SỞ GIÁO VÀ DỤC ĐÀO TẠO THANH HÓA
TRƯỜNG THPT THẠCH THÀNH I
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP NGUYÊN PHÂN,GIẢM PHÂN TẠO GIAO TỬ - SINH HỌC LỚP 10
Trang 21.4 Phương pháp nghiên cứu 21.5.Những điểm mới của SKKN 22 Nội dung sáng kiến kinh nghiệm 22.1 Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm 22.2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng SKKN 22.3.Các sáng kiến kinh nghiệm hoặc các giải pháp đã sử dụng 22.4.Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đối với hoạt động giáodục, với bản thân, đồng nghiệp và nhà trường
Trang 31 Mở đầu:
1.1 Lí do chọn đề tài:
Sinh học lớp 10 bài 13,14 bộ cánh diều phần “ Nguyên phân, Giảm phân” đây
là chương khó dạy và với học sinh lớp 10 đây là chương khó học, khó hiểu, trìutượng nhất về cơ chế di truyền ở cấp độ tế bào Có mấy dạng phân bào, cơ chếphát sinh và di truyền từng dạng là gì ? Điểm khác nhau để phân biệt các dạngphân bào là gì? Trả lời các câu hỏi đó đã là cả vấn đề Đi sâu về mặt bản chất,cơ chế của mỗi dạng phân bào, nhận dạng và giải được thành thạo các bài tậpnguyên phân, giảm phân , đặc biệt là các bài tập thuộc cơ chế di truyền bộ NSTtrong nguyên phân và giảm phân? Để cho học sinh hiểu được cơ chế, phân biệtđược nguyên phân- giảm phân và làm được thì không dễ dàng chút nào Chươngcơ chế di truyền và biến dị trong sinh học 10 là một phần quan trọng và chiếmmột số lương lớn các câu hỏi trong chương trình thi tốt nghiệp trung học phổthông quốc gia, đặc biệt là bài tập về viết giao tử, tỉ lệ giao tử của cơ thể, một sốtế bào và bài tập về tìm giao tử khi có trao đổi chép NST tại kì đầu giảm phân 1 Để học tốt và thi tốt các kỳ thi với hình thức 3 phần như hiện nay của bộ giáodục đào tạo là trắc nghiệm nhiều lựa chọn, trắc nghiệm đứng sai và trả lời ngắnnhư hiện nay học sinh cần đổi mới phương pháp học tập và làm quen với hìnhthức thi cử Nếu trước đây học và thi môn sinh học, học sinh cần học thuộc vànhớ từng câu, từng chữ hoặc đồi với bài toán học sinh phải giải trọn vẹn các bàitoán Nay học sinh lưu ý trước hết đến sự hiểu bài, hiểu thấu đáo các kiến thứccơ bản đã học vận dụng những hiểu biết đó vào việc phân tích, xác định nhậnbiết các đáp án đúng sai trong các câu trắc nghiệm Đó là câu hỏi lớn đối với tấtcả các giáo viên Trước thực tế đó đòi hỏi mỗi giáo viên cần xây dựng cách dạy
riêng của mình Tôi đã thành lập công thức và đưa ra “Phương pháp giải bài
tập nguyên phân, giảm phân tạo giao tử - sinh học 10 ôn thi tốt nghiệpTHPT quốc gia”.
Khi dạy phần nguyên phân, giảm phân tôi thường xây dựng phương pháp vàcông thức giải riêng cho từng dạng bài tập đó Tôi hướng dẫn các em vận dụng líthuyết tìm ra công thức và cách giải nhanh để các em hiểu bài sâu hơn và làmbài trong các lần kiểm tra cũng như thi cử đạt hiệu quả cao Sau đây là một sốphương pháp và một số công thức giải các dạng bài tập nguyên phân, giảm phântôi đã nghiên cứu và áp dụng dạy trên lớp.
1.2 Mục đích nghiên cứu:
Với phương pháp nghiên cứu trên mục đích của tôi là giúp học sinh: - Nắm được khái niệm, cơ chế di truyền từng dạng toán.
- Thuộc một số công thức nếu có.
- Đặc biệt là rèn luyện kĩ năng nhận dạng nhanh, giải và giải toán nhanh.
1.3 Đối tượng nghiên cứu:
Học sinh lớp 10 ôn thi tốt nghiệp trung học phổ thông quốc gia, ôn thi đánhgiá năng lực và đánh giá tư duy, ban khoa học tự nhiên của trường
1.4 Phương pháp nghiên cứu:
Trang 4- Phương pháp nghiên cứu xây dựng cơ sở lí thuyết.
- Phương pháp điều tra khảo sát thực tế, thu thập thông tin - Phương pháp thống kê xử lí số liệu.
- Phương pháp nhận dạng và giải các bài tập nguyên phân, giảm phân.
1.5 Điểm mới trong sáng kiến kinh nghiệm:
- Làm rõ bản chất của cơ chế đột biến ở cấp độ tế bào.
- Cập nhật mới nhất, sâu sắc nhất các dạng và công thức giải các bài toánnguyên phân, giảm phân từ mức độ thông hiểu, vận dụng thấp đến vận dụng caotrong bộ đề ôn và thi TN THPT quốc gia các năm.
2 Nội dung sáng kiến kinh nghiệm:
2.1.Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm:
Chương cơ chế di truyền và biến dị ở sách giáo khoa sinh học 10 cơ bản bộ cánhdiều, bộ kết nối chi thức và bộ chân trời sáng tạo của bộ giáo dục và đào tạogồm các cơ sở lí thuyết sau:
- Bộ cánh diều: Bài 13,14 - Bộ kết nối tri thức: Bài 16,17.- Bộ chân trời sáng tạo: Bài 18,19.
2.2 Thực trạng vấn đề:
Sách giáo khoa sinh học 10 cơ bản chỉ đề cập suông về mặt lí thuyết, sách bàitập có rất ít bài tập về phần này và không đưa ra phương pháp giải cụ thể Bộ đềôn thi tốt nghiệm THPT quốc gia lại rất nhiều bài tập của phần nguyên phân,giảm phân hình thành giao tử và là cơ sở để học sinh làm bài tập phần qui luật ditruyền và biến dị ở cấp độ tế bào.
2.3 Giải quyết vấn đề
2.3.1 Phương pháp dạy học nhóm
Qua việc nghiên cứu về phương pháp dạy học nhóm tôi thấy thực chất của vấnđề dạy học nhóm là tăng cường cho HS tham gia các hoạt động thực tiễn, thựchành, hòa nhập vào quá trình nghiên cứu vấn đề Thông qua 3 bước:
a Bước 1 Giao nhiệm vụ
Giao nhiệm vụ cho các nhóm HS tự làm các nội dung mà GV yêu cầu.
b Bước 2 Thực hiện nhiệm vụ, gồm các hoạt động- Hoạt động 1 Giáo viên hướng dẫn:
+ Các nhóm phân công nhiệm vụ cho các thành viên một cách rõ ràng, cósự hợp tác hỗ trợ chặt chẽ lẫn nhau.
Ngoài các nội dung chính cần phải hoàn thiện thì mỗi nhóm cũng cần phải tìmhiểu thêm những vấn đề có liên quan để trả lời các câu hỏi của giáo viên và cácnhóm khác.
+ Các nhóm cũng có thể tìm hiểu về các vấn đề không phải của nhómmình để hiểu hơn và khi các nhóm trình bày thì có thể đặt câu hỏi chất vấn.
+ Nguồn tài liệu tham khảo là: Sách giáo khoa, sách giáo viên, các giáotrình vi sinh vật, hoặc tra cứu trên mạng internet
Trang 5+ Hình thức trình bày: Có thể in, viết, vẽ ra các bản giấy để gắn lên bảng,hoặc làm các poster hoặc cũng có thể soạn trên các phần mềm máy tính để trìnhchiếu như PowerPoint, ActivInsprice
- Hoạt động 2 Các nhóm học sinh phân công nhiệm vụ và tạo các sản phẩm ở
ngoài giờ lên lớp.
- Hoạt động 3 Tổ chức hoạt động dạy học trên lớp
HS báo cáo các nội dung của nhóm mình, nhậnbiết cơ chế, cách phân biệtcơ chế của nguyên phân, giảm phân Sau khi mỗi nhóm trình bày nội dung thìGV và các nhóm khác có thể đặt câu hỏi chất vấn nhóm đó để làm rõ hoặc mởrộng thêm vấn đề.
-a.1 Chu kì tế bào: là khoảng thời gian giữa 2 lần phân bào liên tiếp.
Chu kì tế bào gồm 2 giai đoạn chính: kì trung gian và phân chia tế bào+ Kì trung gian gồm 3 pha: pha G1, S, G2
Các pha Đặc điểm
Pha G1 Là pha sinh trưởng của tế bào Cuối pha tồn tại điểm kiểm soát R mà nếu tế bào vượt qua được điểm này mới đến được pha S để phân chia tế bào, còn không thì đi vào giai đoạn biệt hóa
Pha S Pha nhân đôi ADN và NST ( NST đơn nhân đôi thành NST kép Mỗi NST
kép gồm 2 sợi cromatit chị em dính với nhau tại tâm động).Ở TB động vật: trung thể nhân đôi
Pha G2 Tổng hợp những gì còn lại cần cho sự phân bào
Hình 1 Chu kì tế bàoa.2 Phân bào
Trang 6- Ở cơ thể đơn bào , tế bào nhân sơ phân bào theo hình thức trực phân (phân đôi)
- Ở cơ thể đa bào, tế bào nhân thực có hai hình thức phân bào: nguyên phân(phân bào nguyên nhiễm) và giảm phân ( phân bào giảm nhiễm).
NST kép co xoắn cực đại và dàn thành một hàng trên mặt phẳngxích đạo của thoi phân bào.
Kì sau Các sợi cromatit trên từng NST kép tách nhau ra trở thành NST đơnvà di chuyển về hai cực tế bào theo sự co rút của sợi tơ vô sắc.
Kì cuối NST đơn dần dãn xoắn Màng nhân và nhân con hình thành, thoiphân bào tiêu biến
- Phân chia tế bào chất
- Ở tế bào động vật: hình thành eo thắt ở xích đạo của tế bào để chia tế bào mẹthành 2 tế bào con.
- Ở tế bào thực vật: hình thành vách ngăn ở giữa tế bào để chia tế bào mẹ thành2 tế bào con.
Hình 2 Nguyên phân ở tế bào động vật
- Ý nghĩa của nguyên phân
- Nguyên phân là cơ chế sinh sản ở cơ thể đơn bào nhân thực- Ở cơ thể đa bào nhân thực:
Trang 7+Nguyên phân giúp cơ thể sinh trưởng, phát triển, tái sinh các bộ phận cơquan.
+Nguyên phân là cơ sở cho quá trình sinh sản sinh dưỡng ở các sinh vật cósinh sản sinh dưỡng Ứng dụng điều này trong nuôi cấy mô, tế bào, thực hiệngiâm, chiết, ghép … đạt hiệu quả.
a.2.2: Giảm phân
- Xảy ra ở tế bào sinh dục thời kì chín
- Gồm 2 lần phân bào nhưng chỉ có một lần AND, NST nhân đôi
Ở cơ thể đa bào nhân thực, sau giảm phân hình thành giao tử:
+ Ở động vật:
Đối với giới đực: 1 tế bào sinh tinh sau giảm phân tạo ra 4 tinh trùng
Trang 8Đối với giới cái: 1Tế bào sinh trứng sau giảm phân tạo ra 1 trứng và 3 thể định
Sau đó tinh trùng(n) kết hợp với trứng(n) trong quá trình thụ tinh để ra hợptử(2n); hợp tử tiến hành nguyên phân và bị phân hóa biến đổi thành cơ thể con.
+ Ở thực vật Các tế bào mẹ sau khi tiến hành giảm phân tạo ra các tế bào con thì
các tế bào này phải trải qua một số lần nguyên phân để tạo ra hạt phấn hoặc túi phôi
* Ý nghĩa giảm phân
- Sự phân li độc lập và tổ hợp tự do của các NST trong quá trình giảm phân và thụtinh tạo ra nguồn biến dị tổ hợp cung cấp nguyên liệu cho chọn lọc tự nhiên và chọngiống.
- Giảm phân kết hợp với thụ tinh và nguyên phân giúp duy trì ổn định bộ NST lưỡngbội của loài.
b Phân dạng các bài tập liên quan đến nguyên phân, giảm phân và thụ tinh b.1: Bài tập về nguyên phân
Dạng 1: Tính số tế bào con sau nguyên phâna Kiến thức bổ sung
+ Nếu số lần nguyên phân của các tế bào bằng nhau:
Gọi: - a là số TB mẹ, x là số lần nguyên phân Tổng số tế bào con tạo ra = a 2x
+ Nếu số lần nguyên phân của các tế bào không bằng nhau:
Giả sử có a tế bào trong đó x, y, z, k… có số lần nguyên phân lần lượt là: x1, x2,x3, xa (ĐK: nguyên dương)
=> Tổng số TB con = 2x1+ 2x
2 + 2x
3 + + 2xa
b Phương pháp giải
Tùy vào yêu cầu đề bài, có 3 bước cơ bản sau:
- Bước 1 Xác định số tế bào tham gia nguyên phân
- Bước 2 Xác định số lần nguyên phân
- Bước 3 Áp dụng công thức tính số tế bào con
c.Các ví dụ cụ thể
Bài 1: Bốn hợp tử của cùng một loài nguyên phân liên tiếp 4 đợt bằng nhau Tổng số
tế bào con được tạo thành là bao nhiêu?
A 60 B 61 C 62 D 64
HD: Số tế bào con tạo ra = 4 24 = 64 tế bào
Bài 2 Ba tế bào A, B, C có tổng số lần nguyên phân là 10 và tạo ra 36 tế bào con
Biết số lần nguyên phân của tế bào B gấp đôi số lần nguyên phân của tế bào A Tìm số lần nguyên phân và số tế bào con tạo ra từ mỗi tế bào A, B, C
HD: Gọi a, b,c lần lượt là số lần nguyên phân của tế bào A, B, C ( Điều kiện a,
b, c, nguyên dương)
Theo bài ra a+b+ c = 10, số tế bào con tạo ra là: 2a + 2b + 2c = 36
Nếu a = 1 thì b = 2, c= 7 Do đó 21 + 22 + 27 = 134 > 36 nên không thỏa mãn đề bàiNếu a = 3, b = 6, c = 1 thì 23 + 26 + 2 1 = 74 > 36 nên không thỏa mãn đề bài
Nếu a = 2 thì b= 4, c= 4 do đó 22 + 24 + 24 = 36 thỏa mãn điều kiện đề bài Vậy số lần nguyên phân của tế bào A, B, C lần lượt là 2, 4, 4
Trang 9Bài 3 Có 3 hợp tử nguyên phân số lần không bằng nhau và đã tạo ra tất cả 28 tế bào
con Biết theo thứ tự các hợp tử I, II, III thì lần lượt có số lần nguyên phân hơnnhau 1 lần Xác định số lần nguyên phân và số tế bào con của mỗi hợp tử
HD: Gọi số lần nguyên phân của hợp tử 1 là k1
số lần nguyên phân của hợp tử 2 là k2 → k2 = k1 + 1 số lần nguyên phân của hợp tử 3 là k3 → k3 = k1 + 2 Số tế bào của 3 hợp tử là 28
→ 2k1 + 2k2 + 2k3= 28 →2k1 + 2k1+1 + 2k1+2 = 28 → 2k1 = 4 → k1 = 2
→ Số TB con của hợp tử 1: 22 = 4 k2 = 3 → Số TB con của hợp tử 2: 23= 8 k3 = 4→ Số TB con của hợp tử 3: 24 = 16
Bài 4: Có 3 tế bào: Tế bào A nguyên phân liên tiếp 3 lần, tế bào B nguyên phân tạo
ra số tế bào con bằng phân nữa số tế bào con do tế bào 1 tạo ra, tế bào C nguyênphân tạo ra số tế bào con bằng số tế bào con của tế bào A và của tế bào B cộnglại Xác định tổng số tế bào con được tạo ra từ 3 tế bào trên.
HD: Số tế bào con của TB A: 23 = 8 - Số tế bào con của TB B: 8: 2 = 4 - Số tế bàocon của TB C = 8 + 4 = 12 Tổng số TB con tạo thành: 8 + 4 +12 = 24
Bài 5 ( Đề thi THPT QG 2015 – câu 48 mã đề 159)
Từ một tế bào xôma có bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội 2n, qua một số lần nguyên phânliên tiếp tạo ra các tế bào con Tuy nhiên, trong một lần phân bào, ở một tế bào concó hiện tượng tất cả các nhiễm sắc thể không phân li nên chỉ tạo ra một tế bào có bộnhiễm sắc thể 4n; tế bào 4n này và các tế bào con khác tiếp tục nguyên phân bìnhthường với chu kì tế bào như nhau Kết thúc quá trình nguyên phân trên tạo ra 240 tếbào con Theo lí thuyết, trong số các tế bào con tạo thành, có bao nhiêu tế bào có bộnhiễm sắc thể 2n?
A 208 B 212 C 224 D 128
HD: Giả sử xảy ra đột biến sau lần nguyên phân thứ x và sau đột biến các tế bào tiếp
tục nguyên phân k lần.
Ta có số tế bào con tạo ra trước khi đột biến là 2x
Một tế bào con nguyên phân đột biến 1 lần; sau đó nguyên phân bình thường k- 1 lầnsẽ tạo ra số tế bào đột biến là 2k-1
2x -1 TB bình thường nguyên phân k lần tạo ra số tế bào con bình thường là: (2x – 1).2k
THEOBÀIRATỔNGSỐTẾBÀOCONTẠORALÀ 240 = 2K-1 + (2X – 1)2K → 2X = 240/ 2K
Trang 10- Số NST môi trường cung cấp : 2n (2x – 1)
- Số NST môi trường cung cấp cho các tế bào nguyên phân không bằng nhau là:
x 2n (2k1 – 1) + y 2n (2k2 – 1) +…
*Số lượng NST mới hoàn toàn do môi trường cung cấp là:
- Với a tế bào nguyên phân x lần bằng nhau thì số NST mới hoàn toàn do môi trường
cung cấp là a 2n (2x – 2)
- Với a tế bào (mỗi tế bào chứa 2n NST) nguyên phân các số lần không bằng :
x 2n (2k1 – 2) + y 2n (2k2 – 2) +…
- Nếu có a tế bào nguyên phân x lần bằng nhau tạo ra a.2x tế bào con thì số thoi vô
sắc được hình thành trong quá trình đó là: a.(2x – 1)
- Nếu có một nhóm tế bào nguyên phân số lần không bằng nhau trong đó x tế bào
nguyên phân k1 lần; y tế bào nguyên phân k2 lần… thì số thoi phân bào là x.
(2k1 – 1) + y (2k2 – 1) +… b Phương pháp giải
Tùy vào dữ kiện đề bài có các bước cơ bản sau:
- Bước 1 Xác định số tế bào nguyên phân; bộ NST 2n- Bước 2 Xác định số lần nguyên phân
- Bước 3 Áp dụng công thức tính số NST môi trường cung cấp cho quátrình nguyên phân
c Các ví dụ cụ thể
Bài 1: Có 10 hợp tử của cùng một loài nguyên phân một số lần bằng nhau và đã sử
dụng của môi trường nội bào nguyên liệu tương đương với 2480 NST đơn.Trong các tế bào con được tạo thành, số NST mới hoàn toàn được tạo ra từnguyên liệu môi trường là 2400.
Thay vào ta được 10 8 (2x -1) = 2480 → 2x = 32
→ x = 5
Bài 2: Quá trình nguyên phân liên tiếp từ một tế bào lưỡng lội của loài A tạo được
4 tế bào mới với 64 NST ở trạng thái chưa nhân đôi Xác định số lượng NSTtrong bộ lưỡng bội của loài
HD: 4 2n = 64 → 2n = 16
Bài 3 Một loài có bộ NST 2n = 10 Ba hợp tử của một loại nguyên phân một số
đợt liên tiếp tạo ra các tế bào con có số NST đơn là 280 Biết hợp tử 1 tạo ra
Trang 11số tế bào con = ¼ số tế bào con của hợp tử 2 Hợp tử 2 có số tế bào con gấpđôi tế bào con của hợp tử 3 Xác định số lần nguyên phân của mỗi hợp tử?
HD: Gọi số TB con của hợp tử 1 là x với số lần nguyên phân là k1
số TB con của hợp tử 2 là y với số lần nguyên phân là k2 số TB con của hợp tử 3 là z với số lần nguyên phân là k3
Theo đề bài, ta có: x = ¼ y → y = 4x mà y = 2z → 4x = 2z → z = 2x Mặc khác:Tổng số NST đơn của các TB con tạo thành từ 3 hợp tử: 2n (x + y + z) = 280.Do đó 10 (x + 4x + 2x) = 280 → x = 4 → k1 = 2; y = 16 → k2 = 4 ; z = 8 →k3 = 3.
Bài 4 Tế bào của cà chua tiến hành nguyên liên tiếp 5 lần Hãy xác định số thoi vô
sắc được hình thành và phá hủy trong quá trình đó?
A 30 B 31 C 32 D 33
HD:Số thoi vô sắc được hình thành bằng số thoi bị phá hủy = 25 – 1 = 31 thoi.
Bài 5 Có 4 tế bào của một loài nguyên phân liên tiếp 3 lần Xác định số thoi vô sắc
được hình thành và phá hủy trong cả quá trình?
A 28 B 29 C 30 D 31
HD: Số thoi vô sắc được hình thành bằng số thoi bị phá hủy = 4 (23 – 1) = 28 thoi
Dạng 3: Mô tả biến đổi hình thái NST và số NST đơn, số NST kép, số sợicomatit, số tâm động ở mỗi giai doạn khác nhau của quá trình nguyênphân.
a Kiến thức bổ sung
Kì trung gian gồm 3 pha:
Các pha Số NST đơn Số NST kép Số sợicromatit
- Bước 1 Xác định số TB nguyên phân, số lần nguyên phân
- Bước 2 Xác định TB đang ở kì nào của lần nguyên phân thứ mấy- Áp dụng công thức tính
c.Các ví dụ cụ thể
Trang 12Bài 1 Một tế bào sinh dưỡng ở người có bộ NST lưỡng bội 2n = 46 tiến hành nguyên
phân Xác định số NST đơn, số NST kép, số sợi cromatit và số tâm động qua cáckì nguyên phân của tế bào này?
HD: 2n = 46 TB tiến hành nguyên phân ta lập được bảng sau:
Các kì Số NST đơn Số NST kép Số sợicromatit
Bài 2 3 tế bào sinh dưỡng của gà (2n = 78) đang ở kì đầu của quá trình nguyên
phân Số NST kép trong 3 tế bào này là
A 232 B 233 C 234 D 235
HD: Kì đầu NST có 3 78 = 234 NST kép
Bài 3: Ở ruồi giấm 2n = 8 1 tế bào ruồi giấm đang ở kì sau của nguyên phân Số
NST trong tế bào đó bằng bao nhiêu trong các trường hợp sau?
A.14 B.21 C.15 D 2
b2 Phương pháp giải bài tập về giảm phân và thụ tinh
Dạng 1:Xác định hình thái và số NST đơn, số NST kép, số sợi comatit, số tâm độngqua các kì giảm phân
a Kiến thức bổ sung
Một tế bào sinh dục chín (2n) tiến hành giảm phân, dựa vào sự biến đổi hình thái của NST quacác kì ta lập được bảng sau:
Kì Số NSTđơn
Số NSTkép
Số sợicromatit
Số tâm độngKì trung gian (sau khi