9. Cấu trúc của luận văn
2.2. Phân tích cấu trúc chương 2: Tính quy luật của hiện tượng di truyền
Thực chất của hiện tượng DT là truyền lại vật chất DT từ thế hệ này sang thế hệ khác. Vật chất di truyền trong tế bào tồn tại trong nhân và tế bào chất. Vật chất di truyền trong nhân và ở tế bào chất được truyền lại cho thế hệ sau theo quy luật khác nhau. Đầu tiên HS tiếp xúc với hiện tượng di truyền qua nhân sau đến di truyền qua tế bào chất. Trong di truyền qua nhân, HS được nghiên cứu sự di truyền các tính trạng đơn gen rồi đến tính trạng đa gen, nghiên cứu sự di truyền các tính trạng do gen trên NST thường quy định đến sự di truyền các tính trạng do gen nằm trên NST giới tính quy định. Trong đó đề cập sự di truyền các tính trạng do các gen nằm trên các cặp NST khác nhau quy định đến sự di truyền các tính trạng do các gen cùng nằm trên một cặp NST quy định… Trong mỗi hiện tượng di truyền, HS được nghiên cứu thí nghiệm, xác định nguyên nhân dẫn tới kết quả thí nghiệm và rút ra tính quy luật của hiện tượng di truyền.
Như vậy nội dung chương này xác định quân hệ giữa sự vận động của vật chất di truyềnvới xu thế biểu hiện tính trạng qua các thế hệ. Tính quy luật của các hiện tượng di truyền bị chi phối bởi quy luật tất yếu trong sự vận động, trong sự tương tác lẫn nhau giữa các cấu trúc của vật chất di truyền. Đó là sự tự nhân đôi của ADN, sự tự nhân đôi, sự phân li tổ hợp của NST dẫn tới sự phân li tổ hợp của các gen trên NST, sự tương tác giữa các gen alen, giữa các gen không alen với nhau và sự tương tác giữa kiểu gen với môi trường. Do đó HS phải phân tích, tổng hợp, KQH mới có thể vận dụng kiến thức đã được học ở chương 1 làm cơ sở để hiểu mối quan hệ nhân quả đã chi phối tính quy luật tất yếu của những hiện tượng di truyền và biến di trong chương 2.
Ở cấp độ phân tử, sự vận động của ADN có liên quan chặt chẽ đối với các hiện tượng di truyền và biến dị:
GenF giống P PM mARNF DM prôtêin F phát sinh Tính trạng ởF hình thái giống P
Gen P PM mARNP DM prôtêin P phát sinh Tính trạng ở P hình thái
GenF khác P PM mARNF DM prôtêin F phát sinh Tính trạng ở F
hình thái khác P
Như vậy. thông tin di truyền trên ADN được truyền chính xác qua các thế hệ nhờ khả năng tự nhân đôi của ADN. Sau đó nhờ cơ chế phiên mã dịch mã và phát sinh hình thái, thông tin di truyền trên ADN được biểu hiện thành tính trạng đặc thù của cơ thể và mang tính di truyền. Mặt khác, gen quy định tính trạng thông qua nhiều giai đoạn, mỗi giai đoạn đều chịu chi phối của môi trường trong và ngoài cơ thể, nếu quá trình tự nhân đôi của ADN không chính xác thì đột biến gen sẽ xảy ra làm phát sinh hiện tượng biến dị.
Xét ở cấp độ tế bào, hoạt động của gen nằm trong nhân gắn liền với sự vận động của NST từ đó chi phối hệ thống di truyền và biến dị qua nhân:
Hiện tượng DT Hiện tượng biến dị Tự nhân đôi
A AB AB A Aa Aa a aB aB Bb B a Bb B b Ab Ab ab ab b P(2n) giao tử (n) giao tử n P(2n) thụ tinh F1(2n)
Qua sơ đồ ta thấy rõ ràng sự phân li đồng đều của 2 NST trong từng cặp tương đồng, sự phân li độc lập tổ hợp tự do của các cặp NST trong quá trình giảm phân, sự tổ hợp của NSt trong thụ tinh đã đảm bảo duy trì ổn định bộ NST đặc trưng của loài qua các thế hệ. Đồng thời sự vận động của NST đã kéo theo sự vận động của các gen trên một cặp NST, các gen trên các cặp NST khác nhau từ đó quyết định tính quy luật của các hiện tượng di truyền. Cụ thể:
- Sự phân li đồng đều của 2 NST trong từng cặp NST tương đồng dẫn tới sự phân li đồng đều của 2 alen trong từng cặp gen biểu hiện ở quy luật phân li. Trong tế bào NST tồn tại thành từng cặp Mỗi NST trong cặp phân li đồng đều, các cặp NST phân li độc lập, tổ hợp tự do trong giảm phân tạo nhiều loại giao tử.
- Khôi phục lại bộ NST lưỡng bội 2n.
-Sự tổ hợp ngẫu nhiên của các loại giao tử đực và cái đã tạo nên nhiều loại hợp tử.
- Sự phân li độc lập tổ hợp tự do của các cặp NST trong giảm phân thụ tinh dẫn tới sự vận động của các cặp gen trong các cặp NST khác nhau dẫn tới quy luật phân li độc lập.
- Các gen phân bố trên 1 NST thì phân li tổ hợp cùng nhau tạo hiện tượng di truyền liên kết. Trong giảm phân, có hiện tượng trao đổi đoạn tương ứng của các cặp NST tương đồng kép dẫn tới quy luật hoán vị gen.
- Sự tồn tại của cặp NST giới tính khác nhau ở giới đực và giới cái, sự phân bố gen không tương đồng trên NST giới tính X và NST Y dẫn tới hiện tượng di truyền liên kết giới tính.
Mặt khác trong quá trình hình thành tính trạng, các ở gen thuộc 1 lôcut hay giữa các lôcut khác nhau lại tác động qua lại với nhau và với môi trường để hình thành tính trạng, biểu hiện ở quy luật tương tác gen, tính đa hiệu của gen, hiện tượng thường biến.
Đồng thời gen quy định tính trạng không chỉ nằm trong nhân trên NST mà còn nằm ở tế bào chất, sự phân li không đồng đều của gen ở tế bào chất đã dẫn tới hiện tượng di truyền ngoài NST di truyền theo dòng mẹ.
DT giới tính DT liên kết với giới tính Gen trên NST X Gen trên NST Y DT đa hiệu Tương tác bổ sung. QL hoán vị gen QL liên kết gen QL phân li độc lập Tác động cộng gộp. Trội hoàn toàn Trội không hoàn toàn Đồng trội ( 1 gen có QL tương tác gen không alen Tương tác gen alen DT chéo QL phân li
Mỗi cặp gen trên 1 cặp NST
2 hay nhiều cặp gen trên 1 cặp NST
Gen ở tế bào chất
Gen trên NST thường Gen trên NST giới tính
DT theo dòng mẹ Gen trong nhân
Gen trong tế bào –QLDT
1 gen quy định 1 tính trạng 1 gen quy định nhiều tính trạng DT thẳng nhiều gen quy định 1 tính trạng
Như vậy, rõ ràng tính quy luật của các hiện tượng di truyền có liên quan chặt chẽ theo quan hệ nhân quả với vị trí của gen trong tế bào với sự vận động của ADN, của NST. Không những thế, các quy luật sinh học nói chung, các quy luật di truyền nói riêng không giống như các quy luật động lực học, trong đó mối quan hệ nhân – quả biểu hiện đơn trị, còn các quy luật sinh học trong đó mối qua hệ nhân – quả biểu hiện đa trị, có nghĩa là có thể nhiều nhân cho một quả hoặc một nhân cho nhiều quả khác nhau. Do đó, thuật ngữ quy luật trong sinh học phải được hiểu với nghĩa diễn đạt một khuynh hướng chung hơn là một sự ổn định tuyệt đối. Rõ ràng đây là một vấn đề rất trừu tượng, có tính khái quát rất cao.
Điều cần bàn tới ở đây là, việc sử dụng biện pháp dạy học của người GV vì nếu người GV sử dụng biện pháp dạy học phù hợp sẽ giúp HS có thể tìm ra mối liên hệ giữa kiến thức đã học với kiến thức của chương và vận dụng nó để giải thích cơ sở tế bào học của tính quy luật về các hiện tượng di truyền, khi đó các em sẽ hiểu sâu sắc kiến thức hơn và vấn đề vốn trừu tượng khó hiểu lại trở lên cụ thể dễ hiểu.
Qua phân tích cấu trúc của chương, kết hợp với điều tra thực tiễn quá trình giảng dạy, chúng tôi mạnh dạn đề xuất biện pháp khái quát hóa hình thành kiến thức như sau:
2.3. Biện pháp hướng dẫn HS KQH trong dạy học chương 2, phần năm sinh học 12 THPT
2.3.1. Quy trình chung
2.3.1.2. Giải thích các bước trong quy trình
Bước 1: Xác định nhiệm vụ nhận thức.
Ở bước này, GV tạo tâm lí sẵn sàng tìm hiểu điểm chung của các đối tượng một cách hào hứng, tự giác bằng nhiều cách khác nhau như: tạo tình huống có vấn đề, hoặc ra bài toàn nhận thức, trong đó chứa đựng mâu thuẫn giữa điều đã biết và điều cần tìm. Vấn đề đưa ra càng gần với thực tiễn đời sống, thực tiễn sản xuất, càng có sức hút và kích thích suy nghĩ của HS. Cũng có thể GV gợi ý sơ bộ ý nghĩa thực tiễn hay lý luận của vấn đề sắp nghiên cứu, sau đó đặt câu hỏi để HS xác định mục tiêu nghiên cứu mà GV giao.
Bước 2: Phân tích, tổng hợp các thông tin từ kết quả thí nghiệm.
Từ nhiệm vụ đã giao ở bước 1, GV hướng dẫn HS phân tích các thông Bước 5 KQH phát biểu về tính quy luật của hiện tượng di truyền.
Phân tích, tổng hợp các thông tin từ kết quả thí nghiệm.
Bước 2
Bước 3 Xác định cơ chế vận động của vật chất di truyềntrong thí nghiệm .
Bước 4 KQH về quan hệ giữa vận động của vật chất di truyền và sự biểu hiện của tính trạng trong thí nghiệm.
Bước 3: Xác định cơ chế vận động của vật chất di truyền trong thí
nghiệm.
Từ dấu hiệu chung đã tổng hợp được ở bước 3, GV hướng dẫn HS vận dụng kiến thức đã được học tìm ra cơ chế vận động của vật chất di truyền để giải thích kết quả thí nghiệm.
Bước 4: KQH về quan hệ giữa vận động của vật chất di truyền và sự biểu hiện của tính trạng trong thí nghiệm.
Dựa trên kết quả đã có ở bước 4, GV hướng dẫn HS phát xu hướng biểu hiện tính quy luật của hiện tượng di truyền.
Bước 5: KQH phát hiện về tính quy luật của hiện tượng di truyền.
2.3.2. Một số biện pháp sử dụng phối hợp trong thực hiện quy trình KQH
2.3.2.1. Sử dụng câu hỏi để KQH thành kết luận
Câu hỏi sử dụng trong dạy học khác với câu hỏi trong đời sống xã hội ở chỗ, GV không phải là hỏi điều mình chưa biết để nhận thức mà những câu hỏi GV đặt ra trong quá trình dạy học là những điều GV đã biết. GV đưa ra câu hỏi là để kiểm tra kiến thức, kĩ năng của HS hoặc đưa câu hỏi để kích thích khả năng tư duy của HS, hướng HS tư duy, khám phá những điều HS chưa biết. Hỏi là để định hướng HS nhận thức kiến thức, rèn luyện kĩ năng cho HS. Như vậy câu hỏi là:
- Phương tiện trong học tập để mã hóa nội dung học tập, biến những nội dung được mô tả thành những điều kiện đã biết và điều kiện cần biết.
- Tạo động cơ thúc đẩy quá trình học tập và nghiên cứu của HS.
Trong quy trình KQH câu hỏi được vận dụng vào bước 1để nêu nhiệm vụ nhận thức, bước 2 để định hướng phân tích tổng hợp kiến thức của HS, vào bước 3 để gợi nhớ kiến thức đã học ở HS, vào bước 4, bước 5 để giúp HS khái quát tìm ra tính quy luật của các hiện tượng di truyền.
- Tuy nhiên, dù đặt câu hỏi ở mức độ nào thì việc khái quát hóa rút ra một kết luận cũng chỉ nên đặt một số câu hỏi then chốt nhằm vào mục đích
nhận thức nhất định, câu hỏi phải khớp phải phù hợp với mục tiêu của từng bước trong quy trình KQH. Ví dụ: Để HS KQH phát biểu tính quy luât của hiện tượng tương tác gen Gv đặt câu hỏi: Phát biểu khái niệm và nêu các dạng tương tác gen. Tính quy luật của tương tác gen biểu hiện như thế nào?
2.3.2.2. Sử dụng bài tập để KQH thành kết luận
Bài tập và lời giải của bài tập chính là nguồn chi thức mới cho HS. Bài tập là phương tiện để rèn luyện và phát triển năng lực tư duy: rèn luyện những thao tác trí tuệ, hình thành kĩ năng, kĩ xảo cho HS. Khi giải bài tập người học phải phân tích, các định mối quan hệ, so sánh, đối chiếu những điều đã cho và những điều cần tìm, đòi hỏi người học phải suy luận logic do đó tư duy được phát triển. Cũng qua việc tìm lời giải mà lôi cuốn, thu hút người học vào thực hiện nhiệm vụ nhận thức do đó người học luôn cố gắng, tích cực, tự lực, sáng tạo. qua giải bài tập mà người dạy kiểm tra được kĩ năng vận dụng của người học, đồng thời người học cũng có thể tự kiểm tra kĩ năng và kết quả học tập của bản thân.
- Trong quy trình KQH hình thành kiến thức tính quy luật của các hiện tượng di truyền, người GV có thể vận dụng các bài toán lai để nêu nhiệm vụ nhận thức định hướng phân tích tổng hợp từ đó giúp HS KQH rút ra tính quy luật của hiện tượng di truyền nghiên cứu, hay KQH phương pháp giải một dạng bài tập hoặc củng cố khắc sâu kiến thức cho HS. Ví dụ: Để HS phát hiện được tính quy luật của hiện tượng liên kết gen, GV sử dụng bài tập: Giả thiết, ở một loài động vật, xét 2 cặp gen Aa, Bb nằm trên hai cặp NST tương đồng khác nhau quy định 2 tính trạng màu sắc thân và kích thước cánh. Cho con đực F1 dị hợp 2 cặp alen lai phân tích. Viết sơ đồ lai xác định KG, KH ở FB. Chỉ ra điểm giống và khác trong sự di truyền của các tính trạng trong bài tập trên với kết quả phép lai thuộc mục I trong SGK trang 46?
2.3.2.3. Sử dụng phiếu học tập phối hợp hoạt động nhóm để KQH hình thành kết luận
hướng dẫn, chỉ đạo hoạt động học tập của HS. Mọi HS trong lớp đều được tham gia hoạt động học tập một cách tự nguyện tích cực, không còn thụ động nghe giảng và chờ GV đọc cho chép nữa. Như vậy tất cả HS sẽ được rèn kĩ năng độc lập nghiên cứu tài liệu hay kĩ năng làm việc theo nhóm để hoàn thành yêu cầu được nêu trong phiếu học tập, nghĩa là kĩ năng hoạt động của HS được bộc lộ. Từ đó GV có thể điều chỉnh uốn nắn tạo điều kiện để HS phát huy khả năng vốn có của mình. Đồng thời khi sử dụng phiếu học tập, GV sẽ sớm nhận được kết quả phản hổi do đó GV có thể kiểm soát, đánh giá được trình độ nắm vứng kiến thức cũ của HS đến đâu, khả năng nhận thức của HS ở mức độ nào, khả năng vận dụng và liên hệ kiến thức vào thực tế ra sao, từ đó GV kịp thời điều chỉnh cho phù hợp với từng đối tượng do đó hiệu quả học tập được nâng lên.
- Đối với HS: Khi tham gia hoạt động nhóm thực hiện nhiệm vụ được giao trong phiếu học tập, các em có sự chủ động trong tư duy, tập trung cao độ với các thao tác, kĩ năng tư duy . HS có thể tự đánh giá được hoạt động của bản thân, của nhóm mình và các nhóm bạn, từ đó HS có ý thức tự điều chỉnh hoạt động của mình, tạo được tính tự giác, tích cực, hứng thú học tập, đồng thời kích thích phát triển kĩ năng giao tiếp, kĩ năng diễn đạt kết quả thu được, rèn luyện năng lực hợp tác nhóm ở HS.
- Như vậy việc sử dụng phiếu học tập kết hợp tổ với chức hoạt động nhóm trong quy trình KQH, người GV có thể giúp HS định hướng nhiệm vụ nhanh hơn, có thể so sánh với kết quả của nhóm bạn, từ đó có được sự nhìn nhận tổng quát hơn về tính quy luật của hiện tượng di truyền nghiên cứu.