Giáo án KHTN 9 kết nối bài 48: Ứng dụng công nghệ di truyền vào đời sống

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV giới thiệu khái niệm công nghệ di truyền.

- GV yêu cầu HS làm việc cá nhân, đọc thông tin mục I SGK tr.207 và trả lời các câu hỏi sau:

+ Trong nông nghiệp, ứng dụng công nghệ di truyền được áp dụng trong ngành nào?

+ Các đối tượng được tạo ra bằng công nghệ di truyền có những đặc điểm gì? Bằng cách nào tạo ra được những đặc điểm đó?

- Thông qua hai câu hỏi trên, GV dẫn dắt HS tìm hiểu hai nội dung: tạo cây trồng biến đổi gene và tạo vật nuôi biến đổi gene bằng kĩ thuật dạy học mảnh ghép.

* GĐ 1: Hình thành nhóm chuyên gia

- GV chia lớp thành hai nhóm chuyên gia, mỗi nhóm chia thành các nhóm nhỏ (3 - 5 HS).

- GV yêu cầu các nhóm tìm hiểu mục đích và quy trình ứng dụng di truyền trong tạo sinh vật biến đổi gene, trong đó:

Nhóm chuyên gia 1: Tìm hiểu công nghệ tạo giống cây trồng biến đổi gene.

Nhóm chuyên gia 2: Tìm hiểu công nghệ tạo vật nuôi biến đổi gene.

* GĐ 2: Hình thành nhóm mảnh ghép

- GV tiến hành tạo nhóm mảnh ghép từ các nhóm chuyên gia, sao cho mỗi nhóm phải có thành viên của hai nhóm chuyên gia.

- GV yêu cầu các thành viên trong nhóm chia sẻ, thảo luận thông tin tìm hiểu được để hoàn thành Phiếu học tập số 1:

- Để củng cố kiến thức, GV yêu cầu HS trả lời Câu hỏi và bài tập SGK tr.208: Nêu thêm một số ứng dụng công nghệ di truyền trong nông nghiệp.

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc hiểu mục I SGK tr.207 - 208 và thực hiện nhiệm vụ theo hướng dẫn của GV.

- GV chú ý cho HS đặc điểm và vai trò của thể truyền, thể truyền không phải chỉ là plasmid (để phân biệt vector là virus).

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

- HS trả lời câu hỏi cá nhân:

+ Ngành trồng trọt, chăn nuôi.

+ Các đối tượng được tạo ra bằng công nghệ di truyền mang những tính trạng mà con người mong muốn. Sinh vật biến đổi gene được tạo ra bằng công nghệ di truyền.

- Nhóm HS báo cáo kết quả thảo luận.

- HS xung phong trả lời Câu hỏi và bài tập SGK tr.208: Công nghệ di truyền gồm công nghệ DNA tái tổ hợp và công nghệ tạo sinh vật biến đổi gene.

Ví dụ: Bằng phương pháp tạo cây trồng biến đổi gene đã tạo ra các dòng ngô chịu hạn (C436-C4, C7N-C15, V152-C32, C436-D3, C7N-D14, V152-D21,...); dòng ngô kháng sâu đục thân; dòng ngô kháng thuốc trừ cỏ; dòng ngô kháng thuốc trừ cỏ và kháng sâu; dòng đậu tương kháng sâu; dòng đậu tương chịu hạn; dòng khoai lang kháng bọ hà;....

- HS khác nhận xét, bổ sung.

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

- GV nhận xét, đánh giá câu trả lời của các nhóm HS, thái độ làm việc của HS trong nhóm.

- GV chuẩn kiến thức, yêu cầu HS ghi chép.

- GV chuyển sang hoạt động tiếp theo. 

- Công nghệ di truyền là quy trình công nghệ sử dụng các kĩ thuật DNA tái tổ hợp để thay đổi kiểu gene và kiểu hình của sinh vật.

I. Ứng dụng công nghệ di truyền trong nông nghiệp

1. Tạo giống cây trồng biến đổi gene

- Mục đích: tạo cây trồng biến đổi gene, mang các tính trạng mới mong muốn.

- Quá trình tạo cây trồng biến đổi gene: 

+ Sử dụng một plasmid với vai trò là thể truyền, gắn gene đích (quy định tính trạng mong muốn) tạo ra thể truyền tái tổ hợp;

+ Chuyển thể truyền tái tổ hợp vào tế bào nhận để cài gene đích vào hệ gene của cây;

+ Cây mang gene đích sinh trưởng mang tính trạng mà gene đích quy định.

- Ví dụ: 

+ Giống ngô Bt kháng sâu được chuyển gene quy định một loại protein có độc tính diệt sâu, nguồn gốc từ vi khuẩn Bacillus thuringiensis;

+ Giống “lúa vàng” được chuyển gene tổng hợp β-carotene giúp cơ thể người tổng hợp vitamin A;

2. Tạo vật nuôi chuyển gene

- Mục đích: tạo ra các giống vật nuôi mang gene quy định đặc tính mong muốn.

- Quá trình tạo vật nuôi biến đổi gene:

+ Sử dụng một plasmid với vai trò là thể truyền, gắn gene đích (quy định tính trạng mong muốn) tạo ra thể truyền tái tổ hợp;

+ Thể truyền tái tổ hợp cài gene đích vào gene của trứng đã thụ tinh tạo phôi chuyển gene;

+ Động vật được chuyển phôi sinh sản tạo ra động vật chuyển gene mang đặc tính mong muốn.

- Ví dụ:

+ Bò chuyển gene sản xuất sữa mang hàm lượng dinh dưỡng giống như sữa người.

+ Cá chép mang gene tổng hợp hormone sinh trưởng ở người làm cá lớn nhanh.

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV dẫn dắt HS sang ứng dụng công nghệ di truyền trong lĩnh vực y tế và pháp y.

- GV nêu một số ví dụ:

Ví dụ 1: Tạo chủng vi khuẩn E.coli sản xuất insulin của người.

Ví dụ 2: Sản xuất vaccine Pfizer phòng chống COVID-19.

Ví dụ 3: Chuyển gene lành vào tế bào thay thế gene bệnh ở người bị bệnh u xơ nang.

Ví dụ 4: Thay thế gene bệnh bằng gene bình thường nhằm điều trị bệnh suy giảm miễn dịch tổ hợp SCID.

- GV yêu cầu HS quan sát và xác định hướng ứng dụng công nghệ di truyền trong ý tế của các ví dụ trên.

- GV dẫn dắt HS sang ứng dụng công nghệ di truyền trong lĩnh vực pháp y.

- GV yêu cầu HS vận dụng kiến thức đã học, trả lời Câu hỏi và bài tập SGK tr.209: Quan sát Hình 48.4, cho biết nghi phạm số mấy có thể là thủ phạm của vụ án. Giải thích.

- GV yêu cầu HS khái quát ứng dụng công nghệ di truyền trong lĩnh vực pháp y.

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ học tập

- Nhóm HS đọc hiểu mục II tr.208 SGK, thực hiện nhiệm vụ được giao.

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

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

- HS quan sát ví dụ và trả lời câu hỏi: Các hướng ứng dụng công nghệ di truyền trong y tế:

+ Sản xuất thuốc sinh học: ví dụ 1, 2.

+ Liệu pháp gene chữa bệnh: ví dụ 3, 4.

- HS xung phong trả lời Câu hỏi và bài tập SGK tr.209: Nghi phạm số 2 có thể là thủ phạm của vụ án vì có dấu vết DNA trùng với dấu vết DNA tại hiện trường.

- HS khác nhận xét, bổ sung.

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

- GV đánh giá, nhận xét kết quả thảo luận của HS, thái độ làm việc của HS trong nhóm.

- GV chuẩn kiến thức và yêu cầu HS ghi chép. 

- GV mở rộng kiến thức qua mục Em có biết SGK tr.210.

- GV dẫn dắt sang hoạt động tiếp theo.

II. Ứng dụng công nghệ di truyền trong y tế và pháp y

* Trong y tế

- Tạo các dòng tế bào hoặc cơ thể mang gene đích nhằm sản xuất các protein hoặc RNA làm thuốc sinh học.

Ví dụ: 

+ Dê chuyển gene sản xuất protein tơ nhện trong sữa dùng cho nhiều mục đích khác nhau như y tế (dây chằng, giác mạc mắt và sụn, gân nhân tạo), quân sự (áo giáp chống đạn),...

- Chữa bệnh di truyền do gene sai hỏng gây ra, bằng cách dùng virus làm vector chuyển gene lành vào tế bào thay thế gene bệnh (liệu pháp gene).

* Trong pháp y

- Đối chiếu DNA thu thập từ hiện trường với dấu vết DNA của các nghi phạm → cơ sở xác định thủ phạm gây án.

Thông tin bổ sung

Dấu vân tay DNA (dấu vết DNA)

Trong hệ gene người có các trình tự nucleotide ngắn được lặp lại nhiều lần, các trình tự lặp lại này đặc trưng cho từng cá thể nên được gọi là dấu vân tay DNA. Để xác định dấu vân tay DNA, kĩ thuật viên cần có mẫu tế bào như da, tóc, máu, niêm mạc. Xử lí mẫu bằng hoá chất để tách DNA, sau đó hoà tan vào trong nước. DNA sẽ được cắt thành các phân đoạn nhỏ hơn với quy trình hoá học khác để có thể có được các trình tự ngắn DNA lặp lại. Sao chép những trình tự DNA lặp lại hàng triệu lần để thu được các đoạn DNA dài hơn.

Bằng phương pháp điện di trên gel, các dải DNA nổi bật khi chúng được đặt dưới ánh sáng cực tím hoặc chiếu sáng bằng tia laser. Càng nhiều đoạn trình DNA lặp lại được kiểm tra thì hồ sơ DNA càng chính xác. Các dải hiển thị giống như mã vạch, sau đó có thể được so sánh với các kết quả từ một mẫu khác để tìm sự trùng khớp.

Dấu vân tay DNA được dùng trong xác định huyết thống hoặc pháp y.