pháp giải:Số nucleotit cung cấp cho quá trình tổng hợp:Áp dụng Công thức 1: và Công thức 5: 	Ta có A= T = 900 nucleotit , G=X= 600 nucleotit Áp dụng Công thức 13: Số lượng nuclêôtit mỗi loại cung cấp để tạo nên các gen con sau k đợt tái bản: mà k=3 Acc = Tcc = (2k – 1)A  =>  Acc = Tcc = (2k – 1)A = (23 – 1) 900 = 6300 (nu)  Gcc = Xcc = (2k – 1)G =>  Gcc = Xcc = (2k – 1)G = (23 – 1) 600 = 4200 (nu) 2. Số liên kết hiddro phá hủy sau k lần nhân đôi:Áp dụng Công thức 14: Tìm số lượng liên kết hiđrô bị phá huỷ (Hp) sau k đợt tái bản của gen: Từ 1 gen sau k đợt tái bản liên kết số gen con bị phá huỷ liên kết hiđrô để tạo nên các gen con mới bằng (2k – 1) gen. Ta có đẳng thức: Hp = (2k – 1)(2A + 3G) => (23 – 1)(2.900 + 3.600) = 252003. Hóa trị cả AND, k lần nhân đôi?Áp dung Công thức 12: Tìm số lượng liên kết hoá trị được hình thành sau k đợt tái bản của gen.Liên kết hoá trị giữa các nuclêôtit và trong mỗi nuclêôtit được hình thành trên các gen con (HT): HT’ = (2k – 1)(2N – 2) => (2k – 1)(2N – 2) = (23 – 1)(2.3000 – 2) = 41986 (lk)NÂNG CAO HIỆU QUẢ ÁP DỤNG MỘT SỐ BÀI TẬP DI TRUYỀN PHÂN TỬ TRONG CHƯƠNG TRÌNH SINH HỌC 10Dạng 3: Biết Số nucleotit và tỉ lệ từng loại nucleotit trong gen (AND). Tìm :+ Số axit amin hoàn chỉnh trong phân tử Protein.+ Số axit amin cung cấp cho quá trình tổng hợp.+ Khối lượng phân tử protein + Số liên kết peptit hình thành.+ Số phân tử nước giải phóng.Bài toán áp dụng:Một gen có 3000 nucleotit có số lượng nucleotit loại A bằng 1,5số lượng nucleotit loại G Tìm :1 Số axit amin hoàn chỉnh trong phân tử Protein?2 Số axit amin cung cấp cho quá trình tổng hợp?3 Khối lượng phân tử protein ?4Số liên kết peptit hình thành?5 Số phân tử nước giải phóng ?NÂNG CAO HIỆU QUẢ ÁP DỤNG MỘT SỐ BÀI TẬP DI TRUYỀN PHÂN TỬ TRONG CHƯƠNG TRÌNH SINH HỌC 10III. Một số bài tập trắc nghiệm khách quan về bài tập phân tử:Qua các dạng trên tôi đưa ra một số dạng bài tập trắc nghiệm đại diện để vận dung các công thức trên để áp dụng cho giải các bài toán di truyền phân tử : AND, ARN, Protein. Câu 1: Một gen có A=600 nucleotit, G=400 nucleotit tìm số nucleotit của gena. 1000;	 b. 2000;	c. 1800;	d. 3000;Câu 2: Một gen có A=600 nucleotit, G=400 nucleotit tìm số nucleotit của gena. 1000;	 b. 2000;	c. 1800;	d. 3000;;Câu 3: Một phân tử ADN có số vòng xoắn là 120 .Số nucleotit của AND đó là bao nhiêu?a. 1200	 b. 2400	 c. 3000	d. 4080Câu 4: Một gen dài 10200 Angstrong, lượng A = 20%, số liên kết hiđrô có trong gen là:a. 7200;	 b. 7800;	c. 3600;	d. 3900;Câu 5: Một phân tử ARNm có 3000 ribonucleotit tổng hợp một phân tử Protein hoàn chỉnh đòi hới môi trường cung cấp bao nhiêu axits amin.a. 498 a a 	 b. 499 aa 	c. 500 aa 	d. 998aa.Kết luận: Thông qua bằng phiếu học tập. áp dụng một số công thức hầu như học sinh đều làm khá tốt các câu hỏi trên NÂNG CAO HIỆU QUẢ ÁP DỤNG MỘT SỐ BÀI TẬP DI TRUYỀN PHÂN TỬ TRONG CHƯƠNG TRÌNH SINH HỌC 10Phần III: ĐỊNH HƯỚNG VẬN DỤNG VÀO BÀI TẬP SINH HỌC 10Trong năm qua so với năm trước trong chương trình mới của cải cách giáo dục chúng tôi đã vận dụng bài tập vào cho học sinh lớp 10 vào chương trình tiết tự chọn thấy có kết quả cho sự hiểu bài của học sinh trong kiểm tra và làm cơ sở tốt cho học sinh nắm kiến thức nhưng với một số lượng còn hạn chế vì thời gian trên lớp còn ít trình độ học sinh chưa đều . Để đạt hiệu quả tốt cho sự vận dụng này tôi xin đề xuất một số hướng sau :a. Về thới gian: 	Giáo viên cần phải đổi mới phương pháp theo hướng tích cực hóa hoạt động cần cũng cố những nội dung chính lý thuyết tỉ mỹ và tận dụng thời gian tốt trong các tiết dạy Mặt khác do chương trình không quy định bài tập nên nhà trường cần bố trí vào tiết tự chọn bộ môn cho hợp lý vì thời gian trên lớp ít hoặc ngoại khóa đối với nội dung bài tập cho học sinh có thời gian để vận dung .NÂNG CAO HIỆU QUẢ ÁP DỤNG MỘT SỐ BÀI TẬP DI TRUYỀN PHÂN TỬ TRONG CHƯƠNG TRÌNH SINH HỌC 10b.Về phương pháp dạy học 	Giáo án phải thiết kế theo hướng phát huy tính tích cực của học sinh bằng hệ thống các câu hỏi, các công thức cơ bản, phiếu học tập. Từ đó giáo viên phải hướng dẩn, điều khiển hoạt động của học sinh nhằm đạt tới kiến thức và kỉ năng cần thiết cho học sinh, để học sinh làm quen với một số dạng bài tập sau này.c. Phương tiện dạy học: 	Sử dụng phiếu học tập , máy chiếu để  để giúp cung cấp cho học sinh các bài tập, các thông tin một cách nhanh nhất ..d. Nội dung các kiến thức cần vận dung :	Vận dụng các bài tập này khi học sinh đã học phần Axit nucleic, Protein lớp 10 và Kết hợp với chương trình sinh học phân tử ở lớp 9 .NÂNG CAO HIỆU QUẢ ÁP DỤNG MỘT SỐ BÀI TẬP DI TRUYỀN PHÂN TỬ TRONG CHƯƠNG TRÌNH SINH HỌC 10IV. Kết luận: Việc đưa các bài tập vào chương trình sinh học 10 hoặc bố trí vào tiết tự chọn là một phương án tốt cho việc học tập của học sinh , giúp học sinh hứng thú hơn,cũng cố được kiến thức lý thuyết và hệ thống được kiến thức di truyền phân tử ở cấp 2 giúp học sinh hình thành được kỉ năng giải bài tập tạo cơ sở tốt cho các năm sau đồng thời tạo điều kiện giúp học sinh tiếp cận với kì thi học sinh giỏi , và các kì thi Đại học,Cao đẵng và THCN sau này. Trong năm vừa qua việc vận dụng các bài tập ở khối 10 tôi thấy rất hiệu quả so với năm học trước , nhưng bên cạnh cũng còn gặp nhiều khó khăn như trình độ đầu vào của học sinh quá thấp và thời gian , điều kiện dạy học của giáo viên như việc phải chọn bài tập như thế nào, làm phiếu học tập và bố trí thời gian như thế nào cho hợp lý .. Hy vọng những năm học tới có sự đầu tư về thời gian ,bố trí tiết học ..chúng tôi sẻ thực hiện tốt hơn . 	Đề tài trên chắc chắn không tránh khỏi sai sót mong thầy cô và các bạn đồng nghiệp góp ý để hoàn thành tốt hơn.