Nh vậy, với những u điểm vợt trội của công nghệ thông tin, chỉ cần trong một khoảng thời gian rất ngắn từ 1-2 phút, trên mô hình động về quá trình sinh tổng hợp các loại ARN, giáo viên đ
Trang 1“ứng dụng phần mềm tin học Power Point vào thiết kế bài giảng "phiên mã và dịch mã" nhằm mục đích nâng cao
chất lợng hiệu quả giờ lên lớp”.
I điều kiện hoàn cảnh tạo ra sáng kiến:
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 nớc và những thách thức
bị tụt hậu trên con đờng tiến lên CNXH đòi hỏi các nhà trờng phải đào tạo nên những con ngời lao động mới: thông minh, sáng tạo
Để đạt đợc mục tiêu đó, hiện nay việc đổi mới chơng trình và phơng pháp dạy học ở các trờng phổ thông đã và đang đợc quan tâm rất lớn
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 lợi cho giáo viên giảng dạy những cấu trúc, quá trình sống ở cấp tế bào, phân tử và các cấp trên cơ thể”
ở các trờng THPT nói chung và trờng THPT A Nghĩa Hng nơi hiện tôi đang công tác nói riêng đã và đang từng bớc đợc tăng cờng trang bị cơ sở vật chất kỹ thuật cho các phòng học với sự trợ giúp của công nghệ thông tin Bởi vậy, việc thiết kế các bài giảng với sự trợ giúp của công nghệ thông tin nhằm nâng cao hiệu quả dạy học đang đợc rất nhiều giáo viên quan tâm
II THựC TRạNG
Trong chơng I phần cơ chế di truyền và biến dị – Sách giáo khoa sinh học
12 – có một số bài dạy với khối lợng kiến thức khá nhiều và trừu tợng Học sinh cha bao giờ đợc quan sát trong thực tế, vì đây là chơng nói về cơ sở vật chất và cơ chế di truyền nhng ở cấp độ phân tử
Vì thế, trong quá trình thực hiện giảng dạy các bài dạy ở chơng này, giáo
viên thờng gặp phải một số khó khăn liên quan đến đồ dùng dạy học Bài "Phiên mã và dịch mã" là một trong số những bài đó
Phơng pháp truyền thống thờng đợc 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 đợc đặt ra nhng rất hạn chế -vì khối lợng kiến thức của bài này khá lớn lại rất trừu tợng, phải mất nhiều thời gian 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 quả giờ dạy không cao
Trang 2Làm thế nào để trong thời lợng chơng trình bó hẹp chỉ một tiết dạy, trên không chỉ một nhóm đối tợng 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 tợng 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 yếu tố góp 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: “ứng
dụng phần mềm tin học Power Pointvào thiết kế bài giảng Phiên mã và dịch
mã nhằm mục đích nâng cao chất lợng hiệu quả giờ lên lớp ”
III CáC GIảI PHáP
III.1 Mục đích, yêu cầu giảng dạy của bài :
Qua bài này học sinh phải:
-Nêu đợc những thành phần tham gia, và diễn biến của quá trình phiên mã và dịch mã
* Trọng tâm: Cơ chế phiên mã và dịch mã
III.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
III.3 Phân tích cấu trúc nội dung và ph ơng pháp giảng dạy của bài :
Kiểm tra bài cũ :
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 bổ sung
mạch bổsung mạch khuôn : T A X X A G A T A X T T A T X
ADN
Trang 3Bài 2 : Phiên mã và dịch mã
I Phiên mã
Nh chúng ta đã biết, trớc khi học đến bài này thì các em đã đợc nghiên cứu
kỹ về quá trình nhân đôiADN 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 phiên mã là đợc
Mô hình động quá trình sinh tổng hợp các loại ARN
Các gen trên ADN hoạt động trớc tiên đã hình thành nên các chuỗi pôliribônuclêôtit 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 của chúng
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 lỗ màng nhân) để đến tế bào chất
Mỗi loại ARN đóng một vai trò nhất định trong quá trình sinh tổng hợp prôtêin của tế bào cơ thể
Để học sinh dễ hình dung
và nhớ hơn , 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
định cấu trúc các phân tử
prôtêin nằm trong nhân ( Quá
trình sao mã diễn ra trong nhân
tế bào)
AUG
UAG
Trang 4Nh vậy, với những u điểm vợt trội của công nghệ thông tin, chỉ cần trong một khoảng thời gian rất ngắn (từ 1-2 phút), trên mô hình động về quá trình sinh tổng hợp các loại ARN, giáo viên đã có thể cung cấp cho các em không chỉ diễn biến của mỗi quá trình, mà bên cạnh đó các em còn có thể dễ dàng xác định đợc về vị trí-nơi xẩy ra các quá trình sao mã, những giai đoạn giống và khác nhau giữa các quá 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 dịch mã
Giáo viên đặt vấn đề để cùng các em học sinh xây dựng sang phần nội dung thứ hai của bài:
II Dịch mã.
1 Khái niệm
II Dịch mã
1 Khái niệm
- Quá trình dịch mã có những thành phần nào tham gia?
- Các thành phần tham gia:
+ ribôxôm
+ mARN tr ởng thành
Met Phe Tir Val
5’A U G G U X U A U U U U G A A U A G3’
Khi ch a tổng hợp prôtêin : Khi tổng hợp prôtêin:
+ tARN
+ các axit amin tự do
+ ATP
+ một số loại enzim
30 S
5’A U G G U X U A U U U U G A A U A G3’
- Là quá trình tổng hợp protein
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 dịch mã.
a) Hoạt hoá axit amin.
Trang 5ở mục này để học sinh dễ hình dung và dễ nhớ quá trình hoạt hoá axit amin diễn 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 chất giàu 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 hiệu ứng cho axit amin tự do và ATP cùng di chuyển (theo đờng dẫn màu xanh) đến liên kết với nhau-dới tác dụng của enzim - tạo nên phức hợp axit amin dạng hoạt hoá (axit amin đã chuyển màu)
Axit amin sau khi đã đợc hoạt hoá thì dới 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 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 kết với 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 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
Trang 6+ 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 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 đờng dẫn màu đỏ)
Nhìn trên mô hình các em có thể thấy rất rõ đối với codon mở đầu là AUG thì anticodon tơng ứng trên tARN chỉ có thể là UAX và axit amin mở đầu tơng ứng 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
- Giai đoạn 1: Sự khởi đầu tổng hợp 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 Dịch 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 dễ dàng mà không cần phải mất nhiều thời gian cho thuyết trình
Trang 7Giáo viên chỉ cần nhấn mạnh về sự quy định chặt chẽ giữa codon mở đầu trên mARN với anticodon tơng ứng trên tARN theo nguyên tắc bổ sung, và giữa anticodon 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 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 đờng 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 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 ra theo đờng dẫn màu tím)
Trang 81 Khái niệm
a) Hoạt hoá axit amin:
- Giai đoạn 1: Sự khởi đầu tổng hợp chuỗi polipeptit
-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
5’A U G G U X U A U U U U G A A U A G3’
A
U X Met
A
X G
Val
H 2 O
2 Diễn biến của quá trình giải mã
b) Giải mã và hình thành chuỗi polipeptit
II Dịch mã
A
U X
Met
A
X G Val
+ 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 đợc 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 nh thế nào
Trang 91 Khái niệm
a) Hoạt hoá axit amin:
- Giai đoạn 1: Sự khởi đầu tổng hợp chuỗi polipeptit
-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 + Ribôxôm dịch chuyển đi 1 bộ 3 trên mARN.
5’A U G G U X U A U U U U G A A U A G3’
A
U X
Met
2 Diễn biến của quá trình giải mã
b) Giải mã và hình thành chuỗi polipeptit
II Dịch mã
U
A A Tir
Met
A
X G
Val
A
U X
+ 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 đợc bớc 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 đ-ờng dẫn 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 trình hình thành liên kết peptit giữa aa1(Val) và aa2(Tir), đồng thời 1 phân tử nớc lại đợc giải phóng (đi ra theo đờng dẫn màu tím)
Trang 10II.Dịch mã
1 Khái niệm
2 Diễn biến của quá trình giải mã
a) Hoạt hoá axit amin:
b) Giải mã và hình thành chuỗi polipeptit
- Giai đoạn 1: Sự khởi đầu tổng hợp chuỗi polipeptit
-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 + 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.
A
X G
+ Liên kết giữa aa 1 và aa 2 đ ợc tạo thành Sự dịch chuyển của ribôxôm lại tiếp tục theo từng bộ ba trên mARN.
5’A U G G U X U A U U U U G A A U A G3’
A
U X Met
U
A A
Tir
A
U X
H2O
Val
U
A A
Tir
A
U X Met
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 mở đầu đến codon kết thúc)
- Giai đoạn 3 : Sự kết thúc tổng hợp chuỗi pôlipeptit.
Khi nào quá trình dịch mã dừng lại?
Dựa vào các kiến thức đã học về mã kết thúc của mARN, các em học sinh đã
có thể trả lời đợc câu hỏi này
Tuy nhiên, nếu các em không trả lời đợc chúng ta có thể tiếp tục cung cấp cho các em hình ảnh sau:
Trang 111 Khái niệm
2 Diễn biến của quá trình giải mã
a) Hoạt hoá axit amin:
b) Giải mã và hình thành chuỗi polipeptit
- Giai đoạn 1: Sự khởi đầu tổng hợp chuỗi polipeptit
-Giai đoạn 2: Sự kéo dài chuỗi polipeptit
5’A U G G U X U A U U U U G A A U A G3’
U X
X U U
- Giai đoạn 3 : Sự kết thúc tổng hợp pôlipeptit
A
U X
Met
II Giải mã
U X
Val Tir Phe Glu Met
Chỉ cần nhìn lên mô hình là chúng ta đã có thể thấy đợc rất rõ không một axit amin nào cả đợc tARN mang đến, và vì thế liên kết peptit không thể đợc tiếp tục hình thành, quá trình kéo dài chuỗi polipetit buộc phải dừng lại
Trong mô hình này bộ ba kết thúc là UAG, ngoài ra khi gặp một trong hai bộ
ba khác là UGA hoặc UAA thì quá trình tổng hợp chuỗi polipeptit cũng sẽ kết thúc
Ribôxôm khi không còn tổng hợp prôtêin nữa thì sẽ bị tách khỏi mARN để trở về trạng thái ban đầu (theo đờng dẫn màu xanh)
Chuỗi pôlipeptit đợc giải phóng, đồng thời axit amin mở đầu Metionin cũng
bị tách rời khỏi mạch (theo đờng dẫn màu tím)
Chuỗi pôlipeptit sau đó đi hình thành phân tử prôtêin hoàn chỉnh
