Giáo án điện tử chuyên đề Sinh học 12 chân trời Bài 1: Khái quát sinh học phân tử và các thành tựu

BÀI 1. KHÁI QUÁT SINH HỌC PHÂN TỬ VÀ CÁC THÀNH TỰU

Nhiệt liệt chào mừng các em học sinh đến với tiết học ngày hôm nay!

A. KHỞI ĐỘNG

Trong đại dịch Covid–19, Việt Nam đã sử dụng phương pháp Real time RT–PCR để xét nghiệm SARS-CoV-2. Kết quả có hay không có đoạn gene (RNA) của virus để phát hiện sự tồn tại của virus SARS-CoV-2 trong cơ thể của những người nghi nhiễm. Vậy phương pháp này là kết quả của thành tựu khoa học nào?

B. HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1: Tìm hiểu về khái niệm sinh học phân tử

Trong các nghiên cứu về cấu trúc, chức năng của DNA/RNA, protein, tế bào, cơ thể, quần thể, nghiên cứu nào thuộc về cấp sinh học phân tử 

Dự kiến sản phẩm:

I. KHÁI NIỆM SINH HỌC PHÂN TỬ

- Sinh học phân tử là ngành khoa học nghiên cứu sự sống ở cấp độ phân tử, trong đó chủ yếu nghiên cứu cấu trúc, chức năng của nucleic acid và protein. 

- Phát triển các kĩ thuật sinh học phân tử dựa vào những hiểu biết về cấu trúc và chức năng của vật chất di truyền ở cấp độ phân tử.

Hoạt động 2: Tìm hiểu về thành tựu hiện đại của sinh học phân tử

Hoạt động 2.1: Tìm hiểu về thành tựu lí thuyết của sinh học phân tử

Câu 1. Hãy nêu một số thành tựu hiện đại về lí thuyết của sinh học phân tử.

Câu 2. Hãy trình bày vai trò của các kĩ thuật sinh học phân tử như PCR, điện di, giải trình tự gene, Southern blot, Northern blot và chuyển gene bằng cách hoàn thành bảng sau:…….

Dự kiến sản phẩm:

1. Thành tựu về lí thuyết của sinh học phân tử

- Những phát hiện và mô tả cấu trúc vật chất di truyền cấp độ phân tử:

+ Năm 1868: Khám phá ra nulecin (hỗn hợp của RNA và protein) từ nhân tế bào.

+ Năm 1944: Chứng minh được DNA là vật liệu mang thông tin di truyền.

+ Năm 1953: Tìm ra mô hình xoắn kép của DNA.

- Làm sáng tỏ chức năng vật chất di truyền ở cấp độ phân tử:

+ Năm 1957: Học thuyết trung tâm (central dogma) được đề xuất, mô tả dòng thông tin di truyền từ DNA qua RNA rồi đến protein.

+ Năm 1958: Chứng minh sao chép DNA là bán bảo toàn.

……………………………………….

Hoạt động 2.2: Tìm hiểu về ứng dụng của sinh học phân tử

Hoạt động theo nhóm:

Nhóm 1: Trình bày ứng dụng kĩ thuật sinh học phân tử trong y - dược học.

Nhóm 2: Trình bày ứng dụng kĩ thuật sinh học phân tử trong nông, lâm, ngư nghiệp.

Nhóm 3: Trình bày ứng dụng kĩ thuật sinh học phân tử trong bảo vệ môi trường.

Nhóm 4: Trình bày ứng dụng kĩ thuật sinh học phân tử trong quốc phòng, an ninh.

Dự kiến sản phẩm:

Ứng dụng của sinh học phân tử

Ứng dụng trong y - dược học

Về y học:

- Kĩ thuật giải trình tự gene, Realtime PCR, Realtime RT - PCR giúp xác định được các bệnh tật di truyền, bệnh do nhiễm khuẩn, nhiễm virus, nhiễm kí sinh trùng; xác định sớm các bệnh di truyền ở thai nhi; giải mã hệ gene người; chẩn đoán về điều trị bệnh di truyền.

Về dược phẩm:

- Kĩ thuật chuyển gene để tạo các vi sinh vật có khả năng sản xuất các chế phẩm sinh học dùng trong dược phẩm như chế tạo ra các loại thuốc, mĩ phẩm và thực phẩm chức năng; tạo vaccine thế hệ mới.

Ứng dụng trong nông, lâm, ngư nghiệp

- Southern blot, Northern blot, Western blot được sử dụng để xác định vị trí các gene mã hóa cho các tính trạng mong muốn. Kết hợp công nghệ gene (kĩ thuật chuyển gene, công nghệ biến đổi gene đã có trong hệ gene,...) tạo ra các sinh vật biến đổi gene mang đặc điểm mới, đáp ứng nhu cầu của con người.

Ứng dụng bảo vệ môi trường

- Ứng dụng kĩ thuật chuyển gene, biến đổi gene để tạo các chủng vi sinh vật có khả năng sản xuất chế phẩm sinh học thân thiện với môi trường phục vụ đời sống của con người; tạo ra các sinh vật biến đổi gene dùng để kiểm soát một số dịch bệnh gây hại cho cây trồng, vật nuôi nhằm hạn chế việc sử dụng hóa chất gây tác động xấu cho môi trường.

Ứng dụng trong công nghiệp chế biến

- Ứng dụng kĩ thuật chuyển gene kết hợp với các công nghệ enzyme, protein, vi sinh để sản xuất quy mô công nghiệp phục vụ công nghiệp chế biến thực phẩm, sản xuất thức ăn chăn nuôi, xử lí ô nhiễm môi trường,...

………………………………………………………………….

C. LUYỆN TẬP

Tìm hiểu và sưu tầm thông tin, hình ảnh trên internet, sách, báo,... để thiết kế poster hoặc infographic giới thiệu về thành tựu của việc ứng dụng kĩ thuật sinh học phân tử trong y học đang được áp dụng tại Việt Nam và trên thế giới.

D. VẬN DỤNG

Hãy đưa ra ý tưởng về việc ứng dụng một trong các kĩ thuật sinh học phân tử như: PCR, điện di, giải trình tự gene, Southern blot, Northern blot, Western blot và chuyển gene vào một lĩnh vực trong tương lai. Đánh giá vai trò thực tiễn của ứng dụng đó.

HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ:

- Ôn lại kiến thức đã học.

- Thực hiện nhiệm vụ được giao ở hoạt động Luyện tập.

- Chuẩn bị Bài 2 - Tách chiết DNA từ tế bào.