Kiến thức: - Nêu được thành phần hóa học, tính đặc trưng và đa dạng của ADN - Mô tả cấu trúc không gian của AND và ghú ý nguyên tắc bổ sung của các cặp Nu - Vận dụng kiến thức toán: Giải[r]
(1)PHIẾU THÔNG TIN VỀ GIÁO VIÊN - Sở Giáo dục và Đào tạo tỉnh Thái Nguyên - Phòng Giáo dục và Đào tạo Đồng Hỷ - Trường THCS Hợp Tiến - Địa chỉ: Xã Hợp Tiến, Đồng Hỷ, Thái Nguyên - Gmail: info@123doc.org - Họ và tên giáo viên: Lâm Văn Tuấn - Điện thoại: 0968828390; Email: info@123doc.org (2) TÊN CHỦ ĐỀ “ TÍCH HỢP VAI TRÒ CỦA ADN TRONG THỰC TIỄN VÀ SỬ DỤNG KIẾN THỨC TOÁN LỚP ĐỂ GIẢI BÀI TẬP SINH - BÀI 15: AND ” I MỤC TIÊU: Qua bài học HS cần đạt được: Kiến thức: - Nêu thành phần hóa học, tính đặc trưng và đa dạng ADN - Mô tả cấu trúc không gian AND và ghú ý nguyên tắc bổ sung các cặp Nu - Vận dụng kiến thức toán: Giải bài toán cách lập hệ phương trình và phương pháp để tính toán ADN Kỹ năng: - Kỹ quan sát tranh H 15 để thấy cấu tạo hóa học phân tử ADN cấu trúc không gian phân tử AND - Kỹ giải bài toán liên quan đến nucleotit ADN Thái độ: - Ý thức vai trò AND - HS thấy vai trò toán học việc học tập môn sinh học II ĐỐI TƯỢNG CỦA BÀI HỌC: HS khối lớp 9: + Lớp 9C: Tổng số 27 học sinh III Ý NGHĨA CỦA BÀI HỌC: Nhằm nâng cao ý thức HS liên quan môn học với các lĩnh vực khác đời sống xã hội trường THCS đặc biệt là liên quan giữ môn toán với môn sinh học và việc vận dụng các kiến thức môn toán vào giải bài tập sinh học, hay môn mĩ thuật với môn sinh Giáo viên sử dụng kiến thức toán học để nâng cao hiệu bài giảng giúp HS linh hoạt việc giải bài tập sinh quá trình học tập trường học nâng cao môn sinh sau (3) Bài giảng tích hợp với nội dung các môn học thuộc các lĩnh vực khác đó là: Toán học, hoá học, mĩ thuật, giáo dục công dân Cụ thể sau: * Với môn hoá học: + Về kiến thức: Các em thấy liên hệ môn sinh với môn hoá học biết thành phần hoá học để tạo nên các nucleotit ADN gồm các nguyên tố là C, H, O, N, P + Về kĩ năng: Quan sát hình ảnh HS thấy vị trí các nguyên tố hoá học trên các nucleotit * Với môn giáo dục công dân: + Về kiến thức: Thông qua kiến thức cấu tạo ADN học sinh hiểu ứng dụng lĩnh vực an ninh đó là việc phân tích mẫu ADN việc truy tìm tội phạm Cũng ứng dụng khác Y học đó là lập đồ gen người Hay việc phân tích ADN để tìm người thân, hay mộ liệt sĩ,… + Về kĩ năng: Tiếp tục rèn luyện cho các em kĩ phân tích, suy luận, liên hệ thực tế Cũng kĩ tự bảo vệ thân hay người sống * Với môn mĩ thuật: + Về kiến thức: Thông qua cấu trúc không gian phân tử ADN các em thấy ứng dụng nó lĩnh vực kiến trúc Người ta dựa vào cấu trúc AND xây dựng vẽ các công trình kiến trúc và tiến hành xây dựng + Về kĩ năng: Quan sát và tư hình ảnh * Với môn toán học: + Về kiến thức: Phân tử ADN tạo thành từ các đơn phân là A, T, G, X Chúng xếp theo nguyên tắc bổ sung Với phân tử ADN thì số lượng các nucleotit không giống dó đó chúng ta có thể tính toán số lượng các nucleotit Có khá nhiều bài tập cho nội dung này Nếu vận dụng phương pháp giải toán lớp 9: Giải bài toán cách lập phương trình và giải toán phương pháp thì việc làm các bài tập liên quan đến ADN đơn giản nhiều (4) + Về kĩ năng: Rèn cho các em kĩ vận dụng kiến thức môn toán lớp để giải bài tập sinh liên quan đến ADN IV THIẾT BỊ DẠY HỌC: - GV: + Tranh H 15, mô hình AND + Giáo án điện tử + Máy tính, máy chiếu V HOẠT ĐỘNG VÀ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC: Phương pháp dạy học : - Quan sát, đàm thoại, nêu và giải vấn đề - Kiểm tra đánh giá nhận thức HS Ổn định: - Kiểm tra sĩ số: 9C: 27/27 Kiểm tra bài cũ: Không Bài học: Hoạt động 1: Tìm hiểu cấu tạo hóa học phân tử AND TG Hoạt động GV – HS 15’ Cấu - GV: Chiếu hình 15 SGK và hình ảnh minh họa cấutrúc tạo hóa học AND cho HS hoá quan sát: học ADN Nội dung Cấu tạo hóa học phân tử ADN: Yêu cầu HS nghiên cứu thông tin SGK trả lời câu hỏi: ? ADN tạo nên - ADN là axit Nuclêic, cấu tạo từ các nguyên tố hóa học nào? nguyên tố C, H, O, N và P (5) - HS: Quan sát hình chiếu kết hợp thông tin SGK trả lời, yêu cầu nêu được: + ADN là axit Nuclêic, cấu tạo từ các nguyên tố C, H, O, N và P - GV: Nhận xét, chốt lại Tiếp tuc đưa câu hỏi: ? Tại nói ADN thuộc loại đại phân tử ?Được cấu tạo theo nguyên tắc nào? - HS: Suy nghĩ kết hợp thông tin SGK nêu được: + ADN thuộc loại đại phân tử vì có kích thước và khối lượng lớn + ADN cấu tạo theo nguyên tắc đa phân mà các đơn phân là các Nuclêootit gồm loại: A, T, G, X - GV: Nhận xét, trên hình vẽ và chốt lại Yêu cầu HS suy nghĩ câu trả lời: ? Với loại nucleotit có thể tạo bao nhiêu cách xếp khác trên mạch AND? - HS: Suy nghĩ trả lời - GV: Nhận xét Thuyết trình:4 loại Nu liên kết với nhau, xếp nhiều cách khác tạo vô số loại ADN khác Vậy các em hãy thảo luận nhóm phút câu hỏi: ? Vì ADN có tính đa dạng và đặc thù ? - HS Dựa vào điều trên thảo luận theo nhóm trả lời, nhận xét Yêu cầu thống được: + ADN có tính đa dạng và đặc thù là thành phần, số lượng và trình tự xếp các loại Nuclêootit - GV: Nhận xét Vậy Tính đa dạng và đặc thù AND có ý nghĩa gì sinh vật ? - ADN thuộc loại đại phân tử, có kích thước và khối lượng lớn - ADN cấu tạo theo nguyên tắc đa phân mà các đơn phân là các Nuclêootit gồm loại: A, T, G, X - ADN có tính đa dạng và đặc thù là thành phần, số lượng và trình tự xếp các loại Nuclêootit (6) - HS: Suy nghĩ trả lời, nêu được: + Tính đa dạng và đặc thù ADN là sở phân tử cho tính đa dạng và đặc thù các loài sinh vật ( - GV: Đưa nội dung tích hợp ) - GV: Chiếu sơ đồ: 2n n 2n Sau đó nêu câu hỏi: ? Em có nhận xét gì hàm lượng ADN tế bào? - HS: Quan sát sơ đồ, suy nghĩ trả lời Yêu câu nêu được: + Trong giao tử hàm lượng ADN giảm nửa và sau thụ tinh hàm lượng ADN lại phục hồi hợp tử - GV: Nhận xét và chuyển ý - Tính đa dạng và đặc thù ADN là sở phân tử cho tính đa dạng và đặc thù các loài sinh vật - Trong giao tử hàm lượng ADN giảm nửa và sau thụ tinh hàm lượng ADN lại phục hồi hợp tử * Tích hợp vai trò ADN lĩnh vực an ninh xã hội, Y học: Khi chốt kiến thức tính đa dạng và đặc thù ADN giáo viên đưa câu chuyện an ninh: “ Vào năm 2003 Tân Uyên, Bến Cát huyện Thủ Dầu tỉnh Bình Dương có tên cướp chuyên hoạt động vào lúc trời tối, mục đích kẻ tội phạm là cướp nữ trang và cưỡng hiếp phụ nữ Hắn đã thực trót lọt 12 vụ cướp, hiếp phụ nữ Lần thứ 13 bị nạn nhân là chị Bích 27 tuổi cắn đứt mẩu tai, tên cướp đã vùng chạy thoát Tại trường quan công an đã thu mẩu tai và tóc kẻ phạm tội, qua lời kể nạn nhân ngoại hình kẻ tội phạm, quan CA đã khoanh 19 người tình nghi để điều tra và đến tháng năm 2006 tên tội phạm đã bị bắt và trước chứng không thể chối cãi đã khiến phải cúi đầu nhận tội” GV đưa câu hỏi: ? Theo các em dựa vào mẫu tóc và mẩu tai kẻ tội phạm mà công an tỉnh Bình Dương đã bắt tên tội phạm nguy hiểm này ? - HS: Suy nghĩ trả lời và nêu được: Mẫu ADN trên tóc đã tố cáo kẻ phạm tội (7) Mẫu tóc và mẩu tai kẻ phạm tội- Cấu trúc gen tóc và tai kẻ phạm tội - GV: Nhận xét và bổ sung thêm: Lời kể nạn nhân đặc biệt là mẫu ADN trên tóc và mẩu tai đã khiến tên tội phạm phải cúi đầu nhận tội Nhờ giúp đơc các cán giám định Trung tâm phân tích ADN và công nghệ di truyền mà kẻ phạm tội bị đưa ánh sáng => Như dựa vào tính đặc thù ADN giúp Khoa học hình điều tra tội phạm có thể sử dụng ADN thu nhận từ máu, tinh dịch hay lông, tóc thủ để lại trên trường mà điều tra, giám định vụ án Lĩnh vực này gọi là kỹ thuật vân tay ADN (genetic fingerprinting) hay ADN profiling (kỹ thuật nhận diện ADN) Vì các em hãy biết cách bảo vệ mình rơi vào hoàn cảnh này Không phân tích mẫu ADN lập đồ gen người ứng dụng lĩnh vực Y học Hay lĩnh vực tìm thân nhân, dựa vào mẫu AND - gen có thể xác định chính xác đối tượng theo huyết thống, Lập đồ Gen (8) Truy bắt tội phạm Giám định (GV đưa hình ảnh minh hoạ) Trung phân tích ADN và Các cán giám định ADN công nghệ di truyền phòng TN (9) Hoạt động 2: Tìm hiểu cấu trúc không gian phân tử ADN TG 20’ Hoạt động GV – HS - GV: Chiếu lại hình 15 và hình ảnh nhà bác học Oatxơn – Crick sau đó giới thiệu mô hình Oatxơn – Crick phát minh năm 1953 - GV hướng dẫn HS quan sát mô hình phân tử AND suy nghĩ trả lời câu hỏi: ? Hãy mô tả cấu trúc không gian phân tử AND? - HS nghiªn cøu th«ng tin môc II SGK, quan s¸t m« h×nh ADN tr¶ lêi câu hỏi, nhận xét, bổ sung Yêu cầu trình bày được: + Phân tử ADN là chuỗi xoắn kép, gồm mạch đơn xoắn đặc quanh trục theo chiều từ trái sang phải ( xoắn phải ) - GV: Nhận xét sau đó Nội dung Cấu trúc không gian ADN: - Phân tử ADN là chuỗi xoắn kép, gồm mạch đơn xoắn đặc quanh trục theo chiều từ trái sang phải ( xoắn phải ) - Mỗi chu kì vòng xoắn dài 34A0 gồm 10 cặp Nu, đường kính vòng xoắn là 20A0 Nu dài 3,4 A0 (10) trình bày lại trên mô hình cho HS hiểu GV thuyết trình ưng dụng cấu trúc ADN thực tế * Nội dung tích hợp liên quan đến kiến trúc xây dựng và mĩ thuật nói cấu trúc không gian ADN: Trong thực tế có nhiều công trình kiến trúc xây dựng mô theo cấu trúc không gian ADN: - GV: vừa thuyết trình vừa giới thiệu số hình ảnh: Cao ốc mang tên Agora Garden TP Đài Bắc (Đài Loan) cty Bỉ xây dựng, dự kiến hoàn thành vào năm 2016 Lấy cảm hứng từ mô hinh ADN tạo khu vườn treo Có 20 tầng tầng 20 hộ.- (11) - Chiếc cầu dài 280m thiết kế dựa trên cảm hứng mô hình ADN dành cho người Du lịch Singapore (12) Góc khác cây cầu - Thậm chí làm cầu thang dựa theo ý tưởng mô hình ADN: TG Hoạt động GV – HS - GV: Chốt sau đó cho HS quan sát lại hình 15.1 SGK tiếp tục nêu câu hỏi: Nội dung (13) ?Các loại Nu nào mạch đơn liên kết với thành cặp? - HS: tiếp tục quan sát và xuy nghĩ trả lời Cần nêu được: + Các Nu liên kết với theo nguyên tắc bổ sung : A liên kết với T, G liên kết với X và ngược lại T liên kết với A, X liên kết với G - GV: Chuẩn lại kiến thức cho HS sau đó chiếu hình ảnh trình tự mạch đơn và nêu câu hỏi: -A –T- G - G- X - T- A - G - T -X ? Trình tự các đơn phân trên đoạn m¹ch t¬ng øng sÏ nh thÕ nµo ? - HS : Dựa vào nguyên tắc bổ sung hoàn thành trình tự mạch còn lại, sau đó HS ên bảng trình bày - GV : Nhận xét và đưa đáp án Nêu câu hỏi : ? Hệ nguyên tắc bổ sung thể điểm nào? - HS : Dựa vào điều trên suy nghĩ trả lời, các nhóm nhận xét, bổ sung - GV chèt l¹i trªn m« h×nh AND Chiếu bảng: Tỉ lệ ( A+T ) / ( G+X ) Loài - Các Nu liên kết với theo nguyên tắc bổ sung : A liên kết với T, G liên kết với X và ngược lại T liên kết với A, X liên kết với G Tạo nên tính chất bổ sung mạch đơn * Hệ nguyên tắc bổ sung : - Khi biết trình tự xếp các Nu mạch => biết mạch - Về tỉ lệ các loại Nu : A = T ; G = X => A+G = T + X => ( A +G ) / (T + X) = Người 1,52 Gà 1,38 Cá hồi 1,43 Yêu cầu HS dựa vào bảng trên suy nghĩ trả lời câu hỏi: A+T ? Em có nhận xét gì tỉ G+X lệ ADN các loài khác nhau? - HS: Dựa vào số liệu bảng trên suy nghĩ trả lời được: + Tỉ lệ đó các loài khác thì khác và đặc trưng cho loài - GV: Nhận xét, chốt lại Trong phân tử ADN thì số nu là xác định và số nu loại Làm nào để tính đươc chúng? - Giáo viên đưa số công thức liên quan đến tính toán AND sau đó cho - Tỉ số ( A +T ) / (G + X) các AND khác thì khác và đặc trưng cho loài * Bài tập : (14) HS làm bài tập cách tính số nucleotit phân tử AND GV đưa bài tập sau đó hưỡng dẫn HS sử dụng phương pháp giải bài toán lập phương trình và phương pháp - HS: ghi chép các công thức và theo dõi GV làm mẫu - GV: Chia nhóm HS sau đó cho HS Một số công thức : L = (N /2) x 3,4 N = (L /3,4) x Trong đó : + L : Là chiều dài gen hay phân tử ADN ( Đơn vị A0) + N : Là tổng số nu gen hay phân tử ADN + 3,4 là khoảng cách nu liên tiếp trên mạch C = N/20 với C là số chu kì xoắn hay vòng xoắn phân tử ADN M = N x 300 ( đv.C ) Với M là khối lượng phân tử ADN tinh theo đv.C 300 là khối lượng nu Đổi đơn vị : 1micromet = 104A0 Bài toán 1: Một phân tử ADN có chiều dài 0,51 micromet Số nu loại Adenin nhiều loại Guanin là 300 a Xác định số nuclêotit gen? b Số Nu loại gen ? Phần lời giải bài tập: Giải :Chiều dài phân tử ADN trên Tính các nu theo cách: là : Cách : Giải lập hệ PT : L = 0,51 micromet = 0,51 x 104 = 5100 Từ và ta có hệ phương trình : A0 2A + 2G = 3000 (1) a Tổng số nu phân tử ADN : A – G = 300 (2) ADCT: Giải hệ PT trên ta : N = (L /3,4) x 2= (5100/3,4) x = A= 900 => T = 900 3000 nu G= 600 => X = 600 b.Số nu loại : Cách : Sử dụng phương pháp thế: Ta có : N = A + T + G + X = 3000 Từ ta có : Mặt khác theo NTBS :A = T ; G = X A = G + 300 nên ta có : Thế vào ta : (3) (15) N = 2A + 2G ( hoặc= 2T + 2X) = 3000 2( G+300) + G = 3000 => 2A + 2G = 3000 ó 4G + 600 = 3000 (1) Theo đầu bài : Số nu loại Adenin nhiều ó G = 600 => T = 600 loại Guanin là 300nu Nên ta có : Thay G = 600 vào (2) ta : A – G = 300 (2) A = 900 => T = 900 Vậy : A = T = 900 G = X = 600 VI KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HỌC TẬP Cho HS làm bài tập củng cố: 3’ C©u 1: Tính đặc thù cuả lọai ADN yếu tố nào sau đây qui định ? a, Số lượng , thành phần và trình tự xếp các nucleotit phân tử ADN b, Hàm lượng ADN nhân tế bào c, Tỉ lệ ( A+T ) / ( G+X ) phân tử ADN d, Cả b và c C©u 2: Theo NTBS thì mặt số lượn đơn phân trường hợp nào sau đây đúng? a) A + G = T + X b) A = T ; G = X c) A + T + G = A + X + T d) A + X + T = G + X + T Sau đó cho HS làm giấy kiểm tra bài tập: 7’ Bài tập 2: Một phân tử ADN có 1000 vòng xoắn, số nu loại Guanin 1,5 lần số nu loại Adenin a Tính tổng số nu phân tử ADN trên và chiều dài nó b Tính số nu loại a Tổng số nu phân tử ADN : Tính số nu các loại theo cách: ADCT : Cách : Phương pháp : C = N/20=> N = C.20 = 1000.20 = Thế vào ta : (16) 20000 nu 2A + 3A = 20000 + Chiều dài phân tử ADN : A = 4000 => T = 4000 ADCT : L = (N/2) x 3,4 =>L = 34000 Thay A vào ta : Ao G = 6000 => X = 6000 b Tính số nu loại : Cách :Lập hệ PT : Theo ý a ta có : N = 20000 nu Từ =.> 3A – 2G = A + T + G + X = 20000 Từ và ta có hệ : Mặt khác theo NTBS :A=T ; G=X 2A + 2G = 20000 (1) Theo đầu bài : (3) 2A + 2G = 20000 (1) 3A – 2G = (3) Giải hệ trên ta : Số nu loại Guanin 1,5 nửa số nu A= 4000 => T = 4000 loại Adenin Nên ta có : G= 6000 => X = 6000 G = 1,5A = 3/2A => 3A = 2G Bài tập giao nhà: (2) Một phân tử ADN có 20 000 vòng xoắn, số nu loại Guanin nửa số nu loại Adenin a Tính tổng số nu phân tử ADN trên và chiều dài nó b Tính số nu loại VII MINH CHỨNG KẾT QUẢ BÀI HỌC: Kết kiểm tra sau bài học: Tại lớp 9C với 27 HS Điểm Số HS đạt điểm 9,10 7,8 14 5,6 Dưới (17)