Sáng kiến kinh nghiệm Phương pháp dạy thí nghiệm lai hai tính trạng của Menđen bằng thí nghiệm ảo

 SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO HÀ TĨNH
   
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
Tên đề tài:
 PHƯƠNG PHÁP DẠY THÍ NGHIỆM 
LAI HAI TÍNH TRẠNG CỦA MENĐEN 
 BẰNG THÍ NGHIỆM ẢO
 Năm học 2009 - 2010 PHẦN I. ĐẶT VẤN ĐỀ
 Trong xu thế đổi mới phương pháp dạy và học hiện nay, hình thành và phát triển các 
kĩ năng thực hành là một trong những vấn đề trọng tâm, qua đó rèn luyện cho HS kĩ 
năng quan sát, từ đó phát triển các thao tác tư duy như phân tích, so sánh, tổng hợp, 
khái quát hóa , đặc biệt là kĩ năng nhận dạng và giải quyết các vấn đề gặp phải trong 
học tập và trong thực tiễn cuộc sống. Tuy nhiên trong chương trình sinh học phổ thông 
hiện nay nói chung và sinh học 12 nói riêng thì các bài thực hành chỉ có một thời lượng 
rất hạn chế: 3 tiết thực hành/53 tiết trong chương trình 12 cơ bản (5,7%); trong chương 
trình 12 nâng cao là 6/70 (8,6%); trong thực tế giảng dạy, các bài thực hành thường 
không được thực hiện hoặc tiến hành không có hiệu quả vì điều kiện cơ sở vật chất còn 
hạn chế ở các trường phổ thông. Ngoài ra một số thí nghiệm quan trọng trong chương 
trình phổ thông không thể tiến hành trong thực tế vì đòi hỏi tốn nhiều công sức, chi phí 
và đặc biệt là phải tiến hành trong thời gian dài, ví dụ như các thí nghiệm lai giống ở 
cây đậu Hà Lan của Menđen, thí nghiệm lai giống ở ruồi giấm của Moocgan, Do đó
việc thiết kế và sử dụng các phần mềm cho phép tiến hành các thí nghiệm sinh học như
vậy bằng thí nghiệm mô phỏng có ý nghĩa hết sức quan trọng.
 Hiện nay các thí nghiệm ảo được sử dụng phổ biến ở nhiều nước trên thế giới đặc 
biệt là các môn khoa học thực nghiệm như Vật lý, Hóa học, Sinh học. Tuy nhiên, việc 
vận dụng các thí nghiệm như vậy trong dạy học ở nước ta còn rất hạn chế. Nguyên nhân 
là do chưa có nhiều các phần mềm mô phỏng bằng tiếng Việt trong khi trình độ ngoại 
ngữ và tin học của nhiều giáo viên chưa thể khai thác được các phần mềm của nước 
ngoài, mặt khác việc phân bổ thời gian các tiết học trong phân phối chương trình phổ 
thông chưa thuận lợi cho việc áp dụng các thí nghiệm ảo trong dạy học. Vì vậy tôi thực 
hiện đề tài PHƯƠNG PHÁP DẠY THÍ NGHIỆM LAI HAI TÍNH TRẠNG CỦA
MENĐEN BẰNG THÍ NGHIỆM ẢO, nhằm bước đầu nghiên cứu ứng dụng thí 
nghiệm ảo trong dạy học sinh học và góp phần phổ biến việc sử dụng các phần mềm mô 
phỏng trong dạy học ở trường phổ thông để nâng cao hiệu quả của các tiết thực hành.
 Đối tượng nghiên cứu của đề tài là học sinh lớp 12 trường học tôi đang công tác. 
Phương pháp nghiên cứu được sử dụng là tiến hành bài lên lớp với các phương pháp 
dạy học tích cực; thực nghiệm thu thập số liệu so sánh giữa các lớp; số liệu được phân 
tích bằng phần mềm xử lí số liệu thống kê SPSS. Đề tài nghiên cứu trong phạm vi thí 
nghiệm lai hai tính trạng của Menđen – Bài 9 – Chương trình lớp 12 cơ bản. “Pea Plant Genetics Lab” là phần mềm được thiết kế bởi công ty Newbyte 
Educational Software (Australia). Chương trình và các tài liệu hướng dẫn cho phép giáo 
viên và học sinh có thể tiến hành các thí nghiệm lai giống ở cây đậu Hà Lan bằng phần 
mềm mô phỏng trong thời gian ngắn, mang tính trực quan nhưng kết quả thu được hoàn 
toàn giống như các thí nghiệm thực tế phải tiến hành trong hàng tháng, đòi hỏi nhiều 
công sức và cơ sở vật chất.
II. 1. 3. Sơ lược về Menđen
 Menđen (G. J. Mendel) sinh ngày 22 - 7 - 1822. Ông đã tiến hành những thí nghiệm 
lai tạo giống trên đậu Hà Lan, từ đó ông đã phát hiện được các quy luật di truyền. Tuy 
nhiên đến năm 1900, các quy luật di truyền của Menđen mới được thừa nhận. Menđen 
được coi là cha đẻ của Di truyền học không chỉ vì đã phát hiện ra các quy luật di truyền 
cơ bản mà ông còn mở ra một cách tiếp cận mới trong nghiên cứu di truyền, cách tiếp 
cận thực nghiệm và định lượng mà ngày nay các nhà di truyền học vẫn dùng.
 Sự thành công của Menđen còn thể hiện ở cách chọn đối tượng nghiên cứu phù hợp 
của ông. Đậu Hà Lan là giống cây dễ trồng, vòng đời ngắn nên nhanh chóng thu được 
kết quả lai, có nhiều cặp tính trạng tương phản, khả năng tự thụ phấn rất cao.
 Phương pháp nghiên cứu di truyền của Menđen bao gồm các bước theo trình tự sau:
 - Bước 1: Tạo các dòng thuần chủng về từng tính trạng bằng cách cho cây tự thụ 
phấn liên tiếp qua nhiều thế hệ.
 - Bước 2: Lai các dòng thuần chủng khác biệt nhau bởi một hoặc nhiều tính trạng rồi 
phân tích kết quả lai ở đời F1, F2, F3.
 - Bước 3: Dùng toán xác suất và thống kê để phân tích kết quả lai, sau đó đưa ra giả
thuyết giải thích kết quả.
 - Bước 4: Tiến hành thí nghiệm chứng minh cho giả thuyết của mình.
II. 2. PHƯƠNG PHÁP
 Phương pháp nghiên cứu được sử dụng là tiến hành bài lên lớp với các phương pháp 
dạy học tích cực như quan sát ghi chép số liệu, thảo luận nhóm, hoàn thành phiếu học 
tập; thực nghiệm so sánh giữa các lớp. Bài học được bố trí 2 tiết liên tục trên phòng học 
có máy chiếu đa năng (1 tiết chính khóa, 1 tiết tự chọn).
II. 2. 1. QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM ẢO
 Trong thí nghiệm lai hai tính trạng của Menđen trên đậu Hà Lan, sách giáo khoa giới 
thiệu tính trạng màu sắc và hình dạng hạt. Trên đậu Hà Lan, tính trạng màu sắc và hình 
dạng hạt bao gồm các dạng sau:
 Hạt vàng, trơn Hạt vàng, nhăn Hạt xanh, trơn Hạt xanh, nhăn Hình 3
 Cửa sổ tiếp theo sẽ cho phép lựa chọn kiểu hình, kiểu gen của các cây ở thế hệ P:
 - Chọn tính trạng hình dạng hạt và tính trạng màu sắc hạt.
 - Chọn cây đồng thời có tính trạng hạt màu vàng (1) dạng hạt trơn (2) thuần chủng.
Sau đó chọn “Use As Parent #1” (3) (Hình 4).
 Hình 4
 Click chọn “OK” trong cửa sổ tiếp theo: Hình 7
 Tiếp tục chọn “Construction Kit” (Hình 8):
 Hình 8
 Chọn cây thứ hai làm thế hệ bố mẹ đồng thời có tính trạng hạt màu xanh (1) dạng 
hạt nhăn (2) thuần chủng. Sau đó chọn “Use As Parent #1” (4) (Hình 9). Hình 11
 Trong cửa sổ tiếp theo (Hình 12) sẽ thấy kiểu hình của cây thứ hai (1). Click để chọn 
làm thế hệ bố mẹ (2). HS ghi lại kiểu hình và kiểu gen vào phiếu học tập số 1.
 Hình 12
 Click để đưa các cây bố mẹ vào khay chuẩn bị lai (Hình 13): Hình 15
 Các cây ở thế hệ F 1 sẽ xuất hiện trong khay tiếp theo (Hình 16). Click để kiểm tra và 
ghi lại kiểu hình của các cây F 1 vào phiếu học tập số 1 trong phần thảo luận:
 Hình 16
 F1 đều có kiều hình đồng tính hạt vàng, trơn (1); kiểu gen AaBb (2). Trong quá trình 
kiểm tra, click chọn hai cây để chuẩn bị cho lai giữa các cây F 1 với nhau (3) (Hình 17): Hình 19
 Click để tiến hành lai giữa các cây F1 tạo thế hệ F2:
 Hình 20
 Các cây ở thế hệ F 2 sẽ xuất hiện trong khay tiếp theo (Hình 21). Click để kiểm tra 
kiểu hình và kiểu gen của các cây F2: Hình 23
F2 có kiểu hình: xanh, nhăn; kiểu gen: aabb (Hình 24):
 Hình 24
Tiếp tục kiểm tra cho đến hết lượt thứ nhất (Hình 25): Hình 27
II. 2. 2. THẢO LUẬN
 Sau khi tiến hành thí nghiệm ảo, học sinh đã ghi chép được số liệu trong các phiếu 
học tập sau:
Phiếu học tập số 1:
 Đặc điểm của thế hệ bố mẹ:
 Cây thứ nhất: Kiểu hình: . Kiểu gen: 
 Cây thứ hai: Kiểu hình: . Kiểu gen: 
 Kiểu hình F1
 Hạt vàng, trơn Hạt vàng, nhăn Hạt xanh, trơn Hạt xanh, nhăn
 Tổng = Tổng = Tổng = Tổng =
 Tỉ lệ:: _ __ : : __
Phiếu học tập số 2:
 Đặc điểm của các cây F1 đem lai:
 Cây thứ nhất: Kiểu hình: . Kiểu gen: 
 Cây thứ hai: Kiểu hình: . Kiểu gen: 
 Kiểu hình F2 Từ khung Pennet trên, em hãy dự đoán tỉ lệ các loại kiểu hình thu được ở F 2 như thế
 nào?
 vàng, trơn : vàng, nhăn : xanh, trơn : xanh, nhăn
7) Từ bảng 2, tỉ lệ các loại KH Vàng, Trơn : Vàng, Nhăn : Xanh, Trơn : Xanh, Nhăn
 thu được trong thí nghiệm như thế nào?
 : : : 
 8) So sánh tỉ lệ các loại KH Vàng, Trơn : Vàng, Nhăn : Xanh, Trơn : Xanh, Nhăn
 được dự đoán từ khung Pennet trên đây với tỉ lệ quan sát được trong thí nghiệm.
 9) Em hãy giải thích tại sao có sự khác nhau giữa hai tỉ lệ đó.
 II. 2. 3. PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM
 Phương pháp bố trí thực nghiệm:
 Để kiểm tra hiệu quả, đề tài được áp dụng vào thực tế giảng dạy với các lớp 12B 2, 
 12B9, 12B10; các lớp đối chứng là 12B 5, 12B8. Các lớp trên có kết quả học tập năm lớp 
 11 như sau:
 Loại Giỏi Khá Trung bình Yếu
 Lớp SL % SL % SL % SL %
 11 B2 53 4 7.5% 18 34% 30 56.6% 1 1.9%
 11 B9 53 6 11.3% 23 43.4% 24 45.3% 0 0.0%
 11 B10 36 0 0.0% 8 22.2% 24 66.7% 4 11.1%
 11 B5 54 5 9.3% 19 35.2% 30 55.6% 0 0.0%
 11 B8 53 4 7.5% 21 39.6% 27 50.9% 1 1.9%
 Từ bảng trên ta thấy các lớp 11B2, 11B9, 11B5 và 11B8 có kết quả học tập tương 
 đương nhau. Lớp 11B10 có kết quả thấp hơn vì là lớp có điểm đầu vào thấp và có những 
 học sinh ở lại từ các lớp khác được chuyển đến. Như vậy việc đối chiếu kết quả học tập 
 giữa các lớp có áp dụng đề tài và lớp đối chứng là tương đối khách quan và có độ tin 
 cậy cao.
 Phương pháp đánh giá kết quả của đề tài: PHẦN III. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT
 Kết quả nghiên cứu của đề tài cho thấy về mặt định lượng việc áp dụng SKKN làm 
tăng tỉ lệ học sinh có kết quả học tập khá và giỏi (59,4% / 38,3%), giảm tỉ lệ học sinh 
loại trung bình và yếu (40,6% / 61,7%). Ngoài ra đề tài còn có ý nghĩa làm tăng hứng 
thú học tập, rèn luyện và phát triển các kĩ năng thực hành, kĩ năng quan sát và các thao 
tác tư duy cho học sinh. Như vậy sau khi tiến hành thí nghiệm và thảo luận, học sinh đã 
thực hiện được các mục tiêu của mục I – Bài 9:
 - Xác định được số lượng và các loại giao tử của các cây bố mẹ và thế hệ F 1.
 - Viết được sơ đồ lai giải thích thí nghiệm lai hai tính trạng của Menđen.
 - Làm quen với các phương pháp nghiên cứu khoa học.
 - Rèn luyện và phát triển các kĩ năng thực hành, kĩ năng quan sát, từ đó phát triển 
 các thao tác tư duy như phân tích, so sánh, tổng hợp, khái quát hóa, 
 SKKN này có thể triển khai và áp dụng trong thực tiễn dạy học hiện nay vì ở các 
trường phổ thông đều đã được trang bị máy vi tính, máy chiếu đa năng,; về thời gian 
chuyên môn hoàn toàn có thể bố trí thêm 1 tiết học tự chọn trong buổi học chính khóa 
nên việc thực hiện thí nghiệm ảo là rất thuận lợi.
 Vì thời gian thực hiện đề tài còn hạn chế, số lớp được áp dụng chưa nhiều vì vậy tôi
đề nghị:
 - Tiếp tục áp dụng đề tài trong thực tiễn giảng dạy ở trường phổ thông để kiểm tra 
 tính hiệu quả và ý nghĩa thực tiễn của SKKN.
 - Áp dụng đề tài để dạy các bài khác như bài “Quy luật Menđen: Quy luật phân li” 
 và sử dụng các phần mềm mô phỏng khác trong dạy học ở các trường phổ thông 
 để nâng cao chất lượng dạy và học. MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU.....................................................................................................................1
PHẦN I. ĐẶT VẤN ĐỀ......................................................................................................2
PHẦN II. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ .....................................................................................3
 II. 1. GIỚI THIỆU ...........................................................................................................3
 II. 1. 1. Thí nghiệm ảo..................................................................................................3
 II. 1. 2. Phần mềm Pea Plant Genetics Lab..................................................................3
 II. 1. 3. Sơ lược về Menđen..........................................................................................4
 II. 2. PHƯƠNG PHÁP.....................................................................................................4
 II. 2. 1. QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM ẢO ...................................................................4
 II. 2. 2. THẢO LUẬN................................................................................................18
 II. 2. 3. PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM..............................................................20
 II. 2. 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ...........................................................................21
PHẦN III. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT............................................................................22
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................................23