Giáo án Bài 7. Cấu trúc và chức năng của nhiễm sắc thể

Huy động hiểu biết ban đầu của HS về NST và tạo mâu thuẫn nhận thức dẫn vào bài học về cách đếm NST theo tâm động và chromatid.

GV chiếu tình huống: Hai bạn cùng quan sát một tiêu bản tế bào đang ở kì giữa nguyên phân của loài có 2n = 14. Bạn A đếm được 14 NST. Bạn B đếm được 28 NST.
Câu hỏi GV đặt ra:

1. Theo em, ai đếm đúng? Hay cả hai đều đúng?
2. Bạn nào đã đếm theo tâm động, bạn nào đã đếm theo chromatid?
3. NST là gì và chromatid chị em là gì?

Dự kiến HS nêu được: cả hai bạn có thể cùng đúng vì đếm khác đối tượng. Ở kì giữa, mỗi NST kép có một tâm động nên đếm theo tâm động được 14 NST kép; đếm chromatid được 28. Đây là vấn đề cần làm rõ trong bài học.

Nêu được khái niệm NST, tâm động và chromatid chị em; giải thích được vai trò của tâm động trong phân li NST.

Nhóm 4 HS thực hiện kĩ thuật khăn trải bàn. Tờ khăn chia 4 ô góc (mỗi HS viết một ô) và một ô trung tâm ghi tên ba khái niệm.
Nhiệm vụ: Đọc mục Bản chất và cơ chế trong SGK (hoặc bài giảng trên NeoEdu). Mỗi HS viết vào ô cá nhân một định nghĩa bằng lời của mình. Nhóm thống nhất và ghi vào ô trung tâm: Nhiễm sắc thể; Tâm động; Chromatid chị em. Sau đó vẽ hình đơn giản (một NST kép có tâm động và hai chromatid) minh họa.
Câu hỏi GV đặt ra: (1) Vì sao NST được gọi là cấu trúc tổ chức thông tin di truyền? (2) Tâm động có vai trò gì khi tế bào phân chia? (3) Hai chromatid chị em khác cặp tương đồng ở điểm nào về nguồn gốc?

Kiến thức HS rút ra:

• Nhiễm sắc thể là cấu trúc mang DNA cùng protein, tổ chức thông tin di truyền.
• Tâm động là vùng liên quan hình thành điểm gắn thoi và phân li NST; nhờ đó NST được phân li về các cực tế bào.
• Chromatid chị em là hai bản sao từ một NST sau nhân đôi, nằm gắn với nhau tại tâm động.
  HS dự kiến trả lời câu (3): chromatid chị em đều là bản sao của cùng một NST, còn cặp tương đồng có nguồn gốc từ bố và mẹ.

Mô tả được mức đóng gói từ DNA đến NST; giải thích được NST đơn và NST kép thay đổi theo chu kì tế bào.

Nhóm 4 HS hoàn thành Phiếu học tập số 1 bằng cách hoạt động nhóm và vẽ sơ đồ tư duy trên giấy A3.
Nhiệm vụ: (1) Sắp xếp các giai đoạn đóng gói theo thứ tự; (2) Xác định NST đơn và NST kép ở các thời điểm trước và sau nhân đôi, trước và sau khi chromatid chị em tách.
Câu hỏi GV đặt ra: Vì sao một NST có thể là NST kép ở thời điểm này nhưng là NST đơn ở thời điểm khác? Dựa trên mốc nào để phân biệt?
HS tham khảo sơ đồ đóng gói trong bài giảng NeoEdu (nếu có thiết bị) hoặc SGK.

Chuỗi đóng gói HS cần hoàn thành: phân tử DNA quấn quanh histone tạo nucleosome, các nucleosome tiếp tục đóng gói qua nhiều mức để tạo NST.
Kiến thức HS rút ra:

• NST kép gồm hai chromatid chị em, xuất hiện từ sau nhân đôi DNA đến trước khi chị em tách.
• Sau khi chị em tách, mỗi chromatid trở thành NST đơn.
• NST đơn/kép thay đổi theo chu kì tế bào, không cố định.
  Tiêu chí chấm sơ đồ: đúng thứ tự các mức đóng gói (0,5 điểm); đúng trạng thái đơn/kép theo mốc nhân đôi và tách chị em (0,5 điểm).

Phân biệt được cặp NST tương đồng và hai chromatid chị em về nguồn gốc và đặc điểm di truyền; nhận biết và sửa quan niệm sai về số chromatid của một NST.

Cặp đôi hoàn thành Phiếu học tập số 2 (bảng so sánh).
Nhiệm vụ: So sánh hai cặp đối tượng theo các tiêu chí: nguồn gốc, quan hệ với tâm động, mức độ giống nhau về trình tự, thời điểm hình thành. Sau đó đánh giá nhận định: Ở mọi giai đoạn, một NST luôn gồm hai chromatid.
Câu hỏi GV đặt ra: Vì sao cặp NST tương đồng không đồng nghĩa với hai chromatid chị em? Một NST đơn có bao nhiêu chromatid?

Nội dung cần hoàn thành trong Phiếu học tập số 2:

• Cặp NST tương đồng: có nguồn gốc từ bố và mẹ; mang các locus tương ứng; có thể khác allele; hình thành khi tổ hợp bố và mẹ, không do nhân đôi.
• Hai chromatid chị em: là hai bản sao của một NST sau nhân đôi; trình tự gần giống nhau trước khi có biến đổi; gắn nhau tại tâm động đến khi tách.
  Nhận định: Sai. Trước nhân đôi hoặc sau khi chị em tách, NST có một chromatid theo cách gọi thông thường.
  Kiến thức HS rút ra: không được nhầm cặp tương đồng với chị em; số chromatid của một NST phụ thuộc thời điểm trong chu kì.

Vận dụng được khái niệm NST, tâm động, chromatid chị em và cặp tương đồng để chọn đáp án và ghép đúng thuật ngữ.

Làm việc cá nhân 4 phút, sau đó đổi chéo với bạn cùng bàn để kiểm tra trong 3 phút. GV dùng bài tập tương tác trên NeoEdu nếu có thiết bị. Đề bài:

1. Nhiễm sắc thể được hiểu đúng như thế nào? A. Hai NST tương đồng luôn dính chung một tâm động; B. Cấu trúc mang DNA cùng protein, tổ chức thông tin di truyền; C. Cấu trúc chỉ xuất hiện sau khi DNA đã nhân đôi.
2. Tâm động được hiểu đúng như thế nào? A. Đầu mút bảo vệ NST không gắn thoi; B. Vị trí bắt đầu phiên mã của mọi gene; C. Vùng liên quan hình thành điểm gắn thoi và phân li NST.
3. Ghép thuật ngữ với nội dung phù hợp: Nhiễm sắc thể; Tâm động; Chromatid chị em với các nội dung: (a) Hai bản sao từ một NST sau nhân đôi; (b) Vùng liên quan hình thành điểm gắn thoi và phân li NST; (c) Cấu trúc mang DNA cùng protein, tổ chức thông tin di truyền.
4. Nhận định: Ở mọi giai đoạn, một NST luôn gồm hai chromatid. Đúng hay sai?
5. Một NST kép chưa tách chromatid gồm mấy phân tử DNA mạch kép? A. 4; B. 2; C. 1.
   ĐÁP ÁN: 1-B; 2-C; 3: Nhiễm sắc thể – (c); Tâm động – (b); Chromatid chị em – (a); 4-Sai; 5-B.
   Giải thích ngắn: Mỗi chromatid mang một phân tử DNA mạch kép nên NST kép có hai phân tử, không phải bốn; trước nhân đôi hoặc sau tách chị em, NST có một chromatid theo cách gọi thông thường.

Đáp án đúng: 1-B; 2-C; 3: NST – (c), tâm động – (b), chromatid chị em – (a); 4: Sai; 5: B (2 phân tử DNA).
Tiêu chí: mỗi câu đúng 1 điểm, câu 3 đúng đủ 3 cặp mới đạt điểm; HS giải thích được câu 5 và câu 4 đạt điểm tối đa.

Vận dụng được cách đếm số NST, chromatid và số phân tử DNA theo thời điểm của tế bào; phân biệt được NST với gene trong bài toán đếm.

Cặp đôi làm bài tập 6, 7, 8 trong 10 phút, sau đó GV chữa nhanh. Đề bài:
6) Loài 2n = 14 ở kì giữa nguyên phân có bao nhiêu NST và chromatid?
7) Phân biệt cặp tương đồng với chị em bằng nguồn gốc và trình tự.
8) Một tế bào 2n = 8 sau pha S có bao nhiêu phân tử DNA trong bộ NST nhân?
HS sử dụng nhận xét: nếu đếm theo tâm động thì số NST kép bằng số tâm động chưa tách.

Đáp án và thang điểm:
6) Có 14 NST kép và 28 chromatid; vẫn 14 tâm động chưa tách. Thang điểm: NST 0,4; chromatid 0,4; giải thích 0,2.
7) Cặp tương đồng có nguồn gốc từ hai bố mẹ, mang locus tương ứng nhưng có thể khác allele; chị em là bản sao của một NST sau nhân đôi, trước biến đổi thường giống trình tự. Thang điểm: nguồn 0,5; allele/bản sao 0,5.
8) 16 phân tử DNA, vì có 8 NST kép và mỗi NST kép có 2 phân tử DNA (8 × 2 = 16).
HS rút ra: đếm NST theo tâm động, đếm chromatid theo hai lần số NST kép, đếm phân tử DNA theo số chromatid.

Vận dụng kiến thức về đếm NST theo tâm động và phân tử DNA để phân tích một tình huống quan sát tiêu bản; giải thích được vì sao kết quả đếm phụ thuộc phạm vi quan sát.

Tình huống: Trong buổi thực hành, nhóm bạn quan sát một tiêu bản tế bào của loài 2n = 8 đang ở kì sau nguyên phân, quan sát thấy hai cực của tế bào.
Nhiệm vụ nhóm (4 HS): (1) Đếm số NST đơn ở mỗi cực và tổng số NST đơn trong tế bào; (2) Xác định số phân tử DNA có trong tế bào lúc này; (3) Nếu chỉ quan sát một cực thì kết luận được gì? Nêu phạm vi quan sát khi kết luận về số NST.
Câu hỏi GV đặt ra: Vì sao cùng một tế bào nhưng kết quả đếm thay đổi khi đổi phạm vi quan sát? Có thể đếm số gene từ số NST được không?

Đáp án dự kiến:
(1) Mỗi cực có 8 NST đơn; tổng số NST đơn trong tế bào là 16 vì chromatid đã tách thành NST đơn.
(2) Mỗi NST đơn chứa một phân tử DNA mạch kép nên có 16 phân tử DNA trong bộ NST nhân.
(3) Nếu chỉ quan sát một cực, chỉ kết luận được 8 NST đơn ở cực đó; kết luận về số NST của cả tế bào cần đếm cả hai cực.
Kiến thức HS rút ra: số NST đếm được phụ thuộc đối tượng và phạm vi (một tế bào, một cực, một nhân con); không đồng nhất số NST với số gene, vì một NST mang nhiều gene.