Sáng kiến kinh nghiệm - Vận dụng phép biến đổi đại số vào việc giải bài tập phần Cơ sở vật chất, cơ chế di truyền ở cấp độ phân tử và cấp độ tế bào - Môn Sinh học 9

 có sự nhân đôi của nhiễm sắc thể thì phải từ cơ sở nhân đôi của ADN.
 ADN: Tự nhân đôi một lần.
 Tự nhân đôi hai lần.
 Do đó nếu có a ADN sau x lần nguyên phân thì sự nhân đôi sẽ có ( a . 2x ) ADN 
 a(2x - 1) ADN tạo thành từ nguyên liệu môi trường a.(2x - 2) ADN mới hoàn toàn được tạo thành từ nguyên liệu môi trường (Công thức này cũng được áp dụng tính từng loại Nuclêôtít). Do đó nếu có a tế bào thì mỗi tế bào có 2n nhiễm sắc thể sau x lần phân bào sẽ có: 
Tổng số nhiễm sắc thể trong các tế bào con được tạo ra: 2n.a.2x.
Nhiễm sắc thể đơn mới tạo ra từ nguyên liệu môi trường là: 2n.a.(2x - 1).
Nhiễm sắc thể đơn hoàn toàn mới tạo ra từ nguyên liệu môi trường là: 
 2n.a. (2x - 2).
Số lượng thoi vô sắc hình thành hay phá huỷ: a (2x - 1).
Số tơ vô sắc hình thành hay phá huỷ: 2n . a. (2x - 1) (với một nhiễm sắc thể ứng với một tơ vô sắc). 
Tính số NST, số crômatit và số tâm động trong mỗi tế bào trong từng kì của nguyên phân.
 Kì
Cấu trúc
Trung gian
Đầu
Giữa
Sau
Cuối
TB chưa tách
TB đã tách
Số NST
Trạng thái NST
Số crômatit
Số tâm động
2n
Kép
4n
2n
2n
Kép
4n
2n
2n
Kép
4n
2n
4n
Đơn
0
4n
4n
Đơn
0
4n
2n
Đơn
0
2n
2.2. Giảm phân 
Quá trình tạo giao tử diễn ra ở cơ quan sinh dục được chia làm ba giai đoạn hay ba vùng, vùng A (vùng sinh sản) từ tế bào sinh dục sơ khai tiến hành nguyên phân bình thường như tế bào sinh dưỡng. Vùng B (vùng sinh trưởng) một tế bào lớn lên rất nhanh do tích luỹ chất dinh dưỡng để chuẩn bị cho quá trình phân bào giảm phân. Vùng C (vùng chín) diễn ra quá trình giảm phân.
 Giảm phân: Có hai lần phân bào trong đó một lần nhiễm sắc thể tự nhân đôi, do đó:
 GP
 Từ một tế bào 2n 4 TB
 GP
 Nếu có: a . 2x TB a . 2x . 4 
 GP
 Nếu có: 2n . a . 2x TB n . a . 2x . 4
2.3. Các dạng công thức về cơ chế di truyền (Cấp độ tế bào và phân tử) 
* Phương trình mũ hay (phương trình vô định )
A1.2x1+ A2.2x2+A3.2x3+.An 2xn
 Công thức này dựa trên lý thuyết tập hợp của cơ chế nguyên phân để thành lập.
Trong đó: A1, A2, A3.An là số tế bào ban đầu của các nhóm và x1, x2, x3,..xn: Là số lần phân bào của từng nhóm.
 Là tổng số tế bào con tạo ra của từng nhóm.
Nếu tất cả đều ở dạng ẩn số thì nghiệm của phương trình là số: N* 
 phương trình, x.
Giải dạng phương trình này quy về tìm nghiệm nguyên, khoảng xác định .
Các loại công thức tính NST:
 ( Công thức tính NST trong tất cả các tế bào ) 
 : Công thức tính NST tương đương.
 : Công thức tính NST cấu thành hoàn toàn mới trong tế bào.
Trong đó : A: Ký hiệu tập hợp tất cả các tế bào trong phạm vi xác định.
	 2n: Là bộ NST lưỡng bội trong một tế bào của loài.
	 X: Là số lần nguyên phân bằng nhau của tất cả các tế bào.
2.4. Các dạng bài tập về ADN 
Loại 1: Tính số đơn phân nucleotit của ADN (gen)
 Đối với 1 mạch ta có: N1=N2= N/2
Ta có: A1+T1+G1+X1 = T2+A2+X2+G2 = N/2.
Giữa hai mạch có hai mạch bổ sung vì vậy :
A1= T2; T1=A2; G1=X2; X1=G2
Đối với cả đoạn phân tử , ta có:
A=T=A1+A2=T1+T2=.
G = X= G1+ G2 = X1+X2 =
Suy ra : 2A + 2G = 2X + 2T = 2T + 2G =2A + 2X = N.
Ta có tỉ lệ: %A=%T=
Ta có A+G = X + T = N/2 
N=20 Số chu kỳ; mỗi đơn phân của nuclêôtit = 300 đvC
Suy ra : N = Khối lượng phân tử/300
Loại 2: Tính chiều dài của phân tử ADN. 
 Ta có mỗi nuclêôtit có chiều dài 3,4. A0
 Gọi L là chiều dài của phân tử; N là tổng số nuclêôtit, ta có: 
 .
Loại 3: Công thức tính liên kết Hiđrô giữa hai mạch ta có: A liên kết với T, G liên kết với X.
A-T=2H (2 hiđrô)
G-X =3H; Suy ra 2A + 3G =2T + 3X = H.
 Loại 4: Công thức tính nuclêôtit tự do:
a. Qua một đợt tự nhân đôi ( tự sao):
Từ ADN mẹ Cho 2ADN con giống hệt nhau và giống ADN mẹ (Tự sao)
Cơ chế: Mỗi ADN tháo xoắn làm khuôn mẫu dưới tác dụng của enzim liên kết các nuclêôtit tự do theo nguyên tắc bổ sung.
A gốc – T tự do; G gốc – X tự do.
T gốc – A tự do; X gốc – G tự do.
Sau khi hoàn thành ADN con trong đó một mạch là của ADN mẹ còn mạch kia bổ sung qua nguyên liệu tự do của nội bào.
Ta có công thức : A tự do = T tự do = T = A.
	 G tự do = X tự do = G =X.
	 Tổng N tự do = Tổng N trong ADN gốc.
 b. Qua nhiều đợt tự nhân đôi ( tự sao):
Ta có công thức: Tổng số ADN con =2x.
Trong đó x là số lần tự sao của ADN 
 2 là số ADN con được hình thành sau một lần tự sao.
ở ADN con: Lần tự sao thứ nhất một mạch lấy từ nguyên liệu môi trường.
- Các lần tự sao tiếp theo, các tế bào con cả hai mạch đều lấy hoàn toàn nguyên liệu của môi trường nội bào.
 Ta có số ADN con bằng 2x – 1.
 Nguyên liệu tự do cần dùng: tự do = 2x - 1
Suy ra: A = T tự do = A. (2x - 1) = T . (2x - 1).
 G = X tự do = G .(2x - 1) = X. (2x – 1).
 Loại 5: Công thức tính ARN(tính ribônuclêôtit)
- ARN là mạch xoắn đơn cấu tạo theo nguyên tắc đa phân gồm 4 loại đơn phân.
Ribô nuclêôtít là A – U – G – X.
- Được tổng hợp từ khuôn mẫu mạch gốc của ADN. Theo nguyên tắc bổ sung, vì vậy:
 Số Ribônuclêôtít = số Nuclêôtít trên một mạch gốc của ADN.
 A,U, G, X không liên kết bổ sung. Vì vậy không nhất thiết bằng nhau.
- Chỉ nối nhau theo chiều dọc bởi hóa trị D – P.
 + Công thức tính Ribô Nuclêôtít (ARN)
 rN = rA + rU + rG + rX = .
(Tổng số Ribônuclêôtít của ARN = số Nuclêôtít trên một mạch ADN).
 rA = T gốc ; rG = X gốc 
 rT = A gốc ; rX = G gốc.
* Lưu ý:
 A = T = rA + rU % A = % T = 
 G = X + rG + rX % G = % X =
 Khối lượng phân tử A RN
rN = 
 300 
+ Công thức tính chiều dài:
 L = rN . 3,4 A 
 L của ARN = L của ADN tổng hợp ra nó: L = .3,4 A
Các biện pháp thực hiện vận dụng phép biến đổi đại số vào việc giải bài tập phần Cơ sở vật chất, cơ chế di truyền ở cấp độ phân tử và cấp độ tế bào- môn sinh học 9
Để giúp học sinh hiểu được công thức một cách nhanh chóng, ghi nhớ và vận dụng sáng tạo khi làm bài, qua nhiều thời gian trăn trở tôi đưa ra giải pháp như sau: Vận dụng phép biến đổi đại số phát triển thành hệ thống công thức vào việc giải bài tập phần Cơ sở vật chất, cơ chế di truyền ở cấp độ phân tử và cấp độ tế bào. Soạn một số bài theo phương pháp tích cực trong chương II nhiễm sắc thể hoặc chương III ADN và gen rồi lồng ghép các công thức đó vào bài giảng vì trong phân phối chương trình môn sinh học 9 các chương này không có tiết bài tập. Sau đó tiến hành thực nghiệm sư phạm tranh thủ lồng ghép công thức vào các bài giảng. Có thể lồng ghép khi kiểm tra bài cũ hoặc khi kiểm tra đánh giá cuối bài hoặc lồng ghép trong tiết học, từ đó giúp học sinh có cách giải bài tập một cách dễ dàng. 
Sau khi học sinh khi nắm vững được các kiến thức cơ bản thì trong quá trình giảng dạy, giáo viên nên lồng ghép, hướng dẫn học sinh phương pháp giải bài tập. Đối với các bài tập phần Cơ sở vật chất, cơ chế di truyền ở cấp độ phân tử và cấp độ tế bào, điều quan trọng nhất là học sinh phải nắm được 5 bước của quy trình giải bài tập.
 * Bước 1: Xác định điều đã cho và điều cần tìm
ở bước này giáo viên cần hướng dẫn học sinh tập hợp phân tích đề bài xác định được:
1. Đề bài cho biết những gì? Có thuật ngữ nào khó hiểu, chưa rõ ( đó là giả thiết)
2. Đề bài yêu cầu gì? (đó là kết luận)
ở bước này cần rèn luyện để học sinh xác định nhanh và chính xác giả thiết và kết luận. Đây là điều kiện quan trọng để học sinh tiến hành các bước tiếp theo của quá trình giải bài tập.
 * Bước 2: Xác định phương hướng giải
Có thể dùng phương pháp phân tích “xuôi” từ giả thiết đến kết luận để gợi ý học sinh suy luận tìm cách giải.
 * Bước 3: Thực hiện chương trình giải
ở bước này học sinh phải huy động kiến thức có liên quan đến những khái niệm, cấu trúc, cấu tạo, cơ chế, những mối quan hệ của các đại lượng trong đề bài rồi lựa chọn, xét các khả năng hoặc có thể phân tích bài tập đã cho thành các bài tập nhỏ sau đó thực hiện chương trình giải trên giấy nháp.
 * Bước 4: Trình bày lời giải
Học sinh phải biết vận dụng kiến thức đã học, các phương pháp chứng minh, tính toán, biến đổivào một bài tập cụ thể bằng lời, bằng cách viết ra giấy hay tiến hành thí nghiệm. Song song với quá trình thực hiện phép giải, bài làm phải có dẫn dắt, lập luận nêu lên mối quan hệ nhân quả giữa giả thiết và kết luận, đảm bảo sự hoàn chỉnh cho bài giải.
 * Bước 5: Kiểm tra, đánh giá việc giải
Sau khi hoàn thành bài giải, giáo viên phải rèn cho học sinh có thói quen kiểm tra lại lời giải và các phép biến đổi tính toán cũng như các lập luận trong bài làm.
 bài tập vận dụng
Với các bài tập vận dụng giáo viên nên yêu cầu học sinh phân tích đề bài xác định được:
1. Đề bài cho biết những gì? 
2. Đề bài yêu cầu gì? 
Sau đó xác định phương hướng giải, vận dụng công thức biến đổi để giải, trình bày lời giải, kiểm tra đánh giá việc giải.
1. Nhiễm sắc thể - Nguyên phân – Giảm phân
Bài tập 1: Một tế bào sinh dưỡng của ngô 2n= 20 NST(nhiễm sắc thể), nguyên phân liên tiếp 10 đợt, đòi hỏi môi trường cung cấp nguyên liệu để tạo nên các NST mới tương đương với bao nhiêu NST đơn và tạo nên bao nhiêu tế bào mới?
Giải:
Vận dụng công thức tính nhiễm sắc thể đơn mới tạo ra từ nguyên liệu môi trường là: 2n.a.(2x - 1). Trong đó x là số lần nguyên phân liên tiếp, a là số tế bào nguyên phân
Vậy số lượng NST cung cấp: (210 -1). 20 = 20460 NST.
Số lượng tế bào con: 210 = 1024 tế bào.
Bài tập 2: Một tế bào sinh dục ở gà 2n = 78 NST, mối NST đơn trong từng cặp NST khác nhau, khi giảm phân không có trao đổi đoạn. Tế bào này nguyên phân 5 đợt ở giai đoạn sinh sản, rồi lớn lên về kích thước, sau đó trải qua giảm phân để tạo ra các tinh trùng bình thường.
ở giai đoạn sinh sản môi trường tế bào đã cung cấp nguyên liệu cho nguyên phân tương đương với bao nhiêu NST đơn mới?
ở giai đoạn chín(giảm phân) cần phải cung cấp thêm bao nhiêu NST đơn mới?
Giải:
 a. ở giai đoạn sinh sản, số lượng NST cần cung cấp là: (25 – 1). 78 NST = 2418 NST
NST cung cấp ở giai đoạn chín : 25 x 78 NST = 2496 NST
2. Các dạng bài tập về ADN 
Bài tập 1: Một gen có chiều dài 4080 angtơrông, có A = 400 nuclêôtit.
Tính số lượng các loại nuclêôtit: T , X, G
Số lượng chu kì xoắn của đoạn phân tử ADN đó.
Giải:
a. áp dụng 
Số lượng nuclêôtit của gen là: (4080 : 3,4 ăngtơrông) x 2 = 2400 (Nu)
Dựa vào nguyên tắc bổ sung, ta suy ra: 
A = T = 400 (Nu)
G = X = 8