THỰC TRẠNG NGHIÊN CỨU: Tình hình thực tế trong nhà trường hiện nay, việc giải bài toán sinh học trên máy tính casio là một vấn đề còn khá mới mẽ đối với học sinh, phần lớn các em chỉ sử [r]
(1)htp://shpt.info Tiểu luận Kĩ giải toán sinh học trên máy tính Casio (2) Trường THPT Châu Thành GV : Võ Thị Thúy Loan – Tổ CM: Sinh học I.PHẦN MỞ ĐẦU LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Một nhiệm vụ trọng tâm dạy học sinh học là phát triển tư sáng tạo và khả phân tích học sinh, và vì việc rèn luyện kĩ giải bài tập sinh học có vai trò lớn việc thực nhiệm vụ đó Có nhiều dạng bài tập chương trình Sinh học trung học phổ thông có thể áp dụng phép toán và giải trên máy tính casio.Đây là kĩ cần rèn luyện cho học sinh đó tôi đã chọn đề tài “ kĩ giải toán sinh học trên máy tính Casio.” 2.MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI: Đề tài nêu kĩ giải số dạng bài tập sinh học chương trình Sinh học phổ thông, cung cấp tư liệu cho giáo viên tham khảo và vận dụng vào công tác giảng dạy,rèn luyện, bồi dưỡng học sinh giỏi 3.ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Phương pháp giải bài toán sinh học trên máy tính Casio GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI: Có nhiều dạng bài tập có thể áp dụng giải trên máy tính casio nhiên đề tài đề cập đến dạng bài tập thuộc phần Sinh học tế bào II.PHẦN NỘI DUNG I THỰC TRẠNG NGHIÊN CỨU: Tình hình thực tế nhà trường nay, việc giải bài toán sinh học trên máy tính casio là vấn đề còn khá mẽ học sinh, phần lớn các em sử dụng máy tính giải bài tập toán học, vật lý, hóa học mà chưa chú ý đến bài toán sinh học.Về Giáo viên, nhiều giáo viên môn chưa có điều kiện và nhiều thời gian nghiên cứu vấn đề này.Vì qua đề tài, có thể giúp cho giáo viên phần nào việc nghiên cứu và vận dụng vào rèn luyện kĩ cho học sinh Đồng thời góp phần gây hứng thú học sinh môn Sinh học Chuyên đề :” Kĩ giải toán sinh học trên máy tính Casio” http://shpt.info (3) Trang (4) Trường THPT Châu Thành GV : Võ Thị Thúy Loan – Tổ CM: Sinh học 2.ĐỀ XUẤT GIẢI QUYẾT THỰC TRẠNG: Để thực tốt việc giải bài toán sinh học trên máy tính casio tôi xin nêu số đề xuất sau: - Cần thực nhuần nhuyễn, linh hoạt các thao tác giải các phép toán trên máy tính - Phân tích kiện đề bài, xác định dạng bài tập - vận dụng công thức phù hợp thực phép toán NỘI DUNG: Phần sinh học tế bào có thể chia thành các nhóm bài tập sau: *Nhóm 1: NHIỄM SẮC THỂ VÀ CƠ CHẾ NGUYÊN PHÂN LOẠI 1:Tính số tế bào tạo thành: Từ tế bào ban đầu: số tế bào tạo thành qua x lần phân bào A = 2x Từ nhiều tế bào ban đầu : Tổng số TB sinh ra: A = a1 2x1 + a2.2x2 +…… Bài tập vận dụng: Bài 1: Có số hợp tử nguyên phân bình thường.1/4 số hợp tử qua lần nguyên phân, 1/3 số hợp tử qua đợt nguyên phân, số hợp tử còn lại qua đợt nguyên phân Tổng số tế bào tạo thành là 248 a Tìm số hợp tử nói trên b Tính số tế bào sinh từ nhóm hợp tử Cách giải: Thao tác máy tính: a.Số hợp tử: Gọi a : tổng số hợp tử - Số hợp tử nhóm 1: a a Bật máy tính, nhập vào các số 1, - , ( Số TB tạo - Số hợp tử nhóm 2: a a ấn phím nhập các số 1, 4, +, 1, 3, ), ấn phím = Số TB tạo ta có kết Chuyên đề :” Kĩ giải toán sinh học trên máy tính Casio” Trang 12 http://shpt.info (5) Trường THPT Châu Thành GV : Võ Thị Thúy Loan – Tổ CM: Sinh học a a a (6) - Số hợp tử nhóm 3: a – ( + ) = 12 a 12 25 Số TB tạo Hiển thị trên máy tính : 1-( ) = 12 Tổng số TB tạo ra: a a a 62 a = 248 a = 12 b.Số TB từ nhóm 3 - Nhóm : = - Nhóm 2: - Nhóm 3: 12 = 5 62 12 x = ấn phím 24 a 12 = 64 5 a 12 12 = 12 25 phím x, 2, x 3, +, , x, 2, X , 4, +, 12 , 2, X , 5, = 1 Hiển thị trên máy tính x + x 24 + + + 12 = 248 a 4, Từ bàn phím nhập vào , nhập các số 12, 4, phím x, 2, X , 3, = ta có kết 24 12 Hiển thị trên máy tính = 160 .23 = 24 Tương tự cho các phép toán còn lại Bài Ở loài thực vật, các gen trên NST liên kết hoàn toàn thì tự thụ phấn nó có khả tạo nên 1024 kiểu tổ hợp giao tử Trong thí nghiệm người ta thu số hợp tử Cho ¼ số hợp tử phân chia lần liên tiếp, 2/3 số hợp tử phân chia lần liên tiếp, còn bao nhiêu qua phân chia lần Sau phân chia số NST tổng cộng tất các hợp tử là 580 Hỏi số noãn thụ tinh? Cách giải: Thao tác máy tính: Vì là thực vật tự thụ phấn nên có số kiểu - Bật máy ấn phím AC và ấn phím giao tử là 1024 = 32 Suy số NST các phím số 1, 0, 2, , = NST 2n là 10 - Ấn phím AC và các phím số 5, Gọi x là số hợp tử thu thí ấn phím ÷ và các phím số 2, sau đó ấn nghiệm (x là số noãn thụ tinh) phím ÷ và phím số 6, cuối cùng ấn phím = ta có phương trình: ta có kết x = 12 (1/4 )x.23 + (2/3)x.22 + x – (x/4 + 2x/3).2 = 580 : 10 = 58 (29/6)x = 58 Suy x = 12 LOẠI 2: Tính số nhiễm sắc thể tương đương với nguyên liệu môi trường cung cấp quá trình tự nhân đôi NST - Số NST tương đương với nguyên liệu môi trường cung cấp Chuyên đề :” Kĩ giải toán sinh học trên máy tính Casio” http://shpt.info (7) Trang (8) Trường THPT Châu Thành GV : Võ Thị Thúy Loan – Tổ CM: Sinh học NST = 2n 2x – 2n = 2n.(2x – 1) - Số NST chứa hoàn toàn nguyên liệu mới: NST = 2n 2x –2 2n = 2n.(2x – 2) Bài tập vận dụng: Ba hợp tử loài, lúc chưa nhân đôi số lượng NST đơn tế bào 20 Hợp tử có số đợt nguyên phân 1/4 số lần nguyên phân hợp tử Hợp tử có số đợt nguyên phân liên tiếp 50% số đợt nguyên phân hợp tử Số lượng NST đơn lúc chưa nhân đôi tất các tế bào sinh từ hợp tử 5480 a Tính số đợt nguyên phân liên tiếp hợp tử ? b Số lượng NST đơn tạo từ nguyên liệu môi trường tế bào đã cung cấp cho hợp tử để nguyên phân là bao nhiêu Cách giải: Thao tác máy tính: a Số lần nguyên phân hợp tử: - Gọi số lần nguyên phân hợp tử là n thì số lần nguyên phân hợp tử là 4n, hợp tử là 8n - Số TB tạo hợp tử là: 5480 20 =274 n 4n 8n ta có +2 +2 =274 giải ta n = số lần nguyên phân hợp tử là 1, hợp tử là 4, hợp tử là b Số NST đơn môi trường cung cấp - hợp tử 1= (21-1)x 20=20 - hợp tử 2= (24-1)x 20=300 - hợp tử 1= (28-1)x 20=5100 Bật máy tính, nhấn các phím (, x, nhập vào 24, sau đó ấn tiếp - , 1, ), x , 20 Cuối cùng ấn phím =, ta có kết 300 nhấn các phím (, x, nhập vào , sau đó ấn tiếp - , 1, ), x , 20 Cuối cùng ấn phím =, ta có kết 5100 LOẠI : Tính thời gian nguyên phân 1.Thời gian chu kì nguyên phân (TB nguyên phân lần ): Là thời gian giai đoạn (kì TG đến kì cuối) 2.Thời gian qua các đợt nguyên phân ( TB nguyên phân x lần) a.Tốc độ nguyên phân không đổi: TG = TG đợt x b Tốc độ nguyên phân thay đổi: - Nhanh dần TG các lần NP giảm dần - Giảm dần TG các lần NP nhanh dần Gọi U1, U2, .Ux là TG các lần NP liên tiếp Chuyên đề :” Kĩ giải toán sinh học trên máy tính Casio” Trang http://shpt.info (9) Trường THPT Châu Thành GV : Võ Thị Thúy Loan – Tổ CM: Sinh học x TG = (U1+Ux) Gọi d là hiệu số thời gian lần NP sau với lần NP liền trước nó + d > : tốc độ NP giảm dần + d < : tốc độ NP tăng dần x Bài tập vận dụng: TG = (10) [2.U1 +(x-1)d] Bài : đợt nguyên phân đầu tiên hợp tử, ghi nhận trung bình ,mỗi kì NP là phút, giai đoạn chuyển tiếp với đợt phân bào là 10 phút.Khi hợp tử nguyên phân 210 phút, hỏi hợp tử đã trải qua bao nhiêu đợt nguyên phân? Biết thời gian đợt nguyên phân cuối cùng là 40 phút và tốc độ giảm dần a/ Tính thời gian đợt phân bào đầu tiên b/ Tìm số đợt nguyên phân hợp tử Cách giải: Thao tác máy tính: a.Thời gian đợt phân bào đầu tiên: 5x4 + 10 = 30 phút Bật máy tính, nhập vào các số 5, phím x, 4, +, 10, = b.Số đợt nguyên phân: Gọi x là số đợt nguyên phân Tốc độ nguyên phân giảm dần x x TG = (U1+Ux) (30+40) = 210 420 Ấn phím ta có kết nhập vào 4, 2, 0, 7,0, = x = 70 = Bài 2: Có hợp tử thuộc cùng loài là: A,B,C và D.Hợp tử A nguyên phân số đợt liên tiếp cho các TB con, số TB này ¼ số NST có hợp tử nó chưa tiến hành nguyên phân.Hợp tử B nguyên phân cho các TB với tổng số NST đơn nhiều gấp lần số NST đơn TB con.Hợp tử C nguyên phân cho các TB cần nguyên liệu tương đương 480 NST đơn Hợp tử D nguyên phân tạo các TB chứa 960 NST đơn cấu thành hoàn toàn từ nguyên liệu cung cẩp quá trình nguyên phân này Tất các TB hình thành nói trên chứa 1920 NSTđơn trạng thái chưa tự nhân đôi Chuyên đề :” Kĩ giải toán sinh học trên máy tính Casio” Trang http://shpt.info (11) Trường THPT Châu Thành GV : Võ Thị Thúy Loan – Tổ CM: Sinh học a Tìm nhiễm sắc thể lưỡng bội loài b Số đợt nguyên phân hợp tử A, B, C, D ? c Giả thuyết tốc độ nguyên phân hợp tử A và B tăng dần đều, thời gian đợt phân bào sau kém thời gian đợt phân bào trước là phút.Tốc độ nguyên phân hợp tử C, D giảm dần đều, thời gian đợt phân bào sau nhiều thời gian đợt phân bào trước phút.Tính thời gian nguyên phân liên tiếp nói trên hợp tử Biết thời gian đợt phân bào đầu tiên hợp tử là 20 phút Thao tác máy tính: Cách giải: a.Bộ NST lưỡng bội Gọi x : số NST NST lưỡng bội - Số TB sinh từ hợp tử A : x x x2 x 4 Số NST các TB : - Số NST các TB sinh từ hợp tử B: x - Số NST các TB sinh từ hợp tử C : 480 + x - Số NST các TB sinh từ hợp tử D : 960 + x Tổng NST tất các TB là : x x+ x 28 x 1920 - Bật máy tính sau đó ấn phím MODE, chọn phím số 5, tiếp tục chọn phím số 3.sau đó nhập vào các giá trị 1, =, 28,=,-1920,= - Tiếp tục ấn phím = ta có kết x1 x2 60 x +480 + x +960 + x phương trình : x 28x 5760 1920 x1 60 x 28 x 1920 x Bộ NST 2n = 32 b.Số đợt nguyên phân: - Số đợt nguyên phân hợp tử A: 32 23 Câu a giải phương trình: số đợt NP là - Số đợt nguyên phân hợp tử B : Số NST TB sinh : x = 4.32 = 128 Câu b, để có kết 32 23 , nhấn phím , nhập vào các số 3, 2, 4, =.sau đó nhấn phím log , nhập vào 2, 8, = ta có kết 128 22 Số TB sinh : 32 Chuyên đề :” Kĩ giải toán sinh học trên máy tính Casio” http://shpt.info (12) Trang (13) Trường THPT Châu Thành GV : Võ Thị Thúy Loan – Tổ CM: Sinh học số đợt NP là - Số đợt nguyên phân hợp tử C : Số NST TB sinh : 480 + x = 480+ 32 =512 (14) Để có kết (15) 1024 32 25 32 (16) , nhấn phím 512 Số TB sinh : log , nhập vào 2, 32, = ta có kết 16 24 32 Số đợt nguyên phân là - Số đợt nguyên phân hợp tử D : Số NST Tb sinh : 960 + x = 1024 Số TB sinh : 1024 32 25 Số đợt NP là c.Thời gian nguyên phân liên tiếp : 32 TG = Hợp tử A Hợp tử B x [2.U1 +(x-1)d] 2.20 1 = 2 2.20 1 2 =2 2.20 1 2 54phút 38 92 2.20 1 Hợp tử D= phút phút Hợp tử C = nhập vào các số 3, 2, (, nhấn phím 2,0, +, 3, 1, (-), = ta có kết 120 phút Nhóm 2: CƠ CHẾ GIẢM PHÂN VÀ THỤ TINH LOẠI : Tính số giao tử hình thành và số hợp tử tạo a Giao tử : Số tinh trùng hình thành = số TB sinh tinh x Số tinh trùng X hình thành = số tinh trùng Y hình thành Số trứng hình thành = số TB sinh trứng Số thể định hướng = số TB sinh trứng x b Hợp tử : Số hợp tử hình thành = số tinh trùng thụ tinh= số trứng thụ tinh Số hợp tử XX = số tinh trùng X thụ tinh Số hợp tử XY = số tinh trùng Y thụ tinh c.Tỉ lệ thụ tinh ( hiệu suất thụ tinh) Số tinh trùng thụ tinh x 100 - Hiệu suất thụ tinh tinh trùng = Chuyên đề :” Kĩ giải toán sinh học trên máy tính Casio ” Tổng số tinh http://shpt.in trùng hình thành fo (17) Trang (18) Trường THPT Châu Thành GV : Võ Thị Thúy Loan – Tổ CM: Sinh học Số trứng thụ tinh - Hiệu suất thụ tinh trứng = Tổng số trứng hình thành x 100 Bài tập vận dụng: Ở vùng sinh trưởng tinh hoàn có 2560 TB sinh tinh mang cặp NST giới tính XY qua GP tạo các tinh trùng.Tại vùng sinh trưởng buồng trứng, các TB sinh trứng mang cặp NST XX qua GP tạo trứng.Trong quá trình thụ tinh , số tinh trùng X hình thành có 50% là kết hợp với trứng, còn số tinh trùng mang Y hình thành thì có 40% kết hợp với trứng.Trong tỉ lệ thụ tinh trứng là 100% a Tìm số hợp tử XX và XY thu b Tính số TB sinh trứng vùng sinh trưởng buồng trứng Cách giải: a.Số hợp tử XX và XY -Số tinh trùng X = số tinh trùng Y hình thành: 4.2560 5120 -Số hợp tử XX tạo = Số tinh trùng X thụ tinh: 50 2560 5120 100 nhấn phím nhập vào các số 4, x, 2, 5, 6,0, = ta có kết nhấn phím nhập vào các số 5,1, 2, 0, x, = ta có kết - Số hợp tử XY tạo = Số tinh trùng Y thụ tinh: 40 2048 100 5120 b Số TB sinh trứng : - Số trứng thụ tinh số hợp tử tạo thành : 2560+2048 = 4608 Vì tỉ lệ thụ tinh trứng là 100% và TB sinh trứng cho trứng Số TB sinh trứng là 4608 nhập vào các số 2,5, 6, 0, 2,,4,8,+, = ta có kết LOẠI : Tính số loại giao tử và hợp tử khác nguồn gốc và cấu trúc NST a Sự phân li và tổ hợp NST quá trình GP Chuyên đề :” Kĩ giải toán sinh học trên máy tính Casio” Trang http://shpt.info (19) Trường THPT Châu Thành GV : Võ Thị Thúy Loan – Tổ CM: Sinh học - Nếu có TĐC GP xảy điểm cặp NST cặp TĐC làm số loại giao tử tăng gấp đôi + số loại giao tử : 2n+m ( m : số cặp NST có trao đổi chéo) + Tỉ lệ loại giao tử : (20) 2n m + Dạng tổ hợp : dùng sơ đồ phân nhánh hay cách nhân đại số - Nếu không có TĐC : + số loại giao tử : 2n ( n : số cặp NST tương đồng) n + Tỉ lệ loại giao tử : + số kiểu tổ hợp NST khác : 3n b Sự tái tổ hợp NST quá trình thụ tinh : Số loại hợp tử = số loại giao tử đực x số loại giao tử cái c Số loại giao tử, hợp tử mang NST có nguồn gốc khác : ( không có TĐC) - Số loại giao tử chứa NST cha mẹ : + Số loại giao tử chứa a NST có nguồn gốc từ cha (a n) C a n n! a !( n a ) ! + số loại giao tử chứa b NST có nguồn gốc từ mẹ (b n) Cn b n! b!(n b)! - Số loại hợp tử di truyền NST từ ông, bà + Số loại hợp tử di truyền a NST từ « ông nội » « bà nội » n n! x2 a !(n a ) ! + số loại hợp tử di truyền b NST từ « ông ngoại » « bà ngoại » n! x2n b !( n b ) ! + số loại hợp tử di truyền a NST từ « ông nội » ( bà nội) và b NST từ « bà ngoại » (hoặc ông ngoại) n! n! a !( n a ) ! x b !(n b ) ! Chuyên đề :” Kĩ giải toán sinh học trên máy tính Casio” Trang 10 http://shpt.info (21) Trường THPT Châu Thành GV : Võ Thị Thúy Loan – Tổ CM: Sinh học d Số NST môi trường cung cấp cho quá trình tạo giao tử : - Số NST môi trường cung cấp cho các TB sinh giao tử tạo giao tử số NST các TB sinh giao tử - Số NST môi trường cung cấp cho quá trình tạo giao tử từ a TB sinh dục sơ khai ban đầu là : Bài tập vận dụng: (22) x+1 (2 - 1)a 2n ( x : số lần nguyên phân) Ở đậu Hà Lan 2n = 14, cho giảm phân tạo thành các giao tử không xảy trao đổi đoạn a Cho biết số loại giao tử hình thành với các tổ hợp NST khác nguồn gốc cha mẹ? tỉ lệ loại giao tử? b Trong số các loại giao tử nói trên cho biết: - Bao nhiêu loại giao tử chứa NST có nguồn gốc từ bố? Tỉ lệ các loại giao tử này? -Bao nhiêu loại giao tử chứa 3NST có nguồn gốc từ mẹ ? Tỉ lệ các loại giao tử này? Cách giải: Thao tác máy tính: a.Số loại giao tử và tỉ lệ loại : 2n = 27 = 128 loại -3 Tỉ lệ loại 2n 27 128 = 7.8125.10 b.- Số loại giao tử có nguồn gốc từ bố, tỉ lệ : c k n c7 7! 2!(7 2)! =21 giao tử - Tỉ lệ giao tử = 0.1641 - Số loại giao tử có nguồn gốc từ mẹ, tỉ lệ : c 7c - Ấn phím 2, ,nhập số 1,tiếp tục ấn phím -3 21 128 = k n - Bật máy tính, ấn phím số và x nhập vào phím số 7, ấn phím = ta có kết 128 x , 7, = ta có kết 7.8125.10 - Nhập vào số 7, shift, nCr, 2, = ta có kết 21.Tương tự cho các phép toán còn lại 7! 3!(7 3)! = 35 giao tử -Tỉ lệ giao tử = 35 128 = 0.2734 TÍNH KHẢ THI CỦA ĐỀ TÀI: Đề tài đã áp dụng với đối tượng là học sinh khối 12- ban tự nhiên, đặc biệt là áp dụng bồi dưỡng học sinh dự thi học sinh giỏi vòng trường và vòng tỉnh đã đạt Chuyên đề :” Kĩ giải toán sinh học trên máy tính Casio” Trang 11 http://shpt.info (23) Trường THPT Châu Thành GV : Võ Thị Thúy Loan – Tổ CM: Sinh học kết khả quan học sinh đạt HSG giải toán trên máy tính casio vòng trường và học sinh đạt giải khuyến khích - vòng tỉnh III.PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Chương trình sinh học phổ thông là kiến thức đại cương sinh học từ trước tới nhân loại.Đặc biệt là chương trình sinh học 12 hội tụ gần toàn các dạng bài tập sinh học.Qua thực tế giảng dạy môn sinh học khối 12 tôi nhận thấy đa số học sinh chưa thật hứng thú với kiến thức sinh học.Tuy nhiên bên cạnh đó các em lại có khả tư toán học tốt, lại hứng thú giải vấn đề liên quan đến “các số” đặc biệt là học sinh ban tự nhiên.Trên sở đó tôi nghĩ biện pháp gây hứng thú học sinh là “ kéo học sinh lại gần với toán học – môn học mà các em yêu thích” Tuy nhiên quá trình thực chuyên đề khó tránh khỏi thiếu sót, mong quí thầy cô và các bạn đồng nghiệp nhiệt tình đóng góp ý kiến, giúp chuyên đề hoàn thiện KIẾN NGHỊ: - Đối với GVBM: Rất mong quí thầy,cô tham khảo chuyên đề, đóng góp ý kiến kiến để chuyên đề hoàn thiện và mang tính khả thi cao - Đối với BGH: Rất mong BGH nhà trường tạo điều kiện thuận lợi cho việc nghiên cứu chuyên môn giáo viên thời gian bổ sung tài liệu tham khảo chuyên môn thư viện nhà trường IV.TÀI KHẢO LIỆU THAM - Phương pháp giải bài tập Sinh học – NXB TP HCM - Bài tập sinh học 10 – NXB GD - Kiến thức sinh học – NXB ĐHQG TPHCM Châu thành, ngày 15 tháng năm 2010 Người viết Duyeät cuûa BGH Võ Thị Thúy Loan Duyệt TTCM (24) Download tài liệu học tập, xem bài giảng : http://diendan.shpt.info Chuyên đề :” Kĩ giải toán sinh học trên máy tính Casio” Trang 12 http://shpt.info (25) Trường THPT Châu Thành GV : Võ Thị Thúy Loan – Tổ CM: Sinh học Chuyên đề :” Kĩ giải toán sinh học trên máy tính Casio” Trang 13 http://shpt.info (26)