(SKKN 2022) sử dụng sơ đồ tư duy để giải các dạng bài tập nguyên phân trong chương trình sinh học lớp 10

Trong quá trình giảng dạy tôi nhận thấy học sinh nắm được lý thuyết nhưng khi vận dụng vào làm bài tập đặc biệt là phần bài tập về nguyên phân giảm phân thì còn nhiều hạn chế.. V

1 MỞ ĐẦU 1.1 Lí do chọn đề tài

Nước ta đang bước vào giai đoạn công nghệ số cần có những con người mới không chỉ nắm vững các kiến thức mà còn biết vận dụng lý thuyết đó vào thực tiễn, có kỹ năng thực hành thành thạo Vì thế nhiệm vụ đặt ra cho giáo dục là phải giúp học sinh phát triển một cách toàn diện, lý thuyết phải đi đôi với thực hành Muốn vậy bên cạnh việc đổi mới và hoàn thiện chương trình thì cần có sự điều chỉnh thích hợp trong phương pháp giảng dạy Từ đó mỗi giáo viên đứng lớp cần chủ động tìm tòi cho mình một phương pháp lên lớp phù hợp nhằm phát huy cao nhất tính chủ động sáng tạo của học sinh

Chương trình sinh học 10 có rất nhiều kiến thức mới và khó, đòi hỏi học sinh phải được luyện tập nhiều mà thời lượng cho chương trình lại quá ít Trong quá trình giảng dạy tôi nhận thấy học sinh nắm được lý thuyết nhưng khi vận dụng vào làm bài tập đặc biệt là phần bài tập về nguyên phân giảm phân thì còn nhiều hạn chế Việc giúp học sinh có một phương pháp để giải bài tập phần nguyên phân trong chương trình sinh học lớp

10 là hết sức cần thiết

Từ suy nghĩ đó cùng với sự giúp đỡ của đồng nghiệp tôi đã

có một sáng kiến nhỏ trong việc giải các bài toán liên quan đến nguyên phân trong chương trình sinh học lớp 10 áp dụng cho tiết bài tập và bồi dưỡng học sinh giỏi bước đầu đã mang lại hiệu quả, giúp học sinh hiểu sâu bài hơn và vận dụng làm bài tập tốt hơn

1.2 Mục đích nghiên cứu

- Thông qua đề tài“Sử dụng sơ đồ tư duy để giải các dạng bài tập nguyên phân

trong chương trình sinh học lớp 10” tôi mong muốn:

- Chia sẻ kinh nghiệm dạy kiến thức nguyên phân để áp dông cho tiÕt bµi tËp trong chương trình sinh học lớp10, từ đó mong nhận được những đóng góp tích cực từ phía đồng nghiệp để đề tài được hoàn thiện hơn

- Đề tài như một tài liệu tham khảo giúp cho bản thân và đồng nghiệp dạy bồi dưỡng học sinh trong chương trình sinh học 10(hiện hành) một cách hiệu quả hơn

- Thể hiện sự nỗ lực của bản thân trong việc tìm tòi đổi mới phương pháp dạy học và kiểm tra đánh giá, từ đó góp phần vào công cuộc đổi mới toàn diện của ngành giáo dục

1.3 Đối tượng nghiên cứu

Đề tài áp dụng đối với học sinh lớp 10 trong giờ bài tập, bồi dưỡng học sinh giỏi

1.4 Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu tài liệu

- Dạy thực nghiệm trên lớp

- Điều tra hiệu quả của phương pháp qua các bài kiểm tra trắc nghiệm khách quan

1.5 Những điểm mới của SKKN

- Phân dạng chi tiết, có phương pháp giải cụ thể, có các ví dụ và bài tập tự giải giúp các em học sinh tiếp cận kiến thức một cách dễ dàng

- Với tính khả thi đã đạt được của đề tài qua quá trình áp dụng trong những năm qua, giúp học sinh hoàn thiện với các bài tập sát với đề thi học sinh giỏi và có phương pháp giải chi tiết các câu trắc nghiệm nhanh nhất

2 Nội dung sáng kiến kinh nghiệm.

2.1Cơ sở lí luận của sang kiến kinh nghiệm

- Kiến thức toán học xác suất thống kê

- Kiến thức Sinh học nguyên phân và một số dạng bài tập ứng dụng cụ thể:

- Xảy ra ở tế bào sinh dưỡng (tế bào xô ma); tế bào sinh dục sơ khai và hợp tử Là hình thức phân chia một tế bào mẹ thành hai tế bào con có bộ nhiễm sắc thể giống mẹ Gồm 2 giai đoạn: phân chia nhân và phân chia tế bào chất

a Phân chia nhân

Kì đầu Màng nhân và nhân con tiêu biến, thoi phân bào hình thành

NST kép dần co xoắn

Kì giữa NST kép co xoắn cực đại và dàn thành một hàng trên mặt phẳng

xích đạo của thoi phân bào

Kì sau Các sợi cromatit trên từng NST kép tách nhau ra trở thành NST

đơn và di chuyển về hai cực tế bào theo sự co rút của sợi tơ vô sắc

Kì cuối NST đơn dần dãn xoắn Màng nhân và nhân con hình thành, thoi

phân bào tiêu biến

b Phân chia tế bào chất

- Sau khi kì sau hoàn tất việc phân chia vật chất di truyền, tế bào chất bắt đầu

phân chia thành 2 tế bào con

- Ở tế bào động vật: hình thành eo thắt ở xích đạo của tế bào để chia tế bào mẹ

thành 2 tế bào con

- Ở tế bào thực vật: hình thành vách ngăn ở giữa tế bào để chia tế bào mẹ thành 2

tế bào con

Hình 2 Nguyên phân ở tế bào động vật

c Ý nghĩa của nguyên phân

Nguyên phân là cơ chế sinh sản ở cơ thể đơn bào nhân thực Nguyên phân giúp tái sinh các mô và cơ quan bị tổn thương, giúp cơ thể sinh trưởng và phát triển, là cơ sở cho quá trình sinh sản sinh dưỡng ở các sinh vật có sinh sản sinh dưỡng Ứng dụng điều này trong nuôi cấy mô, tế bào, thực hiện giâm, chiết, ghép đạt hiệu quả

2.2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sang kiến kinh nghiệm

Quá trình nguyên phân cũng như giảm phân đều xảy ra ở cấp độ tế bào, tức là mức độ hiển vi Nên việc quan sát rất khó, học sinh rất khó tưởng tượng nếu như chúng ta không áp dụng phương pháp dạy học đúng, kể cả khi sử dụng mô hình Với nội dung trong SGK một tiết học giáo viên không thể đưa các dạng bài tập giúp học sinh vận dụng kiến thức được Mặt khác kiến thức về nguyên phân là khó và trừu tượng nên học sinh lúng túng khi giải các bài tập nguyên phân, đặc biệt là trong các kỳ thi học sinh giỏi các cấp

2.3 Giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề.

Từ SGK sinh học lớp 10 và tài liệu tham khảo tôi đã soạn thành một giáo án để dạy tiết bài tập về nguyên phân Trên cơ

sở học sinh đã học và nắm lý thuyết, thông qua tiết bài tập ở lớp tôi đã hướng dẫn học sinh xây dựng các công thức bằng phương pháp vấn đáp thông qua sơ đồ hoá, từ đó vận dụng giải một số dạng bài tập về nguyên phân

GV: Đưa sơ đồ mô tả quá

trình nguyên phân (NP) của

1 tế bào sau:

Lần3

Lần2

Lần1

Dạng 1: Tính số tế bào con sau quá trình nguyên phân.

* Nếu số lần nguyên phân của các tế bào mẹ đều bằng nhau:

 TBcona.2x

a: Số tế bào mẹ ban đầu

1 lần (NP) 2 tế

bào(TB) = 21

2 lần NP 4 TB

= 22

3 lần NP 8 TB

= 23

Gv:Vậy nếu có x lần NP thì

sẽ tạo ra bao nhiêu tế bào?

HS: 2x

Gv: Vậy có a TB cùng tham

gia NP thì sẽ có bao nhiêu

tế bào?

HS: a.2x

GV: Lấy ví dụ.

Gv: Một tế bào NP x1 lần sẽ

tạo ra 2x1

tế bào, Nêú tế

x: Số lần nguyên phân của các tế bào

(a, x N*)

Ví dụ: Có 3 tế bào cùng một

loài nguyên phân số đợt bằng nhau, cần môi trường cung cấp

900 NST đơn Số NST chứa trong các tế bào con sinh ra vào đợt nguyên phân cuối cùng bằng 960 Tính số tế bào con sinh ra?

Giải Gọi: x là số lần NP của mỗi tế bào (xN*)

2n là bộ NST lưỡng bội của loài

Theo bài ra ta có hệ phương trình

3.2x.2n = 960 (1) 3( 2x - 1) 2n = 900 (2)

Lấy (1) trừ (2) ta được 2n = 20 Thay 2n = 20 vào (1) suy ra x

= 4 vậy mỗi tế bào đã nguyên phân liên tiếp 4 lần => Số tế bào con sinh ra là 3 24 = 48 tế bào

bào khác NP x2 lần sẽ tạo ra

số tế bào con là bao nhiêu?

Hs: 2x2

Gv: Với a tế bào có số lần

NP lần lượt là x1, x2, x3 xa

Vậy tổng số tế bào con tạo

ra là?

Hs: 2x1 2x2 2x3 2x a.









GV: Lấy ví dụ.

GV: Cho HS quan sát lại sơ

đồ trên

GV: Một TB nguyên phân x

lần thì có bao nhiêu tế bào

* Nếu số lần NP của các tế bào mẹ không bằng nhau.

Giả sử a tế bào có số lần NP lần lượt là:

x1, x2, x3 xa

Ta có: TBcon2x1 2x2 2x3  2x a.

Ví dụ: Ba tế bào A,B,C có tổng

số lần NP là 8 và đã tạo ra 24

tế bào con Biết số lần NP của

tế bào B gấp đôi số lần NP của

tế bào A Tìm số lần NP và số

tế bào con tạo ra từ mỗi tế bào A,B,C

Giải:

Gọi x1, x2, x3 lần lượt là số lần

NP của mỗi tế bào A,B,C.( x1,

x2, x3

*

N

Theo bài ra:

x2 = 2x1

x3 = 8 – 3x1

Tổng số tế bào con(S) được tạo ra:

S = 2 1 2 2 1 2 8 1 24





 x x

x

Ta thấy x1 = 2 là phù hợp

Vậy: Tế bào A nguyên phân 2 lần tạo ra 4 tế bào con

Tế bào B nguyên phân 2.2 = 4 lần tạo ra 24 = 16 tế bào con

Tế bào C nguyên phân : 8 – 3.2

xuất hiện trước khi NP mà

môi trường nội bào không

phải cung cấp nguyên liệu

để tạo ra NST?

HS: Mỗi tế bào chứa 2n

NST, và có 1 tế bào ban đầu

môi trường không phải cung

cấp nguyên liệu cho quá

trình NP

GV: Như vậy tổng số tế bào

con tạo ra có một tế bào

ban đầu môi trường không

cung cấp nguyên liệu Vậy

nếu có a TB cùng tham gia

NP thì môi trường phải cung

cấp nguyên liệu là bao

nhiêu?

HS: a.(2x - 1).2n

Gv: lấy ví dụ.

= 2 lần, tạo ra 22 = 4 tế bào con

Dạng 2: Tính số NST môi trường cung cấp, số tế bào con được tạo thêm

*Số NST môi trường cung cấp cho quá trình nguyên phân.

* Số NST tương đương với số nguyên liệu môi trường cung cấp.

  2 2x  1

mt a n NST

a: Số tế bào mẹ ban đầu x: Số lần NP của tế bào 2n: Bộ NST của loài

*Số NST mới hoàn toàn có trong các tế bào do môi trường cung cấp:

mt a n NST

Ví dụ:

Có 8 tế bào của một loài nguyên phân một số lần bằng nhau và đã sử dụng của môi trường nội bào nguyên liệu tương đương 960 NST đơn Trong các tế bào con được tạo thành, số NST hoàn toàn mới được tạo ra từ nguyên liệu môi

GV: Yêu cầu HS nhắc lại

kiến thức lý thuyết về chu

kì tế bào?

Nếu tốc độ của các lần NP

liên tiếp không đổi, một tề

bào NP x lần, thì thời gian

nguyên phân là?

Hs: Thời gian của 1 lần NP

nhân với số lần nguyên

phân

GV: Nếu tốc độ NP liên tiếp

không bằng nhau, thì có 2

trường hợp xảy ra Trong

các trường hợp đó tạo

thành một dãy số cộng: U1

+ U2 + + Ux

GV: Thế có bao nhiêu cặp

cộng bằng nhau?

Hs: 2

x

cặp cộng bằng nhau

trường là 896

a Xác định tên loài?

b Tính số lần NP của mỗi tế bào

Giải:

a Gọi x là số lần NP của mỗi tế bào và 2n là bộ NST của loài.Theo bài ra ta có:

( 2x - 1).8.2n = 960

( 2x – 2 ).8.2n = 896

 2n = 8 là bộ NST lưỡng bội của ruồi giấm

b Số lần NP của mỗi tế bào ( 2x - 1).8.2n = 960

( 2x - 1).64 = 960

 2x = 16  x = 4

Vậy mỗi tế bào NP 4 lần

Dạng 3: Tính thời gian nguyên phân.

Nếu tốc độ của các lần

NP liên tiếp không đổi, một

tế bào NP x lần liên tiếp ta có:

Thời gian nguyên phân(TGNP)

= Thời gian của một lần NP x

2 Nếu tốc độ của các lần

GV: Như vậy U U x

x

2

(1), ta đi tìm Ux dựa vào sự

chênh lệch thời gian giữa 2

lần nguyên phân liền kề

nhau – d: là hiệu số thời

gian giữa lần nguyên phân

sau với lần nguyên phân

liền trước nó:

Ta có:

d1 = U2 – U1

d2 = U3 – U2

d3 = U4 – U3

dx – 1 = Ux – Ux – 1

( x- 1)d = Ux – U1

 Ux = U1 + ( x – 1 )d

(2) thay vào ( 1) ta có:

 U x d

x



GV: Lấy ví dụ.

nguyên phân liên tiếp không bằng nhau.

- Nếu tốc độ nguyên phân giảm dần đều thì thời gian nguyên phân tăng dần đều

- Nếu tốc độ nguyên phân tăng dần đều thì thời gian nguyên phân giảm dần đều

Trong 2 trường hợp trên thời gian của các lần nguyên phân lập thành một dãy số cộng

Nếu gọi x là số lần nguyên phân ; U1, U2 , Ux lần lượt là thời gian nguyên phân của lần thứ 1, 2, , x, thì thời gian của

cả quá trình nguyên phân là:

U U x

x

Gọi d là hiệu số thời gian giữa lần nguyên phân sau với lần nguyên phân liền trước nó:

Ta có: Ux = U1 + ( x– 1 )d

(2)

Thay (2) vào (1) ta được:

 U x d

x



Nếu d 0 tốc độ nguyên phân là giảm dần đều

Nếu d 0 tốc độ nguyên phân là tăng dần đều

GV: Cho HS phân tích đề bài

GV: Gợi ý cho HS về lập sơ

đồ tư duy

Ví dụ: Xét 3 hợp tử A,B,C cùng

một loài NP một số lần liên tiếp

đã sử dụng của môi trường nguyên liệu tương đương với

3358 NST đơn Biết số lần NP của A bằng 2 số lần NP của hợp

tử B, bằng 3 số lần NP của hợp

tử C

Số NST đơn chứa trong tất cả các tế bào con tạo ra từ 3 hợp

tử khi chưa nhân đôi là 3496

a Xác định tên loài?

b Xác định số lần NP của mỗi hợp tử A,B,C?

c TGNP đầu tiên ở mỗi hợp tử là 16 phút

Hợp tử A có tốc độ NP tăng dần đều

Hợp tử B có tốc độ NP giảm dần đều

Hợp tử C có tốc độ NP không đổi Tính thời gian của quá trình NP ở mỗi hợp tử A,B,C? Cho biết chênh lệch thời gian giữa 2 lần phân bào liên tiếp ở hợp tử A và B là 1,5 phút

Giải:

GV: Sử dụng sơ đồ tư duy

cho HS

3

2

1

GV: Yêu cầu HS quan sát sơ đồ cho biết: ở lần NP đầu tiên có mấy tế bào tham gia NP? Tương tự lần NP thứ 2,3, x?

HS: ở lần NP 1 có 1 tế bào

a Xác định tên loài

Tổng số NST có trong tất cả các tế bào con là 3496 trong

đó có 3358 NST lấy từ môi trường Do đó NST lưỡng bội của mỗi hợp tử là: 2n = ( 3496

- 3358) :3 = 46

 2n = 46 là bộ NST lưỡg bội của người

b Xác định số lần NP của mỗi hợp tử:

Gọi số lần NP của hợp tử A là x(xN*)

 Số lần NP của hợp tử B là 2

x

,

của hợp tử C là 3

x

Gọi S là số tế bào con được tạo

ra từ 3 hợp tử

3496 2

2

2  2  3  



x x x

S

Xét bảng:

x

2

2

3

2

Vậy với x = 6 là phù hợp

Số lần NP của hợp tử A = 6

tham gia nguyên

phân( TBTGNP ) = 1 = 21-1

ở lần NP thứ 2 có số

TBTGNP = 2 = 22-1

ở lần NP thứ 3 có số

TBTGNP = 4 = 23-1

ở lần NP thứ x có số

TBTGNP = 2x-1

GV: Như vậy nếu có a tế

bào mẹ ban đầu tham gia

NP thì ở x lần NP có số

TBTGNP = a.2x-1

GV: Tương tự số tế bào con

xuất hiện qua các lần NP sẽ

là:

Lần NP 1 có 2 TB con xuất

hiện = 21+1- 2

Lần NP 2 có 6 TB con xuất

hiện = 22+1- 2

Lần NP 3 có 14 TB con xuất

hiện = 23+1- 2

Lần NP x có số TB con xuất

hiện = 2x+1- 2

GV: Vậy với a tế bào mẹ

ban đầu tham gia NP thì

tổng số tế bào con xuất

hiện qua x lần NP là:

a.( 2 x+1 - 2)

Số lần NP của hợp tử B= 3

Số lần NP của hợp tử C = 2

- TGNP của hợp tử A: Do tốc độ

NP tăng dần đều nên d 0 áp dụng công thức ta có:

22.16 6 1 1,5  73,5

6









(phút)

- TGNP của hợp tử B:

22.16 3 1 1,5 52,5

6







(phút)

TGNP của hợp tử C: 16.2

= 32 (phút)

Dạng 4: Số tế bào tham gia

ở lần nguyên phân, số tế bào con xuất hiện qua các lần phân bào.

Gọi a là số tế bào mẹ ban đầu, x là số lẫn phân bào nguyên phân của mỗi tế bào.Ta có:

TB

tham gia nguyên phân = a 2x 1

TB

xuất hiện qua x

GV: Quá trình NP trải qua

những kỳ nào?

HS: Kể tên các kỳ

GV: Quá trình NP bắt đầu

tính từ kỳ nào và kết thúc ở

kỳ nào?

HS: Tính từ đầu kỳ trung

gian đến cuối kỳ cuối

GV: Lấy Ví dụ:

lần NP = .2 1 2





x

a

Ví dụ:

Có 4 tế bào sinh dưỡng của cùng một loài NP một số đợt bằng nhau qua quan sát diễn biến NST người ta thấy tổng số crômatit có trong tất cả các tế bào tham gia NP lần cuối cùng là 1024 và tổng số NST đơn có trong tổng số tế bào con được xuất hiện qua các lần NP là 1984

a Xác định tên loài?

b Số lần NP của mỗi tế bào?

c Số tế bào con được tạo ra do quá trình NP?