BÁO CÁO BIỆN PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG GIÁO DỤC - Tên biện pháp: “Nâng cao kĩ năng giải bài tập về ADN trong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi sinh 9” PH N I: LÝ DO HÌNH THÀNH BI N PHÁPẦN
Trang 1BÁO CÁO BIỆN PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG GIÁO DỤC
- Tên biện pháp: “Nâng cao kĩ năng giải bài tập về ADN trong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi sinh 9”
PH N I: LÝ DO HÌNH THÀNH BI N PHÁPẦN I: LÝ DO HÌNH THÀNH BIỆN PHÁP ỆN PHÁP
1.1 Bài t p v ADN.ập về ADN ề ADN
Bài tập về ADN (axit đêôxiribônuclêic) là dạng phần kiến thức khá điển hình và thườngđược đưa vào đề thi học sinh giỏi (HSG) môn sinh học lớp 9 Tuy phần này chiếm một lượng kiến thức không nhiều trong chương trình sinh học lớp 9, nhưng phần bài tập về ADN có nhiều cấp độ khác nhau, dạng kiến thức khác nhau và cũng đặt ra những đòi hỏi khác nhau đối với học sinh về kiến thức, kỹ năng, khả năng tư duy sáng tạo Đồng thời, trong các kỳ thi học sinh giỏi môn sinh học lớp 9 những năm gần đây, phần bài tập
về ADN đang đặt ra yêu cầu ngày càng cao đối với học sinh về việc nắm vững kiến thức lý thuyết, vận dụng kiến thức lý thuyết để xây dựng các công thức, hình thành kĩ năng giải nhiều dạng bài tập khác nhau về ADN
1.3 M c tiêu giáo d c.ục tiêu giáo dục ục tiêu giáo dục
Trong thời gian qua, việc đổi mới nội dung, phương pháp dạy học ở các trườngTHCS trên địa bàn tỉnh đang được đẩy mạnh và ngày càng đi vào chiều sâu Quá trình đổimới đó nhằm mục đích không ngừng nâng cao chất lượng dạy và học, đáp ứng yêu cầu
Trang 2hình thành và phát triển năng lực tư duy sáng tạo, kỹ năng thực hành cho học sinh, giúpcác em biết vận dụng tổng hợp kiến thức đã học vào thực tiễn cuộc sống Vì vậy, trong dạyhọc sinh học, vấn đề bồi dưỡng, nâng cao kỹ năng giải bài tập cho HSG ngày càng trở nêncần thiết.
Để góp phần nâng cao chất lượng dạy học môn sinh học cũng như chất lượng bồidưỡng HSG môn sinh học lớp 9, tôi lựa chọn nghiên cứu biện pháp: “Nâng cao kĩ năng
giải bài tập về ADN trong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi sinh học 9”
PH N II: N I DUNG BI N PHÁPẦN I: LÝ DO HÌNH THÀNH BIỆN PHÁP ỘI DUNG BIỆN PHÁP ỆN PHÁP
2.1 Th c tr ng d y h c và tính c p thi tực trạng dạy học và tính cấp thiết ạng dạy học và tính cấp thiết ạng dạy học và tính cấp thiết ọc sinh ấp thiết ết
1.1 Thực trạng công tác dạy học
1.1.1 Thuận lợi
- Là trường THCS xã biên giới nhưng vẫn luôn được sự quan tâm của các cấp lãnh đạo,luôn được sự chỉ đạo sát sao của phòng GD & ĐT, BGH nhà trường
- Nhà trường và chính quyền hai xã luôn cố gắng đáp ứng và ưu tiên cho giáo dục nên
bổ sung thiết bị, đồ dụng phục vụ cho việc dạy và học luôn được chú trọng
- Đội ngũ giáo viên nhà trường có trình độ chuyên môn vững vàng Tinh thần tự học và sáng tạo cao
- Đa số học sinh có chăm ngoan, có tinh thần tự học tốt
1.1.2 Khó khăn
- Kiến thức môn sinh phân bố ở 4 khối của THCS không đồng tâm
- Môn sinh học 9 cũng đòi hỏi học sinh có khả năng tư duy cao và tính toán tốt, trong khi đó đa số học sinh có năng lực tính toán và khả năng tư duy lại tập trung ở môn Toán, Lí, Hóa và Tiếng Anh Nên số lượng học sinh tham gia thi chọn và bồi dưỡng môn Sinh không cao
- Đa số phụ huynh học sinh mong muốn con tham gia đội tuyển học sinh giỏi toán, lí, hóa hoặc những môn liên quan đến thi vào cấp 3, nên ngại khi cho con tham gia bồi dưỡng HSG môn sinh
- Trường miền núi, biên giới của huyện nên đa số học sinh ở xa trường, công tác tập trung bồi dưỡng ngoài thời gian học chính khóa gặp rất nhiều khó khăn
Trang 3- Trong một đề thi học sinh giỏi các cấp không chỉ đòi hỏi học sinh giải được bài tập
mà còn yêu cầu cao về cách trình bày và tốc độ làm bài Do đó việc rèn cho học sinh kĩ năng giải bài tập là điều rất quan trọng
- Đối với trường THCS Sơn Kim thì nhiệm vụ giáo dục mũi nhọn là nhiệm vụ được đặt lên hàng đầu, nhưng tại thời điểm năm 2017-2018 kết quả thi chọn HSG ở các cấp vẫn chưa được cải thiện, điều đó thôi thúc tôi tìm ra những giải pháp mới có tính hiệu quả
và ứng dụng cao để đáp ứng nhu cầu đào tạo của nhà trường
2 Biện pháp: “Nâng cao kĩ năng giải bài tập về ADN”
Đa số học sinh khi sau khi học xong lý thuyết về ADN thì chưa thể làm bài tập phần này được hoặc chỉ là quá trình bắt chước theo mẫu, tuân thủ quá trình nhận thức chung Có đọc sách, đọc tài liệu, đọc sách tham khảo, lên mạng tìm hiểu, nhưng không biết cách đọc; không biết cách học bài cũ học khái niệm chóng quên; không biết giải các bài tập ở mức độ vận dụng thấp; biết giải nhưng không biết trình bày lời giải; ở mức độ vận dụng cao
Tôi triển khai hoạt động khảo sát về khả năng nắm bắt kiến thức, vận dụng kiến thức vào làm bài tập Sau đó, tôi thực hiện 12 tiết học, các hoạt động chủ yếu là hướng dẫn học sinh tự học Sau mỗi tiết học, tôi ghi lại quan sát của mình và nhìn lại quá trình dạy học để tìm cách cải thiện cho tiết dạy tiếp theo Từ đó, tôi đưa ra các biện pháp hình thành và rèn luyện kĩ năng cho học sinh như sau:
Trang 42.1 Biện pháp thứ nhất: Xây dựng kế hoạch dạy học cho phù hợp với chương trình và đối tượng học sinh
2.2 Biện pháp thứ hai: Làm rõ một số vấn đề lý thuyết trọng tâm.
2.3 Biện pháp thứ ba: Cùng với học sinh xây dựng hệ thống công thức liên quan.
2.4 Biện pháp thứ tư: Học sinh nắm vững 3 dạng bài liên quan đến: cấu trúc, quá trình nhân đôi của AND và các bài tập tổng hợp.
3 Thực nghiệm sư phạm
3.1 Biện pháp thứ nhất: Xây dựng kế hoạch dạy học (sẽ làm rõ ở biện pháp thứ 3) 3.2 Biện pháp thứ hai: Làm rõ một số vấn đề lý thuyết trọng tâm.
3.2.1 Cấu trúc của ADN
+ Cấu trúc hóa học của ADN
+ Cấu trúc không gian của ADN
+ Tính đặc trưng của ADN
+ Chức năng cơ bản của ADN
3.2.2 Hệ quả của NTBS:
3.2.3 Cơ chế và ý nghĩa tổng hợp ADN (cơ chế và ý nghĩa quá trình tự nhân đôi ADN)
3.3 Biện pháp thứ ba : Xây dựng hệ thống công thức liên quan (có quy ước kèm
theo khi sử dụng) : Yêu cầu học sinh biết dựa trên lý thuyết để xây dựng công thức, tránh học vẹt
* Tính số Nu của gen
- Xét trên 1 mạch nuclêôtit của gen
Gọi A1, T1, G1, X1 lần lượt là số nuclêôtit từng loại của mạch 1
A2, T2, G2, X2 lần lượt là số nuclêôtit từng loại của mạch 2
N là tổng số nuclêôtit của gen
Theo NTBS, ta có số nuclêôtit trên mỗi mạch của gen là
A1+ T1+ G1+ X1= A2+ T2+ G2+ X2 = N/2
A1 = T2, T1 = A2, X1 = G2, G1 = X2
- Xét trên cả 2 mạch nuclêôtit của gen
Trang 5Số lượng từng loại nu của gen : A = T = T1 + T2 = A1 + A2 = T1 + A1 = T2 + A2
- Số vòng xoắn và khối lượng của gen:
+ Số vòng xoắn của gen:
C = N/20 = L/34A 0 <-> N = C 20, L = C 34A 0
+ Khối lượng của gen:
Mỗi nuclêôtit có khối lượng trung bình là 300 đơn vị cacbon (đvc)
Gọi M là khối lượng của gen, ta có :
M = N 300 đvc < -> N = M : 300 đvc
- Tính số liên kết hoá trị giữa đường với axít trong gen:
Do đó tống số liên kết hoá trị của gen là:
* Tính số lượng nuclêôtit môi trường cung cấp cho gen nhân đôi
- Khi gen nhân đôi 1 lần:
2N – N = N
Trang 6Vậy khi gen nhân đôi 1 lần thì số lượng nuclêôtit môi trường cung cấp bằngchính số lượng nuclêôtit chứa trong gen đó.
- Khi gen nhân đôi nhiều lần:
Vậy 1 gen nhân đôi k lần tạo 2k gen con Tổng số nuclêôtit môi trường cung cấp:
N mt = (2k - 1) N
Amt = Tmt = (2k - 1) AgenGmt = Xmt = (2k - 1) Ggen
- Tính số liên kết H phá vỡ và được hình thành trong quá trình nhân đôi của gen, số liênkết hoá trị được hình thành
+ Tổng số liên kết H bị phá vỡ = ( 2k -1) H
Có 2k gen con được tạo ra nên:
+ Tổng số liên kết H hình thành = 2k H
+ Tổng số liên kết hoá trị hình thành = (2k -1) (N -2)
3.4 Biện pháp thứ tư : Học sinh nắm vững 3 dạng bài liên quan đến: cấu trúc, quá
trình nhân đôi của AND và các bài tập tổng hợp
3.4.1 Hướng dẫn học sinh làm 4 dạng bài tập liên quan đến cấu trúc của ADN Dạng 1 : Xác định trình tự các nucleotit trên 1 mạch của phân tử ADN.
- Đây là dạng dễ học sinh sẽ dựa vào nguyên tắc bổ sung và tìm ra được mạch còn lạicủa phân tử ADN nên giáo viên có thể yêu cầu học sinh làm nhanh nhưng đảm bảo tínhchặt chẽ trong trình bày
Dạng 2: Tính số nuclêôtit của gen
* Thí dụ:Trên mạch thứ nhất của gen có 10% a đênin và 450 guanin.
1.Tính tỷ lệ % và số lượng từng loại nuclêôtit trên mỗi mạch của gen
2.Tính tỷ lệ % và số lượng từng loại nuclêôtit của cả gen
Giải
1 Tỷ lệ % và số lượng từng loại nuclêôtit trên mỗi mạch của gen.
Theo đề bài và theo NTBS ta có:
A1 = T2 = 10%, T1 = A2 = 25%, X1 = G2 = 35%,
G1 = X2 = 450 nu = 100% - (10% + 25% + 35%) = 30%
Trang 7Số nuclêôtit trên 1 mạch của gen : 450 100 : 30 = 1500 nu.
Vậy tỷ lệ % và số lượng từng loại nuclêôtit của mỗi mạch của gen
Dạng 3:Tính chiều dài, số vòng xoắn và khối lượng của gen
* Thí dụ 1:Một gen có 90 chu kỳ xoắn và số nuclêôtit loại ađênin là 20% Mạch
1 của gen có A= 20% và T = 30% Mạch 2 của gen có G = 10% và X = 40% so với sốlượng nuclêôtit của một mạch
1 Tính chiều dài và khối lượng của gen nếu biết khối lượng trung bình của 1nuclêôtit là 300 đơn vị cácbon
2 Tính số lượng từng loại nuclêôtit của gen và của mỗi mạch gen
Giải
1 a- Chiều dài của gen:
Chiều dài của gen: L = C 34 A0 = 90 34 A0 = 3060 A0
Số lượng nuclêôtit của gen: N = C 20 = 90 20 = 1800 nu
b- Khối lượng của gen: M = N 300 đvc = 1800 300 = 540 000 đvc
2 a- Số lượng từng loại nuclêôtit của gen:
Theo đề bài ta có:
A = T = 20% = 20% 1800 = 360 nu
Trang 8G = X = ( 1800 : 2) – 360 = 540 nu
b- Số lượng từng loại nuclêôtit của mỗi mạch của gen
Theo đề bài và dựa vào NTBS ta có:
* Thí dụ 2:Một gen có khối lượng bằng 9.105 và có hiệu số giữa nuclêôtit loại
G với một loại nuclêôtit khác bằng 10% số nuclêôtit của gen
1 Tính chiều dài của gen
2 Tính tỷ lệ %và số lượng từng loại nuclêôtit của gen
Giải
1 Chiều dài của gen
1 nuclêôtit có KL 300 đvc -> N = 9 105 : 300 = 3000 nu
Chiều dài của gen: L = N/2 3,4 Ao = 3000/2 3,4 = 5100 Ao
2 Tỷ lệ và số lượng từng loại nuclêôtit của gen:
Theo đề bài và theo NTBS, ta có: G – A = 10%
Dạng 4: Tính số liên kết hoá học của gen
* Thí dụ:Một gen có chiều dài 0,408 micrômét Mạch thứ nhất của gen có 40% ađênin
gấp đôi số ađênin mạch thứ hai
1 Tính số liên kết hóa trị giữa đường và a xít trong gen
Trang 92 Tính số liên kết hyđrô của gen.
Giải
1 Số liên kết hoá trị của gen
Gọi N là số nuclêôtit của gen, ta có:
Thí dụ 1:Một gen tái sinh một số đợt đã sử dụng của môi trường 21000nuclêôtit,
trong đó loại ađênin chiếm 4200 Biết tổng số mạch đơn trong các gen được tạo thànhgấp 8 lần số mạch đơn của gen mẹ lúc đầu
1 Tính số lần tái sinh của gen
2 Tính số lượng và tỷ lệ % từng loại nuclêôtit của gen.
Giải
1 Số lần tái sinh của gen:
Theo đề bài, tổng số mạch đơn tạo ra gấp 8 lần số mạch đơn lúc đầu của gen mẹ
là 2 mạch Vậy tổng số mạch đơn tạo ra là: 8 x 2 = 16 mạch, tương ứng với số gen tạo
ra là là:
16 : 2 = 8 gen
Gọi k là số lần tái sinh của gen ta có:
Số gen con: 2k = 8 = 23 => k = 3 Vậy gen tái sinh 3 lần
Trang 102 Số lượng và tỷ lệ % từng loại nuclêôtit của gen:
Gọi N là số nuclêôtit của gen ( ĐK: N nguyên, dương) Ta có:
Trong tổng số nuclêôtit lấy của môi trường là 21000 thì loại A chiếm 4200
Vậy tỉ lệ nuclêôtit loại A lấy của môi trường là:
4200: 21000 100% = 20% = % A gen
Vậy, khi gen nhân đôi (dù bao nhiêu lần) thì tỷ lệ % từng loại nuclêôtit lấy của môi trường bằng tỷ lệ % từng loại nuclêôtit đó chứa trong gen
Thí dụ 2: Một gen nhân đôi 4 đợt liên tiếp đã lấy của môi trường 36000nuclêôtit
tự do để góp phần tạo nên các gen con; trong đó có 10800 guanin
Tính tỷ lệ % và số lượng từng loại nuclêôtit chứa trong gen
Giải
Gọi N là số nuclêôtit của gen, ta có:
(24 -1) N = 36000 nu
N = 36000 : 15 = 2400 nu
Trong tổng số 36000 nuclêôtitmôi trường cung cấp, loại G chiếm 10800 Nên tỷ
lệ % loại G lấy của môi trường cũng là tỷ lệ % loại G chứa trong gen
G = 10800 : 36000 100% = 30%
Vậy tỷ lệ % và số lượng nuclêôtit từng loại của gen là:
G = X = 30% = 30% 2400 = 720 nu
A = T = 50% - 30% = 20% = 20% 2400 = 480 nu
Trang 11Dạng 2: Tính số liên kết H phá vỡ và được hình thành trong quá trình nhân đôi của gen, số liên kết hoá trị được hình thành.
Thí dụ: Một gen nhân đôi liên tiếp 3 lần đã lấy của môi trường 16800nuclêôtit.
Trang 121 Gen thứ nhất dài 2550 A0 nhân đôi một số lần liên tiếp và đã lấy của môitrường 22500 nuclêôtit tự do; trong đó có 6750 xitôzin.
Tính số lượng từng loại nuclêôtit môi trường cung cấp, số liên kết hyđrô bị phá
vỡ, số liên kết hyđrô và số liên kết hóa trị được hình thành trong quá tình nhân đôi củagen
2 Gen thứ hai dài bằng gen thứ nhất nhưng có số nuclêôtit loại ađênin ít hơn ađênincủa gen thứ nhất là 30
Tính số lượng nuclêôtit từng loại môi trường cung cấp và số liên kết hyđrô bịphá vỡ nếu gen thứ hai nhân đôi 3 lần liên tiếp
Giải
1 Xét gen thứ nhất:
Tống số nuclêôtit của gen: 2550 A0 x 2: 3,4 A0 = 1500 nu
Trong tổng số 22500 nuclêôtit môi trường cung cấp có 6750 X Vậy tỉ lệ % loại
X lấy của môi trường = tỷ lệ % loại X chứa trong gen là:
6750 : 22500 100% = 30%
Số lượng từng loại nuclêôtit của gen:
G = X = 30% 1500 = 450 nu
A = T = 50% - 30% = 20% 1500 = 300 nu
a Số lượng từng loại nuclêôtit môi trường cung cấp:
Gọi k là số lần nhân đôi của gen, (Điều kiện: k nguyên, dương) ta có:
( 2k – 1) 1500 = 22500 -> k = 4 lầnVậy số lượng từng loại nuclêôtit môi trường cung cấp cho gen nhân đôi 4 lần là:
A = T = ( 23 – 1) 300 = 4500 nu
G = X = ( 23 – 1) 450 = 6750 nu
b Số liên kết hyđrô bị phá vỡ:
Số liên kết hyđrô của gen: 2.300 + 3 450 = 1950 lk
Số liên kết hyđrô bị phá vỡ khi gen nhân đôi 4 lần:
( 24 – 1) 1950 = 29250 lk
c Số liên kết hyđrô được hình thành: 24 1950 = 31200 lk
d Số liên kết hoá trị được hình thành: ( 24 – 1)( 1500 – 2) = 22470 lk
Trang 132 Xét gen hai: Gen 2 dài bằng gen 1 và có A ít hơn so với gen 1 là 30, ta có:
Số nuclêôtit gen 2 = số nuclêôtit gen 1 = 1500 nu
Gen 2 có: A = T = 300 – 30 = 270 nu
G = X = 1500 : 2 – 270 = 480 nu
Số liên kết hyđrô của gen 2: 2 270 + 3 480 = 1980 lk
Vậy khi gen nhân đôi 3 lần thì:
a Số lượng từng loại nuclêôtit môi trường cung cấplà:
A = T = ( 23 – 1) 270 = 1890 nu
G = X = ( 23 – 1) 480 = 3360 nu
b Số liên kết hyđrô bị phá vỡ: ( 23 – 1) 1980 = 13860 lk
Bài 2: Hai gen I và II tiến hành nhân đôi một số đợt không bằng nhau và đã tạo
ra tổng số 20 gen con Biết số lần nhân đôi của gen I nhiều hơn số lần nhân đôi của genII
1 Xác định số lần nhân đôi của mỗi gen
2 Trong quá trình nhân đôi của 2 gen, môi trường đã cung cấp 7830 ađênin để gópphần hình thành các gen con Biết gen I có tỷ lệ A/G = 3/2 và có 1800 liên kết hyđrô.Gen II có A/G = 3/7 Tính số lượng nuclêôtit của gen II
Giải
1 Số lần tự nhân đôi của mỗi gen:
Gọi x, y lần lượt là số lần nhân đôi của gen I và gen II (x, y nguyên dương, x > y)
Số gen con tạo ra từ gen I là 2x, số gen con tạo ra từ gen II là 2y
Tổng số gen con tạo ra từ 2 gen là 20, ta có:
2x + 2y = 20 -> 2y = 20 – 2xGiải PT:
Trang 14Vậy gen I nhân đôi 4 lần, gen II nhân đôi 2 lần.
2 Số lượng từng loại nuclêôtit của gen II:
(24 -1) 450 = 6750 nuVậy gen II nhân đôi 2 lần đã sử dụng của môi trường số nuclêôtit loại A là:
(22 -1) A genII = 7830 – 6750 = 1080 nu
Do đó, số lượng từng loại nuclêôtit của gen II là:
A = T= 1080 : 3 = 360 nuA/G = 3/7 -> G = X = 7/3 A = 7/3 360 = 840 nu
Bài 3: Hai gen I và II nhân đôi một số lần không bằng nhau và đã tạo ra tổng số
gen con là 40 Biết số lần nhân đôi của gen II nhiều hơn gen I
1 Tìm số lần nhân đôi của mỗi gen
2 Gen I dài gấp đôi gen II Trong quá trình nhân đôi, hai gen đã sử dụng 67500 nuclêôtitcủa môi trường góp phần tạo ra các gen con Gen I có hiệu số giữa ađênin với một loạinuclêôtit khác bằng 10% Gen II có tỷ lệ từng loại nuclêôtit là bằng nhau
a, Tính chiều dài mỗi gen
b, Số lượng từng loại nuclêôtit môi trường cung cấp cho mỗi gen nhân đôi
Giải
1 Số lần nhân đôi của mỗi gen:
Gọi x, y lần lượt là số lần nhân đôi của gen I và gen II (x,y nguyên dương, y
> x)
Số gen con tạo ra từ gen I là 2x, số gen con tạo ra từ gen II là 2y
Tổng số gen con tạo ra từ 2 gen là 40, ta có:
2x + 2y = 40 <-> 40 = 8 + 32 = 23 + 25