Giải nhanh bài tập Di truyền quần thể - Nâng cao tính tích cực học tập và khả năng tư duy lôgic của học sinh

giải nhanh bài tập Di truyền quần thể - Nâng cao tính tích cực học tập và khả năng tư duy lôgic của học sinh

PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ

I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Ngày nay, sự phát triển của giáo dục được thừa nhận là một tiền đề quantrọng của tất cả các lĩnh vực chính trị, kinh tế, văn hoá, xã hội, an ninh quốcphòng Xuất phát từ luận điểm “Con người được giáo dục tốt và biết tự giáo dục

là động lực và mục tiêu phát triển bền vững của Đất nước” mà sự nghiệp Giáodục - Đào tạo đã được Đảng và Nhà nước ta đặc biệt quan tâm và coi trọng Bác

Hồ đã từng nói: “ Non sông Việt Nam có trở nên tươi đẹp được hay không, dântộc Việt Nam có bước tới đài vinh quang để sánh vai với các cường quốc nămchâu được hay không chính là nhờ một phần lớn ở công học tập của các cháu”

Để thế hệ trẻ - những chủ nhân tương lai của đất nước được chăm sóc và giáodục toàn diện đòi hỏi sự quan tâm sâu sắc của các lực lượng xã hội, của gia đình

và nhà trường, đó chính là môi trường lành mạnh để các em trưởng thành và gópphần tích cực vào sự nghiệp CNH - HĐH đất nước

Với chức năng giáo dục không chính qui, Trung tâm GDTX – DN Thànhphố Thanh Hoá đã tiếp nhận vào học bổ túc trung học phổ thông đối tượng họcsinh không đủ điều kiện vào học các trường THPT trên địa bàn thành phố Điều

đó cũng đồng nghĩa với tỷ lệ học sinh yếu kém về văn hoá và đạo đức cao hơncác trường THPT khác Trong quá trình học tại trung tâm các em do nhiều lí dokhác nhau mà chưa được gia đình đầu tư, quan tâm đúng mức cho việc học tập

và đa số các em cũng chưa có sự cố gắng trong học tập, rèn luyện, do đó sự cảithiện năng lực học tập, khả năng tư duy còn nhiều hạn chế, vì vậy cuối khoá họccác em thi tốt nghiệp và thi tuyển sinh vào các trường Đại học, Cao đẳng vàTrung học chuyên nghiệp kết quả còn thấp Đặc biệt với môn Sinh học là mộtmôn khoa học thực nghiệm mà đa số học sinh vẫn cho là khó học, khó hiểu và

do xu hướng chọn nghành, chọn trường như hiện nay môn Sinh học càng ít đượchọc sinh lựa chọn,quan tâm học tập hết sức Trăn trở tìm cách khắc phục điều

đó, để gây được hứng thú học tập cho học sinh, nâng cao tính chủ động, khảnăng tư duy lôgic và nâng cao kết quả học tập của các em, đồng thời để hoàntành tốt nhiệm vụ được giao mỗi cán bộ giáo viên không chỉ hoàn thành nhiệm

vụ chuyên môn một cách đơn thuần mà còn phải suy nghĩ, tìm tòi sáng tạo, đổimới phương pháp dạy phù hợp với đối tượng học sinh để không ngừng nâng caochất lượng giáo dục

Mặt khác để học tốt và thi tốt các kỳ thi với hình thức trắc nghiệm như hiệnnay học sinh cần đổi mới phương pháp học tập và làm quen với hình thức thi cử.Nếu trước đây học và thi môn sinh học, học sinh cần học thuộc và nhớ từng câu,từng chữ hoặc đối với bài toán học sinh phải giải trọn vẹn các bài toán Hiện nayvới hình thức thi trắc nghiệm, để làm bài được tốt không những đòi hỏi học sinhlàm đúng, làm chính xác mà còn đòi hỏi học sinh phải có khả năng làm bài thậtnhanh Do đó học sinh cần lưu ý trước hết đến sự hiểu bài, hiểu thấu đáo cáckiến thức cơ bản đã học, phải có kiến thức rộng và khả năng vận dụng nhữnghiểu biết đó vào việc phân tích, xác định nhận biết các đáp án đúng sai trong cáccâu trắc nghiệm, tìm tòi cách giải ngắn gọn, chính xác, nhanh tìm ra kết quả vàmột kỹ năng làm bài nhanh nhất để nhanh tìm ra phương án đúng trong các câu

trắc nghiệm Đó là câu hỏi lớn đối với tất cả các em học sinh Trước thực tế đóđòi hỏi mỗi giáo viên cần tìm tòi, sáng tạo cách giảng dạy để giúp học sinh khắcphục được những điều trên.

Ngoài khó khăn đã nêu, cả giáo viên và học sinh còn gặp phải khó khănhơn nữa đó là: Chương trình sinh học nói chung và sinh học lớp 12 nói riêngthời gian dành cho phần bài tập là rất ít, đặc biệt là bài tập về di truyền học quầnthể nhưng ngược lại trong các đề thi tỉ lệ điểm của phần này không nhỏ Khốilượng kiến thức nhiều, nhiều bài tập áp dụng, trong khi đó thời gian hạn hẹpgiáo viên khó có thể truyền đạt hết cho học sinh và các em khó có thể hiểu đượcbài nếu giáo viên dạy theo phương pháp truyền thống

Xuất phát từ các vấn đề nêu trên, với những trăn trở, mong muốn nâng caođược chất lượng giảng dạy môn sinh học, góp phần nâng cao chất lượng giáodục của trung tâm và mục đích cuối cùng là giúp các em học sinh nâng cao đượckết quả học tập môn sinh học, có kết quả tốt hơn trong các kỳ thi Chính vì thế

tôi chọn đề tài: “Một số phương pháp giải nhanh bài tập Di truyền học quần

thể - Nâng cao tính tích cực học tập và khả năng tư duy lôgic của học sinh”

Do thời gian thực hiện đề tài còn ngắn nên chắc chắn không thể tránh khỏinhững thiếu xót, mong nhận được sự góp ý từ các quí thầy cô

Xin chân thành cám ơn!

II MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

- Nắm được khả năng tiếp thu của học sinh lớp 12 để rút ra phương phápgiảng dạy phù hợp

- Giúp học sinh nắm vững lí thuyết và có phương pháp làm nhanh bài tậptrắc nghiệm di truyền học quần thể

- Nâng cao tính tự học và khả năng tư duy lôgic của học sinh

- Hình thành cho học sinh kỹ năng làm bài trắc nghiệm

- Phân tích các ưu, nhược điểm trong các tiết dạy

- Đề xuất các biện pháp tích cực để nâng cao chất lượng giảng dạy

III ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

- Lấy học sinh khối 12 hiện tại của trung tâm làm đối tượng nghiên cứu,với 2 lớp 12A và 12B có số lượng học sinh, năng lực học tập tương đương nhau.+ Đối chứng ở lớp 12A: Giảng dạy theo phương pháp truyền thống thôngthường

+ Thực nghiệm ở lớp 12B: Giảng dạy một số phương pháp đề xuất để giảinhanh bài tập Di truyền học quần thể

- Phạm vi nghiên cứu: Nội dung cấu trúc di truyền của quần thể

IV PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

- Về lí luận: Nghiên cứu qua tài liệu, sách giáo khoa, sách tham khảo…

- Về thực nghiệm:

+ Giảng dạy trực tiếp ở 2 lớp 12A và 12B Trung tâm GDTX – DN Thànhphố Thanh Hóa

+ Cho làm bài kiểm tra đánh giá hiệu quả

+ Phiếu thăm dò ý thức học tập của học sinh đối với môn sinh học

+ Tổng hợp, so sánh, đánh giá kết quả và đúc rút kinh nghiệm

PHẦN II: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Chương I: THỰC TRẠNG CỦA VẤN ĐỀ

I Về nội dung kiến thức.

- Nội dung phần di truyền học quần thể có một số bất cập như sau:

+ Ở phần này sách giáo khoa chỉ đề cập về mặt lí thuyết, sách bài tập có rất

ít bài tập về phần này

+ Thời gian dạy giành cho phần này rất ít (2 tiết)

+ Trong sách giáo khoa không có công thức và phương pháp làm bài tập.+ Nếu giáo viên dạy theo sách giáo khoa và hướng dẫn của sách giáo viên

mà không mở rộng thì học sinh rất khó có thể làm được bài tập về phần này.+ Trong hầu hết các đề thi nội dung phần này lại chiếm tỉ lệ nhiều, đềudưới dạng bài tập, nhiều bài tập thậm chí rất khó

Với những thực tiễn ở trên để cho học sinh hiểu được bài và biết cách vậndụng làm bài tập là điều hết sức khó khăn

II Về năng lực học tập của học sinh.

Tôi tìm hiểu năng lực học tập của học sinh lớp 12A và 12B thông qua suốtquá trình dạy học và tìm hiểu ở đồng nghiệp dạy các môn khác, đồng thời cho cả

2 lớp làm 2 bài kiểm tra để đánh giá năng lực học và tìm hiểu thái độ học tậpcủa các em đối với môn sinh học, kết quả được thống kê ở bảng sau:

Bài kiểm

Sĩ số

lệ học sinh bày tỏ thích học môn sinh học cũng còn ít (≈ 40%) Do vậy cần phảitìm tòi các phương pháp giảng dạy mới để gây hứng thú học tập, giúp các emnâng cao khả năng tự học, khả năng tư duy từ đó nâng cao được kết quả học tập

và chất lượng giáo dục là điều hết sức cần thiết

Chương II: CƠ SỞ LÝ LUẬN

A QUẦN THỂ TỰ PHỐI (Tự thụ phấn và giao phối gần).

I Một số vấn đề cơ bản:

1 Cho thành phần kiểu gen của thế hệ P (thế hệ xuất phát) 100% dị hợp Aa qua

n thế hệ tự phối tìm thành phần kiểu gen của thế hệ Fn

Quần thể P Sau n thế hệ tự phối thành phần kiểu gen thay đổi như sau:+ Tỷ lệ thể đồng hợp trội AA trong quần thể ở thế hệ Fn là

AA =

2 2

1 1

+ Tỷ lệ thể đồng hợp lặn aa trong quần thể ở thế hệ Fn là

aa =

2 2

1 1

1 y

1 y

1 y

1 y

II Phương pháp giải nhanh một số dạng bài tập cơ bản.

1, Dạng 1: Cho thành phần kiểu gen của thế hệ P (thế hệ xuất phát) 100% dị hợp

Aa qua n thế hệ tự phối tìm thành phần kiểu gen của thế hệ Fn

1 1

+ Tỷ lệ thể đồng hợp lặn aa trong quần thể ở thế hệ Fn là

aa =

2 2

1 1

* Ví dụ: Quần thể ban đầu 100% cá thể có kiểu gen dị hợp Sau 3 thế hệ tự thụ

phấn thành phần kiểu gen của quần thể như thế nào?

Hướng dẫn giải nhanh:

Sau n thế hệ tự phối thành phần kiểu gen thay đổi như sau (Với n=3)

+ Tỷ lệ thể đồng hợp trội AA trong quần thể ở thế hệ Fn là

AA =

2 2

1 1

aa =

2 2

1 1

2 Dạng 2: Cho thành phần kiểu gen của thế hệ P (thế hệ xuất phát)

xAA + yAa + zaa qua n thế hệ tự phối tìm thành phần kiểu gen của thế hệ Fn

1 y

1 y

35AA, 14Aa, 91aa Các cá thể trong quần thể tự phối bắt buộc qua 3 thế hệ Tìmcấu trúc của quần thể qua 3 thế hệ

Hướng dẫn giải nhanh:

Cấu trúc của quần thể P: 0,25AA + 0,1Aa + 0,65aa

Cấu trúc của quần thể qua 3 thế hệ

+ Tỷ lệ thể đồng hợp trội AA trong quần thể ở thế hệ F3 là

AA = x +

2

y 2

1 y

1 1 , 0

aa = z +

2

y 2

1 y

1 1 , 0

* Ví dụ 2: Quần thể tự thụ phấn có thành phần kiểu gen ở thế hệ P là

0,8Bb + 0,2bb = 1 Sau 3 thế hệ tự thụ phấn cấu trúc của quần thể như thế nào?

Hướng dẫn giải nhanh:

+ Tỷ lệ thể đồng hợp trội AA trong quần thể ở thế hệ F3 là

BB = x +

2

y 2

1 y

1 8 , 0 0

bb = z +

2

y 2

1 y

1 8 , 0 2 , 0

BB = xn -

2

y 2

1 y

1 y

* Ví dụ: Cấu trúc của quần thể qua 3 thế hệ tự thụ phấn là

0,35AA + 0,1Aa + 0,55aa Xác định cấu trúc của quần thể ở thế hệ xuất phát P?Hướng dẫn giải nhanh:

Tỷ lệ các kiểu gen trong quần thể ở thế hệ xuất phát P là

Aa = n

n

2 1

1 , 0

1 y

1 8 , 0

1 y

1 8 , 0

Vậy cấu trúc di truyền ở thế hệ P là 0,8Aa + 0,2aa = 1

4 Dạng 4 : Cho thành phần kiểu gen của thế hệ P và Fn Xác định số thế hệ tựphối

1 y

1 y

* Ví dụ: Một quần thể tự thụ phấn có thành phần kiểu gen ở thế hệ P:

0,4BB + 0,2Bb + 0,4bb Cần bao nhiêu thế hệ tự thụ phấn để có được tỷ lệ đồnghợp trội BB chiếm 0,475

Hướng dẫn giải nhanh:

Tỷ lệ thể đồng hợp trội BB trong quần thể Fn là

BB = x +

2

y 2

1 y

1 2 , 0 4 , 0

vậy sau 2 thế hệ BB = 0,475

B QUẦN THỂ NGẪU PHỐI.

I Một số vấn đề cơ bản.

- Gọi x là tần số tương đối của thể đồng hợp trội AA

- Gọi y là tần số tương đối của thể dị hợp Aa

- Gọi z là tần số tương đối của thể đồng hợp lặn aa

Trong đó x + y + z = 1

+ Gọi p là tần số tương đối của alen A

+ Gọi q là tần số tương đối của alen a

Vậy: p = x + y/2; q = z + y/2 và p + q = 1

Cấu trúc di truyền của quần thể ở trạng thái cân bằng:

p2AA + 2pqAa + q2aa

Như vậy trạng thái cân bằng của quần thể phản ánh mối tương quan sau:

p2q2 = (2pq/2)2

II Phương pháp giải nhanh một số dạng bài tập cơ bản.

1 Dạng 1: Từ cấu trúc di truyền quần thể chứng minh quần thể đã đạt trạng thái

cân bằng hay chưa? Qua bao nhiêu thế hệ ngẫu phối quần thể mới đạt trạng tháicân bằng

* Phương pháp giải

- Gọi p là tần số tương đối của alen A

- Gọi q là tần số tương đối của alen a

+ Nếu thế vào p2q2 = (2pq/2)2 thì quần thể đã cân bằng

+ Nếu thế vào p2q2 ≠ (2pq/2)2 thì quần thể chưa cân bằng

* Ví dụ: Quần thể nào trong các quần thể dưới đây đạt trạng thái cần bằng

Quần thể Tần số kiểu gen AA Tần số kiểu gen Aa Tần số kiểu gen aa

Hướng dẫn giải nhanh:

+ Quần thể 1: Ta có 1 x 0 = (0/2)2 => quần thể đã cân bằng

+ Quần thể 2: Ta có 0 x 0 ≠ (1/2)2 => quần thể chưa cân bằng

+ Quần thể 3: Ta có 0 x 1 = (0/2)2 => quần thể đã cân bằng

+ Quần thể 4: Ta có 0,2 x 0,3 ≠ (0,5/2)2 => quần thể chưa cân bằng

2 Dạng 2: Từ số lượng kiểu hình đã cho xác định cấu trúc di truyền của quần

thể

- Chú ý đề dạng này thường có 2 kiểu:

+ Kiểu 1: cho số lượng cá thể của tất cả các kiểu hình có trong quần thể + Kiểu 2: chỉ cho tổng số cá thể và số cá thể mang kiểu hình lặn hoặc trội

* Phương pháp giải:

Kiểu 1: Cho số lượng cá thể của tất cả các kiểu hình có trong quần thể

Cấu trúc di truyền của quần thể:

- Tỷ lệ kiểu gen AA = Số cá thể có kiểu gen AA/Tổng số cá thể của quần thể

- Tỷ lệ kiểu gen Aa = Số cá thể có kiểu gen Aa/Tổng số cá thể của quần thể

- Tỷ lệ kiểu gen aa = Số cá thể có kiểu gen aa/Tổng số cá thể của quần thể

Kiểu 2: chỉ cho tổng số cá thể và số cá thể mang kiểu hình lặn hoặc trội

* Nếu cho tỷ lệ kiểu hình trội => Tỷ lệ kiểu hình lặn = 100% - Tỷ lệ KH trội

* Tỷ lệ kiểu gen đồng hợp lặn = Số cá thể do kiểu gen lặn quy định/Tổng số cáthể của quần thể

- Từ tỷ lệ kiểu gen đồng lặn => Tần số tương đối của alen lặn, tức tần sốcủa q => Tần số tương đối của alen trội, tức tần số p

- Áp dụng công thức: p2AA + 2pqAa + q2aa => cấu trúc di truyền quần thể

* Ví dụ 1: Ở gà, cho biết các kiểu gen: AA qui định lông đen, Aa qui định lông

đốm, aa qui định lông trắng

Một quần thể gà có 410 con lông đen, 580 con lông đốm, 10 con lông trắng

a Cấu trúc di truyền của quần thể nói trên đã đạt trạng thái cân bằng chưa?

b Xác định cấu trúc di truyền của quần thể khi đạt trạng thái cân bằng?

Hướng dẫn giải nhanh:

a Cấu trúc di truyền của quần thể được xác định dựa vào tỉ lệ của các kiểu gen:+ Tổng số cá thể của quần thể: 580 + 410 + 10 =1000

+ Tỉ lệ thể đồng hợp trội AA: 410/1000 = 0,41

+ Tỉ lệ thể dị hợp Aa: 580/1000 = 0,58

+ Tỉ lệ thể đồng hợp lặn aa: 10/1000 = 0.01

- Cấu trúc di truyền của quần thể như sau:

0,41AA + 0,58Aa + 0.01aa

Cấu trúc này cho thấy quần thể chưa ở trạng thái cân bằng vì

(0,7A:0,3a) x (0,7A:0,3a) => 0,49AA + 0,42Aa + 0,09aa

Với cấu trúc trên quần thể đạt trạng thái cân bằng vì thoả mãn

(0,9)2AA + 2(0,7 x 0,3)Aa + (0,3)2aa

* Ví dụ 2: Quần thể ngẫu phối có thành phần kiểu gen đạt trạng thái cân bằng

với 2 loại kiểu hình là hoa đỏ (do B trội hoàn toàn quy định) và hoa trắng (do bquy định) Tỷ lệ hoa đỏ 84% Xác định cấu trúc di truyền của quần thể?

Hướng dẫn giải nhanh:

- Gọi p tần số tương đối của alen B, q tần số tương đối alen b

- % hoa trắng bb = 100% - 84% = 16% => q2 = 16% => q = 0,4 => p = 0,6

- Áp dụng công thức định luật p2 BB + 2pq Bb + q2 bb

=> cấu trúc di truyền quần thể: 0,62BB + 2.0,6.0,4 Bb + 0,42bb = 0,36BB +0,48Bb + 0,16bb

* Ví dụ 3: Ở bò A qui định lông đen, a: lông vàng Trong một quần thể, bò lông

vàng chiếm 9% tổng số cá thể của đàn Biết quần thể đạt trạng thái cân bằng.Tìm tần số của alen A?

Hướng dẫn giải nhanh:

Quần thể đạt trạng thái cân bằng aa = 9% = q2 => q = 0,3 => p = 0,7

3 Dạng 3: Cho số lượng kiểu hình hoặc cấu trúc di truyền của quần thể xác

định tần số tương đối của các alen

* Phương pháp giải.

- Cho số lượng kiểu hình xác định cấu trúc di truyền của quần thể (dạng 2)

- Cấu trúc di truyền quần thể là: xAA + yAa + zaa

=> tần số alen A = x + 2y; tần số alen a = z + 2y

* Ví dụ 1: Quần thể gồm 120 cá thể có kiểu gen BB 400 cá thể có kiểu gen Bb

và 480 cá thể có kiểu gen bb Tìm tần số tương đối của mỗi alen?

Hướng dẫn giải nhanh:

- Tần số tương đối của alen A: 0,12 + 0,4/2 = 0,32

- Tần số tương đối của alen a: 0,48 + 0,4/2 = 0,68

* Ví dụ 2: Một quần thể có thành phần kiểu gen như sau:

0,64 AA + 0,32 Aa + 0.04 aa Tìm tần số tương đối của các alen trong quần thể?

Hướng dẫn giải nhanh:

- Tần số tương đối của alen A: 0,64 + 0,32/2 = 0,8

- Tần số tương đối của alen a: 0,04 + 0,32/2 = 0,2

4 Dạng 4: Từ tần số tương đối của các alen tìm cấu trúc di truyền quần thể.

* Phương pháp giải

- Gọi p là tần số tương đối của alen A

- Gọi q là tần số tương đối của alen a

p + q = 1Cấu trúc di truyền của quần thể khi đạt trạng thái cân bằng:

p2AA + 2pqAa + q2aa

* Ví dụ: Trong một quần thể tần số tương đối của alen A là 0,6 tần số tương đối

của alen a là 0,4 Xác định cấu trúc di truyền của quần thể ở trạng thái cân bằng.Hướng dẫn giải nhanh:

Cấu trúc di truyền của quần thể là: