Giáo án NLS chuyên đề Công nghệ 12 LNTS Bài 4: Ứng dụng mã vạch DNA trong lâm nghiệp

Ngày soạn: .../.../...

Ngày dạy: .../.../...

BÀI 4: ỨNG DỤNG MÃ VẠCH DNA TRONG LÂM NGHIỆP

I. MỤC TIÊU

1. Kiến thức 

Sau bài học này, HS đạt yêu cầu sau:

• Phân tích được một số hướng ứng dụng của mã vạch DNA trong lâm nghiệp.

2. Năng lực 

 Năng lực chung:

• Năng lực tự chủ và tự học: Lựa chọn được nguồn tài liệu phù hợp để tìm hiểu, nâng cao kiến thức về mã vạch DNA và ứng dụng mã vạch DNA trong lâm nghiệp.
• Năng lực giao tiếp và hợp tác: Hoạt động nhóm một cách hiệu quả theo đúng yêu cầu của GV, tích cực tham gia các hoạt động trong lớp.
• Giải quyết vấn đề và sáng tạo: Thảo luận với các thành viên trong nhóm nhằm giải quyết các vấn đề trong bài học để hoàn thành nhiệm vụ học tập.

Năng lực công nghệ: 

• Phân tích được một số hưởng ứng dụng của mã vạch DNA trong lâm nghiệp (định danh cây lâm nghiệp, giám định sản phẩm lâm nghiệp, kiểm soát tác nhân gây hại cây rừng).

Năng lực số:

• 1.3.NC1a: Thao tác được thông tin, dữ liệu và nội dung để tổ chức, lưu trữ và truy xuất dễ dàng hơn.
• 2.1.NC1a: Sử dụng được nhiều công nghệ số để tương tác.
• 3.1.NC1b: Chỉ ra được những cách thể hiện bản thân thông qua việc tạo ra các nội dung số.
• 5.3.NC1b: Áp dụng xử lý nhận thức của cá nhân và tập thể để giải quyết các vấn đề khái niệm và tình huống có vấn đề khác nhau trong môi trường số. 

Năng lực AI: 

• 12.A1.1: Quyền kiểm soát của con người trong dự án AI (HS nhận thức được quyền kiểm soát của con người: Khi sử dụng các phần mềm AI để đối chiếu trình tự mã vạch DNA định danh sinh vật, con người (cán bộ kiểm lâm/nhà khoa học) vẫn phải kiểm duyệt lại kết quả cuối cùng để đưa ra quyết định xử phạt hợp pháp, không giao phó hoàn toàn cho máy móc).
• 12.B2.1: Mức độ rủi ro với AI (HS nhận diện và phân tích được mức độ rủi ro với AI: Nếu AI trong hệ thống cơ sở dữ liệu mã vạch nhận diện sai một loài sâu hại (nhầm loài vô hại thành loài gây hại), nó có thể dẫn đến việc phun thuốc trừ sâu sai lầm, gây rủi ro phá hủy hệ sinh thái rừng).

3. Phẩm chất

• Chăm chỉ, cẩn thận, tỉ mỉ và có tính kỉ luật cao.
• Tích cực giao tiếp và hợp tác khi làm việc cá nhân và làm việc nhóm.
• Có ý thức tìm hiểu và tuyên truyền về công tác bảo vệ các loài động vật, thực vật quý hiếm.

II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU 

1. Đối với GV

• SGK, SGV Chuyên đề Công nghệ Lâm nghiệp – Thủy sản 12.
• Hình ảnh, video liên quan đến chủ đề.
• Máy tính, máy chiếu (nếu có).
• Máy tính cá nhân/Laptop, màn hình máy chiếu/Tivi tương tác, kết nối Internet tốc độ cao. Các phần mềm ứng dụng: Quizizz/Kahoot (tạo câu hỏi trắc nghiệm), website kenhhoctap.edu.vn, nền tảng AI (ChatGPT/Gemini), ứng dụng Google Drive/ Padlet, Canva.
• Video AI tạo bằng công cụ AI được dùng để khởi động bài học. 

2. Đối với HS 

• SGK Chuyên đề Công nghệ Lâm nghiệp – Thủy sản 12.
• Điện thoại thông minh (Smartphone) hoặc máy tính bảng có kết nối Internet, cài sẵn trình duyệt web.

III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

1. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG 

a. Mục tiêu: Hoạt động này giúp HS tạo tâm thế sẵn sàng học tập và gợi mở nhu cầu nhận thức, kích thích sự tò mò thích thú và mong muốn tìm hiểu các nội dung tiếp theo.

b. Nội dung: HS quan sát Hình 4.1 SGK tr.16 và trả lời câu hỏi trong mục khởi động nêu ở đầu bài.

c. Sản phẩm: Câu trả lời của HS về vai trò của công nghệ sinh học trong sản xuất chế phẩm vi sinh vật; loại chế phẩm vi sinh đang được sử dụng trong lâm nghiệp và mục đích của chúng.

d. Tổ chức thực hiện: 

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

GV chia HS cả lớp thành 4 nhóm.

- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm, quan sát Hình 3.1 SGK tr.13 và trả lời câu hỏi dựa trên hiểu biết của mình:

+ Nhóm 1 + 3: Mã vạch DNA là gì? Nó được ứng dụng như thế nào trong lâm nghiệp? 

+ Nhóm 2 + 4: Việc ứng dụng mã vạch DNA trong lâm nghiệp đã mang lại những lợi ích như thế nào?

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

Bước 2: HS tiếp nhận, thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS thảo luận theo nhóm, quan sát hình ảnh và trả lời câu hỏi.

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

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

- GV mời đại diện 1 – 2 HS trình bày kết quả thảo luận: 

+ Mã vạch DNA là một đoạn trình tự DNA ngắn, đặc trưng có trong bộ gene của các loài sinh vật, được sử dụng để nhận biết, phân biệt chúng với các loài sinh vật khác.

+ Ứng dụng:

• Định danh cây lâm nghiệp
• Giám định mẫu  sản phẩm lâm nghiệp
• Soát tác nhân gây hại cho cây rừng

+ Ý nghĩa: 

• Mã vạch DNA giúp xác định chính xác nguồn gốc gỗ, từ đó truy xuất nguồn gốc và ngăn chặn khai thác gỗ trái phép, bảo vệ tài nguyên rừng.
• Mã vạch DNA giúp phân biệt các loài gỗ quý hiếm, giúp cơ quan chức năng dễ dàng kiểm tra và ngăn chặn buôn bán trái phép.
• Mã vạch DNA giúp xác định chính xác nguồn gốc và chất lượng giống cây, từ đó giúp quản lý giống cây hiệu quả hơn.
•  ...

- GV yêu cầu HS lắng nghe, nhận xét, bổ sung ý kiến (nếu có).

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

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

- GV dẫn dắt HS vào bài học: Nhờ thành quả từ chương trình nghiên cứu trọng điểm phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học trong sản xuất chế phẩm vi sinh, ngành lâm nghiệp những năm qua có sự phát triển vượt bậc. Vậy để hiểu hơn về ứng dụng mã vạch DNA trong lâm nghiệp có vai trò như thế nào đối với lâm nghiệp, chúng ta cùng vào bài học ngày hôm nay – Bài 4. Ứng dụng mã vạch DNA trong lâm nghiệp

[2.1.NC1a]: HS quan sát, lắng nghe thiết bị hiển thị và thực hiện tương tác với nội dung số (Video AI) để nhận biết tình huống khởi động bài học.

2. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC MỚI

Hoạt động 1: Tìm hiểu về khái niệm mã vạch DNA

a. Mục tiêu: Thông qua hoạt động, HS hiểu được khái niệm mã vạch DNA. 

b. Nội dung: GV hướng dẫn HS nghiên cứu nội dung mục I trong SGK để trả lời câu hỏi “Mã vạch DNA là gì?”.

c. Sản phẩm: Câu trả lời của HS về khái niệm mã vạch DNA.

d. Tổ chức thực hiện:

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..

Hoạt động 2: Tìm hiểu về một số ứng dụng mã vạch DNA trong lâm nghiệp

Hoạt động 2.1. Tìm hiểu về ứng dụng mã vạch DNA trong định danh cây lâm nghiệp

a. Mục tiêu: Thông qua hoạt động, HS sẽ phân tích được vai trò và hướng ứng dụng của mã vạch DNA trong định danh cây lâm nghiệp.

b. Nội dung: GV hướng dẫn HS nghiên cứu nội dung mục II.1, kết hợp quan sát Hình 4.2 trong SGK, đặt các câu hỏi gợi ý để HS phân tích được vai trò và hướng ứng dụng của mã vạch DNA trong định danh cây lâm nghiệp.

c. Sản phẩm: Câu trả lời của HS về vai trò và hướng ứng dụng của mã vạch DNA trong định danh cây lâm nghiệp.

d. Tổ chức thực hiện:

HOẠT ĐỘNG CỦA GV VÀ HS	SẢN PHẨM DỰ KIẾN	NLS/AI
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập - GV hướng dẫn HS nghiên cứu nội dung mục II.1, kết hợp quan sát Hình 4.2 trong SGK, đặt các câu hỏi gợi ý để HS phân tích được vai trò và hướng ứng dụng của mã vạch DNA trong định danh cây lâm nghiệp; trả lời câu hỏi trong hộp khám phá: Phân tích ý nghĩa của mã vạch DNA trong bảo tồn và nhân giống các loài cây lâm nghiệp quý hiếm. - GV trình chiếu một số hình ảnh về ứng dụng định danh cây lâm nghiệp (đính kèm phía dưới hoạt động 2.1). - GV đặt tình huống cho HS thảo luận: “Hiện nay, ngân hàng gene quốc tế sử dụng AI để tự động "khớp" (match) mã vạch DNA của một cây vô danh với cơ sở dữ liệu. Theo nguyên tắc quyền kiểm soát của con người trong dự án AI, khi AI kết luận đó là cây Sâm Ngọc Linh, nhà khoa học có nên tin 100% không? Vì sao?” Bước 2: HS tiếp nhận, thực hiện nhiệm vụ học tập - HS thảo luận, quan sát hình ảnh, thông tin SGK và trả lời câu hỏi. - HS thảo luận về vấn đề làm chủ công nghệ AI. - GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS khi cần. Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận - GV mời một số HS trình bày câu hỏi của GV. - GV mời một số HS khác nhận xét, bổ sung (nếu có). Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ, học tập  - GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức. - Báo cáo AI: Máy móc/AI chỉ đưa ra xác suất khớp mẫu. Con người phải là chủ thể giữ quyền kiểm duyệt, kết hợp phân tích hình thái thực vật thực tế để ra quyết định cuối cùng, tránh sự cố phân loại nhầm. - GV gợi ý đáp án câu hỏi trong hộp khám phá: Ý nghĩa của mã vạch DNA trong bảo tồn và nhân giống các loài cây lâm nghiệp quý hiếm: + Xác định chính xác loài: Mã vạch DNA giúp phân biệt chính xác các loài cây lâm nghiệp, kể cả những loài có hình thái tương đồng. Điều này giúp bảo đảm nguồn giống thuần chủng, tránh nguy cơ lai tạp và thoái hóa giống. Việc xác định chính xác loài cũng giúp truy xuất nguồn gốc gỗ, góp phần chống khai thác gỗ trái phép và bảo vệ rừng. + Đánh giá đa dạng di truyền: Mã vạch DNA giúp đánh giá mức độ đa dạng di truyền trong quần thể cây lâm nghiệp. Từ đó, các nhà khoa học có thể xây dựng chiến lược bảo tồn và nhân giống phù hợp, nhằm duy trì nguồn gen quý hiếm. Việc đánh giá đa dạng di truyền cũng giúp phát hiện các cây có khả năng chống chịu sâu bệnh tốt, thích nghi với điều kiện biến đổi khí hậu. - Hỗ trợ nhân giống: Mã vạch DNA giúp xác định nguồn gốc cây con, đảm bảo tính thuần chủng và chất lượng cây giống. Kỹ thuật này cũng giúp phát triển các phương pháp nhân giống mới, hiệu quả hơn như nuôi cấy mô, nhân giống vô tính. Việc nhân giống bằng mã vạch DNA giúp bảo tồn nguồn gen quý hiếm, đồng thời cung cấp cây giống chất lượng cao cho các hoạt động trồng rừng. - GV chuyển sang nội dung mới.	II. Một số ứng dụng mã vạch DNA trong lâm nghiệp 1. Ứng dụng trong định danh cây lâm nghiệp + Vai trò: Định danh nhanh chóng và chính xác các loài cây lâm nghiệp.  + Hướng ứng dụng: Định danh các loài cây lâm nghiệp quý hiếm phục vụ cho tạo giống, nhân giống và bảo tồn.	[12.A1.1]: HS nhận thức rõ nguyên tắc quyền kiểm soát của con người: Trong các hệ thống nhận diện sinh học tự động (AI), con người luôn phải là người giám định cuối cùng, chịu trách nhiệm pháp lí và khoa học đối với kết quả định danh sinh vật.

Hoạt động 2.2. Tìm hiểu về ứng dụng mã vạch DNA trong định danh cây lâm nghiệp

a. Mục tiêu: Thông qua hoạt động, HS sẽ phân tích được vai trò và hướng ứng dụng của mã vạch DNA trong giám định mẫu sản phẩm lâm nghiệp.

b. Nội dung: GV hướng dẫn HS nghiên cứu nội dung mục II.1, kết hợp quan sát Hình 4.2 trong SGK, đặt các câu hỏi gợi ý để HS phân tích được vai trò và hướng ứng dụng của mã vạch DNA trong định danh cây lâm nghiệp.

c. Sản phẩm: Câu trả lời của HS về vai trò và hướng ứng dụng của mã vạch DNA trong giám định mẫu sản phẩm lâm nghiệp.

d. Tổ chức thực hiện:

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..

Hoạt động 2.3. Tìm hiểu về ứng dụng mã vạch DNA trong kiểm soát tác nhân gây hại cho cây rừng 

a. Mục tiêu: Thông qua hoạt động, HS sẽ phân tích được vai trò và hướng ứng dụng của mã vạch DNA trong kiểm soát tác nhân gây hại cho cây rừng.

b. Nội dung: GV hướng dẫn HS nghiên cứu nội dung mục II.3 trong SGK, đặt các câu hỏi gợi ý để HS phân tích được vai trò và hướng ứng dụng của mã vạch DNA trong kiểm soát tác nhân gây hại cho cây rừng.

c. Sản phẩm: Câu trả lời của HS về vai trò và hướng ứng dụng của mã vạch DNA trong kiểm soát tác nhân gây hại cho cây rừng.

d. Tổ chức thực hiện:

3. HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP 

a. Mục tiêu: Củng cố các kiến thức đã học và vận dụng được về ứng dụng mã vạch DNA trong lâm nghiệp.

b. Nội dung: GV hướng dẫn HS làm việc theo nhóm, thực hiện nhiệm vụ phần Luyện tập SGK tr.18.

c. Sản phẩm: Câu trả lời của HS về khái niệm mã vạch DNA; phân tích vai trò của mã vạch DNA trong lâm nghiệp.

d. Tổ chức thực hiện: 

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..

4. HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

a. Mục tiêu: Củng cố các kiến thức đã học và vận dụng được về ứng dụng mã vạch DNA trong lâm nghiệp.

b. Nội dung: GV hướng dẫn HS làm việc theo nhóm, thực hiện nhiệm vụ phần Vận dụng SGK tr.18.

c. Sản phẩm: Câu trả lời của HS về đề xuất ý tưởng ứng dụng mã vạch DNA để giải quyết một vấn đề thực tiễn của cuộc sống.

d. Tổ chức thực hiện:

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS về nhà hoàn thành bài tập trong hộp chức năng Vận dụng SGK tr.15: Từ những hiểu biết về mã vạch DNA, em hãy đề xuất ý tưởng ứng dụng mã vạch DNA để giải quyết một vấn đề thực tiễn của cuộc sống.

- Để bài đề xuất mang tính dự án kêu gọi, HS hãy chỉ ra những cách thể hiện bản thân thông qua việc tạo ra các nội dung số: Sử dụng phần mềm Canva hoặc PowerPoint để thiết kế ý tưởng này thành một Infographic/Poster kĩ thuật số sinh động (có hình ảnh minh họa vấn đề và sơ đồ giải pháp DNA) thay vì chỉ viết bài luận chữ.

Bước 2: HS tiếp nhận, thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS lắng nghe GV hướng dẫn.

- HS thao tác phần mềm thiết kế đồ họa tạo ấn phẩm số hóa.

- HS thực hiện ở nhà và báo cáo kết quả cho GV vào tiết học sau. 

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

Bước 3: Báo cáo kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV mời đại diện HS trình bày bài trước lớp (vào tiết học sau).

- GV yêu cầu HS khác quan sát, nhận xét phần trình bày của bạn.

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

- GV nhận xét, đánh giá phần trình bày của HS.

- GV kết thúc tiết học.

[3.1.NC1b]: Bằng việc sử dụng các phần mềm đồ họa (Canva/PPT) để thiết kế ý tưởng sinh học thành một Infographic kĩ thuật số, HS đã chỉ ra được phong cách thể hiện bản thân, sự linh hoạt sáng tạo và năng lực tạo lập nội dung số chuyên nghiệp.

HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ

- Ôn lại kiến thức đã học Bài 4. Ứng dụng mã vạch DNA trong lâm nghiệp.

- Hoàn thành bài tập phần Vận dụng.

- Đọc và tìm hiểu trước nội dung Bài 5. Vai trò và triển vọng của công nghệ sinh học trong thủy sản.