(SKKN 2022) sử dụng sơ đồ tư duy để giải các dạng bài tập nguyên phân trong chương trình sinh học lớp 10

1 MỞ ĐẦU 1.1 Lí chọn đề tài Nước ta bước vào giai đoạn công nghệ số cần có người mới khơng nắm vững kiến thức mà cịn biết vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, có kỹ thực hành thành thạo Vì nhiệm vụ đặt cho giáo dục là phải giúp học sinh phát triển cách toàn diện, lý thuyết phải đôi với thực hành Muốn bên cạnh việc đổi mới và hoàn thiện chương trình cần có điều chỉnh thích hợp phương pháp giảng dạy Từ giáo viên đứng lớp cần chủ động tìm tịi cho phương pháp lên lớp phù hợp nhằm phát huy cao tính chủ động sáng tạo học sinh Chương trình sinh học 10 có nhiều kiến thức mới và khó, đòi hỏi học sinh phải luyện tập nhiều mà thời lượng cho chương trình lại q Trong q trình giảng dạy tơi nhận thấy học sinh nắm lý thuyết vận dụng vào làm bài tập đặc biệt là phần bài tập nguyên phân giảm phân cịn nhiều hạn chế Việc giúp học sinh có phương pháp để giải bài tập phần nguyên phân chương trình sinh học lớp 10 là cần thiết Từ suy nghĩ với giúp đỡ đồng nghiệp tơi có sáng kiến nhỏ việc giải bài toán liên quan đến nguyên phân chương trình sinh học lớp 10 áp dụng cho tiết bài tập và bồi dưỡng học sinh giỏi bước đầu mang lại hiệu quả, giúp học sinh hiểu sâu bài và vận dụng làm bài tập tớt 1.2 Mục đích nghiên cứu - Thông qua đề tài“Sử dụng sơ đồ tư để giải các dạng bài tập nguyên phân chương trình sinh học lớp 10” mong muốn: - Chia sẻ kinh nghiệm dạy kiến thức nguyên phân để áp dơng cho tiÕt bµi tËp chương trình sinh học lớp10, từ mong nhận đóng góp tích cực từ phía đồng nghiệp để đề tài hồn thiện - Đề tài tài liệu tham khảo giúp cho thân đồng nghiệp dạy bồi dưỡng học sinh chương trình sinh học 10(hiện hành) cách hiệu - Thể nỗ lực thân việc tìm tịi đổi phương pháp dạy học kiểm tra đánh giá, từ góp phần vào cơng đổi tồn diện ngành giáo dục 1.3 Đối tượng nghiên cứu Đề tài áp dụng học sinh lớp 10 tập, bồi dưỡng học sinh giỏi 1.4 Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu tài liệu - Dạy thực nghiệm lớp - Điều tra hiệu phương pháp qua các kiểm tra trắc nghiệm khách quan 1.5 Những điểm SKKN - Phân dạng chi tiết, có phương pháp giải cụ thể, có các ví dụ tập tự giải giúp các em học sinh tiếp cận kiến thức cách dễ dàng - Với tính khả thi đạt đề tài qua quá trình áp dụng năm qua, giúp học sinh hoàn thiện với các tập sát với đề thi học sinh giỏi có phương pháp giải chi tiết các câu trắc nghiệm nhanh Nội dung sáng kiến kinh nghiệm 2.1Cơ sở lí luận sang kiến kinh nghiệm - Kiến thức toán học xác suất thống kê - Kiến thức Sinh học nguyên phân số dạng tập ứng dụng cụ thể: - Xảy tế bào sinh dưỡng (tế bào xô ma); tế bào sinh dục sơ khai hợp tử Là hình thức phân chia tế bào mẹ thành hai tế bào có nhiễm sắc thể giống mẹ Gồm giai đoạn: phân chia nhân phân chia tế bào chất a Phân chia nhân Các kì Kì đầu Đặc điểm Màng nhân nhân tiêu biến, thoi phân bào hình thành NST kép dần co xoắn Kì NST kép co xoắn cực đại dàn thành hàng mặt phẳng xích đạo thoi phân bào Kì sau Các sợi cromatit NST kép tách trở thành NST đơn di chuyển hai cực tế bào theo co rút sợi tơ vơ sắc Kì cuối NST đơn dần dãn xoắn Màng nhân nhân hình thành, thoi phân bào tiêu biến b Phân chia tế bào chất - Sau kì sau hồn tất việc phân chia vật chất di truyền, tế bào chất bắt đầu phân chia thành tế bào - Ở tế bào động vật: hình thành eo thắt xích đạo tế bào để chia tế bào mẹ thành tế bào - Ở tế bào thực vật: hình thành vách ngăn tế bào để chia tế bào mẹ thành tế bào Hình Nguyên phân tế bào động vật c Ý nghĩa nguyên phân Nguyên phân chế sinh sản thể đơn bào nhân thực Nguyên phân giúp tái sinh các mô quan bị tổn thương, giúp thể sinh trưởng phát triển, sở cho quá trình sinh sản sinh dưỡng các sinh vật có sinh sản sinh dưỡng Ứng dụng điều nuôi cấy mô, tế bào, thực giâm, chiết, ghép đạt hiệu 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sang kiến kinh nghiệm Quá trình nguyên phân giảm phân xảy cấp độ tế bào, tức là mức độ hiển vi Nên việc quan sát khó, học sinh khó tưởng tượng khơng áp dụng phương pháp dạy học đúng, kể sử dụng mơ hình Với nội dung SGK tiết học giáo viên đưa dạng bài tập giúp học sinh vận dụng kiến thức Mặt khác kiến thức nguyên phân là khó và trừu tượng nên học sinh lúng túng giải bài tập nguyên phân, đặc biệt là kỳ thi học sinh giỏi cấp 2.3 Giải pháp sử dụng để giải vấn đề Từ SGK sinh học lớp 10 và tài liệu tham khảo soạn thành giáo án để dạy tiết bài tập nguyên phân Trên sở học sinh học và nắm lý thuyết, thông qua tiết bài tập lớp hướng dẫn học sinh xây dựng công thức phương pháp vấn đáp thông qua sơ đồ hố, từ vận dụng giải sớ dạng bài tập nguyên phân Hoạt động dạy - học Nội dung GV: Đưa sơ đồ mô tả Dạng 1: Tính số tế bào trình nguyên phân (NP) sau trình nguyên phân tế bào sau: Lần3 Lần2 * Nếu số lần nguyên phân Lần1 tế bào mẹ nhau:  TBcon a.2 x a: Số tế bào mẹ ban đầu x: Số lần nguyên phân tế bào * (a, x  N ) lần (NP) tế bào(TB) = 21 Ví dụ: Có tế bào loài nguyên phân số đợt lần NP TB nhau, cần môi trường cung cấp = 22 900 NST đơn Số NST chứa tế bào sinh lần NP TB vào đợt = 23 ngun phân ći 960 Tính sớ tế bào Gv:Vậy có x lần NP sinh ra? tạo tế bào? Giải HS: 2x Gọi: Gv: Vậy có a TB tham gia NP có tế bào? x HS: a.2 GV: Lấy ví dụ x là sớ lần NP tế * bào (x  N ) 2n là NST lưỡng bội loài Theo bài ta có hệ phương trình 3.2x.2n = 960 (1) 3( 2x - 1) 2n = 900 (2) Lấy (1) trừ (2) ta 2n = 20 Thay 2n = 20 vào (1) suy x = tế bào nguyên phân liên tiếp lần => Số tế Gv: Một tế bào NP x1 lần bào sinh là = 48 tế bào tế bào, Nêú tế * Nếu số lần NP tế x tạo bào khác NP x2 lần tạo bào mẹ không số tế bào là bao nhiêu? Giả sử a tế bào có sớ lần NP lần x Hs: lượt là: Gv: Với a tế bào có sớ lần x1, x2, x3 xa x x x x NP là x1, x2, x3 xa Ta có:  TBcon 2     Vậy tổng số tế bào tạo Ví dụ: Ba tế bào A,B,C có tổng là? số lần NP là và tạo 24 x x x x Hs:     a a tế bào Biết số lần NP tế bào B gấp đôi số lần NP tế bào A Tìm sớ lần NP và sớ tế bào tạo từ tế bào A,B,C Giải: GV: Lấy ví dụ Gọi x1, x2, x3 là số lần NP tế bào A,B,C.( x1, * x2 , x  N ) Theo bài ra: x2 = 2x1 x3 = – 3x1 Tổng số tế bào con(S) tạo ra: x 2x 8 x S =   24 1 Ta thấy x1 = là phù hợp Vậy: Tế bào A nguyên phân lần tạo tế bào GV: Cho HS quan sát lại sơ đồ GV: Một TB nguyên phân x Tế bào B nguyên phân 2.2 = lần tạo 24 = 16 tế bào Tế bào C nguyên phân : – 3.2 lần có tế bào = lần, tạo 22 = tế bào xuất hiện trước NP mà môi trường nội bào không Dạng 2: Tính số NST môi phải cung cấp nguyên liệu trường cung cấp, số tế bào để tạo NST? tạo thêm HS: Mỗi tế bào chứa 2n *Số NST mơi trường cung NST, và có tế bào ban đầu cấp cho q trình ngun mơi trường khơng phải cung phân cấp nguyên liệu cho * Số NST tương đương với số trình NP ngun liệu mơi trường cung GV: Như tổng số tế bào cấp tạo có tế bào ban đầu mơi trường không  NST mt a.2n x  1 cung cấp nguyên liệu Vậy a: Số tế bào mẹ ban đầu có a TB tham gia x: Sớ lần NP tế bào NP mơi trường phải cung 2n: Bộ NST loài cấp nguyên liệu là bao *Số NST hồn tồn có nhiêu? tế bào môi trường HS: a.(2x - 1).2n cung cấp:  NST mt  a.2n x   Ví dụ: Có tế bào loài Gv: lấy ví dụ ngun phân sớ lần và sử dụng môi trường nội bào nguyên liệu tương đương 960 NST đơn Trong tế bào tạo thành, số NST hoàn toàn mới tạo từ nguyên liệu môi trường là 896 a Xác định tên loài? b Tính sớ lần NP tế bào Giải: a Gọi x là số lần NP tế bào và 2n là NST loài.Theo bài ta có: ( 2x - 1).8.2n = 960 ( 2x – ).8.2n = 896  2n = là NST lưỡng bội GV: Yêu cầu HS nhắc lại ruồi giấm kiến thức lý thuyết chu b Số lần NP tế bào ( 2x - 1).8.2n = 960 kì tế bào? ( 2x - 1).64 = 960 Nếu tốc độ lần NP liên tiếp không đổi, tề  2x = 16  x = bào NP x lần, thời gian Vậy tế bào NP lần nguyên phân là? Hs: Thời gian lần NP Dạng 3: Tính thời gian nhân với số lần nguyên nguyên phân Nếu tốc độ lần NP phân GV: Nếu tốc độ NP liên tiếp liên tiếp không đổi, tế không nhau, có bào NP x lần liên tiếp ta có: trường hợp xảy Trong trường hợp tạo Thời gian nguyên phân(TGNP) thành dãy số cộng: U = Thời gian lần NP x + U2 + + Ux Nếu tốc độ lần GV: Thế có cặp nguyên cộng nhau? phân liên tiếp không x Hs: cặp cộng GV: Như TGNP  x U  U x  (1), ta tìm Ux dựa vào chênh lệch thời gian lần nguyên phân liền kề – d: là hiệu số thời gian lần nguyên phân sau với lần nguyên phân liền trước nó: dần thời gian nguyên phân tăng dần - Nếu tớc độ ngun phân tăng dần thời gian nguyên phân giảm dần Trong trường hợp thời gian lần nguyên phân lập thành dãy số cộng Nếu gọi x là số lần nguyên phân ; U1, U2 , Ux là Ta có: d = U2 – U1 d = U3 – U2 d = U4 – U3 - Nếu tốc độ nguyên phân giảm dx – = Ux – Ux – thời gian nguyên phân lần thứ 1, 2, , x, thời gian trình nguyên phân là: TGNP  x U  U x  (1) Gọi d là hiệu số thời gian lần nguyên phân sau với lần ( x- 1)d = Ux – U1 nguyên phân liền trước nó:  Ux = U1 + ( x – )d Ta có: Ux = U1 + ( x– )d (2) (2) thay vào ( 1) ta có: Thay (2) vào (1) ta được: x TGNP   2U   x  1 d  GV: Lấy ví dụ TGNP  x  2U   x  1 d  Nếu d  tốc độ nguyên phân là giảm dần Nếu d  tốc độ nguyên phân là tăng dần 10 Ví dụ: Xét hợp tử A,B,C loài NP số lần liên tiếp sử dụng môi trường nguyên liệu tương đương với 3358 NST đơn Biết số lần NP A số lần NP hợp tử B, số lần NP hợp tử C GV: Cho HS phân tích đề bài Sớ NST đơn chứa tất tế bào tạo từ hợp tử chưa nhân đôi là 3496 a Xác định tên loài? b Xác định số lần NP hợp tử A,B,C? c TGNP hợp tử là 16 phút Hợp tử A có tớc độ NP tăng dần Hợp tử B có tớc độ NP giảm dần Hợp tử C có tớc độ NP khơng GV: Gợi ý cho HS lập sơ đổi Tính thời gian đồ tư trình NP hợp tử A,B,C? Cho biết chênh lệch thời gian lần phân bào liên tiếp hợp tử A và B là 1,5 phút Giải: a Xác định tên loài Tổng số NST có tất 11 tế bào là 3496 có 3358 NST lấy từ mơi trường Do NST lưỡng bội hợp tử là: 2n = ( 3496 - 3358) :3 = 46  2n = 46 là NST lưỡg bội người GV: Sử dụng sơ đồ tư duyb Xác định số lần NP hợp cho HS tử: Gọi số lần NP hợp tử A là * x(x  N ) x  Số lần NP hợp tử B là , x hợp tử C là Gọi S là số tế bào tạo từ hợp tử x x S 2   x  3496 76 46 Xét bảng: x Lẻ Lẻ 16 32 Lẻ Lẻ Lẻ Lẻ Lẻ S Lẻ Lẻ Lẻ Lẻ Vậy với x = là phù hợp Lẻ x x 22 GV: Yêu cầu HS quan sát sơđồ cho biết: lần NP có mấy- x Sớ lần NP hợp tử A = Số lần NP hợp tử B= tế bào tham gia NP? Tương 12 tự lần NP thứ 2,3, x? - Số lần NP hợp tử C = HS: lần NP có tế bào tham gia nguyênc TGNP: phân( TBTGNP ) = = 21-1 lần NP thứ có sớ NP tăng dần nên d  áp TBTGNP = = 22-1 lần NP thứ TBTGNP = = lần NP dụng công thức ta có: có sớ x có sớ (phút) - TGNP hợp tử B:  2.16    1  1,5 73,5 3-1 thứ = 2x-1 TBTGNP - TGNP hợp tử A: Do tốc độ  2.16    11,5 52,5 GV: Như có a tế bào mẹ ban đầu tham gia NP x lần NP có sớ x-1 TBTGNP = a.2 GV: Tương tự số tế bào xuất hiện qua lần NP là: Lần NP có TB xuất hiện = 21+1- Lần NP có TB xuất hiện = 22+1- Lần NP có 14 TB xuất hiện = 3+1 -2 Lần NP x có sớ TB xuất hiện = x+1 -2 (phút) TGNP hợp tử C: 16.2 = 32 (phút) Dạng 4: Số tế bào tham gia lần nguyên phân, số tế bào xuất qua lần phân bào Gọi a là số tế bào mẹ ban đầu, x là số lẫn phân bào nguyên phân tế bào.Ta có:  TB tham gia nguyên x GV: Vậy với a tế bào mẹ phân = a ban đầu tham gia NP tổng số tế bào xuất hiện qua x lần NP là:  TB xuất qua x x 1 lần NP = a.   13 a.( 2x+1- 2) GV: Quá trình NP trải qua kỳ nào? HS: Kể tên kỳ Ví dụ: GV: Quá trình NP bắt đầu Có tế bào sinh dưỡng tính từ kỳ nào và kết thúc loài NP số đợt kỳ nào? qua quan sát diễn HS: Tính từ đầu kỳ trung biến NST người ta thấy tổng số gian đến cuối kỳ ći crơmatit có tất tế bào tham gia NP lần cuối là 1024 và tổng sớ NST đơn có tổng sớ tế bào GV: Lấy Ví dụ: xuất hiện qua lần NP là 1984 a Xác định tên loài? b Số lần NP tế bào? c Số tế bào tạo trình NP? Giải: a Xác định tên loài 14 Gọi x là số lần NP tế * bào (x  N ) - Sớ NST có tất tế bào tham gia NP lần cuối là: 1024 x  n  512  -  (1) Tổng sớ NST đơn có tổng số tế bào xuất hiện qua lần phân bào là:   x 1  2n 1984 (2) Kết hợp ( ) và ( ) ta có hệ phương trình:   x  .2n 128  x 1    2.2n 496  GV: Quá trình NP trải qua kỳ nào?  2x  2n 128    x  2.2n 496  x 2n 256  x    2.2n 496   HS: Kể tên kỳ   x 2n 256  x  2n  2n 248 GV: Diễn biến NST qua kỳ nào?  2n = là NST lưỡng bội ruồi giấm Vậy tên loài là ruồi giấm b Số lần nguyên phân tế bào Ta có: ( 2x-1).8 = 128  2x-1 = 16 = 24 15  x – =  x = Số lần nguyên phân tế GV: Lấy Ví dụ: bào là lần c Số tế bào tạo trình nguyên phân: 4.25 = 128 Dạng 5: Chu kỳ nguyên phân - Chu kỳ nguyên phân là thời gian xảy lần nguyên phân tính từ đầu kỳ trung gian đến cuối kỳ cuối - Trong đơn vị thời gian chu kỳ nguyên phân tỷ lệ nghịch với số đợt nguyên phân - Trong đơn vị thời gian số đợt nguyên phân tỷ lệ thuận với tốc độ nguyên phân Ví dụ: Một loài có NST lưỡng bội 2n = 18 Chu kỳ nguyên phân 30 phút, kỳ trung gian chiếm 10 phút, kỳ lại chiếm phút Tính sớ NST đơn mơi trường cần phải cung cấp tại thời GV: Hướng dẫn cho HS hoàn điểm: chỉnh bảng kiến thức 1/ Sau 40 phút L 2/ Sau 10 phút 16 ần3 Thời gian bắt đầu tính từ đầu kỳ trung gian và trinh Lần2 nguyên phân xảy liên tục Giải 1/ Sau 40 phút: Lần1 * 40 phút = (30 +10) Vậy lúc này tế bào cuối kỳ trung gian lần nguyên phân thứ và NST nhân đôi lần Vậy số NST đơn môi trường cần cung cấp là: GV: Yêu cầu HS hoàn thành bài tập 18(2 - 1) = 54 (NST) 2/ Sau 10 phút: * 70 phút = (30 + 30 + 10) Vậy lúc này tế bào cuối kỳ trung gian lần nguyên phân thứ và NST nhân đôi lần Vậy số NST đơn môi trường cần 18(2 cung cấp là: - 1) = 126 (NST) D¹ng 6: Xác định số NST, số cromatit, số tâm động tế bào qua kì trình nguyên phân: Kỳ Số NST Trung 2n (kép) Số Cromati t 4n Số tâm động 2n 17 gian Trước (Đầu) 2n (kép) 4n 2n Giữa 2n(kép) 4n 2n Sau 4n (đơn) 4n Cuối 2n đơn 2n Ví dụ: Lồi cà chua có NST 2n = 24 Hợp tử lồi trải qua ngun phân Hãy cho biết có NST, cromatit, tâm động có tế bào qua kì quá trình nguyên phân Số NST Số Cromati 24 NST (kép) 48 Trước (Đầu) 24 NST (kép) 48 24 NST (kép) 48 48 NST (đơn) 24 NST đơn 2.4 Hiệu sang kiến kinh nghiệm Học sinh hứng thú, say mê học tập ngày phát huy Rèn kỹ tự nghiên cứu tài liệu, tìm hiểu chuẩn bị học trước nhà, củng cố tóm tắt kiến thức cách ngắn gon, nhanh chóng Đây phần quan trọng để hình thành tư học sinh Những vấn đề nảy sinh quá trình tự ngiên cứu đưa thảo luận để giải đến lớp Nhờ đó, hiệu nâng cao Xét mặt nhận thức, lưc, kỹ hình thành khả tự giác, tự khám phá tri thức Có hình thành kĩ khác thông qua khả tự học 18 Học sinh khá, giỏi áp dụng nhanh các tập liên quan, nhớ kiến thức sâu có khả thường xuyên bổ sung kiến thức mà tích lũy qua nghiên cứu sách tham khảo Trong quá trình giảng dạy śt năm học qua tơi nhận thấy việc hình thành sơ đồ tư kết hợp với vấn đáp học sinh để ứng dụng vào hình thành cơng thức giải bài tập ngun phân, có hiệu quả, thơng qua giải bài tập em hiểu sâu vấn đề hơn, linh hoạt tính tốn và từ mở rộng, liên hệ với phần khác chương trình sinh học phổ thông hiện hành Kết luận và đề nghị 3.1 Kết luận: Việc sử dụng sơ đồ tư khơng q khó, xúc tích, phù hợp với đối tựơng học sinh chủ yếu nhằm khắc sâu kiến thức lý thuyết Qua phần này học sinh nắm toàn kiến thức nguyên phân, từ vận dụng giải bài tập, rèn luyện kỹ và giúp học sinh tự tin tham gia vào kỳ thi Mặt khác giúp học sinh biết thêm dạng toán tế bào, bao quát và hiểu sâu lý thuyết, tạo điều kiện tiếp thu kiến thức quy luật di truyền, hoán vị gen lớp 3.2 Kiến nghị Sách giáo khoa sinh học lớp 10 khơng có phân phới chương trình cho phần kiến thức này, nên sử dụng d? dạy tiết bài tập là tớt Đây là phần kiến thức khó và trừu tượng nên trình dạy b?ng so d? tu duy, giáo viên cần kết hợp tranh, hình 19 ảnh đặc biệt là sử dụng công nhệ thông tin cho học sinh quan sát trình nguyên phân Với kinh nghiệm nhỏ dạy phần bài tập nguyên phân, mong ban giám hiệu và đồng nghiệp, đặc biệt là tổ chun mơn đóng góp ý kiến cho đề tài hoàn thiện hơn, giúp em học sinh ngày thêm u mơn sinh học Thanh Hóa, ngày 25 tháng 05 năm 2022 Xác nhận thủ trưởng đơn vị Tôi xin cam đoan sáng kiến này là viết không chép nội dung người khác Người viết Nguyễn Tuấn Việt TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Giáo Dục Đào Tạo - Sinh học 10 NXB Giáo Dục 2008 Bộ Giáo Dục Đào Tạo - Sinh học 10 nâng cao NXB Giáo Dục 2008 Bộ Giáo Dục Đào Tạo -Sách giáo viên Sinh học 10 NXB Giáo Dục 2006 Bộ Giáo Dục Đào Tạo -Sách giáo viên Sinh học 10 nâng cao NXB Giáo Dục 2006 Vũ Đức Lưu ,Ngô Văn Hưng - Hướng dẫn học ôn tập Sinh học 10 nâng cao NXB GD 2009 Nguyễn Quang Vinh, Bùi Đình Hợi, Đào Xuân Long – Sổ tay kiến thức Sinh học phổ thông NXB Giáo dục 2001 Phan Cự Nhân – Sinh học đại cương NXB GD 1997 Phan Kỳ Nam – Phương pháp giải tập Sinh học tập NXB Đồng Nai 2000 20 21 ... thành tế bào Hình Nguyên phân tế bào động vật c Ý nghĩa nguyên phân Nguyên phân chế sinh sản thể đơn bào nhân thực Nguyên phân giúp tái sinh các mô quan bị tổn thương, giúp thể sinh trưởng phát... viên đưa dạng bài tập giúp học sinh vận dụng kiến thức Mặt khác kiến thức nguyên phân là khó và trừu tư? ??ng nên học sinh lúng túng giải bài tập nguyên phân, đặc biệt là kỳ thi học sinh giỏi... thông qua sơ đồ hố, từ vận dụng giải số dạng bài tập nguyên phân Hoạt động dạy - học Nội dung GV: Đưa sơ đồ mô tả Dạng 1: Tính số tế bào trình nguyên phân (NP) sau trình nguyên phân tế bào