ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NÔNG THÚY QUỲNH VẬN DỤNG LÝ THUYẾT HỆ THỐNG TRONG DẠYHỌC BÀI TẬP QUY LUẬT DI TRUYỀN (SINH HỌC 12-THPT) Chuyên nghành: Lý luận phương pháp dạy học Sinh học Mã số: 60.14.01.11 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Phúc Chỉnh Thái Nguyên - 2015 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn hồn tồn trung thực chưa cơng bố cơng trình khoa học khác Tác giả Nơng Thúy Quỳnh XÁC NHẬN CỦA NGƯỜI HƯỚNG XÁC NHẬN CỦA KHOA SINH– DẪN KHOA HỌC KTNN Trưởng khoa PGS.TS Nguyễn Phúc Chỉnh Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN i http://www.lrc.tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Tác giả luận văn xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Phúc Chỉnh tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tạo điều kiện để tác giả thực luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn tập thể thầy cô tổ môn phương pháp giảng dạy thuộc khoa Sinh – KTNN, khoa sau đại học Sư phạm Thái Nguyên tạo điều kiện giúp đỡ cho tác giả nghiên cứu, học tập hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu thầy giáo tổ Sinh Hóa trường THPT Việt Bắc– TP Lạng Sơn, trường THPT Cao Lộc – Lạng Sơn tạo điều kiện thuận lợi hợp tác chúng tơi suốt q trình nghiên cứu TN đề tài Xin cảm ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp động viên, giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Tác giả luận văn Nơng Thúy Quỳnh Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN ii http://www.lr c.tnu.edu.vn MỤC LỤC T Trang phụ bìa Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii lục Mục iii Danh mục chữ viết tắt iv Danh mục bảng v Danh mục hình vi MỞ ĐẦU Chương CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC VẬN DỤNG LÝ THUYẾT HỆ THỐNG TRONG DẠY- HỌC BÀI TẬP QUY LUẬT DI TRUYỀN 1.1 Tình hình nghiên cứu lý thuyết hệ thống 1.1.1 Tình hình nghiên cứu lý thuyết hệ thống giới 1.1.2 Tình hình nghiên cứu lý thuyết hệ thống Việt Nam 1.2 Cơ sở lý thuyết lý thuyết hệ thống 1.2.1 Một số khái niệm lý thuyết hệ thống 1.2.2 Cơ cấu hệ thống 11 1.2.3 Chức ngôn ngữ hệ thống 12 1.2.4 Môi trường hệ thống 12 1.2.5 Những nguyên lý lý thuyết hệ thống 13 1.2.6 Những tính chất cấu hệ thống 13 1.2.7 Phân loại hệ thống 20 1.3 Cơ sở thực tiễn đề tài 21 1.3.1 Điều tra thực trạng dạy – học tập quy luật di truyền trường phổ thông 21 di truyền ht học trường phổ Số1.3.2 hóa bởiKhả Trung tâmgiải Học liệutập – quy luật iii tp:/sinh /wwwở.lrc.tnu edu thông ĐHTN 24 Chương VẬN DỤNG LÍ THUYẾT HỆ THỐNG TRONG DẠY-HỌC BÀI TẬP QUY LUẬT DI TRUYỀN 28 2.1 Phân tích cấu trúc nội dung di truyền học trường phổ thông 28 2.2 Các dạng tập quy luật di truyền 29 2.2.1 Các dạng tập quy luật di truyền Menđen 29 2.2.2 Bài tập quy luật di truyền liên kết 30 2.2.3 Bài tập quy luật tác động qua lại gen 31 2.2.4 Bài tập quy luật di truyền liên kết giới tính 33 2.3 Các bước giải BT QLDT theo phương pháp thông thường 34 2.4 Tiếp cận nghiên cứu hệ thống dạy- học tập quy luật di truyền .34 2.4.1 Nguyên tắc tiếp cận hệ thống dạy - học tập quy luật di truyền 34 2.4.2 Các tiếp cận hệ thống dạy - học tập quy luật di truyền 35 2.5 Phương pháp nghiên cứu hệ thống 39 2.5 Phương pháp phân tích cấu trúc 39 2.5.2 Phương pháp tổng hợp hệ thống 41 2.5.3 Mối quan hệ phương pháp phân tích cấu trúc tổng hợp hệ thống 41 2.6 Quy trình dạy - học tập quy luật di truyền lý thuyết hệ thống 45 2.7 Các ví dụ minh họa cho dạng tập quy luật di truyền 48 2.7.1 Dạng tập quy luật di truyền Menđen 48 2.7.2 Dạng tập di truyền liên kết 49 2.7.3 Dạng tập di truyền liên kết với giới tính 51 2.7.4 Dạng tập tương tác gen: 53 Chương THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 56 3.1 Mục đích nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 56 3.1.1 Mục đích 56 3.1.2 Nhiệm vụ 56 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 3.2 Nội dung phương pháp thực nghiệm 56 3.2.1 Nội dung thực nghiệm 56 iv Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 3.2.2 Phương pháp thực nghiệm 57 3.3 Kết TN sư phạm 59 3.3.1 Phân tích kết định lượng 59 3.3.2 Kết phân tích định tính 68 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 70 72 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHT N v http://www.lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT STT Chữ viết tắt Nghĩa chữ viết tắt BT Bài tập ĐC Đối chứng GV Giáo viên HS Học sinh KG Kiểu gen KH Kiểu hình LTHT Lý thuyết hệ thống NXB Nhà xuất NST Nhiễm sắc thể 10 PLĐL Phân li độc lập 11 PPDH Phương pháp dạy học 12 QL Quy luật 13 QLDT Quy luật di truyền 14 TN TN 15 TT Tính trạng 16 THPT Trung học phổ thông iv GV đưa toán yêu cầu HS vận dụng bước giải để giải BT: Lai nòi thỏ lơng đen (gen A),ngắn (gen b),mỡ trắng (gen D) với nòi thỏ lơng nâu (gen a) ,dài (B), mỡ vàng (gen d) tất lai F1 lông đen dài mỡ 12%.lông đen, dài, mỡ trắng Bước 1: P chủng 12% lông nâu, cặp TT tương ngắn, mỡ phản, F1 đồng tính trắng 4% lơng nâu, => F1 dị hợp cặp ngắn, mỡ vàng gen TT biểu 4% lông đen, F1 TT trội dài, mỡ vàng hoàn toàn a.Xác định kiểu Quy ước gen: gen, kiểu hình A: nòi thỏ z thân cao; a: thân thấp trắng Cho 8,5%.lông nâu, Bài tập vận dài, mỡ vàng dụng F1 giao phối với nòi thỏ khác(z) tỉ lệ sau: 25,5% lông đen, ngắn, mỡ trắng 25,5% lông nâu, dài, mỡ trắng 8,5% lông đen, ngắn, mỡ vàng B: hạt dài; b: hạt tròn Bướ c 2: Phân tích cấu trúc Xác định kiểu gen,kiểu hình nòi thỏ z: -Theo đề P có tính trạng tương phản F1 đồng tính  P chủng F1 phải dị hợp cặp gen -Phân tích kết lai F1 z +Về màu lông: đen:nâu = 1:1 F1 mang cặp gen Aa, z mang cặp gen aa + Về độ dài lông: dài: ngắn = 1:1F1 mang cặp gen Bb, z mang cặp gen bb +Về màu mỡ:trắng:vàng = 3: 1 F1 b.Phân tích quy luật di truyền chi Z mang cặp gen dị hợp Dd phối di truyền đồng thời Bước 3: Tổng hợp hệ thống tính trạng, viết sơ đồ lai =>Kiểu gen nòi thỏ z aabbDd Kiểu hình nâu, ngắn, trắng Bước 4: Phân tích quy luật di truyền Viết sơ đồ lai: -Xét cặp tính trạng màu lơng độ dài lơng : đời F1 z gồm kiểu hình khác với tỉ lệ (1:1:1:1).Suy cặp gen quy định màu lông & độ dài lông liên kết khơng hồn tồn với -Đen,ngắn = nâu ,dài =34% -Đen,dài = nâu, ngắn =16% Tần số hoán vị gen = 16% x2 = 32% -Xét cặp tính trạng màu lông màu mỡ:đời F1 z có kiểu hình với tỉ lệ (3:3:1:1) =(3:1)(3:1) nên cặp gen di truyền độc lập với Kết luận: cặp gen quy định màu sắc độ dài lơng liên kết khơng hồn tồn độc lập với cặp gen quy định màu mỡ -Sơ đồ lai P đến F2 Lập bảng giao phối Xác định tỉ lệ kiểu gen, kiểu hình IV Củng cố - GV cho thêm số tập cho HS làm lớp giao nhà Bài 3: HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP QUY LUẬT TÁC ĐỘNG QUA LẠI GIỮA CÁC GEN I Mục tiêu - HS nhận biết dạng tập thuộc quy luật di truyền tác động qua lại gen - HS đề xuất phương án giải tập giải tập theo yêu cầu dựa LTHT II Phương pháp phương tiện - Phương pháp: vấn đáp, - Phương tiện: máy tính, máy chiếu III Cách tiến hành Hoạt động 1: Nội dung quy luật tương tác gen không alen Hoạt động GV HS Nội dung GV yêu cầu HS nêu lại nội dung quy luật tương tác gen không alen HS nhắc lại nội dung Hoạt động 2: Tìm hiểu cách giải tập quy luật tương tác gen không alen GV yêu cầu HS cho biết: quy luật Đặc điểm quy luật tương tác gen không alen - Nhiều gen quy định tính trạng HS dựa vào nội dung quy luật rút - Mỗi gen nằm NST đặc điểm: GV hỏi HS: dựa vào dấu Nhận biết tập thuộc quy luật tương hiệu hay đặc điểm để nhận biết tập QLDT tập thuộc quy luật tương tác gen HS nêu số dấu hiệu: tác gen theo graph sau Dấu hiệu nhận biết tập thuộc quy luật tương tác gen không alen Các cặp gen nằm cặp NST thường tương đồng khác Dựa vào phép lai cặp TT: TT quy định hay nhiều cặp gen Dựa vào kết phân tích đời qua phép lai: + F1xF1-> F2 có 16 tổ hợp giao tử với tỷ lệ KH: Tương tác bổ trợ (9:7; 9:6:1; 9:3:3:1; 9:3:4), tương tác át chế (13:3; 12:3:1; 9:3:4), tương tác cộng gộp (15:1; 1:4:6:4:1) +F1x cá thể khác-> F2 gồm kiểu tổ hợp với tỷ lệ: 3:3:1:1; 4:3:1; 3:3:2; 5:3; 6:1:1; 7:1 + Lai phân tích-> F2 gồm kiểu tổ hợp với tỷ lệ: 3:1; 1:2:1; 1:1:1:1 GV: em nêu bước giải Cách giải tập quy luật tương tác tập tương tác gen không gen không alen alen? Bước 1: Xác định QLDT chi phối phép HS: nêu bước giải: lai Quy ước gen Bước 1: xác định TT trội, lặn Quy - Dựa vào đặc điểm kiểu tương tác ước gen có tỷ lệ KH tiêu biểu dựa vào biến Bước 2: xác định QLDT chi phối dạng (3:1)n phép lai + Tương tác bổ trợ gen trội 9:3:3:1 Bước 3: Xác định kiểu gen bố mẹ tạo KH: 9A-B- ≠ 3A-bb ≠ 3aaB- ≠ Bước 4: viết sơ đồ lai 1aabb GV nhận xét nêu bước giải + Tương tác bổ trợ gen trội 9:6:1 tạo tập GV lưu ý rằng, loại KH: 9A-B- ≠ (3A-bb=3aaB-) ≠ kiểu tương tác tạo tỷ lệ KH 1aabb khác nên gen quy ước + Tương tác bổ trợ gen trội 9: hình khác đo cần xác định thành KH: 9A-B- ≠ (3A-bb = 3aaB- = QLDT chi phối phép lai trước 1aabb) quy ước gen + Tương tác át chế gen trội thuộc tỷ lệ 13:3 hình thành KH: (9A-B- = 3A-bb = 1aabb) ≠ 3aaB- + Tương tác át chế gen trội thuộc tỷ lệ 12:3:1 hình thành KH: (9A-B- =3A-bb) ≠ 3aaB- ≠ 1aabb +Tương tác át chế gen lặn thuộc tỷ lệ 9:4:3 hình thành KH: 9A-B- ≠ 3A-bb = 1aabb ≠ 3aaB- + Tác động cộng gộp thuộc tỷ lệ 15:1 tạo KH: 9A-B- = 3A-bb = 3aaB- ≠ 1aabb GV đưa tập yêu cầu HS Bước 2: Xác định kiểu gen bố mẹ vận dụng phương pháp học đc giải - Dựa vào kiểu hình F1 để biện luận tập KG P Bài tập: Ở loài hoa dại, hình Bước 3: Viết sơ đồ lai kiểm chứng thành màu sắc hoa thể Bài tập theo sơ đồ sau: Gen A Chất không màu ` Gen B Chất không màu Các alen lặn tương ứng a, b, d khơng có vai trò Các gen A B nằm nhiễm sắc thể Gen D Sắc tố vàng cam Sắc tố tím tương đồng, gen D nằm cặp nhiễm sắc thể tương đồng khác Xác định qui luật di truyền chi B1: Dựa vào sơ đồ ta có kết phối hình thành màu hoa nêu luận sau: B2: Phân tích cấu trúc Cây hoa màu tím có Sự có mặt gen a+b+d tạo chất kiểu gen nào? Nếu giao màu phấn hoa tím dị hợp cặp Gen A tác dụng tạo nên chất không màu gen với hoa trắng đồng hợp lặn thu kết thể Gen B có mặt kết hợp gen A tạo nên sắc nào? Biết khơng có tượng tố vàng cam hốn vị gen xảy q trình Gen A B ln di truyền phát sinh giao tử xét theo QL liên kết hồn tồn Sự có mặt gen A+B+ D tạo nên sắc tố tím B3: Tổng hợp hệ thống Sự di truyền màu hoa theo QL liên kết hoàn toàn tương tác bổ trợ Quy ước gen=> hoa tím có kiểu hình: AB Dab B4: viết sơ đồ lai Hoa trắng đồng hợp lặn có KG: SDL: AB Dd ab trắng) IV Củng cố - GV cho thêm tập để HS luyện tập (tím) × ab dd ab ab dd ( ab Bài 4: HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP QUY LUẬT DI TRUYỀN LIÊN KẾT VỚI GIỚI TÍNH I Mục tiêu - HS nhận biết dạng tập thuộc quy luật di truyền liên kết với giới tính - HS đề xuất phương án giải tập giải tập theo yêu cầu dựa tư theo LTHT II Phương pháp phương tiện - Phương pháp: Hỏi đáp - Phương tiện: máy chiếu III Cách tiến hành Hoạt động 1: Nội dung quy luật di truyền liên kết với giới tính Hoạt động GV HS Nội dung Gv: Yêu cầu HS nhắc lại nội dung quy luật di truyền liên kết với giới tính HS: nêu lại nội dung quy luật học Hoạt động 2: Hướng dẫn cách giải tập QLDT liên kết với giới tính GV: QLDT liên kết giới tính có đặc 1.Đặc điểm quy luật điểm gì? + Tỷ lệ phân li cá thể đực HS nêu số đặc điểm: khác + Tỷ lệ phân li giới đực giới + Các gen quy định TT thường nằm khác NST giới tính + Các gen quy định TT thường nằm + Các gen nằm NST X di truyền NST giới tính X đơi nằm NST chéo từ ơng ngoại -> mẹ -> trai Y + Các gen nằm NST Y di truyền thẳng từ bố sang trai GV: nhận biết tập QLDT thuộc di truyền liên kết với giới tính dấu hiệu nào? HS nêu số dấu hiệu Dấu hiệu nhận biết Nhận dạng tập QLDT liên kết với giới tính - Kết lai thuận nghịch khác Tính trạnh biểu khơng đồng giới (chỉ biểu giới đực giới cái) GV: nêu bước giải tập QLDT liên kết với giới tính - Gen NST X có DT chéo - Gen NST Y có DT thẳng Cách giải tập QLDT liên kết giới tính HS: nêu bước giống cách giải Bước 1: Xác định TT trội, lặn Quy tập thuộc QLDT Menđen ước gen QLDT liên kết gen Bước 2: Xác định QLDT chi phối phép lai Bước 3: Xác định kiểu gen bố mẹ Bước 4: Viết sơ đồ lai GV nêu tập cho HS giải vận dụng Bài tập Bài tập: Ở chuột, gen A: đuôi ngắn, Xét phép lai 2, thấy F2 chuột cong, a: đuôi dài thẳng; gen B: lơng thân có lơng ngắn cong, chuột đực có sọc sẫm, b: lơng thân khơng có sọc có dài thẳng => TT hình sẫm Cho số chuột chủng dạng đuôi phân bố không giới, đuôi ngắn cong, thân khơng có sọc sẫm suy gen quy định hình dạng giao phối với chuột đực dài thẳng, nằm NST X thân có sọc sẫm thu F1 Theo đề bài, gen quy định hình dạng - Cho chuột F1 lai với chuột đực đuôi liên kết với gen quy định màu đuôi dài thẳng, thân khơng có sọc sẫm lơng thân => Các gen nằm 18 chuột đuôi ngắn cong, thân NST giới tính X khơng có sọc sẫm, 18 chuột dài Xét riêng phép lai: thẳng, thân có sọc sẫm, chuột đuôi Phép lai 1: ngắn cong, thân có sọc sẫm, chuột - Theo đề bài: P chủng nên F1 dài thẳng, thân sọc sẫm dị hợp cặp gen Chuột F1 giao - Cho chuột đực F1 giao phối với chuột phối với chuột đực đuôi dài thẳng, đuôi dài thẳng, thân khơng có sọc thân khơng có sọc sẫm (XabY)=> phép sẫm tỷ lệ lai là: 50% chuột lai phân tích ngắn cong, thân khơng có sọc sẫm; Kết F2 : 18:18:2:2 = 50% chuột đực dài thẳng, thân có 45%:45%:5%:5% tỷ lệ sọc sẫm tượng hoán vị gen Giải thích kết phép lai viết sơ Vậy ruồi F xảy HVG với tần đồ lai cho trường hợp? số: HS vận dụng nội dung học để giải 5% + 5% = 10% - Sơ đồ lai: P -> F2 Phép lai 2: Ab - Chuột đực F1 (X Y) giao phối với chuột đuôi dài thẳng, thân không ab ab sọc sẫm (X X ) => Đây phép lai phân tích, F2 cho tỷ lệ 50%: 50% = 1: suy F1 liên kết hoàn toàn - Sơ đồ lai: F1 -> F2 IV Củng cố - GV cho thêm số tập để HS rèn luyện cách giải tập ... cứu Dạy tập quy luật di truyền theo lý thuyết hệ thống * Khách thể nghiên cứu Quá trình dạy tập quy luật di truyền (sinh học 12) GIẢ THUYẾT KHOA HỌC Nếu vận dụng nguyên tắc quy trình dạy – học. .. nghiên cứu hệ thống dạy- học tập quy luật di truyền .34 2.4.1 Nguyên tắc tiếp cận hệ thống dạy - học tập quy luật di truyền 34 2.4.2 Các tiếp cận hệ thống dạy - học tập quy luật di truyền 35 2.5 Phương... trình dạy - học tập quy luật di truyền lý thuyết hệ thống 45 2.7 Các ví dụ minh họa cho dạng tập quy luật di truyền 48 2.7.1 Dạng tập quy luật di truyền Menđen 48 2.7.2 Dạng tập di truyền