Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Sử dụng hệ thống câu hỏi phân tích sự phù hợp giữa cấu trúc và chức năng của các bộ phận trong tế bào nhân thực để phát huy tư duy logic của học sinh

Chia sẻ: Bobietbay | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:23

Thêm vào BST

Báo xấu

53
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của sáng kiến kinh nghiệm là đào tạo ra những con người năng động, sáng tạo, có khả năng tư duy biện chứng. Việc định hướng cho học sinh khai thác các kiến thức sinh học theo hướng tương quan phù hợp giữa cấu trúc và chức năng của các cơ quan, bộ phận trong tế bào và trong cơ thể đã đóng góp một phần vào việc đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục hiện nay.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Sử dụng hệ thống câu hỏi phân tích sự phù hợp giữa cấu trúc và chức năng của các bộ phận trong tế bào nhân thực để phát huy tư duy logic của học sinh

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc. BẢN ĐĂNG KÍ SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM NĂM HỌC 2013- 2014 I. Tên sáng kiến: SỬ DỤNG HỆ THỐNG CÂU HỎI PHÂN TÍCH SỰ PHÙ HỢP GIỮA CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG CỦA CÁC BỘ PHẬN TRONG TẾ BÀO NHÂN THỰC ĐỂ PHÁT HUY TƯ DUY LOGIC CỦA HỌC SINH II. Tác giả sáng kiến. - Họ và tên: ĐINH THỊ VIỀNG - Chức danh: Giáo viên, Tổ trưởng chuyên môn - Trình độ chuyên môn: Đại học Sư phạm - Số điện thoại liên hệ: 0943058606 - Hộp thư điện tử: dinhvieng@gmail.com III. Nội dung sáng kiến 1. giải pháp cũ thường làm a) Cách tiến hành: Giáo viên: Thông báo hoặc cho học sinh mô tả cấu trúc của các bộ phận trong tế bào, sau đó trình bày chức năng của từng bộ phận Ví dụ: Khi học về bào quan lục lạp, giáo viên cho học sinh đọc sách giáo khoa và mô tả, trình bày chức năng của nó. - Cấu tạo lục lạp: + Hình dạng: Lục lạp có dạng hình trứng. + Kích thước: Nhỏ + Cấu trúc: Gồm hai lớp màng, trong có chất nền, các hạt grana. Mỗi grana gồm nhiều tilacoit sếp chồng lên nhau... - Chức năng: + Là bào quan thực hiện quá trình quang hợp để tổng hợp các chất hữu cơ đồng thời chuyển quang năng của ánh sáng mặt trời thành hóa năng tích lũy trong các hợp chất hữu cơ. + Tham gia vào hệ thống di truyền ngoài nhân. b) Ưu điểm: Đơn giản, dễ dạy cho giáo viên, dễ nhớ cho học sinh. c) Tồn tại: 1
- Học sinh không thấy được mối quan hệ khăng khít giữa cấu trúc và chức năng của các bộ phận trong tế bào. - Học sinh không nhận thấy một chiều hướng tiến hóa chính của sinh giới đó là sự phù hợp giữu cấu trúc và chức năng của các bộ phận trong tế bào, trong cơ thể. - Không phát triển được tư duy logic của học sinh 2. Giải pháp mới cải tiến. * Tính mới, tính sáng tạo của giải pháp: Khi học chương cấu trúc tế bào trong phần Sinh học tế bào ở lớp 10, ở mỗi bộ phận của tế bào, giáo viên cho học sinh đọc thông tin trong sách giáo khoa để thấy được cấu trúc và chức năng của nó. Sau đó bằng hệ thống câu hỏi: Tai sao, vì sai, giải thích..., giáo viên dẫn dắt học sinh tìm ra mối quan hệ mật thiết giữa cấu chúc và chức năng của từng bộ phận trong tế bào, từ đó học sinh nhận ra được tính hợp lí trong các cấu của tế bào. Từ việc tìm hiểu sự phù hợp về cấu trúc và chức năng của các bộ phận trong tế bào và của cơ thể sinh vật, học sinh phát triển được tư duy logic và biết vận dụng một cách sáng tạo kiến thức đã học vào trong thực tiễn đời sống. * Nội dung chi tiết của giải pháp. A. ĐẶT VẤN ĐỀ a) Lý do chọn đề tài. Trong giai đoạn công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, đòi hỏi phải có lực lượng lao động có khả năng tư duy sáng tạo, từ các sự kiện đơn lẻ, các hiện tượng tự nhiên họ phải biết khái quát thành các quy luật, định luật và ứng dụng chúng vào trong đời sống, sản suất để tạo ra các công cụ lao động tinh sảo, hiện đại phù hợp với công việc và sử dụng chúng trong quá trình lao động, để quá trình lao động đạt hiệu quả cao. Từ đó đưa đất nước phát triển nhanh, mạnh, sánh vai với các nước trong khu vực và trên thế giới. Trường trung học phổ thông chuyên Lương Văn Tụy, tỉnh Ninh Bình có nhiệm vụ trọng tâm là đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao cho quê hương đất nước. Vì vậy việc phát triển tư duy lôgic, sáng tạo cho học sinh là nhiệm vụ của mỗi giáo viên trong nhà trường. Là giáo viên giảng dạy môn sinh học, tôi nhận thấy các nội dung kiến thức về cấu trúc, chức năng của các bộ phận, cơ quan, hệ cơ quan trong cơ thể sinh vật có liên quan chặt chẽ, lôgic thống nhất với nhau. Để thực hiện được chức năng thì các cơ quan, bộ phận đó phải có cấu trúc phù hợp và đó là kết quả của quá trình tiến hóa lâu dài để đạt được mức độ hoàn thiện cao. Nếu con người 2
nghiên cứu và ứng dụng được vào đời sống sản xuất thì rất tuyệt vời. Với lứa tuổi học sinh cấp trung học phổ thông, các em luôn có nhu cầu, ham muốn được tìm tòi, sáng tạo, nghiên cứu thế giới xung quanh, đặc biệt là những bí ẩn của thế giới sống. Trong quá trình giảng dạy môn sinh học, nếu giáo viên biết định hướng cho học sinh vào việc tìm hiểu sự phù hợp giữa cấu trúc và chức năng của các cấu trúc trong cơ thể sinh vật sẽ là cơ sở để phát triển tư duy lôgic của học sinh trong quá trình học tập, tạo tiền đề, cơ sở để sau này các em có thể trở thành những người nghiên cứu, chế tạo giỏi. Với lý do trên từ năm 1995 đến nay tôi luôn chú trọng định hướng cho học sinh tập trung phân tích các thông tin kiến thức thể hiện sự liên quan giữa cấu trúc và chức năng trong những bài dạy ở chương trình lớp 10, 11, 12. Cho đến nay tôi thấy cách làm đó đã có hiệu quả cao và được khẳng định qua nhiều năm học. Trong đề tài này tôi xin trình bày nội dung “ Sử dụng hệ thống câu hỏi phân tích sự phù hợp giữa cấu trúc và chức năng của các bộ phận trong tế bào nhân thực để phát triển tư duy logic cho học sinh”. b. Tóm tắt quá trình nghiên cứu: GV: Chuẩn bị hình vẽ, soạn hệ thống câu hỏi và đáp án cần cung cấp cho học sinh. HS: Đọc trước các thông tin trong sách giáo khoa, tài liệu tham khảo. GV: Tùy từng đối tượng học sinh, giáo viên có thể đưa các câu hỏi khai thác vào quá trình dạy bài mới hoặc ôn tập, củng cố. Áp dụng: Giảng dạy ở các lớp chuyên sinh, chuyên toán, chuyên hóa, các lớp đại trà thuộc ban khoa học tự nhiên. B. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ a) Cơ sở lí luận Môn sinh học là môn học nghiên cứu về cấu trúc và hoạt động sống của cơ thể sinh vật. Mỗi cơ thể muốn hoạt động và sống tốt trong môi trường của mình thì cấu trúc của các bộ phận, cơ quan, hệ cơ quan trong cơ thể phải có cấu tạo hoàn thiện, liên hệ chặt chẽ, thống nhất với nhau. Mỗi cơ thể sống dù đơn giản hay phức tạp đều được cấu tạo bởi tế bào ⇒ Tế bào là đơn vị tổ chức cơ bản cấu tạo nên mọi cơ thể sinh vật. Thế giới sống được cấu tạo bởi hai loại tế bào: Tế bào nhân sơ và tế bào nhân thực. Tất cả các loại tế bào này đều gồm 3 thành phần chính là màng sinh chất, tế bào chất và vùng nhân hoặc nhân. 3
Tế bào nhân thực có cấu trúc phức tạp hơn tế bào nhân sơ đó là nó hình thành nên các hệ thống nội màng và có đầy đủ các bào quan thực hiện các chức năng sinh lí khác nhau của tế bào. Tại các bào quan này xảy ra các quá trình sinh lí quan trọng giúp cho tế bào thực hiện quá trình trao đổi chất nội bào và trao đổi chất giữa tế bào với môi trường. Sự trao đổi chất của tế bào là cơ sở cho sự trao đổi chất của cơ thể, giúp cơ thể tồn tại, sinh trưởng và phát triển. Nếu không có trao đổi chất thì sinh vật sẽ chết. Trong quá trình tiến hóa các bộ phận trong tế bào đã hoàn thiện về cấu trúc của mình để thực hiện chức năng. Bằng hệ thống câu hỏi dẫn dắt, kết hợp với sơ đồ, tranh vẽ về cấu trúc của các bộ phận, các bào quan trong tế bào, học sinh sẽ tìm hiểu, phân tích để thấy được sự phù hợp giữa cấu trúc và chức năng của chúng. Thông qua quá trình phân tích kiến thức, học sinh phát triển tư duy logic, biện chứng và từ đó các em có thể dùng khả năng tư duy của mình vào trong quá trình học tập, lao động sau này để kết quả học tập, lao động có hiệu quả cao. Mục tiêu của đổi mới giáo dục trong thời kì mới là đào tạo ra những con người năng động, sáng tạo, có khả năng tư duy biện chứng. Việc định hướng cho học sinh khai thác các kiến thức sinh học theo hướng tương quan phù hợp giữa cấu trúc và chức năng của các cơ quan, bộ phận trong tế bào và trong cơ thể đã đóng góp một phần vào việc đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục hiện nay. b) Nội dung Giáo viên(GV) : chuẩn bị hình vẽ, hệ thống câu hỏi và đáp án để hướng dẫn học sinh nghiên cứu. Học sinh(HS):Phân tích hình vẽ, dựa vào hệ thống câu hỏi và sự hướng dẫn của giáo viên hoàn thành nhiệm vụ học tập. b1. Phân tích sự phù hợp giữa cấu trúc và chức năng của màng sinh chất. * Hệ thống kiến thức cơ bản. GV cho HS đọc các thông tin trong sách giáo khoa 10 nâng coa, tài liệu chuyên sinh học tế bào, phân tích hình H1( cấu trúc màng sinh chất) và mô tả cấu trúc màng sinh chất, nêu chức năng màng sinh chất? - Cấu trúc: Màng sinh chất được cấu tạo bởi lớp kép photpholipit có hai đầu kị nước quay vào nhau, các phân tử protein phân bố rải rác trên lớp kép photpholipit( bám trên bề mặt, ăn sâu, xuyên qua lớp kép photpholipit), phía ngoài có các phân tử glicoprotin. Màng sinh chất của tế bào động vật có các phân tử colesteron nằm xen kẽ giữa các phân tử photpholipit. Màng sinh chất có cấu trúc kép và có tính khảm - động. 4
- Chức năng: + Bảo vệ tế bào. + Thực hiện sự trao đổi chất có chọn lọc giữa tế bào với môi trường. + Thu nhận thông tin, truyền thông tin. + Nhận biết các vật thể lạ. + Liên kết các các tế bào trong một mô. + Tham gia vào quá trình phân bào. * Hệ thống câu hỏi khai thác. Câu 1. Trình bày chức năng của các thành phần cấu trúc nên màng sinh chất. Trả lời: - Photpholipit tạo thành khung của màng sinh chất, chỉ cho các chất hòa tan trong lipit đi qua. - Protein tạo kênh, bơm ion, chất mang để vận chuyển các chất qua màng. Protein enzim xúc tác các phản ứng sinh hóa diễn ra trên màng. - Glicoprotein là các thụ thể nhận biết các vật thể lạ, thu nhận và truyền đạt thông tin, liên kết các tế bào trong mô. - Colesteron tạo sự vững chắc cho màng sinh chất của động vật. Câu 2. Vì sao màng sinh chất phải có tính khảm- động? Trả lời: - Các phân tử protein phân bố rải rác trong lớp kép photpholipit tạo ra tính khảm của màng, làm cho màng sinh chất có cấu trúc không đồng nhất từ đó nó giúp cho màng sinh chất thực hiện sự trao đổi chất có chọn lọc với môi trường xung quanh. - Các phân tử protein, photpholipit có thể chuyển động ngang, quay từ trong ra ngoài và ngược lại, tạo ra tính động của màng, giúp cho màng có tính đàn hồi để vận chuyển các chất qua màng theo nhiều con đường khác nhau, theo phương thức chủ động, thụ động, nhập bào , xuất bào Câu 3. Vì sao màng sinh chất của tế bào thực vật không có colesteron, còn màng sinh chất của tế bào động vật có colesteron? Trả lời: - Tế bào thực vật có thành xenlulozơ, cứng vững bao ngoài nên màng sinh chất không cần có colesteron. 5
- Tế bào động vật không có thành xenlulozơ, nên màng sinh chất phải có thêm các phân tử colesteron phân bố xen kẽ các phân tử photpholipit với tỷ lệ thích hợp để tạo độ ổn định của màng, duy trì hình dạng của tế bào. Câu 4. Phân tích sự phù hợp giữa cấu trúc và chức năng của màng sinh chất. Trả lời: Từ cấu trúc và chức năng của màng sinh chất đã nêu ở trên, HS phân tích để thấy sự phù hợp giữa cấu trúc và chức năng của nó. - Lớp kép photpholipit có đầu ưa nước quay ra mặt ngoài và quay vào phía trong của màng để giữ các phân tử nước, tạo ra lớp nước bao mặt ngoài và mặt trong màng để cho các chất hào tan trong nước mới vận chuyển được qua màng. - Trên màng có nhiều loại protein phân bố rải rác trên lớp kép photpholipit để tạo ra nhiều con đường vận chuyển các chất: Trực tiếp qua lớp kép photpholipit, qua kênh, bơm ion, chất mang không tiêu tốn năng lượng, chất mang có tiêu tốn năng lượng. Đồng thời tạo ra tính không đồng nhất của màng để màng vận chuyển các chất có chọn lọc. - Protein enzim trên màng xúc tác cho các phản ứng sinh hóa trên màng. - Mặt ngoài của màng có các phân tử glicoprotein, đóng vai trò là thụ thể để thu nhận thông tin, truyền thông tin, nhận biết các vật thể lạ, từ đó có khả năng bảo vệ tế bào. có hệ thồn vi sợi, vi ống để liên keert các tế trong mô. - Màng sinh chất của tế bào động vật có colesteron để duy trì độ ổn định của màng và hình dạng của tế bào. b2. Phân tích sự phù hợp cấu trúc và chức năng của lục lạp. * Hệ thống kiến thức cơ bản. GV cho HS đọc các thông tin về lục lạp trong sách giáo khoa, sách tham khảo, hình vẽ H1, H2 và tóm tắt được hai nội dung: - Cấu tạo lục lạp: + Hình dạng: lục lạp rất đa dạng Tảo: Vì sống trong nước, không bị ánh sáng mặt trời trực tiếp thiêu đốt quá nóng, nên lục lạp của chúng có nhiều hình dạng khác nhau: Hình võng, hình cốc, hình sao. Thực vật cạn: Lục lạp thường có hình bầu dục để thuận tiện cho việc tiếp nhận ánh sáng mặt trời. 6
+ Kích thước: Nhỏ, đường kính trung bình 4-6m, dày 2-3m. + Cấu trúc: Màng: Cấu trúc kép 2 lớp: màng ngoài và màng trong. Cơ chất (stroma): Lỏng, nhày, không màu (trong suốt), có chứa nhiều loại enzyme tham gia quá trình khử CO2. Grana:  Mỗi grana gồm nhiều tilacoit (túi dẹt) xếp chồng lên nhau. Trên màng tilacoit có nhiều tiểu phần nhỏ (quangtôxôm) trong đó có E; sắc tố, chất truyền e, các nguyên tố kim loại: Cu, Mg, sắp xếp theo trật tự xác định ⇒ đơn vị chức năng của quang hợp.  Mỗi lục lạp có từ 40-50 grana. - Thực vật C4: có 2 loại lục lạp: + Lục lạp tế bào mô dậu có grana phát triển đầy đủ, kích thước lớn, ít tinh bột. + Lục lạp tế bào bao quanh bó mạch: Grana phát triển chưa đầy đủ, chỉ là tilacôit nhỏ, có nhiều hạt tinh bột lớn. - Thành phần hóa học: Nước, khoáng, phôtpholipit, prôtêin, enzim, chất truyền điện tử, sắc tố quang hợp, ARN, ribôxôm, ADN... H1 7
H2 1. Màng ngoài 2. Xoang màng 3. Màng trong 4. Stroma 5. Xoang thylakoid 6. Màng thylakoid 7. Grana 8. Thylakoid 9. Tinh bột 10. Ribosom 11. ADN 12. Các giọt lipit - Chức năng của lục lạp: 8
+ Thực hiện quá trình quang hợp: HS dựa vào sơ đồ H3, tóm tắt cơ chế quang hợp. + Tham gia hệ thống di truyền ngoài nhân: Mang thông tin di truyền, tự sao, phiên mã, dịch mã độc lập so với hệ thống di truyền trong nhân. ⇒ Lục lạp là trung tâm hoạt động sinh học và hóa học mà quá trình quang hợp là một trong những quá trình trao đổi chất quan trọng nhất. H3 9
*Hệ thống câu hỏi vận dụng. GV đưa ra hệ thống câu hỏi để HS phân tích sự phù hợp giữa cấu trúc và chức năng của lục lạp. Câu 1: Kích thước, hình dạng của lục lạp, sự phân bố của lục lạp có lợi gì khi thực hiện chức năng? Trả lời: - Lục lạp là bào quan trực tiếp thu nhận năng lượng của ánh sáng mặt trời. Vì vậy kích thước, hình dạng, sự phân bố của chúng trong tế bào phải phù hợp với cường độ ánh sáng để có thể hấp thu được nhiều năng lượng nhất nhưng không bị đốt nóng khi ánh sáng mặt trời quá mạnh. Cụ thể: - Kích thước nhỏ (4-6m), số lượng nhiều để tăng diện tích tiếp xúc với ánh sáng ⇒ lấy được nhiều ánh sáng. - Hình dạng của lục lạp ở thực vật bậc cao: Hình trứng ⇒ 2 diện tiếp xúc nhỏ và lớn ⇒ thuận tiện cho quá trình tiếp nhận ánh sáng mặt trời với cường độ khác nhau: Khi ánh sáng mạnh, lục lạp xoay bề mặt tiếp xúc nhỏ nhất của mình về phía ánh sáng để tránh không bị đốt nóng. Khi ánh sáng yếu, lục lạp xoay bề mặt tiếp xúc lớn nhất về phía ánh sáng để tăng diện tích tiếp xúc ⇒ lấy được nhiều ánh sáng. - Sự phân bố: Lục lạp có thể thay đổi vị trí theo cường độ ánh sáng: ánh sáng mạnh lục lạp di chuyển sâu vào phía trong của các tế bào mô dậu, để tránh sự đốt nóng; ánh sáng yếu lục lạp nổi trên bề mặt của các tế bào mô dậu để hấp thu nhiều ánh sáng. Câu 2: Phân tích đặc điểm cấu trúc của lục lạp phù hợp với chức năng quang hợp. Trả lời: - Lục lạp là bào quan thực hiện quá trình quang hợp, gồm hai nhóm phản ứng khác nhau: + Phản ứng sáng: Bản chất là phản ứng ôxy hóa H2O. Các phân tử diệp lục hấp thu năng lượng ánh sáng mặt trời và chuyển quang năng của ánh sáng mặt trời thành hóa năng trong ATP và NADPH2. Quá trình này phải trải qua các phản ứng quang lý, quang hóa (quang phân ly H2O, chuỗi chuyền điện tử) 10
+ Phản ứng tối: Bản chất là phản ứng khử CO2. ATP, NADPH2 sinh ra từ pha sáng được sử dụng vào pha tối để khử CO2 trong chu trình Canvil tạo C6H 12O6. Hai nhóm phản ứng này hoàn toàn khác nhau nên lục lạp phải có cấu trúc phù hợp như sau: - Cấu trúc lục lạp tạo ra các vùng thực hiện các nhóm phản ứng khác nhau của quá trình quang hợp: Pha sáng thực hiện ở grana; pha tối thực hiện ở stroma. + Grana là những hạt nhỏ do nhiều túi dẹt xếp chồng lên nhau (mỗi túi là một tilacoit). Trên màng tilacoit có các enzyme xúc tác các phản ứng quang hợp, các sắc tố quang hợp (diệp lục, các sắc tố phụ), các chất truyền điện tử sắp xếp theo trật tự xác định ⇒ đơn vị quang hợp (quangtôxôm), tại đây xảy ra các phản ứng quang lý (diệp lục tiếp nhận photon ánh sáng và trở thành diệp lục kích động đồng thời tạo ra các điện tử. Các điện tử tham gia chuỗi truyền điện tử trên màng tilacôit để tạo ATP, NADPH2. Tại xoang tilacoit nhờ quang năng của ánh sáng để thực hiện phản ứng quang phân li nước, tạo ra H+ và e tham gia chuỗi truyền điện tử ⇒ ATP, NADPH2. + Stroma là chất dịch keo có chứa nhiều enzyme tham gia vào quá trình khử CO2. Tại đây xảy ra pha tối để cố định CO2 trong chu trình canvil tạo C6H 12O6. + Stroma là chất dịch trong suốt cho ánh sáng đi qua, vào grana để cho grana thực hiện pha sáng. - Cấu trúc lục lạp làm tăng diện tích tiếp xúc của enzyme với cơ chất: + Màng trong của lục lạp gấp khúc, co thắt tạo ra các tilacoit (là túi nhỏ dẹt) xếp chồng lên nhau và chìm vào khối dịch strôma. Mỗi lục lạp có nhiều hạt grana. Trên màng tilacoit hình thành nhiều hạt nhỏ (quangtôxôm). Với cấu trúc như thế, diện tiếp xúc của enzyme với cơ chất, của sắc tố quang hợp với ánh sáng tăng lên rất nhiều, từ đó tốc độ của các phản ứng diễn ra rất nhanh. + Cũng với cấu trúc trên, sản phẩm của pha sáng (ATP, NADPH2) được chuyển nhanh sang strôma để thực hiện pha tối. Câu 3: Vì sao ở thực vật C4 lại có hai loại lục lạp với cấu trúc khác nhau? (Dựa vào hình H4 để phân tích) 11
H4 Trả lời: - Thực vật C4: Quá trình cố định CO2 xảy ra qua hai giai đoạn: + Cố định CO2 sơ cấp thực hiện ở tế bào mô dậu và tại đây diễn ra pha sáng của quá trình quang hợp nên lục lạp ở tế bào mô dậu có grana phát triển đầy đủ, kích thước lớn, số lượng nhiều chiếm gần hết xoang lục lạp. 12
+ Cố định CO 2 thứ cấp theo chu trình canvil xảy ra ở tế bào bao quanh bó mạch nên lục lạp ở tế bào bao bó mạch phát triển chưa đầy đủ và phần lớn ở dạng bản mỏng (tilacoit); số lượng ít; strôma chiếm tỉ lệ lớn, có chứa nhiều hạt tinh bột lớn. - Với đặc điểm cố định CO2 của thực vật C4 như trên đã hình thành nên hai loại lục lạp có cấu trúc khác nhau phân bố ở hai loại tế bào khác nhau. Câu 4: Thông qua thành phần hóa học của lục lạp, chứng minh lục lạp là trung tâm hoạt động sinh học và hóa học. (dành cho HS giỏi của lớp chuyên sinh) HS: Đọc các tài liệu tham khảo và chuẩn bị trước nội dung câu hỏi ở nhà để trình bày. Trả lời: Thành phần hóa học của lục lạp rất phức tạp: - Nước chiếm 75%, còn lại là chất khô (chủ yếu là chất hữu cơ) và chất khoáng. - Prôtêin là thành phần cơ bản trong chất hữu cơ (30% - 40%), lipit (20%-40%). - Các nguyên tố khoáng thường gặp trong lục lạp là Fe, Zn, Cu, K, Mg, Mn... - Trong lục lạp có chứa nhiều loại vitamin như: A, D, K, E. - Lục lạp chứa trên 30 loại enzim khác nhau. Những enzim này thuộc các nhóm enzim thủy phân, enzim của hệ thống ôxy hóa khử. - Trong lục lạp còn có hệ sắc tố quang hợp (clorophin, carotenoit), các sắc tố này có khả năng hấp thụ năng lượng ánh sáng mặt trời và biến năng lượng hấp thu ấy thành năng lượng hóa năng trong các chất hóa học, trong khi đó các sắc tố khác không có khả năng này. Như vậy qua thành phần hóa học trên, thấy rằng ngoài quá trình quang hợp, lục lạp còn là nơi tổng hợp lipit, phôtpholipit, các axit béo và prôtêin. Do đó có thể khẳng định rằng lục lạp là trung tâm hoạt động sinh học và hóa học mà quá trình quang hợp là một trong những quá trình trao đổi chất quan trọng nhất. b3. Phân tích sự phù hợp giữa cấu trúc và chức năng của ti thể. * Hệ thống kiến thức cơ bản. GV hướng dẫn HS nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu tham khảo, hình vẽ H5 và tóm tắt cấu trúc, chức năng của ti thể. * Cấu trúc của ti thể: 13
- Hình dạng: Có hình cầu, hình que, hình sợi dài. - Kích thước: Nhỏ, đường kính 0.5-1m; dài 1-5m. - Cấu trúc: + Màng kép gồm: Màng ngoài và màng trong: Màng trong gấp khúc ăn sâu vào cơ chất ⇒ gờ răng lược (mào): Trên có các enzyme của mạch truyền e sắp xếp theo trình tự xác định ⇒ hạt nhỏ (oxixôm) đơn vị hô hấp. + Trong là cơ chất: Dịch keo chứa H2O; hạt lipoprotein, ADN, ARN, enzyme, ribôxôm. H5 * Chức năng của ti thể: - Thực hiện quá trình hô hấp ⇒ ATP (tóm tắt quá trình hô hấp theo sơ đồ H6) 14
H6 - Tham gia vào hệ thống di truyền qua tế bào chất: Mang thông tin di truyền, thực hiện quá trình tự sao, phiên mã, dịch mã độc lập với hệ thống di truyền qua nhân. *Hệ thông câu hỏi khai thác về mối quan hệ thống nhất giữa cấu trúc và chức năng của ti thể. GV đưa ra các câu hỏi, hướng dẫn HS thảo luận theo nhóm để trả lời Câu 1: Phân tích đặc điểm cấu trúc của ti thể phù hợp với chức năng hô hấp. Trả lời: - Hô hấp là chuỗi các phản ứng enzim kế tiếp nhau, diễn ra qua ba giai đoạn: Quá trình đường phân, chu trình Crep, chuỗi truyền điện tử. - Phân tích sự phù hợp giữa cấu tạo và chức năng: 15
+ Hình dạng, kích thước: Hình cầu, hình que, hình sợi dài, kích thước nhỏ ⇒ tăng diện tiếp xúc với môi trường xung quanh, tăng hiệu quả chuyển hóa. + Cấu trúc của ti thể tạo các khoang khác nhau có tác dụng phân vùng phản ứng, mỗi vùng thực hiện một giai đoạn khác nhau ⇒ quá trình hô hấp diễn ra theo trình tự xác định:  Giai đoạn đường phân: Xảy ra ở tế bào chất ⇒ axit piruvic.  Từ axit piruvic  axetylcoA: Diễn ra ở xoang màng (ở giữa màng trong và màng ngoài của ti thể).  Chu trình crep: Xảy ra chất nền của ti thể.  Chuỗi truyền e: Xảy ra trên màng trong ti thể. + Cấu trúc ti thể có xu hướng tăng diện tích tiếp xúc giữa enzyme với cơ chất. Hô hấp là một chuỗi các phản ứng enzim kế tiếp nhau, trong đó sản phẩm của phản ứng trước là nguyên liệu của phản ứng sau. Vì vậy ti thể phải có cấu trúc phù hợp tương ứng như sau: Màng trong ti thể gấp khúc, ăn sâu vào cơ chất tạo các gờ răng lược, trên gờ răng lược có nhiều hạt nhỏ (ôxixôm) bên trong có các enzyme trong chuỗi truyền điện tử, sắp xếp theo trình tự xác định ⇒ diện tích tiếp xúc giữa enzim với cơ chất tăng lên ⇒ tốc độ phản ứng tăng, các phản ứng diễn ra theo trật tự xác định không chồng chéo nhau. Câu 2: Trong cây xanh, loại tế bào nào có nhiều ti thể nhất? Vì sao? Trả lời: - Tế bào lông hút. - Giải thích:  Ti thể hô hấp ⇒ ATP cung cấp cho các hoạt động sống của tế bào.  Tế bào nào hoạt động mạnh, cần tiêu tốn nhiều năng lượng thì đòi hỏi hoạt động hô hấp tăng.  Tế bào lông hút của cây xanh làm nhiệm vụ hút nước và khoáng: Tế bào hút nước theo cơ chế thẩm thấu, muốn vậy nó phải tạo sự chênh lệch thế nước: Dịch đất có thế nước cao hơn dịch bào ⇒ hô hấp mạnh để tạo đường đơn làm tăng áp suất thẩm thấu của tế bào. Tế bào hút khoáng chủ yếu theo phương thức chủ động, cần tiêu tốn nhiều năng lượng từ ATP ⇒ hô hấp của tế bào tăng để tạo ATP. 16
⇒ Như vậy tế bào lông hút phải có nhiều ti thể để tăng cường hô hấp tạo ATP đáp ứng như cầu năng lượng của tế bào, tạo áp suất thẩm thấu cao để thực hiện chức năng hấp thụ nước và khoáng. Câu 3. Phân tích mối quan hệ về chức năng giữa lục lạp, ti thể, nhân trong tế bào nhân thực (dành cho học sinh giỏi). H7 HS theo hướng dẫn của GV, phân tích hình vẽ H7, để thấy được mối quan hệ mật thiết giữa ba cấu trúc quan trọng trong tế bào Trả lời: - Lục lạp thực hiện quá trình quang hợp, tổng hợp chất hữu cơ và chuyển quang năng của ánh sáng mặt trời thành hóa năng tích lũy trong các chất hữu cơ. 17
Chất hữu cơ này dùng để xây dựng nên các cấu trúc của tế bào và một lượng lớn sử dụng cho quá trình hô hấp của ti thể. - Ti thể thực hiện quá trình hô hấp để phân giải các chất hữu cơ lấy từ lục lạp thành các chất đơn giản, tận cùng là CO2 và H2O, đồng thời giải phóng năng lượng dạng nhiệt năng để duy trì nhiệt độ tế bào phù hợp với các phản ứng enzim và năng lượng chứa trong các phân tử ATP cung cấp cho các hoạt động sống của tế bào (trong đó có hoạt động của nhân). - Sản phẩm trung gian tạo ra trong quá trình quang hợp của lục lạp, quá trình hô hấp của ti thể được sử dụng để tạo ra các nuclêôtit, ribônuclêôtit làm nguyên liệu cho quá trình tự sao, phiên mã, dịch mã của nhân tế bào. - Hoạt động di truyền của nhân tạo ra các sản phẩm prôtêin cấu trúc nên các enzim xúc tác cho các phản ứng sinh hóa trong ti thể và lục lạp. Như vậy hoạt động của lục lạp, ti thể, nhân có liên quan chặt chẽ với nhau, phối hợp với nhau để cho tế bào thực hiện được các quá trình sống: Trao đổi chất và năng lượng, sinh trưởng, phát triển, cảm ứng, vận động, sinh sản và di truyền. b4. Phân tích sự phù hợp giữa cấu trúc và chức năng của lưới nội chất. GV cho HS đọc SGK và phân tích hình vẽ H (lưới nội chất) để trình bày cấu tạo và chức năng của lưới nội chất. Sau đó trả lời các câu hỏi khai thác. * kiến thức cơ bản - Cấu tạo: Lưới nội chất là hệ thống ống và xoang phân nhánh từ màng ngoài của nhân vào tế bào chất, có hai loại: Lưới nội chất trơn( không có hạt riboxom bám mặt ngoài) và lưới nội chất hạt( có hạt riboxom bám trên bề mặt màng) - Chức năng: + Phân vùng phản ứng, vận chuyển các chất từ nơi tổng hợp đến nơi sử dụng hoặc xuất bào. + Lưới nội chất hạt: tổng hợp protein xuất bào, lưới nội chất trơn tổng hợp lipit, cacbonhyđrat, phân giải chất độc... * Hệ thống câu hỏi khai thác. Câu 1. Phân tích sự phù hợp giữa cấu trúc và chức năng của lưới nội chất? Trả lời: 18
- Lưới nội chất là hệ thống màng sinh học, trao đổi các chất có tính chọn lọc để có thể lưu giữ, bao gói, vận chuyển các chất đáp ứng nhu cầu khác nhau của các vùng trong tế bào. - Trên lưới nội chất hạt có các riboxom bám trên mặt ngoài để tổng hợp protein xuất bào. - Trong lưới nội chất trơn có các enzim xúc tác quá trình tổng hợp lipit, cacbonhyđrat, phân giải chất độc hại. - Lưới nội chất phân hóa thành hệ thống ống và xoang trong tế bào chất có tác dụng phân vùng phản ứng, để các phản ứng sinh hóa trong tế bào không chồng chéo nhau. Câu 2. Vì sao riboxom lại phân bố nhiều trên màng lưới nội chất hạt? Trả lời: - Lưới nội chất hạt nằm gần nhân nên thông tin di truyền từ nhân truyền tới riboxom ở trên lưới nội chất hạt nhanh hơn. - Riboxom trên lưới nội chất hạt tổng hợp protein xuất bào, khi tổng hợp song protein được đưa luôn vào trong lưới nội chất để vận chuyển ra khỏi tế bào. Câu 3. Trong cơ thể người, ở những mô nào lưới nội chất hạt phát triển, ở mô nào thì lưới nội chất trơn phát triển? Vì sao? Trả lời: - Lưới nội chất hạt phát triển trong các tế bào ở các tuyến nội tiết, tuyến tiêu hóa, tuyến sinh dục. Vì các tuyến này tổng hợp protein xuất bào. - Lưới nội chất trơn phát triển trong các tế bào ở gan. Vì gan là cơ quan phân giải các chất độc hại. C. KẾT LUẬN VẤN ĐỀ Qua nhiều năm giảng dạy, khai thác kiến thức theo hướng phân tích cấu trúc phù hợp với chức năng của các bộ phận trong tế bào, các cơ quan, hệ cơ quan khác trong cơ thể sinh vật ở chương trình sinh học lớp 10, 11, 12 bằng hệ thống câu hỏi: Vì sao, giải thích, phân tích... tôi rút ra kết luận sau: 1. Phương pháp này đã phát triển được tư duy logic của học sinh, giúp học sinh hiểu sâu bản chất của các cấu trúc và hoạt động thống nhất của các cơ quan, bộ phận trong cơ thể sinh vật. Thông qua các kiến thức này học sinh nhận thức các vấn đề trong mối quan hệ biện chứng, từ đó thấy được vị trí, vai trò, trách nhiệm của cá nhân mình đối với lớp học, nhà trường, gia đình và xã hội. 19
2. Rèn luyện cho học sinh khả năng tự học, tự nghiên cứu và sự say mê môn học, góp phần đào tạo ra nguồn nhân lực có khả năng tư duy cao, đáp ứng với các yêu cầu của giai đoạn phát triển đất nước hiện tại và mai sau. IV. Hiệu quả kinh tế và xã hội dự kiến đạt được. 1. Hiệu quả xã hội. - Với hệ thống câu hỏi khai thác mối quan hệ phù hợp giữa cấu trúc với chức năng của các cấu trúc trong tế bào nhân thực đã đóng góp vào việc phát triển tư duy logic cho học sinh trong quá trình học tập. Nó giúp cho học sinh hình thành và phát triển khả năng tư duy trừu tượng. Từ những sự kiện, hiện tượng bên ngoài, phân tích, tìm hiểu bản chất bên trong của các sự kiện đó. Khi khả năng tư duy của học sinh phát triển, tạo điều kiện cho các em có khả năng tự học, tự nghiên cứu. - Việc học tập của học sinh dựa trên quá trình phân tích sự phù hợp giữa cấu trúc và chức năng của các cấu trúc, cơ quan, hệ cơ quan trong cơ thể sinh vật đã hình thành tư duy logic cho học sinh, từ đó là cơ sở để khi các em trở thành người lao động, nhà khoa học biết ứng dụng chế tạo các công cụ lao động tinh xảo phù hợp với từng công việc cụ thể để cho quá trình lao động đạt hiệu quả kinh tế cao. - Quá trình phân tích kiến thức trên đã đóng góp một phần không nhỏ vào kết quả dạy học của giáo viên, giúp học sinh hứng thú, say mê, tự giác trong quá trình học, từ đó kết quả học tập cao hơn. 2. Hiệu quả kinh tế (Thể hiện bằng kết quả dạy học) + Kết quả đại trà: Hàng năm có 100% học sinh đạt trung bình trở lên, trong đó có từ 70% đạt khá, giỏi. + HSG tỉnh: Hàng năm đạt từ 60% đến 100% số học sinh dự thi có giải + HSG quốc gia: Từ năm 1994 đến nay số lượng và chất lượng giải của đội tuyển sinh học luôn đạt ở mức cao và ổn định: Tổng số giải: 111 giải(Hai giải nhất, 13 giải nhì, 54 giải ba, 42 giải kk) Nhiều năm đạt 100% giải (1997-1998, 1998-1999, 1999-2000, 2000- 2001, 2003-2004, 2006- 2007, 2009-2010, 2010-2011, 2011-2012, 2012-2013, 2013- 2014) 20