CHƢƠNG I : CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
2.1.2. Về nội dung
Nội dung chương này bao gồm những kiến thức về các khái niệm, kiến thức về cấu trúc của gen, ADN, NST và các kiến thức về cơ chế của hiện tượng di truyền và biến dị. Chương này cho thấy bản chất của hiện tượng di truyền và biến dị là sự vận động của các cấu trúc vật chất trong tế bào. Đó là những NST trong nhân, phân tử ADN trong NST và các gen trên ADN. Các cấu trúc này vận động theo những cơ chế xác định, tác động với nhau và với các cấu trúc khác trong tế bào và trong các mối quan hệ thống nhất và chính trong q trình vận động, tác động qua lại đó, chúng biểu hiện chức năng của chúng trong hệ thống di truyền, cấu trúc và chức năng là thống nhất bởi vì vận động là thuộc tính gắn liền với vật chất. Mạch nội dung trong chương này đi theo hướng sau:
- Bài 1 và bài 2: Cách thức tổ chức thông tin thành các đơn vị di truyền (gen), các đặc điểm của mã di truyền, cách thức truyền đạt thông tin di truyền từ tế bào này tế bào khác (q trình nhân đơi ADN), từ ADN tính trạng (phiên mã) và từ ARN prôtêin (dịch mã).
- Bài 3: Trình bày về q trình điều hịa hoạt động của gen ở sinh vật nhân sơ. Sự trao đổi chất liên tục giữa tế bào và môi trường là đặc điểm cơ bản của sự sống. Như vậy q trình điều hịa hoạt động của gen là điều chỉnh hoạt động của tế bào cho phù hợp với những biến đổi của mơi trường để có thể tồn tại thích hợp.
- Bài 4: Đột biến gen. Đây là những biến đổi trong cấu trúc của gen. Những đột biến này có thể chỉ biến đổi một Nuclêotit hoặc nhiều Nucleotit. Nếu một axitamin trong prơtêin bị sai thì chức năng sinh học của cả prơtêin có thể bị thay đổi.
- Bài 5 và bài 6: Đề cập cấu trúc của NST, các loại đột biến NST. Để các NST có thể xếp gọn vào nhân tế bào có kích thước nhỏ, các NST thường liên kết với
thì rút ngắn lại. Đột biến cấu trúc NST thực chất là sự sắp xếp lại cả khối gen (đảo đoạn) hoặc tăng liều lượng gen (lặp đoạn) hay giảm (mất đoạn) trên NST.
Các cơ chế của các hiện tượng di truyền đều được giải thích dựa trên quan điểm sinh học hiện đại.
2.2. Các dạng sơ đồ, bảng biểu đƣợc xây dựng cho phần kiến thức “Chƣơng 1: Cơ chế di truyền và biến dị” – Sinh học 12 THPT
2.2.1. Cơ sở để xác lập sơ đồ, bảng biểu
2.2.1.1. Dựa trên mục tiêu chung của nội dung chương trình Sinh học THPT.
Chương trình Sinh học THPT củng cố, bổ sung, nâng cao, hoàn thiện các tri thức Sinh học ở THCS, nhằm góp phần chuẩn bị cho HS tốt nghiệp THPT có đủ khả năng tiếp tục học lên các trường đại học, cao đẳng, trung học chuyên nghiệp, học nghề hoặc đi vào cuộc sống lao động. Học xong chương trình Sinh học ở THPT, HS cần đạt được:
Về kiến thức
- HS có những hiểu biết phổ thông, cơ bản, hiện đại, thực tiễn về các cấp tổ chức của sự sống, từ cấp phân tử, tế bào, cơ thể đến các cấp trên cơ thể như quần thể, lồi, quần xã, sinh quyển (nêu định nghĩa, trình bày được một số dấu hiệu đặc trưng để phân biệt các tổ chức sống cùng cấp, phân biệt các cấp tổ chức khác nhau, lí giải sự cân bằng và biến động của tổ chức sống).
- HS hiểu về các quá trình Sinh học cơ bản ở cấp độ tế bào và cơ thể như trao đổi chất và năng lượng, sinh trưởng và phát triển, cảm ứng và vận động, sinh sản và di truyền biến dị (hiểu bản chất của hiện tượng, giải thích cơ chế cảu q trình, nêu ảnh hưởng của môi trường, biết nguyên tắc ứng dụng vào thực tiễn).
- HS hình dung được sự phát triển liên tục của vật chất trên trái đất, từ vô cơ đến hữu cơ, từ sinh vật đơn giản đến sinh vật phức tạp, cho đến con người (nêu các bằng chứng tiến hóa, hiểu những điểm cơ bản trong quan niệm hiện nay về nguyên nhân, cơ chế, phương thức, chiều hướng tiến hóa).
- Nắm vững các kiến thức cơ bản nói trên là cơ sở để hiểu các biện pháp kĩ thuật trồng trọt chăn nuôi, chọn giống nhằm nâng cao năng suất các chủng vi sinh vật có ích, các giống vật nuôi cây trồng, hiểu các biện pháp chăm sóc sức khỏe, bảo vệ mơi trường, góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống, bảo đảm sự phát
Về kĩ năng
- Kĩ năng thực hành: Tiếp tục phát triển kĩ năng quan sát, thí nghiệm. HS được làm các tiêu bản hiển vi, tiến hành quan sát dưới kính lúp, kính hiển vi, biết bố trí một số thí nghiệm đơn giản để tìm hiểu nguyên nhân của một số hiện tượng quá trình Sinh học.
- Kĩ năng tư duy: Phát triển kĩ năng tư duy thực nghiệm – quy nạp, chú trọng
phát triển tư duy lí luận (phân tích, so sánh, tổng hợp, khái quát hóa – đặc biệt là kĩ năng nhận dạng, đặt ra và gải quyết các vấn đề gặp phải trong học tập và trong thực tiễn cuộc sống).
- Kĩ năng học tập: Phát triển kĩ năng học tập đặc biệt là tự học: Biết thu thập,
xử lí thơng tin, lập bảng, biểu, sơ đồ, đồ thị, làm việc cá nhân và làm việc theo nhóm, làm các báo cáo nhỏ, trình bày trước tổ, lớp.
- Phát triển kĩ năng làm việc tập thể: Thông qua dạy học Sinh học người học
được rèn luyện cách làm việc tập thể, biết cách lắng nghe, tôn trọng ý kiến người khác, để có thể cùng các thành viên trong tập thể giải quyết các vấn đề lớn, mà một cá nhân không giải quyết được.
Về thái độ
- Củng cố niềm tin vào khả năng của khoa học hiện đại trong việc nhận thức bản chất và tính quy luật của các hiện tượng sinh học.
- Có ý thức vận dụng các tri thức, kĩ năng học được vào cuộc sống, lao động, học tập.
- Xây dựng ý thức tự giác và thói quen bảo vệ thiên nhiên, bảo vệ mơi trường sống, có thái độ và hành vi đúng đắn đối với chính sách và đường lối của Đảng và Nhà nước về dân số, sức khỏe sinh sản, phòng chống HIV/AIDS, lạm dụng ma túy và các tệ nạn xã hội. [6; tr. 36]
2.2.1.2. Dựa trên mục tiêu riêng của chương Cơ chế di truyền và biến dị - Sinh học 12 THPT.
Về kiến thức
- Hiểu được các khái niệm về: Gen, gen phân mảnh, gen không phân mảnh, gen cấu trúc, mã di truyền, sự mã hóa bộ ba, bộ ba mã hóa, mã mở đầu, mã kết thức, mã
đột biến điểm, thể đột biến; Đột biến NST, đột biến cấu trúc NST, đột biến số lượng NST, đột biến lệch bội, đột biến đa bội, tự đa bội, đa bội chẵn, đa bội lẻ…
- Hiểu được kiến thức về cấu trúc của: Gen, ADN, gen không phân mảnh, gen phân mảnh, mơ hình ơpêrơn Lac, ARN, chuỗi polipeptit, protein, riboxom; NST, cấu trúc siêu hiển vi của NST, NST thường, NST giới tính.
- Hiểu được kiến thức về cơ chế của hiện tượng di truyền và biến dị: Cơ chế nhân đôi ADN, cơ chế phiên mã, dịch mã, cơ chế điều hòa hoạt động gen; cơ chế xuất hiện các dạng đột biến cấu trúc và số lượng NST.
Về kĩ năng
Rèn luyện kĩ năng: quan sát sơ đồ, so sánh, phân tích, tổng hợp, khái quát hóa…các loại kiến thức.
Rèn luyện kĩ năng: giải các dạng bài tập tự luận, trắc nghiệm về cơ chế di truyền, biến dị gồm: ADN và nhân đôi ADN, ARN và cơ chế phiên mã, protein và cơ chế dịch mã, các dạng bài tập về đột biến gen, đột biến NST.
Về thái độ
- Củng cố niềm tin vào khoa học hiện đại trong việc nhận thức bản chất của hiện tượng di truyền và biến dị.
- Vận dụng giải thích được cơ chế của hiện tượng di truyền, biến dị xuất hiện qua sinh sản ở cấp độ phân tử, cấp độ tế bào và vận dụng các hiểu biết đó vào thực tiễn sản xuất, vào y học và đời sống. [18; tr. 5]
2.2.2. Các loại sơ đồ, bảng biểu sử dụng trong dạy học Sinh học ở trường THPT
Trong dạy học Sinh học, tùy theo tiêu chí khác nhau có thể phân loại các dạng sơ đồ, bảng biểu khác nhau. Tuy nhiên có thể cùng một nội dung, một mục đích dạy học có thể diễn đạt bằng nhiều sơ đồ, bảng biểu khác nhau nên sự phân loại sơ đồ, bảng biểu chỉ có tính chất tương đối. Nhưng dựa trên đặc tính và chức năng của sơ đồ và theo mức độ hồn thiện của bảng biểu có thể nêu ra một số loại sơ đồ, bảng biểu sau:
2.2.2.1. Các loại sơ đồ sử dụng trong dạy học Sinh học ở trường THPT
Loại sơ đồ thể hiện cấu trúc nội dung bài giảng
Loại sơ đồ này thường được sử dụng để định hướng nội dung và trình tự thực hiện nội dung bài giảng hoặc dùng để củng cố nội dung bài giảng và tổng kết, ôn tập kiểm tra. Đồng thời nó cũng là một phương tiện – một hình ảnh giúp HS ghi nhớ và
Ví dụ: Sơ đồ hóa những kiến thức bài: “Gen, mã di truyền và q trình nhân đơi ADN” Sơ đồ 2.1: Những kiến thức bài: “Gen, mã di truyền và q trình nhân đơi ADN”
Loại sơ đồ thể hiện mối quan hệ Sinh học
Loại sơ đồ này thường dùng trong việc giải thích các hiện tượng sinh học có mối quan hệ nhân quả logic với nhau, theo sự suy diễn logic có tính chất bắc cầu: có
ADN Q trình nhân đơi ADN Gen Diễn biến Nguyên tắc - Bổ sung -Bán bảo tồn Khái niệm Là q trình nhân đôi tạo 2ADN giống như ban đầu
Mã di truyền Cấu trúc Khái niệm - Một đoạn của phân tử ADN - Mã hóa 1 chĩ polipeptit/1ARN Khái niệm Bộ ba Nu liên tiếp nhau mã hóa 1 aa/kết thúc Đặc điểm Tháo xoắn ADN nhờ enzim Tổng hợp ADN mới chiều 5’- 3’ Hai phân tử ADN mới được hình thành Vùng kết thúc Vùng mã hóa Vùng điều hịa -Vị trí: đầu 3’ mạch gốc - Đặc điểm: mang tín hiệu khởi đầu và kiểm sốt phiên mã -Vị trí: mang tín hiệu mã hóa aa -Vị trí: đầu 5’ mạch gốc - Đặc điểm: không phân mảnh (nhân sơ), phân mảnh (thực) - Đặc điểm: mang tín hiệu kết thúc phiên mã Đọc liên tục 1 chiều khơng gối lên nhau Tính phổ biến Tính đặc hiệu Tính thối hóa
Ví dụ: Biểu diễn mối quan hệ giữa vật chất di truyền – cơ chế di truyền và sự di
truyền các tính trạng. Vật chất di truyền có hai cấp độ: cấp độ phân tử và cấp độ tế bào. ADN là vật chất di truyền ở cấp độ phân tử, NST là vật chất di truyền ở cấp độ tế bào. Sơ đồ cho thấy, sự biểu hiện tính trạng của sinh vật, có mối liên hệ chặt chẽ, khơng thể tách rời giữa cơ sở vật chất và cơ chế di truyền ở cấp độ phân tử (ADN) và cấp độ tế bào (NST).
Sơ đồ 2.2: Biểu diễn mối quan hệ giữa vật chất di truyền – cơ chế di truyền và sự di truyền các tính trạng
Tự sao
Sao mã
Giải mã
Loại sơ đồ hệ thống hóa khái niệm
Loại sơ đồ này dùng để hệ thống hóa khái niệm một cách logic khoa học, nhằm giúp cho người học có thể củng cố và lĩnh hội kiến thức một cách dễ dàng, qua đó mở rộng hiểu biết về đối tượng sâu sắc hơn.
Vật chất di truyền
Cấp độ phân tử Cấp độ tế bào Cơ thể
ADN
Protein ARN
NST Nhân đơi, phân
Ví dụ:
Sơ đồ 2.3: Phân loại các dạng đột biến
2.2.2.2. Các loại bảng biểu sử dụng trong dạy học Sinh học ở trường THPT
Loại bảng biểu đầy đủ
Loại bảng này GV xây dựng, điền vào bảng và thể hiện nội dung rồi tự động giải thích nội dung của bảng. Ở mức độ này, hiệu quả dạy học của bảng biểu rất thấp, bởi bảng chỉ được sử dụng như một phương tiện truyền đạt thông tin của GV [23; tr. 41].
Ví dụ:
Bảng 2.2: Bảng so sánh về cấu trúc và chức năng của 3 loại ARN.
mARN tARN rARN
Cấu trúc - Mạch đơn, thẳng. - Đầu 5’ có trình tự Nu đặc hiệu để riboxom gắn vào - Mạch đơn có cấu trúc không gian phức tạp - Bộ ba đối mã (anticodon) đặc hiệu để nhận ra và bắt đôi bổ sung với codon tương ứng trên mARN.
- Đầu 3’ mang aa
1 mạch
polinucleotit nhưng cuộn lại, có liên kết bổ sung
Chức năng
- Truyền đạt thông tin di truyền ADN đến protein - mARN dùng làm khuôn để tổng hợp
- Vận chuyển aa đến riboxom
- Tham gia dịch mã trên mARN thành trình tự các aa
Tham gia cấu tạo riboxom
Đột biến
Đột biến NST
Đột biến cấu trúc NST Đột biến số lượng NST
Loại bảng biểu khuyết thiếu
Với loại bảng này, GV thiết kế điền trước một số cột, hàng còn lại một số cột hàng GV tổ chức cho HS nghiên cứu tài liệu rồi yêu cầu điền tiếp bảng khuyết thiếu sau đó hồn thành bảng. Loại bảng này giúp cho HS có thêm kỹ năng đọc tài liệu, kỹ năng khái qt hóa rút ra kết luận.
Ví dụ:
Bảng 2.3: Tìm hiểu cấu trúc chung của gen cấu trúc Các vùng Các vùng Nội dung Vùng điều hồ Vị trí Nằm ở đầu 3’ của mạch mã gốc của gen Đặc điểm
Mang thơng tin mã hóa các aa
- Sinh vật nhân sơ: có vùng mã hóa liên tục (gen khơng phân mảnh) - Sinh vật nhân thực: có vùng mã hóa khơng liên tục (gen phân mảnh). Xen kẽ các đoạn mã hóa aa (exon) là các đoạn khơng mã hóa aa (intron).
Mang tín hiệu kết thúc phiên mã. Loại bảng câm
Loại bảng này GV cho trước, tổ chức HS nghiên cứu tài liệu, yêu cầu HS giải mã để dịch bảng. HS nghiên cứu tài liệu, giải mã bảng, rút ra kết luận từ bảng.
Ví dụ:Yêu cầu thiết kế bảng biểu về nội dung cơ chế hoạt động của operon Lac khi
khơng có lactose và có lactose.
Bảng 2.4: Cơ chế hoạt động của operon Lac khi khơng có lactose và có lactose
STT 1 2
Loại bảng biểu bất hợp lí
Ví dụ: Bảng cho biết các bước của q trình nhân đơi ADN
Bảng 2.5: Các bƣớc của quá trình nhân đơi ADN Các bƣớc Nội dung 1.Tháo xoắn phân tử ADN 2.Tổng hợp các mạch ADN mới
3.Hai phân tử ADN đƣợc tạo thành
Diễn biến Kết quả
2.3. Nguyên tắc xây dựng sơ đồ, bảng biểu để dạy học kiến thức mới và ôn tập chƣơng
2.3.1. Nguyên tắc thống nhất giữa mục tiêu – nội dung – phương pháp dạy học
Thống nhất giữa mục tiêu – nội dung – phương pháp dạy học trong việc thiết kế và sử dụng sơ đồ, bảng biểu trong dạy học, người dạy phải trả lời được các câu hỏi sau:
- Người học phải đạt được những gì sau khi kết thức bài học (mục tiêu bài học)? - Xác định việc người học đã đạt mục tiêu đặt ra bằng cách nào?
- Phương pháp dạy học nào phù hợp với mục tiêu đặt ra và phù hợp với sơ đồ, bảng biểu được xây dựng?
- Trong quá trình tổ chức dạy học bằng sơ đồ, bảng biểu cần lựa chọn phối hợp những phương pháp dạy học nào?
- Nội dung kiến thức được thể hiện bằng sơ đồ, bảng biểu thuộc loại nào (nghiên cứu tài liệu mới hay hoàn thiện tri thức)? Kiến thức đó người học đã được học hay chưa biết?
2.3.2. Nguyên tắc thống nhất giữa toàn thể và bộ phận
Quán triệt tư tưởng tiếp cận cấu trúc – hệ thống trong quá trình dạy học, người dạy cần phải trả lời được các câu hỏi sau:
- Có bao nhiêu yếu tố thuộc hệ thống? Đó là những yếu tố nào? - Mối liên quan giữa các yếu tố trong hệ thống như thế nào?
- Xác định quy luật nào chi phối mối quan hệ của các yếu tố trong hệ thống? Một nội dung kiến thức có thể là bộ phận trong một nội dung kiến thức rộng