Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

PHẦN I. MỞ ĐẦU
1.
1.1.

LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Tầm quan trọng của phần SHPT trong chương trình Sinh học THPT, thi
HSG
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật thì khoa học
Sinh học cũng đang trên đà phát triển và đã đạt được những thành tựu to lớn
trên lĩnh vực lý thuyết và thực tiễn. Trong đó, phần SHPT đã góp một phần
không nhỏ trong sự thành công của Sinh học nói chung.
Trong chương trình Sinh học THPT, phần SHPT được dạy chủ yếu ở
lớp 10 và lớp 12. Ở lớp 10, nội dung chính của SHPT là trình bày về cấu trúc
và chức năng của các đại phân tử: Prôtêin, axit nuclêic. Ở lớp 12, nội dung
chính của SHPT là trình bày về cấu trúc của gen, đặc điểm của mã di truyền,
các CCDT ở cấp độ phân tử (tự sao, sao mã, dịch mã, đột biến gen,...),… Tất
cả những kiến thức trên làm cơ sở cho dạy, học phần: Sinh học tế bào, tính
quy luật của hiện tượng di truyền, di truyền học quần thể, ứng dụng di truyền
học, di truyền học người, tiến hóa. Vì vậy, HS học tốt phần SHPT sẽ là nền
tảng, cơ sở giúp học tập tốt môn Sinh học.
Ngoài ra, trong những kì thi đại học, cao đẳng, đặc biệt là các kì thi
HSG quốc gia, quốc tế thì phần SHPT chiếm gần 1/10 nội dung kiến thức. Vì
vậy cần trang bị cho HS đầy đủ những kiến thức về phần SHPT để HS đạt

1.2.

được kết quả cao trong các kì thi.

gặp những hạn chế về kết quả. Điều đó xuất phát từ những nguyên nhân chủ
yếu như: Nội dung bồi dưỡng, vì không phải là trường chuyên nên không có
chương trình dành cho lớp chuyên, thiếu định hướng và thiếu tính liên thông
trong hệ thống chương trình. Tất cả GV dạy bồi dưỡng đều phải tự soạn tự
nghiên cứu và tự sưu tầm tài liệu. HS, một số không yên tâm khi được chọn
theo một số lớp bồi dưỡng HSG vì phải mất nhiều thời gian, ảnh hưởng đến
sức khỏe và kết quả học tập chung. GV dạy bồi dưỡng vẫn phải hoàn tất công
tác giảng dạy như các GV khác, đôi khi còn kiêm nhiệm nhiều công tác khác
như: Chủ nhiệm, tổ trưởng bộ môn, công đoàn,…đó là một thực tế do ban
giám hiệu thường muốn giao công tác cho những GV tốt, giỏi, có uy tín.
Chính vì lý do đó việc đầu tư cho công tác bồi dưỡng HSG cũng có phần bị
hạn chế [15].
Từ những vấn đề trên, với mong muốn góp một phần nhỏ bé vào việc
nâng cao chất lượng dạy và học môn Sinh học, chúng tôi đã chọn đề tài
nghiên cứu: “Biên soạn một số chuyên đề phục vụ dạy học tự chọn và ôn
luyện HSG môn Sinh học ở trường THPT”.
2.
-

MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
Biên soạn các chuyên đề Sinh học phục vụ dạy học các chuyên đề tự chọn và
ôn luyện HSG môn Sinh học THPT.

Nghiêm Thị Hường

2

K34A – Sinh



Nghiên cứu SGK, sách giáo viên Sinh học lớp 10, 12 ban cơ bản, nâng cao;
các chuyên đề Sinh học; các đề thi HSG lớp 12 THPT và tài liệu có liên quan

-

đến đề tài.
Nghiên cứu các tài liệu về lí luận dạy học Sinh học, các biện pháp phát huy

5.2.

tích cực học tập của HS.
Phương pháp điều tra, quan sát
Điều tra, quan sát thực trạng bồi dưỡng, ôn luyện các đội tuyển thi

5.3.

HSG ở các trường THPT.
Phương pháp chuyên gia
Thông qua văn bản (các chuyên đề), phiếu nhận xét đánh giá và qua
trao đổi trực tiếp. Chúng tôi xin ý kiến nhận xét đánh giá của GV Sinh học có
kinh nghiệm giảng dạy ở trường THPT về chất lượng các chuyên đề đã biên
6.

soạn.
NHỮNG ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI
- Góp phần làm sáng tỏ cơ sở của việc xây dựng và sử dụng các chuyên
đề Sinh học vào tổ chức hoạt động học tập của HS.

Nghiêm Thị Hường



Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

- Đối với THCS: Chọn 1 trong 3 môn học, hoạt động giáo dục (Tin
học, Ngoại ngữ 2, Nghề phổ thông) hoặc chủ đề tự chọn của các môn học [8].
- Đối với THPT:
+ Lớp 10, lớp 11 THPT:
•

Đối với ban KHTN và ban KHXH-NV: Toàn bộ thời lượng dạy học tự chọn
trong kế hoạch giáo dục được sử dụng để dạy học chủ đề tự chọn bám sát

•

nhằm ôn tập, hệ thống hoá, khắc sâu kiến thức, kỹ năng cho HS [1].
Đối với ban cơ bản, sử dụng thời lượng dạy học tự chọn theo một trong hai
cách sau đây:
Cách 1: Dạy học từ 1 đến 3 môn nâng cao trong số 8 môn có nội dung
nâng cao (Toán, Vật lí, Hoá học, Sinh học, Ngữ văn, Lịch sử, Địa lí, Ngoại
ngữ). Các môn này có thể dạy theo SGK nâng cao hoặc SGK chương trình
chuẩn kết hợp với các chủ đề tự chọn nâng cao. Thời lượng dạy học tự chọn
còn lại dành để dạy các chủ đề bám sát [1].
Cách 2: Dạy tất cả các môn theo SGK chương trình chuẩn và chủ đề
bám sát của các môn học có trong kế hoạch giáo dục [1].
+ Lớp 12: Chọn các chủ đề nâng cao, bám sát thuộc các môn học có
trong kế hoạch giáo dục [9].
1.1.3. Tài liệu dùng để dạy học tự chọn


khoa học, phân loại được trình độ HS; đề thi không trùng lặp với bất cứ đề thi
nào trong các cuộc thi trước.

-

Độ khó của đề phân bố trên 3 mức độ: Mức biết - hiểu 30%; mức vận dụng
40%; mức phân tích - tổng hợp 30%.

-

Thang điểm qui về điểm 20 đối với tất cả các môn.
1.2.2. Cấu trúc đề thi

Đề thi phải nằm trong nội dung chương trình “Chương trình nâng cao
cấp THPT (lớp 10, lớp 11 và 08 tuần đầu lớp 12).
-

Đề gồm 10 câu phân bố như sau [14]:

Câu 1 (2 điểm): Phần Vi sinh vật học
Câu 2 (2 điểm): Cấu tạo và chức năng tế bào.
Câu 3 (2 điểm): Bài tập về Nguyên phân - Giảm phân - Thụ tinh.
Câu 4 (2 điểm): Quang hợp - Hô hấp.

Nghiêm Thị Hường

6

K34A – Sinh


Tự luận

2
3

Vi sinh học
Sinh học thực vật

3
6

2
3–4

Tự luận
Tự luận

4

Sinh học người và động vật

7

3–5

Tự luận

Số điểm

Số câu hỏi

Tự luận

1

Các phân môn

Đề thi ngày thứ hai [16]:
TT
1

Sinh thái học
4
6
3–4
Tự luận
1.3. TÌNH HÌNH DẠY, HỌC CÁC CHUYÊN ĐỀ TỰ CHỌN

Nghiêm Thị Hường

7

K34A – Sinh


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

Kinh nghiệm và kết quả của các nước trên thế giới đã chỉ ra rằng: Tổ
chức dạy học tự chọn trong các trường học là giải pháp thực hiện dạy học

Trường ĐHSP Hà Nội 2

Ông Lê Quán Tần - Vụ trưởng Vụ Trung học cho rằng: Thực hiện phân
hóa bằng phân ban có hạn chế là thiếu linh hoạt, chỉ phân hóa theo nhóm lớn,
nhưng không đòi hỏi số lượng GV cao và cơ sở vật chất quá cao so với khả
năng giải quyết hiện nay của nước ta. Tuy nhiên, cần bắt đầu chuẩn bị để có
thể thực hiện dạy học tự chọn ở nước ta vào khoảng sau năm 2015 [10].
1.4.

TÌNH HÌNH ÔN LUYỆN, THI HSG
Công tác thi HSG và tuyển chọn, tập huấn đội tuyển thi quốc tế
của Việt Nam đang có vấn đề nên nhiều HS hiện nay “sợ” vào đội tuyển do
vậy đã dẫn đến sự giảm sút chất lượng đội tuyển HSG và HS quốc tế. Đó là
nhận định của nhiều nhà giáo, nhiều chuyên gia giáo dục tại hội thảo “Công
tác thi chọn HSG quốc gia, tuyển chọn và tập huấn các đội tuyển quốc gia dự
thi Olympic quốc tế và khu vực” diễn ra tại Hà Nội ngày 12/10/2011 [16].
Theo thống kê của Bộ GD&ĐT, năm 2006 Việt Nam chỉ có 38 giải
nhất trong kỳ thi HSG quốc gia, đến năm 2010 đã tăng lên 82 giải nhất; giải
nhì tăng từ 338 giải lên 442 giải, giải ba từ 749 giải lên 945 giải. Như vậy,
giải thưởng mỗi năm một tăng nhưng thiếu đỉnh cao [16].
Hơn nữa, về thành tích của đội tuyển quốc tế, cách đây khoảng 5 năm
về trước, thành tích của Việt Nam vào loại cao nhất trong khu vực Đông Nam
Á, nhưng đến nay thì các nước như Indonesia, Singapore đã đuổi kịp và vượt
qua chúng ta. Với môn Sinh học, trong 15 năm tham dự, chúng ta mới chỉ có
1 huy chương vàng duy nhất của 1 HS thuộc bảng B trong kỳ thi chọn HSG
quốc gia [16].
Những kết quả trên có thể xuất phát từ các nguyên nhân chủ yếu sau:

Nghiêm Thị Hường


Nghiêm Thị Hường

10

K34A – Sinh


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

- Trình bày định nghĩa gen, tên một vài loại gen (gen điều hoà và gen
cấu trúc).
- Trình bày định nghĩa mã di truyền, một số đặc điểm của mã di
truyền.
- Trình bày diễn biến chính của cơ chế sao chép ADN, phiên mã và
dịch mã.
- Trình bày cơ chế điều hoà hoạt động của gen ở sinh vật.
- Xem phim về cơ chế nhân đôi của ADN, phiên mã và dịch mã.
- Trình bày nguyên nhân, cơ chế chung của các dạng ĐBG.
2.2. KẾT QUẢ XÂY DỰNG CÁC CHUYÊN ĐỀ SINH HỌC PHẦN
CSVC VÀ CCDT Ở CẤP ĐỘ PHÂN TỬ
Chúng tôi đã xây dựng được 4 chuyên đề. Mỗi chuyên đề được biên
soạn thống nhất gồm 3 phần: Lý thuyết, công thức làm bài tập, bài tập tự luận
và bài tập trắc nghiệm. Dưới đây là hệ thống các chuyên đề đã xây dựng:

CHUYÊN ĐỀ 1: ADN VÀ NHÂN ĐÔI ADN

A. Lý thuyết



12

K34A – Sinh


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2
Dạng ADN

Đặc tính
Chiều quay của chuỗi xoắn
Điều kiện hình thành
Đường kính (A0)

A

B

Z

Về phía phải

Về phía phải

Về phía trái
Nồng độ muối cao,
hoặc methyl hóa ADN



3,4 A0

3,7 A0

Độ cao theo trục chuỗi xoắn
của một vòng xoắn (Å)

28 Å

34 Å

45 Å

(Nguồn: Đinh Đoàn Long, Di truyền học phân tử và tế bào)
2. Cấu trúc cụ thể một Nu
Đơn phân của ADN là Nu, cấu trúc gồm 3 thành phần:

- Đường đêôxiribôzơ: C5H10O4,
- Nhóm Phôtphat,
- Bazơ nitơ: Gồm 2 loại chính: Purin
và pirimiđin.
+ Purin: Nu có kích thước lớn hơn
gồm có A (Ađênin) và G (Guanin).

Nghiêm Thị Hường

13

K34A – Sinh


K34A – Sinh


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

+ Có khả năng nhân đôi chính xác để truyền TTDT qua các thế hệ [3].
+ Chứa các gen khác nhau, giữ chức năng khác nhau [3].
+ Có khả năng biến đổi tạo nên TTDT mới.
II. Quá trình nhân đôi ADN (tổng hợp ADN, tự sao, tái bản ADN)
1. Thời điểm
ADN nhân đôi ở giai đoạn S thuộc kì trung gian của chu kì
tế bào [11].
2. Nguyên liệu
Các Nu các loại: A, T, G, X; năng lượng (ATP); hệ enzim sao chép
[11] (enzim ADN Gyraza, enzim ARN pôlimezara, enzim Ligaza, enzim
ADN pôlimezara,…).
3. Nguyên tắc
- Bổ sung.
- Bán bảo toàn.
Có nhiều thí nghiệm chứng minh nguyên tắc nhân đôi ADN (đặc biệt là
nguyên tắc bán bảo toàn) trong đó 1 thí nghiệm nổi tiếng là của Meselson và
Stahl. Hai ông dùng đồng vị phóng xạ N 15 đánh dấu ADN, sau đó cho vi
khuẩn chứa ADN này thực hiện quá trình nhân đôi ADN trong môi trường
N14. Nhờ thực hiện ly tâm và phân tích kết quả thu được, họ đã chứng minh
được cơ chế nhân đôi bán bảo toàn của ADN [11].
4. Diễn biến


B. Công thức làm bài tập
Phần 1. Cấu trúc ADN
I. Tính số Nu của ADN hoặc của gen
1. Đối với mỗi mạch của gen
N
- A1 + T1 + G1 + X1 = T2 + A2 + X2 + G2 = 2

- Theo NTBS có: A1 = T2; T1 = A2; G1 = X2; X1 = G2
2. Đối với cả 2 mạch

Nghiêm Thị Hường

16

K34A – Sinh


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

A = T = A1 + A2 = T1 + T2 = A1 + T1 = A2 + T2
G = X = G1 + G2 = X1 + X2 = G1 + X1 = G2 + X2
Chú ý: Khi tính tỉ lệ %
% A1 +% A2
%T 1 +%T 2
=
2
2
%A = % T =


Đơn vị thường dùng:
•

1 µm = 10 4 Ao

•

1 µm = 103 nm

•

1 mm = 103 µm = 106 nm = 107Ao
II. Tính số liên kết hiđrô và liên kết hóa trị Đ – P
1. Số liên kết hiđrô (H)
H = 2A + 3G hoặc H = 2T + 3X
2. Số liên kết hoá trị (HT)

Nghiêm Thị Hường

17

K34A – Sinh


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

N


∑ A td hoàn toàn mới = ∑ T td

= A.(2x - 2)

∑ G td hoàn toàn mới = ∑ X td = G.(2x - 2)
II. Tính số liên kết hiđrô; hóa trị Đ – P được hình thành hoặc bị phá vỡ
1. Qua 1 đợt tự nhân đôi
a. Tính số liên kết hiđrô bị phá vỡ và số liên kết hiđrô được hình thành
H bị đứt = HADN
H hình thành = 2.HADN

Nghiêm Thị Hường

18

K34A – Sinh


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

b. Số liên kết hoá trị được hình thành
N
HT được hình thành = 2.( 2 - 1) = N - 2

2. Qua nhiều đợt tự nhân đôi (x đợt)
a. Tính tổng số liên kết hiđrô bị phá vỡ và tổng số liên kết hiđrô hình
thành:


a.
b.
a.

Trường ĐHSP Hà Nội 2

Hãy điền chú thích vào các số trên sơ đồ bằng các liên kết.
Nêu điểm khác nhau và ý nghĩa của liên kết ở vị trí số 1 và số 3 trên sơ đồ.
Bài giải
1: Liên kết hóa trị, 2: Liên kết glucôzit, 3: Liên kết hyđrô.

b.
-

-

Liên kết hóa trị:
+ Là liên kết mạnh, năng lượng liên kết lớn, góc liên kết cố định.
+ Ý nghĩa: Đảm bảo giữ vững cấu trúc bậc 1 của ADN. Ổn định TTDT.
Liên kết hyđrô:
+ Là liên kết yếu, năng lượng nhỏ, góc liên kết thường không cố định.
+ Ý nghĩa: Dễ bị phá vỡ → tạo điều kiện cho các quá trình tự sao,
phiên mã để thực hiện các chức năng di truyền. Số lượng liên kết hyđrô nhiều
trong ADN → Giữ ổn định cấu trúc không gian của ADN, đảm bảo cho ADN
vừa có tính bền vững vừa linh động.
(Kỳ thi HSG tỉnh Quảng Ninh 2010 - 2011)
Câu 2: Trình bày vai trò tác động của prôtêin đến ADN trong hoạt động di
truyền.
Bài giải

Một số enzim khác xúc tác cho quá trình giải mã.
Một số enzim được dùng trong kỹ thuật di truyền như enzim cắt, nối ADN.
(Đề thi chọn đội tuyển HSG THPT năm 2007 tỉnh Quảng Trị, đề chính thức)
Câu 3:
Hãy giải thích tại sao ADN ở các sinh vật có nhân thường bền vững hơn
nhiều so với tất cả các loại ARN.
b.

Nhiệt độ mà ở đó phân tử ADN mạch kép bị tách thành hai sợi đơn gọi là
nhiệt độ “nóng chảy”. Hãy cho biết các đoạn ADN có cấu trúc như thế nào
thì nhiệt độ nóng chảy cao và ngược lại?
Bài giải
ADN của sinh vật có nhân thường bền vững hơn ARN vì:
- ADN được cấu tạo từ hai mạch còn ARN được cấu tạo từ một mạch.
Cấu trúc xoắn của ADN phức tạp hơn.
- ADN thường được liên kết với prôtêin nên được bảo vệ tốt hơn.
- ADN được bảo quản ở trong nhân, ở đó thường không có enzym
phân hủy chúng, trong khi đó ARN thường tồn tại ngoài nhân, nơi có nhiều
enzym phân hủy axit nuclêic.
b. Những đoạn ADN có nhiệt độ nóng chảy cao là những đoạn chứa nhiều Nu
G, X vì số lượng liên kết hyđrô giữa hai sợi nhiều hơn. Ngược lại các đoạn
ADN ít G, X nhiều A, T thì có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn do số liên kết
hyđrô ít hơn.
(Đề thi chọn đội tuyển HSG THPT năm 2007 của tỉnh Quảng Trị, đề dự bị)
Câu 4: Vì sao chiều của mạch pôlynuclêôtit được đánh dấu là 5’ → 3’?
Bài giải
a. Mỗi Nu gồm một phân tử axit phôtphoric, một phân tử đường đêôxiribôzơ

Nghiêm Thị Hường


6: ARN - Pôlimeraza (Primaza)
7: ADN - Pôlimeraza III
8: Đoạn ARN mồi (prime)
9: ADN - Ligaza
10: Chuỗi muộn với các đoạn Okazaki
11: Chuỗi sớm (sợi dẫn đầu).

Nghiêm Thị Hường

22

K34A – Sinh


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

(Đề thi HSG tỉnh Nghệ An lớp 12 THPT bảng A năm học 2007 – 2008)
Câu 6: Một gen có chiều dài 0,51 µm, có Ađênin chiếm 30% số Nu của gen.
Khi gen tự nhân đôi liên tiếp 3 lần thì môi trường nội bào cung cấp số Nu
mỗi loại là bao nhiêu [4]?
Bài giải
Tổng số Nu có trong phần gen bị nhân đôi là:
Ngen = (2L/3,4) = (2.0,51)/(3,4.10-4) = 3 000 (Nu)
Số lượng từng loại Nu của gen:
A = T = (30.3 000)/100 = 900 (Nu)
G = X = (3 000/2) – 900 = 600 (Nu)
Khi gen tự nhân đôi liên tiếp 3 lần, môi trường nội bào cung cấp số Nu từng
loại là: Amt = Tmt = A.(23 – 1) = 900.(23 – 1) = 6 300 (Nu)


vì vậy ta có tốc độ tự sao sẽ là: TĐTS = 2.(720/8) = 180 (Nu/giây)
- Thời gian tự sao
+ Theo NTBS: A = T và G = X, số Nu của gen là:
Ngen = 2.(T + X) = 2.(630 + 720) = 2 700 (Nu)
+ Thời gian tự sao là:
TGTS = 2 700/180 = 15 (giây)
Câu 9: Xét một cặp NST tương đồng, mỗi NST chứa 1 phân tử ADN dài
1,02mm. Phân tử ADN trong NST có nguồn gốc từ bố chứa 22% Ađênin,
phân tử ADN trong NST có nguồn gốc từ mẹ chứa 34% Ađênin.
Cho biết một Nu dài 3,4.10-7mm và không có hiện tượng ĐB cấu trúc
NST.
Tính số lượng từng loại Nu trong mỗi phân tử ADN.
Tế bào chứa cặp NST đó giảm phân có các loại giao tử, trong đó có 1 loại
giao tử chứa 28% Ađênin, tính số lượng từng loại Nu trong phân tử ADN của
mỗi loại giao tử [5].
Bài giải
Số lượng từng loại Nu trong mỗi loại phân tử ADN
N = (1,02.2)/3,4.10-7 = 6.106 (Nu)
Phân tử ADN có nguồn gốc từ bố:
A = T = 22%.6.106 = 1 320 000 (Nu)
G = X = 3.106 – 1 320 000 = 1 680 000 (Nu)
Phân tử ADN có nguồn gốc từ mẹ:
A = T = 34%.6.106 = 2 040 000 (Nu)
G = X = 3.106 – 2 040 000 = 960 000 (Nu)
Số lượng từng loại Nu trong mỗi loại giao tử
Hiện tượng trao đổi đoạn:
Giao tử bình thường có 22% Ađênin:
A = T = 1 320 000 (Nu)
G = X = 1 680 000 (Nu)

và 25% Xitôzin. Phân tử mARN được sao từ gen đó có 20% Uraxin.
Tính tỉ lệ từng loại Nu của gen và từng loại rNu của phân tử mARN.
b. Nếu gen đó dài 0,306µm thì nó chứa bao nhiêu liên kết hiđrô [5]?
Bài giải
Tỉ lệ từng loại Nu và từng loại rNu
Tỉ lệ từng loại Nu của mỗi mạch gen:
A1 = T2 = 10% ; T1 = A2 = 20%
X1 = G2 = 25% ; G1 = X2 = 100% - (10% + 20% + 25%) = 45%
Tỉ lệ từng loại Nu của cả gen:
A = T = (%A1 + %A2)/2 = (10% + 20%)/2 = 15%
G = X = (%G1 + %G2)/2 = (45% + 25%)/2 = 35%

Nghiêm Thị Hường

25

K34A – Sinh