Ứng dụng phần mềm tin học vào thiết kế bài giảng sinh tổng hợp protein nhằm mục đích nâng cao chất lượng hiệu quả giờ lên lớp

Đây là bộ tài liệu hay được tuyển chọn kĩ càng, giúp các thầy cô vận dụng tốt trong việc giảng dạy và nâng cao nghiệp vụ sư phạm của bộ môn đang phụ trách. Hy vọng bộ tài liệu sẽ hữu ích cho thầy cô.

Trang 1

“ứng dụng phần mềm tin học Power Point,Get Quick Time Pro, paint…

vào thiết kế bài giảng "Sinh tổng hợp Prôtêin" nhằm mục đích nâng cao

chất lợng hiệu quả giờ lên lớp”

Trong định hớng về phơng pháp và thiết bị dạy học Sinh học bậc THPT, sách

GK phân ban mới, Bộ GD- ĐT chỉ rõ:

"Cần xây dựng những băng hình, đĩa CD, phần mềm máy vi tính tạo thuận lợicho giáo viên giảng dạy những cấu trúc, quá trình sống ở cấp tế bào, phân tử vàcác cấp trên cơ thể”

Trích:SGV SH Ban KHXH&NV Bộ sách thứ nhất-NXBGD-2003.

"Sinh học là khoa học thực nghiệm, phơng pháp dạy học gắn bó chặt chẽ vớithiết bị dạy học, do đó dạy Sinh học không thể thiếu các phơng tiện trực quan nhmô hình, tranh vẽ, mẫu vật, phim ảnh "

Trong chơng I phần cơ sở di truyền học – Sách giáo khoa sinh học 11 – cómột số bài dạy với khối lợng kiến thức khá nhiều và trừu tợng Học sinh cha baogiờ đợc quan sát trong thực tế, vì đây là chơng nói về cơ sở vật chất và cơ chế ditruyền nhng ở cấp độ phân tử

Muốn quan sát, nhìn thấy chúng trên tiêu bản thì buộc phải có kính hiển vi

điện tử với độ phóng đại cực lớn – cha kể đến còn phải nhiều công đoạn kỷ thuậtcông phu, phức tạp và tốn nhiều thời gian

Trang 2

Thế nhng thực tế ở hầu hết các trờng THPT chúng ta: các dụng cụ thínghiệm, đồ dùng dạy học nh kính hiển vi điện tử, các hoá chất …còn chcòn cha đợctrang bị đầy đủ

Vì thế, trong quá trình thực hiện giảng dạy các bài dạy ở chơng này, giáoviên thờng gặp phải một số khó khăn liên quan đến đồ dùng dạy học Bài "Sinhtổng hợp prôtêin" là một trong số những bài đó

Phơng pháp truyền thống thờng đợc áp dụng khi giảng dạy đến bài này làthuyết trình Giáo viên sử dụng các bức tranh in sẵn hoặc trực tiếp vẽ hình lênbảng cho các em quan sát  diễn giải rồi yêu cầu các em ghi chép lại các ý cơbản Các câu hỏi, những tình huống có vấn đề tuy có đợc đặt ra nhng rất hạn chế -vì khối lợng kiến thức của bài này khá lớn lại rất trừu tợng, phải mất nhiều thờigian cho thuyết trình và ghi chép

Với cách làm này thờng không phát huy đợc cao độ tính tích cực, chủ động,sáng tạo trong học tập, học trò khi học thờng thụ động, dễ nhàm chán, hiệu quảgiờ dạy không cao

Làm thế nào để trong thời lợng chơng trình bó hẹp chỉ một tiết dạy, trênkhông chỉ một nhóm đối tợng HS, mọi GV có thể vừa kiểm tra bài cũ, vừa khaithác xây dựng, hình thành các kiến thức mới, không những thế còn phải khắc sâu,

mở rộng kiến thức mới cho HS, giúp các em vận dụng tốt các kiến thức mới khigiải thích các sự vật, hiện tợng thực tiễn trong cuộc sống và có thể hoàn thành tốtmọi bài tập có liên quan, giúp HS có thêm hào hứng, hứng thú khi học tập để rồingày một yêu thích môn sinh học hơn Đây cũng chính là một trong những yếu tốgóp phần nâng cao chất lợng hiệu quả giờ lên lớp

Để góp phần khắc phục đợc các khó khăn nêu trên, tôi đã chọn đề tài: “ứngdụng phần mềm tin học Power Point,Get Quick Time Pro, paint vào thiết kế bàigiảng "Sinh tổng hợp Prôtêin" nhằm mục đích nâng cao chất lợng hiệu quả giờ lênlớp”

II Nội dung.

II.1 Mục đích, yêu cầu giảng dạy của bài :

Qua bài này học sinh phải:

-Nêu đợc những thành phần tham gia vào quá trình sinh tổng hợp prôtêin

-Trình tự diễn biến của quá trình sinh tổng hợp prôtêin

-Cơ chế giải mã để hình thành cấu trúc bậc I của phân tử prôtêin

-Giải thích đợc vì sao thông tin di truyền giữ trong nhân mà vẫn chỉ đạo đợc

sự tổng hợp prôtêin ở ngoài nhân

Trang 3

-Xác định đợc mối quan hệ về số lợng giữa bộ ba mã sao và số axit aminmôi trờng cần cung cấp, cũng nh giữa số bộ ba mã sao và số axit amin có trongphân tử prôtêin mới đợc hình thành.

-Xác định đợc các sản phẩm tạo ra sau quá trình sinh tổng hợp prôtêin khi

nó cần đến

-Phát triển năng lực suy luận ở học sinh qua việc xác định nhiệm vụ của các

bộ ba mã sao và số axit amin có trong phân tử prôtêin do nó quy định, từ chiềucủa mã gốc suy ra chiều mã sao và chiều dịch mã

-Từ kiến thức: “Hoạt động của các cấu trúc vật chất trong tế bào là nhịpnhàng và thống nhất, bố mẹ truyền cho con không phải là các tính trạng có sẵn mà

là các ADN- cơ sở vật chất của các tính trạng biểu hiện”, học sinh quan niệm

đúng về tính vật chất của hiện tợng di truyền

II.2 Đồ dùng dạy học :

- Máy vi tính có cài đặt sẵn giáo trình điện tử do tác giả thiết kế

- Máy chiếu, bảng chiếu

II.3 Trọng tâm bài dạy:

Bài này có nhiều nội dung kiến thức mới và khó đối với học sinh, để đạt đợcmục đích yêu cầu bài dạy, cần đặt trọng tâm ở:

Các mục: I.2.b) Tổng hợp chuỗi polipeptit

II Sự điều hoà quá trình sinh tổng hợp prôtêin

II.4 Phân tích cấu trúc nội dung và ph ơng pháp giảng dạy của bài :

Trớc khi học sinh học đến bài này, các em đã đợc học bài 16: “Axit nuclêic

và prôtêin”

Vì thế trớc khi vào nội dung bài mới, GV có thể hỏi bài cũ

Có khá nhiều vấn đề để GV có thể lựa chọn khi đặt câu hỏi kiểm tra bài cũ.Tuy nhiên tôi sử dụng bài tập sau:

Bài tập:

Dựa vào các nuclêôtit trên ADN mạch khuôn của một loài vi khuẩn dới

đây, hãy xác định trình tự các nuclêôtít trên ADN mạch mẫu và cácribônuclêôtit tơng ứng trên mARN đợc tổng hợp

mạch mẫu : mạch khuôn : T A X X A G A T A X T T A T X

ADN

Trang 4

ứng dụng trình duyệt Power Point trong phần này, trớc tiên tôi cho hiển thịlên màn hình đề bài, tiếp đến điều khiển bút laze (hoặc con trỏ) đến các vị trínuclêôtít (trên ADN mẫu) hoặc ribônuclêôtit (trên mARN tơng ứng) cần xác định,yêu cầu học sinh trả lời rồi mới cho hiển thị lên màn hình phần đáp án sau khi các

em đã hoàn thành xong

Giáo viên cũng có thể thiết kế cho các em học sinh sử dụng máy (dới sự giámsát của giáo viên), tự lựa chọn các nuclêôtit (hoặc các ribônuclêôtit) tơng ứng lắpghép vào các vị trí xác định

Nếu các em lựa chọn để ghép sai, máy sẽ không chấp nhận, báo lỗi rồi yêucầu các em chọn lại

Còn nếu các em làm đúng, máy sẽ chấp nhận và việc lắp ghép của các emthành công

Với bài tập này có thể giúp cho các em ôn lại các kiến thức về nguyên tắc bổsung cũng nh tái hiện lại về cơ chế quá trình sinh tổng hợp mARN diễn ra nh thếnào

Tiếp theo, dựa vào sơ đồ sẵn có trên bảng (vừa đợc thiết lập trong bài tậptrên), giáo viên có thể hỏi thêm các em về mã mở đầu và mã kết thúc của mARN,

đặc điểm của mã di truyền - Bởi vì đây là những câu hỏi có đề cập đến những vấn

đề liên quan đến nội dung bài mới, làm cơ sở nền tảng cho việc tiếp thu bài mới

đ-ợc thuận lợi hơn

Kết thúc phần kiểm tra bài cũ, giáo viên phân tích-đánh giá những ý học sinh

đã và cha trả lời đợc rồi cho điểm

Sau đó, giáo viên đặt vấn đề để chuyển sang dạy nội dung bài mới, cho hiểnthị lên màn hình mục bài rồi yêu cầu học sinh ghi đề mục vào vở

Giáo viên giới thiệu qua về bố cục bài giảng rồi đặt vấn đề để các em cùngxây dựng nội dung phần A:

A Quá trình tổng hợp prôtêin trong tế bào.

I Sao mã:

Nh chúng ta đã biết, trớc khi học đến bài này thì các em đã đợc nghiên cứu

kỹ về quá trình sinh tổng hợp ARN trong bài 16 Và vì thế đến mục này,sau khi

giới thiệu: Đ “ ây chính là quá trình sinh tổng hợp mARN”, chúng ta chỉ cần làm

sáng rõ cho các em lí do khiến ngời ta đặt tên cho quá trình này là quá trình sao

Trang 5

Mô hình động quá trình sinh tổng hợp các loại ARN

diễn ra trong nhân tế bào)

Các gen trên ADN hoạt động  trớc tiên đã hình thành nên các chuỗipôliribônuclêôtit mạch thẳng

Sau đó từ các chuỗi pôliribônuclêôtit mạch thẳng vừa đợc tổng hợp này mới

biến đổi cấu hình và hình thành nên các phân tử ARN với cấu trúc đặc trng củachúng

Kết quả: các ARN lần lợt xuất hiện

Các ARN sau khi đã đợc tổng hợp xong sẽ đợc chui ra khỏi nhân (qua các lỗmàng nhân) để đến tế bào chất

Mỗi loại ARN đóng một vai trò nhất định trong quá trình sinh tổng hợpprôtêin của tế bào cơ thể

Nh vậy, với những u điểm vợt trội của công nghệ thông tin, chỉ cần trong mộtkhoảng thời gian rất ngắn (từ 1-2 phút), trên mô hình động về quá trình sinh tổnghợp các loại ARN, giáo viên đã có thể cung cấp cho các em không chỉ diễn biếncủa mỗi quá trình, mà bên cạnh đó các em còn có thể dễ dàng xác định đợc về vịtrí-nơi xẩy ra các quá trình sao mã, những giai đoạn giống và khác nhau giữa cácquá trình, và cả vai trò, vị trí của mỗi loại ARN sau khi đã đợc tổng hợp xong

Kế tiếp sau giai đoạn sao mã là giai đoạn giải mã

Giáo viên đặt vấn đề để cùng các em học sinh xây dựng sang phần nội dungthứ hai của bài:

Để học sinh dễ hình dung

và nhớ hơn (nhất là đối với các

em ở khối không chuyên và

không thi đại học môn sinh),

bằng mô hình động về quá trình

sinh tổng hợp các loại ARN

-giáo viên có thể hệ thống lại

một số kiến thức cơ bản

Cụ thể, trớc tiên trên màn

hình sẽ xuất hiện cấu trúc đại

c-ơng của tế bào với ba phần tách

biệt: màng, tế bào chất và nhân

ADN - vật chất di truyền quy

Trang 6

II Giải mã.

1 Khái niệm.

Trớc tiên, chúng ta xây dựng cho các em khái niệm về quá trình giải mã Sau

đó, chúng ta có thể yêu cầu các em thống kê các yếu tố tham gia, nhấn mạnhthêm cho các em về nguồn gốc của các thành phần cũng nh vai trò của mỗi yếu tốtrong quá trình giải mã

ứng dụng trình duyệt Power Point trong phần này, với mỗi thành phần thamgia vào quá trình giải mã chúng ta đều có thể minh hoạ bằng một hình ảnh kèmtheo để cho học sinh dễ nhớ

Riêng đối với ribôxôm là nơi sẽ diễn ra quá trình tổng hợp prôtêin, chúng tacần đặc biệt lu ý các em về các trạng thái tồn tại của nó

Và để học sinh dễ nhớ, chúng ta có thể tạo ra hiệu ứng mô hình động:

+ Trớc khi tiến hành tổng hợp prôtêin, khi cha có mặt mARN, ribôxôm gồm

2 tiểu phần tồn tại độc lập, nằm tách riêng nhau

ở sinh vật nhân sơ,một tiểu phần có kích thớc 30S và một tiểu phần có kíchthớc 50S

+ Chỉ khi có mặt mARN, hai tiểu phần mới cùng tiến đến liên kết vào một

đầu mút của mARN tại vị trí mã mở đầu AUG (đầu 5')

Kích thớc của ribôxôm lúc bấy giờ là 70S

Trang 7

Trong tiểu phần lớn của ribôxôm lại đợc chia làm hai vị trí nhỏ: một là vị trípeptit và hai là vị trí amin

Mỗi vị trí tơng ứng với 1 bộ ba

Có 1 điều đáng lu ý ở đây là cả trong sách giáo khoa lẫn sách giáo viên đềukhông hề có một lời bình chú, giải thích gì về lí do tại sao lại đặt tên cho mỗi vị trítrên ribôxôm là Peptit và Amin

Để tránh gây thắc mắc, hoang mang cho học trò khi theo dõi đến phần này,tôi chủ động chú thích luôn về chức năng, ý nghĩa của mỗi vị trí ngay trên sơ đồ(chỗ vừa bị để trống) để các em học sinh tiện hình dung, theo dõi

Trang 8

Khi diễn ra sự tổng hợp prôtêin, ở

ribôxôm tạo thành 2 khu chức năng khác

nhau Khu A là khu nhận aminoaxil-tARN

mới đ a vào Khu P chứa peptiđil-tARN

mang chuỗi polipeptit đang đ ợc tổng hợp

lúc đó Mỗi vị trí t ơng ứng với một bộ ba.

- Là quá trình chuyển mã di truyền chứa trong mARN thành trình tự các axit amin trong chuỗi polipeptit của prôtêin (tổng hợp prôtêin)

Sau đó tôi cho các em chuyển sang nghiên cứu phần nội dung thứ hai củamục

2 Diễn biến quá trình sao mã.

a) Hoạt hoá axit amin.

ở mục này để học sinh dễ hình dung và dễ nhớ quá trình hoạt hoá axit amindiễn ra nh thế nào, chúng ta có thể minh hoạ cấu trúc của axit amin tự do (khi cha

đợc hoạt hoá) là một hình tròn có màu xanh nhạt, ATP là một hình tròn màu đỏ,còn enzim thì màu vàng nhấp nháy để tạo cảm giác hoạt tính mạnh

Dới tác dụng của enzim, axit amin tự do dễ dàng liên kết đợc với hợp chấtgiàu năng lợng ATP để tạo thành axit amin dạng hoạt hoá

ứng dụng trình duyệt Power Point trong phần này, chúng ta có thể tạo hiệuứng cho axit amin tự do và ATP cùng di chuyển (theo đờng dẫn màu xanh) đếnliên kết với nhau-dới tác dụng của enzim - tạo nên phức hợp axit amin dạng hoạthoá (axit amin đã chuyển màu)

Axit amin sau khi đã đợc hoạt hoá thì dới tác dụng của một enzim khác nó dễdàng liên kết với tARN để tạo thành phức hợp aa-tARN

Trang 9

Phần này, cũng hoàn toàn tơng tự, chúng ta có thể tạo hiệu ứng cho axit amin

đã đợc hoạt hoá và tARN cùng di chuyển (theo đờng dẫn màu đỏ) đến để liên kếtvới nhau-dới tác dụng của một enzim khác- tạo nên phức hợp aa-tARN

Nh vậy sản phẩm của quá trình hoạt hoá aa chính là aa liên kết đợc vớitARN

b) Dịch mã và quá trình hình thành chuỗi pôlipeptit.

Chúng ta có thể chia quá trình dịch mã làm 3 giai đoạn: khởi đầu, kéo dài vàkết thúc

- Giai đoạn 1: Sự khởi đầu tổng hợp chuỗi polipeptit

+ mARN tiếp xúc với ribôxôm ở vị trí mã mở đầu (codon mở đầu)

+ tARN mang a.a mở đầu f.Met tiến vào ribôxôm

ứng dụng trình duyệt Power Point trong phần này, đầu tiên chúng ta có thểtạo hiệu ứng cho hai tiểu phần lớn - bé của ribôxôm xuất hiện, lúc đầu chúng vẫncòn tách rời nhau

Sau đó khi có mặt mARN, chúng mới di chuyển (theo đờng dẫn màu xanh)

để đến cùng liên kết với mARN ở vị trí mã mở đầu (codon mở đầu)

Tiếp theo, tARN mang axit amin mở đầu f.Met tiến vào ribôxôm (theo đờngdẫn màu đỏ)

Trang 10

Nhìn trên mô hình các em có thể thấy rất rõ đối với codon mở đầu là AUGthì anticodon tơng ứng trên tARN chỉ có thể là UAX và axit amin mở đầu tơngứng chỉ có thể là Metionin ở sinh vật nhân sơ.

1 Khái niệm

2 Diễn biến của quá trình giải mã

a) Hoạt hoá axit amin:

b) Giải mã và hình thành chuỗi polipeptit

+ mARN tiếp xúc với ribôxôm ở vị trí codon mở đầu

+ tARN mang a.a mở đầu (Met-tARN) tiến vào vị trí codon mở đầu,

anticodon t ơng ứng trên tARN của nó khớp bổ sung với codon mở đầu trên mARN

A

U X Met

5’A U G G U X U A U U U U G A A U A G3’

A

U X Met

A

U X Met

II Giải mã

Nh vậy, với mô hình động về sự khởi đầu tổng hợp chuỗi polipetit, chúng ta

có thể cho học sinh nắm bắt toàn bộ cơ chế giai đoạn khởi đầu một cách rất dễdàng mà không cần phải mất nhiều thời gian cho thuyết trình

Giáo viên chỉ cần nhấn mạnh về sự quy định chặt chẽ giữa codon mở đầu trênmARN với anticodon tơng ứng trên tARN theo nguyên tắc bổ sung, và giữaanticodon tơng ứng trên tARN với axit amin là đợc

Sau đó chúng ta cho học sinh chuyển sang nghiên cứu giai đoạn thứ hai:

- Giai đoạn 2: Sự kéo dài chuỗi polipeptit

+ Aa1- tARN tới vị trí bên cạnh ,đối mã của nó khớp với mã của aa thứ nhấttrên mARN theo nguyên tắc bổ sung

Trang 11

ứng dụng trình duyệt Power Point trong phần này, trên cơ sở mô hình đangsẵn có (trên màn hình), đầu tiên chúng ta cho aa1- tARN xuất hiện

Tiếp theo, aa1- tARN tiến vào ribôxôm (theo đờng dẫn màu xanh), tới vị tríbên cạnh (ngay sau codon mở đầu)

Lúc này, để phát huy tính tích cực, chủ động của học trò chúng ta có thể đặtcâu hỏi hoặc yêu cầu học sinh nhận xét về mối quan hệ giữa codon thứ nhất trênmARN với anticodon tơng ứng trên tARN và axit amin thứ nhất

+ Enzim xúc tác tạo thành liên kết peptit giữa aa mở đầu và aa thứ nhất

Để học sinh dễ hình dung, đầu tiên chúng ta cho hình ảnh enzim xuất hiện.Tiếp theo, enzim tiến vào vị trí giữa hai axit amin (theo đờng dẫn màu đỏ)  hình

ảnh liên kết peptit đợc tạo thành đồng thời 1 phân tử nớc đợc giải phóng (đi ratheo đờng dẫn màu tím)

1 Khái niệm

-Giai đoạn 2: Sự kéo dài chuỗi polipeptit

+ Aa 1 – tARN tới vị trí bên cạnh, anticodon của nó khớp bổ sung với codon của aa thứ nhất ngay sau codon mở đầu

+ Enzim xúc tác tạo thành liên kết peptit giữa aa mở đầu và aa thứ nhất

A

U X Met

A

X G

Val

H 2 O

Trang 12

+ Ribôxôm dịch chuyển đi 1 bộ 3 trên mARN (sự chuyển vị)

ứng dụng trình duyệt Power Point trong phần này, ngay sau khi liên kếtpeptit giữa aa mở đầu và aa thứ nhất (mà trong mô hình này là giữa Met và Val)vừa đợc tạo thành, chúng ta có thể tạo hiệu ứng cho ribôxôm dịch chuyển đi 1 bộ

1 Khái niệm

+ Enzim xúc tác tạo thành liên kết peptit giữa aa mở đầu và aa thứ nhất + Ribôxôm dịch chuyển đi 1 bộ 3 trên mARN.

A

U X

Met

II Giải mã

U

A A Tir

Trang 13

thời tARN của aa mở đầu lúc bấy giờ đã hoàn thành xong nhiệm vụ nên liền rờikhỏi ribôxôm (Sự dịch chuyển của aa2- tARN và tARN mở đầu diễn ra theo đờngdẫn màu xanh).

+ Liên kết peptit giữa aa1 và aa2 đợc tạo thành Sự chuyển vị lại xảy ra

Enzim lại xuất hiện, tiến tới (theo đờng dẫn màu đỏ) xúc tác cho quá trìnhhình thành liên kết peptit giữa aa1(Val) và aa2(Tir), đồng thời 1 phân tử nớc lại đợcgiải phóng (đi ra theo đờng dẫn màu tím)

II –Giải mã

1 Khái niệm

+ Enzim xúc tác tạo thành liên kết peptit giữa aa mở đầu và aa thứ nhất + Ribôxôm dịch chuyển đi 1 bộ 3 trên mARN, đồng thời tARN (đã mất axit amin mở đầu) rời khỏi ribôxôm

+ Aa 2 - tARN tiến vào ribôxôm , anticodon của nó khớp bổ sung với

codon của aa thứ 2 trên mARN.

Ribôxôm lại dịch chuyển, quá trình cứ nh thế tiếp diễn

Đến đây giáo viên có thể hỏi:

- Chuỗi polipetit đợc kéo dài theo chiều nh thế nào? (Từ 5’  3’ hay từ codon

Định dạng
Số trang	27
Dung lượng	1,48 MB