Ngày soạn:…/…/…

Ngày dạy:…/…/…

BÀI 2: GENE, QUÁ TRÌNH TRUYỀN ĐẠT 

THÔNG TIN DI TRUYỀN VÀ HỆ GENE

I. MỤC TIÊU

1. Kiến thức

Sau bài học này, HS sẽ:

• Nêu được khái niệm và cấu trúc của gene. Phân biệt được các loại gene dựa vào cấu trúc và chức năng của gene.
• Phân biệt được các loại RNA. Phân tích được bản chất phiên mã thông tin di truyền là cơ chế tổng hợp RNA dựa trên DNA.
• Nêu được khái niệm phiên mã ngược và ý nghĩa.
• Nêu được khái niệm và các đặc điểm của mã di truyền.
• Trình bày được cơ chế tổng hợp protein từ bản sao là RNA có bản chất là quá trình dịch mã.
• Vẽ và giải thích sơ đồ liên kết ba quá trình thể hiện cơ chế di truyền ở cấp phân tử là quá trình truyền đạt thông tin di truyền.
• Phát biểu được khái niệm hệ gene.
• Trình bày được một số thành tựu và ứng dụng của việc giải trình tự hệ gene người.

2. Phát triển năng lực

Năng lực chung: 

• Năng lực tự chủ và tự học: HS chủ động, tích cực tìm hiểu kiến thức. Lập được kế hoạch tự tìm hiểu về cơ chế di truyền và ứng dụng của nghiên cứu di truyền 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 cơ chế di truyền học vào đời sống.

Năng lực sinh học:

• Năng lực nhận thức sinh học: 

+ Nêu được khái niệm và cấu trúc của gene.

+ Phân biệt được các loại gene dựa vào cấu trúc và chức năng của gene.

+ Phân biệt được các loại RNA.

+ Phân tích được bản chất phiên mã thông tin di truyền là cơ chế tổng hợp RNA dựa trên DNA.

+ Nêu được khái niệm phiên mã ngược và ý nghĩa.

+ Nêu được khái niệm và các đặc điểm của mã di truyền.

+ Trình bày được cơ chế tổng hợp protein từ bản sao là RNA có bản chất là quá trình dịch mã.

+ Phát biểu được khái niệm hệ gene.

• Năng lực tìm hiểu thế giới sống: Trình bày được một số thành tựu và ứng dụng của việc giải trình tự hệ gene người.
• Năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học: HS vẽ và giải thích được sơ đồ liên kết ba quá trình tái bản DNA - phiên mã - dịch mã thể hiện cơ chế di truyền ở cấp phân tử là quá trình truyền đạt thông tin di truyền. Phân tích ứng dụng hiểu biết về các cơ chế trên trong giải quyết các hiện tượng phát sinh để phục vụ đời sống con người.

Năng lực số: 

• [1.1.NC1b]: Duyệt, tìm kiếm và lọc dữ liệu, thông tin và nội dung số, áp dụng kỹ thuật tìm kiếm để lấy được dữ liệu, thông tin và nội dung trong môi trường số - HS áp dụng kỹ thuật tìm kiếm nâng cao trên môi trường số để xem video AI khởi động, tra cứu tài liệu số, sơ đồ 3D phiên mã, dịch mã và thành tựu giải mã hệ gene người.
• [2.1.NC1a]: Tương tác thông qua công nghệ số, sử dụng được nhiều công nghệ số để tương tác - HS sử dụng được nhiều công nghệ số gồm Quizizz, Padlet, Google Docs, Chatbot AI, Zalo nhóm để tương tác, thảo luận nhóm và làm bài kiểm tra củng cố thời gian thực.
• [2.4.NC1a]: Hợp tác thông qua công nghệ số, đề xuất được các công cụ và công nghệ số khác nhau cho các quá trình hợp tác - HS đề xuất các công cụ và công nghệ số khác nhau gồm Google Docs, Canva, Padlet phục vụ cho quá trình hợp tác nhóm hoàn thành Phiếu học tập số 1, 2 và sơ đồ tranh biện.
• [6.2.NC1b]: Điều chỉnh được các hệ thống AI để phù hợp với nhu cầu cụ thể.

Năng lực AI: 

• [12.A1.2]: Con người trong hệ thống AI, phân tích được vai trò của con người và AI trong các bước chính của quá trình ra quyết định - HS phân tích được vai trò của con người và AI trong các bước chính của quá trình ra quyết định thông qua việc sử dụng Chatbot AI gợi ý lập luận tranh biện về giải trình tự hệ gene người, đối chiếu kiểm chứng chéo với tài liệu chính thống).
• [12.A2.1]: Nguyên tắc đạo đức khi thiết kế AI, trình bày được một số nguyên tắc đạo đức cơ bản trong thiết kế, phát triển sản phẩm AI - HS trình bày được một số nguyên tắc đạo đức cơ bản trong thiết kế, phát triển sản phẩm AI liên quan đến việc bảo mật dữ liệu mã gene cá nhân, phân biệt giữa lợi ích y học di truyền và rủi ro kì thị di truyền khi thương mại hóa dữ liệu di truyền.
• [12.C2.1]: Các yêu cầu dành cho công cụ AI hỗ trợ các hoạt động học tập và xã hội, lựa chọn được ý tưởng thiết kế một số công cụ AI để thực hiện các công việc khác nhau - HS lựa chọn được ý tưởng thiết kế một số công cụ AI hỗ trợ học tập bằng cách vận dụng Chatbot AI đóng vai 'Chuyên gia Di truyền học' giải thích cơ chế phiên mã, dịch mã, tính thoái hóa/đặc hiệu của mã di truyền và kiểm chứng kết quả với SGK Sinh học 12.

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.

II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU

1. Đối với giáo viên

• KHBD, SGK, SGV, SBT Sinh học 12.
• Hình ảnh 2.1 - 2.9 và các hình ảnh liên quan.
• Video về quá trình phiên mã và dịch mã: https://youtu.be/gG7uCskUOrA. 
• Một số tài liệu ứng dụng thực tiễn của việc giải trình tự hệ gene ở người: https://cand.com.vn/Phong-su/Giai-ma-ADN-truy-tim-thu-pham-giau-mat-i401100/, https://youtu.be/CS6H9jzWnTU, https://trithucvn.co/khoa-hoc/tinh-toan-di-truyen-hoc-mat-qua-lau-de-hominini-tien-hoa-thanh-nguoi.html.     
• Máy tính, máy chiếu.
• Phiếu học tập.
• Hệ thống bài tập trắc nghiệm trên website kenhhoctap.edu.vn.
• Video AI được tạo bằng các công cụ AI để khởi động bài học.
• Phần mềm trực tuyến hỗ trợ cộng tác nhóm và biên tập nội dung số (Padlet, Google Jamboard, Canva).

2. Đối với học sinh

• SGK, SBT Sinh học 12.
• Nghiên cứu bài học trước giờ lên lớp.
• 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

a. Mục tiêu: HS giải thích được ngắn gọn vì sao con sinh ra lại giống bố mẹ ở những điểm cơ bản.

b. Nội dung: GV dẫn dắt, đặt vấn đề; HS vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học để giải quyết vấn đề.

c. Sản phẩm học tập: 

- Câu trả lời của HS.

- Tâm thế hứng khởi, sẵn sàng, mong muốn khám phá kiến thức mới của HS.

d. Tổ chức thực hiện: 

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS: Xem video AI được thiết kế để phục vụ bài dạy và trả lời câu hỏi xuất hiện trong video đó.

- GV chiếu hình ảnh một số cá thể sinh vật có quan hệ huyết thống và một số cá thể không có quan hệ huyết thống: 

- GV quan sát hình ảnh, thảo luận cặp đôi: Nhận xét về đặc điểm hình thái giữa các cá thể có quan hệ huyết thống và giữa các cá thể không có quan hệ huyết thống.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS quan sát hình ảnh, vận dụng kiến thức, kĩ năng của bản thân để trả lời câu hỏi.

- GV hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

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

- HS xung phong trả lời câu hỏi.

- GV mời HS khác lắng nghe, nhận xét, bổ sung. 

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

- GV ghi nhận các câu trả lời của HS, chốt đáp án.

- GV nhận xét: Các cá thể có quan hệ huyết thống có các đặc điểm cơ bản giống nhau nhưng vẫn có một số khác biệt về chi tiết, trong khi các cá thể không có quan hệ huyết thống có nhiều điểm khác biệt hơn,...

- GV dẫn dắt gợi mở cho HS: Vậy cơ sở của các hiện tượng trên là gì? Yếu tố nào quyết định đặc điểm bên ngoài của sinh vật? Để có câu trả lời chính xác và đầy đủ nhất cho các câu hỏi trên, chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu - Bài 2: Gene, quá trình truyền đạt thông tin di truyền và hệ gene.

1.1.NC1b: HS tìm được thông tin thông qua việc quan sát, truy cập nội dung số trong video.

2. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1: Tìm hiểu khái niệm, cấu trúc và phân loại gene

a. Mục tiêu: 

- Trình bày khái niệm gene. Phân biệt được mạch khuôn và mạch mã hóa trên gene.

- Mô tả được cấu trúc của gene và phân biệt được cấu trúc của gene ở sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân thực.

- Phân biệt được các loại gene dựa theo tiêu chí chức năng và tiêu chí cấu trúc.

b. Nội dung: GV đặt vấn đề, nêu nhiệm vụ; HS đọc nội dung mục I, quan sát Hình 2.1, 2.2 SGK tr.9 - 10, tìm hiểu về Gene. 

c. Sản phẩm học tập: Khái niệm. cấu trúc và phân loại gene.

d. Tổ chức hoạt động:

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..

Hoạt động 2: Tìm hiểu khái niệm hệ gene, một số thành tựu và ứng dụng giải trình tự hệ gene người

a. Mục tiêu: 

- Phát biểu được khái niệm hệ gene.

- Trình bày được một số thành tựu qua tìm hiểu quy trình và ứng dụng thực tiễn của việc giải trình tự hệ gene người.

b. Nội dung: GV nêu nhiệm vụ; HS đọc nội dung mục II, tìm hiểu về Hệ gene.

c. Sản phẩm học tập: Khái niệm hệ gene, một số thành tựu và ứng dụng giải trình tự hệ gene người.

d. Tổ chức hoạt động:

Hoạt động 3: Tìm hiểu quá trình truyền đạt thông tin di truyền từ gene tới protein

a. Mục tiêu: 

- Phân biệt được các loại RNA.

- Phân tích được bản chất phiên mã thông tin di truyền là cơ chế tổng hợp RNA dựa trên DNA.

- Nêu được khái niệm phiên mã ngược và ý nghĩa.

- Nêu được khái niệm và đặc điểm của mã di truyền.

- Trình bày được cơ chế tổng hợp protein từ bản sao là RNA có bản chất là quá trình dịch mã.

- Vẽ và giải thích được sơ đồ liên kết ba quá trình thể hiện cơ chế di truyền ở cấp phân tử là quá trình truyền đạt thông tin di truyền.

b. Nội dung: GV nêu nhiệm vụ; HS đọc nội dung mục III, quan sát Hình 2.3 - 2.9 SGK tr.11 - 16, tìm hiểu về Quá trình phiên mã, một số loại RNA, phiên mã ngược, mã di truyền, quá trình dịch mã và mối quan hệ DNA - RNA - protein.

c. Sản phẩm học tập: Quá trình truyền đạt thông tin di truyền từ gene tới protein.

d. Tổ chức hoạt động:

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..

3. HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

a. Mục tiêu: Trên cơ sở kiến thức bài học, HS củng cố được kiến thức về cơ chế di truyền ở cấp độ phân tử.

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 Gene, hệ gene và quá trình truyền đạt thông tin di truyền.

c. Sản phẩm học tập: Câu trả lời của HS cho câu hỏi luyện tập củng cố kiến thức về Gene, hệ gene và quá trình truyền đạt thông tin di truyền.

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: Loại RNA nào làm khuôn cho quá trình dịch mã?

A. mRNA.             B. tRNA.               C. rRNA.               D. miRNA.

Câu 2: Thành phần nào sau đây không tham gia trực tiếp vào quá trình dịch mã?

A. mRNA.             B. tRNA.               C. Ribosome.        D. DNA. 

Câu 3: Amino acid methionine được mã hóa bởi mã bộ ba

A. AUU.                B. AUC.                C. AUG.                D. AUA.

Câu 4: Hình vẽ dưới đây mô tả một cơ chế di truyền cấp độ phân tử đang diễn ra. Cấu trúc X trên hình vẽ là

A. RNA polymerase.                           B. DNA polymerase.

C. DNA ligase.                                   D. Ribosome.

Câu 5: Trình tự nucleotide trên một đoạn phân tử mRNA là

3’--AGUGUCCUAUA--5’

Trình tự nucleotide đoạn tương ứng trên mạch khuôn của gene là

A. 5’--AGUGUCCUAUA --3’    .         B. 5’--TCACAGGATAT--3’.

C. 5’--TGACAGGAUTA--3’.              D. 3’--UCACAGGAUAU--5’.

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:

Khi đưa mRNA trưởng thành của tế bào người vào dịch mã trong ống nghiệm bằng cách sử dụng bộ máy sinh tổng hợp protein của vi khuẩn thì thấy protein tạo ra giống protein tổng hợp trong tế bào người. Trong nhiều trường hợp chuyển gene của người vào vi khuẩn nhưng protein tổng hợp từ gene đó trong tế bào vi khuẩn lại khác với protein của gene đó được tổng hợp trong tế bào người.

Các kết luận sau đây là Đúng hay Sai khi giải thích hiện tượng này?

a. Chứng tỏ bộ máy sinh tổng hợp protein của vi khuẩn giống bộ máy sinh tổng hợp protein của người.

b. Do mã di truyền có tính thống nhất trong toàn bộ sinh giới.

c. Người thuộc sinh vật nhân thực, có gene phân mảnh (exon xen với intron), khi đưa gene người vào tế bào vi khuẩn, do tế bào vi khuẩn không có hệ thống cắt bỏ intron của mRNA nên tổng hợp ra protein khác ở người.

d. Do mã di truyền có tính đặc hiệu.

- 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-2-gene-he-gene-va-qua-trinh-truyen-dat-thong-tin-di

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:

Hướng dẫn trả lời câu hỏi trắc nghiệm đúng - sai: Đ – Đ – 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 di truyền ở cấp độ phân tử để giải quyết các bài tập.

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:

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..