7. Những đóng góp mới của đề tài
2.1.3. Phân tích chuẩn kiến thức kỹ năng làm cơ sở xây dựng BĐTD
* Nêu được định nghĩa gen và kể tên được một vài loại gen (gen điều hòa và gen cấu trúc).
* Nêu được định nghĩa mã di truyền và nêu được một số đặc điểm của mã di truyền.
- Quá trình nhân đôi ADN ở sinh vật nhân sơ : + Bước 1 : Tháo xoắn phân tử ADN
+ Bước 2 : Tổng hợp các mạch ADN mới + Bước 3 : Hai phân tử ADN được tạo thành
Các mạch mới tổng hợp dến đâu thì 2 mạch đơn xoắn đến đó → tạo thành phân tử ADN con, trong đó một mạch mới được tổng hợp còn mạch kia là của ADN ban đầu ( nguyên tắc bán bảo tồn ).
* Trình bày được những diễn biến chính của cơ chế phiên mã và dịch mã. - Cơ chế phiên mã :
+ Đầu tiên ARN polimeraza bám vào vúng điều hòa làm gen tháo xoắn để lộ mạch mã gốc ( có chiều 3’ – 5’ ) và bắt đầu tổng hợp tại vị trí đặc hiệu.
+ Sau đó, ARN poolimaraza trượt dọc theo mạch mã gốc trên gen có chiều 3’ → 5’ để tổng hợp nên mARN theo nguyên tắc bổ sung ( A – U ; G – X ) theo chiều 5’→ 3’
+ Khi enzym di chuyển đến cuối gen gặp tín hiệu kết thúc → phiên mã kết thúc, phân tử mARN được giải phóng. Vùng nào trên gen vừa phiên mã xong thì 2 mạch đơn của gen xoắn ngay lại.
Ở sinh vật nhân sơ, mARN sau khi phiên mã được sử dụng trực tiếp dùng làm khuôn để tổng hợp protein.
Cơ chế dịch mã : Gồm 2 giai đoạn :
+ Hoạt hóa axitamin :
Axit amin + ATP + tARN aa – tARN.
+ Tổng hợp chuỗi polipeptit :
◦ Mở đầu : Tiểu đơn vị bé của riboxom gắn với mARN ở vị trí nhận biết đặc hiệu (gần bộ ba mở đầu) và di chuyển đến bộ ba mở đầu (AUG), aamở đầu – tARN tiến vào bộ ba mở đầu (đối mã của nó khớp với mã mở đầu trên mARN theo nguyên tắc bổ sung), sau đó tiểu phần lớn gắn vào tạo riboxom hoàn chỉnh.
◦ Kéo dài chuỗi polipeptit : aa1 – tARN tiến vào riboxom (đối mã của nó khớp với mã thứ nhất trên mARN theo nguyên tắc bổ sung), một liên kết peptit được hình thành giữa axitamin mở đầu với axitamin thứ nhất. Riboxom chuyển dịch sang bộ ba thứ 2, tARN vận chuyển axitamin mở đầu được giải phóng. Tiếp theo, aa2 – tARN tiến vào riboxom (đối mã của nó khớp với bộ ba thứ hai trên mARN theo nguyên tắc bổ sung), hình thành liên kết peptit giữa axitamin thứ hai và axitamin thứ nhất. Riboxom chuyển dịch đến bộ ba thứ ba, tARN vận chuyển axitamin mở đầu được giải phóng. Quá trình cứ tiếp tục như vậy đến bộ ba tiếp giáp với bộ ba kết thúc của phân tử mARN.
◦ Kết thúc : Khi riboxom chuyển dịch sang bộ ba kết thúc thì quá trình dịch mã ngừng lại, 2 tiểu phần của riboxom tách nhau ra. Một enzym đặc hiệu loại bỏ axitamin mở đầu và giải phóng chuỗi polipeptit.
* Trình bày được cơ chế điều hoà hoạt động của gen ở sinh vật nhân sơ (theo mô hình Mono và Jacop).
- Cơ chế điều hòa hoạt động của gen ở sinh vật nhân sơ (theo mô hình Mono và Jacop)
+ Cấu trúc của Operon Lac (mô tả hình 3.1 SGK). + Sự điều hòa hoạt động của Operon lactozo. ◦ Khi môi trường không có lactozo
Gen điều hòa tổng hợp protein ức chế. Protein này liên kết với vùng vận hành ngăn cản quá trình phiên mã làm cho các gen cấu trúc không hoạt động.
◦ Khi môi trường có Lactozo
Khi môi trường có lactozo, một số phân tử liên kết với protein ức chế làm biến đổi cấu hình không gian ba chiều của nó làm cho protein ức chế không thể liên kết với vùng vận hành. Do đó ARN polimeraza có thể liên kết được với vùng khởi động để tiến hành phiên mã.
Khi đường lactozo bị phân giải hết, protein ức chế lại liên kết với vùng vận hành và quá trình phiên mã bị dừng lại.
* Nêu được nguyên nhân , cơ chế chung của các dạng đột biến gen.
- Đột biến gen là những biến đổi trong cấu trúc của gen. Đột biến gen thường liên quan tới một cặp nucleotit (gọi là đột biến điểm) hoặc một số cặp nucleotit xảy ra tai một điểm nào đó trên phân tử ADN.
- Có 3 dạng đột biến gen (đột biến điểm) cơ bản : mất, thêm, thay thế một hoặc một số cặp nucletit.
- Nguyên nhân : do ảnh hưởng của những tác nhân gây hóa học, vật lý (tia phóng xạ, tia tử ngoại...), tác nhân sinh học (virut) hoặc những rối loạn sinh lý, hóa sinh trong tế bào.
- Cơ chế phát sinh :
◦ Đột biến điểm thường xảy ra trên một mạch dưới dạng tiền đột biến. Dưới tác dụng của enzym sửa sai nó có thể trở về dạng ban đầu hoặc tạo thành đột biến qua các lần nhân đôi tiếp theo.
Gen → tiền đột biến gen → đột biến gen
◦ Lấy ví dụ về cơ chế phát sinh đột biến do sự kết cặp không đúng trong nhân đôi ADN (G – X → A – T), do tác động của tác nhân hóa học như 5 – BU (A – T → G – X) để minh họa.
- Hậu quả : đột biến gen có thể gây hại, có lợi hoặc trung tính với một thể đột biến. Mức độ có lợi hay có hại của đột biến phụ thuộc vào tổ hợp gen, điều kiện môi trường.
Khẳng định phần lớn đột biến điểm thường vô hại.
- Ý nghĩa : Đột biến gen là nguồn nguyên liệu sơ cấp của qua strinhf chọn giống và tiến hóa.
* Mô tả được cấu trúc siêu hiển vi của NST. Nêu được sự biến đổi hình thái NST qua các kỳ phân bào và cấu trúc NST được duy trì liên tục qua các chu kỳ tế bào.
- Ở sinh vật nhân sơ : NST là phân tử ADN kép, vòng không liên kết với protein histon.
- Ở sinh vật nhân thực :
+ Cấu trúc hiển vi : NST gồm 2 cromatit dính nhau qua tâm động ( eo thứ nhất ), một số NST còn có eo thứ hai ( nơi tổng hợp rARN ). NST có dạng hình que, hình hạt, hình chữ V...đường kính 0,2 - 2µm, dài 0,2 – 50 µm.
Mỗi loài có một bộ NST đặc trưng (về số lượng, hình thái, cấu trúc).
+ Cấu trúc siêu hiển vi : NST được cấu tạo từ ADN và protein histon (histon và phi histon).
(ADN + protein) → Nucleoxom (8 phân tử protein histon được quấn quanh bởi một đoạn phân tử ADN dài khoảng 146 cặp nucletit) → Sợi cơ bản (khoảng 11nm) → Sợi nhiễm sắc (25 – 30 nm) → Ống siêu xoắn (300 nm) → Cromatit (700nm) → NST.
* Kể tên các dạng đột biến cấu trúc NST (Mất đoạn, lặp đoạn, đảo đoạn và chuyển đoạn) và đột biến số lượng NST (thể dị bội và đa bội).
- Các dạng đột biến NST :
+ Đột biến cấu trúc NST : Nêu định nghĩa, cho ví dụ, nêu hậu quả và ý nghĩa từng dạng như trong SGK.
* Mất đoạn. * Lặp đoạn. * Đảo đoạn.
* Chuyển đoạn
+ Đột biến số lượng NST. * Đột biến lệch bội.
Biết được các dạng thể một nhiễm, thể tam nhiễm, thể không nhiễm, thể bốn nhiễm.
* Đột biến đa bội gồm : Tự đa bội và dị đa bội.
Biết được tự đa bội bao gồm đa bội chẵn và đa bội lẻ.
* Nêu được nguyên nhân và cơ chế chung của các dạng đột biến cấu trúc và số lượng NST.
- Nguyên nhân :
Do ảnh hưởng của các tác nhân hoá học, vật lí (tia phóng xạ, tia tử ngoại …), tác nhân sinh học (virút) hoặc những rối loạn sinh lí, hoá sinh trong tế bào.
- Cơ chế chung đột biến cấu trúc NST :
Các tác nhân gây đột biến ảnh hường đến quá trình tiếp hợp, trao đổi chéo...hoặc trực tiếp gây đứt gãy NST → làm phá vỡ cấu trúc NST. Các đột biến cấu trúc NST dẫn đến sự thay đổi trình tự và số lượng các gen, làm thay đổi hình dạng NST.
- Cơ chế chung đột biến số lượng NST : + Thể lệch bội :
Các tác nhân gây đột biến gây ra sự không phân li của một hay một số cặp NST → tạo ra các giao tử không bình thường (chứa cả 2 NST ở mỗi cặp). Sự kết hợp của giao tử không bình thường với giao tử bình thường hoặc giữa các giao tử không bình thường với nhau sẽ tạo ra các đột biến lệch bội.
+ Thể đa bội :
Các tác nhân gây đột biến gây ra sự không phân li của toàn bộ các cặp NST
Sự kết hợp của giao tử không bình thường với giao tử bình thường hoặc giữa các giao tử không bình thường với nhau sẽ tạo ra các đột biến đa bội. * Nêu được hậu quả và vai trò của các dạng đột biến cấu trúc và số lượng NST
- Hậu quả :
+ Đột biến cấu trúc :
Đột biến cấu trúc NST thường thay đổi số lượng, vị trí các gen trên NST, có thể gây mất cân bằng gen → thường gây hại cho cơ thể mang đột biến
+ Đột biến lệch bội : Đột biến lệch bội làm tăng hoặc giảm một hoặc một số NST → làm mất cân bằng toàn bộ hệ gen nên các thể lệch bội thường không sống được hay có thể giảm sức sống hay làm giảm khả năng sinh sản tuỳ loài.
+ Đột biến đa bội :
◦ Do số lượng NST trong tế bào tăng lên → lượng ADN tăng gấp bội nên quá trình tổng hợp các chất hữu cơ xảy ra mạnh mẽ...
◦ Cá thể tự đa bội lẻ thường không có khả năng sinh giao tử bình thường
- Vai trò :
+ Đột biến cấu trúc : Cung cấp nguyên liệu cho quá trình chọn lọc và tiến hóa.
Ứng dụng : loại bỏ gen xấu, chuyển gen, lập bản đồ di truyền...
+ Đột biến lệch bội : Cung cấp nguồn nguyên liệu cho quá trình chọn lọc và tiến hoá. Trong chọn giống, có thể sử dụng đột biến lệch bội để xác định vị trí gen trên NST.
+ Đột biến đa bội :
Cung cấp nguồn nguyên liệu cho quá trình tiến hoá.
2.1.3.2. Chuẩn kỹ năng
* Lập được bảng so sánh các cơ chế sao chép, phiên mã và dịch mã sau khi xem phim về các quá trình này.
* Biết làm tiêu bản tạm thời NST, xem tiêu bản cố định và nhận dạng được một vài đột biến số lượng NST dưới kính hiển vi quang học.
2.2 Xây dựng hệ thống BĐTD cho chương 1 – Cơ chế di truyền và biến dị 2.2.1. Cách xây dựng BĐTD
* Các bước vẽ BĐTD
- Bước 1.
Chọn từ trung tâm (hay còn gọi là từ khóa, key word) là tên của một bài hay một chủ đề hay một nội dung kiến thức cần khai thác (cụm từ protein, tế bào nhân thực, hướng động, hoocmon thực vật…)
Hãy bắt đầu với 1 cụm từ hay một hình ảnh, hình vẽ đã chọ để ở trung tâm cho to, rõ rồi bắt đầu vẽ các nhánh đi.
Ví dụ : Thiết lập BĐTD cho bài 1 – Sinh học 12 (phần II. Mã di truyền) Bắt đầu bằng cụm từ trung tâm “ MÃ DI TRUYỀN ”
- Bước 2. Vẽ nhánh cấp 1.
Các nhánh cấp 1 chính là nội dung chính của bài học hay chủ đề đó. Chẳng hạn như với từ khóa là “ Mã di truyền” ta vẽ 3 nhánh cấp 1
- Bước 3. Vẽ nhánh cấp 2, 3… và hoàn thiện BĐTD
Các nhánh con cấp 2,3,…chính là các nhánh con của nhánh con trước nó ( hay nói rõ hơn nhánh con cấp 2, 3,… là các ý triển khai của nhánh trước đó.
- Học sinh sau khi vẽ xong có thể dùng một cái kẹp, cặp để giữ lại các BĐTD mà các em đã thiết lập để khi học đến phần sau hoặc trước các kỳ thi hoặc các năm sau, các em có thể mở ra xem rất nhanh các kiến thức mà có thể sau này mình quên hoặc nhớ chưa chính xác.
- Trong quá trình dạy học, GV có thể cho từ khóa (keyword), tên chủ đề hoặc hình vẽ, hình ảnh chủ đề chính cho vào vị trí trung tâm, chẳng hạn: quang hợp, tế bào, virut, quần thể, sinh trưởng, hướng động…, để học sinh có thể tự mình vẽ thêm hình ảnh và ghi kiến thức vào các nhánh “con”, “cháu”, “chắt” theo cách hiểu của các em. Luôn hướng cho HS có thói quen tư duy logic theo hình thức sơ đồ hóa trên BĐTD. Từ một vấn đề hay chủ đề chính đưa ra các ý lớn thứ nhất, ý lớn thứ hai, thứ ba…; mỗi ý nhỏ lại có các ý nhỏ hơn,…các nhánh có thể là đường thẳng hoặc đường cong (lưu ý : theo các kết quả nghiên cứu cho thấy đường cong giúp kích thích não và mắt tiếp cận tốt hơn).
* Một số chú ý khi vẽ BĐTD :
- Bắt đầu từ trung tâm với hình ảnh hay một cụm từ chủ đề. Tên chủ đề có thể là tên bài học, tên chương,…Dùng hình ảnh, hình vẽ ở trung tâm sẽ sẽ giúp ta tập trung được vào chủ đề và làm cho ta hưng phấn hơn.
- Sử dụng màu sắc, vì màu sắc cũng có tác dụng kích thích não như hình ảnh.
- Vẽ các nhánh chính (cấp 1) từ hình ảnh trung tâm, vẽ các nhánh cấp 2 từ các nhánh cấp 1,…bằng đường kẻ, đường cong với màu sắc khác nhau. Nhánh màu nào thì nên viết chữ cùng màu với nhánh để dễ phân biệt.
- Mỗi cụm từ hay hình ảnh, hình vẽ,…liên quan đến nhánh nào nên đứng độc lập và nằm gần đường cong của nhánh đó.
- Tạo ra một kiểu BĐTD riêng cho mình, theo sở thích của mình (kiểu đường kẻ, màu sắc, chữ viết…).
- Nên dùng các đường cong thay cho các đường thẳng vì các đường cong sẽ thu hút sự chú ý của mắt hơn và mắt cảm thấy dễ chịu hơn nhiều so với nhìn vào các đường thẳng.
- Bố trí thông tin đều quanh hình ảnh trung tâm.
- Chỉnh sửa, thêm bớt thông tin, thêm bớt nhánh, điều chỉnh sao cho hình thức đẹp, chữ viết rõ (trên phần mềm). Nếu vẽ trên giấy, bìa thì nên vẽ phác bằng bút chì trước để có thể tẩy, xóa, điều chỉnh được.
- Những điều cần tránh khi ghi chép : + Ghi lại nguyên cả đoạn văn dài.
+ Ghi chép quá nhiều ý không cần thiết. + Dành quá nhiều thời gian để ghi chép.
- Chỉ nên vẽ những hình ảnh có liên quan đến chủ đề kiến thức, tránh vẽ hoặc đưa vào những hình ảnh liên quan đến bài học làm mất nhiều thời gian vẽ viết và khi sử dụng lại phân tán sự tập trung.
- Khi thiết kế BĐTD cấn chọn lọc những ý cơ bản, kiến thức cần thiết, ví dụ minh họa dể có nhiều thông tin cho bài học. Thiết kế BĐTD của một bài học phải thể hiện được kiến thức trọng tâm, cơ bản cần chốt lại của bài học đó. Tránh khuynh hướng vẽ quá cầu kỳ những hình ảnh không cần thiết hoặc quá sơ sài không có thông tin (chỉ ghi các đề mục của bài học).
2.2.2. Các hình thức vẽ BĐTD
2.2.2.1. Thực hành vẽ BĐTD trên giấy, bìa, bảng phụ ( phụ lục) 2.2.2.2. Thiết kế BĐTD trên máy tính ( phụ lục)
( Phần mềm mà chúng tôi sử dụng để vẽ BĐTD trong khóa luận này là phần mềm Buzan’s iMindMap4
9
CHƯƠNG 3. SỬ DỤNG HỆ THỐNG BẢN ĐỒ TƯ DUY VÀO TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC
CHƯƠNG I, SINH HỌC 12 – THPT
3.1. Định hướng sử dụng hệ thống BĐTD vào dạy học3.1.1 Một số hoạt động dạy học chủ yếu trong một tiết học 3.1.1 Một số hoạt động dạy học chủ yếu trong một tiết học
* Hoạt động 1 : Lập BĐTD
Mở đầu bài học, GV có thể cho học sinh lập BĐTD theo nhóm với các gợi ý liên quan đến chủ đề kiến thức của bài học (GV có thể yêu cầu HS vẽ BĐTD trước ở nhà nếu bài học quá dài).
* Hoạt động 2 : Báo cáo, thuyết minh về BĐTD.
Cho một vài HS đại diện của các nhóm HS lên báo cáo, thuyết minh về BĐTD mà nhóm mình đã thiết lập. Hoạt động này vừa giúp GV biết rõ việc hiểu kiến thức của các em, vừa là cách rèn cho các em khả năng trình bày ý tưởng trước đông người, giúp các em tự tin hơn, mạnh dạn hơn, đây cũng là một trong những điểm cần rèn luyện của học sinh nước ta hiện nay.