Bồi dưỡng thường xuyên môn Sinh học THPT Tích hợp kiến thức liên môn trong dạy học Sinh học

BỒI DƯỠNG THƯỜNG XUN MƠN SINH HỌC THPT: TÍCH HỢP KIẾN THỨC LIÊN MÔN TRONG DẠY HỌC SINH HỌC MỞ ĐẦU Trong Luật giáo dục, điều 24.2 ghi rõ: “Phương pháp giáo dục phổ thơng phải phát huy tính tích cực, chủ động, tự giác, sáng tạo HS phù hợp với đặc điểm lớp học, môn học, bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kỹ vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động vào tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho HS” Nghị Trung ương II khóa VIII khẳng định “Đổi phương pháp giáo dục - đào tạo, khắc phục lối truyền thụ chiều, rèn luyện nếp tư sáng tạo cho người học Từng bước áp dụng phương pháp tiên tiến phương pháp đại vào trình dạy học, đảm bảo điều kiện thời gian tự học, tự nghiên cứu cho học sinh, sinh viên đại học, phát triển phong trào tự học, tự đào tạo thường xuyên rộng khắp toàn dân, niên” Theo Bộ GD - ĐT, sau năm 2015, giáo dục phổ thông cấu trúc giai đoạn - Giai đoạn 1: học năm (gồm tiểu học THCS), cung cấp người học hình thành nhân cách, trang bị kiến thức kỹ tối thiểu; học xong THCS để bảo đảm học, làm tiếp sống với người xung quanh Không yêu cầu cao, sâu, phải tồn diện để hình thành nhân cách - Giai đoạn 2: (3 năm THPT), tiếp tục hồn thiện nhân cách người cơng dân Và để học sinh khơng bị đột ngột lớp 10 thiết kế lớp “chuyển hóa từ giai đoạn tổng hợp sang giai đoạn phân hóa” Lớp 11 12 giai đoạn thực phân hóa mạnh hướng nghiệp cao Theo đánh giá nhiều nhà nghiên cứu, nhìn chung giáo dục Việt Nam cịn nhiều bất cập, chưa đáp ứng yêu cầu giáo dục thời đại Về nội dung: kiến thức hàn lâm cứng nhắc, coi trọng lý thuyết thực hành, thiếu tính liên thơng học với nhau, nhiều vấn đề khai thác trùng lặp nhiều mơn học, làm chương trình trở nên thiếu tính hệ thống, tải Về phương pháp: dạy học chủ yếu nặng thuyết trình, có liên hệ kiến thức môn với kiến thức học môn Mục tiêu dạy học trọng vào việc cung cấp kiến thức mà trọng đến phát triển kỹ cho HS, có liên hệ lý thuyết học nhà trường thực tiễn sống Trong tình ngồi thực tiễn sống ln mang tính tích hợp dạy học nhà trường cịn thiếu tích hợp môn Do yêu cầu đổi PPDH nay: với việc đổi nội dung, đổi PPDH trở thành yêu cầu cấp thiết để nâng cao chất lượng giáo dục Đổi PPDH trường phổ thông vấn đề lớn, thu hút quan tâm người làm công tác giáo dục mà thu hút quan tâm tầng lớp xã hội Chương trình giáo dục xây dựng dựa quan điểm: “Lấy quan điểm tích hợp làm nguyên tắc đạo tổ chức nội dung chương trình, biên soạn sách giáo khoa lựa chọn phương pháp giảng dạy” Việc xây dựng chương trình sách giáo khoa theo quan điểm tích hợp đòi hỏi tất yếu giáo dục đại Chương trình phổ thơng nhiều nước gồm số mơn học tích hợp, phổ biến môn học tiếng mẹ đẻ văn chương, tốn học, khoa học tự nhiên (Lý, Hóa, Sinh…), khoa học xã hội nhân văn (Sử, Địa, Kinh tế, Luật…), ngoại ngữ (tiếng anh số ngoại ngữ chính), máy tính cơng nghệ, giáo dục thể chất Trong đó, nước ta nội dung chương trình phổ thơng xây dựng chủ yếu theo cách tiếp cận mục tiêu, chương trình SGK tải khối lượng kiến thức chưa thực trọng đến phát triển kỹ năng, cấu trúc chương trình lạc hậu so với giới, mơn học có chồng chéo kiến thức Xây dựng cấu trúc chương trình phổ thơng theo hướng tích hợp môn riêng rẽ, học chuyên sâu môn đào tạo nghề xu hướng tất yếu giáo dục nước ta tương lai Vì vậy, việc GV vận dụng quan điểm tích hợp vào dạy học vấn đề cần thiết cấp thiết Xuất phát từ lý trên, lựa chọn nội dung “Tích hợp kiến thức liên mơn dạy học sinh học” làm chuyên đề bồi dưỡng thường xuyên cho giáo viên phổ thông Nội dung xây dựng dựa tổng hợp, cập nhật, lựa chọn kiểm tra kiến thức, thông tin từ nguồn tài liệu khác nên chắn không tránh khỏi thiếu sót Chúng tơi mong nhận đóng góp ý kiến q thầy, giáo bạn đọc Xin chận thành cảm ơn CHƯƠNG I CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ DẠY HỌC TÍCH HỢP Khái niệm dạy học tích hợp Theo Xavier Roegiers, “Sư phạm tích hợp quan niệm q trình học tập góp phần hình thành học sinh lực rõ ràng, có dự tính trước điều cần thiết cho học sinh, nhằm phục vụ cho trình học tập tương lai nhằm hòa nhập học sinh vào sống lao động Như vậy, sư phạm tích hợp nhằm làm cho q trình học tập có ý nghĩa” Theo Phạm Văn Lập, “Tích hợp có nghĩa kiến thức, kỹ học môn học này, phần môn học sử dụng công cụ để nghiên cứu học tập môn học khác, phần khác mơn học Thí dụ, tốn học sử dụng công cụ đắc lực nghiên cứu sinh học Tin học sử dụng cơng cụ để mơ hình hóa q trình sinh học v.v…” Mục tiêu dạy học tích hợp - Dạy học tích hợp làm cho q trình học tập có ý nghĩa - Dạy học tích hợp giúp phân biệt cốt yếu với quan trọng - Dạy học tích hợp quan tâm đến việc sử dụng kiến thức tình cụ thể - Ngồi ra, dạy học tích hợp cịn giúp người học xác lập mối liên hệ khái niệm học Các quan điểm tích hợp dạy học - Quan điểm “đơn mơn”: xây dựng chương trình học tập theo hệ thống mơn học riêng biệt Các môn học tiếp cận cách riêng rẽ - Quan điểm “đa môn”: thực chất tình huống, “đề tài” nghiên cứu theo quan điểm khác nhau, nghĩa theo môn học khác - Quan điểm “liên môn”: dạy học tình tiếp cận hợp lý qua soi sáng nhiều môn học - Quan điểm “xun mơn”: phát triển kỹ mà học sinh sử dụng tất mơn học, tất tình Vai trị tích hợp dạy học Dạy học tích hợp giúp HS trở thành người tích cực, người cơng dân có lực giải tốt tình có vấn đề mang tính tích hợp thực tiễn sống Dạy học tích hợp cho phép rút ngắn thời gian dạy học, đồng thời tăng cường khối lượng chất lượng thông tin Ở nước ta, có số nhà giáo dục vận dụng quan điểm tích hợp vào việc dạy học trường phổ thơng với nhiều cơng trình tiêu biểu có hiệu Một nguyên tắc đạo xây dựng chương trình sách giáo khoa theo hướng tích hợp là: chương trình sách giáo khoa phổ thơng phải cơng trình khoa học sư phạm phải lựa chọn nội dung bản, phổ thông, cập nhật tiến khoa học công nghệ kinh tế - xã hội, gần gũi với đời sống phù hợp với trình độ nhận thức học sinh giai đoạn học tập, gắn bó với thực tế phát triển đất nước, tích hợp nhiều mặt giáo dục nội dung, nâng cao chất lượng hoạt động thực hành, vận dụng theo lực đối tượng học sinh Trong nội dung tài liệu này, đề cập hai vấn đề nhỏ “tích hợp kiến thức liên mơn dạy học sinh học” là: - Tích hợp sử dụng lượng tiết kiệm, hiệu qủa dạy học sinh học - Tích hợp số kiến thức tốn học dạy học sinh học 12 - phần Di truyền học CHƯƠNG II TÍCH HỢP SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TIẾT KIỆM, HIỆU QUẢ TRONG DẠY HỌC SINH HỌC I Năng lượng vai trò lượng người Năng lượng Theo Từ điển Bách khoa Việt Nam, lượng định nghĩa là: "độ đo định lượng chung cho dạng vận động khác vật chất" Trong Từ điển tiếng Việt Từ điển vật lý phổ thông , lượng định nghĩa "đại lượng đặc trưng cho khả sinh công vật" Theo Nghị định số 102/2003/NĐ-CP phủ sử dụng lượng tiết kiệm, hiệu lượng hiểu "dạng vật chất có khả sinh công, bao gồm nguồn lượng sơ cấp: than, dầu, khí đốt nguồn lượng thứ cấp nhiệt năng, điện sinh thông qua trình chuyển hố lượng sơ cấp" Như vậy, tuỳ mục đích khác nhau, khái niệm lượng định nghĩa có tính chất khái qt khác Trong tài liệu này, với mục tiêu phổ cập việc giáo dục HS phổ thông sử dụng lượng tiết kiệm, hiệu phù hợp với thực tiễn lao động sản xuất sống, sử dụng thường xuyên khái niệm lượng nêu Nghị định 102/2003/NĐ-CP Các dạng lượng Việc phân loại dạng lượng đa dạng, phụ thuộc vào mục đích khác Dưới đưa số cách phân loại thường sử dụng 2.1 Phân loại theo vật lý - kỹ thuật Với đối tượng HS THPT, em làm quen với dạng lượng qua chương trình vật lý phổ thông như: Cơ năng; Nội năng; Điện năng; Quang năng; Hoá năng; Năng lượng hạt nhân (năng lượng nguyên tử) 2.2 Phân loại theo nguồn gốc lượng - Năng lượng vật chất chuyển hố tồn phần gồm lượng từ nhiên liệu hóa thạch (hay nhiên liệu thiên nhiên) như: than bùn, than nâu, than đá, dầu mỏ, khí thiên nhiên lượng từ nhiên liệu nguyên tử - Năng lượng tái sinh (hay lượng tái tạo) nguồn lượng hồi phục theo chu trình biến đổi thiên nhiên, mà theo quan niệm người vô hạn Các dạng lượng bao gồm: lượng mặt trời, lượng gió, nước, lượng sóng biển, lượng thuỷ triều, lượng địa nhiệt - Năng lượng không tái sinh nguồn lượng không hồi phục khai thác sử dụng Các nguồn lượng không tái sinh gồm: than nâu, than đá, than bùn, dầu lửa, khí tự nhiên, - Năng lượng sinh khối (biomass): sinh đốt trực tiếp chuyển đổi nhiệt hóa học, chuyển đổi nhiệt sinh hóa vật liệu có nguồn gốc hữu (trừ than, dầu mỏ…) Nguồn lượng sinh khối dạng rắn gồm có gỗ, củi, phụ phẩm nơng nghiệp trấu, rơm rạ, ngơ, bã mía, loại vỏ, thân thảo mộc; lượng sinh khối dạng lỏng nhiên liệu sinh học (biofuel), dạng khí biogas - Năng lượng bắp: Sức bắp người, trâu, bò, ngựa, voi… 2.3 Phân loại theo dòng biến đổi lượng Theo trình từ khai thác, biến đổi, truyền tải sử dụng lượng, người ta chia dạng lượng sau: - Năng lượng sơ cấp nguồn lượng có sẵn thiên nhiên than, dầu, khí tự nhiên, lượng nguyên tử, thuỷ năng, củi gỗ - Năng lượng thứ cấp nguồn lượng biến đổi từ dạng lượng khác Ví dụ: điện năng, nước lò hơi, sản phẩm cracking dầu mỏ - Năng lượng cuối lượng sau khâu truyền tải, vận chuyển cấp tới nơi tiêu thụ, người sử dụng - Năng lượng hữu ích lượng cuối sử dụng sau bỏ qua tổn thất thiết bị sử dụng lượng Sự bảo tồn chuyển hố lượng Để có nhìn khái qt ảnh hưởng lẫn trình biến đổi lượng tự nhiên kỹ thuật, việc nắm vững qui luật chuyển hóa lượng có ý nghĩa quan trọng Nắm vững qui luật chuyển hóa lượng giúp ta giải vấn đề kỹ thuật liên quan tới việc sử dụng lượng Năng lượng chuyển hố từ dạng sang dạng khác, song hệ kín lượng hệ có giá trị khơng đổi Trong tự nhiên kĩ thuật có nhiều tượng diễn q trình chuyển hố lượng như: + Chuyển hoá thành nhiệt (hiện tượng ma sát làm nóng vật chuyển động có ma sát) + Sự chuyển hố thành điện (dinamo đèn xe đạp, tuabin quay máy phát điện nhà máy điện ) + Sự chuyển hoá quang thành điện (ở trạm phát điện nhờ lượng mặt trời; máy tính bỏ túi dùng pin quang điện…) + Sự chuyển hoá điện thành dạng lượng khác (điện thành (động điện), điện thành nhiệt (dụng cụ đun nấu điện), điện thành hoá (trong điện phân, mạ kim loại…)) Trong q trình trên, lượng bảo tồn Nếu hệ kín lượng tổng cộng hệ số; lượng chuyển từ dạng sang dạng khác phân bố lại phần hệ Nếu hệ khơng kín độ tăng (hay giảm) lượng hệ độ giảm (hay tăng) lượng môi trường bên ngồi Do vậy, bảo tồn chuyển hố lượng mơ tả định luật chung định luật bảo tồn chuyển hố lượng Trong kỹ thuật, người ta thường vận dụng định luật bảo tồn chuyển hóa lượng để phân tích q trình sử dụng lượng từ tìm phương thức sử dụng lượng cho có hiệu II Vai trò lượng người Tình hình sử dụng lượng sản xuất đời sống Năng lượng có vai trị sống cịn sống người, định tồn tại, phát triển chất lượng sống người Vai trò lượng thể cụ thể qua việc người sử dụng lượng cho hoạt động sản xuất, lại, xây dựng đời sống hàng ngày Ngày nay, thấy rõ vấn đề khủng hoảng lượng thường có tác động lớn tới kinh tế xã hội nước giới Do nhiều nước đưa vấn đề lượng thành quốc sách, đặt thành vấn đề " an ninh lượng" phát triển quốc gia Dưới vài số liệu tình hình sử dụng lượng giới Việt Nam : Theo số liệu Cơ quan lượng quốc tế IEA tiêu thụ lượng giới cho lĩnh vực sản xuất tiện nghi nhà sau: công nghiệp, giao thông vận tải lĩnh vực tiện nghi nhà chiếm phần lớn tiêu thụ lượng (mỗi lĩnh vực khoảng 25%); thương mại dịch vụ công cộng khoảng 10%; nông lâm ngư nghiệp khoảng 3%; sử dụng khác khoảng 12% [1] - Trong lĩnh vực công nghiệp, ngành sản xuất có nhu cầu tiêu thụ lượng cao như: ngành công nghiệp không sản xuất sản phẩm dầu hay điện; ngành lọc dầu, sản xuất, khai thác than; ngành sản xuất điện Các ngành công nghiệp không sản xuất sản phẩm dầu hay điện tiêu tốn nhiều lượng nhất, nửa dạng lượng khơng tái sinh than, dầu, khí đốt - Trong lĩnh vực giao thông vận tải, đa số phương tiện chuyên chở dùng sản dầu làm nhiên liệu Ngành giao thông vận tải tiêu thụ khoảng 60% lượng dầu chế biến Sản phần dầu chiến 95% thị phần lượng ngành giao thông vận tải - Trong ngành sản xuất điện năng, việc sử dụng nguồn lượng để sản xuất điện phân bố sau: nhiên liệu hoá thạch chiếm 64%, lượng hạt nhân: 17%, thuỷ điện: 18%, lượng tái tạo: 1% điện toàn cầu [1] Ở Việt Nam, sản lượng điện thương phẩm cuối năm 2007 66,8 tỷ kWh, tăng 2,5 lần so với năm 2000 (26,6 tỷ kWh) [2], thủy điện khoảng 64 %, than nhiệt điện khoảng 34%, ); tiêu thụ lĩnh vực sản xuất công nghiệp xây dựng chiến 46,97%, lĩnh vực quản lý - tiêu dùng- dân cư 47,14% - Năng lượng dùng cho tiện nghi nhà có ba mục đích: nấu thức ăn; đun nước nóng sinh hoạt điều hồ khơng khí; chạy thiết bị điện nội thất, chiếu sáng, thiết bị điện tử,… Theo số liệu thống kê tỉ lệ sử dụng nguồn lượng lĩnh vực tiện nghi nhà sau: lượng tái tạo 40%, sử dụng khí đốt điện gần (khoảng 20%), lượng than nước nóng chiếm khoảng %, sản phẩm dầu khoảng 10 %, [1] Nhìn chung thấy tình hình sử dụng lượng giới Việt Nam sau: - Nhu cầu lượng ngày cao nhu cầu tăng trưởng kinh tế, phát triển ngành sản xuất công nghiệp, giao thông vận tải nhu cầu nâng cao chất lượng sống - Nguồn lượng sử dụng chủ yếu nguồn lượng hố thạch than đá, dầu, khí tự nhiên - Điện dạng lượng có nhiều ưu điểm dễ dàng chuyển hố từ dạng lượng khác sản xuất điện năng, đồng thời sử dụng, dễ dàng chuyển hố thành dạng lượng khác năng, nhiệt năng, quang năng,… Vì việc sản xuất sử dụng điện có ý nghĩa quan trọng chiến lược lượng quốc gia Sự cạn kiệt nguồn lượng hoá thạch Việc gia tăng khai thác sử dụng nguồn tài nguyên lượng giới Việt Nam dẫn đến nguồn tài nguyên lượng khơng tái sinh than, dầu lửa, khí đốt bị cạn kiệt Dân số toàn cầu tỉ người Muốn trì phát triển xã hội cần khai thác nguồn tài nguyên lớn, có tài ngun lượng Tính tới cuối năm 2007, dân số toàn giới 6,625 tỷ người, tiêu thụ lượng lượng sơ cấp 11.099 Mtoe (Mtoe: triệu dầu tương đương), dầu chiếm 35,61%; khí tự nhiên: 23,76%; than: 28,63%; lượng hạt nhân: 5,60%; thủy điện: 6,39% So với năm 2000, giới tiêu thụ lượng lượng sơ cấp tăng 122,7% suất tiêu thụ lượng sơ cấp bình quân đầu người tăng từ 1,5 toe/người (năm 2000) lên 1,675 toe/người (năm 2007) [2] Dự đoán đến năm 2050, dân số giới đạt mức 10 tỷ người, nhu cầu lượng lượng sơ cấp tương đương 25 tỷ 340 triệu đến 29 tỷ than nguyên chất Điều gây nhiều lo lắng áp lực cho phát triển xã hội loài người Tổng lượng tài nguyên Đơteri Trái đất dùng cho phản ứng nhiệt hạch 44.000 tỷ tấn, tương đương với lượng 52 triệu 800 ngàn tỷ than nguyên chất, cung cấp cho nhân loại khoảng 60 tỷ năm Tuy nhiên, việc sử dụng lượng nhiệt hạch nhiều vấn đề kĩ thuật an tồn cần phải giải đưa dạng lượng vào sử dụng thực tiễn Trong thập kỷ qua, nhu cầu lượng châu Á tăng cao hàng năm Trong 10 năm tới, nhu cầu điện tăng gấp đôi Dự báo vào năm 2025, châu Á chiếm 50% tổng nhu cầu phát triển điện Điều kéo theo phát triển ngành khai thác than châu Á Ví dụ, Trung Quốc có sản lượng than lớn giới (khoảng 1,4 tỷ tấn/năm) ngành điện Trung Quốc tiêu thụ than lớn (khoảng 80% sản lượng than Trung Quốc dùng cho nhiệt điện) Ở Việt Nam, trữ lượng than dự báo sau: trữ lượng than thăm dò ( tiềm bể than đồng Bắc Bộ): dự báo từ 37 đến 100 tỷ tấn, tiềm trữ lượng than bùn Việt Nam khoảng 6,0 tỷ [3] Tuy nhiên, theo Bộ công thương đánh giá (8/2007), nguồn lượng hoá thạch Việt Nam bị cạn kiệt dần: Than 3,80 tỉ tấn, dầu cịn 2,3 tỷ Ước tính chung giới nguồn dầu mỏ thương mại dùng khoảng 60 năm, khí tự nhiên cịn dùng khoảng 80 năm, than dùng khoảng 150 - 200 năm Tại Việt Nam, nguồn lượng tự nhiên cịn hết trước giới vài chục năm An ninh lượng Việt Nam trở thành vấn đề cấp bách Các chuyên gia kinh tế lượng dự báo: đến trước năm 2020, Việt Nam phải nhập khoảng 12%-20% lượng; đến năm 2050 lên đến 50%-60%, chưa kể điện hạt nhân Trong lĩnh vực điện năng, chủ yếu dựa vào nhiệt điện (34%) thuỷ điện (64%) Thuỷ điện có tiềm phát triển lại phụ thuộc vào thời tiết, Nếu phát triển lớn chưa thể lường trước tác động tiêu cực đến môi trường sinh thái Về xăng dầu, phải nhập khẩu Nhà máy lọc dầu Dung Quất đưa vào sử dụng vào năm 2009-2010 cung cấp khoảng triệu xăng, dầu cho giao thông vận tải tổng số nhu cầu 15-17 triệu Hàng năm ta phải nhập khoảng 10 triệu xăng dầu Đến năm 2020, tiếp tục có nhà máy lọc dầu vào hoạt động ta có khoảng 15-16 triệu xăng dầu nhu cầu 30-35 triệu tấn, phải nhập 15 triệu [4] Mặc dù số liệu dự báo chưa thể hồn tồn xác Việc tiếp tục thăm dị phát thêm nguồn lượng than, dầu, khí Tuy nhiên, nhìn lâu dài, nguồn lượng hố thạch sớm muộn cạn kiệt, việc thiếu hụt lượng cho kinh tế đời sống thách thức thực Ảnh hưởng việc khai thác sử dụng lượng đến môi trường sinh thái - Các nguồn lượng hoá thạch thường nằm sâu lịng đất, việc khai thác chúng thường phải xây dựng hầm lò (như khai thác than), tiến hành việc khoan, bơm qui mô lớn (như khai thác dầu khí) Khai thác than sâu lòng đất phải xây dựng hầm lò, phải chặt rừng, bóc lớp đất đá Khai thác lộ thiên phải làm đường cho phương tiện khai thác, vận chuyển lại qui mô lớn, thường dẫn đến vấn đề môi trường sinh thái Việc khai thác vận chuyển dầu mỏ biển, mũi khoan xảy cố tràn dầu Việc khai thác nguồn nhiên liệu hố thạch có qui mơ lớn ảnh hưởng đến môi trường sinh thái lớn công ty khai thác không quan tâm thực thi biện pháp bảo vệ môi trường sinh thái Người ta chứng kiến huỷ hoại môi trường sinh thái, sói mịn lở đất nơi có mỏ khai thác nói chung, có khai thác than Những vụ tràn 10 HS: Các mối quan hệ sinh thái + Gần bờ tôm cua, cá nhỏ, san hô… + Vùng triều: Cá thu, cá mực, cá Nội dung PHT nục… + Ngoài khơi cá voi, cá heo… Hiện tượng khống chế sinh học: GV yêu cầu HS đọc SGK hoàn thành phiếu học tập sau GV gọi HS lên chữa hồn thành PHT theo bảng 40 trang 183 sách giáo khoa - Là tượng số lượng cá thể loài bị số lượng cá thể lồi khác kìm hãm làm cho số lượng cá thể loài ln dao động quanh vị trí cân GV mơ tả ví dụ cóc bọ mía - ý nghĩa: ứng dụng nông nghiệp, sử dụng thiên địch phịng trừ sâu hại trồng Số lượng cóc bị kìm hãm số lượng bọ mía… khống chế sinh học GV: Sâu hại latana làm cho số lượng chim ăn latana bị ảnh hưởng có phải tượng khống chế sinh học khơng? Khống chế sinh học có ý nghĩa gi? Củng cố hồn thiện - GV củng cố kiến thức học cách tập nhà, HS đưa ví dụ ngồi ví dụ SGK để minh hoạ cho mối quan hệ sinh thái quần xã Bảng mối quan hệ lồi quần xã cho ví dụ mối quan hệ 37 Tên mối Hai lồi sinh Cho ví dụ vật quan hệ - Cộng sinh - Cộng sinh khuẩn lam bèo dâu; vi khuẩn cố định nốt sần họ Đậu - Hợp tác - Hợp tác cá hải quỳ - Cây phong lan bám thân gỗ; cá bé sống bám cá lớn - Hội sinh - ức nhiễm chế cảm - Sinh vật ăn sinh vật khác - Tảo giáp nở hoa gây độc cho cá; tỏi tiết chất gây ức chế hoạt động vi sinh vật xung quanh - Bị ăn cỏ, bắt ruồi - Giun kí sinh thể người - Kí sinh - Cạnh tranh - Các cạnh tranh để tranh giành khoảng khơng có nhiều ánh sáng (Ghi chú: +: lồi lợi; -: lồi bị hại; 0: lồi khơng lợi hay không bị hại) IV tập nhà Học theo câu hỏi cuối Trả lời câu hỏi - Quần xã sinh vật tập hợp quần thể sinh vật thuộc nhiều loài khác nhau, sống không gian định (gọi sinh cảnh) Các sinh vật quần xã sinh vật có mối quan hệ gắn bó với thể thống vậy, quần xã có cấu trúc 38 tương đối ổn định Các sinh vật quần xã sinh vật thích nghi với mơi trường sống chúng - Sự khác quần thể sinh vật quần xã sinh vật: Quần thể sinh vật tập hợp cá thể loài, sinh sống khoảng không gian định, thời điểm định Ví dụ: quần thể thơng, quần thể chó sói, quần thể trâu rừng … Quần xã sinh vật tập hợp quần thể sinh vật thuộc nhiều loài khác sống khơng gian định Ví dụ: quần xã núi đá vôi, quần xã vùng ngập triều, quần xã hồ, quần xã rừng lim, quần xã đồng cỏ, quần xã bụi Trả lời câu hỏi Như nội dung SGK Trả lời câu hỏi Sự khác quan hệ hỗ trợ quan hệ đối địch: Quan hệ hỗ trợ đem lại lợi ích khơng có hại cho lồi quần xã, ngược lại quan hệ đối địch có lồi có lợi cịn bên lồi bị hại Trả lời câu hỏi Xếp thứ tự mối quan hệ loài sinh vật: - Cộng sinh, hợp tác, hội sinh, kí sinh, ức chế cảm nhiễm, cạnh tranh, sinh vật ăn sinh vật khác (ghi chú: Sự xếp thay đổi số trường hợp đặc biệt, ví dụ số trường hợp ức chế cảm nhiễm đứng sau cạnh tranh) Trả lời câu hỏi Muốn ni nhiều cá ao để có suất cao cần chọn ni loài cá phù hợp: - Cá sống tầng nước khác nhau: ăn nổi, ăn đáy … - Nhiều loài ăn thức ăn khác nhau: ăn thực vật (cá mè, cá trắm cỏ), ăn động vật (cá quả), ăn tạp (cá chép, trôi) 39 BÀI 43 TRAO ĐỔI VẬT CHẤT TRONG HỆ SINH THÁI Bài học có nội dung chủ yếu khái niệm chuỗi thức ăn, lưới thức ăn, bậc dinh dưỡng trao đổi vật chất quần xã sinh vật với sinh cảnh Trong chương trình Sinh học 9, HS học chuỗi lưới thức ăn chưa học bậc dinh dưỡng Đây học có nội dung khái quát, GV cần giúp HS phân tích ví dụ để nắm nội dung học dễ GV cần gợi ý để HS lấy thêm nhiều ví dụ khác địa phương I/ Mục tiêu Học xong học sinh phải: Trỡnh bày chuỗi lưới thức ăn bậc dinh dưỡng, lấy ví dụ minh họa Sắp xếp thành phần cấu trúc hệ sinh thái thành bậc dinh dưỡng - Cấu trúc tháp sinh thái, loại tháp sinh thái mối quan hệ lượng thể tháp sinh thái Rèn kĩ phân tích thành phần mơi trường nâng cao ý thức bảo vệ mụi trường thiên nhiên II/ Chuẩn bị - Cỏc hỡnh 43.1, 43.2, 43.3 SGK phúng to Phiếu học tập Tên bậc dinh Đặc điểm sinh vật thuộc bậc dưỡng dinh dưỡng Cấp Cấp Cấp Cấp III/ Tiến trình 1/ Kiểm tra - Tại nói hệ sinh thái thể chức tổ chức sống? 40 - Hệ sinh thái tự nhiên hệ sinh thái nhân tạo có điểm gỡ giống khác nhau? 2/ Bài Hoạt động thày trũ GV: Chia nhóm HS theo bàn Nội dung I/ Trao đổi vật chất quần xã - Nhiệm vụ 1: Hóy tỡm mối quan hệ mặt dinh 1/ Chuỗi thức ăn dưỡng loài sinh vật sống giới hạn Một chuỗi thức ăn bao gồm nhiều loài góc vườn trường có quan hệ dinh dưỡng với - Nhiệm vụ 2: Hóy tỡm mối quan hệ mặt dinh lồi mắt xích chuỗi dưỡng loài sinh vật sống giới hạn Có loại chuỗi thức ăn: ao ni cá Từng nhóm HS báo cáo, GV khái quát nêu ví - Chuỗi thức ăn mở đầu sinh vật dụ điển hỡnh chuỗi thức ăn cạn, tự dưỡng: Cây xanh… - Chuỗi thức ăn mở đầu SV phân nước giải chất hữu Ví dụ chuỗi thức ăn mở đầu sinh vật tự dưỡng, chuỗi thức ăn mở đầu SV phân giải chất hữu Phân biệt loại chuỗi thức ăn *GV: Trong quần xó luụn cú mối quan hệ chặt chẽ loại chuỗi thức ăn Em hóy chứng minh điều đó? Các mắt xích chuỗi thức ăn thay mắt xích (lồi) có họ hàng gần mà khơng thay đổi cấu trúc quần xó *GV treo tranh phúng to hỡnh 43.1: Một lưới thức ăn hệ sinh thái hướng dẫn HS phân tích mối quan hệ sinh vật tranh vẽ 2/ Lưới thức ăn đưa nhận xét - Trong quần xã, loài sinh vật - Nếu mắt xích lưới thức ăn khụng tham gia vào chuỗi bị ảnh hưởng gỡ đến cấu trúc quần xó thức ăn mà cũn tham gia đồng thời vào chuỗi thức ăn khác tạo thành khụng? lưới thức ăn - Liên hệ với việc giữ cân sinh thái đảm - Quần xã đa dạng thành phần bảo vũng tuần hoàn vật chất hệ sinh thỏi? loài thỡ lưới thức ăn phức tạp 41 3/ Bậc dinh dưỡng *GV hướng dẫn HS đọc mục I/3 SGK để Trong lưới thức ăn, tất lồi điền vào bảng sau: có mức dinh dưỡng hợp thành bậc dinh dưỡng - Bậc dinh dưỡng cấp (sinh vật sản xuất): Gồm SV có khả tổng hợp chất hữu từ chất vô môi trường - Bậc dinh dưỡng cấp (Sinh vật tiêu thụ bậc 1): Gồm sinh vật ăn sinh vật sản xuất HS thảo luận nhóm sau báo cáo GV thống - Bậc dinh dưỡng cấp (Sinh vật tiêu lại theo nội dung bên thụ bậc 2): Gồm động vật ăn thịt, chúng ăn sinh vật tiêu thụ bậc *GV: Hóy ghi chỳ tờn cỏc bậc dinh dưỡng thay - Bậc dinh dưỡng cấp 4,5…(Sinh vật cho chữ a,b,c…trong hỡnh 43.a tiêu thụ bậc bậc ) gồm động vật ăn thịt động vật, chúng ăn - Nguồn lượng ban đầu cung cấp cho lưới động vật tiêu thụ bậc 2,3…Bậc cuối thức ăn từ đâu? (Sinh vật sản xuất) bậc dinh dưỡng cao Tên bậc dưỡng Cấp Cấp Cấp Cấp dinh Đặc điểm sinh vật thuộc bậc dinh dưỡng - Nhận xét đường vận chuyển lượng II/ Tháp sinh thái chuỗi thức ăn, mức độ tiêu hao lượng qua bậc dinh dưỡng? Có loại tháp sinh thái - ứng dụng chăn nuôi, trồng trọt: Chọn nuôi - Tháp số lượng đối tượng phù hợp? - Tháp sinh khối - Tháp lượng *GV hướng dẫn HS nghiêncứu hỡnh 43.3 SGK phúng to đọc mục II tỡm hiểu: - Tháp sinh thái thể điều gỡ? - Các loại tháp sinh thái? - Cách biểu diễn loại tháp sinh thái? - Loại tháp hoàn thiện nhất? Tại sao? 4/ Củng cố 42 Cho ví dụ bậc dinh dưỡng quần xó tự nhiờn quần xó nhõn tạo địa phương em? - Hóy phõn biệt loại thỏp sinh thỏi Trả lời câu hỏi SGK: Trả lời câu hỏi - Một chuỗi thức ăn gồm nhiều lồi sinh vật có quan hệ dinh dưỡng với lồi mắt xích chuỗi Trong chuỗi, mắt xích vừa nguồn thức ăn cho mắt xích phía sau, vừa có nguồn thức ăn mắt xích phía trước Ví dụ: Cỏ  Thỏ  Cáo - Lưới thức ăn hình thành từ nhiều chuỗi thức ăn quần xã Trong lưới thức ăn lồi sinh vật khơng phải tham gia vào chuỗi thức ăn mà tham gia đồng thời vào chuỗi thức ăn khác, hình thành nên nhiều mắt xích chung Tất chuỗi thức ăn với nhiều mắt xích chung họp thành lưới thức ăn Ví dụ: hình 43.1 SGK HS viết thêm số lưới thức ăn khác Trả lời câu hỏi Có hai loại chuỗi thức ăn: Chuỗi thức ăn mở đầu xanh, sau đến động vật ăn thực vật tiếp lồi động vật ăn động vật Ví dụ: Cây ngơ  Sâu ăn ngô  Nhái  Rắn hổ mang  Diều hâu Chuỗi thức ăn mở đầu chất hữu bị phân giải, sau đến loài động vật ăn thịt Ví dụ: Lá cành khơ  Mối  Nhện  Thằn lằn Trả lời câu hỏi Phân biệt ba loại tháp sinh thái Tháp lượng: dựa vào đơn vị lượng Tháp sinh khối: dựa vào khối lượng sinh vật Tháp số lượng: dựa vào số cá thể sinh vật Trả lời câu hỏi C 43 TÍCH HỢP MỘT SỐ KIẾN THỨC TOÁN HỌC TRONG DẠY HỌC SINH HỌC 12PHẦN DI TRUYỀN HỌC TÍCH HỢP KIẾN THỨC TỐN HỌC TRONG DẠY HỌC SINH HỌC LỚP 12 Phân tích chương trình Sinh học lớp 12 Chương trình sinh học 12 xây dựng quan điểm hệ thống, tiếp tục chương trình sinh học 11 Sinh học 11 nghiên cứu giới sống cấp độ thể, sinh học 12 tiếp tục giới sống cấp độ cao hơn: cấp quần thể, quần xã hệ sinh thái Tích hợp Tốn học dạy học Sinh học lớp 12 Ví dụ 1: Tích hợp tốn học dạy học nội dung “Gen, mã di truyền tự nhân đơi ADN” * Mục đích tích hợp: Giúp HS hiểu rõ chất cấu tạo gen, qua cách tích hợp kiến thức tốn học HS khắc sâu kiến thức * Tổ chức dạy học: Để HS hiểu sâu sắc phần GV cho HS làm tập sau: BT: Một đoạn gen có tổng số Nu 3000, số Nu loại A gấp đơi số Nu loại G Hãy tính: a Số Nu loại gen b Số liên kết hidro gen c Số liên kết hoá trị gen d Hãy tính chiều dài khối lƣợng đoạn gen đ Nếu gen thực trình nhân đơi lần số Nu loại mơi trường nội bào cung cấp bao nhiêu? GV tổ chức dạy học giúp HS giải tập dựa vào cơng thức tốn học mà GV hướng dẫn * Ý nghĩa việc tích hợp: Thơng qua việc sử dụng công thức, HS rèn luyện kỹ tư (phân tích, tổng hợp) qua HS có hứng thú với học thông qua việc xác định ý nghĩa thực tiễn nội dung kiến thức dạy Ví dụ 2: Tích hợp tốn xác suất thống kê dạy nội dung: “Quy luật Menđen” * Mục đích tích hợp Đối với tập di truyền theo qui luật phân li phân li độc lập Menđen việc áp dụng qui tắc xác suất tính tỷ lệ cho phép lai Thông qua số tập cụ thể mang tính nghiên cứu, HS vừa có hứng thú học tập vừa rèn luyện lực nghiên cứu khoa học * Tổ chức dạy học Sau nhắc lại cơng thức tính xác suất áp dụng, GV đưa số tập để HS áp dụng vào tính tốn sau: Bài tập có tích hợp qui tắc nhân xác suất Bài tập 1: Trong phép lai vẹt chủng hệ F1 dị hợp có kiểu gen Cc Tính xác suất để vẹt F2 có kiểu gen cc? 44 GV hướng dẫn HS giải tập: Cơ thể có kiểu gen Cc xác suất để trứng (hoặc tinh trùng) mang alen c ½ Như vậy, theo qui tắc nhân xác suất xác suất để xuất thể mang kiểu gen cc 1/4cc Sau giải tập, GV đưa số câu hỏi giúp HS hiểu sâu nắm kiến thức: - Điều kiện để vẹt có kiểu cc sinh gi? (Để sinh vẹt có kiểu gen cc trứng tinh trùng phải mang alen c) - Xác suất cho xuất vẹt có kiểu gen cc lai hai thể có kiểu gen Cc bao nhiêu? ( Xác suất để trứng có alen c 1/2, xác suất để tinh trùng có alen c 1/2 Theo quy tắc nhân, xác suất để hai alen c xuất thụ tinh 1/4 Bài tập 2: Khi thực phép lai hai thể có kiểu gen AaBbCc Xác suất để sinh từ phép lai đồng hợp lặn gen (aabbcc)? Ta giải tập cách lập bảng punnett với 64 tổ hợp giao tử bố mẹ, công việc nhiều thời gian dễ nhầm lẫn GV yêu cầu HS tự suy luận đưa lời giải Sau GV chữa: Vì cặp alen tập hợp theo cách độc lập với nhau, ta xem lai ba ba lai đơn riêng rẽ: Aa Aa, xác suất xuất cá thể aa 1/4 Bb Bb, xác suất xuất cá thể bb 1/4 Cc Cc, xác suất xuất cá thể cc 1/4 Sự phân ly cặp alen nằm nhiễm sắc thể kiện độc lập nên ta áp dụng quy tắc nhân để tính xác suất cho cá thể aabbcc lai hai cá thể có kiểu gen AaBbCc sau: P.AaBbCc x AaBbCc (Aa x Aa)(Bb x Bb)(Cc x Cc) 1/4aa x 1/4bb x 1/4cc=1/64 *Ý nghĩa tích hợp: - Nếu ta biết kiểu gen cha mẹ, ta xác định xác suất cho xuất kiẻu gen số - Áp dụng quy tắc xác suất vào phân ly tập hợp độc lập, ta giải vấn đề di truyền phức tạp - Đối với phép lai thể dị hợp nhiều cặp gen, việc áp dụng qui tắc xác suất rút ngắn thời gian giải tập Tiết kiệm thời gian lập bảng punnett với nhiều tổ hợp giao tử bố mẹ dễ gây nhầm lẫn Bài tập 3: Ở ruồi, tính trạng cánh cong (D) trội tính trạng cánh thẳng (d) nhƣng 45 ruồi cánh cong đồng hợp tử bị chết trứng Thân màu đen (e) tính trạng lặn tính trạng thân màu xám (E) Đời có kiểu hình nhƣ lai hai ruồi dị hợp hai gen này? Biết gen qui định tính trạng hình dạng cánh mầu thân nằm NST khác GV hướng dẫn HS giải tập cách sử dụng qui tắc nhân xác suất GV yêu cầu HS viết sơ đồ lai Sơ đồ lai: DdEe X DdEe GT: DE, De, dE, de DE, De, dE, de Vì gen nằm NST khác nên ta phân tích sơ đồ lai dạng nhân tử sau: DdEe x DdEe = (Dd x Dd)(Ee x Ee) = (1/4DD: 1/4Dd: 1/4dd)(1/4EE: 1/2Ee: 1/4ee) GV hướng dẫn HS sử dụng nguyên tắc nhân xác suất: (1/4) DD ………………………………………… chết (1/2) Dd (3/4) E-…………………………3/8 cánh cong, xám (1/4) ee…………………………1/8 cánh cong, đen (1/4) dd (3/4) E-…………………………3/16 cánh thẳng, xám (1/4) ee……………………… 1/16 cánh thẳng, đen Ta có tỉ lệ ruồi sau phép lai là: ruồi cánh cong, thân xám 2ruồi cánh cong, thân đen 3ruồi cánh thẳng, thân xám 1ruồi cánh thẳng, thân đen GV đưa câu hỏi: Tại tổng tỉ lệ kiểu hình ruồi sinh khơng 1? (Vì tính tỉ lệ ruồi sống, 12/16 ruồi sống, 4/16 ruồi cánh cong đồng hợp tử bị chết) Bài tập có tích hợp qui tắc cộng xác suất *Mục đích tích hợp: Giúp HS hiểu rõ chế phân ly alen trình tạo giao tử thụ tinh *Tổ chức dạy học: GV tổ chức dạy học cách cho HS giải tập sau: Bài tập 1: Khi lai hai thể cha, mẹ có kiểu gen Bb Hãy tính xác suất để hệ có kiểu gen dị hợp tử Bb? GV hướng dẫn HS: 46 Khi truyền alen trội alen lặn từ cha mẹ dị hợp tử cho có hai cách để alen trội alen lặn từ cha mẹ dị hợp kết hợp con: B từ cha, b từ mẹ hay ngược lại Xác suất để nhận B từ cha b từ mẹ Xác suất để nhận b từ cha B từ mẹ là: Áp dụng quy tắc cộng để tính xác suất kiện xảy theo cách luân phiên ta có kết 1/4 Bb+1/4Bb =1/2 *Ý nghĩa tích hợp: Giúp HS có hướng giải tập nhanh chóng xác Rèn luyện kỹ tư kỹ giải vấn đề thực tiễn sống Bài tập 2: Một cặp vợ chồng sinh người xác suất để có hai trai, gái bao nhiêu? Đặt p xác suất để xuất trai lần sinh q xác suất để có gái lần sinh (q=1-p) Vì lần sinh nào, xác suất để có trai gái ln nên p=q=1/2 Có tổ hợp giới tính (trai gái) xảy số đứa sinh ra: tổ hợp cho trai; tổ hợp cho trai, gái; tổ hợp cho trai, gái; tổ hợp cho gái Tổng cộng xác suất tổ hợp phải p3+3p2q+3pq2+q3=1 Xác suất để có trai gái là: 3p2q= (1/2)2x 1/2=3/8 Như vậy, xác suất để người có trai gái 3/8 *Ý nghĩa tích hợp: Giúp HS có hướng giải tập nhanh chóng xác Rèn luyện kỹ tư kỹ giải vấn đề thực tiễn sống Ví dụ 3: Tích hợp tốn học để tính số kiểu gen quần thể lƣỡng bội, gen có n alen xác định số kiểu gen có, số kiểu gen đồng hợp, dị hợp * Mục đích tích hợp Việc tích hợp tốn học phần giúp HS nhanh chóng tính tốn số kiểu gen hình thành mà khơng cần viết sơ đồ lai gen có nhiều alen Đối với gen có alen, việc xác định số kiểu gen viết kiểu gen tương đối dễ dàng Tuy nhiên, quần thể, gen có nhiều alen Kiểu gen xếp alen (không quan tâm đến thứ tự) Vì vậy, ta áp dụng công thức tổ hợp để xác định số kiểu gen quần thể *Tổ chức dạy học GV tổ chức dạy học thông qua việc giải tập 10 Bài tập : Gen quy định tính trạng nhóm máu ngƣời có alen IA, IB, IO Mỗi kiểu gen có hai alen, hai alen giống kiểu gen đồng hợp, hai alen khác kiểu gen dị hợp Xác định số kiểu gen đồng hợp số kiểu gen dị hợp có Giải: 47 Kiểu gen đồng hợp gồm alen giống hoàn toàn, nên: Số kiểu gen đồng hợp tạo thành 3: IAIA, IBIB, IOIO Kiểu gen dị hợp kiểu gen hình thành từ alen không giống Số kiểu gen dị hợp tạo thành từ alen số cách xếp 2alen khác alen IA, IB, I0 Ta áp dụng công thức chỉnh hợp chập 3: C23== Đó là: IAIB, IAIO, IBIO Sau giải xong tập GV yêu cầu HS khái quát hố cơng thức tính số kiểu gen đồng hợp dị hợp trường hợp gen có n alen HS dễ dàng đưa cơng thức tính số kiểu gen sau: Đối với gen có n alen có: - n kiểu gen đồng hợp - C2n =n kiểu gen dị hợp Vậy quần thể gen có n alen có nhiều số kiểu gen :n + C2n Bài tập 2: Giả sử có gen qui định tính trạng, gen có hai alen A a, B b, C c Hãy xác định số kiểu gen có, số kiểu gen đồng hơp, số kiểu gen dị hợp GV hướng dẫn: Mỗi gen có alen tạo tổ hợp alen Theo qui tắc nhân, ta có số kiểu gen tạo thành x x 3=33=27 Một gen có alen tạo tổ hơp alen đồng hợp Theo qui tắc nhân, số kiểu gen đồng hợp tạo thành từ gen 23=8 kiểu gen Số kiểu gen dị hợp tạo thành 27-8=19 kiểu gen Ví dụ 4: Xác định tỉ lệ kiểu hình F2 quy luật tƣơng tác cộng gộp gen khơng alen dựa vào nhị thức Newton *Mục đích tích hợp: Trong quy luật tương tác gen, có tính trạng nhiều gen quy định Việc xác định tỷ lệ kiểu hình hệ sau thường dựa vào tỷ lệ kiểu gen, với tính trạng nhiều gen quy định việc xác định tỷ lệ kiểu gen khó khăn, thời gian dễ gây nhầm lẫn với người học Việc tích hợp sử dụng nhị thức Newton vào tốn mang lại hiệu to lớn, giúp HS rút ngắn thời gian giải tập, mang lại kết nhanh chóng xác *Tổ chức dạy học GV tổ chức dạy học cách cho HS giải tập Trong kiểu gen, có mặt alen trội cao thêm 10cm, tính trạng chiều cao gen không alen quy định Khi cho thấp có chiều cao 80cm lai với cao tỉ lệ phân ly kiểu hình F2 nhƣ nào? Gọi cặp gen không alen quy định chiều cao Aa, Bb, Cc, Dd Cây cao có kiểu gen AABBCCDD, thấp có kiểu gen aabbccdd 48 Cây thấp lai với cao F1: P aabbccdd × AABBCCDD F1: AaBbCcDd F1 × F1: AaBbCcDd × AaBbCcDd Kiểu gen AaBbCcDd viết dạng A1a1A2a2A3a3A4a4 Gọi A số gen trội, a số gen lặn có kiểu gen Bằng cách khai triển nhị thức Newton (A + a)4 ta có tỉ lệ kiểu hình F2: (A + a)4 = 1A4+ 4A3a + 6A2a2+ 4Aa3+ 1a4 cao 120cm : cao 110cm : cao 100cm : cao 90cm : cao 80cm *Ý nghĩa tích hợp: Mặc dù có tương tác nhiều cặp gen không alen để quy định tính trạng dễ dàng viết kiểu hình F2 mà khơng thời gian viết giao tử kết hợp giao tử với Ví dụ 5: Tích hợp tốn học phần di truyền học tính trạng số lượng *Mục đích tích hợp: 12 Qua việc giải tốn, thơng qua số cụ thể nghiên cứu có thật, HS hứng thú học tập HS có hứng thú với học qua việc xác định ý nghĩa thực tiễn nội dung kiến thức dạy Giúp HS vận dụng công thưc toán học đac biết cách linh hoạt hiểu ý nghĩa thực cơng thức *Tổ chức dạy học GV tổ chức dạy học thông qua việc yêu cầu HS áp dụng công thức học để giải tập với nội dung sau đây: Bài tập: Tính tốn đặc thống kê ( giá trị trung bình, phương sai độ lệch chuẩn) mẫu: Số liệu chiều cao nhóm học sinh sau (cm): 167,6; 165,1; 177,8; 172,7; 182,9; 180,3; 175,3; 175,3; 180,3; 185,4 Hãy tính tốn đặc trưng thống kê chiều cao nhóm học sinh Giải: Áp dụng công thức ta tính được: x = 176,3 Vp=16,5 s = 4,05 Bài tập 2: Tính hệ số di truyền theo nghĩa rộng H2= Vg/Vp H2=0 nghĩa biến dị kiểu hình quan sát khơng phải sai khác di truyền cá thể mà môi trường H2=1 nghĩa tất biến dị quan sát khác biệt di truyền cá thể 49 Bài tập : Hai dòng Drosophila chủng, khác biệt hau số lông bụng Người ta lai hai chủng với phân tích di truyền tính trạng F1 F2 Số lượng lơng bụng trung bình lai F1 25 với độ lệch chuẩn Số lượng lông bụng F2 25, song độ lệch chuẩn Hãy tính giá trị Vg, Ve H2 cho tính trạng Giải: Các cá thể F1 dị hợp tử Vì vậy, F1, Vg=0, Vp=s2=4 Ve=Vp=4 F2 không đồng mặt di truyền Ở F2, Vp=s2=9 Chúng ta tính Ve=4 nên Vg=9-4=5 H2=5/9=0,56 Ví dụ 6: Tích hợp tốn học tính tần số gen quần thể phương pháp Hacdi – Vanbec *Mục đích tích hợp Từ tỷ lệ loại kiểu hình suy kiểu gen tần số tương đối alen Ngược lại, từ tần số tương đối alen biết dự đốn tỷ lệ loại kiểu gen kiểu hình quần thể *Tổ chức dạy học GV tổ chức dạy học cách cho HS làm tập giao tập nhà, sau yêu cầu HS: từ tập khái qt hố thành mơ hình hay cơng thức tốn học sử dụng Bài tập 1: Trong nhóm 200 người 160 người có nhóm máu MM, 36 người có nhóm máu MN người có nhóm máu NN Hãy tính tần số alen N,M Lời giải: Trước hết tính tần số kiểu gen: Tần số kiểu gen MM=160/200=0,8 Tần số kiểu gen MN=36/200=0,18 Tần số kiểu gen NN=4/200=0,02 Tần số alen N kí hiệu q q= 0,02+(1/2x 0,18)=0,02+0,09=0,11 Tần số alen M kí hiệu p p= 0,8+0,09=0,89 p=1-0,11=0,89 Tần số alen tính trực tiếp cách tính số alen cá thể quần thể Ví dụ quần thể gồm 200 cá thể có 400 alen gen Tần số alen M (p) =[(160 2)+36]/400=356/400=0,89 Tương tự, tần số len N (q) =[(4 2)+36]/400=44/400=0,11 hay q= 1-0,89=0,11 Như vây, gen có hai alen sinh kiểu hình khác biệt tần số alen tính tỷ lệ đồng hợp tử tƣơng ứng với alen cộng 1/2 số dị hợp tử Bài tập 2: Trong số người Mĩ da đen, tỷ lệ người bạch tạng khoảng 1/10000 Hãy tính tần số alen tỷ lệ người mang gen bệnh (thể mang) 50 GV yêu cầu HS xác định kiểu gen người mang bệnh tỷ lệ người mang bệnh Gọi A alen qui định bình thường, alen a qui định tính trạng da bạch tạng Người có kiểu hình bạch tạng có kiểu gen aa Gọi q tần số alen a Nên aa= 1/10000 = q2 q=1/100=0,01 Vì p+q=1 nên p=1-q=1-0,01=0,99 Sau giải xong tập GV yêu cầu HS xây dựng công thức chung: Một quần thể trạng thái cân Hacdi-Vanbec tần số alen lặn (q) tính bậc hai tần số kiểu hình lặn Ví dụ 7: Sử dụng tốn học để giải thích số vấn đề khác liên quan Ta tích hợp kiến thức tốn lý vào sinh học để giải thích câu hỏi phần lớn tế bào lại có kích thước nhỏ bé Tại vi khuẩn lại sinh sản nhanh (một chu kì tế bào khoảng 20-30 phút người chu kì tế bào 24 giờ?) Tại người phương Bắc thường cao to người gần vùng xích đạo Việt Nam? Về mặt tốn học chứng minh qua cơng thức tốn học: Diện tích bề mặt khối cầu (tế bào) tính S=4 cịn thể tích V= 4/3 S/V= 3/r, r (bán kính tế bào) lớn tỉ lệ nhỏ, việc trao đổi chất qua màng chậm, tế bào lớn việc vận chuyển chất từ nơi sản xuất đến nơi sử dụng lâu Kết tế bào có kích thước nhỏ tốc độ trao đổi chất nhanh nên dẫn đến phân chia tế bào nhanh Các nguyên tắc sử dụng tích hợp kiến thức Toán học vào dạy học Sinh học 1) Khơng làm thay đổi tính đặc trưng mơn học 2) Khai thác nội dung cần tích hợp cách có chọn lọc, có tính hệ thống, đặc trưng 3) Đảm bảo tính vừa sức: Dạy học tích hợp phải phát huy cao độ tính tích cực vốn sống học sinh KẾT LUẬN - Việc sử dụng mơ hình, cơng thức tốn học góp phần nâng cao bước chất lượng dạy học, có ý nghĩa quan trọng với mơn học nói chung mơn Sinh học nói riêng - Để đảm bảo tính hiệu quả, cần thiết có thái độ nghiêm túc, nhiệt tình ủng hộ từ phía giáo viên học sinh - Phải mục tiêu dạy học để xác định, lựa chọn cách tích hợp phù hợp Khi dạy học tích hợp số kiến thức Tốn học vào chương trình Sinh học lớp 12, GV phải đảm bào nguyên tắc sau: - Tránh lạm dung tích hợp làm đặc trưng riêng Sinh học - Kiến thức Tốn học khơng phải mục tiêu dạy học mà phương tiện giúp người học thu nhận kiến thức rèn luyện kỹ dạy học Sinh học Vận dụng quan điểm tích hợp dạy học 51 ... liên mơn dạy học sinh học? ?? là: - Tích hợp sử dụng lượng tiết kiệm, hiệu qủa dạy học sinh học - Tích hợp số kiến thức tốn học dạy học sinh học 12 - phần Di truyền học CHƯƠNG II TÍCH HỢP SỬ DỤNG... hóa q trình sinh học v.v…” Mục tiêu dạy học tích hợp - Dạy học tích hợp làm cho q trình học tập có ý nghĩa - Dạy học tích hợp giúp phân biệt cốt yếu với quan trọng - Dạy học tích hợp quan tâm... THỨC TỐN HỌC TRONG DẠY HỌC SINH HỌC 12PHẦN DI TRUYỀN HỌC TÍCH HỢP KIẾN THỨC TOÁN HỌC TRONG DẠY HỌC SINH HỌC LỚP 12 Phân tích chương trình Sinh học lớp 12 Chương trình sinh học 12 xây dựng quan