Giáo án Bài 12. Truyền tin tế bào

Huy động kiến thức nền về tín hiệu và tế bào, xác định vấn đề cần giải quyết trong bài: tín hiệu chỉ có tác dụng khi tế bào đích có thụ thể phù hợp.

GV đưa tình huống: một chất truyền tin được tiết ra và đi đến hai loại tế bào khác nhau. Tế bào A đáp ứng rõ rệt, tế bào B không đáp ứng. HS trả lời nhanh câu hỏi: “Theo em, vì sao cùng một tín hiệu nhưng hai tế bào có kết quả khác nhau? Nêu một yếu tố có thể quyết định điều này.” HS ghi câu trả lời ra nháp, sau đó chia sẻ với bạn bên cạnh.

Dự kiến HS nêu được: tế bào đích phải có thụ thể đặc hiệu với tín hiệu; nếu tế bào B không có thụ thể phù hợp hoặc hệ đáp ứng bên trong không phù hợp thì sẽ không đáp ứng. GV ghi lên bảng câu hỏi trọng tâm của bài: “Tín hiệu được truyền như thế nào và điều gì quyết định đáp ứng của tế bào?”.

Nêu được ba giai đoạn của truyền tin tế bào; phân biệt ba cách tín hiệu tác động (tiếp xúc, cục bộ, hormone theo dòng máu); giải thích vai trò của thụ thể và của tế bào đích.

Nhóm 4 HS hoàn thành Phiếu học tập số 1 dựa trên sách giáo khoa và sơ đồ GV trình chiếu. Nhóm chia thành 3 nhóm chuyên gia theo ba giai đoạn: (1) tiếp nhận tín hiệu bằng thụ thể; (2) chuyển tiếp tín hiệu trong tế bào; (3) đáp ứng tế bào. Mỗi nhóm chuyên gia nghiên cứu một giai đoạn, sau đó quay về nhóm gốc để giảng lại cho bạn. Sau đó cả nhóm hoàn thành phần so sánh ba cách tín hiệu tác động. Câu hỏi gợi ý: (a) Vì sao tín hiệu phải gắn vào thụ thể thì mới được tiếp nhận? (b) Hormone được máu đưa đi xa khác gì với tín hiệu tiếp xúc giữa hai tế bào kề nhau? (c) Vì sao cùng một tín hiệu có thể cho các đáp ứng khác nhau ở các loại tế bào?

Kiến thức HS rút ra và ghi vào Phiếu học tập số 1:

• Truyền tin thường gồm ba giai đoạn: tiếp nhận tín hiệu bằng thụ thể, chuyển tiếp tín hiệu trong tế bào, đáp ứng của tế bào.
• Tín hiệu có thể tác động theo ba cách: qua tiếp xúc trực tiếp giữa hai tế bào, tác động cục bộ lên tế bào lân cận, hoặc hormone theo dòng máu đến tế bào đích ở xa.
• Tế bào đích phải có thụ thể phù hợp và hệ đáp ứng tương ứng; cùng một tín hiệu có thể gây đáp ứng khác nhau ở các loại tế bào vì thụ thể và đường chuyển tiếp khác nhau.

Giải thích được vai trò khuếch đại và tắt tín hiệu trong chuỗi chuyển tiếp; nêu được điều kiện cần có để kiểm tra kết luận về đường truyền tin (bất hoạt thụ thể, chất trung gian, đối chứng); nhận biết giới hạn của sơ đồ mũi tên.

Nhóm cặp đôi thảo luận Phiếu học tập số 2. Phần 1: thụ thể màng thường tiếp nhận phân tử không dễ xuyên lipid; tín hiệu tan trong lipid có thể tác động qua thụ thể nội bào. HS giải thích vì sao hai loại tín hiệu này có đường vào khác nhau. Phần 2: chuỗi chuyển tiếp có thể khuếch đại tín hiệu; vì sao tắt tín hiệu cũng quan trọng? Phần 3: sơ đồ mũi tên có phải là chứng minh mọi phân tử va chạm trực tiếp không? Nếu muốn kiểm chứng, cần thí nghiệm nào? Mỗi cặp đề xuất ít nhất một thí nghiệm bất hoạt thụ thể hoặc chất trung gian và một nhóm đối chứng.

Kiến thức HS rút ra và ghi vào Phiếu học tập số 2:

• Phân tử không dễ xuyên lipid thường được tiếp nhận bởi thụ thể màng; tín hiệu tan trong lipid có thể đi qua màng và tác động qua thụ thể nội bào.
• Chuỗi chuyển tiếp có thể khuếch đại tín hiệu: một tín hiệu ban đầu có thể hoạt hóa nhiều phân tử trung gian và nhiều đích sau đó.
• Tắt tín hiệu quan trọng không kém bật tín hiệu, giúp đáp ứng được kiểm soát đúng mức và đúng thời gian.
• Sơ đồ mũi tên chỉ là giả thuyết hợp lý về trình tự; muốn kết luận cần thí nghiệm bất hoạt thụ thể hoặc chất trung gian, có nhóm đối chứng để so sánh.

Củng cố nhanh các khái niệm về tiếp nhận, chuyển tiếp, đáp ứng, tính đích và hormone; rèn kĩ năng xử lí đề trắc nghiệm và ghép nối.

GV tổ chức trò chơi theo nhóm. Các đề bài tập (kèm đáp án) như sau:
Bài 1: Bước đầu trong chuỗi truyền tin điển hình? A. Phân bào bắt buộc; B. Tín hiệu gắn thụ thể phù hợp; C. Nhân đôi mọi DNA.
Bài 2: Tế bào không có thụ thể thích hợp thường thế nào? A. Luôn đáp ứng mạnh hơn; B. Tự tạo ngay mọi thụ thể; C. Không đáp ứng theo con đường đó.
Bài 3: Hormone được máu đưa tới cơ quan xa là truyền tin gì? A. Nội tiết; B. Chỉ tiếp xúc trực tiếp; C. Chỉ qua thành cellulose.
Bài 4: Cùng một hormone luôn gây cùng đáp ứng ở mọi loại tế bào. Đúng hay sai?
Bài 5: Xếp tiến trình truyền tin.
Bài 6: Ghép ví dụ với cấp tác động: (a) Tín hiệu gắn receptor; (b) Hoạt hóa chuỗi kinase; (c) Tăng phiên mã gene đích. Các cấp: Tiếp nhận, Chuyển tiếp, Đáp ứng.
GV đọc từng câu, các nhóm viết đáp án lên bảng nhóm và giơ lên sau 30 giây.

Đáp án và kiến thức chốt:

• Bài 1: B. Tín hiệu gắn thụ thể phù hợp; sự nhận diện đặc hiệu khởi đầu truyền tin.
• Bài 2: C. Không đáp ứng theo con đường đó; tính đích phụ thuộc thụ thể và bộ máy phía sau.
• Bài 3: A. Nội tiết; dòng tuần hoàn đưa tín hiệu đến xa.
• Bài 4: Sai; thụ thể và đường chuyển tiếp khác nhau có thể cho đáp ứng khác nhau.
• Bài 5: Tiếp nhận → Chuyển tiếp tín hiệu → Đáp ứng tế bào.
• Bài 6: Tín hiệu gắn receptor – Tiếp nhận; Hoạt hóa chuỗi kinase – Chuyển tiếp; Tăng phiên mã gene đích – Đáp ứng.

Vận dụng kiến thức về thụ thể, chuyển tiếp và giới hạn kết luận để phân tích một tình huống thực tế, đề xuất hai khả năng và cách kiểm tra; tính được số lượng enzyme trong mô hình chuyển tiếp.

Nhóm 4 HS giải quyết hai nhiệm vụ.
Nhiệm vụ 1: Một tín hiệu có mặt nhưng tế bào không đáp ứng. Nêu hai khả năng có thể xảy ra và đề xuất cách kiểm tra cho mỗi khả năng. Lưu ý không khẳng định tín hiệu vô tác dụng với mọi tế bào.
Nhiệm vụ 2: Mô hình một thụ thể hoạt hóa 5 phân tử trung gian, mỗi phân tử hoạt hóa 4 enzyme. Tối đa có bao nhiêu enzyme được hoạt hóa nếu các đích không trùng nhau? Giải thích điều kiện cần.
Sau khi thảo luận, nhóm cử đại diện trình bày và có thể tra cứu lại học liệu NeoEdu để tự kiểm tra kiến thức.

Đáp án dự kiến:
Nhiệm vụ 1 (thang 1 điểm): Hai khả năng (0,4 điểm): (i) có thể thiếu thụ thể, tế bào không gắn được tín hiệu; (ii) đường chuyển tiếp bị hỏng, tín hiệu đã vào tế bào nhưng không được truyền tiếp. Hai phép kiểm (0,4 điểm): với khả năng (i), kiểm tra sự gắn tín hiệu với thụ thể so với nhóm đối chứng; với khả năng (ii), kích hoạt một chất trung gian và xem đầu ra có phục hồi không. Giới hạn (0,2 điểm): không khẳng định tín hiệu vô tác dụng cho mọi tế bào.
Nhiệm vụ 2: 20 enzyme, vì $5 \times 4 = 20$; điều kiện các đích không trùng nhau là cần thiết để có thể nhân số lượng.