GA tích hợp NLS và AI Sinh học 12 Bài 5: Công nghệ gene

Giáo án năng lực số và AI Sinh học 12 Bài 5: Công nghệ gene được biên soạn theo định hướng phát triển phẩm chất – năng lực. Nội dung có tích hợp NLS và AI giúp HS rèn luyện khả năng ứng dụng công nghệ, thao tác số ngay trong tiết học. Tài liệu ở dạng file Word, dễ chỉnh sửa – dễ tải về, phù hợp cho GV sử dụng từ năm học 2026.

Bài khác

Nội dung chi tiết

Ngày soạn:…/…/…

Ngày dạy:…/…/…

   

BÀI 5: CÔNG NGHỆ GENE

I. MỤC TIÊU

1. Kiến thức

Sau bài học này, HS sẽ:

  • Nêu được khái niệm, nguyên lí và một số thành tựu của công nghệ DNA tái tổ hợp.
  • Nêu được khái niệm, nguyên lí và một số thành tựu của tạo thực vật và động vật biến đổi gene.
  • Tranh luận, phản biện được về việc sản xuất và sử dụng sản phẩm biến đổi gene và đạo đức sinh học.

2. Phát triển năng lực

Năng lực chung: 

  • Năng lực tự chủ và tự học: HS chủ động, tích cực tìm hiểu kiến thức. Xây dựng kế hoạch tìm hiểu về công nghệ gene trong đời sống.
  • Năng lực giao tiếp và hợp tác: Sử dụng ngôn ngữ khoa học kết hợp thảo luận trong nhóm xây dựng nội dung kiến thức theo yêu cầu.
  • Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo: Xây dựng được ý tưởng mới trong việc ứng dụng kiến thức công nghệ gene vào đời sống.

Năng lực sinh học: 

  • Năng lực nhận thức sinh học: 

+ Nêu được khái niệm, nguyên lí và một số thành tựu của công nghệ DNA tái tổ hợp.

+ Nêu được khái niệm, nguyên lí và một số thành tựu tạo thực vật và động vật biến đổi gene.

+ Tranh luận, phản biện được về việc sản xuất và sử dụng sản phẩm biến đổi gene và đạo đức sinh học.

  • Năng lực tìm hiểu thế giới: Trình bày được nguyên lí một số công nghệ tế bào động vật và thực vật.
  • Năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học: HS giải thích được công nghệ liên quan đến kiến thức bài học. Phân tích ứng dụng hiểu biết về công nghệ gene trong giải quyết các hiện tượng phát sinh để phục vụ đời sống con người.

Năng lực số: 

  • [1.1.NC1b]: Khai thác dữ liệu và thông tin, duyệt, tìm kiếm và lọc dữ liệu, thông tin và nội dung số - HS áp dụng kỹ thuật tìm kiếm để truy cập và khai thác thông tin, video học liệu số, tài liệu trực tuyến về quy trình tạo DNA tái tổ hợp và thành tựu công nghệ gene.
  • [2.1.NC1a]: Giao tiếp và Hợp tác, tương tác thông qua công nghệ số - HS lựa chọn và sử dụng công nghệ số như phần mềm trắc nghiệm Quizizz/Google Forms, màn hình tương tác để tương tác trả lời câu hỏi khởi động, luyện tập và củng cố kiến thức.
  • [2.4.NC1a]: Giao tiếp và Hợp tác thông qua công nghệ số - HS lựa chọn các công cụ số như Padlet, Google Sheets, Canva phục vụ quá trình hợp tác nhóm, chia sẻ dữ liệu và phân loại các thành tựu công nghệ gene.
  • [6.1.NC1a]: Phân tích được cách AI hoạt động trong các ứng dụng cụ thể.

Năng lực AI: 

  • [12.C3.1]: Các kĩ thuật và ứng dụng AI, một số công cụ thiết kế và phát triển hệ thống AI - HS nêu được một số công cụ mã nguồn mở hoặc miễn phí và sử dụng Chatbot AI để tra cứu, tóm tắt và mở rộng các thành tựu của công nghệ DNA tái tổ hợp, cây trồng và vật nuôi biến đổi gene trong y học, nông nghiệp và môi trường.
  • [12.A1.2]: Tư duy lấy con người làm trung tâm, con người trong hệ thống AI - HS phân tích được vai trò của con người và AI trong các bước chính của quá trình ra quyết định khi sử dụng Chatbot AI hỗ trợ tìm kiếm tư liệu tranh luận phản biện về sinh vật biến đổi gene và đạo đức sinh học, đồng thời khẳng định vai trò kiểm chứng, chịu trách nhiệm và ra quyết định cuối cùng của con người.
  • [12.B3.1]: Đạo đức AI, trách nhiệm trong hệ sinh thái AI - HS trình bày được quyền và trách nhiệm của người phát triển, người sử dụng AI khi khai báo việc sử dụng Chatbot AI tra cứu tư liệu bài học, đồng thời đánh giá được các góc độ đạo đức sinh học và đạo đức AI khi công nghệ can thiệp vào hệ gene sinh vật.

3. Phát triển phẩm chất

  • Chăm chỉ: tích cực học tập, tự nghiên cứu bài học để chuẩn bị nội dung bài học.
  • Trách nhiệm: nghiêm túc trong học tập, rèn luyện và hoàn thành nội dung được giao.
  • Nhân ái: chia sẻ với các bạn về nội dung tìm hiểu được.

II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU

1. Đối với giáo viên

2. Đối với học sinh

  • SGK, SBT Sinh học 12.
  • Nghiên cứu quy trình công nghệ gene và ứng dụng link GV giao từ tiết học trước qua ứng dụng mạng xã hội (zalo, facebook,...).
  • Sưu tầm một số thành tựu của công nghệ DNA tái tổ hợp ngoài SGK.
  • Thiết bị công nghệ cá nhân (điện thoại thông minh, máy tính bảng hoặc máy tính xách tay) có kết nối mạng để tương tác trực tiếp trong giờ học.

III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

1. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..

   

2. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1: Tìm hiểu khái niệm, nguyên lí và các thành tựu của công nghệ DNA tái tổ hợp

a. Mục tiêu: Nêu được khái niệm, nguyên lí và một số thành tựu của công nghệ DNA tái tổ hợp.

b. Nội dung: GV đặt vấn đề, nêu nhiệm vụ; HS đọc thông tin mục I, quan sát Hình 5.1 SGK tr.27 - 28 tìm hiểu về Khái niệm, nguyên lí và các thành tựu của công nghệ DNA tái tổ hợp.

c. Sản phẩm học tập: Công nghệ gene - Công nghệ DNA tái tổ hợp.

d. Tổ chức hoạt động:

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HSDỰ KIẾN SẢN PHẨMNLS/AI

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

Nhiệm vụ 1: Tìm hiểu về công nghệ gene - công nghệ DNA tái tổ hợp

- GV chia lớp thành các nhóm, mỗi nhóm khoảng 4 - 6 HS.

- GV yêu cầu HS: Đọc thông tin mục I, quan sát Hình 5.1 SGK tr.27, ghi ý kiến cá nhân vào vị trí của mình trong bảng nhóm. Sau đó cả nhóm thảo luận, thống nhất ý kiến để hoàn thành Phiếu học tập số 1:

(1) Em hiểu thế nào là công nghệ gene? Có những công nghệ gene phổ biến nào hiện nay?

(2) Mô tả quá trình tạo DNA tái tổ hợp, từ đó cho biết DNA tái tổ hợp là gì?

(3) Giải thích các khái niệm: vector chuyển gene, đầu dính, vai trò của các enzyme sử dụng trong quá trình tạo DNA tái tổ hợp.

(4) Các kĩ thuật nào được sử dụng trong quá trình tạo DNA tái tổ hợp?

Nhiệm vụ 2: Tìm hiểu các thành tựu của công nghệ DNA tái tổ hợp

- GV tổ chức trò chơi, chia lớp thành 3 nhóm. Mỗi nhóm nhận các tấm bìa mang tên các thành tựu: Chế phẩm insulin; E.coli mang gene sản xuất somatostatin; tạo chủng vi sinh vật lành tính có mang một số gene gây bệnh; Cừu sản xuất protein huyết thanh; Bò sản xuất protein người; vi sinh vật sản xuất ethanol; vi sinh vật xử lí nước thải; vi sinh vật xử lí các hóa chất độc hại; vi sinh vật tách chiết các kim loại nặng; vi sinh vật thu hồi dầu; Vi khuẩn mang gene cố định nitrogen; giống cây trồng biến đổi gene có khả năng kháng bệnh; Cà chua được bất hoạt gene sản xuất ethylene; Giống lúa có gene sản xuất β-carotene; dưa hấu tứ bội; nho không hạt.

- GV phát các thẻ bìa ghi tên 15 thành tựu cho các nhóm. Yêu cầu HS trong 3 phút sắp xếp các thành tựu vào 3 nhóm: Dược phẩm, Công nghiệp & Môi trường, Nông nghiệp trên bảng Padlet.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- Nhiệm vụ 1: Nhóm HS đọc thông tin mục I SGK tr.27, thảo luận thực hiện nhiệm vụ theo hướng dẫn của GV.

kenhhoctap

- Nhiệm vụ 2: Các nhóm có thời gian 3 phút, tham gia trò chơi theo hướng dẫn của GV.

- GV quan sát các nhóm HS tiến hành nhiệm vụ, hướng dẫn, lưu ý HS phân biệt sản phẩm lai tạo, gây đột biến với công nghệ gene.

- HS có thể tra cứu thêm bằng Chatbot AI/Google để mở rộng nguồn gốc các thành tựu ngoài SGK.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- Nhiệm vụ 1: GV sử dụng https://wheelofnames.com/ để chọn nhóm đại diện trình bày kết quả thảo luận.

Gợi ý: Kĩ thuật được dùng trong quá trình tạo DNA tái tổ hợp: 

+ Kĩ thuật di truyền tách chiết gene ra khỏi tế bào.

+ Kĩ thuật nhân bản gene.

+ Kĩ thuật cắt và ghép nối các đoạn DNA với nhau.

- Nhiệm vụ 2: Các nhóm báo cáo sản phẩm.

- HS khác nhận xét, đánh giá và bổ sung.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV nhận xét sản phẩm của các nhóm, đánh giá thái độ làm việc của HS trong nhóm.

- GV tuyên dương nhóm thắng cuộc, khuyến khích các nhóm HS chưa có đưa ra được câu trả lời đúng hoặc chưa hoàn thành đúng thời gian quy định.

-  GV chuẩn hóa kiến thức, yêu cầu HS ghi chép đầy đủ vào vở.

- GV chuyển sang hoạt động tiếp theo.

- Công nghệ gene là quy trình kĩ thuật sử dụng công nghệ DNA tái tổ hợp để thay đổi kiểu gene và kiểu hình của sinh vật, tạo ra các sản phẩm protein ứng dụng trong thực tiễn.

- Công nghệ gene gồm:

+ Công nghệ DNA tái tổ hợp.

+ Công nghệ tạo thực vật và động vật biến đổi gene.

I. CÔNG NGHỆ DNA TÁI TỔ HỢP

1. Khái niệm

- Công nghệ DNA tái tổ hợp là quy trình kĩ thuật tạo ra phân tử DNA từ hai nguồn khác nhau (thường từ hai loài) rồi chuyển vào tế bào nhận với mục đích tạo ra được nhiều sản phẩm protein của gene chuyển.

2. Nguyên lí

(1) Tách chiết DNA ra khỏi tế bào và tinh sạch;

(2) Sử dụng enzyme cắt giới hạn (restrictase) cắt vector và tách gene chuyển ra khỏi DNA từ nguồn cho gene. 

- DNA của vector và gene chuyển được gắn với nhau qua sự bắt đôi bổ sung ở các đầu dính.

- Liên kết phosphodiester được nối lại bằng enzyme ligase để tạo DNA tái tổ hợp.

- Chuyển DNA tái tổ hợp vào tế bào nhận và sàng lọc tuyển chọn dòng tế bào mang vector tái tổ hợp.

kenhhoctap

Hình 5.1. Tóm tắt nguyên lí tạo DNA tái tổ hợp ở vi khuẩn E.coli

3. Một số thành tựu

Trong ngành dược phẩm:

- Chế phẩm insulin (1979) nhờ công nghệ DNA tái tổ hợp trong tế bào vi khuẩn; 

- E.coli mang gene sản xuất somatostatin (hormone điều hòa các hormone khác ở người);

- Tạo chủng vi sinh vật lành tính có mang một số gene gây bệnh, phục vụ nghiên cứu, sản xuất vaccine;

- Cừu sản xuất protein huyết thanh;

- Bò sản xuất protein người;...

kenhhoctapkenhhoctap

kenhhoctap

Trong ngành công nghiệp và bảo vệ môi trường

- Vi sinh vật sản xuất ethanol; 

- Vi sinh vật xử lí nước thải; 

- Vi sinh vật xử lí các hóa chất độc hại; 

- Vi sinh vật tách chiết các kim loại nặng; 

- Vi sinh vật thu hồi dầu;

kenhhoctapkenhhoctap

kenhhoctap

kenhhoctap

Trong nông nghiệp:

- Một số loại vi khuẩn biến đổi gene giúp cây trồng tăng cường hấp thụ nitrogen, ức chế các vi khuẩn và nấm gây bệnh cho cây;

- Tạo ra các giống cây trồng biến đổi gene, có khả năng kháng bệnh;

- Giống cà chua được bất hoạt gene sản xuất ethylene giúp tăng thời gian bảo quản;

- Giống lúa có gene sản xuất β-carotene;...

kenhhoctap

   

1.1.NC1b:
HS khai thác thông tin, hình ảnh 5.1 SGK để phân tích quy trình tạo DNA tái tổ hợp.

2.4.NC1a:
HS hợp tác nhóm chia sẻ dữ liệu và hoàn thiện Phiếu học tập số 1.
12.C3.1:
HS sử dụng Chatbot AI tra cứu mở rộng các thành tựu công nghệ DNA tái tổ hợp trong thực tiễn y dược và nông nghiệp.

Thông tin bổ sung

Việc gắn gene vào thể truyền chỉ được thực hiện ở vị trí nằm sát với một promoter trên thể truyền để sao cho gene chuyển gắn vào sẽ được RNA polymerase phiên mã. Như vậy, vị trí cắt của enzyme cắt giới hạn nằm trong một gene của vi khuẩn ở trong thể truyền và gene chuyển được gắn vào vùng mã hóa của gene vi khuẩn. Khi trộn hai loại DNA từ hai nguồn khác nhau để tạo ra DNA tái tổ hợp thì có thể xảy ra các khả năng:

- Gene chuyển được gắn vào vector tạo ra DNA tái tổ hợp.

- Vector là plasmid sau khi được enzyme cắt giới hạn cắt thành dạng mạch thẳng lại tự đóng vòng mà không có gene chuyển cài vào.

Như vậy, khi cho DNA biến nạp vào vi khuẩn thì có khả năng DNA tái tổ hợp vào được tế bào vi khuẩn tạo ra tế bào chuyển gene nhưng cũng có thể tế bào vi khuẩn chỉ nhận được vector không chứa gene. Để nhận biết được vi khuẩn chuyển gene, các nhà khoa học thường phải sử dụng vector có gene đánh dấu. Gene đánh dấu là gene có sản phẩm dễ dàng nhận biết hoặc gene kháng thuốc kháng sinh. 

kenhhoctap

 

Hoạt động 2: Tìm hiểu công nghệ tạo thực vật và động vật biến đổi gene

a. Mục tiêu: 

- Nêu được khái niệm, nguyên lí và một số thành tựu của tạo thực vật và động vật biến đổi gene.

- Tranh luận, phản biện được về việc sản xuất và sử dụng sản phẩm biến đổi gene và đạo đức sinh học.

b. Nội dung: GV nêu nhiệm vụ; HS đọc thông tin mục II, quan sát Hình 5.2 SGK tr.28 - 30 SGK tìm hiểu Khái niệm sinh vật biến đổi gene; nguyên lí và thành tựu tạo động vật, thực vật biến đổi gene.

c. Sản phẩm học tập: Công nghệ tạo thực vật và động vật biến đổi gene.

d. Tổ chức hoạt động:

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..

   

3. HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

a. Mục tiêu: Thông qua hoạt động, HS củng cố kiến thức về công nghệ gene.

b. Nội dung: GV nêu nhiệm vụ; HS vận dụng kiến thức, kĩ năng để trả lời câu hỏi luyện tập các kiến thức về Công nghệ gene.

c. Sản phẩm học tập: Câu trả lời của HS cho câu hỏi luyện tập củng cố kiến thức về Công nghệ gene.

d. Tổ chức hoạt động:

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

Nhiệm vụ 1. Câu trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn

- GV tổ chức trò chơi trắc nghiệm trên phần mềm kenhhoctap.edu.vn (hoặc PowerPoint tương tác)

Câu 1: Công nghệ DNA tái tổ hợp là kĩ thuật chuyển

A. một đoạn gene từ tế bào cho sang tế bào nhận.

B. một đoạn NST từ tế bào cho sang tế bào nhận.

C. plasmid từ tế bào cho sang tế bào nhận.

D. DNA tái tổ hợp từ tế bào cho sang tế bào nhận.

Câu 2: Trong công nghệ gene, các enzyme được sử dụng trong bước tạo DNA tái tổ hợp là

A. enzyme restrictase và enzyme DNA polymerase.

B. enzyme ligase và enzyme DNA polymerase.

C. enzyme restrictase và enzyme ligase.

D. enzyme DNA polymerase và enzyme RNA polymerase. 

Câu 3: …………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..

   

Nhiệm vụ 2. Câu trắc nghiệm đúng - sai

- GV yêu cầu HS: Thảo luận cặp đôi thực hiện nhiệm vụ sau: Trong mỗi ý a), b), c), d) ở câu hỏi sau hãy chọn đúng hoặc sai:

Tiến hành gắn gene mã hóa protein insulin được nhân bản từ phân tử DNA ở người vào vector plasmid và chuyển vào tế bào vi khuẩn E.coli. Sản phẩm protein biểu hiện của gene này có kích thước lớn hơn protein insulin được tách chiết từ người.

Những nhận định sau đây là Đúng hay Sai lí giải về hiện tượng này?

a. Sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân thực dùng bộ mã di truyền khác nhau.

b. Vi khuẩn chọn dịch mã những mRNA chứa thông tin di truyền của nhiều gene trên một operon.

c. Vi khuẩn không có khả năng loại bỏ những đoạn intron ở gene của người.

d. DNA polymerase không thực hiện phiên mã ở đoạn trình tự DNA của người trên vector plasmid.

- GV sử dụng ứng dụng kenhhoctap.edu.vn để tham khảo và cho HS làm trắc nghiệm online.

Link: https://kenhhoctap.edu.vn/bai-tap/trac-nghiem-sinh-hoc-12-ket-noi-bai-5-cong-nghe-gene

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS vận dụng kiến thức, kĩ năng để thực hiện các nhiệm vụ.

- GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS nếu cần thiết. 

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện HS trả lời:

Hướng dẫn trả lời câu hỏi trắc nghiệm:

Câu 1Câu 2Câu 3Câu 4Câu 5
ACBAD

Hướng dẫn trả lời câu hỏi trắc nghiệm đúng - sai: S – S – Đ – S.

- GV mời đại diện HS khác nhận xét, bổ sung. 

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức.

2.1.NC1a: HS lựa chọn và sử dụng được các công nghệ số đơn giản (phần mềm trắc nghiệm/ màn hình) để tương tác trả lời câu hỏi.

4. HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

a. Mục tiêu: Thông qua hoạt động, HS vận dụng kiến thức, kĩ năng về công nghệ gene vào giải quyết các tình huống thực tiễn.

b. Nội dung: GV nêu nhiệm vụ; HS vận dụng kiến thức, kĩ năng để hoàn thành nhiệm vụ được giao. 

c. Sản phẩm học tập: Câu trả lời của HS cho các câu hỏi vận dụng.

d. Tổ chức hoạt động:

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..

   

Đầy đủ GA tích hợp NLS và AI Sinh học 12 - Trọn bộ cả năm

Tài liệu cùng môn học

Tài liệu khác

Xem thêm nội dung