Giáo án NLS chuyên đề Sinh học 12 Bài 2: Phương pháp tách chiết DNA

Ngày soạn:…/…/…

Ngày dạy:…/…/…

BÀI 2: PHƯƠNG PHÁP TÁCH CHIẾT DNA

I. MỤC TIÊU 

1. Kiến thức

Sau bài học này, HS sẽ:

• Nêu được nguyên lí của phương pháp tách chiết DNA từ tế bào.
• Nêu được một số phương pháp phân lập gene.

2. Năng lực

Năng lực chung: 

• Năng lực tự chủ và tự học: Thông qua các hoạt động học tập, HS rèn luyện khả năng làm việc độc lập với SGK, tự thu thập thông tin, xử lí thông tin và giải quyết các nhiệm vụ học tập, các câu hỏi GV yêu cầu.
• Năng lực giao tiếp và hợp tác: Thông qua các hoạt động học tập, HS được rèn luyện kĩ năng giao tiếp, hợp tác trong nhóm, kĩ năng trình bày ý kiến trước tập thể.
• Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo: Thông qua các hoạt động học tập, HS có thể vận dụng các kiến thức, kĩ năng đã học để đề xuất giải pháp các vấn đề trong thực tiễn như: xét nghiệm gene bằng phương pháp PCR, chuyển gene của sinh vật nhân thực vào sinh vật nhân sơ,...

Năng lực sinh học: 

• Năng lực nhận thức sinh học: 
  • Nêu được các nguyên lí của phương pháp tách chiết DNA từ tế bào.
  • Nêu được một số phương pháp phân lập gene.
• Năng lực tìm hiểu thế giới sống: 
  • Thông qua tìm hiểu phương pháp tách chiết DNA và phân lập gene, hình thành và phát triển phương pháp quan sát, tìm hiểu thế giới sống ở cấp độ phân tử.
  • Hình thành và củng cố quan điểm khoa học về cơ sở phân tử của các hiện tượng, cơ chế và quá trình sinh học trong tự nhiên.
• Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học: 
  • Vận dụng được các nguyên lí trong tách chiết DNA và phân lập gene để đề xuất quy trình tách chiết DNA.
  • HS có thể tiến hành thí nghiệm tách chiết DNA trong phòng thí nghiệm của trường Trung học phổ thông.

Năng lực số: 

• 1.3.NC1b: Triển khai được việc tổ chức và sắp xếp dữ liệu, thông tin và nội dung trong môi trường có cấu trúc.
• 2.1.NC1a: Sử dụng được nhiều công nghệ số để tương tác.
• 3.2.NC1a: Làm việc với các mục nội dung và thông tin mới khác nhau, sửa đổi, tinh chỉnh, cải thiện và tích hợp chúng để tạo ra những mục mới và độc đáo.
• 5.4.NC1c: Đề xuất được các cơ hội khác nhau để phát triển bản thân và cập nhật sự phát triển công nghệ số. 

Năng lực AI: 

• 12.A2.1: Nguyên tắc đạo đức khi thiết kế AI (Khi thảo luận về công nghệ gene qua mRNA, HS trình bày được nguyên tắc đạo đức (an toàn, trách nhiệm, lợi ích xã hội) nếu sử dụng AI hỗ trợ thiết kế gene: Phải đảm bảo an toàn sinh học, phục vụ sức khỏe con người, nghiêm cấm tạo ra mầm bệnh nguy hiểm).
• 12.B2.1: Mức độ rủi ro với AI (HS đánh giá được mức độ rủi ro với AI: Nếu sử dụng phần mềm AI để tự động thiết kế đoạn mồi (primer) cho kĩ thuật PCR mà thuật toán bị lỗi, hệ thống sẽ nhân bản sai gene đích, gây lãng phí tài nguyên và dẫn đến sai lệch kết quả chẩn đoán).

3. Phẩm chất

• Nhân ái: Thông qua việc tìm hiểu về các nguyên lí tách chiết DNA, phương pháp phân lập gene, HS thấy rõ được các bằng chứng về sự truyền đạt thông tin di truyền từ ông bà, bố mẹ sang các thế hệ sau; thấy được các bằng chứng về nguồn gốc chung của loài người, bằng chứng về nguồn gốc chung của thế giới sinh vật; từ đó củng cố lòng yêu thương con người, tinh thần hướng về nguồn cội, tình yêu với thiên nhiên, với muôn loài.
• Chăm chỉ: Thông qua tìm hiểu kiến thức bài học cũng như tham gia các hoạt động học tập, HS học hỏi và tự rèn luyện đức tính cần cù, kiên trì, tỉ mẩn của một nhà khoa học.
• Trách nhiệm: Thông qua việc tìm hiểu về các nguyên lí tách chiết DNA, phương pháp phân lập gene, HS củng cố trách nhiệm của mình trong việc bảo vệ vật chất di truyền của bản thân và những người xung quanh, vì chỉ một sai sót nhỏ trong DNA có thể dẫn đến những hậu quả lớn về tính trạng.

II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU

1. Đối với giáo viên

• KHBD, SGK, SGV, kế hoạch bài dạy môn Chuyên đề học tập Sinh học 12.
• Máy tính, máy chiếu, phiếu học tập.
• Tranh ảnh, video về quy trình tách chiết DNA, phân lập gene.
• 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, ứng dụng Google Sheets.
• Video AI tạo bằng công cụ AI được dùng để khởi động bài học.

2. Đối với học sinh

• SGK Chuyên đề học tập Sinh học 12 .
• Điện thoại thông minh (Smartphone) hoặc máy tính bảng có kết nối Internet, cài sẵn trình duyệt web.
• Nghiên cứu bài học, video trước giờ lên lớp.

III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

1. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

a. Mục tiêu: HS xác định được nhiệm vụ học tập, có tâm thế sẵn sàng và mong muốn khám phá các kiến thức mới của bài học.

b. Nội dung: GV đặt vấn đề, thu hút HS vào chủ đề bài học; HS quan sát video, vận dụng kiến thức, kĩ năng để thực hiện nhiệm vụ.

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 đặt vấn đề: Để có thể thực hiện được các kĩ thuật sinh học phân tử như giải trình tự gene, tạo DNA tái tổ hợp,... chúng ta cần có các phân tử DNA tinh sạch được lấy từ tế bào. Tuy nhiên, trong tế bào, DNA thường liên kết với protein hình thành nên NST, hoặc hoà lẫn cùng với RNA và các hợp chất khác.

- GV yêu cầu HS vận dụng kiến thức, kĩ năng để trả lời câu hỏi: Vậy bằng cách nào chúng ta có thể tách được DNA ra khỏi tế bào dưới dạng tinh sạch, không bị lẫn các hợp chất khác?

- 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 thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS vận dụng kiến thức, kĩ năng 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 nhận xét câu trả lời của HS và không chốt đáp án.

- GV dẫn dắt gợi mở cho HS: - Bài 2. Phương pháp tách chiết DNA.

[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

Hoạt động 1: Tìm hiểu về nguyên lí tách chiết DNA

a. Mục tiêu: Nêu được nguyên lí của phương pháp tách chiết DNA từ tế bào.

b. Nội dung: GV giao nhiệm vụ học tập; HS nghiên cứu, tìm hiểu nội dung mục I, quan sát Hình 2.1 SGK trang 13 - 14 và tìm hiểu về Nguyên lí của phương pháp tách chiết DNA từ tế bào.

c. Sản phẩm học tập: Nguyên lí của phương pháp tách chiết DNA từ tế bào.

d. Tổ chức hoạt động:

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..

Hoạt động 2: Tìm hiểu về phương pháp tách chiết gene trực tiếp từ hệ gene

a. Mục tiêu: Trình bày quy trình tách chiết gene trực tiếp từ hệ gene.

b. Nội dung: GV giao nhiệm vụ học tập; HS nghiên cứu, tìm hiểu nội dung mục II.1, quan sát 2.3 - 2.5 SGK tr.15 - 16 và tìm hiểu về Một số phương pháp phân lập gene: Tách chiết gene trực tiếp từ hệ gene.

c. Sản phẩm học tập: Tách chiết gene trực tiếp từ hệ gene.

d. Tổ chức hoạt động:

Hướng dẫn trả lời Phiếu học tập số 2:

Hoạt động 3: Tìm hiểu về phương pháp tách chiết gene qua mRNA

a. Mục tiêu: Trình bày được phương pháp tách chiết gene qua mRNA.

b. Nội dung: GV giao nhiệm vụ học tập; HS nghiên cứu nội dung mục II.2 SGK, quan sát Hình 2.6 SGK tr.16 - 18 và tìm hiểu Một số phương pháp phân lập gene: Tách chiết gene qua mRNA. 

c. Sản phẩm học tập: Tách chiết gene qua mRNA.

d. Tổ chức hoạt động:

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..

3. HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

a. Mục tiêu: Thông qua hoạt động, HS củng cố kiến thức đã học về phương pháp tách chiết DNA.

b. Nội dung: GV nêu nhiệm vụ học tập; Cá nhân HS trả lời các câu hỏi trắc nghiệm khách quan và câu hỏi luyện tập để củng cố lại kiến thức đã học.

c. Sản phẩm học tập: Câu trả lời của HS cho các câu hỏi trắc nghiệm khách quan. 

d. Tổ chức hoạt động:

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV tổ chức game trắc nghiệm trên Quizizz/Kahoot.

- GV sử dụng ứng dụng kenhhoctap.edu.vn để tham khảo và cho sinh làm trắc nghiệm online.

- GV cung cấp mã phòng thi.

- GV trình chiếu lần lượt các câu hỏi trắc nghiệm yêu cầu HS chọn ra 1 đáp án đúng:

Câu 1. Trong quy trình tách chiết DNA, chất tẩy rửa được sử dụng nhằm mục đích gì?

A. Phân giải protein.                                    B. Phân giải RNA.

C. Phá huỷ màng tế bào.                              D. Kết tủa DNA.

Câu 2. Trong quy trình phân lập gene trực tiếp từ hệ gene, enzyme cắt giới hạn được

sử dụng nhằm mục đích gì?

A. Nhân bản gene thành nhiều bản sao.

B. Tinh sạch DNA trước khi phân lập gene.

C. Nối gene vào plasmid tạo DNA tái tổ hợp.

D. Cắt gene ra khỏi hệ gene.

Câu 3. …………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..

- GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi sau: Giải thích quy trình nhân bản gene bằng kĩ thuật PCR.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS vận dụng kiến thức đã học và trả lời câu hỏi. 

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

- HS sử dụng thiết bị di động truy cập, hoàn thành bài tập trong thời gian 5 phút.

Bước 3: HS báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- Hệ thống tự động chấm điểm và xếp hạng.

- GV chiếu bảng xếp hạng và chữa nhanh câu sai nhiều nhất.

- GV mời đại diện HS trả lời:

Hướng dẫn trả lời câu hỏi trắc nghiệm:

Hướng dẫn trả lời câu hỏi:

Bước 1: Biến tính: tăng nhiệt độ để biến tính DNA đích, tách 2 mạch khuôn của gene đích.

Bước 2: Gắn mồi: cung cấp các đoạn mồi đặc hiệu, hạ nhiệt độ để mồi gắn vào mạch khuôn.

Bước 3: Kéo dài chuỗi: sử dụng taq DNA polymerase để gắn các dNTP, kéo dài chuỗi polynucleotide.

- 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: Sử dụng được nhiều công nghệ số để tương tác. HS sử dụng Smartphone truy cập thành công vào nền tảng Kahoot/Quizizz, đọc hiểu câu hỏi trên màn hình và thực hiện tương tác (chọn đáp án) trong một môi trường số đa người dùng.]

- GV chuyển sang hoạt động vận dụng.

4. HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

a. Mục tiêu: HS thực hiện làm các bài tập vận dụng để nắm vững kiến thức và giải thích về phương pháp tách chiết DNA.

b. Nội dung: GV giao nhiệm vụ; HS vận dụng kiến thức đã học và hiểu biết về thực tiễn, thực hiện nhiệm vụ.

c. Sản phẩm học tập: Câu trả lời của HS cho câu hỏi vận dụng liên quan đến phương pháp tách chiết DNA trong thực tiễn.

d. Tổ chức hoạt động:

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..