Tài liệu Khai thác và phân dạng bài tập về liên kết hyđrô của axít đề oxi ribô nuclêic (adn) trong chương trình sinh học lớp 9 thcs

PHẦN 1. MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Sinh học là môn khoa học cơ bản trong nhà trường. Sự phát triển của khoa học kĩ thuật cho ra đời nhiều loại thiết bị hiện đại phục vụ cho nghiên cứu, kiến thức sinh học đã và đang trở nên rộng hơn, sâu hơn. Do đó việc dạy tốt bộ môn sinh học trở thành một nhiệm vụ rất quan trọng, song cũng gặp nhiều khó khăn, trở ngại,…Đặc biệt bộ môn sinh học 9, với lượng kiến thức lí thuyết mang tính khoa học hàn lâm, gây cho học sinh cảm giác ngại tiếp xúc, ngại học ngay từ những bài đầu tiên. Với mục tiêu dạy tốt học tốt, tôi thiết nghĩ cần phải lồng ghép giữa dạy lí thuyết với việc hình thành kĩ năng giải bài tập cho các em; nhất là mảng bài tập di truyền. Qua thực tế giảng dạy Sinh học 9 tại trường THCS Thiết Ống nhận thấy: các em khá lúng túng khi làm các bài tập di truyền phân tử có liên quan đến các liên kết hóa học. Mặt khác, thời lượng số tiết trên tuần của bộ môn ít (2tiết/tuần), chỉ có 1-2 tiết bài tập/ 1 học kì gây khó khăn không nhỏ cho giáo viên giảng dạy bộ môn Sinh học khi hỗ trợ các em giải bài tập di truyền nói chung và bài tập về liên kết hóa học nói riêng. Thông thường việc này chỉ có thể thực hiện với nhóm học sinh ôn thi đội tuyển học sinh giỏi tuy vậy cũng mất không ít thời gian của cả thầy lẫn trò. Do đó trong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi, mỗi giáo viên phải có những sáng tạo riêng trong phương pháp hướng dẫn học sinh cách khai thác và hệ thống các dạng bài tập. Từ quá trình dạy học sinh học lớp 9 và bồi dưỡng học sinh giỏi, tôi đã rút ra một số kinh nghiệm "Khai thác và phân dạng bài tập về liên kết Hidro của axit deoxiribonucleic trong chương trình sinh học lớp 9 Trường THCS Thiết Ống, huyện Bá Thước”. Với mong muốn giúp các em giải bài tập về liên kết Hidro của axit deoxiribonucleic (ADN)- bài toán di truyền phân tử - hướng tới đối tượng là học sinh ôn đội tuyển thi học sinh giỏi. Ngoài ra tôi cũng sử dụng một số dạng bài cơ bản trong giảng dạy chính khóa môn sinh học 9 với mục đích củng cố và hệ thống kiến thức lí thuyết cho học sinh đại trà. Từ đó tạo sự hứng thú, phát huy tính tích cực chủ động của các em trong học tập, các em không còn ngại học môn Sinh học đồng thời nâng cao chất lượng bộ môn. 2. Mục tiêu nghiên cứu: Cách khai thác và phân dạng bài tập về liên kết Hidro của axit deoxiribonucleic (ADN) vận dụng vào quá trình dạy ôn thi đội tuyển học sinh giỏi khối 9, lựa chọn một số dạng bài cơ bản để củng cố kiến thức lí thuyết và kích thích hứng thú cho học sinh đại trà trong các tiết bài tập và luyện tập. 3. Đối tượng nghiên cứu: Phần bài tập về liên kết Hidro của axit Deoxiribonucleic (ADN) qua chương III-ADN và gen, chương IV- Biến dị / Phần 1-Di truyền và biến dị/ Sinh học lớp 9. 4. Phương pháp nghiên cứu: Tôi đã phối hợp nhiều phương pháp trong quá trình thực hiện SKKN: 1 - Phương pháp nghiên cứu xây dựng cơ sở lý thuyết: Tham khảo, nghiên cứu tài liệu hướng dẫn về phương pháp giải bài tập di truyền phân tử. Tham khảo SGK, SGV sinh học 9. - Phương pháp quan sát sư phạm: Quan sát thái độ, mức độ hứng thú, tích cực học tập của học sinh. - Phương pháp tổng kết, rút kinh nghiệm dạy và học: Tích lũy các giờ dạy trên lớp, dự giờ đồng nghiệp, đồng nghiệp dự giờ góp ý. - Phương pháp thực nghiệm: Lựa chọn lớp thực nghiệm và lớp đối chứng; áp dụng dạy thử nghiệm. - Phương pháp phân tích: So sánh chất lượng giờ dạy, lực học, mức độ tích cực của học sinh khi chưa áp dụng SKKN với khi đã áp dụng SKKN. PHẦN 2. NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 1. Cơ sở lý luận: Ta đã biết, chương trình Sinh học cấp THCS có thể phân chia thành 2 giai đoạn: ở giai đoạn 1 (lớp 6 và lớp 7) vì khả năng tư duy của học sinh còn hạn chế, vốn kiến thức sơ đẳng, SGK chỉ đề cập đến những khái niệm, những hiện tượng thực tiễn quen thuộc thường gặp hàng ngày đối với 2 đối tượng là thực vật và động vật; ở giai đoạn 2 ( lớp 8 và lớp 9) khả năng tư duy của các em đã phát triển, đã có một số hiểu biết ban đầu về khái niệm cũng như các kiến thức lí thuyết mang tính hàn lâm cao, đòi hỏi tính tư duy lôgic biện chứng. Do đó việc học tập môn sinh học ở lớp 9 có yêu cầu cao hơn, nhất là một số bài tập tính toán phần di truyền phân tử. Các bài tập về di truyền phân tử là những bài tập hay, lý thú và có tính tư duy toán học cao. Để giải các bài tập này học sinh phải có được hai vấn đề là có am hiểu cơ bản về kiến thức môn sinh học liên quan và có kiến thức, kĩ năng về toán học (công cụ). Việc giải quyết hai vấn đề này phụ thuộc vào cách dạy của giáo viên. Những bài tập về di truyền phân tử ở lớp 9 được khai thác ở chương III và chương IV. Mặc dù học sinh đã được trang bị kiến thức cơ bản về phân tử và nguyên tố hóa học từ môn hóa học lớp 8 tuy nhiên đây chỉ là những khái niệm cơ bản, những kiến thức hết sức sơ đẳng cho nên những bài tập loại này vẫn còn mới lạ đối với các em, mặc dù không quá phức tạp đối với học sinh lớp 9 nhưng vẫn cần tập dần cho các em có kỹ năng định hướng bài giải một cách có hệ thống, khoa học, dễ dàng tiếp nhận và giải quyết các bài toán di truyền đa dạng hơn ở cấp THPT cũng như khi đi sâu vào nghiên cứu Chuyên ngành ở các trường chuyên nghiệp về sau này. Đối với việc hướng dẫn học sinh làm bài tập ở các môn tự nhiên nói chung và môn sinh học 9 nói riêng thì giáo viên thường dạy theo chủ đề. Với bản thân tôi khi dạy theo cách này thường tiến hành theo các bước sau: - Trước hết giáo viên phải dạy cho học sinh nắm được các kiến thức sinh học cơ bản liên quan đến chủ đề. 2 - Trên cơ sở đó, phân tích một bài tập cụ thể để xây dựng hệ thống công thức có liên quan. - Trong chủ đề, tổ chức cho học sinh giải theo dạng bài tập và qua từng bài tập phát triển tư duy cho học sinh bằng cách hướng dẫn học sinh đưa ra bài tập mới từ bài ban đầu, hay “giải một bài để giải được nhiều bài ”. 2. Thực trạng của việc giải các bài tập về liên kết Hidro của axit deoxiribonucleic (ADN) đối với học sinh lớp 9 trường THCS Thiết Ống, huyện Bá Thước. Những năm gần đây, trong các kì thi học sinh giỏi cấp huyện, cấp tỉnh, thi vào lớp 10 THPT chuyên xuất hiện các bài tập về liên kết hóa học và thường là những bài tập hay, cơ bản, điển hình cho dạng bài tập định lượng trong bộ môn sinh học. Các đề thi học kì I của Sở giáo dục gần đây đã đưa các bài tập di truyền phân tử liên quan đến các liên kết hóa học nhưng nhìn chung kết quả thi của các em như chúng ta đã biết là không cao vì các em thường không làm tốt dạng bài tập này, thậm chí là bỏ qua không làm. Thực ra trong phân phối chương trình sinh học lớp 9 không có nhiều thời lượng cho việc làm bài tập mà trong sách tham khảo lại có rất nhiều bài tập về liên kết hóa học. Khi gặp bài tập về liên kết hóa học học sinh thường lúng túng, không hiểu được yêu cầu cơ bản của bài tập nên dẫn đến không có phương pháp giải. Theo tôi nguyên nhân của thực trạng này được thể hiện ở một số điểm sau: + Học sinh chưa có kiến thức về toán học liên quan (lũy thừa, phương trình bậc nhất, phương trình bậc 2, hệ phương trình 2 ẩn hoặc 3 ẩn,...) hoặc có em có kiến thức cơ bản nhưng khi giải bài tập sinh học không biết cách vận dụng. + Học sinh chưa nắm sâu sắc được mối quan hệ cơ bản giữa các đại lượng sinh học cơ bản trong bài tập. + Đa số các em chưa có định hướng chung về phương pháp học lý thuyết, vận dụng công thức chưa linh hoạt, chưa có phương pháp giải bài tập di truyền phân tử. + Thông thường giáo viên vẫn cho học sinh tiếp cận với bài tập về liên kết hóa học nhưng không phân theo dạng, theo chủ đề nên học sinh không rèn luyện được khả năng phân tích, tổng hợp, nhận dạng bài tập, dẫn đến học sinh thụ động, máy móc khi gặp phải dạng toán này trong bài thi. Trước đây (trước năm học 2014-2015) khi chưa vận dụng sáng kiến này vào dạy bồi dưỡng học sinh khá giỏi lớp 9, tôi có ra đề khảo sát học lực của học sinh đội tuyển ôn thi đối với các dạng bài tập như sáng kiến này. Kết quả thu được thống kê qua bảng sau: Bảng 1 Năm học Tổng số HS 2012-2013 86 XL giỏi SL % 0 0.0 XL khá SL % 22 25.6 XL TB SL % 48 55.8 XL yếu SL % 16 18. 6 3 2013-2014 118 1 0.8 30 25.4 70 59.4 17 14. 4 Trước khi vận dụng sáng kiến này thì kết quả thi học sinh giỏi các cấp còn thấp. Cụ thể: Bảng 2 Năm học Sl học sinh dự Giải thi cấp huyện Giải thi cấp tỉnh thi cấp tỉnh Năm học 2012-2013 2 0 0 Năm học 2013-2014 5 2 0 Xuất phát từ những hạn chế trong kết quả thi học sinh giỏi, tôi đã tự rút kinh nghiệm, vận dụng sáng kiến này nhằm cải tạo thực trạng trên qua việc khai thác và phân dạng bài tập về liên kết Hidro của axit deoxiribonucleic (ADN) trong chương trình sinh học lớp 9 Trường THCS Thiết Ống, huyện Bá Thước. 3. Các giải pháp đã sử dụng để khai thác và phân dạng bài tập về liên kết Hidro của axit deoxiribonucleic (ADN) trong chương trình sinh học lớp 9 Trường THCS Thiết Ống, huyện Bá Thước: Để triển khai chủ đề bài tập về liên kết Hidro trong các buổi ôn thi học sinh giỏi đạt hiệu quả, bản thân tôi đã nghiên cứu sách giáo khoa trước khi soạn bài, tham khảo các tài liệu nâng cao giành cho giáo viên và học sinh; các đề thi học sinh giỏi các cấp; các chuyên đề sinh học 9. Trên cơ sở đó tôi đã biên soạn thành hệ thống nội dung kiến thức và bài tập theo mạch kiến thức từ dễ đến khó sao cho phù hợp với đối tượng học sinh, phù hợp với mạch tư duy logic của các em gây được sự hứng thú đối với học sinh. Ngoài những kiến thức trong sách giáo khoa, khi đưa các đơn vị kiến thức nâng cao tôi cũng đã thảo luận cùng nhóm, tổ chuyên môn; thử nghiệm qua mỗi bài giảng, mỗi khóa học sinh. Những bài tập về liên kết Hidro được đề cập ở đây là những bài điển hình, phù hợp với khả năng tiếp thu của học sinh, đem lại kết quả tốt qua các kì thi cuộc thi mà học sinh của tôi có cơ hội tham gia. Quá trình tôi tổ chức thực hiện chủ đề bài tập về liên kết Hidro cụ thể như sau: 3.1. Hệ thống kiến thức cơ bản: 3.1.1. Kiến thức về Axit deoxiribonucleic (ADN): - Axit deoxiribonucleic hay ADN thuộc loại axit Nucleic - Axit Nucleic là một nhóm axit hữu cơ, có vai trò rất quan trọng trong hoạt động sống của tế bào và cơ thể, đảm bảo cho khả năng sinh tồn của nòi giống với chức năng mang và truyền đạt thông tin di truyền. Axit Nucleic gồm 2 loại: axit Deoxiribonucleic (ADN) và axit ribonucleic (ARN). Chúng đều là chất trùng hợp từ đơn phân là Nucleotit (viết tắt là Nu). Mỗi Nucleotit gồm 3 thành phần: 4 + Nhóm photphat (P) có tính hóa học mạnh để liên kết các nhóm khác trong phản ứng ngưng tụ. + Đường pentozo ở ADN là đường deoxiribozo (C5H10O4) còn ở ARN là đường ribozo (C5H10O5). + Bazo nitric thuộc 2 nhóm: Purin (adenin và guanin) có kích thước lớn hơn và pirimidin (timin, xitzin, uraxin) có kích thước nhỏ hơn. Timin ở AND, còn uraxin chỉ có ở ARN. - ADN Có 4 loại nucleotit phân biệt nhau bởi Bazo nitric (A, T, G, X) đã tạo nên chuỗi phân tử (chuỗi polynucleotit) dài hàng trăm thậm chí hàng triệu đơn phân. - ADN theo mô hình của J.Oat xơn và F Crick, có cấu trúc 2 mạch ngược chiều nhau, liên kết giữa các Nu trên 1 mạch là liên kết photphodieste; giữa các Nu trên 2 mạch với nhau là liên kết Hidro. - ADN có đặc tính tự nhân đôi (tự sao): Quá trình này gồm các giai đoạn sau: + Đầu tiên 2 mạch của ADN nhờ các enzim gọi là helicaza, các enzim này phá vỡ các liên kết hidro giữa các bazo nhờ năng lượng giải phóng từ sự thủy phân các nucleozit 5’triphotphat. Các protein SSB gắn lên các đoạn mới được tách làm 2 mạch đơn không kết hợp lại được. + Tổng hợp đoạn mồi ARN. + Tổng hợp các mạch mới nhờ enzim polimeraza III. Các nucleotit của môi trường nội bào liên kết với các nucleotit ở mạch khuôn theo nguyên tắc bổ sung: A-T, G-X. - ADN có thể bị đột biến, các đột biến xảy ra trong quá trình tự sao của phân tử ADN, dẫn đến hình thành gen mới khi liên quan đến một hoặc một số cặp Nu; từ đó cũng dẫn đến sự thay đổi trong cấu trúc của ADN làm thay đổi số lượng các liên liên kết Hidro. 3.1.2. Kiến thức về liên kết Hidro của axit deoxiribonucleic (ADN): - Liên kết Hidro là một dạng liên kết hóa học yếu, đóng vai trò rất quan trọng trong cơ thể sống. Nhờ liên kết này đã hình thành nên cấu trúc không gian của các đại phân tử sống cơ bản như ADN, Protein, Lipit,… - Liên kết Hidro giữa 2 mạch đơn của ADN theo nguyên tắc bổ sung, 1 purine - đơn phân có kích thước lớn (A hoặc G) của mạch đơn này với 1 pyrimidine- đơn phân có kích thước bé (T hoặc X) của mạch đơn bên kia; Cụ thể: A liên kết với T bằng 2 liên kết hidro còn X liên kết với G bằng 3 liên kết hidro. Điều này đảm bảo được khoảng cách đều đặn giữa 2 mạch đơn. - Với đặc tính là liên kết yếu nên liên kết Hidro có thể bị phá vỡ dễ dàng trong quá trình nhân đôi ADN và phiên mã gen. Tuy vậy chuỗi xoắn kép ADN có sự tương tác liên kết hiđro giữa các cặp bazơ lân cận làm cho phân tử ADN khi ở trạng thái xoắn kép sẽ bền vững hơn. Thêm vào đó, mỗi phân tử ADN có một số lượng lớn nhất định các liên kết hidro cho nên dù bị chuyển động nhiệt 5 làm phá vỡ những liên kết hidro ở 2 đầu phân tử nhưng ở giữa phân tử nếu vẫn còn liên kết hidro thì sẽ gắn 2 sợi đơn lại chỉ khi bị nhiệt độ quá cao gần điểm sôi mới tách chúng ra được. - Sự vi phạm nguyên tắc bổ sung trong liên kết hidro sẽ dẫn đến biến đổi trong cấu trúc của đoạn phân tử ADN (đột biến gen). Thay đổi cấu trúc của phân tử ARN do đoạn ADN đó mã hóa, biến đổi cấu trúc của Protein tương ứng, cuối cùng biểu hiện thành kiểu hình đột biến. 3.2. Xây dựng công thức tổng quát từ bài tập cụ thể: Nếu gọi tổng số nucleotit trong 1 phân tử ADN là: N (Đk: N là số nguyên dương) Căn cứ vào cấu trúc 2 mạch bổ sung của mỗi phân tử ADN, số nucleotit trên 1 mạch của phân tử là N/2. Trên cơ sở lí thuyết đã được phân tích ở trên, có thể xây dựng công thức liên quan đến liên kết Hidro như sau: 3.2.1. Tính số liên kết Hidro ( H ) trong phân tử AND: Bài tập cơ sở 1 : Một gen dài 5100 Ǻ và Ađenin chiếm 20% số Nucleotit của gen. Hãy xác định số liên kết hidro của gen? Thảo luận: - Bài tập yêu cầu xác định giá trị gì? ( Xác định số liên kết Hidro) - Dữ kiện đề bài đã cho biết những gì? ( Chiều dài của gen L = 5100 Ǻ, tỉ lệ % số Nu loại A) - Các dữ kiện của đề bài có liên quan như thế nào với số liên kết Hidro? (Để tính được số liên kết Hidro cần xác định gen trên có bao nhiêu Nu loại A, bao nhiêu Nu loại G? từ % số Nu loại A có thể xác định được % số Nu loại G; xác định giá trị N (số Nu của gen) suy ra từ công thức tính chiều dài của gen.) Hướng dẫn giải - Từ công thức tính chiều dài của gen L = (N/2)3,4 Suy ra số nucleotit của gen là: N = (L: 3,4)2 = (5100 : 3,4)2 = 3000 Nu - Xác định số nucleotit của từng loại đơn phân: A = 20%N = 600 Nu G = (50%-20%)N = 900 Nu. - Số liên kết hidro (H): Vì : A của mạch này nối với T của mạch kia bằng 2 liên kết hidro và ngược lại G của mạch này nối với X của mạch kia bằng 3 liên kết hidro và ngược lại 6 Mặt khác, dựa vào hệ quả của NTBS, trong phân tử ADN số lượng Nu loại A luôn bằng số lượng Nu loại T, số lượng Nu loại G luôn bằng số lượng Nu loại X (A = T và G = X) Do vậy số liên kết Hidro (H) được xác định như sau: H = 2A + 3G = 2 x 600 + 3 x 900 = 3900 (liên kết). Xây dựng công thức tổng quát: * Tính số liên kết Hidro ( H ) trong phân tử AND: Với H là số liên kết Hidro, A số lượng đơn phân Adenin (A = T); G là số lượng đơn phân Guanin (G = X) Số liên kết Hidro (H) của ADN được xác định như sau: H = 2A + 3 G hoặc H = 2T + 3X Vì N = A + T + G + X = 2A + 2G Nên số liên kết Hidro còn dược xác định theo công thức sau: H=N+G Hệ quả: (có thể hiểu là loại bài toán nghịch của dạng bài toán trên): Căn cứ vào công thức tính số liên kết hidro trong phân tử ADN H = 2A + 3G hoặc H = N + G Có thể suy ra các giá trị như sau: Khi bài toán cho biết H, giá trị G xác định có thể suy ra N theo công thức biến đổi sau: N = H – G Hoặc bài toán cho biết H, N có thể xác định được thành phần từng loại nucleotit của ADN như sau: Xác định giá trị G : G = H – N rồi tính giá trị A, T, X theo G. Từ đó có thể xác định các giá trị liên quan là: L (chiều dài của ADN), C (số chu kì xoắn của ADN) , M (khối lượng phân tử ADN), ..... 3.2.2. Tính số liên kết hidro được hình thành hoặc bị phá hủy khi ADN tự nhân đôi: Bài tập cơ sở 2 : Một gen có số nucleotit loại A = 600 và G = 3/2 A. Gen đó nhân đôi một số lần đã cần môi trường cung cấp 6300 nucleotit loại G. Hãy xác định số liên kết hidro bị phá hủy và được hình thành trong quá trình nhân đôi của ADN ? Thảo luận: - Đề bài yêu cầu xác định giá trị gì? ( Số liên kết Hidro bị phá hủy và số liên kết Hidro được hình thành trong quá trình nhân đôi) - Dữ kiên bài toán đã cho biết số lần tự nhân đôi chưa? (Chưa cho biết) - Để xác định số lần tự nhân đôi cần dựa vào dữ kiện nào? ( Dựa vào số Nu loại G mà môi trường đã cung cấp; như vậy cần phải xác định được số Nu loại G của gen) 7 Hướng dẫn giải - Xác định số nucleotit loại G của gen: G = 3/2 A = 3/2 x 600 = 900 Nu - Xác định giá trị k- số lần nhân đôi của gen Từ công thức tính số nucleotit loại G môi trường đã cung cấp cho gen nhân đôi k lần là: Gmt = (2k – 1) Ggen  6300 = (2k – 1)900 Suy ra (2k – 1) = 6300: 900 = 7 2k = 8 Vậy k = 3 - Xác định số liên kết H: + Số liên kết H bị phá hủy trong quá trình nhân đôi của gen: Khi ADN tự nhân đôi hoàn toàn 2 mạch ADN tách ra, các liên kết hidro giữa 2 mạch nên số liên kết hidro bị phá vỡ bằng số liên kết hidro của AND ban đầu. ADN tự nhân đôi 3 lần: Lần 1: Có 1 phân tử ADN Số liên kết H bị phá vỡ = số liên kết H của ADN = H = 20H Lần 2: Có 21 = 2 phân tử ADN mới được tạo ra Số liên kết H bị phá vỡ = số liên kết H của 2 ADN = 2H = 21H Lần 3: Có 22 = 4 phân tử ADN mới được tạo ra Số liên kết H bị phá vỡ = số liên kết H của 4 ADN = 4H = 22H Vậy tổng số liên kết Hidro bị phá hủy sau 3 lần tự nhân đôi là: H bị phá vỡ = 1H + 2H + 4H = (20 + 21 + 22)H = (23 - 1)H = (23 - 1)(2A + 3G) = 7 x 3900 = 27300 (liên kết) + Số liên kết Hidro được hình thành trong quá trình gen nhân đôi: Mỗi mạch đơn của ADN đều nối các nu tự do theo NTBS bằng các liên kết hidro nên số liên kết Hiđro được hình thành là tổng số liên kết Hiđro của 2 ADN con. Do đó số liên kết Hidro được hình thành trong quá trình nhân đôi chính là số liên kết Hidro của tất cả các gen con vừa được tạo ra sau 3 lần tự nhân đôi. H hình thành = 23H = 8 x 3900 = 31200 (liên kết). Xây dựng công thức tổng quát: Số liên kết hidro bị phá vỡ và số liên kết hidro được hình thành Qua 1 lần tự nhân đôi Khi ADN tự nhân đôi hoàn toàn 2 mạch ADN tách ra, các liên kết hidro giữa 2 mạch bị phá vỡ nên số liên kết hidro bị phá vỡ bằng số liên kết hidro của ADN ban đầu H bị phá vỡ = H ADN (liên kết) 8 Mỗi mạch ADN đều nối các nu tự do theo NTBS bằng các liên kết hidro nên số liên kết hiđro được hình thành là tổng số liên kết hiđro của 2 ADN con H hình thành = 2 HADN (liên kết) Qua k lần tự nhân đôi - Tổng số liên kết hydro bị phá vỡ : k = 1: Số liên kết H bị phá vỡ = số liên kết H của ADN = H = 20H k = 2: Số liên kết H bị phá vỡ = số liên kết H của 2 ADN = 2H = 21H k = 3: Số liên kết H bị phá vỡ = số liên kết H của 4 ADN = 4H = 22H ……………………… k = n: Số liên kết H bị phá vỡ = 2n-1H Vậy tổng số liên kết Hidro bị phá hủy sau 3 lần tự nhân đôi là: H bị phá vỡ = (20 + 21 + 22 +.....+ 2n-1 )H = (2n - 1)H (liên kết) - Tổng số liên kết hidro được hình thành :  H hình thành = H2n (liên kết) 3.2.3. Bài toán đột biến gen – liên quan đến rối loạn quá trình tự sao chép của ADN Bài tập cơ sở 3 : Trong phân tử ADN, ađênin (A) liên kết với timin (T) bởi 2 liên kết hiđrô và xitôzin (X) liên kết với guanin (G) bởi 3 liên kết hiđrô. a) Tính số liên kết hiđrô của gen khi biết: A + G = 700 nuclêôtit và A - G = 100 nuclêôtit. b) Số liên kết hiđrô của gen thay đổi như sau: -Trường hợp 1 : Mất một cặp nuclêôtit. -Trường hợp 2: Thêm một cặp nuclêôtit. -Trường hợp 3: Thay thế một cặp nuclêôtit này bằng một cặp nuclêôtit khác. Thảo luận: - Đối với câu a học sinh áp dụng công thức tính số liên kết Hidro đã được xây dựng từ bài toán cơ sở 1 để tính. - Đối với câu b để xác định số liên kết Hidro của gen đã thay đổi như thế nào qua mỗi loại đột biến học sinh phải nhớ lại đặc điểm củ từng loại đột biến. Hướng dẫn giải: a. Số liên kết hiđrô của gen: Xác định giá trị A, G: A + G = 700 Nu (1) A – G = 100 Nu (2) Giải hệ 2 phương trình ta được: A = 400Nu ; G = 300 Nu - Số liên kết Hidro: H = 2A + 3G = 2 x 400 + 3 x 300 = 1700 (liên kết) 9 b. Trường hợp 1 : Mất một cặp nuclêôtit - Nếu mất cặp A-T: Số liên kết Hidro giảm đi 2 liên kết còn: 1700 – 2 = 1698 - Nếu mất cặp G-X: Số liên kết Hidro giảm đi 3 liên kết còn: 1700 – 3 = 1697 Trường hợp 2: Thêm một cặp nuclêôtit - Nếu thêm cặp A-T: Số liên kết Hidro tăng 2 liên kết: 1700 + 2 = 1702 - Nếu thêm cặp G-X: Số liên kết Hidro tăng 3 liên kết : 1700 + 3 = 1703 Trường hợp 3: Thay thế một cặp nuclêôtit này bằng một cặp nuclêôtit khác - Nếu thay cặp A-T bằng cặp G-X: Số liên kết Hidro tăng 1 liên kết: 1700 + 1 = 1702 (liên kết) - Nếu thay cặp G-X bằng cặp A-T: Số liên kết Hidro giảm 1 liên kết : 1700 - 1 = 1699 (liên kết) Xây dựng công thức tổng quát: - Muốn xác định số liên kết Hidro của gen đột biến phải căn cứ vào gen lúc chưa đột biến và dựa vào loại đột biến. - Ở cấp THCS ta chỉ xét 3 loại đột biến gen: + Đột biến thêm 1 hoặc 1 số cặp Nu: Loại đột biến này sẽ làm tăng số liên kết Hidro. + Đột biến mất 1 hoặc 1 số cặp Nu: Loại đột biến này sẽ làm giảm số liên kết Hidro. + Đột biến thay thế 1 hoặc 1 số cặp Nu: Nếu đột biến thay thế cặp A-T bằng cặp G-X sẽ làm tăng số liên kết Hidro; Nếu đột biến thay thế cặp G-X bằng cặp A-T sẽ làm giảm số liên kết Hidro. Sau khi hướng dẫn học sinh giải các bài tập cơ sở để xây dựng được các công thức có liên quan đến liên kết Hidro, giáo viên sử dụng các hệ thống bài tập vận dụng yêu cầu học sinh áp dụng các công thức đã cùng nhau xây dựng để giải các bài tập cụ thể. 3.3. Khai thác bài tập vận dụng định hướng theo dạng : Dạng 1: Tính số liên kết Hidro ( H ) trong phân tử ADN: * Loại bài toán thuận Bài 1. Một đoạn phân tử ADN có 270 nucleotit loại G và tỉ lệ A = 1/3X. Phân tử này có bao nhiêu liên kết hidro? ( Trích BT cuốn PP giải bài tập di truyền và sinh thái lớp 9/ Lê Ngọc Lập/ Nhà xuất bản Giáo dục) Lược giải - Số lượng các loại Nu: G = X = 270 Nu; A = T = 90 Nu - Số liên kết hidro trong phân tử AND: A liên kết với T bằng 2 liên kết hidro 10 G liên kết với X bằng 3 liên kết hidro H = 2A + 3G = 2 x 90 + 3 x 270 = 990 (liên kết). Bài 2. Cho biết gen của một loài động vật có tỉ lệ (A+T)/(G+X) = 1,5 và có 3.109 cặp Nu. Tính tổng số liên kết hidro có trong bộ gen của loài ? (Sưu tầm) Lược giải - Từ tỉ lệ (A+T)/(G+X) = 1,5 suy ra A = 1,5G hay 2A = 3G (*) Tổng số Nu của gen là 3.109 cặp = 6.109 Nu N = 2A + 2G = 6.109 Nu (**) Thay (*) vào (**) ta được: N = 3G + 2G = 6.109 Nu Suy ra G = 6.109 : 5 = 1,2.109 Nu Vậy X = G = 12.108 Nu; T = A = 18.108 Nu - Tổng số liên kết Hidro của gen là : H = 2A+ 3G = 72.108 (liên kết). * Luận bàn: Đối với loại bài toán thuận được minh họa thông qua 2 bài tập trên đây, có thể xem là dạng đơn giản vì lẽ học sinh chỉ cần thay số vào công thức để tính. Tác dụng của những bài toán này là nhằm giúp các em củng cố phần kiến thức lí thuyết, tự xây dựng được công thức và tạo tiền đề cho các bài toán phức tạp hơn. Dạng bài tập này tôi thường sử dụng để giúp học sinh giỏi bắt đầu tiếp cận với chủ đề bài học;sử dụng vào tiết bài tập và ôn tập trong giờ học chính khóa nhằm giải tỏa không khí căng thẳng khi nghiên cứu lí thuyết đơn điệu, kích thích tính hứng thú cho học sinh say mê và yêu thích môn sinh học. Bài 3. Trong một tế bào chứa 2 gen có chiều dài bằng nhau. Số liên kết hidro của gen thứ nhất nhiều hơn số liên kết hidro của gen thứ 2 là 160. Khi tế bào chứa 2 gen trên nguyên phân 4 lần thì môi trường đã cung cấp cho gen thứ nhất 3000 Nu loại A và môi trường cung cấp cho gen thứ hai 6750 Nu loại G. Hãy xác định: a. Số Nu mỗi loại của gen. b. Số chu kì xoắn và số liên kết hidro của mỗi gen? ( Trích đề thi giáo viên giỏi huyện Bá Thước năm học 2011- 2012) Lược giải a. Vì l1 = l2 => N1 = N2 2A1 + 2G1 = 2A2 + 2G2 (1) 2G1 – 2G2 = 2A2 – 2A1 <=> G1 – G2 = A2 – A1 (2) Theo đề: H1 = H2 + 160 2A1 + 3G1 = 2A2 + 3G2 + 160 (3) Từ (1) và (3) => G1 – G2 = 160 Và từ (2) => G1 – G2 = A2 – A1 = 160 Mà: A1 = 3000 : (24 -1) = 200 Nu => A2 = 200 + 160 = 360 Nu G2 = 6750 : (24 – 1) = 450 Nu 11 => G1 = 450 + 160 = 610 Nu Vậy số nu mỗi loại của các gen: Gen 1: A = T = 200 (nu) và G = X = 610 (Nu) Gen 2: A = T = 360 (nu) và G = X =450 (Nu) b. C1 = C2 = (200 + 610) 2 : 20 = 81 (chu kỳ xoắn) H1 = (2 x 200) + (3 x 610) = 2230 (liên kết hiđrô) H2 = 2230 – 160 = 2070 (liên kết hiđrô) * Luận bàn: Bài tập số 3 này so với 2 bài tập trên có điểm khác là bài này xét với đồng thời 2 gen, thông tin về liên kết Hidro của mỗi gen cũng là cơ sở để học sinh xác định số Nu từng loại của mỗi gen. Như vậy, để làm được bài tập này bên cạnh ghi nhớ công thức còn đòi hỏi học sinh kĩ năng tư duy toán học, biến đổi và vận dụng linh hoạt các công thức tính toán đã được xây dựng về liên kết Hidro.Với những bài tập như bài 3 này chủ yếu được sử dụng cho đối tượng học sinh ôn thi đội tuyển học sinh giỏi . * Loại bài toán nghịch: Bài 4. Một gen có 1464 liên kết Hiđrô và trên mạch 1 của gen có A1 = 36%; T1 = 20%. Hãy tính chiều dài của gen? ( Trích BT trong cuốn PP giải bài tập di truyền và sinh thái lớp 9/ Lê Ngọc Lập/ Nhà xuất bản Giáo dục) Lược giải Tính chiều dài của gen: Xác định số Nu của gen: A = A1 + A2 = T1 + T2 (*) Theo nguyên tắc bổ sung ta có: A1 = T2; A2 = T1 Thay vào (*) ta được: A = A1 + T1 = (36%+ 20%): 2 = 28% Suy ra, A = T = 28%N và G = X = 22%N - Từ công thức tính số liên kết hydro: H = N + G Với G = 22% N Nên H = 1,22N = 1464 suy ra N = H : 1,22 = 1200 Nu Chiều dài của gen: L = (N/2)x 3,4 = 2040 (Ǻ) * Luận bàn: Đề bài cho biết giá trị của liên kết Hidro và tỉ lệ phần trăm của 2 loại Nu trên một mạch, từ cơ sở này học sinh thành lập lại các công thức, xác định mối liên hệ giữa các giá trị đã biết tìm ra giá trị N, từ đó tính ra chiều dài của gen. Như vậy bài này có thể phát triển thành dạng bài phổ quát: không chỉ tính giá trị L(chiều dài), mà còn xác định các giá trị khác như:khối lượng gen (M), số chu kì xoắn (C),… Bài 5. Xét một cặp nhiễm sắc thể tương đồng chứa một cặp gen dị hợp (Aa), mỗi gen đều dài 4080 Ăngstron(Ǻ) . Gen trội A có 3120 liên kết hiđrô; gen lặn a có 3240 liên kết hyđrô. 12 Số lượng từng loại nuclêôtit trong mỗi loại giao tử bình thường chứa gen nói trên bằng bao nhiêu? (Trích đề HSG huyện Bá Thước năm học 2012- 2013) Lược giải Gen = 4080 : 3,4 x 2 = 2400 nuclêôtit - Giao tử chứa gen A: 2A + 3G = 3120 (1); 2A + 2G = 2400(2). Giải ra ta có: A = T = 480 Nu; G = X = 720 Nu - Giao tử chứa gen a: 2A + 3G = 3240 (3) ; 2A + 2G = 2400 (4). Giải ra ta có: A = T = 360 Nu; G = X = 840 Nu. * Luận bàn: bài 5 xác định đồng thời 2 gen dựa vào các mối liên hệ về các giá trị có liên quan mà đề bài đã cho. Loại bài tập này giúp học sinh phát triển tư duy logic, khả năng lập luận trên cơ sở hệ thống lại các kiến thức về cấu trúc ADN và kiến thức về cơ chế tự sao của ADN. Bài 6. Trong một phân tử ADN, số liên kết hiđrô giữa 2 mạch đơn là 4 531.10 và số liên kết hiđrô trong các cặp A- T bằng số chu kì xoắn của nó trong phân tử. a. Tính số lượng từng loại nuclêôtit trong phân tử AND trên. b. Tính khối lượng của AND trên c. Phân tử AND trên tái bản một số lần và môi trường nội bào đã phải cung cấp 1143.104 Ađênin tự do. Xác định số lần tái bản của AND (Cho biết khối lượng 1 nuclêôtit trung bình bằng 300 đơn vị C). (Sưu tầm) Lược giải a. Số lượng từng loại nucleotit: N/20 = (2A + 2G)/20 = (A + G)/10 Số liên kết H giữa các cặp A - T = 2A, theo giả thiết ta có: (A + G ) /10 = 2A G = 19A (1) Số liên kết H trong phân tử ADN : 2A + 3G = 531.104 (2) Thế (1) vào (2) giải ra ta có A = 9.104 = T G = X = 171.104. b. Khối lượng của ADN : N.300C = 2( 9.104 + 171. 104) x 300 = 108.107 đvC c. Số lần tái bản của ADN: Gọi k là số lần tế bào của ADN (Đk: k thuộc số nguyên dương) Số A cung cấp: 9.104 ( 2k - 1) = 1143 . 104 2k = 128 k=7 * Luận bàn: Với bài này xét với 1 phân tử ADN xong yêu cầu học sinh là phải tổng hợp cả kiến thức về cấu trúc và cơ chế tự sao của ADN; điểm thú vị là bài toán tách 2 loại liên kết hidro của cặp A-T với cặp G-X giúp học sinh củng cố và khắc sâu lại kiến thức về liên kết hóa học này. 13 Bài 7*: Gen cấu trúc có 150 vòng xoắn và có tích giữa hai loại nuclêôtit không bổ sung là 6%, số liên kết hiđrô của gen nằm trong khoảng từ 3500 đến 3600. Tỉ lệ % và số lượng từng loại nuclêôtit của gen? (Sưu tầm) Lược giải Tỉ lệ % từng loại Nuclêôtit của gen: - Gọi A và G là hai loại nucleêôtit không bổ sung. Theo đề ra ta có: A . G = 6% = 0,06 (1) Theo N.T.B.S: A + G = 50% = 0,5 (2) - Từ (1) và (2) => A và G có nghiệm : Hoặc A = 30% và G = 20% Hoặc A = 20% và G = 30% - Nếu A > G: + Tổng liên kết hidrô của gen: 3600 liên kết (chọn) Nếu A < G: + Tổng liên kết hidrô của gen: 3900 liên kết (loại vì 3900 > 3600) Vậy tỉ lệ % và số lượng mỗi loại nuclêôtit của gen: A = T = 30% ; G = X =20% A = T = 30% . 3000 = 900 Nu G = X = 20% . 3000 = 600 Nu * Luận bàn : Bài này chưa cho biết giá trị cụ thể của số liên kết hidro mà chỉ đưa ra khoảng giá trị từ 3500 đến 3600 liên kết. Học sinh sẽ xác định được 2 cặp nghiệm của A và G; căn cứ vào 2 cặp nghiệm này để xác định cụ thể số liên kết hidro. Có thể đánh giá đây là bài toán đòi hỏi học sinh có kiến thức tổng hợp giữa toán học và sinh học tương đối vững vàng. Đây cũng là lí do tôi luôn đề cao việc rèn luyện kĩ năng tính toán và tư duy logic cho học sinh ôn thi đội tuyển học sinh giỏi các cấp. Dạng 2: Tính số liên kết hidro được hình thành hoặc bị phá hủy khi ADN tự nhân đôi: Bài 8. Một gen có số liên kết hiđrô là 2805. Hiệu số giữa A và G bằng 30% tổng số Nuclêôtít của gen. a. Tính số Nuclêôtít mỗi loại của gen b. Tính số liên kết hiđrô bị phá hủy và tổng số liên kết hidro trong các gen con được tạo ra khi gen ban đầu tự nhân đôi 2 lần. (Trích đề thi chọn tuyển HSG cấp tỉnh/ Huyện Bá Thước năm học 2009-2010) Lược giải a. Số Nuclêôtít mỗi loại của gen ta có: A - G = 30 % Nuclêôtít; 14 A + G = 50% Nuclêôtít suy ra 2A = 80 % Nuclêôtít  A = T= 80% : 2= 40 % Nuclêôtít G = X =50% - 40 %= 10% Nuclêôtít Mặt khác số liên kết Hiđrô của gen là 2805, ta có: 2A+ 3G = 2805 (liên kết) Hay: 2 x 40% N + 3 x 10% N = 2805 (liên kết) Suy ra 110%N = 2805 N = 2550 Nu * Vậy số Nuclêôtít mỗi loại là: A = T = 40% x 2550 = 1020 Nu G = X= 10% 2550 = 255 Nu c. Số liên kết hiđrô trong các gen con: Số liên kết hiđrô bị phá hủy: H(22 -1) = 8414 (liên kết). Tổng số liên kết hiđrô trong các gen con được tạo ra là: 2805 x 22 = 11220 (liên kết). Bài 9. Một nhóm gồm 3 phân tử ADN (mạch kép) giống nhau tiến hành nhân đôi một số lần liên tiếp, môi trường đã cung cấp 46500 Nu loại T. Xác định tổng số liên kết hidro trong các gen con được hình thành. Biết rằng mỗi phân tử ADN có 4000 liên kết hidro giữa các Nu ở 2 mạch và có G = 2A. (Sưu tầm) Lược giải - Tính số Nu của mỗi phân tử ADN: Số liên kết hidro: H = 2A + 3G = 4000 liên kết (1) mặt khác G = 2A (2) Thay (2) vào (1) ta được: H = 2A + 3 x 2A = 4000 suy ra A = 4000 : 8 = 500 Nu. Vậy: T = A = 500 Nu; X = G = 1000 Nu - Xác định số lần nhân đôi của 3 phân tử ADN: Gọi k là số lần nhân đôi của 3 phân tử ADN (Đk: k thuộc số nguyên dương) Số Nu loại T môi trường đã cung cấp cho 3 phân tử ADN nhân đôi là: Tmt = 3 (2k – 1) T  46500 = 3(2k – 1)500 Giải ra ta được: 2k = 32 suy ra k = 5. - Xác định tổng số liên kết hidro trong các gen con được hình thành: H = H. 2k = 4000 x 32 = 128000 (liên kết) Bài 10. Một gen có 2400 Nu và hiệu số giữa Nu loại A với một l loại Nu khác bằng 20% tổng số Nu của gen. Gen nhân đôi liên tiếp một số lần đã cần môi trường cung cấp 5880 Nu loại A. Tính số liên kết Hidro bị phá hủy trong quá trình nhân đôi? (Trích bài tập di truyền phân tử / tác giả Phan Khắc Nghệ/NXBĐHQG) 15 Lược giải - Số Nu mỗi loại của ADN: Hiệu số giữa A với loại khác bằng 20% nên A = 35%; Vậy A = 840 Nu , G = N/2 - A = 360 Nu. - Số liên kết Hydro trong phân tử ADN: H = 2A + 3G = 2 x 840 + 3 x 360 = 2760 (liên kết). - Xác định số lần nhân đôi của AND: Gọi số lần nhân đôi là k (với k là số nguyên dương) Từ công thức tính số Nu loại A do môi trường cung cấp cho k lần nhân đôi Amôi trường = (2k – 1)A suy ra số lần nhân đôi của gen là: k = căn bậc 2 của (Amôi trường / A + 1) = 3 lần. - Tính số liên kết Hydro bị phá hủy sau 3 lần tự nhân đôi: (2k – 1)H = 19.320 (liên kết). * Luận bàn: Đối với bài tập dạng này đòi hỏi học sinh phải nắm vững cơ chế tự nhân đôi của ADN từ đó vận dụng sang giải bài tập. Phân biệt được số liên kết bị phá hủy so với số Hidro được hình thành. Dạng 3. Bài toán đột biến gen – liên quan đến rối loạn quá trình tự sao chép của AND Bài 11. Gen D có 186 Nu loại G và 1068 liên kết hydro. Gen đột biến d hơn gen D một liên kết hidro nhưng chiều dài 2 gen bằng nhau. Đột biến liên quan đến bao nhiêu cặp Nu và thuộc dạng nào của đột biến gen? Lược giải Chiều dài 2 gen D và d bằng nhau nên đây là dạng đột biến thay thế. Liên kết hidro tăng thêm 1 như vậy 1 cặp A - T đã được thay thế bằng 1 cặp G- X. Bài 12. Một gen dài 5100 Ǻ có A = 2G. Một đột biến liên quan tới 1 cặp nucleotit làm thay đổi 1 liên kết hidro nhưng không làm thay đổi chiều dài gen. Gen đột biến tự nhân đôi một số lần cần môi trường cung cấp 3507 nucleotit loại G. Xác định dạng đột biến và số nucleotit mỗi loại cung cấp cho quá trình tái bản trên của gen đột biến. (Sưu tầm) Lược giải Gen ban đầu Số nucleotit của gen ban đầu N = (L/3,4) x 2 = (5100Ao/3,4 ) x 2 = 3000 (nucleotit) A  + G = 3000/2 A = 2G => A = T = 1000 (nucleotit) 16       G = X = 500 (nucleotit) Gen đột biến: Chiều dài gen không đổi, thay đổi 1 liên kết hydro => đột biến thay thế  1 cặp nucleotit (A - T bằng G - X hoặc ngược lại) Môi trường cung cấp 3507 nucleotit loại G. Nếu  đột biến thay 1 cặp A - T bằng G - X thì ở gen đột biến có: G = X = 501 nucleotit A = T = 999 nucleotit Môi trường cung cấp cho gen đột biến tự nhân đôi: X = G = (2k - 1) x 501 = 3507 => k = 3 A = T = (2k - 1) x 999 = (23 - 1) x 999 =   6993. Nếu đột biến thay 1 cặp G - X bằng A - T thì  G = X = 499 nucleotit ; A = T = 1001 nucleotit Môi trường cung cấp cho gen đột biến tự nhân đôi: X = G = (2k - 1) x 499 = 3507 => k lẻ => loại. * Luận bàn: Đối với các bài tập dạng này học sinh chủ yếu dựa vào số liên kết Hidro của gen ban đầu, sự thay đổi số liên kết hidro và số Nu của gen đột biến để xác định loại đột biến; Hoặc ngược lại dựa vào loại đột biến đã biết để xác định sự thay đổi số liên kết hidro trong gen đột biến. Bài 13. Một gen chứa 2398 liên kết cộng hóa trị giữa các nuclêôtit. Gen bị đột biến thêm một đoạn. Đoạn gen gắn thêm có chứa 185 liên kết hyđrô và 40 0 ađênin. Sau đột biến tỉ lệ nuclêôtit loại guanin của gen bằng 30%. Đoạn gen sau khi bị đột biến có chiều dài bằng bao nhiêu A? (Trích bộ đề luyện thi hsg Huyện Bá Thước đề 14-15) Lược giải Chiều dài của đoạn gen sau khi bị đột biến: - Số lượng nuclêôtit của gen trước khi bị đột biến: N = 2398 + 2 = 2400 (Nu) - Số lượng từng loại nuclêôtit trong đoạn gen gắn thêm là: * Xét đoạn gen gắn thêm: Ta có: 2A + 3G = H  2.40 + 3G = 185 Nên Vậy: A = T = 40 Nu G= (185-80):3 = 35 Nu G = X = 35 Nu * Xét đoạn gen sau đột biến: - Số lượng nuclêôtit của gen sau đột biến: 2400 + ( 40 + 35 )2 = 2550 Nu 17 - Chiều dài của gen sau đột biến: L = N/2 x 3,4 Ǻ = 2550/2 x 3,4 Ǻ = 4335 (Ǻ) * Luận bàn: Bài tập này ngoài liên kết Hidro, còn đề cập đến một loại liên kết khác cũng rất điển hình của Axit deoxiribonuclic: liên kết cộng hóa trị. Mục đích để các em có tư duy tổng hợp và khái quát không bó buộc trong một dạng liên kết hóa học, khích thích khả năng tìm tòi khám phá của các em ở các dạng toán về liên kết hóa học khác.. 4. Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đối với hoạt động giáo dục, với bản thân, đồng nghiệp và nhà trường. Trên đây là một số bài toán minh họa cho phương pháp bồi dưỡng cho học sinh với chủ đề khai thác và phân dạng bài tập về liên kết Hidro của axit Deoxiribonucleic từ năm học 2014 – 2015. Sau vài năm áp dụng các giải pháp trên tôi thấy kết quả học sinh giải bài tập về liên kết Hidro khả quan hơn nhiều. Những học sinh yếu đã biết cách giải bài tập, những học sinh khá - giỏi đã làm rất tốt và tự tin hơn khi gặp những bài toán khó. Nhìn chung các em đều cảm thấy thích thú và tự tin hơn khi giải bài phần liên kết Hidro. Qua việc giải hệ thống bài tập, học sinh được trang bị cho mình những kĩ năng xử lí tình huống và rèn luyện cách tổng hợp kiến thức giúp học sinh hiểu và nắm sâu hơn phần lý thuyết. Đồng thời qua giải bài tập Sinh học giúp học sinh ôn tập đào sâu, mở rộng kiến thức, dẫn đến kiến thức mới, rèn luyện kĩ năng, vận dụng lý thuyết vào thức tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức, phát huy tính tự lực của học sinh góp phần làm phát triển tư duy sáng tạo, đồng thời kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức của học sinh. Tôi thấy chất lượng dạy và học được cải tiến rõ rệt: Học sinh tích cực, chủ động hơn và đặc biệt là học sinh có hứng thú học tập phát triển được tư duy của người học. Sau khi dạy xong chủ đề này tôi có khảo sát học lực của học sinh. Kết quả thu được như sau: Bảng 3 XL giỏi XL khá XL TB XL yếu Năm học Tổng số HS SL % SL % SL % SL % 2014-2015 109 8 7.3 45 41.3 47 43.1 9 8.3 2015-2016 96 8 8.3 43 44.8 42 43.7 3 3.2 2016-2017 94 9 9.6 40 42.6 41 43.6 4 4.2 So sánh và đối chứng với kết quả khi chưa vận dụng sáng kiến (Bảng 1): Tôi thấy tỉ lệ xếp loại khá, giỏi tăng; yếu giảm cụ thể là: Tỉ lệ giỏi tăng: (7.3 + 8.3 + 9.6) : 3 – 0.8 = 7.6 % Tỉ lệ khá tăng: (41.3+ 44.8 + 42.6) : 3 – (25.6 +25.4) : 2 = 17.4 % Tỉ lệ yếu giảm: (18.6+ 14.4) : 2 - (8.3 + 3.2 + 4.2): 3 = 7.9 %. 18 Kết quả thi học sinh giỏi cấp Huyện, cấp Tỉnh: Bảng 4 SL học sinh dự Giải thi cấp tỉnh thi cấp tỉnh 2014-2015 2 1 1 2015-2016 3 2 1 2016-2017 3 2 1 So sánh và đối chứng với kết quả khi chưa vận dụng sáng kiến (Bảng 2) Tôi thấy số học sinh đạt giải cấp huyện tăng; kết quả thi học sinh giỏi cấp tỉnh duy trì ổn định qua các năm. Khi áp dụng sáng kiến thì tôi nhận thấy rằng đã cơ bản khắc phục được các nguyên nhân nêu ra ở phần thực trạng: + Học sinh đã xác định rõ bản chất của các liên kết Hidro trong phân tử axit deoxiribonucleic (ADN) và đã biết vận dụng sang làm bài tập. + Học sinh đã có kĩ năng giải bài tập sinh học nói chung và bài tập về liên kết Hidro của axit deoxiribonucleic (ADN) nói riêng. + Học sinh đã được làm quen với một số dạng bài tập về liên kết hóa học của axit deoxiribonucleic (ADN) nên nếu gặp các dạng bài toán liên quan đến liên kết hóa học của các phân tử còn lại (ARN, Protein) các em cũng có thể giải được. Qua việc làm sáng kiến kinh nghiệm giúp bản thân tôi được nâng cao chuyên môn nghiệp vụ, điều đó bản thân nhận thấy qua việc học sinh năm sau nắm hiểu vấn đề tốt hơn năm trước. Qua đó giúp thầy và trò có những tiền đề nhất định và đặc biệt quan trọng đối với học sinh khi tiếp tục học phần Di truyền phân tử ở THPT. PHẦN 3. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận: Trên đây là một số bài tập về liên kết Hidro một trong những chủ đề tôi đã áp dụng khi ôn thi học sinh giỏi. Bản thân tôi nhận thấy để làm bài tập này học sinh cần nắm vững lí thuyết về ADN và đặc điểm của liên kết Hidro. Thông thường sau khi hệ thống xong tôi yêu cầu học sinh tự hệ thống lại các dạng và nêu lại các bước giải một bài tập. Sau đó giáo viên tổng hợp lại kiến thức của học sinh, bổ sung, hoàn chỉnh. Tóm lại khi giao bài tập di truyền cho học sinh giáo viên nên chỉ cho học sinh cách tự tư duy, tìm tòi để từ đó xây dựng nên phương pháp giải cho mỗi dạng bài cụ thể, khuyến khích học sinh tìm ra nhiều hướng giải cho một bài tập. Việc vận dụng sáng kiến trên vào giảng dạy đã tạo nên những chuyển biến rất tích cực đối với học sinh trong đội tuyển học sinh giỏi của tôi: từ chỗ sợ các bài tập về liên kết Hidro, khả năng hoàn thành bài tập thấp thì sau khi thực hiện sáng kiến này các em tỏ ra rất hứng thú và hoàn thành bài tập một cách dễ dàng. 19 Năm học Giải thi cấp huyện Trong phạm vi của SKKN này tôi chỉ có thể đề cập đến bài tập về liên kết Hidro, trong tiến trình ôn tập và hệ thống bài tập cho học sinh tôi còn phát triển và khai thác thêm các bài tập về liên kết hóa học khác nhau (liên kết cộng hóa trị, liên kết peptit,...) đối với mỗi loại phân tử di truyền như ADN, ARN, Protein,... với mục đích củng cố kiến thức lí thuyết, kết hợp kiến thức sinh học với kĩ năng tính toán và tư duy logic toán học, giảm áp lực, tránh nhàm chán cho học sinh, kích thích tình yêu môn sinh học từ các em, gạt bỏ định kiến xem môn sinh học là môn học thuộc đơn thuần. 2. Kiến nghị: Đối với nhà trường: Tăng cường chỉ đạo các tổ chuyên môn tập trung đổi mới nôi dung sinh hoạt, trong đó cần coi trọng việc thảo luận, xây dựng các chuyên đề dạy học qua trường học kết nối. Đối với Phòng Giáo dục và Đào tạo: Cần mở các chuyên đề về công tác bồi dưỡng học sinh giỏi môn sinh học theo các chuyên đề, để giáo viên có điều kiện nâng cao phương pháp và trao đổi học hỏi kinh nghiệm lẫn nhau. Với mong muốn góp phần nhỏ bé vào việc nâng cao chất lượng môn sinh học, tôi xin mạnh dạn nêu ra sáng kiến kinh nghiệm nhỏ của bản thân đã được áp dụng kiểm nghiệm, mang lại hiệu quả tích cực cho việc dạy học môn sinh học tại trường, chắc chắn sáng kiến còn nhiều hạn chế, khiếm khuyết. Rất mong nhận được sự góp ý của Hội đồng khoa học, thầy cô, đồng nghiệp và các bạn để đề tài hoàn thiện hơn. Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn! XÁC NHẬN CỦA NHÀ TRƯỜNG HIỆU TRƯỞNG Hà Văn Chinh Bá Thước, ngày 10 tháng 5 năm 2017 Tôi xin cam đoan đây là SKKN của mình viết, không sao chép nội dung của người khác. NGƯỜI VIẾT Trần Thị Ánh Nguyệt 20