Giáo án NLS Sinh học 12 kết nối Bài 5: Công nghệ gene
Giáo án NLS Sinh học 12 kết nối tri thức Bài 5: Công nghệ 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 5: CÔNG NGHỆ GENE
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức
Sau bài học này, HS sẽ:
- Nêu được khái niệm, nguyên lí và một số thành tựu của công nghệ DNA tái tổ hợp.
- Nêu được khái niệm, nguyên lí và một số thành tựu của tạo thực vật và động vật biến đổi gene.
- Tranh luận, phản biện được về việc sản xuất và sử dụng sản phẩm biến đổi gene và đạo đức sinh học.
2. Phát triển năng lực
Năng lực chung:
- Năng lực tự chủ và tự học: HS chủ động, tích cực tìm hiểu kiến thức. Xây dựng kế hoạch tìm hiểu về công nghệ 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 công nghệ gene vào đời sống.
Năng lực sinh học:
- Năng lực nhận thức sinh học:
- Nêu được khái niệm, nguyên lí và một số thành tựu của công nghệ DNA tái tổ hợp.
- Nêu được khái niệm, nguyên lí và một số thành tựu tạo thực vật và động vật biến đổi gene.
- Tranh luận, phản biện được về việc sản xuất và sử dụng sản phẩm biến đổi gene và đạo đức sinh học.
- Năng lực tìm hiểu thế giới: Trình bày được nguyên lí một số công nghệ tế bào động vật và thực vật.
- Năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học: HS giải thích được công nghệ liên quan đến kiến thức bài học. Phân tích ứng dụng hiểu biết về công nghệ 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.
- 6.1.NC1a: Phân tích được cách AI hoạt động trong các ứng dụng cụ thể.
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 5.1 - 3.2 và các hình ảnh liên quan.
- Tài liệu về công nghệ gene: https://vi.wikipedia.org/wiki/DNA_t%C3%A1i_t%E1%BB%95_h%E1%BB%A3p, https://abt-vn.com/cong-nghe-dna-tai-to-hop/, https://nhathuoclongchau.com.vn/bai-viet/dna-tai-to-hop-la-gi-y-nghia-cua-dna-tai-to-hop-trong-y-hoc.html.
- Máy tính, máy chiếu.
- Phiếu học tập.
2. Đối với học sinh
- SGK, SBT Sinh học 12 - Kết nối tri thức.
- Nghiên cứu quy trình công nghệ gene và ứng dụng link GV giao từ tiết học trước qua ứng dụng mạng xã hội (zalo, facebook,...).
- Sưu tầm một số thành tựu của công nghệ DNA tái tổ hợp ngoài SGK.
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
1. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG
…………………………………………..
…………………………………………..
…………………………………………..
2. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC
Hoạt động 1: Tìm hiểu khái niệm, nguyên lí và các thành tựu của công nghệ DNA tái tổ hợp
a. Mục tiêu: Nêu được khái niệm, nguyên lí và một số thành tựu của công nghệ DNA tái tổ hợp.
b. Nội dung: GV đặt vấn đề, nêu nhiệm vụ; HS đọc thông tin mục I, quan sát Hình 5.1 SGK tr.27 - 28 tìm hiểu về Khái niệm, nguyên lí và các thành tựu của công nghệ DNA tái tổ hợp.
c. Sản phẩm học tập: Công nghệ gene - Công nghệ DNA tái tổ hợp.
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 về công nghệ gene - công nghệ DNA tái tổ hợp - GV chia lớp thành các nhóm, mỗi nhóm khoảng 4 - 6 HS. - GV yêu cầu HS: Đọc thông tin mục I, quan sát Hình 5.1 SGK tr.27, ghi ý kiến cá nhân vào vị trí của mình trong bảng nhóm. Sau đó cả nhóm thảo luận, thống nhất ý kiến để hoàn thành Phiếu học tập số 1: (1) Em hiểu thế nào là công nghệ gene? Có những công nghệ gene phổ biến nào hiện nay? (2) Mô tả quá trình tạo DNA tái tổ hợp, từ đó cho biết DNA tái tổ hợp là gì? (3) Giải thích các khái niệm: vector chuyển gene, đầu dính, vai trò của các enzyme sử dụng trong quá trình tạo DNA tái tổ hợp. (4) Các kĩ thuật nào được sử dụng trong quá trình tạo DNA tái tổ hợp? Nhiệm vụ 2: Tìm hiểu các thành tựu của công nghệ DNA tái tổ hợp -GV tổ chức trò chơi, chia lớp thành 3 nhóm. Mỗi nhóm nhận các tấm bìa mang tên các thành tựu: Chế phẩm insulin; E.coli mang gene sản xuất somatostatin; tạo chủng vi sinh vật lành tính có mang một số gene gây bệnh; Cừu sản xuất protein huyết thanh; Bò sản xuất protein người; vi sinh vật sản xuất ethanol; vi sinh vật xử lí nước thải; vi sinh vật xử lí các hóa chất độc hại; vi sinh vật tách chiết các kim loại nặng; vi sinh vật thu hồi dầu; Vi khuẩn mang gene cố định nitrogen; giống cây trồng biến đổi gene có khả năng kháng bệnh; Cà chua được bất hoạt gene sản xuất ethylene; Giống lúa có gene sản xuất β-carotene; dưa hấu tứ bội; nho không hạt. - GV yêu cầu các nhóm HS: Trao đổi nhanh trong 3 phút, dán các thành tựu tương ứng với ba lĩnh vực dược phẩm, công nghiệp và bảo vệ môi trường, nông nghiệp vào trong bảng nhóm. Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập - Nhiệm vụ 1: Nhóm HS đọc thông tin mục I SGK tr.27, thảo luận thực hiện nhiệm vụ theo hướng dẫn của GV.
- Nhiệm vụ 2: Các nhóm có thời gian 3 phút, tham gia trò chơi theo hướng dẫn của GV. - GV quan sát các nhóm HS tiến hành nhiệm vụ, hướng dẫn, lưu ý HS phân biệt sản phẩm lai tạo, gây đột biến với công nghệ gene. Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận - Nhiệm vụ 1: GV sử dụng https://wheelofnames.com/ để chọn nhóm đại diện trình bày kết quả thảo luận. Gợi ý: Kĩ thuật được dùng trong quá trình tạo DNA tái tổ hợp: + Kĩ thuật di truyền tách chiết gene ra khỏi tế bào. + Kĩ thuật nhân bản gene. + Kĩ thuật cắt và ghép nối các đoạn DNA với nhau. - Nhiệm vụ 2: Các nhóm báo cáo sản phẩm. - HS khác nhận xét, đánh giá và bổ sung. Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập - GV nhận xét sản phẩm của các nhóm, đánh giá thái độ làm việc của HS trong nhóm. - GV tuyên dương nhóm thắng cuộc, khuyến khích các nhóm HS chưa có đưa ra được câu trả lời đúng hoặc chưa hoàn thành đúng thời gian quy định. - GV chuẩn hóa kiến thức, yêu cầu HS ghi chép đầy đủ vào vở. - GV chuyển sang hoạt động tiếp theo. | - Công nghệ gene là quy trình kĩ thuật sử dụng công nghệ DNA tái tổ hợp để thay đổi kiểu gene và kiểu hình của sinh vật, tạo ra các sản phẩm protein ứng dụng trong thực tiễn. - Công nghệ gene gồm: + Công nghệ DNA tái tổ hợp. + Công nghệ tạo thực vật và động vật biến đổi gene. I. CÔNG NGHỆ DNA TÁI TỔ HỢP 1. Khái niệm - Công nghệ DNA tái tổ hợp là quy trình kĩ thuật tạo ra phân tử DNA từ hai nguồn khác nhau (thường từ hai loài) rồi chuyển vào tế bào nhận với mục đích tạo ra được nhiều sản phẩm protein của gene chuyển. 2. Nguyên lí (1) Tách chiết DNA ra khỏi tế bào và tinh sạch; (2) Sử dụng enzyme cắt giới hạn (restrictase) cắt vector và tách gene chuyển ra khỏi DNA từ nguồn cho gene. - DNA của vector và gene chuyển được gắn với nhau qua sự bắt đôi bổ sung ở các đầu dính. - Liên kết phosphodiester được nối lại bằng enzyme ligase để tạo DNA tái tổ hợp. - Chuyển DNA tái tổ hợp vào tế bào nhận và sàng lọc tuyển chọn dòng tế bào mang vector tái tổ hợp.
Hình 5.1. Tóm tắt nguyên lí tạo DNA tái tổ hợp ở vi khuẩn E.coli 3. Một số thành tựu Trong ngành dược phẩm: - Chế phẩm insulin (1979) nhờ công nghệ DNA tái tổ hợp trong tế bào vi khuẩn; - E.coli mang gene sản xuất somatostatin (hormone điều hòa các hormone khác ở người); - Tạo chủng vi sinh vật lành tính có mang một số gene gây bệnh, phục vụ nghiên cứu, sản xuất vaccine; - Cừu sản xuất protein huyết thanh; - Bò sản xuất protein người;...
Trong ngành công nghiệp và bảo vệ môi trường - Vi sinh vật sản xuất ethanol; - Vi sinh vật xử lí nước thải; - Vi sinh vật xử lí các hóa chất độc hại; - Vi sinh vật tách chiết các kim loại nặng; - Vi sinh vật thu hồi dầu;
Trong nông nghiệp: - Một số loại vi khuẩn biến đổi gene giúp cây trồng tăng cường hấp thụ nitrogen, ức chế các vi khuẩn và nấm gây bệnh cho cây; - Tạo ra các giống cây trồng biến đổi gene, có khả năng kháng bệnh; - Giống cà chua được bất hoạt gene sản xuất ethylene giúp tăng thời gian bảo quản; - Giống lúa có gene sản xuất β-carotene;...
|
Thông tin bổ sung Việc gắn gene vào thể truyền chỉ được thực hiện ở vị trí nằm sát với một promoter trên thể truyền để sao cho gene chuyển gắn vào sẽ được RNA polymerase phiên mã. Như vậy, vị trí cắt của enzyme cắt giới hạn nằm trong một gene của vi khuẩn ở trong thể truyền và gene chuyển được gắn vào vùng mã hóa của gene vi khuẩn. Khi trộn hai loại DNA từ hai nguồn khác nhau để tạo ra DNA tái tổ hợp thì có thể xảy ra các khả năng: - Gene chuyển được gắn vào vector tạo ra DNA tái tổ hợp. - Vector là plasmid sau khi được enzyme cắt giới hạn cắt thành dạng mạch thẳng lại tự đóng vòng mà không có gene chuyển cài vào. Như vậy, khi cho DNA biến nạp vào vi khuẩn thì có khả năng DNA tái tổ hợp vào được tế bào vi khuẩn tạo ra tế bào chuyển gene nhưng cũng có thể tế bào vi khuẩn chỉ nhận được vector không chứa gene. Để nhận biết được vi khuẩn chuyển gene, các nhà khoa học thường phải sử dụng vector có gene đánh dấu. Gene đánh dấu là gene có sản phẩm dễ dàng nhận biết hoặc gene kháng thuốc kháng sinh.
| |
Hoạt động 2: Tìm hiểu công nghệ tạo thực vật và động vật biến đổi gene
a. Mục tiêu:
- Nêu được khái niệm, nguyên lí và một số thành tựu của tạo thực vật và động vật biến đổi gene.
- Tranh luận, phản biện được về việc sản xuất và sử dụng sản phẩm biến đổi gene và đạo đức sinh học.
b. Nội dung: GV nêu nhiệm vụ; HS đọc thông tin mục II, quan sát Hình 5.2 SGK tr.28 - 30 SGK tìm hiểu Khái niệm sinh vật biến đổi gene; nguyên lí và thành tựu tạo động vật, thực vật biến đổi gene.
c. Sản phẩm học tập: Công nghệ tạo thực vật và động vật biến đổi gene.
d. Tổ chức hoạt động:
…………………………………………..
…………………………………………..
…………………………………………..
3. HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP
a. Mục tiêu: Thông qua hoạt động, HS củng cố kiến thức về công nghệ 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 Công nghệ gene.
c. Sản phẩm học tập: Câu trả lời của HS cho câu hỏi luyện tập củng cố kiến thức về Công nghệ gene.
d. Tổ chức hoạt động:
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập
Nhiệm vụ 1. Câu trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn
- GV tổ chức trò chơi trắc nghiệm trên phần mềm Quizizz (hoặc PowerPoint tương tác)
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
Câu 1: Công nghệ DNA tái tổ hợp là kĩ thuật chuyển
A. một đoạn gene từ tế bào cho sang tế bào nhận.
B. một đoạn NST từ tế bào cho sang tế bào nhận.
C. plasmid từ tế bào cho sang tế bào nhận.
D. DNA tái tổ hợp từ tế bào cho sang tế bào nhận.
Câu 2: Trong công nghệ gene, các enzyme được sử dụng trong bước tạo DNA tái tổ hợp là
A. enzyme restrictase và enzyme DNA polymerase.
B. enzyme ligase và enzyme DNA polymerase.
C. enzyme restrictase và enzyme ligase.
D. enzyme DNA polymerase và enzyme RNA polymerase.
Câu 3: Trong công nghệ gene, sau khi có được hai nguồn DNA từ việc tách chiết vector và gene cần chuyển ra, người ta phải xử lí chúng bằng enzyme restrictase
A. để nối hai loại DNA tạo ra DNA tái tổ hợp, sau đó chuyển vào tế bào.
B. tạo ra cùng một loại “đầu đính” có thể khớp nối các đoạn DNA với nhau.
C. để hoạt hoá hai loại DNA giúp chúng dễ dàng đi qua màng sinh chất.
D. để cắt nhỏ hai loại DNA giúp chúng có thể dễ dàng lọt qua màng sinh chất.
Câu 4: Sản phẩm hormone insulin có thể được tạo ra nhờ kĩ thuật/công nghệ nào sau đây?
A. Công nghệ DNA tái tổ hợp. B. Kĩ thuật cấy truyền phôi.
C. Kĩ thuật nhân bản gene. D. Kĩ thuật liệu pháp gene.
Câu 5: Đâu là thành tựu của công nghệ DNA tái tổ hợp trong ngành dược phẩm?
A. “Lúa vàng” có gene sản xuất β-carotene - tiền chất của vitamin A.
B. Cá hồi có gene quy định hormone sinh trưởng của người.
C. Giống ngô Bt có gene Bt có khả năng kháng sâu đục thân.
D. Cừu có gene quy định protein antithrombin của người.
Nhiệm vụ 2. Câu trắc nghiệm đúng - sai
- GV yêu cầu HS: Thảo luận cặp đôi thực hiện nhiệm vụ sau: Trong mỗi ý a), b), c), d) ở câu hỏi sau hãy chọn đúng hoặc sai:
Tiến hành gắn gene mã hóa protein insulin được nhân bản từ phân tử DNA ở người vào vector plasmid và chuyển vào tế bào vi khuẩn E.coli. Sản phẩm protein biểu hiện của gene này có kích thước lớn hơn protein insulin được tách chiết từ người.
Những nhận định sau đây là Đúng hay Sai lí giải về hiện tượng này?
a. Sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân thực dùng bộ mã di truyền khác nhau.
b. Vi khuẩn chọn dịch mã những mRNA chứa thông tin di truyền của nhiều gene trên một operon.
c. Vi khuẩn không có khả năng loại bỏ những đoạn intron ở gene của người.
d. DNA polymerase không thực hiện phiên mã ở đoạn trình tự DNA của người trên vector plasmid.
Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập
- HS vận dụng kiến thức, kĩ năng để thực hiện các nhiệm vụ.
- GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS nếu cần thiết.
Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận
- GV mời đại diện HS trả lời:
Hướng dẫn trả lời câu hỏi trắc nghiệm:
| Câu 1 | Câu 2 | Câu 3 | Câu 4 | Câu 5 |
| A | C | B | A | D |
Hướng dẫn trả lời câu hỏi trắc nghiệm đúng - sai: S – S – Đ – S.
- 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.
4. HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG
…………………………………………..
…………………………………………..
…………………………………………..