Giáo án KHTN 9 kết nối bài 40: Dịch mã và mối quan hệ từ gene đến tính trạng

Ngày soạn:…/…/…

Ngày dạy:…/…/…

BÀI 40: DỊCH MÃ VÀ MỐI QUAN HỆ TỪ GENE ĐẾN TÍNH TRẠNG

I. MỤC TIÊU

1. Kiến thức

Sau bài học này, HS sẽ:

Nêu được khái niệm mã di truyền; giải thích được từ bốn loại nucleotide tạo ra được sự đa dạng của mã di truyền; nêu được ý nghĩa của đa dạng mã di truyền, mã di truyền quy định thành phần hóa học và cấu trúc của protein.
Dựa vào sơ đồ hoặc hình ảnh quá trình dịch mã, nêu được khái niệm dịch mã.
Dựa vào sơ đồ, hình ảnh, nêu được mối quan hệ giữa DNA - mRNA - protein - tính trạng thông qua phiên mã, dịch mã và ý nghĩa di truyền của mối quan hệ này.
Vận dụng kiến thức từ gene đến tính trạng, nêu được cơ sở của sự đa dạng về tính trạng của các loài.

2. Năng lực

Năng lực chung:

Năng lực tự chủ và tự học: thông qua các hoạt động tự đọc sách, tự trả lời các câu hỏi liên quan đến dịch mã và mối quan hệ từ gene đến tính trạng.
Năng lực giao tiếp và hợp tác: thông qua trao đổi ý kiến, phân công công việc trong thảo luận nhóm về dịch mã và mối quan hệ từ gene đến tính trạng.
Năng lực sử dụng ngôn ngữ: thông qua báo cáo, trình bày kết quả thảo luận trong nhóm và trước lớp về dịch mã và mối quan hệ từ gene đến tính trạng.
Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo: thu thập và làm rõ được các thông tin có liên quan đến dịch mã và mối quan hệ từ gene đến tính trạng.

Năng lực riêng:

Nhận thức sinh học:
- Nêu được khái niệm mã di truyền; giải thích được từ bốn loại nucleotide tạo ra được sự đa dạng của mã di truyền; nêu được ý nghĩa của đa dạng mã di truyền, mã di truyền quy định thành phần hóa học và cấu trúc của protein.
- Dựa vào sơ đồ hoặc hình ảnh quá trình dịch mã, nêu được khái niệm dịch mã.
- Dựa vào sơ đồ, hình ảnh, nêu được mối quan hệ giữa DNA - mRNA - protein - tính trạng thông qua phiên mã, dịch mã và ý nghĩa di truyền của mối quan hệ này.
Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học: Vận dụng kiến thức từ gene đến tính trạng, nêu được cơ sở của sự đa dạng về tính trạng của các loài.

3. Phẩm chất

Chăm chỉ: chủ động trong học tập, hứng thú tìm hiểu những nội dung liên quan đến dịch mã và mối quan hệ từ gene đến tính trạng.
Trung thực và trách nhiệm: thực hiện đúng các nhiệm vụ được phân công trong thảo luận nhóm.

II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU

1. Đối với giáo viên

Giáo án, SGK, SGV, SBT Khoa học tự nhiên 9 - Kết nối tri thức.
Máy tính, máy chiếu (nếu có).
Phiếu học tập.
Hình ảnh 40.1 - 40.5 và các hình ảnh liên quan.

2. Đối với học sinh

SGK, SBT Khoa học tự nhiên 9 - Kết nối tri thức.
Tìm hiểu trước nội dung bài học.

III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

A. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

a. Mục tiêu: Thu hút, tạo hứng thú học tập cho HS, tạo tính huống và xác định vấn đề học tập.

b. Nội dung: GV đặt vấn đề, tạo hứng thú học tập cho HS; HS trả lời câu hỏi khởi động.

c. Sản phẩm học tập: Những ý kiến, trao đổi của HS cho câu hỏi khởi động.

d. Tổ chức thực hiện:

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV đặt vấn đề: Vì sao cùng là lợn nhưng lại có những tính trạng khác nhau?

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS vận dụng hiểu biết 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

- GV mời HS xung phong trả lời: Do gene quy định.

- 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 HS vào bài học: Giữa gene và tính trạng có một mối quan hệ mật thiết với nhau. Vậy mối quan hệ ấy được thể hiện như thế nào? Chúng ta cùng vào - Bài 40: Dịch mã và mối quan hệ từ gene đến tính trạng.

B. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1: Hình thành khái niệm mã di truyền

a. Mục tiêu: Nêu được khái niệm mã di truyền.

b. Nội dung: GV nêu nhiệm vụ; HS đọc hiểu mục I SGK trang 173 - 174, thảo luận nhóm và thực hiện nhiệm vụ.

c. Sản phẩm học tập: Khái niệm mã di truyền.

d. Tổ chức hoạt động:

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chia lớp thành các nhóm, mỗi nhóm 3 - 5 HS.

- GV yêu cầu các nhóm thảo luận thực hiện Hoạt động SGK tr.173 thông qua Phiếu học tập số 1 (Đính kèm dưới hoạt động) sau đây:

- GV yêu cầu HS kết hợp với tìm hiểu thông tin kênh chữ mục I SGK tr.173 - 174 trả lời câu hỏi sau: Mã di truyền là gì? Trình tự nucleotide trong mã được xác định căn cứ vào đâu?

- GV cho ví dụ về một phân tử mRNA và yêu cầu HS thảo luận cặp đôi phân tích các mã di truyền trên mRNA đó:

AUGUCCACGCUUGGUUCUUAA

- Để củng cố kiến thức GV yêu cầu HS chú ý vào hai cặp bộ ba UCC, UCU và các bộ ba kết thúc, trả lời Câu hỏi và bài tập SGK tr.174: Quan sát Hình 40.1, các codon cùng nghĩa (cùng mã hóa cho một loại amino acid hoặc các codon kết thúc) thường giống nhau về loại nucleotide tại vị trí nào của codon?

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ học tập

- Nhóm HS thảo luận, quan sát hình ảnh và thực hiện 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 các nhóm trình bày Phiếu học tập số 1 (Đính kèm dưới hoạt động).

- GV mời một số nhóm đôi trả lời câu hỏi thảo luận:

+ AUG: bộ ba mở đầu;

+ UCC, ACG, CUU, GGU, UCU: bộ ba mã hóa amino acid serine, threonine, leucine, glycine, serine;

+ UAA: bộ ba kết thúc, ngoài ra còn các bộ ba kết thúc khác đó là UAG, UGA.

- GV mời một số HS xung phong trả lời Câu hỏi và bài tập SGK tr.174: Các codon cùng nghĩa (cùng mã hóa cho một loại amino acid hoặc các codon kết thúc) thường giống nhau về loại nucleotide tại vị trí nucleotide đầu tiên.

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

- GV nhận xét, đánh giá câu trả lời của các nhóm HS, thái độ làm việc của HS trong nhóm.

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

- GV hướng dẫn HS đọc hiểu mục Em có biết SGK tr.174.

- GV chuyển sang hoạt động tiếp theo.

I. Mã di truyền là gì?

- Mã di truyền là trình tự nucleotide trên gene (DNA) quy định thành phần và trình tự amino acid trên phân tử protein, qua phân tử trung gian mRNA.

- Mã di truyền là mã bộ ba (codon), từ bốn loại nucleotide khác nhau tạo ra được 64 loại condon.

+ 61 codon quy định tương ứng 20 loại amino acid.

+ 3 codon (UAA, UAG, UGA) là các codon kết thúc, không mã hóa amino acid.

+ AUG vừa là codon mở đầu quá trình tổng hợp protein, vừa là codon mã hóa amino acid methionine.

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1: Khái niệm mã di truyền

Giả thiết mã di truyền là các đoạn ngắn nucleotide liền kề trên mRNA (có cùng số lượng nucleotide, kí hiệu là n) quy định loại amino acid tương ứng trên chuỗi polypeptide.

a) Xác định số loại mã di truyền và số loại amino acid tương ứng tối đa có thể có với mỗi n. Hoàn thành vào vở theo mẫu Bảng 40.1.

Bảng 40.1. Số loại mã di truyền tương ứng số lượng nucleotide (n) trong mã

Số nucleotide trong mã (n)

Số loại mã có thể có

Số loại amino acid tối đa có thể được mã hóa

4 (41)

256 (44)

256

b) Nếu các tế bào có xu hướng tiết kiệm tối đa để thực hiện chức năng sinh học thì mã di truyền gồm bao nhiêu nucleotide? Biết rằng có 20 loại amino acid cấu tạo nên protein.

…………………………………………………………………………………………

Hướng dẫn trả lời Phiếu học tập:

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1: Khái niệm mã di truyền

a) Xác định số loại mã di truyền và số loại amino acid tương ứng tối đa có thể có với mỗi n. Hoàn thành vào vở theo mẫu Bảng 40.1.

Bảng 40.1. Số loại mã di truyền tương ứng số lượng nucleotide (n) trong mã

Số nucleotide trong mã (n)

Số loại mã có thể có

Số loại amino acid tối đa có thể được mã hóa

4 (41)

16 (42)

64 (43)

256 (44)

256

Có 20 loại amino acid, vậy cần có ít nhất 20 loại mã di truyền mã hóa (nếu mỗi mã di truyền mã hóa một amino acid), vậy với số loại mã tìm được trong bảng trên thì chỉ có 64 và 256 mã thỏa mãn. Tuy nhiên, tế bào có xu hướng tiết kiệm tối đa nên số loại mã di truyền phù hợp là 64, tương ứng mỗi mã di truyền có 3 nucleotide.

Hoạt động 2: Tìm hiểu mã di truyền quy định thành phần hóa học và cấu trúc của protein

a. Mục tiêu: Giải thích được từ bốn loại nucleotide tạo ra được sự đa dạng của mã di truyền; nêu được ý nghĩa của đa dạng mã di truyền, mã di truyền quy định thành phần hóa học và cấu trúc của protein.

b. Nội dung: GV đặt vấn đề, nêu nhiệm vụ học tập; HS tìm hiểu mục II, quan sát Hình 40.3 SGK tr.175 và thực hiện nhiệm vụ.

c. Sản phẩm học tập: Mã di truyền quy định thành phần hóa học và cấu trúc của protein.

d. Tổ chức hoạt động:

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS tìm hiểu thông tin mục II, quan sát Hình 40.3, hoạt động nhóm thực hiện nhiệm vụ sau: Vận dụng kiến thức đã học ở Bài 31. Protein, phân tích các thành phần giống và khác nhau của một amino acid trong Hình 40.3 SGK.

- GV chiếu hình ảnh các dạng cấu trúc của protein, cung cấp thông tin mở rộng: Trình tự các amino acid trong chuỗi polypeptide sẽ thể hiện tương tác giữa các phần trong chuỗi polypeptide, từ đó tạo nên cấu trúc không gian của protein, do đó quyết định tính chất cũng như vai trò của protein. Sự thay đổi trình tự sắp xếp của các amino acid có thể dẫn đến sự biến đổi cấu trúc và tính chất của protein.

- Từ những thông tin tên, GV mở rộng, yêu cầu HS thảo luận cặp đôi trả lời Câu hỏi và bài tập SGK tr.175:

1. Quan sát Hình 40.3, cho biết mã di truyền quy định thành phần hóa học và cấu trúc của protein như thế nào.

2. Nêu ý nghĩa của đa dạng mã di truyền.

- Trên cơ sở kiến thức vừa tìm hiểu, GV yêu cầu HS khái quát về vai trò và ý nghĩa của đa dạng mã di truyền.

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ học tập

- Nhóm HS đọc hiểu mục II tr.175 SGK, 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

- GV mời một số HS xung phong trả lời câu hỏi nhiệm vụ.

Hướng dẫn trả lời câu hỏi vận dụng bài học trước:

+ Giống nhau: ở cấu tạo nhóm -CH(NH2)COOH.

+ Khác nhau: ở cấu tạo R.

Hướng dẫn trả lời câu 2 SGK tr.175: Mã di truyền đa dạng (64 mã di truyền) quy định 20 loại amino acid dẫn đến hiện tượng nhiều mã di truyền cùng mã hóa cho một amino acid. Điều này có ý nghĩa trong trường hợp đột biến. Đột biến điểm thay thế một cặp nucleotide dẫn đến thay đổi mã bộ ba tương ứng. Trong trường hợp bộ ba ban đầu và bộ ba sau đột biến cùng quy định một amino acid thì thành phần cấu trúc và chức năng của protein không bị thay đổi.

- HS khác nhận xét, bổ sung.

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

- GV đánh giá, nhận xét kết quả thảo luận của HS, thái độ làm việc của HS trong nhóm.

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

- GV dẫn dắt sang hoạt động tiếp theo.

II. Mã di truyền quy định thành phần hóa học và cấu trúc của protein

- Mã di truyền quy định loại amino acid trong chuỗi polypeptide.

- Trình tự mã di truyền trên gene và bản phiên mã của gene (mRNA) quy định thành phần và trình tự amino acid trên chuỗi polypeptide, từ đó quy định thành phần và cấu trúc của protein.

- Còn tiếp -