Giáo án sinh học 12 cánh diều

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chia lớp thành các nhóm, mỗi nhóm 3 - 4 HS

- GV yêu cầu các nhóm HS đọc thông tin mục I, quan sát Hình 4.2 tr.23 SGK, thảo luận nhóm hoàn thành Phiếu học tập (Đính kèm dưới hoạt động).

- GV yêu cầu các nhóm thảo luận, trả lời câu hỏi củng cố sau:

1. Vì sao tần số đột biến gene trong tự nhiên ở sinh vật nhân thực đa bào thường rất thấp?

2. Dạng đột biến gene nào gây hậu quả lớn hơn? Giải thích.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS thảo luận nhóm, trả lời câu hỏi nhiệm vụ.

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

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

- Nhóm HS trình bày kết quả thảo luận của nhóm (Đính kèm dưới hoạt động).

- HS xung phong trả lời câu hỏi củng cố:

1. Tần số đột biến gen ở sinh vật nhân thực đa bào thường rất thấp vì:

+ Những sai sót trên DNA hầu hết đều được hệ thống các enzyme sửa sai trong tê bào.

+ DNA có cấu trúc bền vững nhờ các liên kết hydrogen giữa hai mạch đơn với số lượng lớn và liên kết cộng hóa trị giữa các nucleotide trên mỗi mạch đơn. DNA được bảo vệ trong nhân và liên kết với protein histon nên hạn chế được những tác động gây biến đổi gene từ bên ngoài.

2.  Đột biến thay thế một cặp nucleotide có thể làm thay đổi một amino acid trong protein được tổng hợp.

+ Đột biến thêm hoặc mất một nucleotide làm biến đổi dãy nucleotide của mRNA, dẫn đến biến đổi amino acid của chuỗi polypeptide tương ứng. → Có thể làm thay đổi cấu trúc protein nên gây hậu quả nghiêm trọng hơn.

- Các HS nhóm khác nhận xét, bổ sung.

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

- GV đánh giá, nhận xét, chốt kiến thức.

- GV chuyển sang hoạt động tiếp theo.

I. Khái niệm và các dạng đột biến gene

1. Khái niệm

- Đột biến gene là những biến đổi trong cấu trúc liên quan đến một hoặc một số cặp nucleotide.

- Cá thể mang đột biến đã được biểu hiện ra kiểu hình gọi là thể đột biến.

 Bệnh bạch tạng

 Dị tật thừa ngón

 Lan đột biến

- Tần số đột biến gene phụ thuộc vào điều kiện môi trường, cấu trúc và kích thước của gen.

Ví dụ: ở người, tần số đột biến khoảng 10^-8 bp/thế hệ…

2. Các dạng đột biến

- Đột biến mất cặp nucleotide: Mất một cặp nucleotide trong cấu trúc của gene.

Ví dụ:

Ban đầu

mRNA:         U  A  C  C  A  A  U A  C  G  C

polypeptide: …– Tyr – Pro – Tyr – …

Sau đột biến

mRNA:       U  A  C  C  A  U A  C  G  C

polypeptide: …– Tyr  –  His   –  Thr   – …

- Đột biến thêm cặp nucleotide: Thêm một cặp nucleotide vào trong cấu trúc của gene.

Ví dụ:

Ban đầu

mRNA:       U  A  C  C  A  A  U A  C  G  C

polypeptide: …– Tyr  –   Pro   –  Tyr   – …

Sau đột biến

mRNA:  U  A  C  C  A  C A  U A  C  G  C

polypeptide:... – Tyr – His – Ile – Arg – …

→ Hậu quả của đột biến thêm hoặc mất một cặp nucleotide: Mã di truyền bị đọc sai kể từ vị trí xảy ra đột biến dẫn đến làm thay đổi trình tự amino acid trong chuỗi polypeptide và làm thay đổi chức năng của protein.

- Đột biến thay thế cặp nucleotide: Một cặp nucleotide trong cấu trúc gene được thay thế bằng một cặp nucleotide khác.

Ví dụ:

Ban đầu

mRNA:       U  A  C  C  A  A  U A  C  G  C

polypeptide: …– Tyr  –   Pro   –  Tyr   – …

Sau đột biến

mRNA:       U  A  C  C  A  G  U A  C  G  C

polypeptide:.. – Tyr –  Gln  – Tyr – …

→ Hậu quả của đột biến thay thế cặp nucleotide: Có thể làm thay đổi trình tự amino acid và làm thay đổi chức năng của protein.

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1: Khái niệm và các dạng đột biến gene

Câu 1. Đột biến gene là gì? Thế nào là thể đột biến? Cho ví dụ.

........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................

Câu 2. Trong tự nhiên, hiện tượng đột biến diễn ra ở những gene nào của cơ thể sinh vật? Tần số đột biến phụ thuộc vào yếu tố nào?

........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................

Câu 3. Quan sát hình 4.2, phân biệt các dạng đột biến gene bằng cách hoàn thành bảng sau:

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1: Khái niệm và các dạng đột biến gene

Câu 1. Đột biến gene là gì? Thế nào là thể đột biến? Cho ví dụ.

- Đột biến gene là những biến đổi trong cấu trúc của gene liên quan đến một hoặc một số cặp nucleotide.

- Thể đột biến là các cá thể mang đột biến đã được biểu hiện ra kiểu hình.

- Ví dụ: bạch tạng, dị tật thừa ngón, bệnh máu khó đông, bệnh mù màu,...

Câu 2. Trong tự nhiên, hiện tượng đột biến diễn ra ở những gene nào của cơ thể sinh vật? Tần số đột biến phụ thuộc vào yếu tố nào?

- Hiện tượng đột biến gene có thể diễn ra ở tất cả các gene của cơ thể sinh vật.

- Tần số đột biến gene phụ thuộc vào điều kiện môi trường, cấu trúc và kích thước của gene.

Câu 3. Quan sát hình 4.2, phân biệt các dạng đột biến gene bằng cách hoàn thành bảng sau:

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV đặt vấn đề, yêu cầu HS trả lời câu hỏi: Nếu để ý có thể dễ dàng thấy biến cấm phụ nữ mang thai lại gần các phòng chụp X - quang. Hãy giải thích vì sao?

- GV sử dụng kĩ thuật dạy học theo trạm, tổ chức cho các nhóm HS tiếp tục hoạt động:

+ Trạm 1: Đọc thông tin mục II.1, dựa vào các kiến thức đã học trong chương trình Sinh học 9, nhóm HS thảo luận trả lời câu 1 Phiếu học tập số 2.

+ Trạm 2: Đọc thông tin mục II.2, quan sát hình 4.3 tr.24 và nhóm HS thảo luận trả lời câu 2 Phiếu học tập số 2.

+ Trạm 3: Đọc thông tin mục II.2, quan sát hình 4.4 tr.24 và nhóm HS thảo luận trả lời câu 2 Phiếu học tập số 2.

+ Trạm 4: Đọc thông tin mục II.2, kết hợp với hiểu biết thực tiễn trả lời câu 4 Phiếu học tập số 2.

- GV yêu cầu nhóm HS thực hiện nhiệm vụ theo chiều trạm 1 → trạm 4.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- Nhóm HS đọc hiểu thông tin SGK, quan sát hình 4.3 và 4.4, thảo luận 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 xung phong trả lời câu hỏi mở đầu hoạt động.

Gợi ý: Tia X có thể xâm nhập vào cơ thể sẽ khiến thai nhi bị dị tật hoặc phát triển không bình thường hoặc thậm chí dẫn đến sảy thai sớm.

- GV mời đại diện 1 - 2 nhóm trình bày kết quả thảo luận (Phiếu học tập số 2 - Đính kèm dưới hoạt động).

- Các nhóm khác nhận xét.

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

- GV đánh giá, nhận xét, chốt kiến thức.

- GV chuyển sang hoạt động tiếp theo.

II. Nguyên nhân và cơ chế phát sinh đột biến gene

1. Nguyên nhân

- Đột biến xảy ra do nguyên nhân bên trong hoặc bên ngoài tác động đến cấu trúc và quá trình tái bản phân từ DNA.

+ Nguyên nhân bên trong là do sự rối loạn sinh lí, hóa sinh của tế bào.

+ Nguyên nhân bên ngoài là do các yếu tố môi trường như hóa học, vật lí, sinh học.

2. Cơ chế phát sinh

a) Hiện tượng bắt cặp nhầm trong tái bản DNA

- Các nitrogenous base có thể chuyển sang dạng hiếm: A*, T*, G* và C*.

- Base dạng hiếm có thể bắt cặp nhầm: C* – A, A* – G, G* – T và T* – G.

- Trong quá trình tái bản, sự bắt cặp nhầm gây ra đột biến thay thế một cặp nucleotide này bằng một cặp nucleotide khác.

b) Tác nhân hóa học

- 5BU: bắt cặp với A hoặc G trong quá trình tái bản DNA và gây ra đột biến thay thế cặp A – T thành cặp G – C hoặc ngược lại.

c) Yếu tố vật lí

- Các tia bức xạ: gây ra những biến đổi trong cấu trúc của phân tử DNA và từ đó làm phát sinh đột biến.

Bướm bình thường (trái) và bướm bị đột biến do phóng xạ (phải) sau thảm họa hạt nhân Fukushima (Nhật Bản).

Dê bị đột biến tại Chernobyl sau thảm họa bom nguyên tử Hiroshima và Nagasaki

d) Virus và các yếu tố sinh học

- Một số virus cũng gây nên đột biến gen, ví dụ virus viêm gan B, virus Hecpet,...

 Virus viêm gan B

 Virus Hecpet

- Các yếu tố sinh học như vi khuẩn và nấm có thể tác động trực tiếp hoặc gián tiếp và gây ra những đột biến trên phân tử DNA.

Ví dụ: Nấm sản sinh độc tố aflatoxin – yếu tố đột biến xen vào giữa mạch DNA gây ra những sai hỏng trong quá trình tái bản.

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2: Nguyên nhân và cơ chế phát sinh đột biến gene

Câu 1. Cho biết những nguyên nhân nào gây đột biến gene trên cơ thể sinh vật?

......................................................................................................................................... .........................................................................................................................................

Câu 2. Quan sát hình 4.3, mô tả cơ chế xảy ra đột biến thay thế cặp G – C bằng cặp A – T.

Hình 4.3. Đột biến thay thế cặp G – C bằng cặp A – T

.......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... ..........................................................................................................................................

Câu 3. Quan sát hình 4.4, mô tả cơ chế phát sinh các đột biến.

Hình 4.4. 5BU gây đột biến thay thế cặp A – T bằng cặp G – C

......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... .........................................................................................................................................

Câu 4. Yếu tố vật lí và sinh học nào gây ra những biến đổi trong cấu trúc của phân tử DNA? Cho ví dụ.

......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... .........................................................................................................................................

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2: Nguyên nhân và cơ chế phát sinh đột biến gene

Câu 1. Cho biết những nguyên nhân nào gây đột biến gene trên cơ thể sinh vật?

- Nguyên nhân bên trong là do sự rối loạn sinh lí, hóa sinh của tế bào.

- Nguyên nhân bên ngoài là do các yếu tố môi trường như hóa học, vật lí và sinh học.

Câu 2. Quan sát hình 4.3, mô tả cơ chế xảy ra đột biến thay thế cặp G – C bằng cặp A – T.

Hình 4.3. Đột biến thay thế cặp G – C bằng cặp A – T

- Nitrogenous base G trong mạch gốc chuyển sang dạng hiếm G*.

- Tái bản lần thứ nhất, base dạng hiếm G* bắt cặp nhầm G* – T.

- Trong quá trình tái bản thứ hai, T bắt cặp với A bình thường làm xuất hiện đột biến thay thế cặp G – C bằng cặp A – T.

Câu 3. Quan sát hình 4.4, mô tả cơ chế phát sinh các đột biến.

Hình 4.4. 5BU gây đột biến thay thế cặp A – T bằng cặp G – C

- Trong quá trình tái bản DNA, 5BU bắt cặp với Adenine, sau đó biến đổi trạng thái bắt cặp với Guanine ở lần tái bản thứ hai. Trong lần tái bản thứ 3, G bắt cặp với C bình thường làm xuất hiện đột biến thay thế cặp A – T thành G – C.

Câu 4. Yếu tố vật lí và sinh học nào gây ra những biến đổi trong cấu trúc của phân tử DNA? Cho ví dụ.

- Những yếu tố vật lí như các loại tia phóng xạ, tia tử ngoại, sốc nhiệt thường gây ra những biến đổi trong cấu trúc của phân tử DNA, từ đó làm phát sinh đột biến. Ví dụ: Bướm biến dị do thảm họa hạt nhân Fukushima (Nhật Bản),...

- Virus và các yếu tố sinh học như vi khuẩn và nấm có thể tác động trực tiếp hoặc gián tiếp gây ra những đột biến trên phân tử DNA. Ví dụ: nấm sản sinh độc tố aflatoxin – yếu tố đột biến xen vào giữa mạch DNA gây ra những sai hỏng trong quá trình tái bản.