Giáo án Sinh học 12 Cánh diều bài 9: Di truyền gene ngoài nhân

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Nhiệm vụ 1: Tìm hiểu bối cảnh ra đời thí nghiệm của Correns

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

- GV giao nhiệm vụ trước ở nhà, yêu cầu HS tìm hiểu, sưu tầm tài liệu về Correns và thí nghiệm về di truyền ngoài nhân (bối cảnh ra đời, cách tiến hành thí nghiệm, giải thích thí nghiệm,...).

- Tại lớp, GV chia HS thành các nhóm, mỗi nhóm 3 - 4 HS (các nhóm hoạt động trong 5 phút), chia sẻ tài liệu kết hợp đọc thông tin mục I.1 SGK tr.78, thảo luận thống nhất cách trình bày: thuyết trình, diễn kịch,...

- Mỗi nhóm có thời gian 3 phút để trình bày bối cảnh ra đời thí nghiệm của Correns.

- Dựa trên phần trình bày của các nhóm, GV yêu cầu HS rút ra kết luận về bối cảnh ra đời thí nghiệm của Correns.

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ 

- HS ở nhà tìm hiểu, sưu tầm tài liệu.

- Các nhóm thảo luận trong thời gian 5 phút, lựa chọn cách thức báo cáo. 

- GV quan sát, định hướng (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo, thảo luận

- GV sử dụng https://wheelofnames.com/ mời nhóm đại diện trình bày.

- Các nhóm khác lắng nghe, nhận xét và bổ sung (nếu cần thiết).

Bước 4: Kết luận, nhận định

- GV nhận xét sản phẩm của các nhóm, đánh giá thái độ làm việc của HS trong nhóm.

- GV chuẩn hóa kiến thức và yêu cầu HS ghi chép vào vở.

- GV chuyển sang hoạt động tiếp theo.

I. THÍ NGHIỆM CỦA CORRENS VÀ SỰ TỒN TẠI GENE NGOÀI NHÂN

Bối cảnh ra đời thí nghiệm của Correns

- Từ năm 1900: Quy luật di truyền Mendel được chứng minh.

- Nhân tố di truyền của Mendel được Setton liên kết với nhiễm sắc thể.

- Correns phát hiện sự di truyền tính trạng màu sắc lá cây hoa phấn không tuân theo quy luật Mendel.

Correns (1864 – 1933)

Cây hoa phấn (Mirabilis jalapa)

Nhiệm vụ 2: Tìm hiểu thí nghiệm của Correns và sự tồn tại gene ngoài nhân

- GV sử dụng kĩ thuật khăn trải bàn, yêu cầu HS đọc thông tin mục I trả lời câu hỏi SGK tr.57: Quan sát hình 9.1 và mô tả các phép lai thuận và nghịch ở cây hoa phấn.

- HS ghi lại những nội dung mình tìm hiểu được, sau đó cả nhóm thảo luận, thống nhất ý kiến và trình bày vào bảng nhóm.

- Dựa trên sản phẩm của các nhóm, GV yêu cầu các nhóm HS thảo luận trả lời các câu hỏi sau:

(1) Tính trạng màu sắc lá cây hoa phấn có phụ thuộc vào bố không?

(2) Tính trạng màu sắc lá cây hoa phấn do gene nằm ở đâu trong tế bào quy định?

(3) Nêu đặc điểm và vai trò của phân tử DNA trong lục lạp, ti thể.

- Dựa trên câu trả lời của các nhóm, GV yêu cầu HS rút ra kết luận về thí nghiệm của Correns và sự tồn tại của gene ngoài nhân.

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ 

- HS đọc thông tin mục I kết hợp quan sát hình 9.1, thực hiện nhiệm vụ theo hướng dẫn của GV.

- GV quan sát, định hướng (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo, thảo luận

- GV sử dụng https://wheelofnames.com/ mời nhóm đại diện trình bày.

- Các nhóm khác lắng nghe, nhận xét và bổ sung (nếu cần thiết).

Bước 4: Kết luận, nhận định

- GV nhận xét sản phẩm của các nhóm, đánh giá thái độ làm việc của HS trong nhóm.

- GV chuẩn hóa kiến thức và yêu cầu HS ghi chép vào vở.

- GV chuyển sang hoạt động tiếp theo.

Thí nghiệm của Correns

Correns tiến hành thụ phấn theo các tổ hợp:

- ♀ cành lá xanh × ♂ cành lá xanh; ♀ cành lá xanh × ♂ cành lá trắng; ♀ cành lá xanh × ♂ cành lá đốm → 100% con lai có cành lá xanh.

- ♀ cành lá trắng × ♂ cành lá xanh; ♀ cành lá trắng × ♂ cành lá trắng; ♀ cành lá trắng × ♂ cành lá đốm → 100% con lai có cành lá trắng.

- ♀ cành lá đốm × ♂ cành lá xanh; ♀ cành lá đốm × ♂ cành lá trắng; ♀ cành lá đốm × ♂ cành lá đốm → Con lai có cành lá trắng, cành lá xanh và cành lá đốm (mức độ đốm không giống nhau).

Hình 9.1. Sơ đồ lai trên cây hoa phấn của Correns

Kết luận:  Sự di truyền tính trạng màu lá của cây hoa phấn không tuân theo quy luật di truyền nhiễm sắc thể.

Giải thích: Màu sắc lá cây con chỉ được xác định bởi cành mẹ (cho noãn) mà không phụ thuộc vào cành bố.

→ Tính trạng màu lá của cây hoa phấn do gene nằm trong lục lạp quy định.

Sự tồn tại gene ngoài nhân

- Phân tử DNA có mặt trong nhân và các bào quan như ti thể, lục lạp (ở thực vật) với cấu trúc mạch vòng, xoắn kép.

- Hệ gene ti thể và lục lạp mang các gene riêng quy định một số tính trạng của sinh vật.

Thông tin bổ sung

SỰ TIẾN HÓA HỘI TỤ VỀ GENE QUY ĐỊNH TỔNG HỢP RIBOSOME TRONG BỘ GENE CỦA LỤC LẠP VÀ TI THỂ

Tiến hóa hội tụ của hàm lượng gene trong ti thể và lục lạp. Tổ tiên của cả hai bào quan đều là sinh vật nhân sơ với bộ gene mã hóa khoảng 5.000 gene. Trong quá trình cộng sinh nội bào, các gene được chuyển từ mỗi bào quan đến bộ gene nhân của vật chủ và các sản phẩm gene tương ứng được đưa trở lại bào quan. Kích thước bộ gene ban đầu khoảng 5.000 gene đã giảm xuống còn 3 – 67 gene trong ti thể và 23 – 200 gene trong lục lạp. Mã màu trong các ngăn ở phần dưới của hình minh họa cho quá trình tiến hóa hội tụ của các gene được giữ lại trong hai bào quan năng lượng sinh học: gene cho các thành phần của quá trình phosphoryl hóa oxy hóa, quang hợp và protein của tiểu đơn vị ribosome 50S và 30S. Các gene được mã hóa ở bào quan có màu nâu đối với ti thể và màu xanh lá cây đối với lục lạp. TIC/TOC, protein vận chuyển của màng lục lạp trong/ngoài; TIM/TOM, chất chuyển vị protein của màng ti thể trong/ngoài. 

(Nguồn: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.1500012112)  

HOẠT ĐỘNG CỦA GV – HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ 

- GV sử dụng kĩ thuật dạy học theo trạm, chia lớp thành các nhóm (4 – 6 HS) thực hiện nhiệm vụ như sau:

Trạm 1: Đọc thông tin mục II.1, quan sát hình 9.2 và tìm hiểu cơ sở di truyền gene ngoài nhân trong thí nghiệm của Correns.

Trạm 2: Đọc thông tin mục II.2, tìm hiểu đặc điểm di truyền của gene ngoài nhân.

Trạm 3: Đọc thông tin mục II.3, tìm hiểu ứng dụng hiện tượng di truyền ngoài nhân.

- Các nhóm HS lần lượt thực hiện nhiệm vụ từ trạm 1 → trạm 3, sau đó thảo luận hoàn thành Phiếu học tập:

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

1.  Nhà nghiên cứu có thể sử dụng dòng bất thụ đực tế bào chất như thế nào để nâng cao hiệu quả của quá trình chọn tạo giống ngô lai?

2.  Quan sát hình 9.3, mô tả phương pháp sinh trẻ “ba cha mẹ”. Giải thích tại sao trẻ được sinh ra theo phương pháp này không mắc bệnh di truyền từ mẹ.

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ 

- HS đọc thông tin mục II kết hợp quan sát hình 9.2 và thực hiện nhiệm vụ theo hướng dẫn của GV.

- GV quan sát quá trình tiến hành hoạt động của các nhóm; gợi ý, định hướng nếu cần thiết.

Bước 3: Báo cáo, thảo luận

- GV mời nhóm đại diện trình bày kết quả thảo luận (Đính kèm dưới hoạt động).

- Các nhóm khác lắng nghe, quan sát, nhận xét và bổ sung.

Bước 4: Kết luận, nhận định

- GV đánh giá, nhận xét sản phẩm của các nhóm, thái độ làm việc của HS trong nhóm.

- GV chuẩn hóa kiến thức, yêu cầu HS ghi chép.

- GV chuyển sang hoạt động tiếp theo.

………………….

II. ĐẶC ĐIỂM DI TRUYỀN GENE NGOÀI NHÂN VÀ ỨNG DỤNG

1. Cơ sở di truyền gene ngoài nhân trong thí nghiệm của Correns

- Phân tử DNA lục lạp mang gene mã hóa protein sinh tổng hợp diệp lục. Gene này bị đột biến → lá có đốm trắng hoặc màu trắng.

- Trong tế bào có chứa nhiều lục lạp, phân tử DNA trong mỗi lục lạp có thể mang gene đột biến hoặc gene không đột biến.

- Trong quá trình giảm phân, tế bào chất chứa lục lạp (mang phân tử DNA) phân chia không đồng đều cho các tế bào trứng khác nhau.

2. Đặc điểm di truyền của gene ngoài nhân

- Phép lai thuận và nghịch có kết quả không giống nhau.

- Các tính trạng di truyền không tuân theo các quy luật di truyền nhiễm sắc thể.

- Có thể có hiện tượng di truyền không đồng nhất.

3. Ứng dụng hiện tượng di truyền ngoài nhân

Bảng đính kèm dưới hoạt động.