BÀI 1: DNA VÀ CƠ CHẾ TÁI BẢN DNA
Ngày soạn:…/…/…
Ngày dạy:…/…/…
PHẦN BỐN: DI TRUYỀN HỌC
CHƯƠNG I: DI TRUYỀN PHÂN TỬ
BÀI 1: DNA VÀ CƠ CHẾ TÁI BẢN DNA
I. MỤC TIÊU
A. Kiến thức
Sau bài học này, HS sẽ:
- Dựa vào cấu trúc hóa học của phân tử DNA, trình bày được chức năng của DNA.
- Nêu được ý nghĩa của các kết cặp đặc hiệu A – T và G – C.
- Phân tích được cơ chế tái bản của DNA là một quá trình tự sao thông tin di truyền từ tế bào mẹ sang tế bào con hay từ thế hệ này sang thế hệ sau.
B. 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: HS trình bày được chức năng của DNA. Nêu được ý nghĩa của các kết cặp đặc hiệu A - T và G - C. Phân tích được cơ chế tái bản của DNA là một quá trình tự sao thông tin di truyền từ tế bào mẹ sang tế bào con hay từ thế hệ này sang thế hệ sau.
- Năng lực tìm hiểu thế giới sống: Sử dụng được các kiến thức về DNA để giải thích các hiện tượng di truyền.
- Năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học:
- Vẽ được sơ đồ cấu trúc của phân tử DNA. Giải thích được các nguyên tắc của quá trình tái bản DNA.
- Phân tích ứng dụng hiểu biết về các cơ chế tái bản trong giải quyết các hiện tượng phát sinh để phục vụ đời sống con người.
Năng lực số:
- A. 1.NC1b: HS tìm được thông tin thông qua việc quan sát, truy cập nội dung số trong video, tổ chức được tìm kiếm dữ liệu, thông tin và nội dung trong môi trường số.
- B. 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.
- 6.2.NC1b: Điều chỉnh được các hệ thống AI để phù hợp với nhu cầu cụ thể.
C. Phát triển phẩm chất
- Chăm chỉ: tích cực học tập, tự nghiên cứu bài học để chuẩn bị nội dung bài học.
- Trách nhiệm: có ý thức bảo vệ và sử dụng hợp lí nguồn gene, trân trọng sự đa dạng sinh vật.
- Nhân ái: có niềm tin vào khoa học và công nghệ, chia sẻ với các bạn về nội dung tìm hiểu được.
II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU
A. Đối với giáo viên
- Video AI được tạo bằng công cụ AI được dùng để khởi động bài học
- SGK, KHBD.
- Hình ảnh
A. 1 -
A. 3 và các hình ảnh liên quan đến quá trình tái bản DNA. - Video về tái bản DNA: https://youtu.be/fWyeSi0wy_4, https://youtu.be/TNKWgcFPHqw.
- Máy tính, máy chiếu.
- Phiếu học tập.
B. Đối với học sinh
- SGK, SBT Sinh học 12 - Kết nối tri thức.
- Nghiên cứu các đường link GV giao từ tiết học trước qua các mạng xã hội (zalo, facebook, gmail,...).
- Sưu tầm tài liệu, hình ảnh, video,... liên quan đến DNA và cơ chế tái bản DNA.
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
A. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG
A. Mục tiêu: HS xác định được nhiệm vụ học tập, có tâm thế sẵn sàng, mong muốn khám phá kiến thức mới.
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
A. 1.NC1b: HS tìm được thông tin thông qua việc quan sát, truy cập nội dung số trong video
- GV đặt vấn đề: Tháng 3/1975, vào thời điểm chiến tranh đang xảy ra rất khốc liệt, nhiều gia đình đã rời quê hương để đi lánh nạn, trong đó có gia đình bà M. Nhưng thật không may, trên đường đi lánh nạn, gia đình đã để lạc mất đứa con gái mới vài tuổi. Suốt 43 năm không từ bỏ việc tìm kiếm, kì tích đã xảy ra. Nhờ chương trình “Như chưa hề có cuộc chia li”, gia đình bà M đã vô tình phát hiện thông tin của một người phụ nữ có hoàn cảnh giống với người con gái của bà M. Xét nghiệm DNA đã được tiến hành, kết quả cho thấy người phụ nữ đó thật sự là con gái của bà M. Sau bao nhiêu năm xa cách, bà M giờ đây đã có được hạnh phúc trọn vẹn bên người con gái mà bà hằng đêm nhớ mong.
- GV yêu cầu HS: Quan sát, lắng nghe, vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học để trả lời câu hỏi: Cơ sở của hiện tượng kiểm tra DNA để xác định huyết thống và việc tìm người thân trong đoạn thông tin trên là gì?
- GV yêu cầu HS: Sử dụng Chatbot AI để tìm kiếm câu trả lời sau đó đối chiếu với kết quả của GV.
6.2.NC1b: Điều chỉnh được các hệ thống AI để phù hợp với nhu cầu cụ thể.
Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập
- HS quan sát thông tin, 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 để giải quyết vấn đề.
- 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, không chốt đáp án.
- GV dẫn dắt gợi mở cho HS: Để có câu trả lời chính xác và đầy đủ nhất, chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu Bài 1: DNA và cơ chế tái bản DNA.
B. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC
Hoạt động 1: Tìm hiểu chức năng của DNA
A. Mục tiêu:
- Trình bày chức năng của DNA dựa vào các đặc điểm cấu trúc gợi ý.
- Giải thích được sự hợp lí giữa cấu tạo và chức năng của vật chất di truyền.
B. Nội dung: GV đặt vấn đề, nêu nhiệm vụ; HS đọc nội dung mục I, quan sát Hình 1.1 SGK tr.5 - 6, tìm hiểu về đặc điểm cấu trúc của DNA phù hợp với các chức năng.
C. Sản phẩm học tập: Chức năng của DNA.
D. Tổ chức hoạt động:
| HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS | DỰ KIẾN SẢN PHẨM |
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập - GV chia lớp thành các nhóm, mỗi nhóm 4 - 6 HS. - GV yêu cầu các nhóm HS: Đọc hiểu mục I. Chức năng của DNA, hoạt động theo thứ tự từ trạm 1 → trạm 2 với nhiệm vụ cụ thể như sau: Trạm 1: Quan sát mô hình cấu trúc DNA theo Watson và Crick (Hình Trạm 2: Đọc nội dung mục I SGK tr.5 - 6 và cho biết: Đặc điểm cấu trúc đó đảm bảo cho DNA thực hiện chức năng gì? - Sau khi HS kết thúc nhiệm vụ ở các trạm, GV yêu cầu các nhóm HS: Vận dụng kiến thức vừa tìm hiểu, thảo luận hoàn thành Phiếu học tập số 1 (Đính kèm dưới hoạt động). - GV yêu cầu HS: Rút ra kết luận về Chức năng của DNA. - Để củng cố kiến thức GV yêu cầu HS: Thảo luận cặp đôi trả lời câu hỏi hộp Dừng lại và suy ngẫm SGK tr.6: Tại sao protein tạo nên các tính trạng của sinh vật nhưng không thể đảm nhận chức năng của một vật chất di truyền? Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập - HS đọc nội dung mục I SGK tr.5 - 6, quan sát Hình - GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS nếu cần thiết. Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận - Các nhóm báo cáo Phiếu học tập số 1 (Gợi ý trả lời đính kèm dưới hoạt động). - HS xung phong trả lời câu hỏi củng cố: + Các amino acid là những đơn phân có thể dùng để ghi thông tin. Tuy vậy, cấu trúc và chức năng của protein không có cơ chế để các enzyme của tế bào có thể sao chép trình tự các amino acid trong một protein tạo ra nhiều bản sao. + Nguyên nhân là do protein không có cấu trúc theo NTBS như cấu trúc của DNA. - 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 chuẩn hóa kiến thức, yêu cầu HS ghi chép đầy đủ vào vở. - GV kết luận: DNA là vật chất di truyền do được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân nên có đủ thông tin quy định các tính trạng của sinh vật và cấu trúc theo NTBS nên thông tin di truyền được truyền từ gene tới protein qua các thế hệ tế bào và cơ thể. - GV chuyển sang hoạt động tiếp theo. | I. CHỨC NĂNG CỦA DNA Bảng
Hình
J. Watson (trái) và F. Crick (phải) |
Thông tin bổ sung CÁC DẠNG CẤU TRÚC KHÔNG GIAN DNA Cấu trúc không gian của DNA phụ thuộc vào điều kiện môi trường và trong một số trường hợp, phụ thuộc vào thành phần nucleotide của DNA. Mô hình cấu trúc DNA mà Watson và Crick để xuất có cấu trúc dạng B (B-DNA). Cấu trúc này thích hợp với môi trường có nhiều nước bao quanh phân tử DNA như trong tế bào và trong DNA không có các nucleotide bất thường. Cấu trúc dạng B là phổ biến nhất trong thế giới sống. Cấu trúc dạng A tồn tại trong môi trường ít nước. Cấu trúc DNA dạng A cũng xoắn phải nhưng ngắn hơn và chiều rộng rộng hơn so với cấu trúc dạng B. Cấu trúc dạng Z (Z-DNA) là chuỗi xoắn trái và các bộ khung đường- phosphate chạy zích zắc kiểu chữ Z. Cấu trúc dạng Z xảy ra khi đoạn DNA có chứa các trình tự nucleotide đặc biệt. Ví dụ: đoạn DNA có C và G xen kẽ nhau. Những nghiên cứu gần đây cho thấy, vùng DNA có cấu trúc dạng Z có vai trò trong điều hòa hoạt động gene (quy định các loại RNA điều hoà).
Một số dạng cấu trúc không gian của DNA (Nguồn: Genetics of a conceptual approach 4th 2012) Cấu trúc bậc một của DNA có thể bị biến đổi bằng nhiều cách khác nhau. Một trong số cách biến đổi đó là methyl hóa DNA. Methyl hóa DNA là hiện tượng một số nucleotide ở vị trí nhất định trong DNA được gắn thêm nhóm -CH3. DNA của vi khuẩn thường được methyl hoá ở một số A và C để phân biệt DNA của tế bào với DNA của virus xâm nhập vào tế bào. Enzyme của tế bào sẽ phân giải DNA trong tế bào không được methyl hoá. Methyl hoá C trong DNA ở sinh vật nhân thực thành 5-methylcytosine liên quan đến quá trình điều hoà biểu hiện gene. Các gene bị methyl hóa thường bị bất hoạt hoặc giảm mức độ phiên mã. DNA bị methyl hoá cũng dẫn đến thay đổi cấu trúc không gian. | |
Nhóm:..............................................Lớp:...................... PHIẾU HỌC TẬP: Tìm hiểu về chức năng của DNA Quan sát Hình Bảng
|
Hướng dẫn trả lời Phiếu học tập:
Nhóm:..............................................Lớp:...................... PHIẾU HỌC TẬP: Tìm hiểu về chức năng của DNA Quan sát Hình
|
Hoạt động 2: Tìm hiểu về tái bản DNA
A. Mục tiêu: Phân tích được cơ chế tái bản của DNA là một quá trình tự sao thông tin di truyền từ tế bào mẹ sang tế bào con hay từ thế hệ này sang thế hệ sau.
b. Nội dung: GV nêu nhiệm vụ; HS đọc nội dung mục II, quan sát Hình
A. 2,
A. 3 SGK tr.6 - 7 và tìm hiểu về Cơ chế tái bản DNA.
C. Sản phẩm học tập: Tái bản DNA.
D. Tổ chức hoạt động:
| HOẠT ĐỘNG CỦA GV – HS | DỰ KIẾN SẢN PHẨM |
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập - GV chiếu video về cơ chế tái bản DNA. - GV yêu cầu nhóm HS: Đọc hiểu mục II, quan sát Hình - Dựa trên nội dung vừa ghi, các thành viên trong nhóm trao đổi nhanh và trình bày trên bảng nhóm trong thời gian 3 phút. - Để củng cố kiến thức, GV yêu cầu HS: Trả lời câu hỏi trong hộp Dừng lại và suy ngẫm SGK tr.8: 1. Nêu ý nghĩa của kết cặp đặc hiệu A – T và G – C. 2. Trình bày quá trình tái bản DNA thể hiện sự sao chép thông tin di truyền qua các thế hệ tế bào. - GV yêu cầu HS: Chốt câu trả lời chính xác cho câu hỏi hoạt động khởi động. Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập - HS đọc mục II SGK tr.6 - 7, quan sát hình ảnh kết hợp video và thực hiện nhiệm vụ theo hướng dẫn của GV. - GV quan sát quá trình thực hiện nhiệm vụ của các nhóm; hướng dẫn, định hướng (nếu cần thiết). Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận - Hết thời gian, các nhóm báo cáo sản phẩm. - GV tổ chức cho các nhóm nhận xét, đánh giá sản phẩm. - HS xung phong trả lời câu hỏi củng cố (Đính kèm dưới hoạt động). - HS xung phong trả lời câu hỏi khởi động. - HS khác lắng nghe, nhận xét và bổ sung. Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập - GV đánh giá, nhận xét sản phẩm của các nhóm, thái độ làm việc của HS trong nhóm. - GV chuẩn hóa kiến thức, yêu cầu HS ghi chép vào vở. - GV kết luận: + DNA được tái bản theo nguyên tắc bán bảo toàn và NTBS. + Ở mỗi chạc sao chép, một mạch được tổng hợp liên tục, mạch còn lại được tổng hợp gián đoạn. + Ở sinh vật nhân sơ, mỗi phân tử DNA chỉ có một điểm khởi đầu sao chép duy nhất, trong khi DNA ở sinh vật nhân thực có nhiều điểm khởi đầu sao chép nên quá trình tái bản xảy ra đồng thời tại nhiều vùng trên một phân tử DNA. - Sinh vật nhân thực có nhiều loại DNA polymerase hơn so với sinh vật nhân sơ.
- GV mở rộng thông tin qua hộp Khoa học và đời sống SGK tr.8 về Ứng dụng thực tế của cơ chế tái bản DNA. - GV chuyển sang hoạt động tiếp theo. | II. TÁI BẢN DNA 1. Khởi đầu sao chép - Nhờ enzyme liên kết với Ori mà hai mạch đơn DNA tách rời nhau, hình thành chạc sao chép hình chữ Y. - Enzyme RNA polymerase tổng hợp nên đoạn RNA mồi cung cấp đầu 3’ – OH cho enzyme DNA polymerase tổng hợp mạch mới.
2. Tổng hợp mạch DNA mới - Enzyme DNA polymerase gắn với nucleotide vào đầu 3’ của đoạn RNA mồi theo NTBS: A – T, G – C với mạch khuôn. - Enzyme DNA polymerase tổng hợp các mạch mới theo cùng một chiều 5’ → 3’ dẫn đến mạch gốc 3’ → 5’ sẽ tổng hợp mạch mới liên tục. + Mạch mới còn lại được tổng hợp theo từng đoạn ngắn gọi là Okazaki. + Sau đó, đoạn mồi được loại bỏ và tổng hợp đoạn DNA thay thế. - Enzyme ligase sẽ gắn các đoạn Okazaki lại với nhau tạo thành mạch mới hoàn chỉnh.
* Kết quả: Từ một phân tử DNA mẹ tạo ra hai phân tử mới giống nhau và giống với DNA mẹ, mỗi phân tử có một mạch cũ và một mạch mới được tổng hợp (nguyên tắc bán bảo toàn). * Ý nghĩa: Quá trình tái bản DNA đảm bảo thông tin di truyền được truyền đạt gần như nguyên vẹn từ tế bào này sang tế bào khác, từ thế hệ này sang thế hệ khác (đối với loài sinh sản vô tính). Ví dụ:
Sinh sản ở vi khuẩn |
Hướng dẫn trả lời câu hỏi củng cố (hộp Dừng lại và suy ngẫm SGK tr.8): 1. Nhờ kết cặp đặc hiệu theo NTBS nên từ một mạch khuôn của DNA, các enzyme có thể tổng hợp nên mạch mới. Do vậy, DNA có thể thực hiện được chức năng truyền đạt thông tin từ tế bào này sang tế bào khác, từ thế hệ này sang thế hệ khác qua quá trình phân bào. + Kết cặp đặc hiệu theo NTBS giúp thông tin trên DNA được truyền qua RNA đến protein qua quá trình phiên mã và dịch mã. 2. DNA được bắt đầu tổng hợp từ một điểm (hoặc tại nhiều điểm, đối với sinh vật nhân thực) tạo nên hai chạc sao chép ngược chiều nhau. + Enzyme DNA polymerase đọc thông tin trên mạch khuôn theo chiều 3’ → 5’ và tổng hợp mạch mới theo chiều 5’ → 3’. Tuy vậy, mạch mới chỉ được tổng hợp khi có đoạn mồi là RNA cung cấp đầu 3’. + Do DNA được cấu tạo gồm hai mạch ngược chiều nhau và phức hợp enzyme DNA polymerase gồm hai enzyme tổng hợp hai mạch mới cùng lúc và di chuyển theo cùng một chiều nên hai mạch của phân tử DNA được tổng hợp theo hai cách khác nhau, một mạch tổng hợp liên tục, mạch còn lại tổng hợp theo từng đoạn Okazaki rồi nối lại với nhau. + DNA được tái bản theo nguyên tắc bán bảo toàn (phân tử DNA mới gồm một mạch cũ và một mạch mới). Hướng dẫn trả lời câu hỏi khởi động: DNA được lấy từ đối tượng xét nghiệm, sau đó được đem đi tách chiết rồi tái bản tạo ra một số lượng lớn bản sao đủ để phân tích quan hệ huyết thống của các đối tượng đó. | |
Thông tin bổ sung BẰNG CHỨNG CHO THẤY DNA SAO CHÉP THEO NGUYÊN TẮC BÁN BẢO TOÀN Năm 1958, Matthew Meselson và Franklin Stahl đã chứng minh DNA thực sự tái bản theo nguyên tắc bán bảo toàn. Thí nghiệm được tiến hành như sau: Nuôi vi khuẩn E.coli nhiều thế hệ trong môi trường chứa nucleotide được đánh dấu bằng đồng vị phóng xạ 14N làm dòng đối chứng, đồng thời nuôi một dòng vi khuẩn E.coli khác trong môi trường có nucleotide đánh dấu bằng 15N qua nhiều thế hệ. Lấy một số tế bào vi khuẩn được đánh dấu bằng 15N chuyển sang nuôi trong môi trường có chứa nucleotide đánh dấu bằng 14N để cho chúng tái bản DNA một lần, sau đó tách DNA đem li tâm.
| |
C. HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP
A. Mục tiêu: Thông qua hoạt động, HS củng cố kiến thức về DNA và cơ chế tái bản DNA.
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 DNA và cơ chế tái bản DNA.
C. Sản phẩm học tập: Câu trả lời của HS cho câu hỏi luyện tập củng cố kiến thức về DNA và cơ chế tái bản DNA.
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 Quizizz (hoặc PowerPoint tương tác)
B. 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
Câu 1: Cho hình vẽ cấu tạo của một nucleotide. Nucleotide này là đơn phân của phân tử nào?
A. mRNA.
B. tRNA.
C. rRNA.
D. DNA.
Câu 2: Cho một đoạn mạch gốc của gene chỉ chứa 3 loại nucleotide adenine, guanine, cytosine. Trong điều kiện không có đột biến, mạch bổ sung của gene không có loại nucleotide nào sau đây?
A. Thymine.
B. Adenine.
C. Guanine.
D. Cytosine.
Câu 3: Sơ đồ nào sau đây mô tả đúng về giai đoạn kéo dài mạch polynucleotide mới trên một chạc chữ Y trong quá trình tái bản DNA ở sinh vật nhân sơ?
A. Sơ đồ I.
B. Sơ đồ II.
C. Sơ đồ III.
D. Sơ đồ IV.
Câu 4: Những thông tin nào sau đây đúng khi nói về quá trình tái bản DNA ở sinh vật nhân thực?
(1) Chỉ xảy ra trên 1 đơn vị tái bản.
(2) Có sự tham gia của enzyme nối ligase.
(3) Enzyme DNA polymerase lắp ráp nucleotide vào đầu 3’-OH của đoạn mồi RNA tổng hợp nên mạch đơn mới.
(4) Quá trình này chỉ diễn ra trong tế bào chất.
A. 1, 2, 3, và 4.
B. 2 và 3.
C. 1 và 4.
D. 1, 2 và 3.
Câu 5: Sơ đồ dưới đây mô tả quá trình tái bản DNA đang thực hiện ở 2 chạc sao chép. Nhận định nào sau đây đúng?
A. Đoạn mạch mới số 1 và đoạn mạch mới số 2 tổng hợp không liên tục.
B. Đây là quá trình tái bản ở sinh vật nhân sơ.
C. Đoạn mạch mới số 3 và đoạn mạch mới số 4 có cùng chiều tổng hợp.
D. Đoạn mạch mới số 2 và đoạn mạch mới số 3 được tổng hợp liên tục.
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:
Nhiệt độ làm tách hai mạch của phân tử DNA được gọi là nhiệt độ nóng chảy. Dưới đây là nhiệt độ nóng chảy của DNA trong nhân tế bào ở một số đối tượng sinh vật khác nhau được kí hiệu từ A đến E khi xét các gene có cùng chiều dài được kết quả như sau: A = 36 °C; B = 78°C; C = 55°C; D = 83°C; E = 44°C.
Mỗi nhận định dưới đây là Đúng hay Sai về gene của các loài trên?
A. Tỉ lệ nucleotide G/A của 5 loài sinh vật nói trên theo thứ tự giảm dần là D → B→ C → E →
A.
B. Số liên kết hydrogen của DNA loài A nhiều hơn loài E.
C. Cả 5 phân tử DNA này đều có tỉ lệ (A+T)/(G+C) = 1.
D. Cả 5 phân tử DNA này đều gồm 2 mạch, xoắn song song ngược chiều nhau.
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 1 | Câu 2 | Câu 3 | Câu 4 | Câu 5 |
| D | B | B | B | D |
Hướng dẫn trả lời câu hỏi trắc nghiệm đúng - sai: Đ – S – S – Đ.
- 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.
D. 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:
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập
- GV yêu cầu cá nhân HS: Vận dụng kiến thức, kĩ năng sử dụng máy tính cầm tay để trả lời câu hỏi sau đây:
A. Một phân tử DNA gồm 3000 nitrogenous base, biết tổng tỉ lệ phần trăm của nucleotide loại A và một loại nữa là 40%. Số nucleotide loại G của phân tử DNA này là bao nhiêu?
B. Một phân tử DNA gồm 3000 nucleotide, tái bản 4 lần tạo ra bao nhiêu DNA con?
- GV giao nhiệm vụ về nhà cho HS: Trả lời các câu hỏi trong hộp Luyện tập và vận dụng SGK tr.8 vào trong vở ghi:
A. Tỉ lệ các cặp G – C và T – A trong phân tử DNA có ảnh hưởng đến độ bền vững của phân tử DNA không? Giải thích.
B. Kẻ và hoàn thành bảng tóm tắt quá trình tái bản DNA vào vở theo mẫu sau:
| Nguyên tắc tái bản | ? |
| Diễn biến | ? |
| Kết quả | ? |
| Ý nghĩa | ? |
C. Nhiều enzyme và protein tham gia vào bộ máy tái bản DNA ở vi khuẩn khác biệt với các enzyme và protein cùng loại ở tế bào người. Dựa vào thông tin trên, hãy đề xuất hướng sản xuất thuốc trị bệnh nhiễm khuẩn ở người giúp giảm tác dụng không mong muốn của thuốc kháng sinh.
Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập
- HS xung phong trả lời câu hỏi vận dụng tại lớp.
- HS về nhà trả lời câu hỏi trong hộp Luyện tập và vận dụng SGK tr.8 vào vở ghi.
Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận
- HS xung phong trả lời câu hỏi vận dụng:
Hướng dẫn trả lời câu hỏi trả lời ngắn:
A. 900; 2. 16.
- GV tổ chức cho HS: Báo cáo kết quả ở buổi học tiếp theo:
Hướng dẫn trả lời câu hỏi hộp Luyện tập và vận dụng SGK tr.8:
A. A liên kết với T bằng hai liên kết hydrogen, G liên kết với C bằng ba liên kết hydrogen. Do vậy, nếu phân tử DNA có càng nhiều cặp G - C thì càng có nhiều liên kết hydrogen.
+ Khi phân tử DNA có nhiều liên kết hydrogen thì độ ổn định của phân tử càng cao. Do vậy, tỉ lệ G - C và A – T có ảnh hưởng đến sự bền vững của DNA. Các nhà khoa học nhận thấy, những loài vi khuẩn sống trong suối nước nóng thường có tỉ lệ G - C nhiều hơn so với tỉ lệ A – T.
B. Hoàn thành bảng:
| Nguyên tắc tái bản | Nguyên tắc tái bản: Dựa trên NTBS và nguyên tắc bán bảo toàn (mỗi phân tử con gồm một mạch cũ và một mạch mới). |
| Diễn biến | DNA được tách thành hai mạch đơn bắt đầu từ điểm khởi đầu toả ra hai hướng ngược nhau. Dựa trên mạch khuôn, enzyme tổng hợp một đoạn RNA ngắn (đoạn mồi) cung cấp đầu 3’ để enzyme DNA polymerase kéo dài mạch theo chiều 5’ → 3’. Hai mạch mới được tổng hợp cùng lúc, một mạch tổng hợp liên tục, một mạch tổng hợp gián đoạn. Trên mạch tổng hợp gián đoạn, các đoạn Okazaki được các enzyme nổi lại với nhau sau khi đã được loại bỏ các đoạn mồi là RNA. |
| Kết quả | Từ một phân tử DNA ban đầu tạo ra hai phân tử mới có trình tự nucleotide giống nhau và giống với phân tử DNA mẹ, trong đó mỗi phân tử DNA mới có một mạch cũ lấy từ phân tử DNA mẹ và một mạch mới được tổng hợp. |
| Ý nghĩa | Quá trình tái bản DNA đảm bảo thông tin di truyền được truyền đạt gần như nguyên vẹn từ tế bào này sang tế bào khác, từ thế hệ này sang thế hệ khác (đối với loài sinh sản vô tính). |
C. Sự khác biệt về enzyme và protein tham gia vào quá trình tái bản DNA ở vi khuẩn và người có thể giúp các nhà khoa học tìm ra các thuốc kháng sinh ức chế đặc hiệu các enzyme và protein tham gia vào quá trình tái bản DNA của vi khuẩn mà không hoặc ít gây hại đối với tế bào người.
- HS khác nhận xét, bổ sung.
Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập
- GV đánh giá, nhận xét, chuẩn hóa kiến thức và kết thúc tiết học.
*Hướng dẫn về nhà
- Ôn lại kiến thức đã học.
- Làm bài tập Bài 1 trong Sách bài tập Sinh học 12.
- Tìm hiểu thêm một số ứng dụng thực tế của DNA và cơ chế tái bản DNA.
- Đọc và tìm hiểu trước Bài 2: Gene, hệ gene và quá trình truyền đạt thông tin di truyền.