Sáng kiến kinh nghiệm : Làm sao để dạy và học tốt chương Biến dị - chương trình sinh học 9

Các loại biến dị Biến dị là một đặc tính của sinh vật có khả năng phát sinh những biếnđổi kiểu hình hoặc biến đổi kiểu vật chất di truyền do nguyên nhân bên trong vàbên ngoài đã làm xuất

I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI :

Biến dị là nội dung kiến thức chương IV phần I của chương trình Sinhhọc 9 hiện hành với nội dung cô đọng trong 5 tiết lý thuyết và 2 tiết thực hành.Đây là chương có nhiều khái niệm khó và hoàn toàn mới đối với học sinh Đó

là một thực tế Song với nội dung sách giáo khoa trình bày đơn giản, hình ảnhminh họa rõ ràng lại là một ưu thế nếu giáo viên biết vận dụng có hiệu quả đểđạt được mục tiêu giảng dạy là giúp học sinh

 Vẽ được sơ đồ phân loại biến dị

 Phân biệt được biến dị di truyền và biến dị không di truyền; đột biến vóithường biến; đột biến gen với đột biến nhiễm sắc thể; đột biến cấu trúc với độtbiến số lượng nhiễm sắc thể

 Nêu được vai trò của từng loại biến dị Hậu quả của đột biến

 Phân tích được mối quan hệ giữa kiểu gen với môi trường và kiểu hìnhNhư vậy, muốn vận dụng nội dung sách giáo khoa có hiệu quả, đạtđược mục đích giảng dạy, phát huy tính tích cực chủ động của học sinh giúpcác em lĩnh hội tri thức một cách nhẹ nhàng, biết vận dụng kiến thức một cáchkhoa học và sáng tạo vào thực tế cuộc sống… đòi hỏi giáo viên đứng lớpphải tự trang bị cho mình một nền móng kiến thức vững chắc về biến dị, một

hệ thống phương pháp giảng dạy khoa học sáng tạo và đặc biệt là vốn kinhnghiệm trong cuộc sống, trong giảng dạy của bản thân và của quý đồngnghiệp Đó tất cả là nội dung, là tâm tư và nguyện vọng mà bản thân tôi muốnđạt được thông qua đề tài “Làm sao để dạy và học tốt chương Biến dị trongchương trình Sinh học 9”

A MỞ ĐẦU

II CƠ SỞ NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI

 Nội dung kiến thức từng bài trong chương “Biến dị” - Chương trình Sinh học 9

 Định hướng phương pháp giảng dạy cĩ hiệu quả, phù hợp với nội dungkiến thức của từng bài trong chương

 Kỹ năng vận dụng nội dung kiến thức ứng dụng của chương vào thực

tế cuộc sống của học sinh

1 Quan điểm nghiên cứu

a Quan điểm hệ thống : Hệ thống là tập hợp các thành tố tạo thành một chỉnh

thể trọn vẹn, ổn định và vận động theo quy luật tổng hợp Một hệ thống bao giờcũng có một cấu trúc gồm nhiều thành tố, mỗi thành tố lại có những cấu trúc nhỏhơn Như vậy hệ thống nhỏ bao giờ cũng nằm trong hệ thống lớn đó chính là môitrường, giữa hệ thống và môi trường có mối tác động hai chiều Mỗi thành tố của hệthống làm bộ phận có vị trí độc lập, có chức năng riêng và luôn vận động theo quyluật của toàn hệ thống Các thành tố của hệ thống có quan hệ biện chứng với nhaubằng quan hệ vật chất và quan hệ chức năng Do đó thành tố là một bộ phận của hệthống, có tính xác định, có chức năng riêng Các thành tố có mối quan hệ, tác độngqua lại với nhau tạo thành một thể thống nhất Tính chỉnh thể là tính chất cơ bảncủa hệ thống bởi vì mỗi thành tố chỉ tồn tại trong mối quan hệ với các thành tố kháctrong hệ thống Trong mọi lĩnh vực của thực tại, đối tượng mà ta nghiên cứu thườngtồn tại ở các mức độ khác nhau, nhưng ta đều phát hiện ra chúng tồn tại trong mộthệ thống

Hệ chúng ta nghiên cứu là hệ hở : các thành phần trong hệ, các bộ phận tronghệ luôn có sự trao đổi vật chất với bên ngoài Không những thế đây là hệ động, hệcó điều khiển.

b Quan điểm sinh thái và phát triển bền vững : đứng trên quan điểm sinh thái

và phát triển bền vững cần làm rõ mối quan hệ giữa hệ sinh thái với con người sốngtrong hệ sinh thái đó, mối quan hệ quy định lẫn nhau giữa các thành phần, các bộphận trong tự nhiên Không những thế, mà còn làm rõ mối quan hệ giữa các thànhphần, các bộ phận trong tự nhiên với dân địa phương, với du khách đến tham quan,với nhân dân địa phương vùng phụ cận Cân bằng sinh thái chính là ổn định các mốiquan hệ đó

c Quan điểm sinh thái kinh tế : Đứng trên quan điểm sinh thái kinh tế không có

nghĩa là chỉ chú ý đến phát triển kinh tế, chỉ chú ý đến lợi ích kinh tế, không chú ýđến sinh thái Đứng trên quan điểm sinh thái cần phải tổ chức sao cho :phát triểnkinh tế để đem lại lợi nhuận cao mà vẫn duy trì cân bằng sinh thái

2 Ph ương pháp nghiên cứu

a Phương pháp phân tích hệ thống

Phân tích hệ thống lãnh thổ du lịch nhằm mục đích nghiên cứu cơ chế hoạtđộng bên trong của hệ thống trong quá trình tác động qua lại với các phân hệ, cũngnhư cả hoạt động bên ngoài cùng tác động qua lại của nó với môi trường xungquanh Quá trình phân tích, đánh gía, đề xuất, được tiến hành trên cơ sở so sánh,tổng hợp để rút ra bản chất của vấn đề

Những định hướng phát triển kinh tế được đề ra cả trong thời gian trướcmắt và lâu dài

b Phương pháp nghiên cứu thực địa : Đây là phương pháp cần thiết đối với

nghiên cứu để có thể xác định được mức độ tin cậy của tài liệu, số liệu đã có Từ đócó thể đưa ra những luận cứ sát với thực tiễn Phương pháp này được sử dụng rộngrãi trong nghiên cứu, nó là phương pháp duy nhất để thu được lượng thông tin đángtin cậy và xây dựng ngân hàng tư liệu cho các phương pháp khác (bản đồ, toánhọc…)

c Phương pháp bản đồ : Bản đồ không chỉ như một phương tiện phản ánh

những đặc điểm không gian về nguồn tài nguyên thiên nhiên, các đặc điểm về kinhtế-xã hội và mối quan hệ giữa chúng mà còn là cơ sở để biết được những thông tinmới về các loại biến dị dự đoán được hậu quả của những loại biến dị có hại cho sinhvật

d Phương pháp thống kê toán học : Thống kê toán học được sử dụng như là

công cụ để nhận biết những giá trị gần dúng nhất Trên cơ sở phân tích, so sánh cácsố liệu thu thập được kết quả tin cậy, đề ra phương hướng khả thi nhất

e Phương pháp dự báo : Phương pháp dự báo dựa trên cơ sở sự phát triển có

tính quy luật của sự vật, hiện tượng trong quá khứ, hiện tại mà suy diễn logic chotương lai, đề ra các định hướng phát triển các phương pháp dạy học có hiệu quảtrong chương biến dị ở chương trình sinh học 9

f Phương pháp chuyên gia : Để nghiên cưú đánh giá vấn đề phức tạp, liên

quan đến nhiều lĩnh vực, nhiều ngành; cần tham khảo trao đổi với nhiều nhà khoahọc thuộc nhiều lĩnh vực, nhiều ngành có liên quan đến vấn cần nghiên cứu

I. NẮM BẮT NỘI DUNG KIẾN THỨC CÓ HỆ THỐNG VỀ BIẾN DỊ

Biến dị là một mảng kiến thức lớn, quan trọng trong chương trình ditruyền và biến dị Là một thực tế luôn luôn được nghiên cứu và đề cập trongcuộc sống, đặc biệt là trong thời đại của công nghệ sinh học hiện đại

Nói một cách tổng quát nội dung chương IV : “Biến dị” ở chương trìnhSinh học 9 là nghiên cứu cơ sở vật chất và cơ chế của hiện tượng biến dị ởmức phân tử và tế bào, bao gồm các nội dung sau :

1 Các loại biến dị

Biến dị là một đặc tính của sinh vật có khả năng phát sinh những biếnđổi kiểu hình hoặc biến đổi kiểu vật chất di truyền do nguyên nhân bên trong vàbên ngoài đã làm xuất hiện kiểu hình mới hoặc mất đi, thêm vào một hay một sốtính trạng Khả năng biến dị của các cá thể phụ thuộc vào tính di truyền củaloài, vào thời gian sinh trưởng, phát triển, vào loại tác nhân và cường độ tácnhân gây ra các biến đổi đó

Hiện tượng biến dị là những sai khác thường xuyên gặp phải giữa các

cá thể Biến dị, di truyền là hai mặt đối lập mâu thuẫn nhưng thống nhất, trongquá trình di truyền đã phát sinh biến dị, còn những biến dị phát sinh duy trì đượccho các thế hệ sau sẽ trở thành các đặc điểm di truyền mới Vì vậy, theo quanđiểm sinh học hiện đại biến dị được phân làm hai loại : Biến dị di truyền và biến

dị không di truyền (gọi là thường biến) sự phân loại này dựa vào khả năng biến

dị đó có di truyền được cho đời sau hay không, biến dị đó có đụng chạm đếnvật chất di truyền hay không

a Biến dị di truyền : Bao gồm biến dị tổ hợp và biến dị đột biến

Biến dị tổ hợp : là những biến dị nảy sinh do quá trình giao phối, do sự

khác biệt về nguồn gốc các alen, của các nhóm gen liên kết tồn tại trong các

B NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

giao tử Đó là sự tổ hợp lại các gen qua phân ly độc lập, tổ hợp ngẫu nhiên, đó

là sự tái tổ hợp gen qua cơ chế trao đổi đoạn xảy ra ở kỳ trước I của giảmphân Sự tổ hợp lại các gen đã dẫn đến tổ hợp lại các tính trạng đã có hoặcxuất hiện các kiểu hình mới do sự tương tác qua lại giữa các gen Biến dị tổhợp xuất hiện tần số cao, thường xuyên qua các thế hệ Biến dị tổ hợp ít ảnhhưởng đến sự tồn tại phát triển cá thể

Biến dị đột biến Là những biến đổi đột ngột do tác

nhân đột biến bên ngoài và những rối loạn bất thường của trao đổi chất nộibào dẫn tới những biến đổi về số lượng, về cấu trúc của vật chất di truyền.Biến dị đột biến bao gồm đột biến số lượng nhiễm sắc thể, đột biến cấu trúcnhiễm sắc thể và đột biến gen Đột biến là những biến đổi di truyền không phảigây ra do tổ hợp lại gen, là những biến đổi đột ngột, gián đoạn ở kiểu hình,mang tính chất cá thể, vô hướng, phần lớn có hại cho cơ thể mang đột biến.Biến dị đột biến gồm

 Đột biến gen : là những biến đổi đột ngột xảy ra trong cấu trúc phân tửcủa gen, làm thay đổi số lượng, thành phần và trình tự phân bố các nuclêôtittạo nên những alen mới, thay đổi khả năng biểu hiện tính trạng Đột biến gengồm các dạng mất, thêm, thay đổi hoặc đảo vị trí của một hoặc một số cặpnuclêôtit

Đột biến NST : là những biến đổi trong cấu trúc hoặc số lượng của NST

 Đột biến cấu trúc NST: là những biến đổi xảy ra trong cấu trúccủa nhiễm sắc thể, làm thay đổi cấu trúc nhiễm sắc thể ở mức độ khác nhau

Đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể có thể xảy ra trong giới hạn mộtnhiễm sắc thể gồm lặp đoạn, đảo đoạn, chuyển vị trí một đoạn nhiễm sắcthể, mất đoạn

Đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể có thể xảy ra ngoài giới hạn mộtnhiễm sắc thể gồm: chuyển đoạn, lặp đoạn do trao đổi chéo không cân xảy

ra giữa hai nhiễm sắc thể tương đồng

+ Mất đoạn : là hiện tượng NST bị đứt một đoạn, đoạn đứt ra lìa khỏiphần nhiễm sắc thể chứa tâm động, không có khả năng đính vào thoi phânbào Mất đoạn có thể là mất đoạn ngoài hay mất đoạn trong nhiẽm sắc thể+ Lặp đoạn : là hiện tượng một đoạn nhiễm sắc thể được lặp lại một haymột số lần trên nhiễm sắc thể hoặc do trao đối chéo không cân giữa haicrômatit chị em hay không chị em thuộc hai nhiễm sắc thể tương đồng

+ Đảo đoạn : là hiện tượng đứt đoạn trong, rồi đoạn đứt đó quay 1800nối lại làm thay đổi trật tự các gen trên nhiễm sắc thể

+ Chuyển đoạn : là một kiểu cấu trúc lại nhiễm sắc thể mà đoạn bị đứt

ra chuyển đến vị trí mới trong cùng một nhiễm sắc thể hoặc chuyển sangnhiễm sắc thể khác hoặc trao đổi đoạn giữa các nhiễm sắc thể tương đồng

Tế bào đa bội có số lượng nhiễm sắc thể tăng gấp bội, số lượng ADNcũng tăng tương ứng, vì thế quá trình tổng hợp các chất hữu cơ diễn ramạnh mẽ hơn, dẫn tới kích thước tế bào của thể đa bội lớn, cơ quan sinhdưỡng to, sinh trưởng phát triển mạnh và chống chịu tốt

Hiện tượng đa bội thể khá phổ biến ở thực vật và đã được ứng dụng cóhiệu quả trong chọn giống cây trồng

+ Thể dị bội : là cơ thể có thêm, mất đi từng nhiễm sắc thể riêng rẽ trong

bộ nhiễm sắc thể của loài Do tác nhân đột biến làm cắt đứt dây tơ vô sắchoặc ức chế việc hình thành dây tơ vô sắc ở một hay một số cặp nhiễm sắc

thể nào đó tạo nên giao tử dị bội không bình thường, khi thụ tinh kết hợp vớigiao tử bình thường tạo nên thể dị bội (2n + 1) hay (2n -1)

b Biến dị không di truyền (thường biến) là những biến đổi kiểu hình của

cùng một kiểu gen, phát sinh trong quá trình phát triển cá thể dưới ảnh hưởngtrực tiếp của môi trường, hay có thể nói thường biến là sự phản ứng khác nhaucủa cùng một kiểu gen đối với những điều kiện môi trường khác nhau

2 Tác nhân gây đột biến

a Tác nhân vật lý

Các tia phóng xạ : như tia X, tia gamma, tia anpha, tia bêta… khixuyên qua các mô, chúng tác động trực tiếp hoặc gián tiếp lên ADN hoặc nhiễmsắc thể để gây đột biến gen hay đột biến nhiễm sắc thể

Tia tử ngoại : Đặc điểm của loại tia này không có khả năng xuyênsâu vào các mô nên chỉ dùng để xử lý vi sinh vật, bào tử và hạt phấn, chủ yếu

là gây đột biến gen

Sốc nhiệt : Sự thay đổi đột ngột nhiệt độ của môi trường làm cho cơchế tự bảo vệ sự cân bằng của cơ thể không khởi động kịp, gây chấn thươngtrong bộ máy di truyền hoặc làm tổn thương thoi phân bào, gây rối loạn trongphân bào, làm phát sinh đột biến số lượng nhiễm sắc thể

b Tác nhân hóa học :

Các hóa chất được xem là siêu tác nhân gây đột biến : Êtyl mêtansunphônat (EMS), Nitrôzô mêtyl urê (NMU), Nitrôzô êtyl urê (NEU)… các hóachất này thường gây cấu trúc lại nhiễm sắc thể ở mức crômatit là chủ yếu

Dung dịch Côsixin thường được dùng để tạo thể đa bội ở cây trồngCác loại hóa chất bảo vệ thực vật : thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ Các loạiphân bón hóa học, chất tăng trưởng… đều có thể được xem là tác nhân gây độtbiến nếu lạm dụng và dùng với liều lượng quá nhiều

3 Tính chất biểu hiện của các loại biến dị

Xuất hiện các tổ hợp tính trạng khác bố mẹ (biến dị tổ hợp)Tương tác của gen có trong kiểu gen của cơ thể, làm xuất hiện tínhtrạng mới chưa có ở bố mẹ hoặc không biểu hiện tính trạng đã có ở bố mẹ(biến dị tổ hợp)

Biến đổi đột ngột, gián đoạn về kiểu hình, cá biệt, vô hướng, thườnglặn và có hại (đột biến)

Biến đổi đồng loạt, theo một hướng xác định phù hợp với môi trường(thường biến)

4 Vai trò của biến dị

Là nguyên liệu phong phú cho tiến hóa và chọn giốngGiải thích sự đa dạng sinh học trong tự nhiên

Trên đây là nội dung kiến thức tối thiểu mà giáo viên cần có được khigiảng dạy chương biến dị hoặc có thể tìm hiểu và đọc kỹ phần thông tin bổ sungtrong sách giáo viên, giáo viên cần chuẩn bị thật kỹ, thật chu đáo trước khi lên lớp.Tuy nhiên không phải đưa hết các thông tin đó đến với học sinh để dẫn đến kếtquả quá tải, nhàm chán và mệt mỏi cho cả giáo viên lẫn học sinh

Nội dung sách giáo viên là nguồn cung cấp tri thức quan trọng mà đa sốhọc sinh đều có Nó vừa là nội dung vừa là phương tiện để liên kết giáo viên vàhọc sinh trong các hoạt động dạy và học trên lớp Kiến thức trong đầu giáo viên lànền tản để thiết kế bài dạy của mình theo một kết cấu logic, có hệ thống, còn nộidung từng bài trong sách giáo khoa là phương tiện để giáo viên gợi mở, dẫn dắthọc sinh lĩnh hội kiến thức cơ bản của chương biến dị

Cụ thể là :

 Nắm bắt được mạch kiến thức của hầu hết các bài trong chương

biến dị :

 Khái niệm Phân loại từng loại biến dị

 Nguyên nhân, cơ chế phát sinh từng loại biến dị

 Vai trò, hậu quả của từng loại biến dị trong chọn giống và

Thường biến

Đột biến NST

Đột biến cấu trúc NST Đột biến số lượng NST

II. ĐỊNH HƯỚNG PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY PHÙ HỢP VÀ ĐẠT HIỆU QUẢ

1 Dạy học sinh cách tư duy logic

Là cách dạy mà giáo viên không truyền đạt kiến thức dưới dạng thực đơn cósẵn mà truyền đạt dưới hình thức đặt các em vào vị trí của nhà khoa học, cũng tìmtòi, quan sát, suy nghĩ… để hình thành các khái niệm, khám phá các quy luật và tựrút ra kiến thức cơ bản cần tiếp thu về các loại biến dị

Là cách dạy mà giáo viên hướng học sinh biết vận dụng những kiến thức đãhọc để khám phá kiến thức mới, bởi lẻ theo cấu trúc chương trình sinh học 9 thìchương biến dị được sắp xếp ở hàng thứ tư (chương IV), trên cơ sở các em đẵ cónhững hiểu biết cơ bản về cơ sở vật chất của hiện tượng di truyền ở cấp độ phân

tử và cấp độ tế bào (gen, ADN, NST); Hiểu rõ bản chất của sự di truyền thông quacác quá trình tự sao của ADN, quá trình tổng hợp ARN (phiên mã), quá trình tổnghợp Prôtêin (dịch mã)… đó chính là kim chỉ nam để giáo viên vận dụng, dẫn dắthọc sinh lĩnh hội tri thức một cách lôgic, khoa học và có hiệu quả

Ví dụ : Khi dạy bài “Đột biến gen” bài đầu tiên của chương “biến dị”, để hìnhthành khái niệm đột biến gen, giáo viên nên đặt học sinh vào vị trí của ngườinghiên cứu, quan sát, tìm hiểu hình 21.1 sgk trang 62

Với yêu cầu đặt ra là

 So sánh sự khác nhau trong cấu trúc của đoạn gen b, đoạn gen c vàđoạn gen d với cấu trúc của đoạn gen a

Học sinh dễ dàng quan sát và nhận ra sự sai khác đó Cụ thể là : + Đoạn gen a mất đi 1 cặp nuclêôtit (G – X) đoạn gen b

+ Đoạn gen a thêm 1 cặp nuclêôtit (T – A) đoạn gen c

+ Đoạn gen a có cặp nuclêôtit A – T được thay thế bằng cặp nuclêôtit

G – X đoạn gen d

 Giáo viên tiếp tục đặt vấn đề : Giả sử đoạn gen a mang thông tin quyđịnh màu sắc trên cánh bướm, vậy khi cấu trúc của đoạn gen a thay đổi

thành đoạn gen b, gen c hoặc gen d thì màu sắc biểu hiện trên cánhbướm có thay đổi không? Tại sao?

Với kiến thức đã học về mối quan hệ giữa gen và tính trạng màcác em đã học ở tiết 19 thì các em có kết luận gì về giả thuyết trên?

 Giáo viên tiếp tục hướng dẫn học sinh lập luận :

 Gen quy định tính trạng (gen tính trạng)

 Cấu trúc gen thay đổi tính trạng do gen quy định cũng thayđổi

 Tính trạng biểu hiện thay đổi hay nói cách khác đó là biểu hiệncủa biến dị và loại biến dị này do những biến đổi đột ngột trongcấu trúc của gen nên gọi là đột biến gen

Vậy đột biến gen là gì? Đột biến gen có di truyền không? Tạisao?

Dạy học sinh biết cách tư duy logic thực chất là một chuỗi các hoạt động dạy

và học được phối hợp nhịp nhàng giữa giáo viên và học sinh và để đạt được điều

đó giáo viên khi đứng lớp giảng dạy sinh học nói chung và giảng dạy phần biến dịnói riêng cần thực hiện tốt những yêu cầu sau :

 Dạy học sinh kỹ năng đọc và phân tích thông tin trên kênh hình và kênhchữ

 Sử dụng hệ thống câu hỏi tìm tòi, câu hỏi định hướng phù hợp với nộidung bài học và trình độ của học sinh để phát huy tính tích cực của họcsinh

 Dạy học nêu và giải quyết vấn đề Đây là phương pháp tích cực hóahoạt động nhận thức của học sinh Khi giáo viên nêu vấn đề là đã biếnnội dung học tập thành một chuỗi tình huống có vấn đề Giải quyết vấn

đề này xong lại nảy sinh vấn đề mới, do đó thường xuyên gây hứng thúhọc tập ở học sinh