Giáo án NLS Sinh học 12 kết nối Bài 4: Đột biến gene
Giáo án NLS Sinh học 12 kết nối tri thức Bài 4: Đột biến gene. Với năng lực số được tích hợp, tiết học sẽ giúp học sinh làm quen và ứng dụng công nghệ, tin học. KHBD này là file word, tải về dễ dàng. Là mẫu giáo án mới nhất năm 2026 để giáo viên dạy tốt môn Sinh học 12.
=> Giáo án tích hợp NLS Sinh học 12 kết nối tri thức
Các tài liệu bổ trợ
Ngày soạn:…/…/…
Ngày dạy:…/…/…
BÀI 4: ĐỘT BIẾN GENE
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức
Sau bài học này, HS sẽ:
- Nêu được khái niệm đột biến gene.
- Phân biệt được các dạng đột biến gene.
- Phân tích được nguyên nhân, cơ chế phát sinh đột biến gene.
- Trình bày được vai trò của đột biến gene trong tiến hóa, chọn giống và nghiên cứu di truyền.
2. Phát triển năng lực
Năng lực chung:
- Năng lực tự chủ và tự học: HS chủ động, tích cực tìm hiểu kiến thức. Lập kế hoạch tìm hiểu về cơ chế di truyền và ứng dụng của nghiên cứu đột biến gene 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 đột biến gene vào đời sống.
Năng lực sinh học:
- Năng lực nhận thức sinh học: Nêu được khái niệm đột biến gene. Phân biệt được các dạng đột biến gene. Phân tích được nguyên nhân, cơ chế phát sinh đột biến gene. Trình bày được vai trò của đột biến gene trong tiến hóa, chọn giống và nghiên cứu di truyền.
- Năng lực tìm hiểu thế giới sống: Trình bày được nguyên nhân, cơ chế phát sinh một số đột biến gene.
- Năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học: HS giải thích được và sơ đồ hóa kiến thức nội dung bài học. Phân tích ứng dụng hiểu biết về các cơ chế đột biến gene trong giải quyết các hiện tượng phát sinh để phục vụ đời sống con người.
Năng lực số:
- 1.1.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.
- 2.1.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.
- 3.1.NC1a: Áp dụng được các cách tạo và chỉnh sửa nội dung ở các định dạng khác nhau
3. Phát triển phẩm chất
- Chăm chỉ: tích cực học tập, tự nghiên cứu bài học để chuẩn bị nội dung bài học.
- Trách nhiệm: nghiêm túc trong học tập, rèn luyện và hoàn thành nội dung được giao.
- Nhân ái: chia sẻ với các bạn về nội dung tìm hiểu được.
II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU
1. Đối với giáo viên
- Video AI được tạo bằng công cụ AI được dùng để khởi động bài học
- SGK, KHBD.
- Hình ảnh 4.1 - 4.2 và các hình ảnh liên quan.
- Tài liệu về đột biến gene: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/
- Máy tính, máy chiếu.
- Phiếu học tập.
2. Đối với học sinh
- SGK, SBT Sinh học 12 - Kết nối tri thức.
- Nghiên cứu bài học trước giờ lên lớp.
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
1. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG
a. Mục tiêu: HS giải thích ngắn gọn vì sao lại xuất hiện sự sai khác về kiểu hình giữa các cây cà rốt trong hình.
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
1.1.NC1b: HS tìm được thông tin thông qua việc quan sát, truy cập nội dung số trong video
- GV chiếu hình ảnh về các củ cà rốt, yêu cầu HS: Nhận xét về kiểu hình của các cây cà rốt và trả lời câu hỏi: Vì sao lại xuất hiện sự sai khác về kiểu hình giữa các cây cà rốt trong hình?
Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập
- HS quan sát hình ảnh, 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: Do vật chất di truyền bị biến đổi dẫn đến sự thay đổi kiểu hình.
- 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, chốt đáp án.
- GV dẫn dắt gợi mở cho HS: Vậy nguyên nhân nào dẫn đến sự biến đổi về vật chất di truyền? Con người ứng dụng hiện tượng đó như thế nào để cải thiện đời sống? Để có câu trả lời chính xác và đầy đủ nhất cho các câu hỏi trên, chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu - Bài 4: Đột biến gene.
2. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC
Hoạt động 1: Tìm hiểu khái niệm và các dạng đột biến gene
a. Mục tiêu:
- Nêu được khái niệm đột biến gene.
- Phân biệt được các dạng đột biến gene.
b. Nội dung: GV đặt vấn đề, nêu nhiệm vụ; HS đọc nội dung mục I SGK tr.23, tìm hiểu về Khái niệm và các dạng đột biến gene.
c. Sản phẩm học tập: Khái niệm và các dạng đột biến gene.
d. Tổ chức hoạt động:
…………………………………………..
…………………………………………..
…………………………………………..
Hoạt động 2: Tìm hiểu nguyên nhân và cơ chế phát sinh
a. Mục tiêu: Phân tích được nguyên nhân, cơ chế phát sinh đột biến gene.
b. Nội dung: GV nêu nhiệm vụ; HS đọc thông tin mục II, quan sát Hình 4.1 - 4.2 SGK tr.24 - 25 và tìm hiểu về Nguyên nhân gây đột biến gene; cơ chế phát sinh các dạng đột biến mất, thêm, thay thế cặp nucleotide.
c. Sản phẩm học tập: Nguyên nhân và cơ chế phát sinh đột biến gene.
d. Tổ chức hoạt động:
| HOẠT ĐỘNG CỦA GV – HS | DỰ KIẾN SẢN PHẨM |
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập Nhiệm vụ 1: Tìm hiểu nguyên nhân gây đột biến gene - GV chia lớp thành hai đội, tổ chức trò chơi “Tiếp sức đồng đội”. Yêu cầu như sau: Các thành viên của hai đội lần lượt lên bảng ghi các nguyên nhân có thể phát sinh đột biến trong thời gian 3 phút. Lưu ý: mỗi lượt chỉ được một thành viên lên ghi bảng, sau đó chuyển phấn/bút dạ cho thành viên tiếp theo cho đến khi hết thời gian. Hết thời gian 3 phút, đội nào có nhiều đáp án đúng nhất sẽ giành chiến thắng. - Dựa trên sản phẩm của HS, GV yêu cầu HS: Rút ra kết luận về nguyên nhân phát sinh đột biến gene. Nhiệm vụ 2: Tìm hiểu cơ chế phát sinh đột biến gene GĐ 1: Hình thành nhóm chuyên gia - GV chia lớp thành 4 nhóm chuyên gia, yêu cầu đọc thông tin SGK tr.24, thảo luận nhóm thực hiện nhiệm vụ như sau: Nhóm chuyên gia 1 và 3: Quan sát Hình 4.1, tìm hiểu về cơ chế phát sinh và hậu quả của đột biến thêm/mất cặp nucleotide. Nhóm chuyên gia 2 và 4: Quan sát Hình 4.2, tìm hiểu về cơ chế phát sinh và hậu quả của đột biến thay thế cặp nucleotide. GĐ 2: Hình thành nhóm mảnh ghép - GV tiến hành tạo nhóm mảnh ghép từ các nhóm chuyên gia trên, ví dụ ghép nhóm 1 với 2, nhóm 3 với 4,... - GV yêu cầu các nhóm mảnh ghép: Chia sẻ thông tin tìm hiểu ở GĐ 1, thống nhất ý kiến trả lời câu hỏi hộp Dừng lại và suy ngẫm SGK tr.25. - Dựa trên sản phẩm học tập của HS, GV củng cố kiến thức, yêu cầu HS: Trả lời câu hỏi sau: Hình dưới đây mô tả cơ chế gây bệnh thiếu máu hồng cầu hình liềm ở người, hãy quan sát và trả lời các câu hỏi sau:
a) Mô tả cơ chế gây bệnh thiếu máu hồng cầu hình liềm ở người. b) Hồng cầu hình liềm có ảnh hưởng gì đến sức khỏe con người? Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập - Nhiệm vụ 1: HS vận dụng kiến thức, kĩ năng tham gia trò chơi theo hướng dẫn của GV. - Nhiệm vụ 2: HS đọc thông tin mục II, quan sát Hình 4.1, 4.2 SGK tr.24 thảo luận nhóm, 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 - Nhiệm vụ 1: Sau 3 phút, các nhóm dừng lại và cùng quan sát và so sánh kết quả của cả hai đội. - Nhiệm vụ 2: GV mời đại diện một nhóm mảnh ghép trình bày kết quả thảo luận. - HS xung phong trả lời câu hỏi củng cố: a) Đột biến thay thế cặp T – A thành cặp A – T ở amino acid thứ 6 từ glutamic thành valine làm hồng cầu bị biến đổi thành hồng cầu hình liềm. b) Hồng cầu hình liềm gây tắc mạch dẫn đến người bệnh thường xuyên bị thiếu máu, sưng tay, chân; thường gặp các cơn đau dữ dội không rõ nguyên nhân ở bụng, ngực; xương hoặc khớp; nhiễm trùng thường xuyên;... và có nguy cơ tử vong rất cao. - HS nhóm khác nhận xét, 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 mở rộng cách phòng tránh đột biến ở gene người: Tác nhân đột biến cũng là tác nhân gây ung thư, ví dụ thực phẩm bị mốc; thực phẩm nướng, rán ở nhiệt độ cao; tia tử ngoại; hóa chất độc hại như thuốc trừ sâu,... là những chất đột biến gây ung thư. Do đó, cần tránh sử dụng các loại thực phẩm, tránh tiếp xúc với tia UV và các hóa chất độc hại để phòng tránh ung thư. Các chất oxy hóa sản sinh do quá trình chuyển hóa bên trong tế bào cũng là tác nhân đột biến. Vì vậy, việc sử dụng các loại thực phẩm có các chất chống oxi hóa cũng là biện pháp hữu ích ngăn chặn đột biến, phòng chống ung thư. - GV chuyển sang hoạt động tiếp theo. | II. NGUYÊN NHÂN VÀ CƠ CHẾ PHÁT SINH 1. Nguyên nhân - Do sai sót trong quá trình tái bản DNA. - Do sự tác động của các tác nhân gây đột biến gồm: + Tác nhân vật lí: tia tử ngoại (UV), tia phóng xạ, nhiệt,... + Tác nhân hóa học: 5-brommouracil (5-BrU), HNO2, ethyl methane sulfonate (EMS), N-Nitroso-N-methylurea (NMU),... + Tác nhân sinh học: một số virus như viêm gan B, HPV,... - Do các gốc tự do hình thành trong quá trình chuyển hóa của tế bào. 2. Cơ chế phát sinh a) Đột biến thêm/mất cặp nucleotide - Cơ chế phát sinh đột biến trong tái bản DNA: + Nếu mạch mới được tổng hợp bị trượt mạch khiến một cặp nucleotide ở mạch khuôn được sử dụng hai lần → đột biến thêm cặp nucleotide.
Hình 4.1a. Cơ chế hình thành đột biến thêm cặp nucleotide do sai sót trong quá trình tái bản DNA + Nếu mạch làm khuôn bị trượt mạch khiến một nucleotide không được dùng làm khuôn để tổng hợp mạch mới → đột biến mất cặp nucleotide.
Hình 4.1b. Cơ chế hình thành đột biến mất cặp nucleotide do sai sót trong quá trình tái bản DNA - Cơ chế phát sinh đột biến bởi các tác nhân đột biến: tia UV, chất độc màu da cam, dioxin có thể tác động lên DNA có thể dẫn đến đột biến thêm hoặc mất cặp nucleotide. - Hậu quả: làm thay đổi các amino acid → làm thay đổi cấu trúc protein → mất chức năng, gây ra các bệnh di truyền. b) Đột biến thay thế cặp nucleotide - Do sự bắt đôi nhầm của một nucleotide bình thường với một nucleotide hiếm gặp khác loại trong quá trình tái bản. Ví dụ: T bình thường có thể bắt đôi với G dạng hiếm dẫn đến đột biến thay thế cặp A – T bằng G – C.
- Do tác nhân đột biến có thể làm biến đổi cấu trúc DNA theo các cách thức khác nhau. Ví dụ: 5-bromouracil có thể bắt cặp với adenine dẫn đến đột biến thay thế cặp A – T bằng G – C.
- Hậu quả: Có thể làm thay đổi 1 amino acid → mất chức năng protein, gây ra các bệnh di truyền. |
Thông tin bổ sung (1) Tác nhân gây phát sinh đột biến gene Năm 1920, Hermann Muller phát hiện ra chiếu xạ tia X có thể làm biến đổi di truyền ở ruồi giấm, và ông đã sử dụng nguồn chiếu xạ này để tạo ra các thể đột biến ở ruồi Drosophila phục vụ cho các nghiên cứu của mình. Nhưng ông cũng đồng thời nhận ra và cảnh báo rằng: Chiếu tia X và các dạng bức xạ năng lượng cao khác cũng có nguy cơ gây hại với vật chất di truyền với vật chất di truyền ở người cũng như các loài sinh vật thí nghiệm khác. Ngoài các dạng bức xạ năng lượng cao, trong các tác nhân vật lí gây đột biến, còn phải kể đến tia cực tím (UV) chúng thường tạo thành phức hợp kép thymine trên DNA (thymine dimer làm biến dạng cấu trúc DNA bình thường và ảnh hưởng đến quá trình sao chép). Các tác nhân hóa học gây đột biến hóa học có thể chia thành một số nhóm khác nhau: - Nhóm các chất base nitrogen thay thế có cấu trúc hóa học giống với các base cấu tạo nên DNA, nhưng chúng có xu hướng bắt cặp sai trong quá trình tái bản DNA. - Một số chất gây đột biến khác có thể can thiệp vào quá trình sao chép DNA bằng việc tự cài vào các mạch DNA hoặc làm biến dạng cấu trúc bình thường của chuỗi xoắn kép. - Chất gây đột biến khác hoạt động theo kiểu làm biến đổi cấu trúc hóa học của các base nucleotide thông thường và làm chúng bắt cặp sai. Các nhà khoa học đã phát triển một số phép thử giúp đánh giá khả năng gây đột biến của các hợp chất hóa học khác nhau. Ứng dụng nổi bật nhất của các phép thử này là giúp sàng lọc sơ bộ các hợp chất có nguy cơ gây ung thư. Sở dĩ như vậy vì phần lớn các hợp chất gây ung thư đều là những hợp chất gây đột biến mạnh; và ngược lại, các tác nhân gây đột biến mạnh đều có nguy cơ gây ung thư cao. (2) Tần số đột biến gene có thể gia tăng khi các enzyme sửa sai bị hư hỏng Tần số đột biến tự phát ở các loài sinh vật thường khá thấp, chỉ dao động từ 10-6 đến 10-5 do các enzyme DNA polymerase tham gia quá trình tái bản có khả năng sửa chữa hầu hết các sai sót. Tuy nhiên, khi những enzyme này bị hư hỏng hoặc hoạt động không hiệu quả sẽ không sửa chữa tốt và để lại nhiều đột biến. Các tế bào thường có nhiều loại enzyme DNA polymerase có khả năng sửa chữa đột biến với mức độ khác nhau. Khi gặp điều kiện sống bất lợi, một số sinh vật có thể sử dụng loại enzyme DNA polymerase sửa chữa không hiệu quả hoặc ức chế hoạt tính của các enzyme này làm tăng tần số đột biến, giúp tăng cơ hội sống sót. | |
Hoạt động 3: Tìm hiểu vai trò của đột biến gene
a. Mục tiêu: Trình bày được vai trò của đột biến gene trong tiến hóa, chọn giống và nghiên cứu di truyền.
b. Nội dung: GV nêu nhiệm vụ; HS đọc thông tin mục III SGK tr.25 - 26 và tìm hiểu về Vai trò của đột biến gene trong nghiên cứu di truyền, chọn giống và tiến hóa .
c. Sản phẩm học tập: Vai trò của đột biến gene.
d. Tổ chức hoạt động:
…………………………………………..
…………………………………………..
…………………………………………..
3. HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP
a. Mục tiêu: Thông qua hoạt động, HS củng cố kiến thức về đột biến gene.
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 Đột biến gene.
c. Sản phẩm học tập: Câu trả lời của HS cho câu hỏi luyện tập củng cố kiến thức về Đột biến gene.
d. Tổ chức hoạt động:
…………………………………………..
…………………………………………..
…………………………………………..
4. HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG
a. Mục tiêu: Thông qua hoạt động, HS vận dụng kiến thức, kĩ năng về đột biến gene trong tế bào vào giải quyết các tình huống thực tiễn.
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: Cho các loại đột biến gene: mất một cặp nucleotide, thêm một cặp nucleotide, thay thế một cặp nucleotide này bằng một cặp nucleotide khác cùng loại, thay thế một cặp nucleotide này bằng một cặp nucleotide khác khác loại. Có bao nhiêu loại đột biến có thể làm lệch khung các bộ ba dẫn đến làm thay đổi trình tự các amino acid từ vị trí xảy ra đột biến đến cuối chuỗi polypeptide?
- GV giao nhiệm vụ về nhà cho HS, trả lời các câu hỏi trong hộp Luyện tập và vận dụng SGK tr.26 vào trong vở ghi:
1. Sưu tầm thông tin về một số tác nhân đột biến có trong môi trường hoặc xuất hiện trong quá trình bảo quản và chế biến thực phẩm.
2. Hai loại mô ở người khác nhau về mức độ phân chia tế bào: một loại có các tế bào thường xuyên phân chia (ví dụ tế bào niêm mạc ruột), trong khi loại mô còn lại có các tế bào biệt hoá rất ít phân chia (ví dụ tế bào thần kinh). Loại tế bào của mô nào dễ phát sinh các đột biến gene hơn? Giải thích.
3. Một số bệnh ung thư ở người, ví dụ ung thư da do da tiếp xúc nhiều với tia UV trong ánh sáng mặt trời gây đột biến gene. Dựa vào nguyên nhân và cơ chế phát sinh đột biến gene, hãy cho biết chúng ta có thể làm gì để phòng tránh các bệnh do đột biến gene.
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.26 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: 2.
- 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.26:
1. Các tác nhân đột biến hay gặp trong đời sống có thể là:
+ Khói thuốc lá, thuốc lào chứa rất nhiều hoá chất gây đột biến và gây ung thư.
+ Các loại thực phẩm bị mốc, ôi thiu chứa độc tố của các vi sinh vật.
+ Các hoá chất độc hại trong môi trường như thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ,...
+ Các gốc tự do được tạo ra trong tế bào do quá trình chuyển hoá vật chất.
+ Tia phóng xạ, tia cực tím,...
+ Một số loại virus có khả năng gây đột biến.
…………………………………………..
…………………………………………..
…………………………………………..
- 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 và hoàn thành bài tập về nhà.
- Làm bài tập Bài 4 trong Sách bài tập Sinh học 12.
- Đọc và tìm hiểu trước Bài 5: Công nghệ gene.