Kỹ năng giải toán sinh học trên máy tính casio

Kỹ năng giải toán sinh học trên máy tính casio

I.PHẦN MỞ ĐẦU1 LÝ DO CH ỌN ĐỀ TÀI

Một trong những nhiệm vụ trọng tâm của dạy học sinh học là phát triển tư duy sáng tạo và khả năng phân tích của học sinh, và vì thế việc rèn luyện kĩ năng giải bài tập sinh học cĩ một vai trị rất lớn trong việc thực hiện nhiệm vụ đĩ.

Cĩ rất nhiều dạng bài tập trong chương trình Sinh học ở trung học phổ thơng cĩ thể áp dụng những phép tốn và giải trên máy tính casio.Đây cũng là một kĩ năng mới cần rèn luyện cho học sinh do đĩ tơi đã chọn đề tài “ kĩ năng giải tốn sinh học trên máy tính Casio.”

ỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI :

Đề tài nêu kĩ năng giải một số dạng bài tập sinh học trong chương trình Sinh học phổ thơng, cung cấp tư liệu cho giáo viên tham khảo và vận dụng vào cơng tác giảng dạy,rèn luyện, bồi dưỡng học sinh giỏi

ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

Phương pháp giải bài tốn sinh học trên máy tính Casio.

4 GI ỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI :

Cĩ rất nhiều dạng bài tập cĩ thể áp dụng giải trên máy tính casio tuy nhiên đề tài chỉ đề cập đến những dạng bài tập thuộc phần Sinh học tế bào.

II.PHẦN NỘI DUNG

I THỰC TRẠNG NGHIÊN CỨU:

Tình hình thực tế trong nhà trường hiện nay, việc giải bài tốn sinh học trên máy tính casio là một vấn đề cịn khá mới mẽ đối với học sinh, phần lớn các em chỉ sử dụng máy tính trong giải bài tập tốn học, vật lý, hĩa học mà chưa chú ý đến bài tốn sinh học.Về Giáo viên, nhiều giáo viên bộ mơn chưa cĩ điều kiện và nhiều thời gian nghiên cứu vấn đề này.Vì vậy qua đề tài, cĩ thể giúp cho giáo viên phần nào trong việc nghiên cứu và vận dụng vào rèn luyện kĩ năng cho học sinh Đồng thời gĩp phần gây hứng thú trong học sinh đối với mơn Sinh học.

2 ĐỀ XUẤT GIẢI QUYẾT THỰC TRẠNG:

Để thực hiện tốt việc giải bài tốn sinh học trên máy tính casio tơi xin nêu một số đề xuất sau:

- Cần thực hiện nhuần nhuyễn, linh hoạt các thao tác giải các phép tốn trên máy tính.

- Phân tích dữ kiện của đề bài, xác định dạng bài tập - vận dụng cơng thức phù hợp thực hiện phép tốn

3 N

ỘI 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 con tạo thành:

ÄTừ 1 tế bào ban đầu: số tế bào con tạo thành qua x lần phân bào A = 2xÄTừ nhiều tế bào ban đầu : Tổng số TB con sinh ra: ∑ A = a1 2x1

+ a2.2x2 +……

• Bài tập vận dụng: Bài 1:

Có 1 số hợp tử nguyên phân bình thường.1/4 số hợp tử qua 3 lần nguyên phân, 1/3 số hợp tử qua 4 đợt nguyên phân, số hợp tử còn lại qua 5 đợt nguyên phân Tổng số tế bào con tạo thành là 248.

a Tìm số hợp tử nói trên

b Tính số tế bào con sinh ra từ mỗi nhóm hợp tử.

a.Số hợp tử:

Gọi a : tổng số hợp tử.- Số hợp tử nhóm 1: 4

à Số TB con tạo ra 512a 25

à Tổng số TB con tạo ra:

12a 25 = 24862

3 a = 248 à a = 12 b.Số TB con từ mỗi nhóm- Nhóm 1 : 4

.23 =

4 = 24

à Bật máy tính, nhập vào các số 1, - , ( ấn phím

nhập các số 1, 4, +, 1, 3, ), ấn phím = ta có kết quả

Hiển thị trên máy tính : 1-(

1 14 3+

) = 512

à Từ bàn phím nhập vào 1

4 , phím x, 2, x

3, +, 1

3 , x, 2, X , 4, +, 5

12 , 2, X , 5, =

Hiển thị trên máy tính 1

4 x 23 +1

3 x 24 + 5

12 x 25 = 623

à ấn phím , nhập các số 12, 4, phím x,

- Nhóm 3: 5

12a 25 = 5

12 25 = 160

2, X , 3, = ta có kết quả 24Hiển thị trên máy tính

4 = 24Tương tự cho các phép toán còn lại.

Bài 2

Ở một loài thực vật, nếu các gen trên một NST đều liên kết hoàn toàn thì khi tự thụ phấn nó có khả năng tạo nên 1024 kiểu tổ hợp giao tử Trong một thí nghiệm người ta thu được một số hợp tử Cho ¼ số hợp tử phân chia 3 lần liên tiếp, 2/3 số hợp tử phân chia 2 lần liên tiếp, còn bao nhiêu chỉ qua phân chia 1 lần Sau khi phân chia số NST tổng cộng của tất cả các hợp tử là 580 Hỏi số noãn được thụ tinh?

Vì là thực vật tự thụ phấn nên có số kiểu giao tử là √1024 = 32 Suy ra số NST trong bộ NST 2n là 10.

Gọi x là số hợp tử thu được trong thí nghiệm (x cũng là số noãn được thụ tinh) ta có phương trình:

(1/4 )x.23 + (2/3)x.22 + [x – (x/4 + 2x/3)].2 = 580 : 10 = 58

(29/6)x = 58 Suy ra x = 12.

- Bật máy ấn phím AC và ấn phím các phím số 1, 0, 2, 4 , =

- Ấn phím AC và các phím số 5, 8 rồi ấn phím ÷ và các phím số 2, 9 sau đó ấn phím ÷ và phím số 6, cuối cùng ấn phím = ta có kết quả x = 12

LOẠI 2: Tính số nhiễm sắc thể tương đương với nguyên liệu được môi trường

cung cấp trong quá trình tự nhân đôi của NST

- Số NST tương đương với nguyên liệu được môi trường cung cấp

∑ NST = 2n 2x – 2n = 2n.(2x – 1)- Số NST chứa hoàn toàn nguyên liệu mới:

∑ NST mới = 2n 2x –2 2n = 2n.(2x – 2)

• Bài tập vận dụng:

Ba hợp tử của một loài, lúc chưa nhân đôi số lượng NST đơn trong mỗi tế bào bằng 20

Hợp tử 1 có số đợt nguyên phân bằng 1/4 số lần nguyên phân của hợp tử 2 Hợp tử 2 có số đợt nguyên phân liên tiếp bằng 50% số đợt nguyên phân của hợp tử 3 Số lượng NST đơn lúc chưa nhân đôi trong tất cả các tế bào con sinh ra từ 3 hợp tử bằng 5480.

a Tính số đợt nguyên phân liên tiếp của mỗi hợp tử ?

b Số lượng NST đơn được tạo ra từ nguyên liệu môi trường tế bào đã cung cấp cho mỗi hợp tử để nguyên phân là bao nhiêu

a Số lần nguyên phân của mỗi hợp tử:- Gọi số lần nguyên phân của hợp tử 1 là n thì số lần nguyên phân của hợp tử 2 là 4n, hợp tử 3 là 8n

- Số TB con được tạo ra do 3 hợp tử sẽ là: 20

=274

ta có 2n +24n +28n =274giải ra ta được n = 1

vậy số lần nguyên phân của hợp tử 1 là 1, hợp tử 2 là 4, hợp tử 3 là 8

b Số NST đơn do 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

àBật máy tính, nhấn các phím (, x, nhập vào 24, sau đó ấn tiếp - , 1, ), x , 20

Cuối cùng ấn phím =, ta có kết quả 300nhấn các phím (, x, nhập vào 28, sau đó ấn tiếp - , 1, ), x , 20

Cuối cùng ấn phím =, ta có kết quả 5100

LOẠI 3 : Tính thời gian nguyên phân.

1.Thời gian của một chu kì nguyên phân (TB nguyên phân 1 lần ): Là thời gian của 5 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 1 đợt x b Tốc độ nguyên phân thay đổi:

- Nhanh dần đều à TG các lần NP giảm dần đều- Giảm dần đều à TG các lần NP nhanh dần đều

Gọi U1, U2, Ux lần lượt là TG các lần NP liên tiếp

Bài 1 : ở đợt nguyên phân đầu tiên của 1 hợp tử, ghi nhận được trung bình ,mỗi kì của

NP là 5 phút, giai đoạn chuyển tiếp với đợt phân bào kế tiếp là 10 phút.Khi hợp tử nguyên phân được 210 phút, hỏi hợp tử đã trải qua bao nhiêu đợt nguyên phân?

Biết rằng thời gian của đợt nguyên phân cuối cùng là 40 phút và tốc độ giảm dần đều.a/ Tính thời gian của đợt phân bào đầu tiên.

b/ Tìm số đợt nguyên phân của hợp tử.

a.Thời gian của đợt phân bào đầu tiên: 5x4 + 10 = 30 phút.

42070 = 6

à Bật máy tính, nhập vào các số 5, phím x,

4, +, 10, =

à Ấn phím nhập vào 4, 2, 0, 7,0, = ta có kết quả.

Bài 2: Có 4 hợp tử thuộc cùng 1 loài là: A,B,C và D.Hợp tử A nguyên phân 1 số đợt

liên tiếp cho các TB con, số TB con này bằng ¼ số NST có trong 1 hợp tử khi nó chưa tiến hành nguyên phân.Hợp tử B nguyên phân cho các TB con với tổng số NST đơn nhiều gấp 4 lần số NST đơn của 1 TB con.Hợp tử C nguyên phân cho các TB con cần nguyên liệu tương đương 480 NST đơn Hợp tử D nguyên phân tạo các TB con chứa 960 NST đơn cấu thành hoàn toàn từ nguyên liệu mới cung cẩp trong quá trình nguyên phân này.

Tất cả các TB con được hình thành nói trên chứa 1920 NSTđơn ở trạng thái chưa tự nhân đôi.

a Tìm bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội của loài

b Số đợt nguyên phân của mỗi hợp tử A, B, C, D ?

c. Giả thuyết tốc độ nguyên phân của hợp tử A và B tăng dần đều, thời gian của đợt phân bào sau kém hơn thời gian của đợt phân bào trước là 2 phút.Tốc độ nguyên phân của hợp tử C, D giảm dần đều, thời gian của đợt phân bào sau nhiều hơn thời gian của đợt phân bào trước 2 phút.Tính thời gian nguyên phân liên tiếp nói trên của mỗi hợp tử Biết rằng thời gian đợt phân bào đầu tiên của mỗi hợp tử đều là 20 phút.

a.Bộ NST lưỡng bội

Gọi x : số NST của bộ NST lưỡng bội.

Câu a giải phương trình:

x + x−=

- Bật máy tính sau đó ấn phím MODE,

- Số TB con sinh ra từ hợp tử A : 14x

- Số NST trong các TB con sinh ra từ hợp tử B: 4 x

- Số NST trong các TB con sinh ra từ hợp tử

C : 480 + x

- Số NST trong các TB con sinh ra từ hợp

tử D : 960 + 2 x

à Tổng NST trong tất cả các TB con là :1

4x x + 4 x +480 + x +960 + 2 x

à phương trình :

à x2+28x−1920=0 à

== −àBộ NST 2n = 32

à Số TB con sinh ra :

1284 232= =à số đợt NP là 2

- Số đợt nguyên phân của hợp tử C : Số NST trong TB con sinh ra :

480 + x = 480+ 32 =512à Số TB con sinh ra :

51216232==à Số đợt nguyên phân là 4

- Số đợt nguyên phân của hợp tử D : Số NST trong Tb con sinh ra :

960 + 2 x = 1024à Số TB con sinh ra :

à Số đợt NP là 5

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 quả

== −

Câu b, để có kết quả

32824= =

, nhấn phím , nhập vào các số 3, 2, 4, =.sau đó nhấn phím log , nhập vào 2, 8, = ta có kết quả.

Để có kết quả

, nhấn phím log , nhập vào 2, 32, = ta có kết quả.

c.Thời gian nguyên phân liên tiếp :

2.205 1 21202 +−=

à nhấn phím nhập vào các số 3, 2, (, 2,0, +, 3, 1, (-), = ta có kết quả.

• Nhóm 2: CƠ CHẾ GIẢM PHÂN VÀ THỤ TINH

LOẠI 1 : Tính số giao tử hình thành và số hợp tử tạo ra.

a Giao tử :

Số tinh trùng hình thành = số TB sinh tinh x 4

Số tinh trùng X hình thành = số tinh trùng Y hình thànhSố trứng hình thành = số TB sinh trứng

Số thể định hướng = số TB sinh trứng x 3b Hợp tử :

Số hợp tử hình thành = số tinh trùng thụ tinh= số trứng thụ tinhSố 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)

• Bài tập vận dụng:

Ở vùng sinh trưởng của 1 tinh hoàn có 2560 TB sinh tinh mang cặp NST giới tính XY đều qua GP tạo các tinh trùng.Tại vùng sinh trưởng của 1 buồng trứng, các TB sinh trứng mang cặp NST XX đều qua GP tạo trứng.Trong quá trình thụ tinh , trong số tinh trùng X hình thành chỉ có 50% là kết hợp được với trứng, còn trong số tinh trùng mang Y hình thành thì có 40% kết hợp được với trứng.Trong khi tỉ lệ thụ tinh của trứng là 100%.

a Tìm số hợp tử XX và XY thu được.

b Tính số TB sinh trứng ở vùng sinh trưởng của buồng trứng.Số tinh trùng thụ tinh

Tổng số tinh trùng hình thànhSố trứng thụ tinh

Tổng số trứng hình thành

• Cách giải:

a.Số hợp tử XX và XY

-Số tinh trùng X = số tinh trùng Y hình thành:

-Số hợp tử XX tạo ra = Số tinh trùng X thụ tinh:

- Số hợp tử XY tạo ra = Số tinh trùng Y thụ tinh:

b Số TB sinh trứng :

- Số trứng thụ tinh bằng số hợp tử tạo thành : 2560+2048 = 4608

Vì tỉ lệ thụ tinh của trứng là 100% và 1 TB sinh trứng cho 1 trứng

à Số TB sinh trứng là 4608

à nhấn phím nhập vào các số 4, x, 2, 5, 6,0, = ta có kết quả.

à nhấn phím nhập vào các số 5,1, 2, 0, x, = ta có kết quả.

à nhập vào các số 2,5, 6, 0, 2,,4,8,+, = ta có kết quả.

LOẠI 2 : Tính số loại giao tử và hợp tử khác nhau về nguồn gốc và cấu trúc NST

a Sự phân li và tổ hợp của NST trong quá trình GP

- Nếu có TĐC trong GP xảy ra tại 1 điểm trong cặp NSTà mỗi cặp TĐC sẽ làm số loại giao tử tăng gấp đôi.

+ số loại giao tử : 2n+m ( m : số cặp NST có trao đổi chéo)+ Tỉ lệ của mỗi loại giao tử :

+ 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)+ Tỉ lệ mỗi loại giao tử :

+ số kiểu tổ hợp NST khác nhau : 3n

b Sự tái tổ hợp của NST trong 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 nhau : ( không có TĐC)

- Số loại giao tử chứa NST của cha hoặc mẹ :

+ Số loại giao tử chứa a NST có nguồn gốc từ cha (a ≤ n) !

- Số loại hợp tử được di truyền NST từ ông, bà

+ Số loại hợp tử được di truyền a NST từ « ông nội » hoặc « bà nội »

xb n−b

+ số loại hợp tử được di truyền a NST từ « ông nội » ( hoặc bà nội) và b NST từ « bà ngoại » (hoặc ông ngoại)

a n−a x

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 bằng số NST trong 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 :

( 2x+1 - 1)a 2n ( x : số lần nguyên phân)

b Trong số các loại giao tử nói trên cho biết:

- Bao nhiêu loại giao tử chứa 2 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 mỗi loại : 2n = 27 = 128 loạiTỉ lệ mỗi loại 7

2n =2=128

= 7.8125.10-3b.- Số loại giao tử cĩ nguồn gốc từ bố, tỉ lệ : ck =c2 =

7!2!(7 2)!−

=21 giao tử - Tỉ lệ giao tử =

-Tỉ lệ giao tử = 35

128 = 0.2734.

- Bật máy tính, ấn phím số 2 và x nhập vào phím số 7, ấn phím = ta cĩ kết quả 128

- Ấn phím ,nhập số 1,tiếp tục ấn phím 2, x , 7, = ta cĩ kết quả 7.8125.10-3

- Nhập vào số 7, shift, nCr, 2, = ta cĩ kết quả 21.Tương tự cho các phép tốn cịn lại

4 TÍNH KH Ả THI CỦA ĐỀ TÀI:

Đề tài đã được áp dụng với đối tượng là học sinh khối 12- ban tự nhiên, đặc biệt là áp dụng trong bồi dưỡng học sinh dự thi học sinh giỏi vịng trường và vịng tỉnh đã đạt được kết quả khả quan 2 học sinh đạt HSG giải tốn trên máy tính casio vịng trường và 1 học sinh đạt giải khuyến khích - vịng tỉnh

III.PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.

1 KẾT LUẬN:

Chương trình sinh học phổ thơng là những kiến thức đại cương về sinh học từ trước tới nay của nhân loại.Đặc biệt là chương trình sinh học 12 hội tụ gần tồn bộ các dạng bài tập sinh học.Qua thực tế giảng dạy mơn sinh học ở khối 12 tơi nhận thấy đa số học sinh chưa thật sự hứng thú với kiến thức sinh học.Tuy nhiên bên cạnh đĩ các em lại cĩ khả năng tư duy tốn học rất tốt, lại hứng thú khi giải quyết những vấn đề liên quan đến “các con số” đặc biệt là học sinh ban tự nhiên.Trên cơ sở đĩ tơi nghĩ rằng một biện pháp gây hứng thú trong học sinh là “ kéo học sinh lại gần với tốn học – mơn học mà các em yêu thích”

Tuy nhiên trong quá trình thực hiện chuyên đề khĩ tránh khỏi những thiếu sĩt, rất mong quí thầy cơ và các bạn đồng nghiệp nhiệt tình đĩng gĩp ý kiến, giúp chuyên đề được hồn thiện hơn.

2 KIẾN NGHỊ:

- Đối với GVBM: Rất mong quí thầy,cơ tham khảo chuyên đề, đĩng gĩp ý kiến kiến để

chuyên đề được hồn 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 mơn của giáo viên về thời gian cũng như bổ sung tài liệu tham khảo về chuyên mơn trong thư viện nhà trường.

IV.TÀI LIỆU THAM KHẢO

- Phương pháp giải bài tập Sinh học – NXB TP HCM.

- Bài tập sinh học 10 – NXB GD.

- Kiến thức sinh học cơ bản – NXB ĐHQG TPHCM.

Châu thành, ngày 15 tháng 5 năm 2010