RÈN LUYỆN tư DUY CHO học SINH PHỔ THÔNG BẰNG các bài tập DI TRUYỀN có PHƯƠNG PHÁP TÍNH NHANH (tt)

RÈN LUYỆN TƯ DUY CHO HỌC SINH PHỔ THÔNG BẰNG CÁC BÀI TẬP DI TRUYỀN CĨ PHƯƠNG PHÁP TÍNH NHANH Lê Khắc Diễn Trường Đại học Quảng Bình Tóm tắt Rèn luyện tư sáng tạo đóng vai trò quan trọng q trình dạy học, góp phần nâng cao lực hiệu học tập cho học sinh phổ thông Đặc biệt, xu hình thức thi trắc nghiệm khách quan áp dụng phổ biến lực tư học sinh phải vận dụng phát triển cách tối đa thông qua việc xây dựng phương pháp tính nhanh để giải tốn, có dạng tốn di truyền học Bài viết trình bày phân tích phương pháp xác lập cơng thức tính nhanh tỷ lệ kiểu hình phép lai thuộc quy luật Phân ly độc lập hay Liên kết gen Từ khố: tư duy, học sinh phổ thơng, tập di truyền, phương pháp, tính nhanh I KHÁI NIỆM VÀ YÊU CẦU RÈN LUYỆN TƯ DUY TRONG DẠY HỌC 1.1 Khái niệm Theo Từ điển tiếng Việt “Tư giai đoạn cao trình nhận thức sâu vào chất phát tính quy luật vật hình thức biểu tượng, khái niệm, phán đoán suy lý” Theo tác giả Nguyễn Quang Uẩn, Nguyễn Quang Lũy Đinh Văn Vang “Tư trình tâm lý phản ánh thuộc tính chất, mối liên hệ quan hệ bên có tính quy luật vật, tượng thực khách quan mà trước ta chưa biết” Như vậy, thấy tư giai đoạn trình nhận thức người việc hình thành, rèn luyện tư giúp người giải vấn đề thực tiễn sống Khi gặp vấn đề phức tạp, học sinh phải huy động hết tất kiến thức kinh nghiệm sáng tạo để giải quyết, hiểu nội dung hoạt động tư 1.2 Yêu cầu rèn luyện tư học sinh phổ thông Giáo dục học sinh trường phổ thông tiền đề giúp học sinh chuẩn bị cho việc tiếp tục học cấp độ cao hơn, trường đại học, tự học, tự tư sinh viên đóng vai trò quan trọng Để tạo tiền đề cho thích ứng với mơi trường mới, mơn học trường phổ thông, giáo viên cần tạo điều kiện giúp cho học sinh phát triển toàn diện lực tư thơng qua việc tìm quy luật, phát cách giải hay dạng đề khác từ đơn giản đến phức tạp Trong chương trình phổ thơng thuộc mơn sinh học, dạng tập di truyền nội dung khó, đòi hỏi người học phải có tư duy, có kiến thức tổng hợp vấn đề Khi gặp tập khó, phức tạp, học sinh phương hướng, dễ sinh tư tưởng chán nản, lúc vai trò định hướng tư giáo viên trở nên quan trọng giúp em tìm lại Để mơn học tạo hứng thú cho học sinh, rèn luyện lực tư cho học sinh đòi hỏi giáo viên phải thay đổi phương pháp dạy học thông qua cách đặt vấn đề giải toán lời giải nhanh, yêu cầu người học phải có phân tích, tổng hợp, so sánh khái quát hóa II ĐẶC ĐIỂM CỦA BÀI TẬP DI TRUYỀN CĨ CÁCH TÍNH NHANH 2.1 Đặc điểm tập di truyền có cách tính nhanh Sau đặc điểm tập sinh học có phương pháp giải nhanh: - Có dấu hiệu đặc biệt nhận diện để có hướng giải nhanh - Lời giải tìm nhanh chóng mà không cần làm qua bước - Đối với tập trắc nghiệm khách quan, bỏ qua bước không cần thiết, dùng công thức kiểm chứng để rút ngắn thời gian làm Giải nhanh giải nhanh cách thơng thường khơng phải cần một, hai phép tính làm Giải nhanh nhờ vào kĩ tính tốn, kĩ nhận dạng tốn… Cách giải nhanh giúp cho học sinh phát triển lực toàn diện, nhiên thay cách giải truyền thống việc kiểm tra khả lập luận tư logic học sinh Để rèn luyện cách giải nhanh cho học sinh, đòi hỏi giáo viên phải hướng dẫn cách nhận diện, tư liên hệ, gắn kết kiện dạng đề khác đáp án tương ứng 2.2 Vai trò cách tính nhanh rèn luyện tư Việc áp dụng phương pháp giải nhanh dạng tốn di truyền có vai trò rèn luyện kỹ năng, tư cho học sinh: - Giúp học sinh làm quen với việc giải nhanh tập kì thi - Rèn luyện tư duy, phản xạ nhanh nhạy học sinh - Kiểm tra, đánh giá khả tổng hợp kiến thức học - Kiểm tra kĩ giải tập, kiến thức sinh học, tư toán học, tư logic - Rèn khả suy luận nhanh, cách giải vấn đề theo nhiều cách lựa chọn giải pháp tối ưu 3 PHƯƠNG PHÁP GIẢI DẠNG BÀI TẬP CĨ CÁCH TÍNH NHANH 3.1 Bài tốn cách giải Bài toán: Khi lai thứ lúa chủng thân cao, hạt gạo với thứ lúa thân thấp, hạt gạo đục, F1 thu toàn lúa thân cao, hạt gạo đục Cho F1 tự thụ phấn, F2 thu 18000 với loại kiểu hình khác nhau, có 4320 thân cao, hạt gạo Cho biết gen quy định tính trạng diễn biến nhiễm sắc thể giảm phân tế bào sinh hạt phấn tế bào sinh noãn Tỷ lệ % cá thể thuộc loại kiểu hình bao nhiêu? Cách giải Bước 1: - Khi lai thứ lúa chủng thân cao, hạt gạo với thứ lúa thân thấp, hạt gạo đục, F1 thu toàn lúa thân cao, hạt gạo đục Như vậy, thân cao, hạt gạo đục tính trạng trội Từ đó, ta quy ước: Thân cao: alen A quy định Thân thấp: alen a quy định Hạt gạo đục: alen B quy định Hạt gạo trong: alen b quy định Bước 2: Tổ hợp gen hệ F1 Aa,Bb x Aa,Bb 4320 thân cao, hạt gạo = 18000 0,24 A-,bb Tỷ lệ chứng tỏ gen di truyền theo quy luật liên kết gen có hốn vị Bước 3: Xét đồng thời di truyền tính trạng: F2 có Bước 4: Tần số hốn vị: Gọi tỷ lệ giao tử AB x ( < x < 0,5 ) Tỷ lệ giao tử F1 là: x AB; (0,5 – x) Ab; (0,5 – x) aB; x ab; Vì diễn biến nhiễm sắc thể giảm phân tế bào sinh hạt phấn tế bào sinh nỗn nên ta có, F2: Bảng Tỷ lệ kiểu gen kiểu hình F2 ♀ ♂ x AB (0,5 – x) Ab (0,5 – x) aB x ab AB AB x AB x2 (0,5 – x) Ab x (0,5 – x) (0,5 – x) aB x (0,5 – x) x ab x2 x (0,5 – x) AB Ab x (0,5 – x) AB aB x2 AB Ab (0,5 – x)2 Ab Ab (0,5 – x)2 aB Ab x (0,5 – x) Ab ab AB aB (0,5 – x)2 Ab aB (0,5 – x)2 aB aB x (0,5 – x) aB ab x (0,5 – x) Ab ab x (0,5 – x) aB ab x2 AB ab AB ab ab ab Theo kết lý thuyết kết thực tế thí nghiệm ta có: (0,5 – x)2 + x (0,5 – x) = 0,24 → x = 0,1 hay 0,1AB Như vậy, 0,1AB giao tử hoán vị F1 với tần số 0,1 x = 0,2 Thay giá trị x = 0,1 vào bảng ta có kết Bảng Tỷ lệ kiểu gen kiểu hình cụ thể F2 ♀ ♂ 0,1 AB 0,4 Ab 0,4 aB 0,1 ab 0,1 AB 0,01 AB AB 0,04 AB Ab 0,04 AB aB 0,01 AB ab 0,4 Ab 0,04 AB Ab 0,16 Ab Ab 0,16 aB Ab 0,04 Ab ab 0,4 aB 0,04 AB aB 0,16 Ab aB 0,16 aB aB 0,04 aB ab 0,1 ab 0,01 AB ab 0,04 Ab ab 0,04 aB ab 0,01 ab ab Thống kê kết ta có đáp số: Tỷ lệ kiểu hình A-,B- = 0,51; A-,bb = aa,B- = 0,24; aa,bb =0,1 Như vậy, giải tập theo phương pháp truyền thống nêu, cần nhiều thời gian 3.2 Xác lập cơng thức tính nhanh Hướng dẫn học sinh phân tích kết kiểu hình F2 Qua bảng ta nhận thấy: - Tỷ lệ kiểu hình A-,B- = 3x2 + (0,5 -x)2 + 4x(0,5 - x) = 0,5 + x2 Mà x2 giá trị kiểu hình đồng hợp tử lặn aabb Vậy: Tỷ lệ kiểu hình A-,B- = 0,5 + aa,bb (1) - Tỷ lệ kiểu hình A-,bb = aa,B- = (0,5 –x)2 + 2x(0,5 - x) = 0,25 – x2 Mà x2 giá trị kiểu hình đồng hợp tử lặn aabb Vậy: Tỷ lệ kiểu hình A-,bb = aa,B- = 0,25 - aa,bb (2) Từ (1), (2) ta có cơng thức: A -, B- = 0,5 + aa,bb A -,bb = aa,B- = 0,25 - aa,bb Có thể phát biểu thành quy tắc: Tỷ lệ kiểu hình mang tính trạng trội 0.5 cộng với tỷ lệ kiểu hình mang tính trạng lặn; Tỷ lệ kiểu hình mang tính trạng trội tính tạng lặn 0.25 trừ tỷ lệ kiểu hình mang tính trạng lặn 3.3 Xác lập điều kiện nghiệm công thức - Trong điều kiện gen di truyền theo quy luật phân ly độc lập, ta có: P: AaBb x AaBb  F1: 56.75% A-B- : 18.75% A-bb : 18.75 aaB- : 6,25 aabb Kết nghiệm với công thức nêu - Trong điều kiện gen di truyền theo quy luật liên kết hoàn toàn (kiểu kiên kết AB hay ab Ab ): aB AB AB AB ab x  F1: : ab ab  ab Ab Ab Ab Ab aB x  F1: : aB aB aB Ab aB Kết nghiệm với cơng thức nêu Các trường hợp khác hốn vị bên hay bên với tần số giống hay khác cho nghiệm với công thức nêu Kết luận: Khi hệ xuất phát dị hợp tử cặp gen cơng thức nghiệm trường hợp 3.4 Vận dụng cơng thức tính nhanh để giải tốn - Ví dụ 1: Giải tập mục 3.1 Sau quy ước, ta có: A -, bb = aa,B- = 4320 = 0,24 Áp dụng A -,bb = aa,B- = 0,25 - aa,bb 1800 → aa,bb = 0,01; Vậy A-,B- = 0,5 + aa,bb = 0,5 + 0,01 = 0,51 Đây điều ta phải tính Như vậy, giải tập theo phương pháp tính nhanh thời gian khơng q phút tìm kết - Ví dụ 2: Ở loài thực vật, alen A quy định thân cao trội so với alen a quy định thân thấp; alen B quy định hoa đỏ trội so với alen b quy định hoa vàng Hai cặp gen nằm cặp nhiễm sắc thể số I Alen D quy định tròn trội so với alen d quy định dài, cặp Dd nằm nhiễm sắc thể tương đồng số II Cho giao phấn (P) chủng F1 dị hợp tử cặp gen Cho F1 giao phấn với F2, có kiểu hình thân thấp, hoa vàng, dài chiếm tỷ lệ 4% Biết hoán vị gen xảy trình phát sinh giao tử đực với tần số Tính theo lý thuyết, có kiểu hình thân cao, hoa đỏ, tròn F2 chiếm tỷ lệ: A 16,5%; B 66%; C 49.5%; D 54% Nếu giải tập theo bước cần phải thực đòi hỏi nhiều thời gian Tuy nhiên, vận dụng quy tắc để tính nhanh cần thời gian (trong khoảng phút), cụ thể là: F1: (Aa,Bb) Dd x (Aa,Bb) Dd  F2:4% (aa,bb)dd Tính (A-,B-)D- F2 Ta có : Dd x Dd  F2: 3/4D- : 1/4 dd  F2:4% (aa,bb)dd = 1/4 dd x 16% aa,bb  F2: A-, B- = 50% + 16% = 66% Vậy (A-,B-)D- F2 = 66% x 3/4 = 49.5% Đáp án phải chọn C RÈN LUYỆN TƯ DUY HỌC SINH QUA CÁC BÀI TẬP TÍNH NHANH Để áp dụng cách giải nhanh có hiệu quả, phát huy tối đa tư độc lập, óc sáng tạo người học, tiến trình dạy học giáo viên lựa chọn bước sau: Bước 1: Chuẩn bị Giáo viên cần chuẩn bị tập hợp dạng tập theo thứ tự từ dễ đến khó học lực học sinh Bước 2: Trình bày lý thuyết, chất quy luật di truyền, giúp học sinh nắm rõ vấn đề Bước 3: Hướng dẫn người học giải theo cách giải truyền thống, theo bước trên, cố gắng đưa khoảng toán khác trường hợp Sau đó, tổng quát hóa cách giải chung Bước 4: Phát quy luật lời giải, tìm mối quan hệ liên kết chung để phát công thức chung Bước 5: Ứng dụng công thức tính nhanh tìm ra, so sánh kết kiểm định dạng tập loại, phát trường hợp ngoại lệ, dị biệt cần lưu ý riêng (nếu có) Bước 6: Phát biểu thành quy luật lời giải nhanh giúp học sinh dễ nhớ Bước 7: Hướng dẫn cách nhận diện, tìm quy luật dạng tốn khác loại giúp rèn luyện, phát triển tư học sinh KẾT LUẬN Phần lớn toán di truyền có quy luật (loại trừ tập đột biến) Do đó, người giáo viên ý, phân tích liệu tìm quy luật chung để giải Vận dụng quy luật vào trình trắc nghiệm mang lại hiệu cao phát triển rèn luyện tư cho học sinh TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Vũ Đức Lưu, Nguyễn Minh Cơng (2007), Giáo trình di truyền học, Nxb Đại học sư phạm, Hà Nội [2] Trương Thị Thúy Ngà (2012), Rèn luyện tư sáng tạo cho học sinh trung học phổ thông thông qua dạy học nội dung giải hệ phương trình, Luận văn thạc sĩ ngành Lý luận phương pháp dạy học (bộ môn Toán), Trường Đại học Giáo dục, Hà Nội [3] Phan Cự Nhân, Nguyễn Minh Công, Đặng Hữu Lạnh (2004), Di truyền học, Nxb Đại học Sư phạm, Hà Nội [4] Trần Thu Thảo (2013), Rèn luyện trí thơng minh nhanh nhạy cho học sinh tập hóa học có phương pháp giải nhanh, Tạp chí khoa học giáo dục – Trường Đại học Sư phạm thành phố Hồ Chí Minh [5] Lê Duy Thành, Tạ Tồn, Đỗ Lê Thăng, Đinh Đoàn Long (2007), Di truyền học, Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [6] Đỗ Lê Thăng, Hồng Thị Hòa, Nguyễn Thị Hồng Vân (2009), Chọn lọc hướng dẫn giải tập di truyền học, Nxb Giáo dục, Hà Nội DEVELOPING THE CREATIVE THINKING SKILLS FOR HIGH SCHOOL STUDENTS THROUGH FINDING THE QUICK SOLUTIONS FOR THE GENETICS PROBLEMS Abstract Developing the creative thinking skills for high school students plays a -practical role in enhancing capacity and improving study performance Especially, in the current biology examination context that multi-choice questions are being applied widely, students should have the logical thingking skill to find out the quick solutions for complicated questions,including genetics problems This paper mainly presents requirements and applications of the quick solutions to phenotypics ratios in the next generations which obey to independent assortment and genetics linkage laws  ... đề khác đáp án tư ng ứng 2.2 Vai trò cách tính nhanh rèn luyện tư Việc áp dụng phương pháp giải nhanh dạng toán di truyền có vai trò rèn luyện kỹ năng, tư cho học sinh: - Giúp học sinh làm quen... giải nhanh, yêu cầu người học phải có phân tích, tổng hợp, so sánh khái quát hóa II ĐẶC ĐIỂM CỦA BÀI TẬP DI TRUYỀN CĨ CÁCH TÍNH NHANH 2.1 Đặc điểm tập di truyền có cách tính nhanh Sau đặc điểm tập. .. trình phổ thơng thuộc mơn sinh học, dạng tập di truyền nội dung khó, đòi hỏi người học phải có tư duy, có kiến thức tổng hợp vấn đề Khi gặp tập khó, phức tạp, học sinh phương hướng, dễ sinh tư tưởng