ứng dụng CNTT

Làm thế nào để trong thời lượng chương trình bó hẹp chỉ một tiết dạy, trên không chỉ một nhóm đối tượng HS, mọi GV có thể vừa kiểm tra bài cũ, vừa khai thác xây dựng, hình thành các kiến

“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 lượng hiệu quả giờ lên lớp”.

I Đặt vấn đề:

Thế kỷ XXI- thế kỷ của sự phát triển mạnh mẽ khoa học và công nghệ Yêu cầu mới của sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước và những thách thức bị tụt hậu trên con đường tiến lên CNXH đòi hỏi các nhà trường phải đào tạo nên những con người lao động mới: thông minh, sáng tạo

Để đạt được mục tiêu đó, hiện nay việc đổi mới chương trình và phương pháp dạy học ở các trường phổ thông đã và đang được quan tâm rất lớn

Trong định hướng về phương 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 lợi cho giáo viên giảng dạy những cấu trúc, quá trình sống ở cấp tế bào, phân tử

và các cấp trên cơ thể”

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

"Sinh học là khoa học thực nghiệm, phương pháp dạy học gắn bó chặt chẽ với thiết bị dạy học, do đó dạy Sinh học không thể thiếu các phương tiện trực quan như mô hình, tranh vẽ, mẫu vật, phim ảnh "

Trong chương I phần cơ sở di truyền học – Sách giáo khoa sinh học 11 – có một số bài dạy với khối lượng kiến thức khá nhiều và trừu tượng Học sinh chưa bao giờ được quan sát trong thực tế, vì đây là chương nói về cơ sở vật chất và cơ chế di truyền nhưng 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 – chưa kể đến còn phải nhiều công đoạn kỷ thuật công phu, phức tạp và tốn nhiều thời gian

Thế nhưng thực tế ở hầu hết các trường THPT chúng ta: các dụng cụ thí nghiệm, đồ dùng dạy học như kính hiển vi điện tử, các hoá chất …còn chưa được trang bị đầy đủ

Vì thế, trong quá trình thực hiện giảng dạy các bài dạy ở chương này, giáo viên thường gặp phải một số khó khăn liên quan đến đồ dùng dạy học Bài "Sinh tổng hợp prôtêin" là một trong số những bài đó

Phương pháp truyền thống thường được áp dụng khi giảng dạy đến bài này

là thuyết trình Giáo viên sử dụng các bức tranh in sẵn hoặc trực tiếp vẽ hình lên bảng→ cho các em quan sát → diễn giải rồi yêu cầu các em ghi chép lại các ý cơ bản Các câu hỏi, những tình huống có vấn đề tuy có được đặt ra nhưng rất hạn chế - vì khối lượng kiến thức của bài này khá lớn lại rất trừu tượng, phải mất nhiều thời gian cho thuyết trình và ghi chép

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

Làm thế nào để trong thời lượng chương trình bó hẹp chỉ một tiết dạy, trên không chỉ một nhóm đối tượng HS, mọi GV có thể vừa kiểm tra bài cũ, vừa khai thác 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 khi giải thích các sự vật, hiện tượng thực tiễn trong cuộc sống và có thể hoàn thành tốt mọi bài tập có liên quan, giúp HS có thêm hào hứng, hứng thú khi học tập để rồi ngày một yêu thích môn sinh học hơn Đây cũng chính là một trong những

bài giảng "Sinh tổng hợp Prôtêin" nhằm mục đích nâng cao chất lượng hiệu quả giờ lên lớp”.

II Nội dung.

II.1 M c ích, yêu c u gi ng d y c a b i ụ đ ầ ả ạ ủ à :

Qua bài này học sinh phải:

-Nêu được 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 được vì sao thông tin di truyền giữ trong nhân mà vẫn chỉ đạo được sự tổng hợp prôtêin ở ngoài nhân

-Xác định được mối quan hệ về số lượng giữa bộ ba mã sao và số axit amin môi trường cần cung cấp, cũng như giữa số bộ ba mã sao và số axit amin có trong phân tử prôtêin mới được hình thành

-Xác định được 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 chiều của 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 nhịp nhàng 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 tượng 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

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 phương pháp giảng dạy của bài :

Trước khi học sinh học đến bài này, các em đã được học bài 16: “Axit nuclêic và prôtêin”

Vì thế trước 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:

ứng dụng trình duyệt Power Point trong phần này, trước tiên tôi cho hiển thị lên màn hình đề bài, tiếp đến điều khiển bút laze (hoặc con trỏ) đến các vị trí nuclêôtít (trên ADN mẫu) hoặc ribônuclêôtit (trên mARN tương 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 (dưới sự giám sát của giáo viên), tự lựa chọn các nuclêôtit (hoặc các ribônuclêôtit) tương ứng lắp ghép vào các vị trí xác định

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

Bài tập:

Dựa vào các nuclêôtit trên ADN mạch khuôn của một loài vi khuẩn dưới đây, hãy xác định trình tự các nuclêôtít trên ADN mạch mẫu và các ribônuclêôtit tương ứng trên mARN được tổng hợp

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

mARN : ADN

Với bài tập này có thể giúp cho các em ôn lại các kiến thức về nguyên tắc bổ sung cũng như tái hiện lại về cơ chế quá trình sinh tổng hợp mARN diễn ra như thế nào.

Tiếp theo, dựa vào sơ đồ sẵn có trên bảng (vừa được thiết lập trong bài tập trên), 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 được thuận lợi hơn

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

đã và chưa trả lời được rồi cho điểm

Sau đó, giáo viên đặt vấn đề để chuyển sang dạy nội dung bài mới, cho hiển thị 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 cùng xây dựng nội dung phần A:

A Quá trình tổng hợp prôtêin trong tế bào.

I Sao mã:

Như chúng ta đã biết, trước khi học đến bài này thì các em đã được nghiên cứu kỹ về quá trình sinh tổng hợp ARN trong bài 16 Và vì thế đến mục này,sau

khi giới thiệu: “Đây chính là quá trình sinh tổng hợp mARN”, chúng ta chỉ cần

làm sáng rõ cho các em lí do khiến người ta đặt tên cho quá trình này là quá trình sao mã là được

Mô hình động quá trình sinh tổng hợp

các loại ARN

diễn ra trong nhân tế bào)

Các gen trên ADN hoạt động → trước tiên đã hình thành nên các chuỗi pôliribônuclêôtit mạch thẳng

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

mới biến đổi cấu hình và hình thành nên các phân tử ARN với cấu trúc đặc trưng của chúng

Kết quả: các ARN lần lượt xuất hiện

Các ARN sau khi đã được tổng hợp xong sẽ được chui ra khỏi nhân (qua các

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, trước tiên trên màn

hình sẽ xuất hiện cấu trúc đại

cương của tế bào với ba phần tách

biệt: màng, tế bào chất và nhân

ADN - vật chất di truyền quy định

cấu trúc các phân tử prôtêin nằm

trong nhân (→ Quá trình sao mã

AUG

UAG

giữa các quá trình, và cả vai trò, vị trí của mỗi loại ARN sau khi đã được 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 dung thứ hai của bài:

II Giải mã.

1 Khái niệm.

Trước 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 mạnh thêm cho các em về nguồn gốc của các thành phần cũng như vai trò của mỗi yếu

tố trong quá trình giải mã

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

Riêng đối với ribôxôm là nơi sẽ diễn ra quá trình tổng hợp prôtêin, chúng ta cần đặc biệt lưu 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:

+ Trước khi tiến hành tổng hợp prôtêin, khi chưa 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 thước 30S và một tiểu phần có kích thước 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 thước của ribôxôm lúc bấy giờ là 70S

Trên màn hình, khi ribôxôm chuyển sang trạng thái chuẩn bị tổng hợp prôtêin (tức là đang bắt đầu gắn kết vào mARN) thì ribôxôm ở trạng thái ban đầu (lúc chưa tổng hợp prôtêin) sẽ biến mất.

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

Mỗi vị trí tương ứng với 1 bộ ba

Có 1 điều đáng lưu ý ở đây là cả trong sách giáo khoa lẫn sách giáo viên đều không hề có một lời bình chú, giải thích gì về lí do tại sao lại đặt tên cho mỗi vị trí trên 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

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

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 amin diễn ra như thế nào, chúng ta có thể minh hoạ cấu trúc của axit amin tự do (khi chưa được 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

Dưới tác dụng của enzim, axit amin tự do dễ dàng liên kết được với hợp chất giàu năng lượng ATP để tạo thành axit amin dạng hoạt hoá

ứng dụng trình duyệt Power Point trong phần này, chúng ta có thể tạo hiệu ứng cho axit amin tự do và ATP cùng di chuyển (theo đường dẫn màu xanh) đến liên kết với nhau-dưới tác dụng của enzim - tạo nên phức hợp axit amin dạng hoạt hoá (axit amin đã chuyển màu)

Axit amin sau khi đã được hoạt hoá thì dưới tác dụng của một enzim khác nó

dễ dàng liên kết với tARN để tạo thành phức hợp aa-tARN

Phần này, cũng hoàn toàn tương tự, chúng ta có thể tạo hiệu ứng cho axit amin đã được hoạt hoá và tARN cùng di chuyển (theo đường dẫn màu đỏ) đến để liên kết với nhau-dưới tác dụng của một enzim khác- tạo nên phức hợp aa-tARN

Như vậy sản phẩm của quá trình hoạt hoá aa chính là aa liên kết được với tARN

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 và kết 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 thể tạo hiệu ứng cho hai tiểu phần lớn - bé của ribôxôm xuất hiện, lúc đầu chúng vẫn còn tách rời nhau

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

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

Như 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 dễ dàng 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 trên mARN với anticodon tương ứng trên tARN theo nguyên tắc bổ sung, và giữa anticodon tương ứng trên tARN với axit amin là được.

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 nhất trên mARN theo nguyên tắc bổ sung

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

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

Lúc này, để phát huy tính tích cực, chủ động của học trò chúng ta có thể đặt câu hỏi hoặc yêu cầu học sinh nhận xét về mối quan hệ giữa codon thứ nhất trên mARN với anticodon tương 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 đường dẫn màu đỏ) →

hình ảnh liên kết peptit được tạo thành đồng thời 1 phân tử nước được giải phóng (đi ra theo đường dẫn màu tím)

+ 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 kết peptit giữa aa mở đầu và aa thứ nhất (mà trong mô hình này là giữa Met và Val) vừa được tạo thành, chúng ta có thể tạo hiệu ứng cho ribôxôm dịch chuyển đi 1

bộ 3 trên mARN (sự chuyển vị)

Sự chuyển vị này đã tạo nên một khoảng trống trên khu vực amin của ribôxôm

Đến đây, để phát huy tính tích cực, chủ động của học trò chúng ta có thể đặt câu hỏi cho học sinh, yêu cầu các em dự đoán diễn biến tiếp theo của giai đoạn kéo dài chuỗi polipeptit sẽ diễn ra như thế nào

+ Aa2- tARN tiến vào ribôxôm , anticodon của nó khớp bổ sung với codon của aa thứ 2 trên mARN.

Dựa vào hình ảnh trực quan sinh động trên màn hình học sinh có thể dễ dàng hình dung được bước tiếp theo sẽ là tARN mang aa thứ hai Tirozin bám vào Đồng thời tARN của aa mở đầu lúc bấy giờ đã hoàn thành xong nhiệm vụ nên liền rời khỏi ribôxôm (Sự dịch chuyển của aa2- tARN và tARN mở đầu diễn ra theo đường dẫn màu xanh)

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

Enzim lại xuất hiện, tiến tới (theo đường dẫn màu đỏ) xúc tác cho quá trình hình thành liên kết peptit giữa aa1(Val) và aa2(Tir), đồng thời 1 phân tử nước lại