Giáo án Bài 16: Công nghệ tế bào Sinh học 10 Cánh diều

Trường: …………………….

Tổ: ………………………….

Họ và tên giáo viên:

………………………………..

Hoạt động của giáo viên - học sinh

Nội dung kiến thức

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ:

- Giáo viên yêu cầu HS quan sát hình ảnh và trả lời câu hỏi.

+ Dựa vào hiểu biết của mình, em hãy cho biết làm thế nào tạo ra cam và dưa hấu không hạt?

- HS tiếp nhận nhiệm vụ.

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ:

- HS qua sát hình ảnh, kết hợp kiến thức bản thân để trả lời câu hỏi.

- GV gợi ý nếu cần thiết.

Bước 3: Báo cáo, thảo luận:

- GV yêu cầu 2 – 3 HS đưa ra ý kiến.

Bước 4: Kết luận, nhận định:

- GV nhận xét, tổng hợp ý kiến.

- GV ghi nhận những đóng góp của HS, dẫn dắt vào bài học: Hiện nay, trong nông nghiệp trồng trọt các giống cây trồng không hạt cho năng suất cao rất được ưa chuộng như: sầu hạt lép, ổi không hạt, nho không hạt, dưa hấu không hạt hay trong y học nhờ những bước tiến về nghiên cứu tế bào học người ta đã cứu sống được nhiều người nhờ phương pháp ghép tạng và còn nhiều ứng dụng hiểu biết khác về tế bào để tìm hiểu rõ hơn về vấn đề này chúng ta cùng tìm hiểu - Bài 16: Công nghệ tế bào.

- Các câu trả lời của HS về câu hỏi mở đầu.

Hoạt động của giáo viên - học sinh

Dự kiến sản phẩm

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS làm việc theo cặp đôi, đọc thông tin mục I để tìm hiểu khái quát về công nghệ tế bào.

- GV đặt câu hỏi thảo luận cho HS:

+ Công nghệ tế bào là gì?

+ Công nghệ tế bào phát triển dựa trên nền tảng của những lĩnh vực nào?

+ Các đối tượng nghiên cứu của công nghệ tế bào là gì?

- HS tiếp nhận nhiệm vụ.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- Các nhóm đôi đọc thông tin SGK tr. 95, suy nghĩ, trả lời các câu hỏi của GV.

- GV theo dõi, hỗ trợ HS khi cần thiết.

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

- GV mời đại diện 2-3 HS trả lời câu hỏi.

- Các HS khác nhận xét, bổ sung ý kiến (nếu có).

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

- GV đánh giá, nhận xét câu trả lời của HS và chuyển sang nội dung tiếp theo.

I. Công nghệ tế bào

- Công nghệ tế bào là một lĩnh vực của công nghệ sinh học, bao gồm các quy trình kỹ thuật chọn tạo và nuôi cấy tế bào, mô trong ống nghiệm (in vitro) nhằm duy trì và tăng sinh tế bào, mô; từ đó sản xuất các sản phẩm phục vụ đời sống con người.

- Công nghệ tế bào được phát triển dựa trên nền tảng kết hợp của một số lĩnh vực như sinh học tế bào, sinh học phân tử, …

- Công nghệ tế bào bao gồm công nghệ tế bào thực vật và công nghệ tế bào động vật.

Hoạt động của giáo viên – học sinh

Dự kiến sản phẩm

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS đọc thông tin và quan sát hình ảnh trong mục 1 phần II (SGK tr.95 - 96) để tìm hiểu về nguyên lý công nghệ tế bào.

- GV yêu cầu HS thảo luận, hoàn thành Phiếu học tập số 1 (Phiếu học tập ở phần Hồ sơ học tập).

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS nghiên cứu thông tin, quan sát hình ảnh SGK, thảo luận để hoàn thành phiếu học tập.

- GV theo dõi, hỗ trợ HS khi cần thiết.

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

- GV mời đại diện các nhóm trình bày kết quả thảo luận.

- Các nhóm khác nhận xét, bổ sung ý kiến (nếu có).

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

- GV đánh giá, nhận xét câu trả lời của HS, chuẩn kiến thức, chuyển sang hoạt động tiếp theo.

II. Nguyên lý công nghệ tế bào

- Tính toàn năng của tế bào là khả năng một tế bào phân chia, phát triển thành mô, cơ quan, cơ thể hoàn chỉnh trong môi trường thích hợp.

- Biệt hóa là quá trình một tế bào biến đổi thành một loại tế bào mới, có tính chuyên hóa về cấu trúc và chức năng; từ đó phân hóa thành các mô, cơ quan đặc thù trong cơ thể.

- Phản biệt hóa là quá trình kích hoạt tế bào đã biệt hóa thành tế bào mới giảm hoặc không còn tính chuyên hóa về cấu trúc và chức năng.

Hoạt động của giáo viên - học sinh

Dự kiến sản phẩm

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV giữ nguyên nhóm học tập như trong hoạt động trước, yêu cầu các nhóm đọc thông tin mục III (SGK tr.96 - 97) để tìm hiểu thông tin về một số thành tựu của công nghệ tế bào thực vật.

Một số loại trái cây không hạt

- GV sử dụng kĩ thuật khăn trải bàn, yêu cầu các nhóm thảo luận hoàn thành Phiếu học tập số 2. (Phiếu học tập ở phần Hồ sơ học tập).

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- Các nhóm nghiên cứu thông tin và quan sát các hình ảnh trong SGK, thảo luận, hoàn thành phiếu học tập.

- GV theo dõi, hỗ trợ HS khi cần thiết.

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

- GV mời lần lượt các nhóm trình bày kết quả thảo luận của nhóm mình.

- GV chuẩn kiến thức sau mỗi phần trình bày của HS.

- Các nhóm còn lại lắng nghe, ghi chép, hoàn thiện kiến thức.

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

- GV đánh giá, nhận xét mức độ hoàn thành nhiệm vụ của các nhóm thông qua phiếu học tập.

- GV cho HS xem một video ngắn để biết thêm thông tin về thành tựu của công nghệ tế bào thực vật và chuyển sang nội dung tiếp theo.

III. Một số thành tựu của công nghệ tế bào thực vật

1. Nhân nhanh các giống cây trồng

Công nghệ tế bào thực vật được ứng dụng để nhân nhanh các giống cây trồng (vi nhân giống), đặc biệt là các giống quý hiếm như các cây dược liệu, cây gỗ quý, cây thuộc loài nằm trong danh sách đỏ (ví dụ: lam kim tuyến, sâm ngọc linh, …). Từ mảnh lá, thân, rễ, … của cây mẹ, trải qua giai đoạn phản biệt hóa, công nghệ nhân giống in vitro đã tạo ra mô sẹo, từ đó phát triển thành nhiều cây con.

Vi nhân giống cũng là quy trình để tạo ra các giống cây sạch bệnh virus (kĩ thuật nuôi cấy mô phân sinh, tạo hạt giống nhân tạo) và tạo ra nguyên liệu khởi đầu cho các quy trình nuôi dịch huyền phù tế bào động vật, chuyển gene vào tế bào thực vật.

2. Tạo giống cây trồng mới

Bằng kỹ thuật dung hợp tế bào trần (là kĩ thuật loại bỏ thành tế bào và lai giữa các tế bào cùng loài hoặc khác loài). Tế bào lai được tạo ra sẽ được tiếp tục nuôi cấy in vitro để tạo giống cây lai, mang các đặc tính tốt của hai dòng tế bào ban đầu.

Dung hợp dòng tế bào trần đơn bội (n) với dòng tế bào trần lưỡng bội (2n) cùng loài được sử dụng trong tạo các giống cây tam bội (3n) không hạt (ví dụ: dưa hấu không hạt, bưởi và cam không hạt, ...).

Chuyển các gene kháng sâu bệnh, kháng thuốc diệt cỏ hoặc các gene hỗ trợ nâng cao chất lượng cây trồng đã được thực hiện trên cây đậu tương, khoai tây, ngô, bông, ...

Gene quy định protein kháng nguyên của một số bệnh virus trên động vật nuôi (ví dụ: Kháng nguyên H5N1, H3N1, ... gây bệnh cúm gia cầm) cũng được chuyển vào một số loại cây. Các gene này tổng hợp các protein kháng nguyên trong các cây được chuyển gene, từ đó sản xuất vaccine ăn được (sản phẩm có chứa kháng nguyên của vi sinh vật gây bệnh, gây kích thích miễn dịch khi ăn vào).

3. Sản xuất các chất có hoạt tính sinh học trong tế bào thực vật

cho phép sản xuất các chất có hoạt tính sinh học từ các dòng tế bào tự nhiên của các cây dược liệu hoặc từ dòng tế bào thực vật mang gene tái tổ hợp. Ví dụ: một số vaccine ăn được, hormone sinh trưởng của thực vật và động vật.

Hoạt động của giáo viên - học sinh

Dự kiến sản phẩm

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu các nhóm đọc thông tin mục IV (SGK tr.97 - 99) để tìm hiểu về một số thành tựu của công nghệ tế bào động vật.

- GV tổ chức cho HS hoạt động theo mảnh ghép và thảo luận các nội dung:

+ Nhóm 1: Tìm hiểu về thành tựu của công nghệ tế bào động vật trong việc tạo mô, cơ quan thay thế. (Trả lời câu hỏi 4 và 3 trang 97, 98).

+ Nhóm 2: Tìm hiểu về thành tựu của công nghệ tế bào động vật trong việc tạo dòng tế bào và động vật chuyển gene. (Trả lời câu hỏi 5 trang 98).

+ Nhóm 3: Tìm hiểu về nhân bản vô tính ở động vật (Trả lời câu hỏi 6 trang 99).

Vòng 1: 3 nhóm hoạt động riêng.

Vòng 2: Tạo nhóm mới có đầy đủ các thành viên của các nhóm 1, 2, 3 của vòng 1 tập hợp lại các nội dung trong phần thành tựu của công nghệ tế bào động vật.

- HS tiếp nhận nhiệm vụ.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS thảo luận nhóm, hoàn thành các câu hỏi, thảo luận theo vòng 1 và vòng 2 như GV yêu cầu.

- GV gợi ý, hỗ trợ nếu cần thiết.

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

- GV yêu cầu 1 nhóm bất kì báo cáo kết quả thực hiện.

- Các nhóm còn lại lắng nghe, nhận xét, bổ sung ý kiến (nếu có).

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

- GV tổng kết và nhận xét.

- GV cho HS xem hình về các thành tựu của công nghệ tế bào động vật.

IV. Một số thành tựu của công nghệ tế bào động vật

1. Tạo mô, cơ quan thay thế

- Nuôi cấy và biệt hóa tế bào gốc thành tế bào mỡ dùng trong công nghệ thẩm mĩ; tế bào cơ, tế bào sụn và nguyên bào xương dùng trong điều trị nhiều bệnh tổn thương tim mạch, thoái hóa xương, khớp, các bệnh viêm nhiễm, …

- Ngân hàng tế bào gốc cuống rốn cũng đã được thành lập ở nhiều quốc gia nhằm lưu trữ các tế bào gốc để điều trị bệnh.

- Công nghệ phản biệt hóa tế bào sinh dưỡng thành tế bào gốc đã mở ra triển vọng tái tạo các mô tự thân nhằm thay thế mô bị tổn thương.

- Trong tương lai, người ta mong muốn tạo ra các dòng tế bào gốc để biệt hóa thành các dòng tế bào máu, tế bào thần kinh, thành mạch máu, … giúp điều trị nhiều bệnh như tổn thương tủy sống, thoái hóa điểm vàng do lão hóa, tiểu đường, các bệnh tim mạch và bệnh Parkinson, …

2. Tạo dòng tế bào và động vật chuyển gene

- Một số gene quy định tổng hợp các chất như hormone sinh trưởng, các kháng thể, kháng nguyên, interferon, … được chuyển vào tế bào động vật, tạo ra các dòng tế bào và động vật chuyển gene ứng dụng trong sản xuất thuốc, vaccine.

- Công nghệ tế bào gốc cũng cho phép dễ dàng chuyển gene và sàng lọc tạo nên các dòng tết bào và động vật chuyển gene làm mô hình cho các nghiên cứu bệnh học và sàng lọc thuốc. Ví dụ: Các nghiên cứu sàng lọc thuốc chữa bệnh hoại tử gan, thận, bệnh Alzheimer, bệnh Parkinson, …

3. Nhân bản vô tính ở động vật

- Nhân bản vô tính ở động vật là quá trình tạo ra các tế bào hoặc nhiều cá thể hoàn toàn giống nhau về mặt di truyền từ một hoặc một số tế bào sinh dưỡng ban đầu.

- Dòng tế bào gốc phôi tạo ra từ nhân bản vô tính được ứng dụng trong nuôi cấu in vitro tạo mô, cơ quan thay thế để điều trị bệnh hoặc làm mô hình sàn lọc thuốc.

Trường:………

Lớp: ………….

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1

Nội dung: Nguyên lý công nghệ tế bào

Nhóm:…

Đọc thông tin SGK, thảo luận và trả lời các câu hỏi sau:

1. Đọc nội dung sách giáo khoa trang mục II tr.95 và quan sát hình 16.2, công nghệ tế bào dựa trên nguyên lý nào?

……………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………

2. Tính toàn năng là gì?

……………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………

3. Biệt hóa là gì?

……………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………

4. Phản biệt hóa là gì?

……………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………

Trường:………

Lớp: ………….

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2

Nội dung: Một số thành tựu của công nghệ tế bào thực vật

Nhóm:…

1. Trình bày các ứng dụng của vi nhân giống.

…………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………….

2. Dung hợp tế bào trần là gì? Kết quả ứng dụng phương pháp dung hợp tế bào trần trong trồng trọt?

…………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………….

3. Nêu những thành quả của sản xuất các hoạt tính sinh học trong tế bào thực vật.

…………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………….