Sử dụng tiếp cận cấu trúc hệ thống trong dạy học phần di truyền học – sinh học 12

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÂY BẮC PHẠM THỊ HẢI SỬ DỤNG TIẾP CẬN CẤU TRÚC HỆ THỐNG TRONG DẠY HỌC PHẦN DI TRUYỀN HỌC - SINH HỌC 12 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC SƠN LA, NĂM 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÂY BẮC PHẠM THỊ HẢI SỬ DỤNG TIẾP CẬN CẤU TRÚC HỆ THỐNG TRONG DẠY HỌC PHẦN DI TRUYỀN HỌC - SINH HỌC 12 Chuyên ngành: Lí luận phƣơng pháp dạy học Sinh học KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Ngƣời hƣớng dẫn: TS Lò Thị Mai Thu SƠN LA, NĂM 2015 LỜI CẢM ƠN Trong trình nghiên cứu hoàn thành khóa luận, em nhận đƣợc giúp đỡ tận tình cô giáo hƣớng dẫn khoa học TS Lò Thị Mai Thu, giảng viên khoa Sinh – Hóa, trƣờng Đại học Tây Bắc Em xin bày tỏ cảm ơn sâu sắc đến cô Ngoài ra, trình thực khóa luận em nhận đƣợc giúp đỡ nhiệt tình của: Phòng quản lý Khoa học Quan hệ Quốc tế trƣờng Đại học Tây Bắc, Ban chủ nhiệm khoa thầy cô khoa Sinh – Hóa, cán Trung tâm thƣ viện trƣờng Đại học Tây Bắc tạo điều kiện thuận lợi, động viên giúp đỡ em hoàn thành khóa luận tốt nghiệp Đồng thời em nhận đƣợc đóng góp ý kiến, giúp đỡ tận tình Ban giám hiệu, Giáo viên giảng dạy môn Sinh học trƣờng phổ thông nơi khóa luận tới điều tra Em xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè động viên giúp đỡ em suốt trình học tập nghiên cứu Xin chúc thầy, cô bạn sức khỏe, hạnh phúc Sơn La, tháng năm 2015 Ngƣời thực Phạm Thị Hải CÁC CHỮ VIẾT TẮT DÙNG TRONG KHÓA LUẬN Chữ viết tắt Viết đầy đủ aa Axit amin CTHT Cấu trúc hệ thống DH Dạy học ĐHGD Đại học giáo dục GV Giáo viên HS Học sinh NST Nhiễm sắc thể NXB Nhà xuất PHT Phiếu học tập PPDH Phƣơng pháp dạy học SGK Sách giáo khoa SH Sinh học THPT Trung học phổ thông MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI .1 MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ 2.1 Mục tiêu 2.2 Nhiệm vụ NỘI DUNG ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU 4.1 Đối tƣợng 4.2 Phạm vi .2 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .2 5.1 Phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết 5.2 Phƣơng pháp điều tra 5.3 Phƣơng pháp xử lý số liệu ĐÓNG GÓP CỦA KHÓA LUẬN TỔNG QUAN TÀI LIỆU 7.1 Trên giới .3 7.2 Ở Việt Nam .4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CHƢƠNG I CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA QUAN ĐIỂM TIẾP CẬN CẤU TRÚC HỆ THỐNG TRONG DẠY HỌC CƠ SỞ LÝ LUẬN .6 1.1 Khái niệm hệ thống 1.2 Khái niệm tiếp cận hệ thống .7 1.2.1 Phƣơng pháp phân tích hệ thống 1.2.2 Phƣơng pháp tổng hợp hệ thống 1.3 Tiếp cận CTHT nghiên cứu sinh học 1.3.1 Tính hệ thống sinh giới 10 1.3.2 Lý thuyết cấp độ tổ chức sống 11 1.4 Tiếp cận hệ thống dạy học sinh học 12 1.4.1 Các nguyên tắc vận dụng tiếp cận CTHT vào dạy học sinh học 12 1.4.2 Tiếp cận cấu trúc hệ thống phân tích cấu trúc nội dung, xác định thành phần kiến thức học 12 1.4.3 Tiếp cận CTHT thiết kế giảng 13 1.5 Ƣu điểm việc vận dụng tiếp cận CTHT vào dạy học .13 CƠ SỞ THỰC TIỄN 14 2.1 Tình hình nghiên cứu việc vận dụng tiếp cận CTHT dạy học 14 2.2 Thực trạng sử dụng phƣơng pháp vận dụng tiếp cận CTHT trƣờng phổ thông 14 CHƢƠNG II VẬN DỤNG TIẾP CẬN CẤU TRÚC HỆ THỐNG ĐỂ DẠY HỌC KIẾN THỨC PHẦN NĂM DI TRUYỀN HỌC - SINH HỌC 12 (CƠ BẢN) 17 Phân tích nội dung phần Năm “Di truyền học” Sinh học 12 – THPT (ban bản)… 17 Con đƣờng logic để tổ chức dạy học theo kiểu tiếp cận CTHT 25 Quy trình vận dụng tiếp cận cấu trúc hệ thống dạy học 27 Vận dụng tiếp cận cấu trúc hệ thống để dạy học kiến thức số phần Năm “Di truyền học” SH 12 (ban bản) 29 4.1 Vận dụng tiếp cận cấu trúc hệ thống để dạy học Gen, Mã di truyền trình nhân đôi ADN 29 4.2 Vận dụng tiếp cận cấu trúc hệ thống để dạy học Phiên mã, dịch mã 32 4.3 Vận dụng tiếp cận cấu trúc hệ thống để dạy học Đột biến gen 35 4.4 Vận dụng tiếp cận cấu trúc hệ thống để dạy học Nhiễm sắc thể đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể 38 4.5 Vận dụng tiếp cận cấu trúc hệ thống để dạy học Đột biến số lƣợng NST 41 4.6 Vận dụng tiếp cận cấu trúc hệ thống để dạy học 11 Liên kết gen hoán vị gen 44 4.7 Vận dụng tiếp cận cấu trúc hệ thống để dạy học 16 Cấu trúc di truyền quần thể 47 Thiết kế giáo án giảng dạy số phần Năm “Di truyền học” SH 12 (ban bản) 52 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .80 Kết luận 80 Kiến nghị 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC MỞ ĐẦU LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Trong thời đại ngày nay, mà phát triển khoa học kĩ thuật với tốc độ chóng mặt, nhiều thông tin khoa học đƣợc khám phá với số lƣợng gấp bội, lĩnh vực sinh học Đây môn khoa học thực nghiệm gắn liền với ngƣời Trong hệ thống chƣơng trình sinh học phổ thông quan điểm xây dựng ”Quan điểm xây dựng phát triển chƣơng trình sinh học Trung học phổ thông (THPT) theo hƣớng quán triệt quan điểm sinh thái, tiế n hóa đồ ng thời thể hi ện đƣợc tiế p c ận cấu trúc hệ thống nội dung kiế n thƣ́c” [6] Nền giáo dục Việt Nam đổi để đáp ứng yêu cầ u của xã h ội tri thƣ́c toàn cầu hóa , đó đổ i mới phƣơng pháp dạy học nhƣ̃ng trọng tâm đổi giáo d ục Chƣơng trình sinh học trƣờng phổ thông đƣợc xây dựng theo hƣớng vận dụng tiếp cận cấu trúc hệ thống (CTHT), nội dung kiến thức chƣơng, mang tính hệ thống Bên cạnh đó, thực trạng dạy học môn Sinh học nhìn từ góc độ vận dụng tiếp cận cấu trúc hệ thống cho thấy phầ n lớn giáo viên lúng túng trƣớc yêu cầu vận dụng tiế p cận cấu trúc hệ thống dạy học sinh học nói chung dạy học phầ n Di truyền học nói riêng Trong đó, đặc điểm chƣơng trình sách giáo khoa (SGK) sinh học (SH) 12 nội dung kiến thức phần Năm: “Di truyền học”, kiến thức di truyền SGK đƣợc trình bày thành mục riêng biệt nên giáo viên dễ sa đà vào khai thác nội dung chuyên sâu đơn vị kiến thức mà chƣa liên kết đơn vị kiến thức với Với lý trên, đề xuất thực đề tài khóa luận “Sử dụng tiếp cận cấu trúc hệ thống dạy học phần Di truyền học – Sinh học 12” MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ 2.1 Mục tiêu Nghiên cứu sở lý luận xây dựng số giáo án theo hƣớng vận dụng tiếp cận CTHT vào trình dạy học phần Di truyền học – Sinh học 12 nhằm nâng cao chất lƣợng dạy học 2.2 Nhiệm vụ - Sƣu tầm xếp số tài liệu có liên quan - Nghiên cứu sở lý luận thực tiễn liên quan đến khóa luận - Phân tích cấu trúc nội dung chƣơng trình phần Di truyền học – Sinh học 12 làm sở cho việc sử dụng nguyên tắc - Nghiên cứu đề xuất nguyên tắc tiếp cận cấu trúc hệ thống dạy học phần Năm: “Di truyền học” SH 12 (ban bản) biện pháp dạy học triển khai tiếp cận để hình thành cho học sinh kiến thức di truyền - Vận dụng lý thuyết để thiết kế số giáo án phần Di truyền học – Sinh học 12 NỘI DUNG Chƣơng 1: Cơ sở lý luận thực tiễn quan điểm tiếp cận hệ thống dạy học Chƣơng 2: Vận dụng tiếp cận cấu trúc hệ thống để dạy học kiến thức phần Năm “Di truyền học” SH 12 (cơ bản) ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU 4.1 Đối tƣợng - SGK SH 12 – phần Di truyền học - Lý thuyết nguyên tắc tiếp cận cấu trúc hệ thống 4.2 Phạm vi Khóa luận sử dụng nguyên tắc tiếp cận CTHT vào việc dạy phần Di truyền học (phần 5) – SGK SH 12 (cơ bản) tỉnh Sơn La Điện Biên PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 5.1 Phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết - Nghiên cứu lý thuyết tiếp cận CTHT - Nghiên cứu lý thuyết SGK Sinh học 12 – phần di truyền - Nghiên cứu tài liệu liên quan tới khóa luận 5.2 Phƣơng pháp điều tra - Điều tra phiếu giáo viên giảng dạy Sinh học trƣờng phổ thông để điều tra tình hình sử dụng nguyên tắc việc giảng dạy thành phần kiến thức chƣơng trình Di truyền học – SH 12 để từ đƣa phƣơng pháp tích cực hợp lý để sử dụng cho việc giảng dạy thành phần kiến thức - Phỏng vấn trực tiếp thông qua trao đổi, tham khảo giáo án trƣờng phổ thông để đánh giá thực trạng sử dụng nguyên tắc giảng dạy 5.3 Phƣơng pháp xử lý số liệu Áp dụng toán thống kê, phép toán thông thƣờng, thu thập thông tin từ phiếu điều tra để rút nhận xét từ thông tin ĐÓNG GÓP CỦA KHÓA LUẬN - Nghiên cứu đƣợc cở sở lý luận việc sử dụng nguyên tắc, từ vận dụng vào dạy phù hợp - Bổ sung biện pháp vào hệ thống phƣơng pháp dạy học tích cực phần Di truyền học - Phân tích nội dung Di truyền học – SH 12 theo hƣớng tiếp cận cấu trúc hệ thống - Xây dựng số giáo án phục vụ giảng dạy phần Di truyền học – SH theo hƣớng phát huy tính tích cực học sinh, tài liệu tham khảo cho giáo viên THPT sinh viên chuyên ngành sinh học trƣờng sƣ phạm TỔNG QUAN TÀI LIỆU 7.1 Trên giới Khái niệm hệ thống quan điểm hệ thống đƣợc hình thành nghiên cứu suốt tiến trình phát triển lịch sử triết học Sự phát triển tƣ tƣởng hệ thống gắn liền với phát triển giới triết học, phù hợp với tiến khoa học thực tiễn xã hội K.Marx S.Darwin ngƣời có công lao to lớn thành công việc vận dụng phƣơng pháp tiếp cận hệ thống vào nghiên cứu đối tƣợng phức tạp xã hội tự nhiên Tập “Tƣ bản” K.Marx đƣợc coi mẫu mực kinh điển nghiên cứu hệ thống xã hội tƣ nhƣ chỉnh thể lĩnh vực khác đời sống xã hội, thể nguyên lý nghiên cứu toàn vẹn hữu (bắt nguồn từ trừu tƣợng đến cụ thể, thống phân tích tổng hợp, làm sáng tỏ mối liên hệ đa dạng tƣơng tác chúng, tổng hợp hiểu biết cấu trúc – chức phận ) S.Darwin không ngƣời sử dụng phƣơng pháp tiếp cận phát triển lịch sử nghiên cứu giới tự nhiên mà ngƣời đƣa quan niệm tồn biến đổi “loài sinh học” – vừa đơn vị tiến hóa SH, vừa cấp độ tồn độc lập hệ thống sinh giới Điều có nghĩa Đacuyn sử dụng tiếp cận hệ thống nghiên cứu khoa học, tạo tiền đề cho hình thành lý thuyết hệ thống nhƣ khoa học mà sau ngƣời có công đầu nhà SH Mỹ Ludwig von Bertalanffy [1,6] Năm 1940 L.V Bertalanffy đƣa “lý thuyết chung hệ thống”, để mô tả hệ thống mở trạng thái cân động Từ lĩnh vực sinh học nguyên tắc lý thuyết đƣợc chuyển sang giải vấn đề kĩ thuật quản lí xã hội [1,6] Có nhiều công trình nghiên cứu lí thuyết hệ thống nhƣ “General Systerm the Foundaitions, Development, Applications” “Nguyên tắc thứ 5: tƣ hệ thống” “Tƣ hệ thống lý luận phƣơng pháp luận C.Mác” “Tƣ hệ thống – quản lí hỗn độn phức hợp” [1] Lý thuyết hệ thống đƣợc vận dụng nhiều lĩnh vực nhƣ quản lý, kinh doanh, tổ chức nhân sự, kinh tế, giáo dục…Trong lĩnh vực dạy học sinh học có nhiều công trình nghiên cứu lý thuyết hệ thống nhƣ: “Quan điểm hệ thống – cấu trúc vận dụng vào giảng dạy Sinh học”, 1969 tác giả W.Voigt hay “Phƣơng pháp luận hệ thống ý nghĩa sinh học”, 1971 tác giả P.I Cupalo [6] Một ứng dụng phổ biến lý thuyết hệ thống lý thuyết Graph Lý thuyết Graph đại đƣợc xem nhƣ đời vào năm 1736 Ơle đặt giải toán tiếng bảy cầu Kiônhixbec Lý thuyết Graph đƣợc ứng dụng nhiều lĩnh vực [11] Claude Berge (1985) viết “Lý thuyết Graph ứng dụng nó” Trong sách tác giả trình bày khái niệm định lí toán học lý thuyết Graph, đặc biệt ứng dụng lí thuyết Graph nhiều lĩnh vực [6,11] 7.2 Ở Việt Nam Ở Việt Nam có nhiều công trình nghiên cứu lý thuyết hệ thống tiếp cận hệ thống “Phân tích hệ thống ứng dụng” (Hoàng Tụy, 1987), “Về hệ thống tính ỳ hệ thống” (Phan Dũng, 1996), “Lý thuyết hệ thống” (Trần Đình Long, 1999), “Sự hình thành phát triển lý thuyết hệ thống” (Nguyễn Văn Thanh, 2000), “Phạm trù hệ thống lịch sử triết học (Nguyễn Ngọc Khá – Tạp chí triết học số 3, 1997)… [10] Ngoài ra, nhiều công trình nghiên cứu khác nhƣ: Nguyễn Đình Hòe Vũ Văn Hiếu sách “Tiếp cận hệ thống nghiên cứu môi trƣờng phát triển” – NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội – 2007 đƣa cách tiếp cận hệ thống việc định môi trƣờng phát triển, có cách tiếp cận tiếp cận cứng tiếp cận mềm [5] Lý thuyết hệ thống đƣợc vận dụng lĩnh vực nghiên cứu sinh học xây dựng giáo trình sinh học, xây dựng đề tài luận án nhƣ: “ Những vấn đề cải cách giáo dục đại cƣơng trƣờng phổ thông nƣớc Việt Nam dân chủ cộng hòa” (Nguyễn + Phân biệt dựa vào số NST giảm cặp, cặp, tăng cặp, nhiều cặp GV giới thiệu tranh trẻ bị Đao phụ nữ bị bệnh Tocno thuộc dạng thể thể để HS có liên hệ hậu dạng đột biến GV hỏi: ? Sự kiện quan trọng trình phân bào giảm nhiễm? HS trả lời đƣợc: Là phân li không đồng cặp NST tƣơng đồng cho tế bào GV đặt vấn đề: Nếu NST không phân li điều xảy ra? Ở NST giới tính có không phân li hay không? HS vận dụng kiến thức trao đổi nhanh nhóm nêu đƣợc: NST không phân li giao tử có số lƣợng NST tăng hay giảm => hợp tử không bình thƣờng Ở NST giới tính có xảy tƣợng không phân li GV yêu cầu: ? Trình bày chế phát sinh đột biến lệch bội? GV bổ sung kiến thức: Lệch bội xảy nguyên phân tế bào sinh dƣỡng làm cho phần thể mang đột biến lệch bội hình thành thể khảm GV hỏi: ? Thể đột biến lệch bội gây hậu nhƣ nào? ? Liên hệ thực tế hậu thể đột biến này? HS trả lời GV lấy ví dụ hậu đột biến lệch bội xảy với ngƣời GV: ? Đột biến lệch bội có ý nghĩa thực tiễn? Phân loại + Thể không nhiễm (2n-2) + Thể nhiễm (2n-1) + Thể nhiễm kép (2n-1-1) + Thể ba nhiễm (2n+1) + Thể bốn nhiễm (2n+2) + Thể bốn nhiễm kép (2n+2+2) Cơ chế Trong giảm phân: - Một hay vài cặp NST không phân li tạo giao tử thừa thiếu vài NST Các giao tử kết hợp với giao tử bình thƣờng tạo thể lệch bội Trong nguyên phân (tế bào sinh dƣỡng): - Một phần thể mang đột biến lệch bội hình thành thể khảm Hậu - Mất cân toàn hệ gen, thƣờng giảm sức sống, giảm khả sinh sản chết - Ở ngƣời: + Gây xảy thai, thai chết sớm, + sống sót mắc bệnh hiểm nghèo nhƣ: Đao, Tơcnơ, Claiphentơ… Vai - Cung cấp nguyên trò, ý liệu cho tiến hoá nghĩa - Sử dụng thể lệch bội để xác định vị trí gen NST công tác chọn giống ? Có thể sử dụng loại đột biến lệch bội để đƣa NST theo ý muốn 69 vào lai? Tại sao? GV phân tích: Khi nghiên cứu thể lệch bội ngƣời ta xác định đƣợc nhóm gen liên kết liên quan đến NST nào? Sử dụng công nghiệp lai tạo giống, đƣa thêm NST vào lai theo ý muốn GV: Tùy theo gia tăng số lƣợng NST chế hình thành chia đột 2, Đột biến đa bội biến đa bội thành loại GV yêu cầu HS nghiên cứu mục II/SGK thảo luận nhóm Điền thông tin hoàn thành cột phiếu học tập số GV yêu cầu học sinh nghiên cứu mục 1, 2/II/SGK phân biệt thể tự đa bội thể dị đa bội cách hoàn thành phiếu học tập số GV: ? Tại đột biến lệch bội thƣờng gây hậu qủa nặng nề cho thể đột biến đột biến đa bội? HS: - Đột biến lệch bội thƣờng gây hậu nặng nề cho thể đột biến thể đa bội thể đột biến lệch bội có tăng giảm số lƣợng NST vài cặp làm cân toàn hệ gen nên thể lệch bội thƣờng chết, giảm sức sống, giảm khả sinh sản Củng cố 1, Hoàn thành phiếu học tập số 3: Một số đặc điểm phân biệt thể lệch bội thể đa bội 2, Tại ngƣời ta không gây đột biến đa bội động vật bậc cao? (cơ thể động vật bặc cao có chuyên hóa cao, quan sinh dục nằm sau thể khó gây đột biến) * Kiến thức bổ sung: - Các thể lệch bội tƣơng tự nhƣ thể đa bội lẻ thƣờng khả sinh sản hữu tính khó khăn trình giảm phân tạo giao tử giảm phân đƣợc sinh có giao tử không bình thƣờng 70 - Nếu xét lôcut gen cặp NST thể đột biến lệch bội dạng ba đột biến đa bội dạng 3n có kiểu gen tƣơng tự nhƣ nhau, ví dụ Aaa giảm phân sinh loại giao tử nhƣ sau: - Giao tử bình thƣờng A, a - Giao tử không bình thƣờng: Aa, aa - Các thể đa bội thƣờng gặp thực vật động vật đặc biệt động vật bậc cao gặp thể động vật bị đa bội thƣờng dẫn đến làm giảm sức sống, gây rối loạn giới tính, khả sinh sản hữu tính thƣờng tử vong Đáp án phiếu học tập số PHÂN BIỆT ĐỘT BIẾN LỆCH BỘI VÀ ĐỘT BIẾN ĐA BỘI Nội dung Khái niệm Đột biến lệch bội Là đột biến làm thay đổi số lƣợng NST hay số cặp NST tƣơng đồng Phân loại + Thể không nhiễm (2n-2) + Thể nhiễm (2n-1) + Thể nhiễm kép (2n-1-1) + Thể ba nhiễm (2n+1) + Thể bốn nhiễm (2n+2) + Thể bốn nhiễm kép (2n+2+2) Cơ chế Trong giảm phân: - Một hay vài cặp NST không phân li tạo giao tử thừa thiếu vài NST Các giao tử kết hợp với giao tử bình thƣờng tạo thể lệch bội Trong nguyên phân (tế bào sinh dƣỡng): - Một phần thể mang đột biến lệch bội hình thành thể khảm - Mất cân toàn hệ gen, thƣờng giảm sức sống, giảm khả sinh sản chết - Ở ngƣời: + Gây xảy thai, thai chết sớm, + Sống sót mắc bệnh hiểm nghèo nhƣ: Đao, Tơcnơ, Claiphentơ… Hậu 71 Đột biến đa bội Là dạng đột biến làm tăng số nguyên lần NST đơn bội loài lớn 2n tăng số NST đơn bội loài khác tế bào + thể tự đa bội + thể dị đa bội - Thể tam bội: kết hợp giao tử n giao tử 2n thụ tinh - Thể tứ bội: kết hợp giao tử 2n NST không phân li lần nguyên phân hợp tử - Thể dị đa bội : Do tƣợng lai xa đa bội hoá Các thể tự đa bội lẻ không sinh giao tử bình thƣờng Vai trò, ý nghĩa - Cung cấp nguyên liệu cho tiến hoá - Sử dụng thể lệch bội để xác định vị trí gen NST công tác chọn giống Nội dung Khái niệm Cơ chế - Tế bào to, quan sinh dƣỡng lớn, phát triển khoẻ, chống chịu tốt - Đột biến đa bội đóng vai trò quan trọng tiến hoá (hình thành loài mới) trồng trọt( tạo trồng suất cao ) Đáp án phiếu học tập số PHÂN BIỆT THỂ TỰ ĐA BỘI VÀ THỂ DỊ ĐA BỘI Thể tự đa bội Thể dị đa bội Thể tự đa bội dạng đột biến Là tƣợng làm gia tăng số làm tăng số nguyên lần NST NST đơn bội loài khác đơn bội loài, lớn TB 2n - Đa bội chẵn : 4n ,6n, 8n… - Đa bội lẻ:3n ,5n, 7n… - Đa bội lẻ: kết hợp giao - Phát sinh lai khác loài tử n giao tử 2n thụ tinh - Do tƣợng lai xa đa bội *Loài A x Loài A hoá AA AA Loài A x Loài B AA BB A(giao tử đơn bội) AA AAA ( thể tam bội) - Đa bội chẵn: kết hợp giao tử 2n NST không phân li lần nguyên phân hợp tử * Loài A x Loài A AA AA A B AB (bất thụ) đa bội hóa AABB Tứ bội hữu thụ (Song nhị bội hữu thụ) AA (GT lƣỡng bội) AA AAAA ( thể tứ bội) Đáp án phiếu học tập số PHÂN BIỆT THỂ LỆCH BỘI VÀ THỂ ĐA BỘI Đặc điểm Sự biến động số lƣợng NST Số lƣợng NST cặp Thể lệch bội xảy vài cặp Thể đa bội xảy tất cặp NST tăng giảm có tăng số nguyên lần đơn bội 72 Ảnh hƣởng đến thể đột biến Khả sinh sản hữu tính Đối tƣợng thƣờng gặp Thƣờng có ảnh hƣởng bất lợi đến thể đột biến thƣờng có kiểu hình không bình thƣờng Thƣờng có lợi cho thể đột biến thể đa bội thƣờng sinh trƣởng , phát triển mạnh, chống chịu tốt Thể lệch bội thƣờng khả Thể đa bội chẵn sinh sản hữu sinh sản hữu tính khó tính bình thƣờng thể đa khăn giảm phân tạo bội lẻ khó khăn giao tử sinh sản hữu tính động vật thực vật thực vật gặp động vật BÀI 16: CẤU TRÚC DI TRUYỀN CỦA QUẦN THỂ I MỤC TIÊU Sau học xong này, học sinh phải đạt đƣợc yêu cầu sau: Kiến thức - Giải thích đƣợc quần thể sinh vật đặc trƣng di truyền quần thể - Biết cách tính tần số alen tần số kiểu gen quần thể - Chỉ đƣợc xu hƣớng thay đổi cấu trúc di truyền quần thể tự thụ phấn quần thể giao phối gần Kĩ Rèn số kĩ năng: - Phân tích, suy luận, khái quát - Vận dụng kiến thức - Liên hệ lý thuyết thực tiễn II CHUẨN BỊ Tranh ảnh, hình SGK phóng to Máy tính, máy chiếu Một số tập di truyền quần thể để củng cố lý thuyết III TIẾN TRÌNH BÀI DẠY 1, Ổn định tổ chức 2, Bài ĐVĐ: Các tiết trƣớc đƣợc nghiên cứu chế tƣợng di truyền biến dị mức tế bào thể, với tính quy luật tƣợng di truyền.Ở mức quần thể có đặc trƣng ta tìm hiểu Hoạt động GV HS Nội dung dạy GV nêu số ví dụ yêu cầu HS nhận I Quần thể biết quần thể sinh vật giải thích 1, Định nghĩa HS vận dụng kiến thức học lớp trả lời 73 GV hỏi: ? Quần thể gì? Quần thể tổ chức cá thể loài, sống khoảng không gian xác định, thời điểm xác định có khả sinh hệ để trì nòi giống Quần thể đơn vị tồn GV yêu cầu HS nêu thêm ví dụ quần thể loài GV đƣa vấn đề: ? Tại nói quần thể tổ chức cá thể loài? GV yêu cầu HS phân tích ví dụ có phải quần thể không?: Một lồng gà tam hoàng chợ Một chuồng thỏ trắng HS vận dụng kiến thức trả lời: Lồng gà nhóm cá thể loài nhốt chung Chuồng thỏ quan hệ qua lại Tổ chức quần thể tức cá thể loài có mối quan hệ qua lại, đặc biệt quan hệ sinh sản GV nêu câu hỏi: ? Quần thể có đặc trƣng nào? HS vận dụng kiến thức sinh học lớp trả lời: Đặc trƣng quần thể là: Tỉ lệ giới tính, thành phần nhóm tuổi, mật độ quần 2, Đặc trƣng di truyền quần thể thể 74 GV dẫn dắt: Ngoài đặc trƣng trên, quần thể đặc trƣng di truyền GV yêu cầu HS: ? Nêu đặc trƣng di truyền quần thể? HS đặc điểm vốn gen, thành Quần thể có vốn gen đặc trƣng:  Vốn gen tập hợp alen có phần kiểu gen quần thể quần thể thời điểm xác GV nhận xét, đánh giá, hoàn thiện kiến định thức  Đặc điểm vốn gen tần số alen tần số kiểu gen Mỗi quần thể có cấu trúc di truyền (thành phần kiểu gen) riêng GV đƣa ví dụ: Quần thể 1: 0,5AA + 0,2Aa +0,3aa Quần thể 2: 0,25AA + 0,5Aa + 0,25aa GV dẫn dắt: Vốn gen quần thể khó xác định xác nhƣng nhận biết đƣợc qua tần số alen thành phần kiểu gen GV yêu cầu HS: ? trình bày cách tính tần số alen tần số kiểu gen HS trình bày GV đƣa tập vận dụng để HS tính tần số alen thành phần kiểu gen yêu cầu HS khái quát cách tính chung HS khái quát công thức tính tần số alen… để xác định vốn gen quần thể 75  Cách tính tần số alen Tần số alen gen tỉ lệ số lƣợng alen tổng số alen loại alen khác gen quần thể thời điểm xác định  Cách tính tần số kiểu gen Tần số kiểu gen đƣợc tính tỉ lệ số thể có kiểu gen tổng số thể quần thể GV cho tập: Cho biết bò:  Kiểu gen AA quy định lông đen  Kiểu gen Aa quy định lông lang  Kiểu gen aa quy định lông vàng Trong tổng số 1200 bò trang trại chăn nuôi có 432 lông đen, 576 lông lang, số lại lông vàng ? Tính tần số tƣơng đối alen A, a ? Tính tần số kiểu gen HS tính đƣợc: Tần số alen A 0,6; tần số alen a 0,4 Tần số kiểu gen là: AA = 0,36; Aa = 0,48; aa = 0,16 GV đặt vấn đề: Trong thực tế biết tới tƣợng tự thụ phấn giao phối gần Vậy quần thể có tƣợng cấu trúc di truyền quần thể có xu hƣớng thay đổi nhƣ qua hệ? II Cấu trúc di truyền quần thể tự GV cho HS quan sát mô ̣t số tranh về hiê ̣n thụ phấn quần thể giao phối gần tƣơ ̣ng thoái hóa tƣ̣ thu ̣ phấ n 1, Quần thể tự thụ phấn P: Aa x Aa F1: 50% đồng hợp ( AA + aa) : 50% dị hợp (Aa) F2: 75% đồng hợp: 25% dị hợp F3 : 87,5% đồng hợp: 12,5% dị hợp 76 Fn : Cơ thể dị hợp: ( ½)n Cơ thể đồng hợp : – ( ½) GV cho HS nghiên cƣ́u bảng 16 SGK yêu cầ u HS điề n tiế p số liê ̣u vào bảng? GV đƣa đáp án: Thế ̣ thƣ́ n có n Kiể u gen AA = {(    ) /2} 4n 2 Công thức tính: Tần số kiểu gen dị hợp tử là: (1/2)n Tần số kiểu gen đồng hợp tử trội = tần n Kiể u gen Aa =    4n số kiểu gen đồng hợp tử lặn:   [1 – (1/2)n]/2 n Kiể u gen aa = {(    ) /2} 4n 2 ? Nhâ ̣n xét về thành phần kiể u gen qua các thế ̣ tƣ̣ thu ̣ phấ n? hệ: GV bổ sung kiến thức: Trong quần thể tự thụ phấn dẫn tới tƣợng thoái hóa Xu hƣớng biến đổi qua Thành phần kiểu gen quần thể tƣ̣ thu ̣ phấ n qua các thế ̣ sẽ thay đổ i theo hƣớng tăng dầ n tầ n số kiể u gen đồ ng hơ ̣p tƣ̉ và giảm dầ n tầ n số kiể u gen di ̣hơ ̣p tƣ̉ giống, làm giảm suất chất lƣợng sản phẩm Nguyên nhân số kiểu gen đồng hợp tăng gen lặn có điều kiện biểu GV đặt vấn đề: Vừa nghiên cứu thay đổi cấu trúc di truyền quần thể tự thụ phấn xảy thực vật Ở động vật có tƣợng giao phối gần, tƣợng cấu trúc quần thể thay đổi nhƣ qua hệ 2, Quần thể giao phối gần GV hỏi: ? Thế giao phối gần? a, Khái niệm Đối với loài động vật , hiê ̣n tƣơ ̣ng các cá thể có cùng quan ̣ huyế t thố ng giao phố i với thì đƣơ ̣c go ̣i giao phối gần ? Hậu giao phối gần gì? HS trả lời GV nêu vấn đề: ? Nhận xét mức độ đa dạng di b, Đặc điểm Qua hệ giao phối gần truyền quần thể tự thụ phấn giao 77 tần số kiểu gen dị hợp giảm dần tần số kiểu gen đồng hợp tăng dần phối cận huyết? HS nêu đƣợc: Trong quần thể tự thụ phấn giao phối gần kiểu gen dị hợp giảm Do đổi vật chất di truyền quần thể GV liên hệ: ? Tại luật hôn nhân gia đình lại cấ m không cho ngƣời có ho ̣ hàng gầ n vòng đời kế t hôn với nhau? HS trả lời đƣợc: Ngƣời có họ hàng gần kết hôn, giao phối gen lặn xấu có hội biểu trạng thái đồng hợp tử thể kiểu hình xấu Con cháu dễ mắc dị tật, sức sống GV bổ sung: quần thể ngƣời hôn phối gần  sinh bị chết non, khuyết tật di truyền 20- 30% > cấm kết hôn vòng đời GV: ? Tại chăn nuôi trồng trọt ngƣời ta tiến hành giao phối cận huyết tự thụ phấn HS: Con ngƣời tạo đƣợc giống có kiểu gen đồng hợp biểu tính trạng tốt GV mở rộng: ? Trong chăn nuôi trồng trọt làm để giảm thoái hóa tăng độ đa dạng di truyền giống? HS trao đổi nhanh nhóm trả lời đƣợc: Với trồng nên tiến hành giao phấn Với động vật cần lai giống 78 3, Củng cố: - Quần thể gì? Nêu đặc trƣng quần thể mặt di truyền học? - Tần số tƣơng đối alen KG gì? Đƣợc xác định nhƣ nào? - Đặc điểm quần thể tự phối? - GV hƣớng dẫn HS làm tập số SGK trang 83 + P: 0,36AA : 0,48Aa : 0,16aa F1: 0,48AA : 0,24Aa : 0,28aa → F2: 0,54AA : 0,12 Aa : 0,34aa → F3: 0,57AA : 0,06Aa : 0,37aa 79 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Thực mục tiêu đề tài, đối chiếu với nhiệm vụ đặt ra, đề tài đạt đƣợc kết sau: 3.1 Góp phần làm sáng tỏ quan điểm việc vận dụng quan điểm tiếp cận cấu trúc hệ thống vào dạy học phần Năm “Di truyền học” – SH 12 cụ thể là: - Hệ thống lại khái niệm tiếp cận cấu trúc hệ thống dạy học - Đề xuất quy trình vận dụng tiếp cận cấu trúc hệ thống dạy học phần Năm “Di truyền học” – SH 12 3.2 Kết điều tra việc vận dụng tiếp cận cấu trúc hệ thống vào việc dạy học giáo viên trung học phổ thông cho thấy: - Nhận thức quan điểm hệ thống việc tiếp cận cấu trúc hệ thống vào dạy học giáo viên thấp - Phần lớn học sinh khả trả lời câu hỏi mang tính hệ thống mà trả lời đƣợc câu hỏi có tính chất ghi nhớ kiện 3.3 Trên sở vận dụng logic tổng – phân – hợp phân tích nội dung soạn phần Năm “Di truyền học” – SH 12 theo hƣớng tiếp cận cấu trúc hệ thống Kiến nghị a Lý thuyết tiếp cận cấu trúc hệ thống xa lạ giáo viên trƣờng THPT, cần tăng cƣờng công tác huấn luyện, tập huấn, phổ biến cho giáo viên lý thuyết tiếp cận cấu trúc hệ thống cách thức vận dụng vào dạy học Đồng thời nên đƣa nội dung quan điểm hệ thống vận dụng tiếp cận cấu trúc hệ thống vào dạy học để rèn luyện cho sinh viên nhằm phổ biến rộng rãi quan điểm dạy học sinh học nói riêng môn học khác nói chung b Trong khuôn khổ đề tài, thời gian có hạn nên tiến hành phân tích nội dung soạn Cần tiếp tục triển khai nghiên cứu nội dung lại phần Năm tiến hành thực nghiệm việc vận dụng tiếp cận cấu trúc nội dung giảng dạy kiến thức sinh học phần di truyền học trƣờng phổ thông để đánh giá hiệu phƣơng pháp dạy học trƣờng phổ thông 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Thị Nguyệt Ánh (2008), Xây dựng tổng kết chương Sinh học 11 theo quan điểm cấu trúc – hệ thống Luận văn thạc sĩ sƣ phạm sinh học, Trƣờng ĐHGD Nguyễn Phúc Chỉnh (2002), vận dụng lý thuyết cấu trúc hệ thống để nâng cao chất lượng dạy học sinh học, Chuyên đề đào tạo tiến sĩ giáo dục, Đại học sƣ phạm Thái Nguyên Nguyễn Phúc Chỉnh (2005), Đại cương phương pháp dạy học sinh học, NXB Thái Nguyên Nguyễn Thành Đạt, Phạm Văn Lập (2010), Sinh học 12, NXB Giáo dục Nguyến Đình Hòe – Vũ Văn Hiếu (2007), Tiếp cận hệ thống nghiên cứu môi trường phát triển, NXB Đại học Quốc gia, Hà Nội Trƣơng Thị Lê (2010), Vận dụng lý thuyết hệ thống vào dạy học số phần kiến thức sinh lý học động vật chương trình sinh học lớp 11 Trung học Phổ thông (Ban nâng cao), Luận văn thạc sĩ sƣ phạm sinh học, Trƣờng ĐHGD Nguyễn Thị Nghĩa (2005), vận dụng tiếp cận cấu trúc hệ thống dạy học sinh học 11 thí điểm chuyên ban, tạp chí khoa học số 6, Trƣờng Đại học sƣ phạm Hà Nội Nguyễn Kiề u Oanh (2011), Vận dụng tiếp cận sinh học hệ thống quan điểm sinh thái, tiến hoá dạy học chương Chuyển hóa vật chất lượng – Sinh học 11 trung hoc ̣ phổ thông Luận văn thạc sĩ sƣ phạm sinh học, Trƣờng ĐHGD Trần Khánh Phƣơng, Thiết kế giảng Sinh học 12, tập 1, NXB Hà Nội 10 Nguyễn Thị Thảo (2010), Vận dụng tiếp cận cấu trúc – hệ thống để dạy kiến thức chương III “Sinh trưởng phát triển” sinh học 11 bản, khóa luận tốt nghiệp đại học, Trƣờng đại học Vinh 11 Hà Thị Thu Trang (2009), Sử dụng Graph nhằm nâng cao chất lượng dạy học sinh học 11, Luận văn thạc sĩ sư phạm sinh học, Trƣờng ĐHGD 12 http://baigiang.violet.vn/ 13 http://ppdhsinhhoc12.weebly.com/ PHỤ LỤC TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÂY BẮC KHOA SINH – HÓA PHIẾU ĐIỀU TRA (DÀNH CHO GIÁO VIÊN GIẢNG DẠY SINH HỌC Ở TRƢỜNG PHỔ THÔNG) Kính thưa thầy cô! Để thực đề tài: ““Sử dụng tiếp cận cấu trúc hệ thống dạy học phần Di truyền học – Sinh học 12” chúng em cần có tham gia đóng góp ý kiến thầy cô trực tiếp giảng dạy Sinh học trƣờng THPT Kính mong thầy cô vui lòng đọc trả lời cho chúng em câu hỏi phiếu điều tra Hƣớng dẫn trả lời: - Thầy cô điền thông tin trả lời vào chỗ trống phiếu điều tra (…) - Đánh dấu (X) vào  tƣơng ứng với lựa chọn thầy cô Chúng em tin với giúp đỡ tận tình từ phía thầy cô đề tài chúng em hoàn thiện Chúng em xin chân thành cảm ơn thông tin ý kiến đóng góp quý báu thầy cô NỘI DUNG PHIẾU ĐIỀU TRA Trong trình giảng dạy, thầy cô sử dụng tiếp cận cấu trúc hệ thống mức độ nào?  thƣờng xuyên  không thƣờng xuyên  không sử dụng Vì sao? Nếu có thì: Thầy cô sử dụng công việc phân tích cấu trúc nội dung chƣơng, phần mức độ nào?  thƣờng xuyên  không thƣờng xuyên  không sử dụng Vì sao? Thầy cô sử dụng công việc so sánh đối tƣợng nhận thức mức độ nào?  thƣờng xuyên  không thƣờng xuyên  không sử dụng Vì sao? Thầy cô sử dụng công việc vận dụng tiếp cận cấu trúc hệ thống để ôn tập kiến thức (sau mỗi chƣơng) mức độ nào?  thƣờng xuyên  không thƣờng xuyên  không sử dụng Vì sao? Thầy cô sử dụng công việc phân tích cấu trúc nội dung học mức độ nào?  thƣờng xuyên  không thƣờng xuyên  không sử dụng Vì sao? Trong trình giảng dạy theo thầy cô việc sử dụng tiếp cận cấu trúc hệ thống có phát huy tính tích cực học sinh không?  có  không Vì sao?