SKKN Phương pháp ôn luyện học sinh giỏi giải toán sinh học trên máy tính Casio phần Sinh học Lớp 10

Nội dung text: SKKN Phương pháp ôn luyện học sinh giỏi giải toán sinh học trên máy tính Casio phần Sinh học Lớp 10

1. Trường THPT Yêên Mơ A GV : Vũ Thị Tỉnh – Tổ CM: Sinh học LỜI CẢM ƠN Tơi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, tập thể cán bộ giáo viên và tổ chuyên mơn Sinh - Thể dục - Quốc phịng trường THPT Yên Mơ A đã hướng dẫn, đơn đốc, động viên để tơi hồn thành tốt đề tài này. Tơi rất mong nhận được sự trao đổi, gĩp ý của lãnh đạo nghành, Ban giám hiệu, các thày cơ giáo và các em học sinh để đề tài được hồn thiện hơn. Tơi xin chân thành cảm ơn! Yên Mơ, Tháng 4 năm 2012 Tác giả Vũ Thị Tỉnh Duyệt của BGH Duyệt của TTCM 1
2. Trường THPT Yêên Mơ A GV : Vũ Thị Tỉnh – Tổ CM: Sinh học I. MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Bắt đầu từ năm học 2008 kì thi học sinh giỏi giải tốn trên máy tính casio ở các bộ mơn Tốn, Lí, Hĩa, Sinh được tổ chức nhằm phát huy khả năng tư duy sáng tạo, kĩ năng tính tốn và khả năng phân tích của học sinh, đặc biệt nĩ giúp đỡ các em rất nhiều về kĩ năng tính tốn nhanh, và chính xác trong các kì thi trắc nghiệm tốt nghiệp và đại học. Và vì thế việc rèn luyện kĩ năng giải bài tập sinh học cĩ một vai trị rất lớn trong việc thực hiện nhiệm vụ chung đĩ. Nhằm gĩp phần bỗi dưỡng và rèn luyện kĩ năng giải tốn sinh học trên máy tính cầm tay cho học sinh tơi đã chọn đề tài “ phương pháp ơn luyện học sinh giỏi giải tốn sinh học trên máy tính Casio phần sinh học lớp 10.” Làm đề tài sáng kiến kinh nghiệm của bản thân 2. Mục đích của đề tài Đề tài nêu kĩ năng giải một số dạng bài tập sinh học trong chương trình Sinh học lớp 10, cung cấp tư liệu cho giáo viên tham khảo và vận dụng vào cơng tác giảng dạy, rèn luyện, bồi dưỡng học sinh giỏi . 3. Đối tượng nghiên cứu Phương pháp giải bài tốn sinh học trên máy tính Casio. 4. Nội dung nghiên cứu Với mục tiêu trên tơi đề ra một số nội dung sau: 1. Hướng dẫn các thao tác sử dụng máy tính casio (fx 500 MS) 1. Từ lí thuyết sinh học xây dựng các cơng thức tính 2. Hướng dẫn giải các bài tập vận dụng và hướng dẫn các thao tác trên máy tính casio ( Casio fx- 500MS) 3. Đưa ra hệ thống các bài tập tự giải 5. Giới hạn của đề tài Cĩ rất nhiều dạng bài tập cĩ thể áp dụng giải trên máy tính casio tuy nhiên trong giới hạn của đề tài tơi chỉ đề cập đến những dạng bài tập thuộc phần Sinh học tế bào ( Sinh học lớp 10) 2
3. Trường THPT Yêên Mơ A GV : Vũ Thị Tỉnh – Tổ CM: Sinh học 6. Thực trạng nghiên cứu Tình hình thực tế trong nhà trường hiện nay, việc giải bài tốn sinh học trên máy tính casio là một vấn đề cịn khá mới mẻ đối với học sinh, phần lớn các em chỉ sử dụng máy tính trong giải bài tập tốn học, vật lý, hĩa học mà chưa chú ý đến bài tốn sinh học.Về Giáo viên, nhiều giáo viên bộ mơn chưa cĩ điều kiện và nhiều thời gian nghiên cứu vấn đề này. Vì vậy qua đề tài, cĩ thể giúp cho giáo viên phần nào trong việc nghiên cứu và vận dụng vào rèn luyện kĩ năng cho học sinh. Đồng thời gĩp phần gây hứng thú trong học sinh đối với mơn Sinh học. 7. Đề xuất giải quyết thực trạng Để thực hiện tốt việc giải bài tốn sinh học trên máy tính casio tơi xin nêu một số đề xuất sau: - Cần thực hiện nhuần nhuyễn, linh hoạt các thao tác giải các phép tốn trên máy tính. - Phân tích dữ kiện của đề bài, xác định dạng bài tập . - Vận dụng cơng thức phù hợp thực hiện phép tốn. 3
4. Trường THPT Yêên Mơ A GV : Vũ Thị Tỉnh – Tổ CM: Sinh học II. NỘI DUNG Chương 1. CÁC THAO TÁC SỬ DỤNG MÁY TÍNH CASIO 1. Làm quen với máy tính caiso Màn hình chỉ hiện 10 chữ số. Giá trị lớn hơn được hiện dạng a x ${10}^{n}$. Với số thập phân ta được chọn 1 trong 2 dạng của a x ${10}^{n}$. Để thay đổi dạng hiện ta ẩn và ấn tiếp một số tương ứng với sự lựa chọn của ta: Fix Sci Norm 1 2 3 Ấn ấn tiếp (Norm 1), hoặc (Norm 2) Norm 1: đưa vào dạng a x ${10}^{n}$ những số x cĩ: | x | < ${10}^{-2}$ hay | x | $\ge$ ${10}^{10}$ Norm 2: đưa vào dạng a x ${10}^{n}$ những số x cĩ: | x | < ${10}^{-9}$ hay | x | $\ge$ ${10}^{10}$ 2. Nhập dữ liệu cho máy Màn hình nhập biểu thức tính (được 79 bước). Mỗi phím dấu , , , , một phím số là 1 bước. Cặp phím hay là 1 bước. Đến bước thứ 73 trở đi con trỏ hiện ■ (thay vì -) Nếu biểu thức dài hơn 79 bước, ta phải cắt ra 2 hay nhiều biểu thức. Ấn để gọi kết quả vừa tính xong 3. Sửa lỗi khi nhập Dùng phím hay để di chuyển con trỏ đến chỗ cần chỉnh. 4
5. Trường THPT Yêên Mơ A GV : Vũ Thị Tỉnh – Tổ CM: Sinh học Ấn để xố ký tự đang nhấp nháy (cĩ con trỏ). Ấn con trỏ trở thành ở trạng thái chèn và chèn thêm trước ký tự đang nhấp nháy. Khi ấy ấn , ký tự trước con trỏ bị xố. Ấn lần nữa hoặc ta được trạng thái bình thường (thốt trạng thái chèn). 4. Hiện lại biểu thức tính Sau mỗi lần tính tốn, máy lưu biểu thức và kết quả vào bộ nhớ. Ấn màn hình cũ (biểu thức và kết quả vừa tính) hiện lại, ấn lần nữa, màn hình cũ trước hiện lại. Khi màn hình cũ hiện lại, ta dùng hoặc để chỉnh sửa và tính lại (kể cả màn hình đang tính). Ấn , con trỏ hiện ở đầu dịng biểu thức. Ấn màn hình khơng bị xố trong bộ nhớ. Bộ nhớ màn hình lưu được 128 byte cho bộ biểu thức và kết quả. - Bộ nhớ màn hình bị xố khi:Ấn Lập lại mode và cài đặt ban đầu (Ấn (MODE) ). Đổi mode Tắt máy - Định vị trí sai Ấn hay sau khi cĩ thơng báo lỗi, con trỏ nhấp nháy liền sau ký tự lỗi. - Nối kết nhiều biểu thức Dùng dấu: ( ) để nối hai biểu thức tính. Ví dụ: Tính 2 + 3 và lấy kết quả nhân 4 2 3 4 2+3 5 Disp Ans x 4 20. 5
6. Trường THPT Yêên Mơ A GV : Vũ Thị Tỉnh – Tổ CM: Sinh học 5. Nhập phân số Ví dụ 1: 1$\frac{2}{3}$ $\leftrightarrow$ $\frac{5}{3}$ Ấn 1 2 3 1 2 3 5 3 1 2 3 Cĩ thể cài đặt màn hình để chỉ nhập và hiện kết quả là phân số (khơng nhập và hiện hỗn số) như sau: Ấn nhiều lần để cĩ màn hình D i p s 1 Ấn tiếp Máy hiện: ${a}^{b/c}$ d/c 1 2 Ấn (${a}^{b/c}$ ): nếu chọn nhập và hiện cĩ hỗn số Ấn (d/c ) : nếu chọn nhập chỉ là phân số Cĩ thơng báo lỗi khi chọn mà nhập hỗn số. 6. Tính phần trăm Ví dụ 1: Tính 12% của 1500 (kết quả 180) Ấn 1500 x 12 SHIFT % Ví dụ 2: Tính 600 là mấy phần trăm của 880 Ấn 660 $\div$ 880 SHIFT % (Kết quả 75%) Ví dụ 3: Tính 2500 + 15% của 2500 Ấn 2500 x 15 SHIFT % + (Kết quả 2875) 7. Các phép tốn khác Vào COMP mode ấn MODE 1 (COMP) 6
7. Trường THPT Yêên Mơ A GV : Vũ Thị Tỉnh – Tổ CM: Sinh học Số âm trong phép tính phải đặt trong dấu ngoặc sin -1.23 $\to$ sin ( (-) 1.23 ) Nếu số âm là số mũ thì khỏi đặt trong dấu ngoặc sin 2.34 x ${10}^{-5}$ $\to$ sin 2.34 EXP (-) 5 Ví dụ 1: Tính 3 x (5 x ${10}^{-9}$ ) = a.5 x ${10}^{-8}$ Ấn 3 x 5 EXP (-) 9 = Ví dụ 2: Tính 5 x ( 9 + 7 ) = Cĩ thể bỏ dấu ) trước = đưa con trỏ lên dịng biểu thức và sửa số 46 thành 48 (Kết quả 20%) 7
8. Trường THPT Yêên Mơ A GV : Vũ Thị Tỉnh – Tổ CM: Sinh học CHƯƠNG 2. HƯỚNG DẪN GIẢI CÁC BÀI TẬP VẬN DỤNG Chủ đề 1. CƠ SỞ VẬT CHẤT VÀ CƠ CHẾ DI TRUYỀN Ở CẤP ĐỘ PHÂN TỬ I. Các cơng thức thể hiện cấu trúc ADN, ARN và Protein 1. Cấu trúc ADN 1.1. Mối liên quan về số lượng các loại nucleotit trong phân tử AND N= A+T+G+X= 2A+2G A= T; G= X A+G= T+X= N/2 %A+%G=%X+%T= 50% 1.2. Mối liên quan về số lượng các loại nucleotit trên 2 mạch đơn trong phân tử AND A1=T2; X1=G2 G1=X2 T1=A2 A= T= A1+A2= T1+T2= A1+T1= A2+T2 G=X= G1+G2= X1+X2= G1+X1= G2+X2 1.3. Chiều dài của ADN L= N/2.3,4 (Ao) 1.4. Khối lượng phân tử của ADN M= N. 300 ( đvC) 1.5. Số liên kết hĩa trị D-P giữa các nucleotit HT (giữa các nucleotit)= N- 2 1.6. Số liên kết hĩa trị D-P trong phân tử ADN ( Chính bắng số liên kết hĩa trị giữa các nu cộng với số liên kết hĩa trị trong mỗi nu) HT ( trong ADN)= 2N- 2 1.7. Số liên kết hidro giữa các nucleotit bổ sung trên 2 mạch đơn H = 2A+3G 1.8 Số chu kì xoắn C = N/ 20 8
9. Trường THPT Yêên Mơ A GV : Vũ Thị Tỉnh – Tổ CM: Sinh học 2. Cấu trúc của ARN 2.1. Số lượng ribonucleotit trong mARN rN = N/2= Am+ Um+Gm+Xm Am+ Um= A= T Gm+ Xm= G= X 2.2. % số ribonucleotit trong mARN %A= %T = %Am %Um 2 %G = %X = %Gm %Xm 2 2.3. Chiều dài phân tử ARN L = rN x 3.4 3. Cấu trúc protein - Nguyên tắc chung cứ 3 nucleotit đứng kế tiếp nhau mã hĩa cho một aa - Trong gen cấu trúc, mã kết thúc khơng tham gia mã hĩa aa - Khi kết thúc dịch mã tạo chuỗi polipeptit thì bộ ba mở đầu bị cắt ra tạo thành protein hồn chỉnh 3.1. Số bộ ba trên mARN Số bộ ba = rN = N 3 6 3.2. Số aa trong chuỗi polipeptit = Số bộ ba - 1 = N/6 - 1 3.3. . Số aa trong phân tử protein hồn chỉnh = Số bộ ba - 2 = N/6 - 2 M (protein) = Số aa 110 đvC ( một aa cĩ khối lượng 110đvC) II. Các cơng thức thể hiện cơ chế tự sao, sao mã và dịch mã. 1. Cơ chế tự sao ( Tổng hợp ADN ) 1.1. Số lượng gen tạo ra sau k lần tự sao: 2k 1.2. Số lượng nucleotit mơi trường cung cấp cho quá trình tự sao: N( 2k - 1) 1.3. Số lượng nucleotit mơi trường cung cấp hồn tồn mới trong các ADN con tạo ra qua quá trình tự sao: N (2k - 2) 9
10. Trường THPT Yêên Mơ A GV : Vũ Thị Tỉnh – Tổ CM: Sinh học 1.4. Số liên kết hidro bị phá vỡ bằng số liên kết hidro hình thành trong các ADN mới = N (2A+3G) 1.5. Số liên kết hĩa trị D-P bị phá vỡ = số liên kết hĩa trị hình thành= N- 2 2. Cơ chế sao mã. 2.1. Số phân tử mARN tạo ra sau k lần sao mã: = k 2.2. Số lượng từng loại ribonucleotit mơi trường cung cấp cho quá trình sao mã: rNu ( cung cấp)= k. rNu 3. Cơ chế dịch mã 3.1. Các cơng thức xác định vận tốc trượt của riboxom 3.1.1. Khi biết chiều dài của gen và thời gian tổng hợp xong một protein o Vt= Lg/ t1p ( A / s) 3.1.2. Khi biết thời gian của cả quá trình tổng hợp, thời gian tiếp cúa giữa các riboxon và chiều dài gen Lg o Vt= ( A / s) t(qt) t(tx) 3.1. 3. Biết khoảng cách độ dài ( L kc) và khoảng cách thời gian giữa 2 riboxom ( t RB) kế tiếp nhau trên mARN o Vt = Lkc tRB ( A / s) 3.1.4. Khi biết thời gian giải mã trung bình cho 1 aa 10,2 o Vt= ( A / s) t(1aa) 3.2. Số aa cần cung cấp cho quá trình giải mã Vì bộ ba kết thúc trên mARN khơng tham gia mã hĩa aa nào nên số aa cần cung cấp = Số bộ ba trên mARN - 1 = Số aa trong phân tử protein hồn chỉnh + 1 3.3. Số liên kết peptit hình thành Vì cứ 2aa được hình thành kế tiếp nhau thì cĩ 1 liên kết peptit tạo ra Nên số liên kết hình thành: =Số aa mơi trường cung cấp - 1 = Số bộ ba trên mARN - 1 10
11. Trường THPT Yêên Mơ A GV : Vũ Thị Tỉnh – Tổ CM: Sinh học BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài 1. Một gen cĩ chiều dài 5100A 0, cĩ tổng số A và T ở mạch 1 chiếm 60% số nucleotit của mạch, ở mạch 2 cĩ hiệu số % giữa X và G là 10% số nucleotit của mạch, và tỉ lệ % của A gấp 2 lần tỉ lệ của G a. Xác định số lượng và tỉ lệ % từng loại nucleotit của gen và từng loại nucleotit của mỗi mạch b. Xác định số liên kết hidro, số vịng xoắn, khối lượng phân tử của gen c. Xác định số liên kết hĩa trị D- P ( liên kết phốt pho đi este) giữa các nucleotit và của phân tử ADN trên d. Khi sự nhân đơi liên tiếp 3 đợt từ gen trên đã tạo ra bao nhiêu phân tử ADN và mơi trường nội bào cung cấp bao nhiêu nucleotit mỗi loại e. Xác định số lượng ribonucleotit từng loại trên phân tử mARN được tổng hợp từ gen trên ( Biết mạch 1 là mạch gốc) • Cách giải: • Thao tác máy tính: a. Ta cĩ L = 5100° suy ra N= 5100* 2: 3.4 = 3000 Nu Bật máy tính, nhập vào các số 5, 1, 0,0, Cĩ A1+T1=60%= 900Nu và X2- G2 = 10% phím x, 2, : 3, . , 4 ấn phím = ta cĩ kết quả = 150, A2 = 2G2. 3000 X 2 G2 600 X 2 225 Giải phương trình: Bật máy tính sau đĩ Nên ta cĩ hệ: X 2 G2 150 G2 375 ấn phím MODE, MODE chọn phím số 1, T2 = 150, A2= 750 tiếp tục chọn phím số 2. Sau đĩ nhập vào Suy ra số lượng từng laoij Nu mạch bổ các giá trị 1, =, 1,=,-6, 0, 0,=,1, =, -1, =, -, sung: A1= 150, T1 = 750, G1= 225, X1= x1 225 1,5,0, = ta được kết quả 375 x2 375 A = T = A1+ A2= 750+150= 900 Nhập các phím 3, 7,5 , x, 2, =. Hiển thị G= X= X1+ X2 = 375+ 225 = 600 trên máy tính: 375 x 2= 750 Nhập các phím 7, 5, 0, +, 1, 5, 0, =. Hiển 11