Bài 1. Nhận biết một số dụng cụ, hoá chất. Thuyết trình một vấn đề khoa học
MỤC TIÊU:
Nhận biết được một số dụng cụ và hoá chất sử dụng trong dạy học môn Khoa học tự nhiên 9.
Trình bày được các bước viết và trình bày báo cáo; làm được bài thuyết trình một vấn đề khoa học.
Để kiểm chứng các dự đoán trong lĩnh vực khoa học tự nhiên, cần tiến hành thí nghiệm. Làm thế nào lựa chọn được dụng cụ, hoá chất phù hợp để thực hiện thí nghiệm thành công và an toàn?
I – Giới thiệu một số dụng cụ và cách sử dụng
Các dụng cụ cơ bản trong môn Khoa học tự nhiên lớp 9 bao gồm các dụng cụ thí nghiệm quang học, điện từ và thí nghiệm tìm hiểu về chất và sự biến đổi của chất.
1. Một số dụng cụ thí nghiệm quang học
a) Nguồn sáng
Để tạo ra chùm sáng hẹp được biểu diễn bằng tia sáng, ta có thể sử dụng một đèn dây tóc được nối với nguồn điện 12 V và các tấm chắn sáng có một hoặc nhiều khe sáng (Hình 1.1a). Cũng có thể sử dụng nguồn laser trong phòng thí nghiệm (Hình 1.1b), mỗi tia sáng được điều khiển bằng một công tắc trên đèn.
Lưu ý: Không để tia laser chiếu vào mắt.
Tấm chắn sáng
Nối với nguồn điện
a) Đèn 12 V – 21 W
b) Đèn laser
Hình 1.1 Nguồn sáng
b) Bản bán trụ và bảng chia độ
Bản bán trụ là một khối thuỷ tinh trong suốt. Bảng chia độ được sử dụng để đọc giá trị góc tới, góc khúc xạ và góc phản xạ khi nghiên cứu hiện tượng khúc xạ ánh sáng và hiện tượng phản xạ toàn phần (Hình 1.2).
Hình 1.2 Bản bán trụ và bảng chia độ

c) Bộ dụng cụ tìm hiểu tính chất ảnh qua thấu kính Bộ dụng cụ tìm hiểu tính chất ảnh qua thấu kính (Hình 1.3) bao gồm: thấu kính hội tụ (1), thấu kính phân kì (

3. Một số dụng cụ thí nghiệm tìm hiểu về chất và sự biến đổi chất Dụng cụ, Chức năng, Dụng cụ, Chức năng Hình 1.7 Bát sứ, Trộn hoặc đun nóng chảy các chất rắn,

$Các hoá chất cần được bảo quản trong chai hoặc lọ, có nắp đậy và được dán nhãn ghi thông tin về hoá chất. Những hoá chất dễ bị phân huỷ bởi ánh sáng như $\mathr$

Các hoá chất cần được bảo quản trong chai hoặc lọ, có nắp đậy và được dán nhãn ghi thông tin về hoá chất. Những hoá chất dễ bị phân huỷ bởi ánh sáng như $\mathrm{KMnO_4}$, $\mathrm{AgNO_3}$,... cần được đựng trong các lọ tối màu và để ở chỗ tối hoặc bọc kín bằng giấy màu đen phía ngoài lọ.
Sử dụng hoá chất và dụng cụ trong phòng thí nghiệm
Đề xuất dụng cụ, hoá chất và thực hiện thí nghiệm chứng minh tính chất hoá học chung của acid hoặc base.
Khi thực hiện lấy hoá chất rắn, lỏng, cần lưu ý gì để các hoá chất đảm bảo được độ tinh khiết và bảo quản được lâu dài?
Tại sao cần phải đọc cẩn thận nhãn hoá chất trước khi sử dụng?
Tại sao không được tự ý nghiền, trộn các hoá chất?
Em cần lưu ý gì khi sử dụng các hoá chất dễ bay hơi; hoá chất độc hại; hoá chất nguy hiểm ($\mathrm{H_2SO_4}$ đặc,...)?
III – Viết và trình bày báo cáo một vấn đề khoa học
Kết quả nghiên cứu khoa học được người nghiên cứu trình bày dưới dạng các báo cáo theo cách thức quy định chung để người đọc có thể dễ dàng tra cứu, tìm hiểu và sử dụng.
Thông thường bài báo cáo một vấn đề khoa học có cấu trúc như sau:
Tiêu đề: Cần chính xác và mô tả rõ ràng nội dung của báo cáo.
Tóm tắt: Một đoạn văn ngắn, tổng hợp nội dung chính của báo cáo, bao gồm mục tiêu, phương pháp, kết quả và kết luận.
Giới thiệu: Mô tả vấn đề nghiên cứu và tầm quan trọng của vấn đề; mục tiêu của nghiên cứu.
Phương pháp: Mô tả quá trình thực hiện thí nghiệm hoặc quá trình thu thập dữ liệu; xử lí dữ liệu; liệt kê vật liệu, hoá chất và dụng cụ sử dụng.
Kết quả: Trình bày dữ liệu thu được một cách rõ ràng, sử dụng biểu đồ, hình ảnh hoặc bảng.
Thảo luận: Phân tích và giải thích ý nghĩa của kết quả; so sánh với các nghiên cứu khác (nếu có).
Kết luận: Tóm tắt những phát hiện chính và gợi ý cho những nghiên cứu sau này.
Tài liệu tham khảo: Liệt kê tất cả nguồn thông tin đã sử dụng.

Ví dụ về viết báo cáo một vấn đề khoa học:
BÁO CÁO KẾT QUẢ KHẢO SÁT THỰC TẾ VỀ MỘT SỐ BỆNH ĐƯỜNG TIÊU HOÁ VÀ VẤN ĐỀ VỆ SINH AN TOÀN THỰC PHẨM TẠI ĐỊA PHƯƠNG
Tóm tắt: Báo cáo này trình bày kết quả từ cuộc khảo sát thực tế về các bệnh đường tiêu hoá và vấn đề an toàn thực phẩm tại địa phương. Đối tượng khảo sát gồm 30 chủ hộ gia đình và cán bộ địa phương. Kết quả khảo sát cho thấy tác động của các bệnh đường tiêu hoá và vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm đối với sức khoẻ cộng đồng, qua đó hướng tới mục đích nâng cao ý thức và ngăn chặn các bệnh đường tiêu hoá.
I. Giới thiệu
Bệnh đường tiêu hoá và vệ sinh an toàn thực phẩm đang là những vấn đề quan trọng liên quan đến sức khoẻ cộng đồng, đặc biệt ở địa phương. Điều tra và nghiên cứu về các bệnh này sẽ cung cấp thông tin quan trọng để nâng cao ý thức về vệ sinh an toàn thực phẩm và phòng ngừa bệnh tật đường tiêu hoá.
Mục tiêu của nghiên cứu này là:
Điều tra được thực trạng các bệnh đường tiêu hoá hiện nay ở địa phương và tình trạng mất an toàn thực phẩm, nguyên nhân của các bệnh đường tiêu hoá.
Trên cơ sở kết quả điều tra đề xuất các giải pháp khắc phục tình trạng mất an toàn thực phẩm ở địa phương.
II. Phương pháp
Phương pháp và công cụ khảo sát thực tế
Phương pháp: Điều tra bằng phiếu hỏi.
Phỏng vấn trực tiếp một số đối tượng.
Công cụ: Bộ phiếu hỏi và đề cương phỏng vấn trực tiếp.
Đối tượng, địa bàn khảo sát
Đối tượng: 30 chủ hộ gia đình và cán bộ địa phương (trưởng thôn/tổ dân phố, đoàn thanh niên, hội phụ nữ).
Địa bàn khảo sát: các thôn/tổ dân phố… thuộc xã/phường…
III. Kết quả
Nhận thức của người dân về tầm quan trọng của an toàn thực phẩm
Trình bày kết quả xử lí phiếu hỏi các đối tượng thành các bảng, từ các bảng số liệu phân tích, rút ra kết luận về nhận thức của người dân đối với vấn đề an toàn thực phẩm.
Thực trạng các bệnh đường tiêu hoá ở địa phương
Bảng số liệu kết quả xử lí các phiếu hỏi về các loại bệnh đường tiêu hoá và nguyên nhân gây bệnh. Từ bảng số liệu, phân tích rút ra kết luận.
Thực trạng việc sử dụng các loại thực phẩm ở các gia đình
Tổng hợp các ý kiến qua phỏng vấn các đối tượng, phân tích, rút ra kết luận.
IV. Thảo luận
Đánh giá thực trạng nhận thức của người dân về tầm quan trọng của an toàn thực phẩm.

V. Kết luận
– Nhận thức về tác động quan trọng của các bệnh đường tiêu hoá và sự quan trọng của an toàn thực phẩm đối với sức khoẻ cộng đồng còn nhiều hạn chế.
– Các biện pháp cần thực hiện để nâng cao nhận thức.
Tài liệu tham khảo
Nguyễn Văn A (2023), Về bệnh đường tiêu hoá và nguyên nhân…, Tạp chí Khoa học và đời sống, số …/2023, Tr. 5-7.
Trần Đình B (2022), Một số biện pháp phòng, chống bệnh đường tiêu hoá ở nhà trường…, Tạp chí giáo dục, số …/2022, Tr. 6-8.
Em hãy so sánh cấu trúc của bài báo cáo một vấn đề khoa học theo cách thức quy định chung với các bài báo cáo thực hành hay báo cáo thí nghiệm, điều tra mà em đã thực hiện.
Lựa chọn một hoạt động nghiên cứu hoặc hoạt động thực hành và viết báo cáo cho hoạt động này.
IV – Bài thuyết trình một vấn đề khoa học
Bài thuyết trình thể hiện các nội dung cô đọng, trực quan của bài báo cáo một vấn đề khoa học.
1. Thuyết trình trên các phần mềm trình chiếu
Cấu trúc bài thuyết trình trên các phần mềm trình chiếu bám sát cấu trúc của bản báo cáo một vấn đề khoa học:
Trang tiêu đề: Tiêu đề của báo cáo và tên của tác giả.
Trang giới thiệu: Giới thiệu vấn đề nghiên cứu; tầm quan trọng của vấn đề.
Trang mục tiêu nghiên cứu: Trình bày mục tiêu nghiên cứu cần có tính khả thi, rõ ràng và phản ánh tên đề tài cũng như bao quát nội dung nghiên cứu.
Trang phương pháp: Trình bày quá trình thực hiện thí nghiệm hoặc thu thập dữ liệu; xử lí dữ liệu; liệt kê vật liệu, hoá chất và dụng cụ.
Trang kết quả: Sử dụng biểu đồ, hình ảnh hoặc bảng để minh hoạ.
Trang thảo luận: Phân tích kết quả và so sánh (nếu có) với các nghiên cứu khác.
Trang kết luận: Tóm tắt những phát hiện chính.
Trang câu hỏi: Câu hỏi từ người tham dự và trả lời của người thuyết trình.
Lưu ý khi thuyết trình: Sử dụng ngôn ngữ đơn giản, rõ ràng; tập trung vào việc truyền đạt thông điệp chính và tương tác với người nghe.

Ví dụ bài thuyết trình một vấn đề khoa học trên phần mềm trình chiếu (Hình 1.12):
GIỚI THIỆU
Điều tra và nghiên cứu sẽ cung cấp thông tin quan trọng để nâng cao ý thức về vệ sinh an toàn thực phẩm và phòng ngừa bệnh tật đường tiêu hoá.
Trang 1
Trang 2
MỤC TIÊU KHẢO SÁT
Điều tra được thực trạng các bệnh đường tiêu hoá hiện nay ở địa phương và tình trạng mất an toàn thực phẩm, nguyên nhân của các bệnh đường tiêu hoá
PHƯƠNG PHÁP
Phương pháp
Điều tra bằng phiếu hỏi.
Phỏng vấn trực tiếp một số đối tượng.
Công cụ
Bộ phiếu hỏi và đề cương phỏng vấn trực tiếp (xem phụ lục).
Đối tượng
Các chủ hộ gia đình và cán bộ địa phương
Trang 3
Trang 4
KẾT QUẢ
1 Nhận thức của người dân về tầm quan trọng của an toàn thực phẩm
Thực trạng bệnh đường tiêu hóa ở địa phương 2
3 Thực trạng việc sử dụng các loại thực phẩm ở các gia đình
THẢO LUẬN
Phân tích kết quả thu được
Kết quả thu được cho thấy những điều sau: ...
So sánh với các nghiên cứu khác
Kết quả thu được tương đồng với nghiên cứu: ...
Kết quả thu được phát hiện mới: ...
Trang 5
Trang 6
KẾT LUẬN
Kết luận
Đánh giá thực trạng nhận thức của người dân về tầm quan trọng của an toàn thực phẩm.
Đánh giá về thực trạng các bệnh đường tiêu hoá ở địa phương và nguyên nhân liên quan đến vấn đề an toàn thực phẩm.
Kiến nghị
Về các giải pháp thực hiện an toàn thực phẩm ở địa phương nhằm khắc phục các bệnh đường tiêu hoá.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Nguyễn Văn A (2023), Về bệnh đường tiêu hoá và nguyên nhân,..., Tạp chí Khoa học và đời sống, số .../2023.
[2] Trần Đình B (2022), Một số biện pháp phòng, chống bệnh đường tiêu hoá ở nhà trường,..., Tạp chí Giáo dục, số .../2022.
TRÂN TRỌNG CẢM ƠN!
Trang 7
Trang 8
Hình 1.12 Ví dụ các trang của bài thuyết trình một vấn đề khoa học trên phần mềm trình chiếu

Để thực hiện thuyết trình báo cáo kết quả nghiên cứu, thực hành, em hãy xây dựng bản trình chiếu trên phần mềm.
Trình bày báo cáo với các bạn trong lớp về một vấn đề khoa học mà em đã lựa chọn.
2. Báo cáo treo tường
Báo cáo treo tường là một hình thức trình bày báo cáo kết quả nghiên cứu và được xây dựng như sau:
Kích thước và định dạng: Kích thước tiêu chuẩn cho báo cáo treo tường là A0 hoặc A1. Chọn định dạng dọc hoặc ngang tuỳ thuộc vào nội dung và sở thích cá nhân.
Tiêu đề và thông tin tác giả: Tiêu đề rõ ràng và dễ đọc từ khoảng cách xa; tên tác giả của báo cáo nên nằm dưới tiêu đề.
Định dạng nội dung và thiết kế:
– Chia báo cáo treo tường thành các phần/khu vực rõ ràng như: giới thiệu, phương pháp, kết quả, thảo luận và kết luận. Sử dụng hình ảnh, biểu đồ và đồ thị để trình bày thông tin một cách trực quan.
– Cân nhắc việc sử dụng màu sắc: Màu nền không nên quá rực rỡ và nên có sự đối lập giữa màu chữ và màu nền. Font chữ nên đơn giản và dễ đọc, kích thước chữ phù hợp.
Nội dung báo cáo treo tường:
– Giới thiệu: Mô tả ngắn gọn về vấn đề nghiên cứu và mục tiêu.
– Phương pháp: Mô tả cách thức thu thập dữ liệu và tiếp cận vấn đề.
– Kết quả: Trình bày dữ liệu thông qua hình ảnh, biểu đồ, đồ thị.
– Thảo luận: Phân tích kết quả và so sánh với các nghiên cứu khác (nếu có).
– Kết luận: Tóm tắt những phát hiện và đưa ra các gợi ý hoặc hướng nghiên cứu tiếp theo.
– Tài liệu tham khảo: Liệt kê nguồn tham khảo đã sử dụng. Có thể sử dụng chữ nhỏ hơn ở phần này để tiết kiệm không gian.
Lưu ý khi trình bày: Dùng ít chữ và tập trung vào việc truyền đạt thông điệp chính thông qua hình ảnh và đồ thị; đảm bảo hình ảnh và văn bản rõ ràng, sắc nét (ví dụ như Hình 1.13); trưng bày báo cáo treo tường ở nơi dễ nhìn và tiếp cận được.

BÁO CÁO KẾT QUẢ KHẢO SÁT THỰC TẾ VỀ MỘT SỐ BỆNH ĐƯỜNG TIÊU HOÁ VÀ VẤN ĐỀ VỀ SINH AN TOÀN THỰC PHẨM TẠI ĐỊA PHƯƠNG
Tên tác giả - Tên trường
GIỚI THIỆU
Điều tra và nghiên cứu sẽ cung cấp thông tin quan trọng để nâng cao ý thức về vệ sinh an toàn thực phẩm và phòng ngừa các bệnh đường tiêu hoá.
MỤC TIÊU KHẢO SÁT
Điều tra được thực trạng các bệnh đường tiêu hoá hiện nay ở địa phương và nguyên nhân gây bệnh, tình trạng mất an toàn thực phẩm
PHƯƠNG PHÁP
Phương pháp
Điều tra bằng phiếu hỏi.
Phỏng vấn trực tiếp một số đối tượng.
Công cụ
Bộ phiếu hỏi và đề cương phỏng vấn trực tiếp (xem phụ lục).
Đối tượng
Các chủ hộ gia đình và cán bộ địa phương
KẾT QUẢ
Nhận thức của người dân về tầm quan trọng của an toàn thực phẩm
Trình bày kết quả xử lí phiếu hỏi các đối tượng thành các bảng số liệu và đồ thị. Từ đó phân tích, rút ra kết luận về nhận thức của người dân đối với vấn đề an toàn thực phẩm
Thực trạng bệnh đường tiêu hoá ở địa phương
Bảng số liệu kết quả xử lí các phiếu hỏi về các bệnh đường tiêu hoá và nguyên nhân gây bệnh. Từ bảng số liệu phân tích rút ra kết luận
Thực trạng việc sử dụng các loại thực phẩm ở các gia đình
Tổng hợp ý kiến qua phỏng vấn các đối tượng, phân tích, rút ra kết luận.
THẢO LUẬN
Phân tích kết quả thu được
Kết quả thu được cho thấy những điều sau:
...
So sánh với các nghiên cứu khác
Kết quả thu được tương đồng với nghiên cứu A
Kết quả thu được phát hiện mới.
KẾT LUẬN
Kết luận
Đánh giá thực trạng nhận thức của người dân về tầm quan trọng của an toàn thực phẩm.
Đánh giá về thực trạng các bệnh đường tiêu hoá ở địa phương và nguyên nhân liên quan đến vấn đề an toàn thực phẩm.
Kiến nghị
Về các giải pháp thực hiện an toàn thực phẩm ở địa phương nhằm khắc phục các bệnh đường tiêu hoá.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Nguyễn Văn A (2023), Vì bệnh đường tiêu hoá và nguyên nhân..., Tạp chí Khoa học và đời sống, số ..., 2023.
[2] Trần Bình B (2022), Một số biện pháp phòng, chống bệnh đường tiêu hoá ở nhà trường..., Tạp chí Giáo dục, số ..., 2022.
Hình 1.13 Ví dụ về báo cáo treo tường
Em hãy thiết kế một báo cáo treo tường để trình bày kết quả của một nghiên cứu khoa học hoặc một bài thực hành mà em đã thực hiện trong môn Khoa học tự nhiên.
Em hãy so sánh ưu, nhược điểm của hai cách thuyết trình báo cáo: sử dụng phần mềm trình chiếu và sử dụng báo cáo treo tường.
EM ĐÃ HỌC
Tên một số dụng cụ thí nghiệm và chức năng sử dụng; các lưu ý khi sử dụng các dụng cụ và cách bảo quản chúng.
Các hoá chất cơ bản trong phòng thí nghiệm; cách bảo quản và sử dụng chúng.
Cấu trúc của bài báo cáo một vấn đề khoa học: 1. Tiêu đề; 2. Tóm tắt; 3. Giới thiệu; 4. Phương pháp; 5. Kết quả; 6. Thảo luận; 7. Kết luận; 8. Tài liệu tham khảo.
EM CÓ THỂ
Lựa chọn được các dụng cụ, hoá chất để thiết kế các thí nghiệm, thực hiện các nhiệm vụ học tập theo yêu cầu của giáo viên.
Trình bày được kết quả nghiên cứu bằng bảng số liệu, biểu đồ, đồ thị. Trình bày được báo cáo một vấn đề khoa học dựa trên phần mềm trình chiếu hoặc báo cáo treo tường.

Chương I NĂNG LƯỢNG CƠ HỌC Bài 2. Động năng. Thế năng MỤC TIÊU: Viết được biểu thức tính động năng của vật. Viết được biểu thức tính thế năng của vật ở gần mặt

$Một vật có khối lượng m đang chuyển động với tốc độ v thì động năng của vật là: $\mathrm{W_d} = \frac{1}{2}\mathrm{mv^2}$ Trong đó: m là khối lượng của vật, đơn$

Một vật có khối lượng m đang chuyển động với tốc độ v thì động năng của vật là:
$\mathrm{W_d} = \frac{1}{2}\mathrm{mv^2}$
Trong đó: m là khối lượng của vật, đơn vị đo là kg.
v là tốc độ của vật, đơn vị đo là m/s.
$\mathrm{W_d}$ là động năng của vật, đơn vị đo là jun (J).
Động năng của một xe ô tô thay đổi như thế nào nếu tốc độ của xe tăng gấp đôi?
Tính động năng của quả bóng đá có khối lượng m = 0,45 kg, đang bay với tốc độ v = 10 m/s.
Trả lời câu hỏi ở phần mở bài.
II – Thế năng
Thế năng trọng trường (gọi tắt là thế năng) là năng lượng của một vật khi nó ở một độ cao nhất định so với mặt đất hoặc so với một vị trí được chọn làm gốc để tính độ cao.
Hình 2.3 Sơ đồ đập thuỷ điện
Để dự trữ năng lượng, người ta xây dựng những đập nước ngăn các dòng chảy để tạo thành những hồ chứa nước. Nước trong hồ chứa càng nhiều và ở càng cao thì năng lượng được tích trữ càng lớn. Hãy giải thích vì sao để khai thác được tối đa thế năng của nước trong hồ chứa, người ta thường bố trí sao cho vị trí đặt máy phát điện càng thấp so với mực nước hồ chứa (Hình 2.3).
Độ lớn của thế năng trọng trường được tính bằng công thức:
$\mathrm{W_t} = \mathrm{Ph}$
Trong đó: P là trọng lượng của vật, đơn vị đo là niutơn (N). Về giá trị P = 10m, với m là khối lượng của vật, đơn vị đo là kilôgam (kg).
h là độ cao của vật so với vị trí chọn làm gốc, đơn vị đo là mét (m).
$\mathrm{W_t}$ là thế năng trọng trường của vật, đơn vị đo là jun (J).
Giá trị của thế năng phụ thuộc vào gốc chọn để tính độ cao, hay còn gọi là gốc thế năng. Người ta thường chọn mặt đất làm gốc để tính độ cao.

So sánh thế năng trọng trường của hai vật ở cùng một độ cao so với gốc thế năng, biết khối lượng của vật thứ nhất gấp 3 lần khối lượng của vật thứ hai.
Một công nhân vác một bao xi măng có trọng lượng 500 N trên vai, đứng trên sân thượng toà nhà cao 20 m so với mặt đất. Độ cao của bao xi măng so với mặt sân thượng là 1,4 m. Tính thế năng trọng trường của bao xi măng trong hai trường hợp sau:
a) Chọn gốc thế năng tại mặt sân thượng toà nhà.
b) Chọn gốc thế năng tại mặt đất.
EM ĐÃ HỌC
Biểu thức tính động năng của vật: $W_d = \frac{1}{2}mv^2$
Trong đó: m là khối lượng của vật, đơn vị đo là kg.
v là tốc độ của vật, đơn vị đo là m/s.
$W_d$ là động năng của vật, đơn vị đo là jun (J).
Biểu thức tính thế năng trọng trường của vật: $W_t = Ph$
Trong đó: P là trọng lượng của vật, đơn vị đo là N.
h là độ cao của vật so với vị trí chọn làm gốc thế năng, đơn vị đo là m.
$W_t$ là thế năng trọng trường của vật, đơn vị đo là jun (J).
EM CÓ THỂ
Tính được động năng, thế năng của các vật và giải thích được nguyên lí tích trữ năng lượng dưới dạng thế năng trọng trường trong nhà máy thuỷ điện.
Ngoài thế năng trọng trường, trong thực tiễn vật còn có thể dự trữ năng lượng dưới các dạng thế năng sau:
– Thế năng đàn hồi: xuất hiện khi một vật bị biến dạng đàn hồi. Ví dụ một cây cung đang bị kéo căng có thế năng đàn hồi (Hình 2.4).
– Thế năng tĩnh điện: khi một điện tích đặt cạnh một điện tích khác, lực tương tác giữa các điện tích tạo ra thế năng của hệ điện tích.
Hình 2.4 Cây cung đang bị kéo căng tích trữ thế năng đàn hồi

Bài 3. Cơ năng MỤC TIÊU Nêu được cơ năng là tổng động năng và thế năng của vật. Vận dụng khái niệm cơ năng phân tích được sự chuyển hoá năng lượng trong một số

Một vật có khối lượng m = 1,5 kg được thả rơi từ độ cao h = 4 m so với mặt đất. Chọn gốc thế năng ở mặt đất, tính tốc độ của vật vừa đến chạm mặt đất. Biết toàn bộ thế năng của vật chuyển hoá thành động năng của vật.
II – Sự chuyển hoá năng lượng
Nếu cơ năng của vật không chuyển hoá thành dạng năng lượng khác thì tổng động năng và thế năng của vật luôn không đổi, cơ năng của vật được bảo toàn.
Trong nhiều trường hợp, cơ năng có thể chuyển hoá thành các dạng năng lượng khác, khi đó cơ năng không được bảo toàn.
Thí nghiệm về sự chuyển hoá động năng – thế năng
Chuẩn bị: Con lắc đơn (gồm vật nặng, sợi dây không dãn) được treo vào giá thí nghiệm.
Tiến hành:
– Kéo vật nặng đến vị trí A ở độ cao h rồi thả nhẹ, vật nặng chuyển động đến vị trí thấp nhất O rồi tiếp tục đi lên và dừng lại tại điểm B (Hình 3.2), sau đó chuyển động ngược lại.
– So sánh độ cao điểm B với độ cao điểm A.
– Quan sát vật nặng chuyển động qua lại điểm O sau một khoảng thời gian.
Hình 3.2 Thí nghiệm chuyển động của con lắc đơn
Trả lời các câu hỏi sau:
Có nhận xét gì về sự chuyển hoá giữa động năng và thế năng của vật nặng?
Sau một thời gian chuyển động, vì sao độ cao của vật nặng giảm dần?
Nếu bỏ qua lực cản của không khí, hãy mô tả sự chuyển hoá động năng và thế năng của các vật được ném với cùng tốc độ ban đầu (Hình 3.3) trong hai trường hợp:
– Ném theo phương ngang, vật chuyển động theo quỹ đạo (1).
– Ném theo hướng chếch lên trên, vật chuyển động theo quỹ đạo (2).
Hình 3.3 Vật được ném từ cùng độ cao với cùng tốc độ ban đầu theo các hướng khác nhau

Xe thế năng có cấu tạo được mô tả trong Hình 3.4. Quả nặng được nối với trục xe qua một ròng rọc cố định bởi một sợi dây mềm, không dãn. Sợi dây được quấn nhiều

Bài 4. Công và công suất
MỤC TIÊU:
Phân tích ví dụ cụ thể để rút ra được: công có giá trị bằng lực nhân với quãng đường dịch chuyển theo hướng của lực, công suất là tốc độ thực hiện công.
Liệt kê được một số đơn vị thường dùng đo công và công suất.
Tính được công và công suất trong một số trường hợp đơn giản.
Trong đời sống, ta thường nói cần "tốn công" khi thực hiện các công việc như cấy lúa, xây nhà, ngồi đợi xe,... Công trong mỗi trường hợp đó được xác định như thế nào?
I – Công
Trong tự nhiên, khi các vật tương tác với nhau, năng lượng có thể được truyền từ vật này sang vật khác. Có hai hình thức truyền năng lượng phổ biến là: truyền nhiệt và thực hiện công. Trong bài này, ta sẽ tìm hiểu hình thức truyền năng lượng bằng cách thực hiện công.
Một người đẩy một xe hàng chuyển động trên mặt sàn nằm ngang (Hình 4.1). Sau khi dịch chuyển một quãng đường s trên mặt sàn, xe hàng có tốc độ v, nghĩa là nó có một động năng nhất định. Động năng của xe hàng có được là do người đã thực hiện một công cơ học.
Công cơ học thường được gọi tắt là công, đó là số đo phần năng lượng được truyền từ vật này qua vật khác trong tương tác giữa các vật. Trong ví dụ ở Hình 4.1, xe hàng nhận năng lượng nên động năng của nó tăng.
Công A của một lực F không đổi làm vật dịch chuyển một quãng đường s theo hướng của lực được xác định bởi biểu thức:
$$A = Fs$$
Trong đó: F là lực tác dụng lên vật, đơn vị đo là niutơn (N);
s là quãng đường dịch chuyển theo hướng của lực, đơn vị đo là mét (m).
Khi lực F = 1 N và quãng đường s = 1 m thì công A = 1 N.1 m = 1 Nm.
Đơn vị của công là jun, kí hiệu là J (1 J = 1 Nm).
Các bội của jun là kilôjun (kJ) và mêgajun (MJ):
$1 \text{ kJ} = 10^3 \text{ J}$
$1 \text{ MJ} = 10^6 \text{ J}$
Trong thực tế, người ta còn dùng các đơn vị khác của công là BTU và calo (cal):
$1 \text{ BTU} = 1055 \text{ J}$
$1 \text{ cal} = 4,186 \text{ J}$
Bội của calo là kilôcalo (kcal): $1 \text{ kcal} = 1000 \text{ cal} = 4186 \text{ J}$.

Hãy mô tả quá trình thực hiện công trong các ví dụ ở Hình 4.2 thông qua việc xác định lực tác dụng lên vật và quãng đường vật dịch chuyển theo hướng của lực để

II – Công suất Hai xe nâng được dùng để nâng hai thùng hàng từ mặt đất (điểm A) tới sàn một xe tải có độ cao 1 m (điểm B). Xe thứ nhất nâng thùng hàng có trọng

$Bảng 4.1. Một số giá trị công suất Đối tượng, Công suất $\mathscr{P}$, Đối tượng, Công suất $\mathscr{P}$ Ngựa, Khoảng $700\text{ W}$, Tên lửa, Khoảng $2.10^7\t$

Chương II ÁNH SÁNG Bài 5. Khúc xạ ánh sáng MỤC TIÊU: Thực hiện thí nghiệm chứng tỏ được khi truyền từ môi trường này sang môi trường khác, tia sáng có thể bị kh

$Trên Hình 5.2, quy ước gọi: – I là điểm tới; – SI là tia tới; – IK là tia khúc xạ; – NN' (vuông góc với mặt phân cách tại điểm tới) là pháp tuyến; – $\widehat{\$

Trên Hình 5.2, quy ước gọi:
– I là điểm tới;
– SI là tia tới;
– IK là tia khúc xạ;
– NN' (vuông góc với mặt phân cách tại điểm tới) là pháp tuyến;
– $\widehat{\text{SIN}}$ là góc tới, kí hiệu là i;
– $\widehat{\text{KIN'}}$ là góc khúc xạ, kí hiệu là r;
– Mặt phẳng chứa tia tới SI và pháp tuyến NN' là mặt phẳng tới.
Hình 5.2 Đường truyền của chùm tia sáng
Tia sáng truyền từ không khí sang thuỷ tinh thì bị gãy khúc tại mặt phân cách giữa hai môi trường. Hiện tượng tia sáng bị gãy khúc cũng xảy ra tại mặt phân cách khi ánh sáng truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác.
Hiện tượng khúc xạ ánh sáng là hiện tượng tia sáng bị gãy khúc (bị lệch khỏi phương truyền ban đầu) tại mặt phân cách khi truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác.
Một tia sáng truyền tới mặt nước tạo ra một tia phản xạ và một tia khúc xạ (Hình 5.3). Hãy vẽ vào vở và bổ sung chiều mũi tên của các tia sáng.
Hình 5.3
II – Định luật khúc xạ ánh sáng
Thí nghiệm 2: Tìm hiểu mối liên hệ giữa góc khúc xạ và góc tới
Chuẩn bị:
Dụng cụ thí nghiệm như thí nghiệm 1.
Tiến hành:
– Bố trí thí nghiệm như Hình 5.1.
– Chiếu tia sáng đến mặt phân cách tại điểm tới I (tâm của đường tròn chia độ) lần lượt với góc tới $0^{\circ}$, $20^{\circ}$, $40^{\circ}$, $60^{\circ}$, $80^{\circ}$.
– Đọc giá trị của góc khúc xạ tương ứng và hoàn thành vào vở theo mẫu tương tự Bảng 5.1.
Bảng 5.1
Góc tới i, Góc khúc xạ r, Tính tỉ số $\frac{\sin i}{\sin r}$
$0^{\circ}$, $0^{\circ}$
$20^{\circ}$, $13^{\circ}$, ?
$40^{\circ}$, $25^{\circ}$, ?
$60^{\circ}$, $35^{\circ}$, ?
$80^{\circ}$, $41^{\circ}$, ?
Trả lời câu hỏi và thực hiện các yêu cầu sau:
Tia khúc xạ nằm ở phía nào của pháp tuyến so với tia tới?
So sánh độ lớn góc tới và góc khúc xạ.
Nhận xét tỉ số giữa sin góc tới i và sin góc khúc xạ r.

Thí nghiệm 3: Khảo sát phương của tia khúc xạ
Chuẩn bị:
Bản bán trụ bằng thuỷ tinh trong suốt;
Một tấm xốp mỏng có gắn bảng chia độ;
Bốn chiếc đinh ghim giống nhau;
Một tấm nhựa phẳng.
Hình 5.4 Thí nghiệm tìm mặt phẳng chứa tia khúc xạ
Tiến hành:
Bố trí thí nghiệm như Hình 5.4.
Cắm các đinh ghim tại O và A để xác định pháp tuyến OA.
Cắm đinh ghim ở B để xác định tia tới là BO.
Lưu ý: Để các đinh ghim ở O, A, B sao cho mũi đinh có chiều cao bằng $\frac{1}{2}$ bề dày bản bán trụ thuỷ tinh. Khi đó mặt phẳng tới đi qua ba đầu đinh ghim ở O, A, B song song với tấm xốp.
Đặt mắt để nhìn vào mặt phẳng của bản bán trụ sao cho đầu mũi đinh ghim ở O che khuất ảnh đầu mũi đinh ghim ở B.
Cắm đinh ghim ở C trên đường truyền sáng từ O tới mắt sao cho đầu mũi đinh ghim ở C che khuất ảnh đầu đinh ghim ở B và O. Khi đó tia khúc xạ sẽ là tia OC.
Bỏ bản bán trụ thuỷ tinh ra, dùng tấm nhựa phẳng để kiểm tra các tia BO, OA, OC có đồng phẳng hay không?
Trả lời câu hỏi sau:
Kết quả thí nghiệm cho thấy tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng nào?
Từ các thí nghiệm trên và nhiều thí nghiệm khác, rút ra kết luận:
Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới và ở phía bên kia pháp tuyến so với tia tới.
Với hai môi trường trong suốt nhất định, tỉ số giữa sin của góc tới (sini) và sin của góc khúc xạ (sinr) luôn không đổi:
$\frac{\text{sini}}{\text{sinr}} = \text{hằng số}$
Kết luận trên là nội dung của định luật khúc xạ ánh sáng.
Hình 5.5 mô tả hiện tượng khúc xạ khi tia sáng truyền từ môi trường nước ra không khí. Chỉ ra điểm tới, tia tới, tia khúc xạ, vẽ pháp tuyến tại điểm tới. So sánh độ lớn của góc khúc xạ và góc tới.
Hình 5.5 Mô tả tia sáng truyền từ nước ra không khí

Quan sát đường truyền của tia sáng trong Hình 5.6, vận dụng kiến thức đã học để trả lời câu hỏi ở phần mở bài. Hình 5.6 Đường truyền của tia sáng xuất phát từ đ

Bảng 5.2. Chiết suất một số môi trường
Chất rắn (20 °C), Chiết suất, Chất lỏng (20 °C), Chiết suất
Kim cương, 2,419, Nước, 1,333
Thuỷ tinh crown, 1,464 đến 1,532, Ethylic alcohol, 1,361
Thuỷ tinh flint, 1,603 đến 1,865, Chất khí (0 °C; 1 atm), Chiết suất
Nước đá, 1,309, Không khí, 1,00029
Muối ăn (NaCl), 1,544, Khí carbon dioxide, 1,00045
EM ĐÃ HỌC
Hiện tượng tia sáng truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác bị gãy khúc (lệch khỏi phương truyền ban đầu) tại mặt phân cách giữa hai môi trường, gọi là hiện tượng khúc xạ ánh sáng.
Định luật khúc xạ ánh sáng:
Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới và ở phía bên kia pháp tuyến so với tia tới.
Với hai môi trường trong suốt nhất định, tỉ số giữa sin của góc tới ($\sin i$) và $\sin$ của góc khúc xạ ($\sin r$) luôn không đổi: $\frac{\sin i}{\sin r} = \text{hằng số} = n_{21}$.
Chiết suất ti đối: $n_{21} = \frac{n_2}{n_1}$.
Chiết suất tuyệt đối (còn gọi tắt là chiết suất) có giá trị bằng tỉ số tốc độ ánh sáng trong không khí (hoặc chân không) với tốc độ ánh sáng trong môi trường: $n = \frac{c}{v}$.
Trong đó: $n$ là chiết suất;
$c$ là tốc độ ánh sáng trong chân không ($c = 3.10^8$ m/s);
$v$ là tốc độ ánh sáng trong môi trường.
EM CÓ THỂ
Vẽ được đường đi của tia sáng khi truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác khi biết góc tới và chiết suất của các môi trường.
Tính được chiết suất ti đối giữa hai môi trường trong suốt khi biết góc tới và góc khúc xạ.
Giải thích được một số hiện tượng trong thực tiễn: một ống hút thẳng cắm nghiêng trong một cốc nước dường như bị gãy khúc tại mặt phân cách, nhìn thấy một vật nằm ở đáy bể nước gần hơn so với vị trí thực của nó,...

Bài 6. Phản xạ toàn phần MỤC TIÊU: Thực hiện thí nghiệm để rút ra được điều kiện xảy ra phản xạ toàn phần và xác định được góc tới hạn. Vận dụng kiến thức về ph

$Bảng 6.1 Góc tới, Tia khúc xạ, Tia phản xạ i nhỏ, Độ sáng giảm dần khi tăng i, Độ sáng tăng dần khi tăng i $i = i_{th}$, Bắt đầu không nhìn thấy, Rất sáng i có$

Bảng 6.1
Góc tới, Tia khúc xạ, Tia phản xạ
i nhỏ, Độ sáng giảm dần khi tăng i, Độ sáng tăng dần khi tăng i
$i = i_{th}$, Bắt đầu không nhìn thấy, Rất sáng
i có giá trị lớn hơn $i_{th}$, Không còn nhìn thấy, Rất sáng
Trả lời các câu hỏi sau:
Góc khúc xạ lớn hơn hay nhỏ hơn góc tới?
Khi nào sẽ xảy ra hiện tượng chỉ có tia phản xạ?
II – Hiện tượng phản xạ toàn phần
1. Định nghĩa
Hiện tượng phản xạ toàn phần là hiện tượng phản xạ toàn bộ tia tới, xảy ra ở mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt.
2. Góc tới hạn phản xạ toàn phần
– Khi có tia khúc xạ, ta có: $n_1 \sin i = n_2 \sin r$
Suy ra: $\sin r = \frac{n_1}{n_2} \sin i$
Nếu $n_1 > n_2$ thì: $\sin r > \sin i$, do đó: $r > i$. Tia khúc xạ lệch xa pháp tuyến hơn so với tia tới.
– Khi tăng góc tới i thì góc khúc xạ r cũng tăng ($r > i$). Khi r bằng $90^\circ$ thì i đạt giá trị $i_{th}$ gọi là góc tới hạn phản xạ toàn phần. Khi đó ta có:
$n_1 \sin i_{th} = n_2 \sin 90^\circ$
$\sin i_{th} = \frac{n_2}{n_1}$
Khi $i \geq i_{th}$ thì không có tia khúc xạ, toàn bộ tia sáng bị phản xạ ở mặt phân cách. Đó là hiện tượng phản xạ toàn phần.
Tính góc tới hạn phản xạ toàn phần trong trường hợp tia sáng chiếu từ bản bán trụ thuỷ tinh (chiết suất $n_1 = 1,5$) ra không khí (chiết suất $n_2 = 1$).
Sử dụng dụng cụ thí nghiệm ở Hình 6.1 xác định giá trị $i_{th}$, so sánh kết quả với câu 1 và rút ra nhận xét.
3. Điều kiện để có phản xạ toàn phần
– Ánh sáng truyền từ môi trường có chiết suất $n_1$ tới môi trường có chiết suất $n_2$ với: $n_1 > n_2$.
– Góc tới lớn hơn hoặc bằng góc tới hạn: $i \geq i_{th}$.
Chiếu một tia sáng từ nước tới mặt phân cách giữa nước và không khí. Biết chiết suất của nước và không khí lần lượt là $n_1 = \frac{4}{3}$, $n_2 = 1$.
a) Tính góc khúc xạ trong trường hợp góc tới bằng $30^\circ$.
b) Khi góc tới bằng $60^\circ$ thì có tia khúc xạ không? Tại sao?

III – Một số ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần
Giải thích hiện tượng ảo ảnh
Khi đi trên đường nhựa vào ngày nắng nóng, ta có thể thấy ở phía xa trên mặt đường dường như có lớp nước phản xạ ánh sáng, nhưng khi đến gần thì chỉ thấy mặt đường khô ráo. Hiện tượng trên là một trong những hiện tượng ảo ảnh thường thấy (Hình 6.2).
Hiện tượng này được giải thích như sau:
Lớp không khí càng ở gần mặt đường nhựa có nhiệt độ càng cao, vì nhận được nhiệt toả ra từ mặt đường nóng. Nhiệt độ càng cao thì chiết suất lớp không khí càng nhỏ. Do đó, càng lên cao, chiết suất của không khí càng tăng. Ta tưởng tượng chia không khí trên mặt đường nhựa thành nhiều lớp mỏng, chiết suất của các lớp này tăng dần khi càng lên cao.
Hình 6.2 Hiện tượng ảo ảnh trên đường nhựa
Xét một tia sáng đi xiên xuống từ một điểm A, từ lớp khí (1) có chiết suất $n_1$ xuống lớp khí (2) có chiết suất $n_2$, góc khúc xạ sẽ lớn hơn góc tới (vì $n_2 < n_1$). Cứ như vậy, tia sáng bị gãy khúc liên tiếp như Hình 6.3 khi đi từ lớp khí trên xuống lớp khí dưới. Khi tia sáng xuống thấp tới lớp khí dưới có góc tới lớn hơn góc tới hạn $i_{th}$, tia sáng sẽ bị phản xạ toàn phần và hắt lên. Do đó, ta được một đường gấp khúc liên tiếp từ A tới mắt, giả sử ở điểm O. Khi bề dày các lớp không khí vô cùng nhỏ thì đường gãy khúc trên trở thành một đường cong đều đặn đi xuống từ A rồi đi lên tới mắt O. Tia sáng tới mắt dường như phát xuất từ điểm A', đối xứng với A qua mặt đường. Tập hợp rất nhiều tia sáng như vậy truyền đến mắt, khiến người quan sát thấy bóng mờ của vật thể phía trước thấp thoáng trên mặt đường, làm chúng ta có cảm giác như ở phía trước có lớp nước phản xạ ánh sáng.
Hình 6.3 Đường đi của tia sáng qua các lớp không khí trên đường nhựa khi trời nắng
? Giải thích vì sao chỉ quan sát được hiện tượng ảo ảnh ở khoảng cách rất xa, khi lại gần thì không nhìn thấy nữa.

2. Tìm hiểu hoạt động của cáp quang Cáp quang là bó sợi quang. Mỗi sợi quang là một dây trong suốt có tính dẫn sáng nhờ phản xạ toàn phần. Sợi quang có lõi làm

Bài 7. Lăng kính MỤC TIÊU Vẽ được sơ đồ đường truyền của tia sáng qua lăng kính. Thực hiện thí nghiệm với lăng kính tạo được quang phổ của ánh sáng trắng qua lă

Về phương diện quang học, một lăng kính được đặc trưng bởi: góc chiết quang A; chiết suất n của chất làm lăng kính. Hãy chỉ ra góc chiết quang, mặt bên, cạnh và

Khi chiếu một chùm sáng trắng hẹp đi qua một lăng kính thì ta sẽ thu được nhiều chùm sáng màu khác nhau nằm sát cạnh nhau, tạo thành một dải màu như cầu vồng. Dải này có các màu: đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím. Lăng kính có tác dụng tách riêng các chùm sáng màu có sẵn trong chùm sáng trắng cho mỗi chùm đi theo một phương khác nhau.
Thí nghiệm 2
Chuẩn bị:
Dụng cụ thí nghiệm như thí nghiệm 1.
Tiến hành:
– Bố trí thí nghiệm như Hình 7.4.
– Chiếu ánh sáng trắng từ đèn vào mặt bên của lăng kính.
– Lần lượt dùng kính lọc sắc màu đỏ và màu tím chắn vào khe hẹp của nguồn sáng.
– Dùng màn chắn dịch chuyển phía sau lăng kính để hứng vệt sáng trên màn.
Trả lời câu hỏi và thực hiện yêu cầu sau:
Khi chiếu ánh sáng qua tấm kính lọc sắc đến mặt bên lăng kính, ánh sáng có bị tách thành nhiều màu không?
So sánh góc lệch của tia sáng màu đỏ và màu tím.
Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng có một màu nhất định và không bị tán sắc khi đi qua lăng kính.
Ở hoạt động khởi động, hãy giải thích sự tán sắc ánh sáng mặt trời qua lăng kính.
III – Sự truyền ánh sáng đơn sắc qua lăng kính
Xét lăng kính có chiết suất n đặt trong không khí. Để đơn giản, ta chỉ xét các tia sáng nằm trong mặt phẳng tiết diện chính của lăng kính và là ánh sáng đơn sắc.
Chiếu tới mặt bên AB của lăng kính một tia sáng SI. Tia sáng này sẽ bị khúc xạ tại I với $i_1$ là góc tới, $r_1$ là góc khúc xạ. Khi tia sáng tới J với góc tới $i_2$ thì bị khúc xạ và ló ra ngoài lăng kính theo tia ló JR với góc khúc xạ $r_2$.
Đường đi của tia sáng (SIJR) nằm trong mặt phẳng tiết diện chính ABC.
Góc D hợp bởi tia tới SI và tia ló JR được gọi là góc lệch của tia sáng khi đi qua lăng kính.
Khi tia sáng truyền từ không khí đến mặt bên của lăng kính thì tia ló ra khỏi lăng kính lệch về phía đáy so với tia tới.
Hình 7.6 Đường truyền của tia sáng qua lăng kính

Quan sát Hình 7.6 và cho biết:
Khi ánh sáng truyền từ không khí vào lăng kính, tại sao tia khúc xạ IJ lệch gần pháp tuyến hơn so với tia tới SI?
Khi ánh sáng truyền từ lăng kính ra không khí, tại sao tia khúc xạ JR lệch xa pháp tuyến hơn so với tia tới IJ?
Dựa vào sự truyền sáng qua lăng kính, hãy giải thích hiện tượng tán sắc ánh sáng. Biết rằng chiết suất của lăng kính đối với các ánh sáng đơn sắc khác nhau là khác nhau, chiết suất lớn nhất với tia tím, chiết suất nhỏ nhất với tia đỏ.
Hình 7.7
Hình vẽ nào trong Hình 7.7 chỉ đúng đường đi của tia sáng qua lăng kính khi lăng kính đặt trong không khí?
Một lăng kính thuỷ tinh có chiết suất n = 1,41. Mặt phẳng tiết diện chính của lăng kính là tam giác đều ABC. Chiếu một tia sáng nằm trong mặt phẳng tiết diện chính tới mặt bên AB của lăng kính với góc tới $i_1 = 45^\circ$. Vẽ đường truyền của tia sáng qua lăng kính.
IV – Màu sắc của vật
Nhớ lại kiến thức đã học, khi nào mắt ta nhìn thấy một vật?
Khi chúng ta thấy các vật màu xanh, đỏ, trắng thì có ánh sáng màu nào truyền từ vật tới mắt ta?
Ban đêm, khi không có nguồn sáng, ta nhìn thấy các vật có màu gì?
Màu sắc của một vật được nhìn thấy phụ thuộc vào màu sắc của ánh sáng bị vật đó hấp thụ và phản xạ.
Dưới ánh sáng trắng, vật có màu nào là do nó phản xạ ánh sáng màu đó vào mắt ta và hấp thụ những màu còn lại.
Vật màu đen hấp thụ tất cả các ánh sáng màu và không có ánh sáng phản xạ. Ta nhận ra vật có màu đen vì nó được đặt bên cạnh những vật có màu sắc khác.
Sự nhìn thấy màu sắc của vật dưới ánh sáng trắng được minh hoạ ở Hình 7.8.
Hình 7.8 Minh hoạ sự nhìn thấy màu sắc của các bề mặt

Em hãy biểu diễn các tia sáng đến mắt đối với vật ta quan sát thấy màu trắng (Hình 7.9). Hình 7.9 Quan sát bông hoa hướng dương (Hình 7.10), giải thích tại sao

EM CÓ THỂ
Vẽ được đường truyền của tia sáng qua lăng kính.
Giải thích được sự tán sắc ánh sáng mặt trời qua lăng kính.
Giải thích được một số hiện tượng đơn giản về màu sắc của vật trong thực tế.
Chế tạo được dụng cụ đơn giản để trộn màu ánh sáng như Hình 7.12 để chứng tỏ rằng bảy màu kết hợp với nhau sẽ tạo thành ánh sáng trắng từ các vật liệu:
– Bìa cứng trắng.
– Bút màu hoặc bút chì màu (đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím).
– Sợi dây.
– Kéo.
Hình 7.12 Dụng cụ đơn giản để trộn màu ánh sáng
1. Chiết suất của môi trường
Chiết suất của một môi trường trong suốt đối với ánh sáng màu khác nhau thì khác nhau. Chiết suất có giá trị nhỏ nhất đối với ánh sáng đỏ, tăng dần đối với ánh sáng da cam, vàng,... và có giá trị lớn nhất đối với ánh sáng tím.
2. Cầu vồng
Mùa hè, sau cơn mưa, chúng ta có thể nhìn thấy một dải sáng hẹp hình cung tròn có nhiều màu, đó là hình ảnh cầu vồng (Hình 7.13a).
Sau khi trời mưa và có nắng, những giọt nước mưa li ti vẫn còn lẫn trong bầu khí quyển. Các tia sáng mặt trời trước khi truyền đến mắt ta đã truyền qua các giọt nước li ti này. Bên trong các giọt nước, các tia sáng mặt trời bị khúc xạ, phản xạ toàn phần và tán sắc, mỗi ánh sáng màu khác nhau sẽ tới mắt người quan sát với các góc khác nhau. Ánh sáng mỗi màu đều tạo với phương ánh sáng tới của Mặt Trời một góc không đổi, do đó mắt ta nhận được các chùm sáng màu này theo một hình vòng cung tạo ra cầu vồng. Khi người quan sát hướng về phía cầu vồng thì Mặt Trời ở phía sau lưng người quan sát, hướng nhìn từ mắt tạo góc từ $40^{\circ}$ đến $42^{\circ}$ so với phương ánh sáng tới của Mặt Trời (Hình 7.13b).
a)
b)
Hình 7.13 Hình ảnh cầu vồng (a) và minh hoạ đường truyền ánh sáng qua những giọt nước khi quan sát thấy cầu vồng (b)

Bài 8. Thấu kính
MỤC TIÊU:
Nêu được các khái niệm: quang tâm, trục chính, tiêu điểm chính và tiêu cự của thấu kính.
Tiến hành thí nghiệm rút ra được đường đi một số tia sáng qua thấu kính (tia qua quang tâm, tia song song quang trục chính).
Giải thích được nguyên lí hoạt động của một số thấu kính bằng việc sử dụng sự khúc xạ của các lăng kính nhỏ.
Vẽ được ảnh qua thấu kính.
Thực hiện thí nghiệm khẳng định được: Ảnh thật là ảnh hứng được trên màn; ảnh ảo là ảnh không hứng được trên màn.
Thấu kính có trong các dụng cụ quen thuộc như ống nhòm, kính lúp, kính hiển vi hay trong chính mắt của chúng ta. Ánh sáng truyền qua thấu kính có thể tạo thành ảnh của các vật như thế nào?
Ống nhòm
Thấu kính
I – Cấu tạo thấu kính và phân loại
Thấu kính là một khối đồng chất trong suốt (thuỷ tinh, nhựa,...) giới hạn bởi hai mặt cong hoặc một mặt cong và một mặt phẳng (Hình 8.1).
Dựa trên hình dạng ta có thể phân thành hai loại: thấu kính rìa mỏng (có phần rìa thấu kính mỏng hơn phần giữa) và thấu kính rìa dày (có phần rìa thấu kính dày hơn phần giữa) (Hình 8.2).
Trong không khí:
Khi chiếu chùm sáng song song qua thấu kính rìa mỏng ta thu được chùm tia ló hội tụ. Do đó, thấu kính rìa mỏng là thấu kính hội tụ.
Khi chiếu chùm sáng song song qua thấu kính rìa dày ta thu được chùm tia ló phân kì. Do đó, thấu kính rìa dày là thấu kính phân kì.
Hình 8.1 Một số loại thấu kính
a) b) c) d)
Hình 8.2 Hình tiết diện thẳng của thấu kính rìa mỏng (a), thấu kính rìa dày (c); kí hiệu thấu kính rìa mỏng (b), thấu kính rìa dày (d)
Hình 8.3 mô tả đường truyền của ba chùm sáng hẹp, song song qua thấu kính hội tụ (Hình 8.3a) và qua thấu kính phân kì (Hình 8.3b).
a) b)
Hình 8.3 Đường truyền của ba chùm sáng hẹp, song song qua thấu kính hội tụ (a) và qua thấu kính phân kì (b)

Quan sát để nhận ra độ dày, mỏng ở rìa so với phần giữa của các thấu kính có trong phòng thí nghiệm, phân loại chúng thành thấu kính hội tụ hay thấu kính phân kì.
Ống kính máy ảnh có cấu tạo gồm nhiều thấu kính nhằm mục đích để thu được hình ảnh chất lượng rõ nét. Hình 8.4 mô tả hệ thống gồm các thấu kính ((1), (2), (3), (4)) trong ống kính của một máy ảnh. Hãy chỉ rõ đâu là thấu kính hội tụ và đâu là thấu kính phân kì trong hệ thống này.
Hình 8.4 Sơ đồ mô tả hệ thống thấu kính trong ống kính của máy ảnh
II – Trục chính, quang tâm, tiêu điểm chính và tiêu cự của thấu kính
Quan sát sự truyền của chùm sáng song song qua thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì trong thí nghiệm Hình 8.3, ta biểu diễn được đường truyền của tia sáng như Hình 8.5.
a) b)
Hình 8.5 Hình vẽ đường truyền tia sáng qua thấu kính hội tụ (a) và thấu kính phân kì (b)
Trong Hình 8.5:
– Quang tâm: Có một điểm O của thấu kính mà mọi tia sáng tới O đều truyền thẳng qua thấu kính. Điểm O gọi là quang tâm của thấu kính.
– Trục chính: Đường thẳng đi qua quang tâm O và vuông góc với tiết diện thẳng của thấu kính gọi là trục chính của thấu kính.
– Tiêu điểm chính: Một chùm tia tới song song với trục chính của thấu kính cho chùm tia ló hội tụ tại một điểm F nằm trên trục chính (đối với thấu kính hội tụ); hoặc đường kéo dài của chùm tia ló hội tụ tại một điểm F nằm trên trục chính (đối với thấu kính phân kì). Điểm F gọi là tiêu điểm chính của thấu kính.
– Tiêu cự: Khoảng cách từ quang tâm O đến tiêu điểm chính F của thấu kính, OF = f gọi là tiêu cự của thấu kính.
Hãy chỉ ra đâu là trục chính, quang tâm, tiêu điểm chính của các thấu kính trong Hình 8.3.

III – Đường truyền của tia sáng qua thấu kính
1. Thí nghiệm
Thí nghiệm quan sát đường truyền ánh sáng qua thấu kính
Chuẩn bị:
– Nguồn sáng;
– Thấu kính hội tụ, thấu kính phân kì.
Tiến hành:
– Bố trí thí nghiệm như Hình 8.6 với thấu kính hội tụ.
– Lần lượt chiếu tia sáng song song với trục chính tới thấu kính; tia sáng qua quang tâm O của thấu kính.
– Quan sát tia ló trong mỗi trường hợp (Hình 8.6a, b, c) và rút ra nhận xét.
a)
b)
c)
Hình 8.6 Mô tả thí nghiệm sự truyền ánh sáng qua thấu kính hội tụ
– Lặp lại thí nghiệm trên với thấu kính phân kì.
Thực hiện yêu cầu và trả lời câu hỏi sau:
Biểu diễn đường đi của tia sáng qua thấu kính bằng hình vẽ.
Đường đi của các tia sáng tới quang tâm và tia sáng song song với trục chính của thấu kính có đặc điểm gì?
2. Giải thích sự truyền ánh sáng qua thấu kính
a) Sự truyền ánh sáng qua thấu kính hội tụ
Để giải thích đường truyền của tia sáng qua thấu kính, ta có thể hình dung thấu kính được tạo thành bởi các lăng kính nhỏ ghép liền nhau, ở giữa là một khối trong suốt có hai mặt song song. Các lăng kính có đáy hướng về trục chính (Hình 8.7). Do các tia sáng qua lăng kính bị lệch về đáy, còn tia sáng chính giữa vuông góc với hai mặt của khối trong suốt nên truyền thẳng, vì vậy chùm sáng song song qua thấu kính hội tụ trở thành chùm sáng hội tụ.
Hình 8.7 Mô hình thấu kính hội tụ được tạo thành bởi các lăng kính nhỏ
Lưu ý: Khi giải thích đường truyền ánh sáng qua thấu kính, ta không xem xét tác dụng tán sắc ánh sáng của các lăng kính trong mô hình thấu kính được tạo thành bởi các lăng kính ghép liền nhau này.

b) Sự truyền ánh sáng qua thấu kính phân kì Hình 8.8 Mô hình thấu kính phân kì được tạo thành bởi các lăng kính nhỏ So sánh độ lệch của tia sáng ở gần rìa thấu

1. Cách vẽ ảnh tạo bởi thấu kính Để vẽ ảnh của một điểm sáng S nằm ngoài trục chính (nguồn sáng rất nhỏ) qua thấu kính, ta thường xét các tia sáng sau đây: – Ti

Vật AB được đặt vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ có tiêu cự f, điểm A nằm trên trục chính. Gọi d là khoảng cách từ vật đến quang tâm thấu kính. Hãy dựng ảnh A'B' của AB ứng với các trường hợp: $d > f$ và $d < f$.
Nhận xét đặc điểm ảnh của vật trong các trường hợp trên theo mẫu Bảng 8.1.
Bảng 8.1
Khoảng cách từ vật đến thấu kính, Đặc điểm ảnh của vật / Ảnh thật hay ảnh ảo, Đặc điểm ảnh của vật / Cùng chiều hay ngược chiều với vật, Đặc điểm ảnh của vật / Lớn hơn hay nhỏ hơn vật
$d > f$, ?, ?, ?
$d < f$, ?, ?, ?
Vẽ ảnh của một vật AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính phân kì có tiêu cự f trong các trường hợp: $d > f$ và $d < f$. Nhận xét đặc điểm ảnh của vật theo mẫu Bảng 8.2.
Bảng 8.2
Khoảng cách từ vật đến thấu kính, Đặc điểm ảnh của vật / Ảnh thật hay ảnh ảo, Đặc điểm ảnh của vật / Cùng chiều hay ngược chiều với vật, Đặc điểm ảnh của vật / Lớn hơn hay nhỏ hơn vật
$d > f$, ?, ?, ?
$d < f$, ?, ?, ?
Thí nghiệm kiểm tra đặc điểm ảnh của vật qua thấu kính
Chuẩn bị: Bộ thí nghiệm như Hình 8.12:
– Đèn chiếu sáng (1);
– Vật sáng bằng kính mờ hình chữ F (2);
– Thấu kính hội tụ hoặc thấu kính phân kì (3);
– Màn chắn (4);
– Giá quang học (5);
– Nguồn điện và dây nối (6).
Hình 8.12 Thí nghiệm kiểm tra đặc điểm ảnh của vật qua thấu kính hội tụ
Tiến hành:
Thí nghiệm 1.
– Bố trí thí nghiệm như Hình 8.12.
– Đặt vật ở vị trí $d > f$.
– Từ từ dịch chuyển màn chắn cho đến khi thu được ảnh của vật rõ nét trên màn chắn.
– Nhận xét đặc điểm ảnh của vật.
– Lặp lại thí nghiệm trong trường hợp $d < f$ và rút ra nhận xét đặc điểm ảnh của vật trong trường hợp đó.

Trả lời các câu hỏi sau:
Đặt vật trong khoảng nào thì hứng được ảnh rõ nét trên màn chắn. Ảnh đó là ảnh thật hay ảnh ảo?
Khi đặt vật trong khoảng tiêu cự, quan sát ảnh ảo bằng cách nào? Ảnh ảo có hứng được trên màn chắn không?
Thí nghiệm 2.
– Thay thấu kính hội tụ bằng thấu kính phân kì.
– Đặt vật ở các vị trí d > f và d < f. Đặt mắt quan sát ảnh của vật qua thấu kính.
Thực hiện các yêu cầu sau:
Hãy cho biết ảnh ảo tạo bởi thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì có gì giống và khác nhau.
Nêu các cách phân biệt thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì.
EM ĐÃ HỌC
Thấu kính là một khối đồng chất trong suốt, giới hạn bởi hai mặt cong hoặc bởi một mặt cong và một mặt phẳng.
Quang tâm: Có một điểm O của thấu kính mà mọi tia sáng tới O đều truyền thẳng qua thấu kính. Điểm O gọi là quang tâm của thấu kính.
Trục chính: Đường thẳng đi qua quang tâm O và vuông góc với tiết diện thẳng của thấu kính gọi là trục chính của thấu kính.
Tiêu điểm chính: Một chùm tia tới song song với trục chính của thấu kính cho chùm tia ló hội tụ tại một điểm F nằm trên trục chính (đối với thấu kính hội tụ); hoặc đường kéo dài của chùm tia ló hội tụ tại một điểm F nằm trên trục chính (đối với thấu kính phân kì). Điểm F gọi là tiêu điểm chính của thấu kính.
Tiêu cự: Khoảng cách từ quang tâm O đến tiêu điểm chính F của thấu kính, OF = f gọi là tiêu cự của thấu kính.
Vật đặt ngoài khoảng tiêu cự của thấu kính hội tụ cho ảnh thật, ngược chiều với vật. Vật đặt trong khoảng tiêu cự của thấu kính hội tụ cho ảnh ảo, lớn hơn vật và cùng chiều với vật.
Vật đặt ở mọi vị trí trước thấu kính phân kì luôn cho ảnh ảo, cùng chiều, nhỏ hơn vật.
Ảnh thật là ảnh hứng được trên màn chắn, ảnh ảo là ảnh không hứng được trên màn chắn.
EM CÓ THỂ
Nhận biết được thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì.
Giải thích được sự truyền ánh sáng qua thấu kính.
Vẽ được ảnh của vật qua thấu kính.
Chế tạo được thấu kính hội tụ từ chai nhựa và nước.

Thực hành đo tiêu cự của thấu kính hội tụ MỤC TIÊU Đo được tiêu cự của thấu kính hội tụ bằng dụng cụ thực hành. Ta đã biết, khi chiếu chùm sáng song song với tr

II – Cách tiến hành
– Bước 1: Đo chiều cao h của vật hình chữ F.
– Bước 2: Bố trí thí nghiệm như Hình 9.1. Đặt vật và màn chắn sát thấu kính, dịch đồng thời vật và màn chắn ra xa dần thấu kính những khoảng bằng nhau cho đến khi quan sát được ảnh rõ nét trên màn chắn thì ghi lại giá trị d và d' vào vở theo mẫu Bảng 9.1.
– Bước 3: Đo chiều cao h' của ảnh.
– Lặp lại thí nghiệm hai lần nữa, ghi kết quả vào vở theo mẫu Bảng 9.1. Tính giá trị trung bình của d và d', rồi tính giá trị trung bình của tiêu cự $\bar{f} = \frac{\bar{d} + \bar{d}'}{4}$.
III – Kết quả
BÁO CÁO THỰC HÀNH
Họ và tên: ... Lớp: ...
1. Mục đích thí nghiệm
Đo tiêu cự của thấu kính hội tụ bằng dụng cụ thực hành.
2. Chuẩn bị
Dụng cụ thí nghiệm: ...
3. Các bước tiến hành
Mô tả các bước tiến hành: ...
4. Kết quả thí nghiệm
Hoàn thành bảng ghi kết quả thí nghiệm đo tiêu cự của thấu kính hội tụ theo mẫu Bảng 9.1.
Bảng 9.1
Lần đo, Khoảng cách từ vật đến màn (mm), Khoảng cách từ ảnh đến màn (mm), Chiều cao của vật (mm), Chiều cao của ảnh (mm)
1, $d_1$ = ?, $d'_1$ = ?, $h_1$ = ?, $h'_1$ = ?
2, $d_2$ = ?, $d'_2$ = ?, $h_2$ = ?, $h'_2$ = ?
3, $d_3$ = ?, $d'_3$ = ?, $h_3$ = ?, $h'_3$ = ?
Trung bình, $\bar{d} = \frac{d_1 + d_2 + d_3}{3}$ = ?, $\bar{d}' = \frac{d'_1 + d'_2 + d'_3}{3}$ = ?, $\bar{h} = \frac{h_1 + h_2 + h_3}{3}$ = ?, $\bar{h}' = \frac{h'_1 + h'_2 + h'_3}{3}$ = ?
Giá trị trung bình của tiêu cự: $\bar{f} = \frac{\bar{d} + \bar{d}'}{4}$ = ?
Thực hiện các yêu cầu và trả lời các câu hỏi sau:
Nhận xét về chiều cao $\bar{h}$ của vật và chiều cao $\bar{h}'$ của ảnh.
So sánh giá trị $\bar{f}$ với số liệu tiêu cự ghi trên thấu kính.
So sánh ưu điểm và nhược điểm khi đo tiêu cự thấu kính hội tụ bằng phương pháp Silbermann với phương án đo trực tiếp khoảng cách từ quang tâm O tới tiêu điểm chính F như phần mở đầu.

EM ĐÃ HỌC Cách đo tiêu cự của thấu kính hội tụ theo phương pháp Silbermann. EM CÓ THỂ Đo được tiêu cự của thấu kính hội tụ theo những phương pháp khác nhau. Ngư

Bài 10. Kính lúp. Bài tập thấu kính MỤC TIÊU: Mô tả được cấu tạo và sử dụng được kính lúp. Vẽ được sơ đồ tỉ lệ để giải các bài tập đơn giản về thấu kính hội tụ.

$ĐỂ mắt còn có thể phân biệt được hai điểm AB thì góc trông vật cần lớn hơn một giá trị tối thiểu, gọi là năng suất phân li $\varepsilon$ (ép-xi-lon) của mắt. Kh$

ĐỂ mắt còn có thể phân biệt được hai điểm AB thì góc trông vật cần lớn hơn một giá trị tối thiểu, gọi là năng suất phân li $\varepsilon$ (ép-xi-lon) của mắt. Khi đó, ảnh của điểm đầu B' và điểm cuối A' của vật được tạo ra tương ứng với hai tế bào thần kinh thị giác kề nhau trên võng mạc. Năng suất phân li thay đổi tùy theo từng người, nhưng giá trị trung bình là: $\varepsilon = \alpha_{min} \approx 1'$.
Để quan sát được vật nhỏ với góc trông vật $\alpha$, ta có thể dùng kính lúp để tạo ảnh ảo cùng chiều với góc trông ảnh $\beta$ lớn hơn góc trông vật (Hình 10.3). Đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm tăng góc trông ảnh so với góc trông vật của kính lúp là số bội giác G, được xác định bằng tỉ số giữa góc trông ảnh và góc trông vật:
$$G = \frac{\beta}{\alpha}$$
Hình 10.3 Góc trông vật ($\alpha$) và góc trông ảnh của vật qua kính lúp ($\beta$)
II – Cách quan sát một vật nhỏ qua kính lúp
Khi quan sát một vật nhỏ qua kính lúp, mắt nhìn ảnh ảo của vật đó qua kính (Hình 10.4). Muốn thế, phải đặt vật nhỏ trong khoảng từ quang tâm O của kính đến tiêu điểm chính F.
Ngoài ra để mắt có thể nhìn thấy ảnh thì ảnh phải có vị trí ở trong khoảng nhìn rõ của mắt. Với mắt không có tật khúc xạ, khoảng nhìn rõ của mắt từ khoảng 25 cm (còn gọi là điểm cực cận) đến vô cực (còn gọi là điểm cực viễn).
– Khi đặt kính lúp sao cho ảnh của vật xuất hiện ở điểm cực cận, ta gọi đó là ngắm chừng ở cực cận.
– Khi đặt vật ở vị trí d = f, ảnh của vật sẽ ở xa vô cực (Hình 10.5).
Để quan sát một vật nhỏ bằng kính lúp, ta đặt kính sát vật, rồi từ từ dịch chuyển kính ra xa tới khi quan sát được rõ vật.
Số bội giác G ghi trên kính chính là số bội giác khi ngắm chừng ở vô cực (ảnh của vật cho bởi kính lúp ở vô cực).
Hình 10.4 Sơ đồ tạo ảnh qua kính lúp khi d < f
Hình 10.5 Sơ đồ tạo ảnh qua kính lúp khi d = f
Để quan sát được ảnh qua kính lúp, ta phải đặt vật trong khoảng nào trước kính?
Vẽ ảnh của vật qua kính lúp khi ngắm chừng ở cực cận.
III – Vẽ sơ đồ tạo ảnh qua thấu kính hội tụ
Trong một số trường hợp phải vẽ ảnh của vật rất lớn hoặc rất nhỏ, ta có thể vẽ được sơ đồ tạo ảnh theo một tỉ lệ xích xác định như sau:
Bước 1: Chọn tỉ lệ xích thích hợp.

Bước 2: Xác định giá trị tiêu cự f của thấu kính; các khoảng cách từ vật và ảnh tới thấu kính d, d'; các độ cao của vật và ảnh h, h' theo cùng một tỉ lệ xích đã chọn.
Bước 3: Vẽ sơ đồ tạo ảnh của vật theo các giá trị đã xác định được.
Một vật AB cao 2 cm được đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ và cách thấu kính một khoảng 7,5 cm, A nằm trên trục chính. Thấu kính có tiêu cự là 5 cm.
a) Sử dụng giấy kẻ ô và vẽ ảnh của vật AB qua thấu kính theo tỉ lệ 1 cạnh của ô vuông tương ứng với 1 cm như Hình 10.6.
b) Xác định vị trí và đặc điểm của ảnh (ảnh thật hay ảnh ảo, cùng chiều hay ngược chiều với vật).
Hình 10.6 Sơ đồ tạo ảnh của vật qua thấu kính hội tụ
Vật AB có độ cao h = 3 cm được đặt vuông góc trước một thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 5 cm, điểm A nằm trên trục chính và cách thấu kính một khoảng d = 2f.
a) Dựng ảnh A'B' của AB tạo bởi thấu kính hội tụ theo đúng tỉ lệ.
b) Vận dụng kiến thức hình học tính chiều cao của ảnh (h') và khoảng cách từ ảnh tới quang tâm (d').
EM ĐÃ HỌC
Kính lúp là thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn (f < 25 cm), dùng để quan sát các vật nhỏ.
Vật cần quan sát phải đặt trong khoảng tiêu cự của kính lúp để cho một ảnh ảo lớn hơn vật và ảnh của vật nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt.
Cách vẽ sơ đồ tạo ảnh qua thấu kính hội tụ:
Bước 1: Chọn tỉ lệ xích thích hợp.
Bước 2: Xác định giá trị tiêu cự f của thấu kính; các khoảng cách từ vật và ảnh tới thấu kính d, d'; các độ cao của vật và ảnh h, h' theo cùng một tỉ lệ xích đã chọn.
Bước 3: Vẽ sơ đồ tạo ảnh của vật theo các giá trị đã xác định được.
EM CÓ THỂ
Sử dụng được kính lúp để quan sát các vật nhỏ.
Vẽ được ảnh của một vật qua thấu kính hội tụ theo đúng tỉ lệ để giải các bài tập đơn giản về thấu kính hội tụ.
Khi nhìn một vật thì ảnh của vật đó hiện rõ nét trên màng lưới. Thực ra, lúc đó cơ vòng đỡ thể thuỷ tinh đã phải co giãn một chút, làm thay đổi tiêu cự của thể thuỷ tinh để sao cho ảnh hiện rõ nét trên màng lưới. Quá trình này gọi là sự điều tiết của mắt. Sự điều tiết xảy ra hoàn toàn tự nhiên.

Chương III ĐIỆN Bài 11. Điện trở. Định luật Ohm MỤC TIÊU Thực hiện thí nghiệm đơn giản để nêu được điện trở có tác dụng cản trở dòng điện trong mạch. Thực hiện

Bảng 11.1 Vật dẫn, Mô tả độ sáng của bóng đèn Điện trở $R_1$, ? Điện trở $R_2$, ? Điện trở $R_3$, ? Thực hiện yêu cầu sau: So sánh độ sáng của bóng đèn trong 3

Rút ra mối quan hệ giữa cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn và hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn.
Hãy dự đoán giá trị của cường độ dòng điện trong các ô còn trống minh hoạ ở Bảng 11.2.
2. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế
Hình 11.3 Hệ toạ độ để biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế
Chọn trục tung biểu diễn các giá trị của cường độ dòng điện I (A); trục hoành biểu diễn các giá trị của hiệu điện thế U (V) (Hình 11.3). Sử dụng số liệu thu được từ thí nghiệm, vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của I vào U.
Nhận xét đồ thị:
– Đồ thị là đường cong hay đường thẳng?
– Đồ thị có đi qua gốc toạ độ không?
Kết luận: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế là một đường thẳng đi qua gốc toạ độ.
III – Định luật Ohm
1. Điện trở của đoạn dây dẫn
Từ số liệu thu được ở Bảng 11.2, xác định thương số $\frac{U}{I}$ đối với mỗi lần đo. Có nhận xét gì về giá trị thương số $\frac{U}{I}$?
Thí nghiệm tương tự với vật dẫn là các đoạn dây dẫn khác nhau cũng cho kết quả giá trị thương số $\frac{U}{I}$ không đổi.
Kết luận:
Giá trị thương số $\frac{U}{I}$ không đổi đối với mỗi đoạn dây dẫn gọi là điện trở của đoạn dây dẫn đó (kí hiệu là R).
Với các đoạn dây dẫn khác nhau, giá trị thương số $R = \frac{U}{I}$ khác nhau. Hiệu điện thế giữa hai đầu các đoạn dây dẫn như nhau, cường độ dòng điện chạy qua đoạn dây dẫn nào nhỏ hơn thì giá trị $\frac{U}{I}$ lớn hơn.
Giá trị $\frac{U}{I}$ đặc trưng cho sự cản trở dòng điện đi qua đoạn dây dẫn.

$2. Đơn vị điện trở Trong biểu thức $R = \frac{U}{I}$, nếu U được tính bằng vôn (V), I được tính bằng ampe (A) thì R được tính bằng ôm (Ω). $1\ \Omega = \frac{1\$

IV – Điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào kích thước và bản chất của dây dẫn
Kết quả thực hiện các thí nghiệm cho thấy: Điện trở của một đoạn dây dẫn tỉ lệ thuận với chiều dài của đoạn dây, tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây và phụ thuộc vào bản chất của chất làm dây dẫn.
Điện trở của một đoạn dây dẫn được tính bằng công thức:
$$\mathrm { R } = \rho { \frac { l } { \mathrm { S } } }$$
Trong đó: R là điện trở của đoạn dây dẫn, đơn vị đo là ôm (Ω);
ρ (đọc là rô) là điện trở suất của chất làm dây dẫn, đơn vị đo là ôm mét (Ωm);
l là chiều dài của đoạn dây dẫn, đơn vị đo là mét (m);
S là tiết diện của dây dẫn, đơn vị đo là mét vuông (m²).
Bảng 11.3. Điện trở suất của một số chất ở nhiệt độ phòng (20 °C)*
Kim loại, Điện trở suất (Ωm), Hợp kim, Điện trở suất (Ωm)
Bạc, $1{,}47.10^{-8}$, Nikelin, $40{,}00.10^{-8}$
Đồng, $1{,}70.10^{-8}$, Manganin, $43{,}00.10^{-8}$
Vàng, $2{,}35.10^{-8}$, Constantan, $50{,}00.10^{-8}$
Nhôm, $2{,}80.10^{-8}$, Nicrom, $110{,}00.10^{-8}$
Tungsten, $5{,}50.10^{-8}$
Sắt, $12{,}00.10^{-8}$
Có hai đoạn dây dẫn bằng đồng, dây thứ nhất có chiều dài bằng một nửa dây thứ hai, nhưng lại có tiết diện gấp đôi tiết diện của dây thứ hai. So sánh điện trở của hai dây dẫn đó.
Tính điện trở của một đoạn dây dẫn bằng đồng có chiều dài 150 m, tiết diện là 2 mm², biết điện trở suất của đồng là $1{,}7.10^{-8}$ Ωm.
EM ĐÃ HỌC
Đối với một đoạn dây dẫn, thương số $\frac{\mathrm{U}}{\mathrm{I}}$ (trong đó U là hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn dây dẫn, I là cường độ dòng điện chạy qua đoạn dây) có giá trị không đổi gọi là điện trở của đoạn dây dẫn, kí hiệu là R. Điện trở là đại lượng đặc trưng cho tính chất cản trở dòng điện của một đoạn dây dẫn khi có dòng điện chạy qua.
Định luật Ohm: Cường độ dòng điện chạy qua một đoạn dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn và tỉ lệ nghịch với điện trở của nó.
$$\mathrm { I } = { \frac { \mathrm { U } } { \mathrm { R } } }$$(*) Nguồn: Materials science and engineering, Tr. 27-30

$Trong đó: I là cường độ dòng điện, đơn vị đo là ampe (A); U là hiệu điện thế, đơn vị đo là vôn (V); R là điện trở, đơn vị đo là ôm ($\Omega$). Điện trở của một$

Trong đó: I là cường độ dòng điện, đơn vị đo là ampe (A);
U là hiệu điện thế, đơn vị đo là vôn (V);
R là điện trở, đơn vị đo là ôm ($\Omega$).
Điện trở của một đoạn dây dẫn tỉ lệ thuận với chiều dài của đoạn dây, tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây và phụ thuộc vào bản chất của chất làm dây dẫn. Công thức tính điện trở của một đoạn dây dẫn:
$$R = \rho \frac{l}{S}$$
Trong đó: R là điện trở của đoạn dây dẫn, đơn vị đo là ôm ($\Omega$);
$\rho$ là điện trở suất của chất làm dây dẫn, đơn vị đo là ôm mét ($\Omega$m);
l là chiều dài của đoạn dây dẫn, đơn vị đo là mét (m);
S là tiết diện của dây dẫn, đơn vị đo là mét vuông ($m^2$).
EM CÓ THỂ
Giải thích được vì sao dây dẫn điện trong gia đình thường làm bằng đồng, còn dây dẫn đường điện cao áp (điện cao thế) làm bằng nhôm.
Giải thích được nguyên nhân xảy ra các vụ hoả hoạn do “chập điện” và cách đề phòng hoả hoạn do “chập điện”.
Trong kĩ thuật người ta sử dụng nhiều loại điện trở có kích thước nhỏ với các trị số khác nhau từ rất nhỏ (vài ôm) đến rất lớn (triệu ôm). Các điện trở này được chế tạo bằng một lớp than hay lớp kim loại mỏng, phủ ngoài một lớp cách điện (thường bằng sứ). Trị số của điện trở được ghi ngay trên điện trở hoặc được biểu thị bằng các vòng màu.
Bảng 11.4. Quy định trị số của điện trở theo các vòng màu
Màu, Vòng màu / Vòng thứ nhất (1), Vòng thứ hai (2), Vòng thứ ba (3), Vòng thứ tư (4)
Đen, 0, 0, $\times 10^0 \Omega$
Nâu, 1, 1, $\times 10^1 \Omega$
Đỏ, 2, 2, $\times 10^2 \Omega$
Da cam, 3, 3, $\times 10^3 \Omega$
Vàng, 4, 4, $\times 10^4 \Omega$
Lục, 5, 5, $\times 10^5 \Omega$

$Màu, Vòng màu, Vòng thứ nhất (1), Vòng thứ hai (2), Vòng thứ ba (3), Vòng thứ tư (4) Lam, 6, 6, $\times 10^6\ \Omega$ Tím, 7, 7, $\times 10^7\ \Omega$ Xám, 8, 8$

Bài 12. Đoạn mạch nối tiếp, song song
MỤC TIÊU:
Thực hiện thí nghiệm để rút ra được: Trong đoạn mạch điện mắc nối tiếp, cường độ dòng điện là như nhau cho mọi điểm; trong đoạn mạch điện mắc song song, tổng cường độ dòng điện trong các nhánh bằng cường độ dòng điện chạy trong mạch chính.
Tính được cường độ dòng điện trong đoạn mạch một chiều mắc nối tiếp, mắc song song trong một số trường hợp đơn giản.
Nêu được công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch một chiều nối tiếp, song song. Sử dụng công thức đã cho để tính được điện trở tương đương của đoạn mạch mắc nối tiếp, song song trong một số trường hợp đơn giản.
Lắp được mạch điện và đo được giá trị cường độ dòng điện trong một đoạn mạch điện mắc nối tiếp.
Lắp được mạch điện và đo được giá trị cường độ dòng điện trong một đoạn mạch điện mắc song song.
Có hai bóng đèn, một số dây nối, nguồn điện. Mặc các đèn như thế nào vào hai cực của nguồn điện mà khi một bóng đèn bị cháy thì bóng đèn kia vẫn sáng? Vẽ sơ đồ mạch điện.
I – Đoạn mạch nối tiếp
1. Điện trở đoạn mạch nối tiếp
Đoạn mạch điện gồm các điện trở được mắc theo sơ đồ Hình 12.1 được gọi là đoạn mạch nối tiếp.
Điện trở tương đương của đoạn mạch là điện trở có thể thay thế các điện trở của đoạn mạch sao cho với cùng hiệu điện thế đặt vào hai đầu đoạn mạch thì cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch vẫn có giá trị như trước.
Điện trở tương đương của đoạn mạch gồm hai điện trở R₁, R₂ mắc nối tiếp được tính bằng công thức:
$$R_{td} = R_1 + R_2$$
Điện trở tương đương của đoạn mạch gồm n điện trở mắc nối tiếp được tính bằng công thức:
$$R_{td} = R_1 + R_2 + ... + R_n$$
Hình 12.1 Sơ đồ đoạn mạch nối tiếp (a) và mạch điện có hai bóng đèn mắc nối tiếp (b)

$2. Đặc điểm của đoạn mạch nối tiếp Thí nghiệm tìm hiểu đặc điểm của đoạn mạch nối tiếp Chuẩn bị: – Nguồn điện một chiều 12 V; – Ba điện trở $R_1 = 6\ \Omega$, $$

2. Đặc điểm của đoạn mạch nối tiếp
Thí nghiệm tìm hiểu đặc điểm của đoạn mạch nối tiếp
Chuẩn bị:
– Nguồn điện một chiều 12 V;
– Ba điện trở $R_1 = 6\ \Omega$, $R_2 = 10\ \Omega$, $R_3 = 16\ \Omega$;
– Hai ampe kế có giới hạn đo 3 A và có độ chia nhỏ nhất là 0,01 A;
– Công tắc; các dây nối.
Tiến hành:
– Mắc hai điện trở $R_1$ và $R_2$ và hai ampe kế vào mạch điện theo sơ đồ Hình 12.2.
– Đóng công tắc, đọc số chỉ của các ampe kế và ghi vào vở theo mẫu tương tự Bảng 12.1.
– Lặp lại thí nghiệm với các cặp điện trở $R_1$, $R_3$ và $R_2$, $R_3$, ghi số chỉ của ampe kế vào vở theo mẫu tương tự Bảng 12.1.
Thực hiện yêu cầu sau:
Rút ra kết luận về cường độ dòng điện tại mọi điểm trong đoạn mạch nối tiếp.
Hình 12.2 Sơ đồ mạch điện của thí nghiệm tìm hiểu đặc điểm mạch nối tiếp
Bảng 12.1
Điện trở mắc vào mạch điện, Số chỉ của ampe kế (A) / $A_1$, Số chỉ của ampe kế (A) / $A_2$
$R_1$ và $R_2$, 0,75, 0,75
$R_1$ và $R_3$, 0,54, 0,54
$R_2$ và $R_3$, 0,46, 0,46
Kết luận:
– Cường độ dòng điện chạy trong đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp:
$$I = I_1 = I_2$$
– Cường độ dòng điện chạy trong đoạn mạch gồm n điện trở mắc nối tiếp:
$$I = I_1 = I_2 = ... = I_n$$
Có hai điện trở $R_1 = 2\ \Omega$, $R_2 = 3\ \Omega$ được mắc nối tiếp. Biết cường độ dòng điện chạy qua điện trở $R_1$ là 1 A. Xác định:
a) Điện trở tương đương của đoạn mạch.
b) Hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở.
c) Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch.
II – Đoạn mạch song song
1. Điện trở đoạn mạch song song
Đoạn mạch điện gồm các điện trở mắc theo sơ đồ Hình 12.3a gọi là đoạn mạch song song.
Hình 12.3 Sơ đồ đoạn mạch song song (a) và mạch điện có hai bóng đèn mắc song song (b)

$Điện trở tương đương của đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song được tính bằng công thức: $$\frac{1}{R_{tđ}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2}$$ Điện trở tương$

Điện trở tương đương của đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song được tính bằng công thức:
$$\frac{1}{R_{tđ}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2}$$
Điện trở tương đương của đoạn mạch gồm n điện trở mắc song song được tính bằng công thức:
$$\frac{1}{R_{tđ}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + ... + \frac{1}{R_n}$$
2. Đặc điểm của đoạn mạch song song
Thí nghiệm tìm hiểu đặc điểm của đoạn mạch song song
Chuẩn bị:
– Nguồn điện một chiều 6 V;
– Hai điện trở $R_1 = 10\ \Omega$, $R_2 = 6\ \Omega$;
– Ba ampe kế có giới hạn đo 3 A và có độ chia nhỏ nhất là 0,01 A;
– Công tắc; các dây nối.
Hình 12.4 Sơ đồ mạch điện của thí nghiệm tìm hiểu đặc điểm mạch song song
Bảng 12.2
Ampe kế, Số chỉ
$A_1$, I = 1,60 A
$A_2$, $I_1$ = 0,60 A
$A_3$, $I_2$ = 1,00 A
Tiến hành:
– Mắc hai điện trở và ba ampe kế vào mạch điện theo sơ đồ Hình 12.4.
– Đóng công tắc, đọc giá trị cường độ dòng điện chạy trong mạch chính (số chỉ của ampe kế $A_1$) và cường độ dòng điện chạy trong các mạch nhánh (số chỉ của các ampe kế $A_2$ và $A_3$), ghi vào vở theo mẫu tương tự Bảng 12.2.
Thực hiện yêu cầu sau:
So sánh cường độ dòng điện trong mạch chính và tổng cường độ dòng điện trong các mạch nhánh.
Kết luận:
– Cường độ dòng điện chạy trong mạch chính của đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song:
$$I = I_1 + I_2$$
– Cường độ dòng điện chạy trong mạch chính của đoạn mạch gồm n điện trở mắc song song:
$$I = I_1 + I_2 + ... + I_n$$
Hai điện trở $R_1 = 20\ \Omega$ và $R_2 = 40\ \Omega$ được mắc song song vào mạch điện có hiệu điện thế là 24 V.
a) Tính điện trở tương đương của đoạn mạch.
b) Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch chính.

EM ĐÃ HỌC
Đoạn mạch nối tiếp:
Cường độ dòng điện chạy trong đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp: $I = I_1 = I_2$
Cường độ dòng điện chạy trong đoạn mạch gồm n điện trở mắc nối tiếp:
$$I = I_1 = I_2 = ... = I_n$$
Điện trở tương đương của đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp:
$$R_{td} = R_1 + R_2$$
Điện trở tương đương của đoạn mạch gồm n điện trở mắc nối tiếp:
$$R_{td} = R_1 + R_2 + ... + R_n$$
Đoạn mạch song song:
Cường độ dòng điện chạy trong mạch chính của đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song: $I = I_1 + I_2$
Cường độ dòng điện chạy trong mạch chính của đoạn mạch gồm n điện trở mắc song song: $I = I_1 + I_2 + ... + I_n$
Điện trở tương đương của đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song:
$$\frac{1}{R_{td}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2}$$
Điện trở tương đương của đoạn mạch gồm n điện trở mắc song song:
$$\frac{1}{R_{td}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + ... + \frac{1}{R_n}$$
EM CÓ THỂ
Giải thích được vì sao các thiết bị tiêu thụ điện như bóng đèn, ti vi, tủ lạnh,… sử dụng trong gia đình lại được mắc song song.
Thiết kế được sơ đồ mạch điện dùng các bóng đèn để trang trí "cành đào, cành mai ngày Tết".
Điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp lớn hơn điện trở thành phần.
Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch gồm n điện trở mắc nối tiếp:
$U = IR_{td} = I(R_1 + R_2 + ... + R_n) = IR_1 + IR_2 + ... + IR_n$
Mà $I = I_1 = I_2 = ... = I_n$, nên $U = I_1R_1 + I_2R_2 + ... + I_nR_n = U_1 + U_2 + ... + U_n$
(với $U_1 = I_1R_1$, $U_2 = I_2R_2$, … $U_n = I_nR_n$ lần lượt là hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở $R_1$, $R_2$, …, $R_n$).
Điện trở tương đương của đoạn mạch song song nhỏ hơn điện trở thành phần.
Hiệu điện thế giữa hai đầu các điện trở mắc song song bằng nhau và bằng hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch:
$U_1 = U_2 = ... = U_n = U$
$= I_1R_1 = I_2R_2 = ... = I_nR_n = IR_{td}$.

Bài 13. Năng lượng của dòng điện và công suất điện
MỤC TIÊU
Lấy ví dụ để chứng tỏ được dòng điện có năng lượng.
Nêu được công suất điện định mức của dụng cụ điện (công suất mà dụng cụ tiêu thụ khi hoạt động bình thường).
Tính được năng lượng của dòng điện và công suất điện trong trường hợp đơn giản.
Gia đình em thường sử dụng những loại bóng đèn điện nào để thắp sáng? Em có biết ý nghĩa của các số liệu ghi trên nhãn bóng đèn điện hay không?
I – Năng lượng điện
Ta đã biết, dòng điện có năng lượng, gọi là điện năng. Tác dụng nhiệt của dòng điện chứng tỏ điện năng chuyển hoá thành nhiệt năng, tác dụng phát sáng của dòng điện chứng tỏ điện năng chuyển hoá thành quang năng,...
Tìm ví dụ trong thực tế chứng tỏ dòng điện có năng lượng.
Những thiết bị tiêu thụ điện sau đây hoạt động nhờ có năng lượng điện (điện năng): đèn dây tóc, quạt điện, đèn huỳnh quang (đèn ống), bàn là điện, nồi cơm điện. Năng lượng điện sử dụng trong các thiết bị này đã chuyển hoá thành các dạng năng lượng nào?
Năng lượng điện trên một đoạn mạch được chuyển hoá thành các dạng năng lượng khác, xác định bởi biểu thức:
$$W = UIt$$
Trong đó: W là năng lượng điện, đơn vị đo là jun (J);
U là hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch, đơn vị đo là vôn (V);
I là cường độ dòng điện, đơn vị đo là ampe (A);
t là thời gian dòng điện chạy qua đoạn mạch, đơn vị đo là giây (s).
Tính năng lượng điện mà động cơ điện một chiều tiêu thụ trong thời gian 30 phút, biết hiệu điện thế giữa hai đầu động cơ là 12 V và cường độ dòng điện chạy qua động cơ là 0,5 A.
Hiệu điện thế giữa hai đầu dây tóc một bóng đèn sợi đốt là 3,5 V, điện trở của dây tóc bóng đèn khi phát sáng là $12 \Omega$. Năng lượng điện mà bóng đèn tiêu thụ trong 4 phút là bao nhiêu?

$II – Công suất điện Năng lượng của dòng điện chạy qua một đoạn mạch trong một đơn vị thời gian gọi là công suất điện. Biểu thức tính công suất điện: $$ \mathcal$

II – Công suất điện
Năng lượng của dòng điện chạy qua một đoạn mạch trong một đơn vị thời gian gọi là công suất điện.
Biểu thức tính công suất điện:
$$ \mathcal{P} = UI $$
Trong đó: U là hiệu điện thế, đơn vị đo là vôn (V);
I là cường độ dòng điện, đơn vị đo là ampe (A);
$\mathcal{P}$ là công suất điện, đơn vị đo là oát (W).
Hình 13.1 Bóng đèn sợi đốt
? Tính công suất điện của một bóng đèn và năng lượng điện mà bóng đèn tiêu thụ trong 3 h. Biết hiệu điện thế giữa hai đầu bóng đèn là 220 V và cường độ dòng điện chạy qua bóng đèn là 0,3 A.
III – Công suất điện định mức
Trên một số thiết bị tiêu thụ điện như bóng đèn điện, bếp điện, bàn là điện,... thường ghi hai giá trị hiệu điện thế định mức và công suất điện định mức. Công suất điện định mức của một thiết bị điện cho biết công suất mà thiết bị đó tiêu thụ khi hoạt động bình thường.
Chẳng hạn trên bóng đèn ở Hình 13.1 có ghi 220 V – 60 W, nghĩa là để bóng đèn sáng bình thường cần mắc bóng đèn vào hiệu điện thế 220 V, khi đó công suất điện của bóng đèn là 60 W.
?
Giải thích các chữ số ghi trên các thiết bị tiêu thụ điện dưới đây:
– Bóng đèn pin: 2,5 V– 2,5 W;
– Bàn là điện: 220 V – 1 000 W;
– Bóng đèn sợi đốt: 110 V – 100 W.
Một bóng đèn điện 220 V – 60 W, nếu được dùng đúng công suất điện định mức thì năng lượng điện mà bóng đèn tiêu thụ trong 4 giờ là bao nhiêu? Cường độ dòng điện chạy qua dây tóc bóng đèn là bao nhiêu?
EM ĐÃ HỌC
Dòng điện có năng lượng. Năng lượng điện có thể chuyển hoá thành các dạng năng lượng khác như nhiệt năng, hoá năng, quang năng, cơ năng,…
Năng lượng điện trên một đoạn mạch chuyển hoá thành các dạng năng lượng khác được tính bằng công thức:
$$ W = UIt $$

Trong đó: W là năng lượng điện, đơn vị đo là jun (J);
U là hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch, đơn vị đo là vôn (V);
I là cường độ dòng điện, đơn vị đo là ampe (A);
t là thời gian dòng điện chạy qua đoạn mạch, đơn vị đo là giây (s).
Công suất điện có giá trị bằng năng lượng của dòng điện chạy qua một đoạn mạch trong một đơn vị thời gian. Công thức tính công suất điện:
$\mathscr{P} = \text{UI}$
Trong đó: U là hiệu điện thế, đơn vị đo là vôn (V);
I là cường độ dòng điện, đơn vị đo là ampe (A);
$\mathscr{P}$ là công suất điện, đơn vị đo là oát (W).
Công suất điện định mức của một thiết bị tiêu thụ điện là công suất mà thiết bị tiêu thụ điện khi hoạt động bình thường.
EM CÓ THỂ
Tính được năng lượng điện mà thiết bị điện dùng trong gia đình tiêu thụ hàng tháng và số tiền gia đình phải trả cho Công ty Điện lực.
Công tơ điện (đồng hồ đo điện năng) là thiết bị đo năng lượng điện. Có hai loại công tơ điện: công tơ điện cơ và công tơ điện điện tử. Công tơ điện cơ (Hình 13.2a) hoạt động dựa trên nguyên tắc điện từ, lực từ tác dụng làm quay một đĩa kim loại. Năng lượng điện càng nhiều thì số vòng quay của đĩa kim loại càng lớn làm thay đổi chỉ số trên công tơ điện. Bằng cách ghi lại các chỉ số trên công tơ điện giữa các "thời điểm", có thể tính được năng lượng điện tương ứng. Công tơ điện điện tử (Hình 13.2b) về bản chất chính là một joulemeter đã được làm quen ở sách Khoa học tự nhiên lớp 8. Hiệu chỉ số hiện tại và chỉ số cũ của công tơ điện là số đếm của công tơ điện. Mỗi số đếm ứng với 1 kilooát giờ ($1\text{ kWh} = 3,6.10^6\text{ J}$).

Chương IV ĐIỆN TỪ Bài 14. Cảm ứng điện từ. Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều MỤC TIÊU: Thực hiện thí nghiệm để rút ra được: Khi số đường sức từ xuyên qua t

Quan sát Hình 14.2 và cho biết số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây dẫn biến thiên như thế nào (tăng hay giảm) khi đưa cực Bắc của nam châm lại gần

Thí nghiệm 3: Thí nghiệm về dòng điện cảm ứng dùng nam châm quay
Chuẩn bị: Cuộn dây dẫn kín có hai đèn LED đỏ và vàng mắc song song, ngược cực (1); thanh nam châm vĩnh cửu có trục quay ở giữa (2).
Hình 14.4 Thí nghiệm dùng nam châm quay
Tiến hành:
– Bố trí thí nghiệm như Hình 14.4.
– Quan sát sự sáng của hai đèn LED khi quay nam châm.
Thực hiện yêu cầu và trả lời câu hỏi sau:
Mô tả sự sáng của hai đèn LED khi nam châm quay.
Khi cực nam châm quay lại gần hoặc ra xa cuộn dây dẫn thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện cuộn dây dẫn biến thiên như thế nào?
Chứng tỏ khi nam châm quay, dòng điện xuất hiện trong cuộn dây dẫn gắn hai đèn LED có mối liên hệ với sự biến thiên của số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây dẫn.
Đèn LED chỉ sáng khi dòng điện chạy theo chiều từ cực dương đến cực âm của nó. Trong Hình 14.5, khi dòng điện có chiều từ A đến B thì đèn $\mathrm{Đ_1}$ sáng còn đèn $\mathrm{Đ_2}$ không sáng. Ngược lại, đèn $\mathrm{Đ_2}$ sẽ sáng còn đèn $\mathrm{Đ_1}$ không sáng khi dòng điện có chiều từ B về A.
Hình 14.5 Sơ đồ mạch điện gồm hai đèn LED mắc song song, ngược cực
Thí nghiệm 4: Thí nghiệm về dòng điện cảm ứng bằng cách thay đổi tiết diện của cuộn dây
Chuẩn bị: Một cuộn dây dẫn mềm có tiết diện dễ dàng thay đổi khi bị bóp mạnh (1); thanh nam châm vĩnh cửu (2); điện kế (3); kẹp giữ (4) và các dây nối.
Hình 14.6 Thí nghiệm với sự thay đổi tiết diện của cuộn dây dẫn
Tiến hành:
– Bố trí thí nghiệm như Hình 14.6.
– Bóp mạnh cuộn dây dẫn, quan sát kim điện kế khi cuộn dây dẫn bị giảm tiết diện.
Trả lời câu hỏi và thực hiện yêu cầu sau:
Khi tiết diện của cuộn dây giảm thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện cuộn dây dẫn biến thiên như thế nào?
Từ kết quả thí nghiệm, chứng tỏ số đường sức từ xuyên qua tiết diện cuộn dây dẫn biến thiên thì trong cuộn dây dẫn xuất hiện dòng điện cảm ứng.
Khi làm biến thiên số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây dẫn, thí nghiệm 3 và 4 đã chứng tỏ điều gì?
Nêu điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn kín.

Từ các thí nghiệm trên và nhiều thí nghiệm khác, rút ra kết luận: Khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây dẫn kín biến thiên thì trong cuộn dây dẫn đó xuất hiện dòng điện cảm ứng.
Hiện tượng xuất hiện dòng điện cảm ứng được gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ.
III – Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều
Dòng điện xoay chiều có tần số 50 Hz sử dụng trong các hệ thống điện lưới và trong gia đình chúng ta có cường độ tăng, giảm tuần tự và chiều luân phiên thay đổi theo thời gian (Hình 14.7).
Theo đó, chiều của dòng điện sẽ thay đổi từ chiều dương sang âm và ngược lại theo tần số nhất định. Từ tần số này, ta có thể tính được số lần thay đổi chiều của dòng điện trong một giây. Ví dụ, dòng điện xoay chiều 50 Hz sẽ thay đổi chiều 100 lần trong 1 giây. Dòng điện này được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện, điện gia dụng, công nghiệp và hệ thống điện lưới,…
Hình 14.7 Đồ thị cường độ dòng điện xoay chiều thay đổi theo thời gian
? Dòng điện xoay chiều có đặc điểm gì?
Thí nghiệm tạo dòng điện xoay chiều
Chuẩn bị: Bộ thí nghiệm mô hình máy phát điện xoay chiều có hai đèn LED như Hình 14.8.
Tiến hành: Quan sát sự thay đổi sáng, tối luân phiên của hai đèn LED khi quay chậm và quay nhanh cuộn dây dẫn trong từ trường.
Trả lời các câu hỏi và thực hiện các yêu cầu sau:
Khi quay chậm cuộn dây dẫn thì hai đèn LED thay đổi sáng, tối luân phiên như thế nào? Khi quay nhanh cuộn dây dẫn, có phân biệt được sự thay đổi này không?
Số đường sức từ xuyên qua tiết diện cuộn dây dẫn biến thiên (tăng giảm luân phiên) theo thời gian như thế nào?
Dòng điện xuất hiện trong cuộn dây dẫn đi qua đèn LED có đặc điểm gì?
Nêu nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều.
Hình 14.8 Bộ thí nghiệm mô hình máy phát điện xoay chiều gồm cuộn dây dẫn đặt trong từ trường của nam châm, hai đầu cuộn dây dẫn được nối với hai vành khuyên thông qua hai chổi quét để nối với đèn LED thành mạch kín

Thí nghiệm trên cho thấy, khi quay cuộn dây thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây dẫn biến thiên (tăng, giảm luân phiên) theo thời gian tạo ra dòng điện xoay chiều. Dòng điện này đi qua hai chổi quét tì vào hai vành khuyên ở hai đầu cuộn dây đến hai đèn LED (Hình 14.8) tạo thành mạch kín.
? Hình 14.9 minh hoạ trường hợp khung dây quay trong từ trường đều để tạo ra dòng điện xoay chiều. Vành khuyên là vòng tròn bằng đồng, chổi quét là lá đồng. Quan sát Hình 14.9 và cho biết cách dẫn dòng điện xoay chiều xuất hiện trong khung dây quay trong từ trường đều ra mạch ngoài như thế nào?
Hình 14.9 Minh hoạ cách tạo ra dòng điện xoay chiều
Người ta cũng có thể tạo ra dòng điện xoay chiều bằng cách cho nam châm quay và cuộn dây đứng yên để làm cho số đường sức từ qua tiết diện cuộn dây tăng, giảm luân phiên theo thời gian.
Nguyên tắc tạo dòng điện xoay chiều dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ: Khi số đường sức từ qua tiết diện của cuộn dây dẫn kín biến thiên (tăng, giảm luân phiên) theo thời gian, trong cuộn dây xuất hiện dòng điện xoay chiều.
EM ĐÃ HỌC
Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây dẫn kín khi có sự biến thiên số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây dẫn đó.
Hiện tượng xuất hiện dòng điện cảm ứng được gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ.
Dòng điện xoay chiều có cường độ và chiều luân phiên thay đổi theo thời gian.
Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ.
EM CÓ THỂ
Nêu được tên các thiết bị sử dụng dòng điện xoay chiều trong đời sống như máy giặt, tủ lạnh, bếp điện, bếp từ, ...
Giải thích được cách tạo ra dòng điện xoay chiều trong cuộn dây dẫn kín.

Bài 15. Tác dụng của dòng điện xoay chiều MỤC TIÊU Lấy được ví dụ chứng tỏ dòng điện xoay chiều có tác dụng nhiệt, phát sáng, tác dụng từ, tác dụng sinh lí. Khi

III – Tác dụng từ Hình 15.2 Đèn huỳnh quang khi có dòng điện xoay chiều chạy qua Hình 15.3 Đèn sợi đốt khi có dòng điện xoay chiều chạy qua Nếu ví dụ trong cuộc

IV – Tác dụng sinh lí
Nếu sơ ý để cho dòng điện xoay chiều đi qua cơ thể thì dòng điện sẽ làm các cơ co giật, có thể làm tim ngừng đập, ngạt thở, thần kinh bị tê liệt, chứng tỏ dòng điện xoay chiều có tác dụng sinh lí.
Trong y học, người ta có thể ứng dụng tác dụng sinh lí của dòng điện xoay chiều thích hợp để điều trị một số bệnh. Máy khử rung tim là một trong số các thiết bị ứng dụng tác dụng sinh lí của dòng điện xoay chiều đang được sử dụng hiện nay.
Máy khử rung tim được đặt ở gần vị trí của tim bệnh nhân (Hình 15.6). Khi phát hiện nhịp tim rối loạn, máy sẽ kịp thời phát xung điện để khôi phục lại nhịp đập bình thường của tim. Chẳng hạn như nếu tim đập nhanh, máy sẽ phát ra xung điện để khử bớt nhịp đập của tim. Nếu tim đập chậm, máy sẽ phát ra xung điện để kích thích tăng nhịp tim.
Xung điện là dòng điện không liên tục chỉ xuất hiện trong thời gian ngắn, xen kẽ giữa các xung là khoảng nghỉ không có dòng điện. Trong y học, xung điện có tác dụng giảm đau, mỏi cơ và khớp, hỗ trợ phục hồi sau chấn thương và tăng cường tuần hoàn máu.
Hình 15.6 Máy khử rung tim (a) và hình ảnh đặt máy khử rung tim ở bệnh nhân (b)
Lưu ý: Dòng điện xoay chiều có thể gây nguy hiểm tới tính mạng của con người. Cần thận trọng khi sử dụng dòng điện xoay chiều ở gia đình và không được lại gần các trạm biến thế điện.
Nêu ví dụ trong cuộc sống chứng tỏ dòng điện xoay chiều có tác dụng sinh lí.
Nêu một số ứng dụng của dòng điện xoay chiều trong y tế để điều trị cho bệnh nhân.
EM ĐÃ HỌC
Tác dụng nhiệt: Dòng điện xoay chiều chạy qua bình nước nóng, ấm đun nước, máy sấy tóc,… làm các thiết bị điện đó nóng lên.
Tác dụng phát sáng: Dòng điện xoay chiều chạy qua đèn sợi đốt, đèn huỳnh quang,… làm các đèn phát sáng.
Tác dụng từ: Dòng điện xoay chiều chạy trong dây dẫn thẳng hay trong cuộn dây dẫn sinh ra từ trường.
Tác dụng sinh lí: Dòng điện xoay chiều đi qua cơ thể sẽ làm các cơ co giật, có thể làm tim ngừng đập, ngạt thở, thần kinh bị tê liệt,…
EM CÓ THỂ
Nhận biết được các tác dụng của dòng điện xoay chiều chạy qua các thiết bị điện như quạt điện, bếp từ, bình nước nóng, máy sấy tóc, ấm đun nước, đèn điện,…
Nêu được một số ví dụ về tác dụng phát sáng, tác dụng nhiệt, tác dụng từ của dòng điện xoay chiều được ứng dụng trong thực tế đời sống.

Chương V
NĂNG LƯỢNG VỚI CUỘC SỐNG
Bài 16. Vòng năng lượng trên Trái Đất. Năng lượng hoá thạch
MỤC TIÊU
Dựa vào ảnh (hoặc hình vẽ) mô tả vòng năng lượng trên Trái Đất để rút ra được: năng lượng của Trái Đất đến từ Mặt Trời.
Nêu được sơ lược ưu điểm và nhược điểm của năng lượng hoá thạch.
Lấy được ví dụ chứng tỏ việc đốt cháy các nhiên liệu hoá thạch có thể gây ô nhiễm môi trường.
Thảo luận để chỉ ra được giá nhiên liệu phụ thuộc vào chi phí khai thác nó.
Ở lớp 7, chúng ta đã biết quang hợp ở thực vật đóng vai trò quan trọng trong chuyển hoá năng lượng của Mặt Trời trên Trái Đất. Vậy, năng lượng mặt trời chuyển hoá như thế nào trên Trái Đất?
I – Vòng năng lượng trên Trái Đất
Năng lượng mặt trời không thể thiếu trong cuộc sống của con người và các vật sống khác trên Trái Đất. Năng lượng mặt trời được chuyển hoá thành các dạng năng lượng từ gió, năng lượng sinh khối, năng lượng từ dòng chảy,... Sự chuyển hoá năng lượng mặt trời theo vòng tuần hoàn của nước hay thông qua sự chuyển hoá năng lượng giữa các vật sống,... tạo thành các vòng năng lượng trên Trái Đất.
1. Vòng năng lượng giữa các vật sống
Quá trình trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng giữa các vật sống tạo thành một vòng năng lượng trên Trái Đất như Hình 16.1.
Vòng năng lượng giữa các vật sống là quá trình chuyển đổi năng lượng từ nguồn thực vật (thông qua quá trình quang hợp) cho đến các động vật. Ở quá trình quang hợp, thực vật hấp thụ năng lượng mặt trời, chuyển hoá năng lượng mặt trời thành hoá năng lưu trữ trong lục lạp của chúng. Thức ăn của động vật thường là thực vật hoặc các động vật khác. Các động vật ăn thực vật để lấy năng lượng và các chất dinh dưỡng cho sự sinh trưởng, phát triển và vận động. Động vật lấy glucose từ quá trình phân giải thức ăn. Nhờ quá trình hô hấp với sự tham gia của khí oxygen mà các phân tử chất hữu cơ (chủ yếu là glucose) được phân giải thành khí $\mathrm{CO_2}$ và nước, đồng thời tạo ra năng lượng ATP. Thực vật lại bắt đầu hấp thụ năng lượng mặt trời để chuyển khí $\mathrm{CO_2}$ và nước thành phân tử đường hữu cơ.
Việc phân huỷ xác các vật sống bị vùi lấp do thiên tai qua hàng triệu năm đã hình thành nguồn năng lượng hoá thạch trên Trái Đất.

Thực vật hấp thụ năng lượng mặt trời để chuyển khí CO₂ và nước thành các phân tử đường và lưu trữ trong lục lạp của chúng Mặt Trời Năng lượng mặt trời Các phân

Vòng năng lượng theo vòng tuần hoàn của nước xảy ra một cách tự nhiên và không được nhìn thấy bằng mắt. Quá trình bắt đầu khi ánh sáng mặt trời chiếu xuống mặt đất và biển, làm nóng nước và khí quyển. Sự nóng lên này tạo ra sự chênh lệch nhiệt độ giữa các vùng trên Trái Đất, gây ra sự chuyển động của không khí và các dòng hải lưu (dòng biển) trong đại dương, tạo ra gió và các hiện tượng thời tiết. Như vậy, ở giai đoạn đầu của vòng năng lượng theo vòng tuần hoàn của nước, cần lấy năng lượng từ Mặt Trời để chuyển hoá thành năng lượng từ gió, năng lượng từ dòng chảy, năng lượng từ sóng biển, từ dòng biển trên Trái Đất.
Quan sát Hình 16.2 và thực hiện các yêu cầu sau:
Mô tả sự chuyển hoá giữa các dạng năng lượng trong vòng tuần hoàn của nước.
Chứng tỏ năng lượng từ gió, năng lượng từ dòng chảy trên Trái Đất cũng đến từ Mặt Trời.
Từ vòng năng lượng trên Trái Đất như mô tả trong Hình 16.1 và 16.2, hãy lấy các ví dụ chứng tỏ năng lượng của Trái Đất đến từ Mặt Trời.
II – Năng lượng hoá thạch
Năng lượng hoá thạch được tạo ra từ các nhiên liệu hoá thạch, bao gồm than mỏ, dầu mỏ, khí mỏ dầu và khí thiên nhiên. Nguồn năng lượng này được hình thành từ việc phân huỷ xác các vật sống qua hàng triệu năm. Do đó, năng lượng hoá thạch cũng có nguồn gốc từ Mặt Trời.
Hình 16.3 minh hoạ quá trình hình thành dầu mỏ có trên đất liền. Từ vài trăm triệu năm trước, một lượng lớn thực vật và xác sinh vật biển tích tụ dưới đáy đại dương tạo thành trầm tích của động vật và thực vật. Trong hàng triệu năm tiếp theo, lớp trầm tích này bị biến đổi bởi vi khuẩn và chìm sâu hơn. Trải qua sự gia tăng nhiệt độ và áp suất, ở độ sâu khoảng một vài kilômét dưới áp suất lớn, dần dần các lớp trầm tích biến thành bùn đen, dầu mỏ. Sau đó, dựa vào các vết đứt gãy của các lớp đá, dầu mỏ dần nổi lên, tích tụ trong các túi đá, trở thành mỏ dầu.
Quan sát Hình 16.3 và thực hiện các yêu cầu sau:
Mô tả quá trình hình thành dầu mỏ.
Vì sao dầu mỏ không thể bổ sung nhanh và sẽ dần cạn kiệt trong tương lai gần?
Động vật và thực vật xuất hiện trên Trái Đất từ hàng triệu năm
Trầm tích của động vật và thực vật
Các lớp trầm tích
Dầu mỏ
Các đứt gãy (dầu mỏ dâng lên)
Mỏ dầu được khai thác
Ngày nay
Thời gian
Hình 16.3 Quá trình hình thành dầu mỏ có trên đất liền

Dầu mỏ, khí thiên nhiên, than mỏ cung cấp phần lớn nhu cầu năng lượng cho các quốc gia trên thế giới. Năng lượng hoá thạch có nhiều ưu điểm như nguồn sẵn có, dễ khai thác, chế biến, dễ vận chuyển, dễ tích trữ với khối lượng lớn. Công nghệ khai thác và chuyển hoá năng lượng hoá thạch phổ biến, chi phí rẻ.
Tuy nhiên, Trái Đất mất hàng triệu năm để tạo ra các nguồn nhiên liệu đó, trong khi tốc độ tiêu thụ của con người lại rất nhanh khiến nguồn nhiên liệu này ngày càng trở nên cạn kiệt. Hơn nữa, việc khai thác, xử lí, phân phối nhiên liệu hoá thạch cũng gây ra nhiều mối đe doạ cho môi trường như có thể làm thay đổi cấu trúc địa tầng, gây động đất, thay đổi hệ sinh thái. Việc đốt cháy nhiên liệu hoá thạch sẽ tạo ra chất thải rắn, phát thải các khí $\mathrm{CO_2}$, CO, $\mathrm{NO_2}$, NO, $\mathrm{SO_2}$,… gây ảnh hưởng đến sức khoẻ con người và ô nhiễm môi trường, gây hiệu ứng nhà kính trên Trái Đất. Hậu quả làm tan băng ở các địa cực, gây biến đổi khí hậu toàn cầu, khiến nước biển dâng, hạn hán, thiên tai, lũ lụt xảy ra với cường độ ngày càng tăng, góp phần phá huỷ hệ sinh thái và sự sống trên Trái Đất.
Nêu ưu điểm và nhược điểm của năng lượng hoá thạch.
Lấy ví dụ chứng tỏ việc đốt cháy các nhiên liệu hoá thạch có thể gây ô nhiễm môi trường.
III – Các yếu tố ảnh hưởng đến giá nhiên liệu hoá thạch
Giá nhiên liệu phụ thuộc vào chi phí khai thác và nhiều yếu tố khác như nhu cầu sử dụng và cung cầu trên thị trường, tình hình kinh tế toàn cầu, chính sách của các quốc gia có trữ lượng nhiên liệu lớn,…
Chi phí khai thác gồm chi phí thăm dò, chi phí khoan khai thác, chi phí vận chuyển, chi phí tích trữ lưu kho và chi phí xử lí các vấn đề môi trường liên quan. Chi phí này ngày càng tăng đã tác động đến giá nhiên liệu do các mỏ dầu, khí thiên nhiên, than,… để khai thác trên đất liền hoặc lộ thiên dần cạn kiệt, nên phải thăm dò và khai thác các mỏ mới ở vùng biển sâu, ở đại dương hoặc vùng hẻo lánh, các cực của Trái Đất.
Chi phí khai thác chiếm tỉ lệ quan trọng trong giá thành bán xăng ra thị trường, có thể đến 50% giá bán như mô tả trong Hình 16.4.
Ở nước ta, Chính phủ quy định cách xác định giá bán xăng dầu trên thị trường theo nguồn xăng dầu nhập khẩu hoặc nguồn xăng dầu trong nước.
– Đối với giá bán xăng dầu nguồn nhập khẩu được xác định gồm: Giá xăng dầu thế giới + Chi phí đưa xăng dầu từ nước ngoài về cảng Việt Nam + Chi phí kinh doanh định mức + Mức trích lập Quỹ bình ổn giá + Lợi nhuận định mức + Chi phí thuế (thuế nhập khẩu, thuế tiêu thụ đặc biệt, thuế bảo vệ môi trường, thuế giá trị gia tăng) + Phí, trích nộp khác.
– Đối với giá bán xăng dầu nguồn trong nước được xác định gồm: Giá xăng dầu thế giới + Chi phí đưa xăng dầu từ các nhà máy lọc dầu trong nước về đến cảng + Chi phí kinh doanh định mức + Mức trích lập Quỹ bình ổn giá + Lợi nhuận định mức + Thuế, phí, trích nộp khác.
Hình 16.4 Cơ cấu giá bán xăng ở Mỹ năm 2023*
(*) Nguồn: eia.gov/petroleum/gasdiesel/

Tìm hiểu thông tin trên sách báo, internet, thảo luận để trả lời các câu hỏi sau:
Giá nhiên liệu hoá thạch phụ thuộc vào những chi phí nào?
Chi phí khai thác ảnh hưởng như thế nào đến giá nhiên liệu?
Khi tính thêm chi phí khắc phục các yếu tố ảnh hưởng đến môi trường do sử dụng nhiên liệu hoá thạch (như thuế bảo vệ môi trường,...) làm giá nhiên liệu tăng thì lợi ích là gì?
Dầu mỏ được coi là huyết mạch của nền kinh tế toàn cầu. Hơn 33% nguồn cung năng lượng của thế giới được sản xuất từ dầu mỏ, nhiều hơn bất kì tài nguyên thiên nhiên nào khác.
Một số nước có trữ lượng dầu mỏ lớn đã phối hợp với nhau, gọi là các nước OPEC, để điều tiết lượng cung dầu ra toàn cầu (Hình 16.5).
Sự giảm trữ lượng dầu mỏ luôn bị lo ngại vì khả năng cạn kiệt trong một tương lai không xa và nguy cơ biến đổi khí hậu. Hiện nay, có xu hướng khuyến khích giảm nhu cầu sử dụng nhiên liệu hoá thạch và thay thế bằng các nguồn năng lượng tái tạo khác.
Hình 16.5 Trữ lượng dầu thô toàn cầu công bố năm 2021*
EM ĐÃ HỌC
Vòng năng lượng giữa các vật sống và vòng năng lượng theo vòng tuần hoàn của nước chuyển hoá năng lượng mặt trời thành các dạng năng lượng trên Trái Đất như năng lượng từ gió, năng lượng từ sóng biển,… chứng tỏ năng lượng của Trái Đất đến từ Mặt Trời.
Ưu điểm của năng lượng hoá thạch là có thể khai thác với khối lượng lớn, dễ vận chuyển, công nghệ chuyển hoá thành các dạng năng lượng khác phổ biến với chi phí rẻ.
Nhược điểm của năng lượng hoá thạch là khi sử dụng gây ô nhiễm môi trường, phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính,…
Giá nhiên liệu phụ thuộc vào chi phí khai thác nó và các yếu tố khác như vận chuyển, lưu kho, chi phí khắc phục môi trường,…
EM CÓ THỂ
Giải thích được năng lượng từ gió, năng lượng từ dòng chảy trong vòng tuần hoàn của nước đến từ Mặt Trời.
Giải thích được sự chuyển hoá năng lượng mặt trời thành các dạng năng lượng khác trên Trái Đất trong vòng năng lượng giữa các vật sống.
Lấy được ví dụ về đốt cháy than, xăng, dầu gây ô nhiễm môi trường trong cuộc sống hằng ngày.
(*) Nguồn: visualcapitalist.com/ranking-the-countries-with-the-largest-proven-global-oil-reserves-in-the-world/

Bài 17. Một số dạng năng lượng tái tạo MỤC TIÊU: Nêu được sơ lược ưu điểm và nhược điểm của một số dạng năng lượng tái tạo (năng lượng mặt trời, năng lượng từ g

? Vì sao cần tăng cường sử dụng năng lượng tái tạo?
II – Ưu điểm và nhược điểm của một số dạng năng lượng tái tạo
Năng lượng tái tạo bao gồm năng lượng mặt trời, năng lượng từ gió, năng lượng từ sóng biển, năng lượng từ dòng sông, năng lượng sinh khối, năng lượng địa nhiệt,…
1. Năng lượng mặt trời
Năng lượng mặt trời luôn có sẵn trong thiên nhiên, khó có khả năng bị cạn kiệt trong tương lai gần. Khi sử dụng năng lượng mặt trời không gây ra tiếng ồn, không phát thải các chất gây ô nhiễm không khí hay các khí gây hiệu ứng nhà kính. Năng lượng mặt trời được khai thác trực tiếp như để chiếu sáng, làm khô quần áo, sấy nông sản, sấy thực phẩm, làm muối, chuyển hoá thành năng lượng điện của pin mặt trời hoặc khai thác gián tiếp qua các thiết bị thu nhiệt để làm nóng nước, chạy nhà máy nhiệt điện,…
Tuy nhiên, giá thành sản xuất tấm pin mặt trời còn cao, hệ thống hấp thụ nhiệt mặt trời có hiệu suất chuyển hoá năng lượng thấp. Trong quá trình thay các tấm pin mặt trời sau khi hết hạn sử dụng (trung bình 25 năm) sẽ tạo ra rác thải điện tử, chất thải rắn khó phân huỷ,…
Lắp đặt quá nhiều các tấm pin mặt trời, hệ thống thu nhiệt mặt trời trong thành phố sẽ phản xạ mạnh ánh sáng vào ban ngày gây ô nhiễm ánh sáng. Nhà máy điện mặt trời chiếm một diện tích lớn dẫn đến vấn đề mặt đất, mặt nước bị che phủ quá lớn làm ảnh hưởng đến hệ sinh thái, quá trình quang hợp của thực vật hoặc làm thay đổi môi trường sống và sự phát triển các loài động vật ở khu vực đó.
Quan sát Hình 17.2, tìm hiểu trên sách báo, internet và thực hiện các yêu cầu sau:
Năng lượng mặt trời được khai thác, sử dụng trong cuộc sống như thế nào?
Nêu đặc điểm của năng lượng mặt trời.
Nêu ưu điểm và nhược điểm của việc khai thác và sử dụng năng lượng mặt trời.
a) Các tấm pin mặt trời trên dãy núi
b) Nhà máy nhiệt điện mặt trời trên sa mạc
c) Hệ thống thu nhiệt mặt trời lắp đặt trên mái nhà
Hình 17.2 Một số cách khai thác năng lượng mặt trời

Nước ta được đánh giá là quốc gia có tiềm năng năng lượng mặt trời rất lớn.
Cường độ bức xạ cao nhất tập trung ở các tỉnh Tây Nguyên và Nam bộ như Đắk Lắk, Gia Lai, Khánh Hoà, Lâm Đồng, Tây Ninh và Đồng Nai.
2. Năng lượng từ gió
Năng lượng từ gió luôn có sẵn trong thiên nhiên. Do không phát thải các chất gây ô nhiễm không khí hay các khí gây hiệu ứng nhà kính và công nghệ khai thác năng lượng từ gió phát triển mạnh, nên khai thác năng lượng từ gió được xem là một trong những giải pháp quan trọng nhất nhằm giảm biến đổi khí hậu toàn cầu. Vì tốc độ gió trên đại dương thường ổn định hơn và mạnh hơn so với tốc độ gió trên đất liền nên năng lượng từ gió ngoài khơi là một nguồn năng lượng tái tạo có triển vọng phát triển lớn, có thể lắp đặt các trang trại gió ngoài khơi trên vùng biển rộng (Hình 17.3). Hiện nay, nhiều khu vực biển ở nước ta có tiềm năng năng lượng từ gió nhưng chưa được khai thác.
Hình 17.3 Tua-bin gió được lắp đặt ở biển
Mặc dù việc khai thác và sử dụng năng lượng từ gió không phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính nhưng hiệu suất chuyển đổi năng lượng thấp, giá thành đầu tư ban đầu cao, các nhà máy điện gió phát ra tiếng ồn gây ảnh hưởng đến môi trường sống của sinh vật,… Tua-bin điện gió có thể làm nhiễu tín hiệu phát thanh, ảnh hưởng đến vùng hoạt động của các loài chim (đặc biệt là chim di cư) và dơi.
Nêu đặc điểm của năng lượng từ gió.
Nêu ưu điểm và nhược điểm của việc khai thác và sử dụng năng lượng từ gió.
3. Năng lượng từ sóng biển
Sóng biển được hình thành chủ yếu do tác động của gió. Tốc độ gió càng lớn và thời gian gió thổi càng lâu thì sóng biển càng lớn. Năng lượng từ sóng biển là năng lượng có nguồn gốc từ hoạt động của các con sóng. Dạng năng lượng này luôn có sẵn trong tự nhiên, không tạo chất thải, được khai thác bằng công nghệ hiện đại (Hình 17.4) và chuyển hoá thành điện năng phục vụ cho các nhu cầu sử dụng của con người.

Phao nổi trên mặt nước (Hình 17.4a) khi chuyển động lên xuống trong xi-lanh làm quay tua-bin của máy phát điện. Khi đó, năng lượng từ sóng biển được chuyển hoá thành năng lượng điện.
Ngày nay, xuất hiện nhiều công nghệ hiện đại được sử dụng khai thác năng lượng từ sóng biển (Hình 17.4b, c, d). Ở công nghệ Attenuator và Point Absorber, thiết bị gắn phao chuyển động lên xuống theo sóng biển theo phương thẳng đứng tạo ra chuyển động quay tua-bin của máy phát điện. Còn ở công nghệ Oscillating water surge, thiết bị tạo ra dao động theo phương ngang để chạy máy phát điện. Công nghệ Point Absorber và Oscillating water surge thiết bị cần gắn với đáy biển, khó khăn khi lắp đặt, thi công, còn công nghệ Attenuator chỉ cần đặt các thiết bị nổi trên mặt biển.
a) Mô hình máy phát điện từ sóng biển
b) Công nghệ Attenuator
Thiết bị nhiều phân đoạn nối song song với sóng biển và chuyển động lên xuống theo sóng biển, tạo ra chuyển động uốn dẫn động quay tua-bin của máy phát điện.
c) Công nghệ Point Absorber
Thiết bị gồm phao đơn gắn với đáy biển tạo ra chuyển động lên xuống theo phương thẳng đứng để làm quay máy phát điện.
d) Công nghệ Oscillating water surge
Thiết bị thẳng đứng gắn vào đáy biển, tạo ra dao động theo phương ngang để chạy máy phát điện.
Hình 17.4 Một số mô hình và công nghệ khai thác năng lượng từ sóng biển
Năng lượng từ sóng biển ở nước ta rất dồi dào nhưng để có được công suất điện lớn và ổn định cần nhiều máy phát điện đặt trong không gian rộng, gây ảnh hưởng đến giao thông đường biển, hệ sinh thái, đòi hỏi giá thành đầu tư ban đầu cao và phụ thuộc rất lớn vào các mùa trong năm, chịu ảnh hưởng bởi thiên tai.
Ở nước ta, theo báo cáo của Tổng cục Khí tượng Thuỷ văn – Bộ Tài nguyên và Môi trường (nay là Cục Khí tượng Thuỷ văn – Bộ Nông nghiệp và Môi trường) năm 2022 thì khoảng thời gian khai thác năng lượng từ sóng biển thuận lợi nhất trong năm là mùa đông do gió mùa đông bắc tạo ra vùng năng lượng sóng khá mạnh trên vùng bắc và giữa Biển Đông. Vùng bờ biển miền Trung Việt Nam từ Đà Nẵng đến Khánh Hoà có tiềm năng năng lượng sóng biển lớn nhất.
Nêu đặc điểm của năng lượng từ sóng biển.
Nêu ưu điểm và nhược điểm của việc khai thác và sử dụng năng lượng từ sóng biển.

4. Năng lượng từ dòng sông
Sông là dòng nước chảy thường xuyên trên Trái Đất, được các nguồn nước mưa, nước ngầm, nước băng tuyết tan bổ sung thường xuyên.
Năng lượng từ dòng sông là năng lượng lấy từ sức chảy của dòng nước. Dạng năng lượng này có sẵn trong thiên nhiên, ít tác động tiêu cực đến môi trường so với năng lượng hoá thạch. Để khai thác năng lượng từ dòng sông, người ta xây dựng các nhà máy thuỷ điện nhằm chuyển hoá năng lượng này thành năng lượng điện. Ở các nhà máy thuỷ điện, các đập hoặc hồ được xây dựng nhằm ngăn dòng chảy, tích trữ nước của những con sông lớn, sau đó sử dụng chúng để làm quay các tua-bin của máy phát điện (Hình 17.5).
Hình 17.5 Nhà máy thuỷ điện Hoà Bình
Sử dụng đập để tích trữ nước cho thuỷ điện có nguy cơ ảnh hưởng đến môi trường, làm cho các loài động vật không có khả năng di chuyển từ hạ nguồn lên thượng nguồn. Nước ngập ở thượng nguồn và cạn ở hạ nguồn làm thay đổi môi trường sống của sinh vật hoặc gây áp lực lớn lên địa chất ở trong đập và thân đập dẫn đến có thể gây nứt, gây địa tầng, gây động đất,...
Khai thác năng lượng từ dòng sông để làm thuỷ điện cũng dẫn đến các vấn đề về sinh thái và đa dạng sinh học, làm diện tích rừng bị suy giảm, tác động đến chất lượng nước và việc khai thác, sử dụng nước. Đặc biệt với các nhà máy thuỷ điện có công suất lớn, cần phải di chuyển số lượng lớn dân cư ra khỏi vùng sinh sống ở gần sông, làm thay đổi văn hoá, tập quán sinh sống của họ.
Cho biết việc sử dụng năng lượng từ dòng sông ảnh hưởng đến môi trường như thế nào nếu:
– Vỡ đập thuỷ điện.
– Động vật không di chuyển được từ hạ nguồn lên thượng nguồn của dòng sông.
– Diện tích rừng thay đổi khi xây dựng nhà máy thuỷ điện.
Nêu ưu điểm của việc khai thác và sử dụng năng lượng từ dòng sông.

Nước ta nằm trong vùng nhiệt đới, có lượng mưa trung bình hằng năm cao. Địa hình miền Bắc và biên giới miền Tây đồi núi cao, phía đông là bờ biển dài nên nước ta có hệ thống sông ngòi khá dày đặc. Với điều kiện tự nhiên thuận lợi như vậy nên tiềm năng thuỷ điện của nước ta tương đối lớn.
III – Một số biện pháp sử dụng hiệu quả năng lượng và bảo vệ môi trường
Sử dụng hiệu quả năng lượng là việc dùng ít năng lượng hơn để thực hiện cùng một công việc hoặc cùng một chức năng của thiết bị, máy móc. Ví dụ, chúng ta cần sử dụng đèn LED thay thế cho đèn huỳnh quang hoặc đèn sợi đốt.
Bảo vệ môi trường là hoạt động phòng ngừa, hạn chế tác động xấu đến môi trường; ứng phó sự cố môi trường; khắc phục ô nhiễm, suy thoái môi trường, cải thiện chất lượng môi trường; sử dụng hợp lí tài nguyên thiên nhiên, đa dạng sinh học và ứng phó với biến đổi khí hậu.
Sử dụng hiệu quả năng lượng và bảo vệ môi trường có liên quan chặt chẽ với nhau. Việc sử dụng hiệu quả năng lượng giúp giảm thiểu sự tiêu thụ năng lượng và khí thải, giảm thiểu tác động đến môi trường.
Mục tiêu chính của việc sử dụng hiệu quả năng lượng là để thực hiện tiết kiệm năng lượng như:
– Giảm năng lượng hao phí, nhờ đó giảm chi phí sử dụng năng lượng trong sản xuất và đời sống.
– Giảm khai thác và sử dụng năng lượng hoá thạch giúp giảm lượng phát thải khí gây ô nhiễm môi trường.
Tại sao sử dụng hiệu quả năng lượng góp phần bảo vệ môi trường?
Ví dụ về một số biện pháp sử dụng hiệu quả năng lượng và bảo vệ môi trường:
– Sử dụng năng lượng tái tạo để chuyển hoá thành điện năng (như điện mặt trời, điện gió, thuỷ điện) sẽ giảm thiểu sự phát thải khí nhà kính và giảm tiêu thụ nhiên liệu hoá thạch.
– Sử dụng các thiết bị tiết kiệm điện như bóng đèn LED, tủ lạnh, điều hoà, bình nóng lạnh,... (có tính năng tiết kiệm năng lượng) nhằm giảm số tiền điện phải trả hàng tháng và ít tác động đến môi trường.
– Tăng cường sử dụng, cải tiến máy móc, thiết bị tiết kiệm năng lượng tại các công ty, nhà máy, xí nghiệp, đồng thời thực hiện tái chế các sản phẩm và sử dụng nguyên liệu thân thiện với môi trường.
– Sử dụng phương tiện giao thông công cộng thay cho các phương tiện cá nhân góp phần tiết kiệm năng lượng và giảm thiểu phát thải khí thải.
– Tạo ý thức tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường: tắt các thiết bị khi không sử dụng, sử dụng thiết bị tiết kiệm năng lượng, chọn sử dụng các sản phẩm tái chế và thân thiện với môi trường,...

Thảo luận và nêu thêm một số biện pháp sử dụng hiệu quả năng lượng và bảo vệ môi trường.
Giải thích vì sao những cách dưới đây được coi là sử dụng hiệu quả năng lượng điện.
a) Tắt các thiết bị điện (ti vi, đèn điện,...) khi không sử dụng.
b) Giảm độ sáng màn hình máy tính.
c) Để điều hoà trên 26 °C vào mùa hè. Sử dụng quạt thay cho máy điều hoà mọi lúc có thể.
d) Không để nhiệt độ tủ lạnh quá thấp, không mở tủ lạnh quá lâu.
e) Thường xuyên bảo trì, bảo dưỡng và vệ sinh các thiết bị điện.
Để tận dụng gió và ánh sáng tự nhiên cho ngôi nhà của em, hãy thực hiện các việc sau và giải thích vì sao hành động như vậy.
a) Mở cửa để gió tự nhiên làm thông thoáng ngôi nhà.
b) Kê bàn học, bàn làm việc gần nơi có ánh sáng tự nhiên và tận dụng nguồn ánh sáng này cho các hoạt động sinh hoạt.
c) Sơn phòng sáng màu.
Vì sao trồng nhiều cây xanh quanh nhà và trường học giúp sử dụng hiệu quả năng lượng và bảo vệ môi trường?
Vì sao sử dụng năng lượng tái tạo giúp giảm ô nhiễm môi trường, giảm phát thải khí nhà kính?
EM ĐÃ HỌC
Ưu điểm của năng lượng tái tạo là nguồn năng lượng có sẵn trong thiên nhiên, liên tục được bổ sung thông qua các quá trình tự nhiên. Khai thác và sử dụng một số dạng năng lượng tái tạo không gây phát thải khí nhà kính, giúp bảo vệ môi trường.
Nhược điểm của năng lượng tái tạo là các công nghệ khai thác hiện nay có hiệu suất thấp, chi phí đầu tư ban đầu cao.
Sử dụng một số biện pháp tiết kiệm năng lượng, tận dụng ánh sáng và gió tự nhiên, sử dụng thiết bị điện đúng cách giúp sử dụng hiệu quả năng lượng làm giảm năng lượng hao phí, giảm khai thác tài nguyên giúp bảo vệ môi trường.
EM CÓ THỂ
Khai thác và sử dụng được một số dạng năng lượng tái tạo trong cuộc sống.
Thảo luận để nêu được một số biện pháp sử dụng hiệu quả năng lượng và bảo vệ môi trường.

Chương VI. KIM LOẠI. SỰ KHÁC NHAU CƠ BẢN GIỮA PHI KIM VÀ KIM LOẠI Bài 18. Tính chất chung của kim loại MỤC TIÊU Nêu được tính chất vật lí của kim loại. Trình bà

a) Vàng được dùng làm đồ trang sức b) Đồng được dùng làm lõi dây điện c) Nhôm được dùng làm xoong, nồi, chảo d) Thép được dùng trong xây dựng, cầu đường,… Hình

Một số kim loại như nhôm, kẽm, chromium,... phản ứng được với khí oxygen ngay ở điều kiện thường, tạo thành lớp oxide mỏng, bền vững. Lớp oxide này có tác dụng

Kim loại có thể tác dụng với nhiều phi kim tạo thành muối. Ví dụ: kim loại tác dụng chlorine tạo thành muối chloride, tác dụng với lưu huỳnh (sulfur) tạo thành muối sulfide.
Ví dụ: $\mathrm{Cu} + \mathrm{Cl_2} \xrightarrow{\mathrm{t^o}} \mathrm{CuCl_2}$
$2\mathrm{Al} + 3\mathrm{S} \xrightarrow{\mathrm{t^o}} \mathrm{Al_2S_3}$
Viết phương trình hoá học của các phản ứng giữa kim loại Mg, Zn với phi kim S.
2. Tác dụng với nước
Một số kim loại như K, Na, Ca,... tác dụng với nước ở nhiệt độ thường tạo thành hydroxide và khí hydrogen, phản ứng toả ra nhiều nhiệt.
Ví dụ : $2\mathrm{Na} + 2\mathrm{H_2O} \longrightarrow 2\mathrm{NaOH} + \mathrm{H_2}$
Những kim loại này là kim loại hoạt động hoá học mạnh.
Hình 18.5 Kim loại natri phản ứng với nước
Trong khi đó, những kim loại như Zn, Fe,... tác dụng với hơi nước ở nhiệt độ cao tạo thành oxide và khí hydrogen.
Ví dụ: $\mathrm{Zn} + \mathrm{H_2O} \xrightarrow{\mathrm{t^o}} \mathrm{ZnO} + \mathrm{H_2}$
Một số kim loại như Cu, Ag, Au,... không tác dụng với nước, đó là các kim loại hoạt động hoá học yếu.
Biết rằng ở nhiệt độ cao, hơi nước tác dụng với sắt tạo thành $\mathrm{Fe_3O_4}$. Viết phương trình hoá học của phản ứng.
3. Tác dụng với dung dịch acid
Một số kim loại phản ứng với dung dịch hydrochloric acid tạo thành muối và giải phóng khí hydrogen.
Ví dụ:
$\mathrm{Fe} + 2\mathrm{HCl} \longrightarrow \mathrm{FeCl_2} + \mathrm{H_2}$
Iron(II) chloride
$2\mathrm{Al} + 6\mathrm{HCl} \longrightarrow 2\mathrm{AlCl_3} + 3\mathrm{H_2}$
Aluminium chloride
Các kim loại Cu, Ag, Au,... không tác dụng với dung dịch HCl.
Phản ứng của kim loại kẽm với dung dịch hydrochloric acid được dùng để điều chế khí hydrogen trong phòng thí nghiệm. Tính lượng kẽm và thể tích dung dịch hydrochloric acid 1 M cần dùng để điều chế 250 mL khí hydrogen (điều kiện chuẩn).
Viết phương trình hoá học của phản ứng xảy ra khi cho kim loại magnesium vào dung dịch hydrochloric acid.

$4. Tác dụng với dung dịch muối Khi cho đinh sắt vào cốc đựng dung dịch copper(II) sulfate, xảy ra phản ứng: $$Fe + CuSO_4 \longrightarrow FeSO_4 + Cu$$ Sắt đã đ$

4. Tác dụng với dung dịch muối
Khi cho đinh sắt vào cốc đựng dung dịch copper(II) sulfate, xảy ra phản ứng:
$$Fe + CuSO_4 \longrightarrow FeSO_4 + Cu$$
Sắt đã đẩy đồng ra khỏi muối, sắt là kim loại hoạt động hoá học mạnh hơn đồng.
Nhiều kim loại khác như Mg, Al, Zn,... cũng tác dụng được với dung dịch $CuSO_4$, $AgNO_3$,... tạo thành muối mới và kim loại mới.
Mô tả một số điểm khác biệt trong tính chất của các kim loại Al, Fe, Au theo gợi ý sau:
– Khác biệt trong tính chất vật lí.
– Khác biệt trong tính chất hoá học khi tác dụng với:
a) Oxygen; b) Dung dịch hydrochloric acid.
Nêu các ứng dụng của ba kim loại: sắt, nhôm, vàng mà em biết; chỉ rõ mối liên hệ giữa tính chất và ứng dụng của chúng.
Trình bày tính chất hoá học của kim loại theo gợi ý sau:
– Nêu tính chất hoá học cơ bản của kim loại.
– Viết phương trình hoá học minh hoạ cho mỗi tính chất.
EM ĐÃ HỌC
Kim loại có tính dẫn điện, dẫn nhiệt, tính dẻo và ánh kim.
Hầu hết kim loại tác dụng với oxygen tạo thành oxide và với các phi kim khác tạo thành muối.
Một số kim loại hoạt động hoá học mạnh như Na, K, Ca,... tác dụng với nước ở nhiệt độ thường tạo thành hydroxide và khí hydrogen. Các kim loại như Zn, Fe,... tác dụng với hơi nước ở nhiệt độ cao tạo thành oxide và khí hydrogen.
Một số kim loại tác dụng với dung dịch HCl tạo thành muối và giải phóng khí hydrogen.
Khi xảy ra phản ứng hoá học giữa dung dịch muối và kim loại (trừ kim loại phản ứng được với nước như K, Na, Ca,...), thường sản phẩm tạo thành là muối mới và kim loại mới.
EM CÓ THỂ
Dựa vào tính chất của kim loại để giải thích việc lựa chọn kim loại phù hợp với mục đích sử dụng như: làm dây dẫn điện, đồ dùng nấu ăn, đồ trang sức,...

Bài 19. Dãy hoạt động hoá học
MỤC TIÊU:
Tiến hành được một số thí nghiệm hoặc mô tả được thí nghiệm (qua hình vẽ hoặc học liệu điện tử thí nghiệm) khi cho kim loại tiếp xúc với nước, hydrochloric acid,...
Nêu được dãy hoạt động hoá học (K, Na, Ca, Mg, Al, Zn, Fe, Pb, H, Cu, Ag, Au).
Trình bày được ý nghĩa của dãy hoạt động hoá học.
Quan sát các đồ vật làm từ kim loại sắt, đồng, vàng, bạc,... xung quanh em. Đồ vật nào dễ bị gỉ? Từ đó, em có nhận xét gì về khả năng tham gia phản ứng hoá học của các kim loại này.
I – Xây dựng dãy hoạt động hoá học
Khi quan sát phản ứng của kim loại với các chất khác nhau, có thể sắp xếp các kim loại thành dãy theo thứ tự khả năng phản ứng giảm dần. Dãy này được gọi là dãy hoạt động hoá học.
Sắp xếp mức độ hoạt động hoá học của: Na, Fe, H, Cu, Ag
Khảo sát phản ứng của các kim loại Na, Fe, Cu với nước
Chuẩn bị: 1 mẫu kim loại natri bằng hạt đậu xanh, đinh sắt và dây đồng; 2 ống nghiệm đựng nước được đánh số (1), (2), chậu thuỷ tinh đựng nước.
Tiến hành: Cho mẫu natri vào chậu thuỷ tinh đựng nước, đinh sắt vào ống nghiệm (1), dây đồng vào ống nghiệm (2).
(Phản ứng của kim loại natri với nước xem Hình 18.5, Bài 18).
Quan sát hiện tượng xảy ra và thực hiện các yêu cầu sau:
Dựa vào khả năng phản ứng với nước, có thể chia các kim loại natri, đồng và sắt thành mấy nhóm? So sánh mức độ hoạt động hoá học của các nhóm kim loại này.
Khảo sát phản ứng của kim loại Fe, Cu với dung dịch acid
Chuẩn bị: đinh sắt, dây đồng, hai ống nghiệm đựng cùng một lượng dung dịch HCl cùng nồng độ.
Tiến hành: Cho đinh sắt, dây đồng vào từng ống nghiệm riêng biệt đựng dung dịch HCl.
Quan sát hiện tượng xảy ra và thực hiện các yêu cầu sau:
a) Hãy cho biết kim loại nào phản ứng được với dung dịch HCl (đẩy được hydrogen ra khỏi acid).
b) So sánh mức độ hoạt động hoá học của sắt, đồng với hydrogen.
c) So sánh mức độ hoạt động hoá học của sắt với đồng.
Hình 19.1 Phản ứng của đinh sắt với dung dịch HCl

$So sánh mức độ hoạt động hoá học của kim loại Ag và Cu Chuẩn bị: dây đồng, dung dịch $\mathrm{AgNO_3}$ 2%; ống nghiệm, panh. Tiến hành: Dùng panh kẹp dây đồng đ$

$Dự đoán hiện tượng xảy ra và viết phương trình hoá học của phản ứng (nếu có) trong các thí nghiệm sau: Rót dung dịch $\mathrm{H_2SO_4}$ loãng vào 3 ống nghiệm,$

Bài 20. Tách kim loại và việc sử dụng hợp kim
MỤC TIÊU
Nêu được phương pháp tách kim loại theo mức độ hoạt động hoá học của chúng.
Trình bày được quá trình tách một số kim loại có nhiều ứng dụng, như:
Tách sắt ra khỏi iron(III) oxide bởi carbon oxide;
Tách nhôm ra khỏi aluminium oxide bởi phản ứng điện phân;
Tách kẽm khỏi zinc sulfide bởi oxygen và carbon (than).
Nêu được khái niệm hợp kim.
Giải thích vì sao trong một số trường hợp thực tiễn, kim loại được sử dụng dưới dạng hợp kim.
Nêu được thành phần, tính chất đặc trưng của một số hợp kim phổ biến, quan trọng, hiện đại.
Trình bày được các giai đoạn cơ bản của quá trình sản xuất gang; quá trình sản xuất thép.
Kim loại được sử dụng rộng rãi trong đời sống. Chúng được tách từ nguồn nguyên liệu nào và sản xuất bằng cách nào?
I – Phương pháp tách kim loại
Trong tự nhiên, kim loại chủ yếu tồn tại ở trong quặng dưới dạng hợp chất như oxide, muối,... Ví dụ: aluminium oxide là thành phần chủ yếu trong quặng bauxite; iron(III) oxide là thành phần chủ yếu trong quặng hematite; zinc sulfide là thành phần chủ yếu trong quặng sphalerite. Một số kim loại quý như vàng có thể tồn tại dưới dạng đơn chất trong các hạt nhỏ li ti, nằm lẫn trong đất, cát,...
Từ các quặng kim loại, người ta làm giàu quặng bằng cách loại bỏ các tạp chất như đất, cát, đá,... Sau đó, tuỳ thuộc vào mức độ hoạt động hoá học của kim loại, có thể lựa chọn phương pháp hoá học phù hợp để tách kim loại ra khỏi hợp chất của nó:
– Phương pháp điện phân nóng chảy được áp dụng để tách các kim loại hoạt động hoá học mạnh như Na, Ca, Mg, Al,...
– Phương pháp nhiệt luyện thường được dùng để tách các kim loại hoạt động hoá học trung bình như Fe, Zn,...: có thể dùng các chất như C, CO, $\mathrm{H_2}$, Al,... tác dụng với oxide kim loại ở nhiệt độ cao, thu được kim loại.
– Ngoài hai phương pháp trên, người ta còn dùng phương pháp thuỷ luyện để tách các kim loại hoạt động hoá học yếu như Ag, Au,...
Nếu các bước cơ bản trong quy trình tách kim loại từ quặng.

II – Quá trình tách một số kim loại có nhiều ứng dụng Tách nhôm ra khỏi aluminium oxide bằng phản ứng điện phân Nguyên liệu: quặng bauxite (thành phần chính là

Phương pháp nào thường được dùng để tách các kim loại hoạt động hoá học mạnh như K, Na, Al,…?
Phương pháp nào thường được dùng để tách các kim loại hoạt động hoá học trung bình như Zn, Fe?
III – Hợp kim
1. Khái niệm hợp kim
Hợp kim là vật liệu kim loại có chứa ít nhất một kim loại cơ bản và một số kim loại hoặc phi kim khác.
Kim loại cơ bản là kim loại chiếm thành phần chính trong hợp kim.
Ví dụ: thép có kim loại cơ bản là sắt, đuy-ra (duralumin) có kim loại cơ bản là nhôm,…
2. Ưu điểm của hợp kim
Hợp kim thường có nhiều ưu điểm vượt trội so với kim loại nguyên chất về độ cứng, độ bền, khả năng chống ăn mòn và gỉ sét, phù hợp với nhiều ứng dụng. Do đó, chúng được sử dụng phổ biến trong đời sống và trong công nghiệp.
3. Một số hợp kim phổ biến
Gang và thép là hai hợp kim quan trọng của sắt với carbon và một số nguyên tố khác (carbon chiếm hàm lượng từ 2% đến 5% trong gang và dưới 2% trong thép). Hiện nay, chúng là những vật liệu kim loại phổ biến nhất trên thế giới. Thép có nhiều ưu điểm hơn sắt về độ cứng, độ đàn hồi, khả năng chịu lực nên được sử dụng rộng rãi trong các công trình xây dựng, giao thông. Gang cứng và giòn hơn thép, thường được dùng để đúc các chi tiết máy, ống dẫn nước, nắp cống,…
Inox là một loại thép đặc biệt, ngoài sắt và carbon còn có các nguyên tố khác như chromium, nickel. Inox cứng và khó bị gỉ, được sử dụng làm đồ gia dụng, thiết bị y tế,…
Duy-ra (duralumin) là hợp kim của nhôm với đồng, manganese, magnesium,… Duy-ra nhẹ tương đương nhôm nhưng bền và cứng hơn nhiều, được dùng làm vật liệu chế tạo máy bay, ô tô,…
Thành phần, tính chất của kim loại và hợp kim của nó khác nhau như thế nào? Tại sao trong thực tiễn kim loại thường được sử dụng dưới dạng hợp kim. Lấy ví dụ minh hoạ.
Gang, thép, đuy-ra có thành phần và tính chất đặc trưng gì? Tại sao các hợp kim này được sử dụng phổ biến trong công nghiệp và cuộc sống?
Van nước cứu hoả của hệ thống dập lửa tự động có thể được làm từ hợp kim có nhiệt độ nóng chảy thấp. Ví dụ: hợp kim của bismuth (50%), chì (25%), thiếc (12,5%) và cadmium (12,5%) có nhiệt độ nóng chảy 55,5 °C (trong khi nhiệt độ nóng chảy của các đơn chất Bi, Pb, Sn và Cd khá cao, tương ứng là 271 °C, 327 °C, 232 °C và 321 °C). Điểm nóng chảy có thể được thay đổi bằng cách thay đổi thành phần. Hợp kim này được đặt tên là hợp kim Wood (theo tên của nhà phát minh William Wood)$^{(1)}$.
$^{(1)}$ Nguồn: Cardarelli, F. 2018. Materials Handbook: A Concise Desktop Reference, Springer London.

IV – Sản xuất gang, thép
Sắt tinh khiết hầu như không được sử dụng trong cuộc sống, nhưng các hợp kim của sắt là gang và thép lại được sử dụng phổ biến trong công nghiệp và đời sống.
1. Sản xuất gang từ nguồn quặng chứa iron(III) oxide
Nguyên liệu: quặng sắt (thường là quặng hematite với thành phần chính là $\mathrm{Fe_2O_3}$), than cốc và chất tạo xỉ như $\mathrm{CaCO_3}$, $\mathrm{SiO_2}$,...
Quặng sắt, than cốc, đá vôi được đưa vào lò cao qua miệng lò, chuyển dần từ trên xuống. Không khí nóng được thổi từ dưới lên.
Các giai đoạn chính của quá trình sản xuất gang:
Phản ứng tạo thành khí CO:
$\mathrm{C + O_2 \xrightarrow{t^o} CO_2}$
$\mathrm{C + CO_2 \xrightarrow{t^o} 2CO}$
Khí CO phản ứng với các oxide của sắt trong quặng:
$\mathrm{3CO + Fe_2O_3 \xrightarrow{t^o} 2Fe + 3CO_2}$
Sắt nóng chảy hoà tan một lượng nhỏ carbon cùng một số nguyên tố khác tạo thành gang lỏng.
Đá vôi bị phân huỷ thành CaO. CaO kết hợp với các oxide như $\mathrm{SiO_2}$ trong quặng tạo thành xỉ:
$\mathrm{CaO + SiO_2 \xrightarrow{t^o} CaSiO_3}$
Xỉ nhẹ nổi lên trên gang lỏng, được đưa ra ngoài qua cửa tháo xỉ.
Khí thải tạo thành trong lò cao được đưa ra ngoài qua cửa ở gần miệng lò.
Hình 20.2 Sơ đồ lò luyện gang
2. Sản xuất thép
Nguyên liệu chính để sản xuất thép là gang (hoặc thép phế liệu) và khí oxygen. Trong quá trình sản xuất thép, khí oxygen được thổi vào lò đựng gang nóng chảy ở nhiệt độ cao, đốt cháy các tạp chất trong gang. Các oxide tạo thành ở dạng khí ($\mathrm{CO_2}$, $\mathrm{SO_2}$,...) sẽ thoát ra theo khí thải, còn các oxide dạng rắn ($\mathrm{SiO_2}$, $\mathrm{MnO_2}$,...) sẽ tạo xỉ nhẹ, nổi lên trên thép lỏng và được tách ra để thu lấy thép.
Hình 20.3 Sơ đồ lò thổi

Mô tả các giai đoạn chính của quá trình sản xuất gang. Viết phương trình hoá học của các phản ứng.
Tại sao khi loại bỏ một phần carbon và các tạp chất trong gang lại thu được thép?
Khí thải trong sản xuất gang, thép thường chứa các khí gì? Em hãy tìm hiểu và cho biết nếu các khí này được đưa thẳng ra ngoài môi trường mà không qua xử lí thì sẽ gây ảnh hưởng như thế nào tới môi trường sống.
Gang và thép có thành phần khác nhau như thế nào? Thành phần đó ảnh hưởng đến tính chất vật lí của gang, thép như thế nào? Nêu ví dụ về các ứng dụng nổi bật của gang và thép trong cuộc sống.
Phương pháp tách kim loại nào đã được vận dụng trong quá trình sản xuất gang? Giải thích.
EM ĐÃ HỌC
Các bước cơ bản trong quy trình tách kim loại từ quặng:
Quặng $\xrightarrow{\text{Làm giàu quặng}}$ Hợp chất chứa kim loại $\xrightarrow{\text{Phương pháp hoá học}}$ Kim loại.
Một số phương pháp hoá học thường được sử dụng để tách kim loại:
– Phương pháp điện phân nóng chảy.
– Phương pháp nhiệt luyện.
– Phương pháp thuỷ luyện.
Hợp kim là vật liệu kim loại có chứa ít nhất một kim loại cơ bản và một số kim loại hoặc phi kim khác. Hợp kim thường có nhiều ưu điểm vượt trội so với kim loại nguyên chất như độ bền, độ cứng cao,...
Giai đoạn chính sản xuất gang:
– Tạo CO: C + O₂ $\xrightarrow{t^o}$ CO₂ ; C + CO₂ $\xrightarrow{t^o}$ 2CO.
– Tạo gang từ quặng: 3CO + Fe₂O₃ $\xrightarrow{t^o}$ 2Fe + 3CO₂.
– Tạo xỉ, tách xỉ thu được gang: CaO + SiO₂ $\xrightarrow{t^o}$ CaSiO₃.
Quá trình sản xuất thép: Làm giảm các tạp chất C, Si, Mn,... trong gang bằng cách chuyển chúng thành các oxide và loại bỏ chúng để thu được thép.
EM CÓ THỂ
Giải thích mối liên hệ giữa tính chất và ứng dụng của hợp kim.
Trình bày (thuyết trình/viết/vẽ) về các giai đoạn cơ bản của quá trình sản xuất gang và quá trình sản xuất thép.

Bài 21. Sự khác nhau cơ bản giữa phi kim và kim loại
MỤC TIÊU:
Nêu được ứng dụng của một số đơn chất phi kim thiết thực trong cuộc sống (than, lưu huỳnh, khí chlorine,...).
Chỉ ra được sự khác nhau cơ bản về một số tính chất giữa phi kim và kim loại: khả năng dẫn điện, nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi, khối lượng riêng; khả năng tạo ion dương, ion âm; phản ứng với oxygen tạo oxide acid, oxide base.
Các phi kim như carbon, lưu huỳnh hay chlorine là những chất không thể thiếu trong công nghiệp cũng như cuộc sống hàng ngày. Tính chất của chúng có gì khác so với kim loại?
I – Ứng dụng của một số phi kim quan trọng
1. Carbon
Trong tự nhiên, đơn chất carbon tồn tại ở các dạng chính như: kim cương, than chì (graphite), carbon vô định hình (than gỗ, than xương, mồ hóng,...).
Các loại than như than gỗ, than xương,... có khả năng giữ trên bề mặt của nó các phân tử chất khí, chất tan trong dung dịch. Tính chất này được gọi là tính hấp phụ. Dựa vào tính hấp phụ, carbon ở dạng than hoạt tính được dùng trong mặt nạ phòng độc, chất khử màu, khử mùi.
Carbon còn có rất nhiều các ứng dụng khác như: than cốc dùng làm nhiên liệu, nguyên liệu trong công nghiệp luyện kim,...; than chì làm điện cực, chất bôi trơn, ruột bút chì,...; kim cương làm đồ trang sức, mũi khoan, dao cắt kính;...
Để tìm hiểu tính chất hấp phụ của bột than gỗ, có thể quan sát thí nghiệm sau: Rót từ từ nước màu pha loãng vào phễu, cho nước màu chảy qua lớp bột than gỗ. Dung dịch thu được trong cốc thuỷ tinh bị mất màu là do than gỗ đã giữ lại các phân tử chất màu trên bề mặt.
Hình 21.1 Thí nghiệm tìm hiểu tính chất hấp phụ của bột than gỗ

Lưu huỳnh Lưu huỳnh là nguyên liệu quan trọng cho nhiều ngành công nghiệp. Hình 21.2 Một số ứng dụng của lưu huỳnh Lưu hoá cao su Quá trình lưu hoá cao su được

phi kim có thể tồn tại ở thể khí (hydrogen, nitrogen, oxygen, fluorine, chlorine,…), thể lỏng (bromine) hay thể rắn (carbon, silicon, phosphorus, lưu huỳnh,…).
c) Khối lượng riêng
Phần lớn phi kim có khối lượng riêng nhỏ hơn kim loại.
2. Sự khác nhau về tính chất hoá học
a) Phản ứng của kim loại với phi kim
Trong phản ứng hoá học, các kim loại dễ nhường electron để tạo ra ion dương, còn các phi kim dễ nhận electron tạo ion âm.
Ví dụ : $\mathrm{Na \longrightarrow Na^+ + 1e}$;
$\mathrm{Cl + 1e \longrightarrow Cl^-}$;
$\mathrm{2Na + Cl_2 \longrightarrow 2NaCl}$.
b) Phản ứng của phi kim và kim loại với oxygen
Kim loại tác dụng với oxygen thường tạo thành oxide base, trong khi phi kim tác dụng với oxygen thường tạo thành oxide acid.
Ví dụ: $2\mathrm{Mg} + \mathrm{O_2} \xrightarrow{\mathrm{t^\circ}} 2\mathrm{MgO}$; $\quad \mathrm{S} + \mathrm{O_2} \xrightarrow{\mathrm{t^\circ}} \mathrm{SO_2}$.
Giải thích tại sao trong phản ứng giữa kim loại và phi kim, phi kim thường nhận electron.
Lấy ví dụ minh hoạ sự khác nhau giữa kim loại và phi kim về tính chất vật lí và tính chất hoá học.
EM ĐÃ HỌC
Phi kim có nhiều ứng dụng quan trọng: than hoạt tính có tính hấp phụ được dùng làm mặt nạ phòng độc, khử màu, khử mùi; than cốc là nhiên liệu, chất phản ứng trong nhiều ngành công nghiệp; lưu huỳnh là nguyên liệu sản xuất sulfuric acid; chlorine dùng để khử trùng, tẩy màu, sản xuất nhựa, hydrochloric acid,…
Khác với kim loại, hầu hết các nguyên tố phi kim không dẫn điện; phần lớn phi kim có nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi và khối lượng riêng nhỏ hơn so với kim loại.
Trong các phản ứng giữa kim loại và phi kim, kim loại là chất nhường electron, phi kim là chất nhận electron. Nhiều kim loại tác dụng với oxygen tạo thành oxide base. Phi kim tác dụng với oxygen thường tạo thành oxide acid.
EM CÓ THỂ
Biết được ưu điểm của khẩu trang than hoạt tính so với khẩu trang thường.
Biết được vai trò của than hoạt tính trong các máy lọc nước.

Chương VII GIỚI THIỆU VỀ CHẤT HỮU CƠ. HYDROCARBON VÀ NGUỒN NHIÊN LIỆU Bài 22. Giới thiệu về hợp chất hữu cơ MỤC TIÊU Nêu được khái niệm hợp chất hữu cơ, hoá học

$? Hãy sắp xếp các hợp chất dưới đây thành hai nhóm: nhóm 1 gồm các hợp chất hữu cơ và nhóm 2 gồm các hợp chất vô cơ. $\mathrm{C_6H_6}$ $\quad$ $\mathrm{H_2SO_4}$

? Hãy sắp xếp các hợp chất dưới đây thành hai nhóm: nhóm 1 gồm các hợp chất hữu cơ và nhóm 2 gồm các hợp chất vô cơ.
$\mathrm{C_6H_6}$ $\quad$ $\mathrm{H_2SO_4}$ $\quad$ $\mathrm{C_6H_{12}O_6}$ $\quad$ $\mathrm{H_2CO_3}$ $\quad$ $\mathrm{CaCO_3}$ $\quad$ $\mathrm{KNO_3}$
$\mathrm{C_2H_4}$ $\quad$ $\mathrm{NaOH}$ $\quad$ $\mathrm{Al_2O_3}$ $\quad$ $\mathrm{CH_3Cl}$ $\quad$ $\mathrm{CH_3OH}$
Thuật ngữ "hoá học hữu cơ" được nhà hoá học người Thuỵ Điển Jacob Berzelius đưa ra lần đầu tiên vào năm 1806, khi ông nghiên cứu các hợp chất có nguồn gốc sinh vật. Tại thời điểm đó, các nhà khoa học vẫn cho rằng các hợp chất hữu cơ chỉ được hình thành trong cơ thể sinh vật nhờ "lực sống".
Đến năm 1828, khi nhà hoá học người Đức Friedrich Wöhler tổng hợp thành công chất hữu cơ urea từ chất vô cơ thì thuật ngữ "hoá học hữu cơ" bắt đầu được hiểu như cách hiểu hiện nay.
II – Công thức phân tử và công thức cấu tạo
Để hiểu rõ mối liên hệ giữa cấu tạo và tính chất của một chất hữu cơ, không chỉ cần quan tâm đến công thức phân tử của chất mà còn cần quan tâm đến cả công thức cấu tạo của chất đó.
Công thức phân tử là công thức cho biết thành phần nguyên tố và số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố trong phân tử.
Công thức cấu tạo là công thức cho biết trật tự liên kết và cách thức liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử.
Trong công thức cấu tạo, liên kết cộng hoá trị giữa hai nguyên tử bằng một cặp electron dùng chung được gọi là liên kết đơn, biểu diễn bằng một gạch nối (—); còn liên kết cộng hoá trị giữa hai nguyên tử bằng hai cặp electron dùng chung được gọi là liên kết đôi, biểu diễn bằng hai gạch nối (=).
Công thức cấu tạo còn được viết dưới dạng thu gọn bằng cách viết gộp nguyên tử hydrogen vào nguyên tử liên kết với nó thành từng nhóm.
Ví dụ:
Công thức phân tử, Công thức cấu tạo dạng đầy đủ, Công thức cấu tạo dạng thu gọn
$\mathrm{C_2H_6}$, H H
$\mathrm{C_2H_4}$, H H   / C = C /   H H, $\mathrm{CH_2=CH_2}$

Em hãy cho biết trong các công thức từ ① đến trong Hình 22.2, công thức nào là công thức phân tử và công thức nào là công thức cấu tạo? Hình 22.2 Công thức phân

Tính chất của hợp chất hữu cơ phụ thuộc đồng thời vào thành phần phân tử và cấu tạo hoá học của chúng (xem ví dụ trong Bảng 22.1).
Bảng 22.1. Sự phụ thuộc tính chất vào thành phần phân tử và cấu tạo hoá học của một số hợp chất hữu cơ
Chất, Methyl chloride, Ethylic alcohol, Dimethyl ether
Công thức phân tử, $\mathrm{CH_3Cl}$, $\mathrm{C_2H_6O}$, $\mathrm{C_2H_6O}$
Công thức cấu tạo, $\mathrm{CH_3-Cl}$, $\mathrm{CH_3-CH_2-OH}$, $\mathrm{CH_3-O-CH_3}$
Tính chất vật lí, Chất khí, tan rất ít trong nước, Chất lỏng, tan vô hạn trong nước, Chất khí, tan ít trong nước
Tính chất hoá học, Không tác dụng với natri, Tác dụng với natri, Không tác dụng với natri
Quan sát các Hình 22.2, 22.3 và cho biết phân tử hợp chất hữu cơ có những dạng mạch carbon nào. Chỉ ra các công thức cấu tạo có cùng công thức phân tử. Giải thích tại sao nhiều hợp chất hữu cơ khác nhau, tính chất khác nhau lại có cùng công thức phân tử.
Sử dụng bộ mô hình lắp ghép phân tử, lắp ghép các công thức cấu tạo có thể có từ các công thức phân tử $\mathrm{C_4H_{10}}$ và $\mathrm{C_3H_6}$.
IV – Phân loại hợp chất hữu cơ
Có nhiều cơ sở khác nhau để phân loại hợp chất hữu cơ, trong đó phổ biến nhất là phân loại dựa trên thành phần nguyên tố. Trên cơ sở này hợp chất hữu cơ được chia làm hai loại:
– Hydrocarbon là loại hợp chất hữu cơ mà thành phần phân tử chỉ chứa các nguyên tố carbon và hydrogen.
– Dẫn xuất của hydrocarbon là loại hợp chất hữu cơ mà trong thành phần phân tử, ngoài nguyên tố carbon còn có nguyên tố khác như oxygen, nitrogen, chlorine,... và thường có hydrogen.
Sắp xếp các chất sau đây vào một trong hai nhóm: hydrocarbon và dẫn xuất của hydrocarbon: $\mathrm{CH_4}$, $\mathrm{CH_3Cl}$, $\mathrm{CH_2=CH_2}$, $\mathrm{CH_3CH_2OH}$, $\mathrm{CH_3COOH}$, $\mathrm{CH_3NH_2}$, $\mathrm{CH_3CH_2CH_3}$, $\mathrm{CH_3CH=CH_2}$, $\mathrm{CH_3COOCH_2CH_3}$.
EM ĐÃ HỌC
Hợp chất của carbon là hợp chất hữu cơ (trừ CO, $\mathrm{CO_2}$, muối carbonate,...). Hợp chất hữu cơ được chia thành hai loại: hydrocarbon và dẫn xuất của hydrocarbon.
Trong phân tử hợp chất hữu cơ, carbon luôn có hoá trị IV, các nguyên tử carbon có thể liên kết trực tiếp với nhau tạo thành mạch carbon.
Công thức phân tử cho biết thành phần nguyên tố và số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố trong phân tử.
Công thức cấu tạo cho biết trật tự liên kết và cách thức liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử.
EM CÓ THỂ
Phân biệt được hợp chất hữu cơ và vô cơ.

Bài 23. Alkane MỤC TIÊU: Nêu được khái niệm hydrocarbon, alkane. Viết được công thức cấu tạo và gọi tên được một số alkane đơn giản và thông dụng (C1 – C4). Viế

$Quan sát Hình 23.1 và cho biết hợp chất nào không thuộc loại alkane. Giải thích. Xét các chất: (A) $\mathrm{CH_3-CH_3}$, (B) $\mathrm{CH_2=CH-CH_3}$, (C) $\math$

III – Phản ứng cháy của alkane
Thí nghiệm: Tìm hiểu về phản ứng cháy của butane
Chuẩn bị: Bật lửa gas (chứa butane) loại dài (loại dùng để mồi lửa bếp gas, bếp cồn); bình tam giác bằng thuỷ tinh chịu nhiệt, sạch và khô, có nút; ống nghiệm đựng dung dịch nước vôi trong.
Tiến hành:
Đưa đầu bật lửa vào miệng bình tam giác úp ngược, đánh lửa và giữ lửa cháy cho tới khi thấy thành bình tam giác mờ đi thì dừng lại (Hình 23.2).
Quay xuôi bình tam giác lại và đổ nước vôi trong vào. Sau đó, đậy bình tam giác bằng nút và lắc đều.
Thực hiện yêu cầu sau:
Nhận xét hiện tượng bên trong thành bình tam giác sau khi đánh lửa bật lửa gas để đốt cháy butane. Dự đoán sản phẩm tạo thành.
Quan sát hiện tượng xảy ra trong bình tam giác sau khi cho nước vôi trong vào bình và dự đoán sản phẩm tạo thành.
Hình 23.2
Thí nghiệm về phản ứng cháy của butane
Khi đốt cháy alkane trong không khí thu được sản phẩm chủ yếu là khí carbon dioxide và hơi nước:
$$C_3H_8 + 5O_2 \xrightarrow{t^\circ} 3CO_2 + 4H_2O$$
$$C_4H_{10} + \frac{13}{2} O_2 \xrightarrow{t^\circ} 4CO_2 + 5H_2O$$
Phản ứng cháy của alkane toả nhiệt mạnh, vì vậy alkane được sử dụng làm nhiên liệu trong cuộc sống và trong sản xuất.
Bên cạnh các sản phẩm trên, một phần alkane cháy không hoàn toàn tạo một lượng nhỏ sản phẩm là muội than (một dạng đơn chất của carbon) và carbon monoxide.
Các alkane khá bền nên ở điều kiện thường, chúng không phản ứng với các acid, base và nhiều chất khác.
a) Viết phương trình hoá học biểu diễn phản ứng cháy của methane và ethane.
b) Dùng công thức chung của alkane, viết phương trình hoá học tổng quát của phản ứng đốt cháy hoàn toàn alkane tạo thành sản phẩm là carbon dioxide và nước.
2. Giả thiết rằng gas trong bình gas là một hỗn hợp propane và butane có tỉ lệ thể tích $1 : 1$. Tính nhiệt lượng sinh ra khi đốt cháy 1 kg loại gas này. Biết rằng nhiệt lượng tương ứng sinh ra khi đốt cháy 1 mol mỗi chất propane và butane lần lượt là 2 220 kJ và 2 878 kJ.

IV – Ứng dụng làm nhiên liệu của alkane
Bảng 23.2. Ứng dụng làm nhiên liệu của alkane
Nhiên liệu khí hoá lỏng, Nhiên liệu lỏng, Nhiên liệu rắn
Khí propane và butane dễ hoá lỏng, được dùng làm nhiên liệu cho bật lửa, bếp gas,..., Các alkane ở trạng thái lỏng có thể dùng làm nhiên liệu dưới dạng xăng, dầu hoả, dầu diesel và nhiên liệu phản lực (jet fuel)., Các alkane ở trạng thái rắn có thể dùng làm nhiên liệu dưới dạng nến paraffin.
Đọc thông tin trong Bảng 23.2 và trình bày các ứng dụng chủ yếu của alkane.
Bảng dưới đây cho biết nhiệt lượng toả ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 mol alkane$^{(1)}$.
Alkane, Công thức phân tử, Khối lượng mol phân tử (gam/mol), Nhiệt lượng (kJ/mol)
Methane, $\mathrm{CH_4}$, 16, 891
Ethane, $\mathrm{C_2H_6}$, 30, 1 561
Propane, $\mathrm{C_3H_8}$, 44, 2 220
Butane, $\mathrm{C_4H_{10}}$, 58, 2 878
a) Tính nhiệt lượng toả ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 gam mỗi alkane trong bảng trên.
b) Đốt cháy 1 gam alkane nào trong số các alkane ở trên sẽ toả ra nhiều nhiệt lượng nhất?
EM ĐÃ HỌC
Hydrocarbon là hợp chất hữu cơ mà thành phần phân tử chỉ chứa các nguyên tố carbon và hydrogen.
Alkane là những hydrocarbon mạch hở, phân tử chỉ chứa các liên kết đơn, có công thức chung $\mathrm{C_nH_{2n+2}}$ ($\mathrm{n} \ge 1$, n là số nguyên dương).
Phản ứng cháy của alkane trong không khí tạo sản phẩm chủ yếu là carbon dioxide và nước. Phản ứng này toả nhiệt mạnh nên alkane được dùng làm nhiên liệu dưới nhiều hình thức khác nhau như khí hoá lỏng, nhiên liệu lỏng và nhiên liệu rắn.
EM CÓ THỂ
Nêu được ứng dụng làm nhiên liệu của các alkane.
Sử dụng nhiên liệu như gas, xăng, dầu hoả tiết kiệm, hiệu quả.
(1) Nguồn: Haynes, W. M., Lide, D. R. & Bruno, T. J. 2017. CRC Handbook of Chemistry and Physics, 97th Edition, CRC Press LLC.

Bài 24. Alkene
MỤC TIÊU:
Nêu được khái niệm về alkene.
Viết được công thức cấu tạo và nêu được tính chất vật lí của ethylene.
Trình bày được tính chất hoá học của ethylene (phản ứng cháy, phản ứng làm mất màu nước bromine, phản ứng trùng hợp). Viết được các phương trình hoá học xảy ra.
Tiến hành được thí nghiệm (hoặc quan sát thí nghiệm) của ethylene: phản ứng đốt cháy, phản ứng làm mất màu nước bromine, quan sát và giải thích được tính chất hoá học cơ bản của alkene.
Trình bày được một số ứng dụng của ethylene: tổng hợp ethylic alcohol, tổng hợp nhựa polyethylene (PE).
Khi ethylene có tác dụng thúc đẩy quá trình chín của trái cây. Ethylene thuộc loại hợp chất hữu cơ nào? Ethylene có cấu tạo, tính chất như thế nào và có vai trò gì trong công nghiệp hoá chất?
I – Khái niệm alkene
Cho công thức cấu tạo của một số alkene như sau:
$$\mathrm{CH_2=CH_2} \qquad \mathrm{CH_3-CH=CH_2} \qquad \mathrm{CH_3-CH=CH-CH_3}$$
Thực hiện các yêu cầu sau:
Nhận xét về đặc điểm chung của các công thức cấu tạo đã cho.
Viết công thức phân tử của các alkene trên, từ đó rút ra công thức chung của các alkene đó.
Alkene là những hydrocarbon mạch hở, trong phân tử có một liên kết đôi $\ce{C=C}$.
Công thức chung của các alkene có dạng $\mathrm{C_nH_{2n}}$ (với $n \ge 2$, n là các số nguyên dương).
II – Ethylene
1. Tính chất vật lí
Ethylene là chất khí ở điều kiện thường (hoá lỏng ở −104 °C và hoá rắn ở −169 °C⁽¹), không màu, hầu như không tan trong nước, tan ít trong các dung môi hữu cơ như ethylic alcohol.
2. Cấu tạo phân tử
Công thức phân tử của ethylene là $\mathrm{C_2H_4}$. Công thức cấu tạo của ethylene là:
$$\begin{array}{ccccc}\mathrm{H} & & & & \mathrm{H} \ & \backslash & / & & \ & \mathrm{C} & = & \mathrm{C} & \ & / & \backslash & & \ \mathrm{H} & & & & \mathrm{H}\end{array}$$
Phân tử ethylene có liên kết đôi $\ce{C=C}$, trong đó có một liên kết kém bền, dễ bị phá vỡ trong các phản ứng hoá học.
(1) Nguồn: Haynes, W. M., Lide, D. R. & Bruno, T. J. 2017. CRC Handbook of Chemistry and Physics, 97th Edition, CRC Press LLC.

$3. Tính chất hoá học Thí nghiệm: Điều chế và thử tính chất của ethylene Chuẩn bị: bình cầu có nhánh 250 mL đựng dung dịch cồn 96º và dung dịch $\mathrm{H_2SO_4}$

3. Tính chất hoá học
Thí nghiệm: Điều chế và thử tính chất của ethylene
Chuẩn bị: bình cầu có nhánh 250 mL đựng dung dịch cồn 96º và dung dịch $\mathrm{H_2SO_4}$ đặc đã được trộn đều, đá bọt, ống nghiệm chứa khoảng 2 mL nước bromine, bình thuỷ tinh chứa dung dịch NaOH, ống dẫn thuỷ tinh đầu vuốt nhọn, ống dẫn thuỷ tinh hình chữ L.
Dụng cụ thí nghiệm được lắp sẵn như Hình 24.1.
a) Điều chế và đốt cháy ethylene
b) Phản ứng của ethylene với nước bromine
Hình 24.1 Điều chế ethylene và thử tính chất
Tiến hành:
– Đun nóng bình cầu đến khi khí ethylene sinh ra và đi vào ống dẫn thuỷ tinh có đầu vuốt nhọn. Dùng que đóm đang cháy để đốt ethylene ở đầu vuốt nhọn của ống dẫn.
– Thay ống dẫn thuỷ tinh đầu vuốt nhọn bằng ống dẫn thuỷ tinh hình chữ L và dẫn khí ethylene vào ống nghiệm đựng nước bromine.
Thực hiện các yêu cầu sau:
Quan sát hiện tượng xảy ra ở đầu ống dẫn thuỷ tinh vuốt nhọn và tại ống nghiệm đựng nước bromine. Rút ra nhận xét về tính chất hoá học của ethylene.
a) Phản ứng cháy
Tương tự alkane, phản ứng đốt cháy các alkene tạo ra sản phẩm chủ yếu là khí carbon dioxide và hơi nước. Phản ứng toả ra nhiều nhiệt.
$$\mathrm{C_2H_4 + 3O_2 \xrightarrow{t^\circ} 2CO_2 + 2H_2O}$$
b) Phản ứng cộng
Trong phản ứng của ethylene với nước bromine, phân tử bromine đã cộng hợp vào nối đôi $\mathrm{C=C}$ trong phân tử ethylene, liên kết kém bền trong liên kết đôi bị phá vỡ, tạo thành sản phẩm 1,2-dibromoethane theo phản ứng sau:
$$\mathrm{CH_2=CH_2 \quad + \quad Br-Br \quad \longrightarrow \quad \overset{\displaystyle ^1}{\underset{\displaystyle |}{C}}H_2 - \overset{\displaystyle ^2}{\underset{\displaystyle |}{C}}H_2}$$
$$\mathrm{\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad Br \quad\quad\quad Br}$$
Ethylene \quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad 1,2-Dibromoethane
Viết gọn lại là:
$$\mathrm{C_2H_4 + Br_2 \longrightarrow C_2H_4Br_2}$$
Phản ứng trên gọi là phản ứng cộng.

c) Phản ứng trùng hợp
Ở điều kiện thích hợp, các phân tử ethylene cộng hợp liên tiếp với nhau, liên kết kém bền trong liên kết đôi của phân tử ethylene bị phá vỡ, tạo thành chất có khối lượng phân tử lớn, theo phương trình hoá học sau:
...CH₂=CH₂ + CH₂=CH₂ + CH₂=CH₂ ... $\xrightarrow{t^o, p, xúc tác}$ ...–CH₂–CH₂–CH₂–CH₂–CH₂–CH₂–...
Phản ứng trên gọi là phản ứng trùng hợp.
Phản ứng trùng hợp ethylene có thể viết như sau:
$$ \text{nCH}_2=\text{CH}_2 \xrightarrow{t^o, p, xúc tác} (\text{CH}_2-\text{CH}_2)_n $$
Ethylene Polyethylene
Polyethylene (nhựa PE) là chất rắn, không tan trong nước, không độc, được dùng để sản xuất túi đựng, màng bọc, chai, bình chứa,... Tuy nhiên, nhựa PE rất khó phân huỷ sinh học, có thể tồn tại bền trong môi trường hàng trăm năm, vì vậy cần giảm thiểu việc thải các sản phẩm làm từ nhựa PE ra ngoài môi trường.
Propylene là một alkene, có công thức cấu tạo CH₃–CH=CH₂. Propylene có tính chất hoá học tương tự ethylene không? Tại sao? Viết các phương trình hoá học minh hoạ.
Ứng dụng
Ethylene là nguyên liệu quan trọng cho ngành công nghiệp sản xuất hoá chất và tổng hợp polymer (Hình 24.2).
Hình 24.2 Một số ứng dụng của ethylene
Em hãy tìm các hình ảnh minh hoạ và viết bài trình bày về các ứng dụng của ethylene.
EM ĐÃ HỌC
■ Alkene là những hydrocarbon mạch hở, phân tử có một liên kết đôi, công thức chung có dạng C$n$H${2n}$ (n ≥ 2, n là số nguyên dương).
■ Ethylene là chất khí, không màu, không mùi, ít tan trong nước.
■ Ethylene và các alkene khác có các tính chất hoá học sau: tham gia phản ứng cộng, phản ứng trùng hợp, phản ứng cháy,...
■ Ethylene là một nguyên liệu quan trọng trong công nghiệp hoá chất và tổng hợp polymer.
EM CÓ THỂ
Nhận biết và lựa chọn được các sản phẩm làm từ nguyên liệu polyethylene và sử dụng chúng đúng cách để bảo vệ môi trường.

Bài 25. Nguồn nhiên liệu MỤC TIÊU: Nêu được khái niệm, thành phần, trạng thái tự nhiên của dầu mỏ, khí thiên nhiên và khí mỏ dầu. Trình bày được phương pháp kha

Dầu mỏ là nhiên liệu hoá thạch, có trong vỏ Trái Đất. Thành phần chính của dầu mỏ là các hydrocarbon. Thành phần dầu mỏ có thể khác nhau tuỳ thuộc vào vị trí mỏ dầu.
Trong tự nhiên, dầu mỏ thường tập trung thành những khu vực ở trong lòng đất, gọi là các mỏ dầu. Mỏ dầu thường có ba lớp:
– Lớp khí ở phía trên gọi là khí mỏ dầu (hay còn gọi là khí đồng hành). Khí mỏ dầu chứa chủ yếu là khí methane (khoảng 75%) và một số hydrocarbon khí khác.
– Lớp dầu lỏng có hoà tan khí ở giữa là hỗn hợp phức tạp của nhiều loại hydrocarbon và một lượng nhỏ các hợp chất khác.
– Dưới đáy mỏ dầu là một lớp nước mặn.
Khí thiên nhiên cũng là nhiên liệu hoá thạch ở dưới lòng đất. Trong tự nhiên, khí thiên nhiên tập trung trong các mỏ khí dưới lòng đất hay rải rác thoát ra từ lớp bùn ở đáy ao. Thành phần chủ yếu của khí thiên nhiên là methane (khoảng 95%) và một số hydrocarbon khác như ethane, propane và butane. Trong khí thiên nhiên cũng có một lượng nhỏ carbon dioxide và nitrogen,…
2. Phương pháp khai thác và chế biến
a) Dầu mỏ và khí mỏ dầu
Khai thác dầu mỏ và khí mỏ dầu gồm nhiều giai đoạn:
– Khoan, thu dầu và khí.
– Loại bỏ tạp chất để thu được dầu thô, vận chuyển đến nhà máy lọc dầu (bằng ống dẫn hoặc tàu chở dầu).
– Tại nhà máy lọc dầu, dầu thô được xử lí chủ yếu bằng phương pháp chưng cất để thu được nhiều loại sản phẩm khác nhau ở các khoảng nhiệt độ khác nhau. Sau đó, dầu và khí sẽ được vận chuyển đến cơ sở sử dụng với các mục đích khác nhau (Bảng 25.1).
Bảng 25.1. Ứng dụng của các sản phẩm chưng cất dầu mỏ
Phân đoạn, Ứng dụng
Khí hoá lỏng, Nhiên liệu (sưởi ấm, bếp gas)
Dầu nhẹ, Dung môi
Naphtha⁽¹⁾ nhẹ, Dung môi
Xăng, Nhiên liệu cho động cơ đốt trong (xe máy, ô tô,...)
Dầu hoả, Nhiên liệu cho động cơ phản lực
Dầu diesel, Nhiên liệu cho động cơ diesel và các lò nung
Dầu bôi trơn, Chất bôi trơn
Sáp paraffin, Sáp bóng, sáp dầu khoáng
Nhựa đường, Bề mặt đường nhựa, giấy dầu lợp mái
⁽¹⁾ Naphtha: hỗn hợp các hydrocarbon lỏng, có thể dùng sản xuất xăng, dùng làm dung môi, hoặc dùng làm nguyên liệu điều chế ethylene và một số hydrocarbon khác.

b) Khí thiên nhiên
Khí thiên nhiên được khai thác bằng cách khoan xuống mỏ khí và khí sẽ tự phun lên do áp suất ở các mỏ khí lớn hơn áp suất khí quyển. Sau đó, khí sẽ được vận chuyển đến nhà máy để xử lí nhằm đạt được chất lượng mong muốn trước khi phân phối đến các điểm tiêu thụ khác nhau.
II – Nhiên liệu
1. Khái niệm và phân loại
Hình 25.2 Một số loại nhiên liệu phổ biến
Quan sát Hình 25.2 và trả lời các câu hỏi sau:
Theo em, các chất được sử dụng làm nhiên liệu đều phải có tính chất gì?
Hãy cho biết trạng thái tồn tại của mỗi nhiên liệu trên ở điều kiện thường.
Nhiên liệu là những chất cháy được, khi cháy toả nhiệt và phát sáng$^{(1)}$.
Nhiên liệu được phân loại dựa trên một số cơ sở khác nhau.
Dựa trên trạng thái tồn tại, nhiên liệu được phân loại thành nhiên liệu rắn (như gỗ, than mỏ), nhiên liệu lỏng (như xăng, dầu diesel, ethanol) và nhiên liệu khí (như hydrogen, methane, propane hay butane).
2. Sử dụng nhiên liệu
Quan sát các loại nhiên liệu khác nhau trong Bảng 25.1 và cho biết ứng dụng của các loại nhiên liệu này trong cuộc sống hằng ngày.
Trong cuộc sống hằng ngày, các nhiên liệu như xăng, dầu hoả, gas hay than đáp ứng được nhiều nhu cầu sử dụng của con người. Xe máy, ô tô và máy bay dùng nhiên liệu xăng và dầu hoả. Ở nhiều nơi trên thế giới, gas là nguồn nhiên liệu chính để sưởi ấm, nấu ăn, vận hành các thiết bị máy. Than là nhiên liệu quan trọng cho các nhà máy nhiệt điện, công nghiệp luyện kim.
(1) Đây là khái niệm nhiên liệu theo nghĩa hẹp, khái niệm nhiên liệu theo nghĩa rộng còn có cả nhiên liệu hạt nhân,…

Lựa chọn nhiên liệu phù hợp và sử dụng nhiên liệu một cách tiết kiệm, hiệu quả không chỉ mang lại nhiều lợi ích kinh tế mà còn góp phần bảo vệ môi trường. Vì vậy, cần tắt thiết bị khi không sử dụng, ưu tiên tham gia giao thông bằng phương tiện công cộng, bảo dưỡng xe thường xuyên để đảm bảo động cơ xe hoạt động hiệu quả và tiết kiệm nhiên liệu,...
Nhiên liệu là các chất dễ cháy, vì vậy việc sử dụng và lưu trữ nhiên liệu cần tuân thủ nghiêm ngặt các nguyên tắc về an toàn cháy, nổ và hướng dẫn của nhà sản xuất. Xăng phải được bảo quản trong bình chứa đúng tiêu chuẩn. Bình gas cần được đặt nơi thông thoáng và cách xa nguồn nhiệt, đồng thời chúng ta nên thường xuyên kiểm tra để tránh rò rỉ. Không đốt cháy than, gas,... trong không gian kín, tránh nguy cơ ngộ độc khí.
Bếp nấu ăn, xe máy, ô tô ở Việt Nam hiện đang sử dụng những loại nhiên liệu gì? Hãy đề xuất một số biện pháp sử dụng các loại nhiên liệu này an toàn và hiệu quả.
EM ĐÃ HỌC
Dầu mỏ, khí mỏ dầu và khí thiên nhiên là nhiên liệu hoá thạch dưới bề mặt Trái Đất. Dầu mỏ gồm hỗn hợp của các hydrocarbon và các hợp chất khác. Khí thiên nhiên có thành phần chính là methane (khoảng 95%) và ethane, propane, butane,...
Phương pháp khai thác và chế biến: khoan, thu khí và dầu từ mỏ dầu, chưng cất dầu mỏ để thu được các sản phẩm khác nhau; khoan xuống mỏ khí thiên nhiên và thu khí.
Dầu mỏ, khí mỏ dầu và khí thiên nhiên được sử dụng làm nhiên liệu, làm vật liệu, làm nguyên liệu cho ngành hoá dầu.
Nhiên liệu là những chất cháy được, khi cháy toả nhiệt và phát sáng.
Nhiên liệu hoá thạch (như khí mỏ dầu, khí thiên nhiên, xăng, dầu hoả, dầu diesel, than đá,...) được khai thác từ dưới lòng đất, là nguồn nhiên liệu chính hiện nay.
Nhiên liệu là các chất dễ cháy nên khi sử dụng cần tuân thủ nghiêm ngặt các biện pháp phòng cháy và chữa cháy.
Trữ lượng nhiên liệu hoá thạch có hạn và việc sử dụng loại nhiên liệu này gây ô nhiễm môi trường, nên cần sử dụng tiết kiệm và hiệu quả.
EM CÓ THỂ
Sử dụng các loại nhiên liệu một cách tiết kiệm, hiệu quả, an toàn.

Chương VIII
ETHYLIC ALCOHOL VÀ ACETIC ACID
Bài 26. Ethylic alcohol
MỤC TIÊU:
Viết được công thức phân tử, công thức cấu tạo và nêu được đặc điểm cấu tạo của ethylic alcohol.
Quan sát mẫu vật hoặc hình ảnh, trình bày được một số tính chất vật lí của ethylic alcohol: trạng thái, màu sắc, mùi vị, tính tan, khối lượng riêng, nhiệt độ sôi.
Nêu được khái niệm và ý nghĩa của độ cồn.
Trình bày được tính chất hoá học của ethylic alcohol: phản ứng cháy, phản ứng với natri. Viết được các phương trình hoá học xảy ra.
Tiến hành được (hoặc quan sát qua video) thí nghiệm phản ứng cháy, phản ứng với natri của ethylic alcohol, nêu và giải thích hiện tượng thí nghiệm, nhận xét và rút ra kết luận về tính chất hoá học cơ bản của ethylic alcohol.
Trình bày được phương pháp điều chế ethylic alcohol từ tinh bột và từ ethylene.
Nêu được ứng dụng của ethylic alcohol (dung môi, nhiên liệu,...).
Trình bày được tác hại của việc lạm dụng rượu bia.
Từ xa xưa con người đã biết lên men các sản phẩm nông nghiệp như ngũ cốc, trái cây chín để tạo các đồ uống có cồn (chứa ethylic alcohol). Ngày nay, ethylic alcohol được sử dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực đời sống và công nghiệp. Vậy ethylic alcohol có cấu tạo như thế nào và có các tính chất đặc trưng gì?
I – Công thức và đặc điểm cấu tạo
Dựa vào mô hình phân tử ethylic alcohol (Hình 26.1), hãy viết công thức phân tử, công thức cấu tạo thu gọn của ethylic alcohol (ethanol) và so sánh với alkane cùng số nguyên tử carbon về thành phần nguyên tố, nhóm nguyên tử liên kết trực tiếp với nguyên tử carbon.
Hình 26.1 Mô hình phân tử ethylic alcohol

$Ethylic alcohol (ethanol) là hợp chất hữu cơ có công thức phân tử $\mathrm{C_2H_6O}$. Trong phân tử ethylic alcohol có nhóm –OH, đây là nhóm nguyên tử gây nên t$

Ethylic alcohol (ethanol) là hợp chất hữu cơ có công thức phân tử $\mathrm{C_2H_6O}$. Trong phân tử ethylic alcohol có nhóm –OH, đây là nhóm nguyên tử gây nên tính chất đặc trưng của ethylic alcohol.
Hình 26.2 Công thức cấu tạo của ethylic alcohol
II – Tính chất vật lí
Quan sát các sản phẩm trong đời sống có chứa ethylic alcohol (rượu gạo, cồn y tế, nước rửa tay sát khuẩn,…), em hãy nhận xét trạng thái, màu sắc, mùi, tính tan của ethylic alcohol.
Ethylic alcohol là chất lỏng, không màu, có mùi đặc trưng, vị cay, sôi ở $78,3\ \mathrm{^\circ C}$, có khối lượng riêng là $0,789\ \mathrm{g/mL}$ (ở $20\ \mathrm{^\circ C}$), tan vô hạn trong nước, hoà tan được nhiều chất như iodine, benzene,….
Độ cồn là số mililít ethylic alcohol nguyên chất có trong 100 mL dung dịch ở $20\ \mathrm{^\circ C}^{(1)}$. Độ cồn thường được kí hiệu là X$^{\mathrm{o}}$ hoặc X% vol.
Ví dụ: cồn y tế $70^{\mathrm{o}}$ có nghĩa là trong 100 mL cồn $70^{\mathrm{o}}$ có chứa 70 mL ethylic alcohol nguyên chất.
Hình 26.3 Lọ đựng ethylic alcohol
Cồn y tế, nước rửa tay sát khuẩn,… chứa ethylic alcohol với hàm lượng từ 60% đến 85% về thể tích có tính diệt khuẩn. Khi tiếp xúc với vi khuẩn, ethylic alcohol gây đông tụ protein, phá vỡ cấu trúc của vi khuẩn, làm cho vi khuẩn chết.
Trên nhãn các chai bia, rượu vang, rượu whisky,… có ghi các giá trị như 4% vol, 14% vol, 40% vol,…, các giá trị này có ý nghĩa như thế nào?
III – Tính chất hoá học
1. Phản ứng cháy của ethylic alcohol
Thí nghiệm: Tìm hiểu về phản ứng cháy của ethylic alcohol
Chuẩn bị: ethylic alcohol (có thể dùng cồn $96^{\mathrm{o}}$), bát sứ, que đóm.
Tiến hành: Lấy khoảng 1 mL ethylic alcohol (chú ý không lấy nhiều hơn) cho vào bát sứ và dùng que đóm dài để đốt cháy ethylic alcohol.
Thực hiện yêu cầu và trả lời các câu hỏi sau:
Nhận xét về màu sắc ngọn lửa. Dựa vào dấu hiệu nào để nhận biết phản ứng đốt cháy ethylic alcohol là phản ứng toả nhiệt?
Khi đốt cháy, ethylic alcohol đã phản ứng với chất nào trong không khí? Dự đoán sản phẩm tạo thành và viết phương trình hoá học của phản ứng.
Lưu ý: Chỉ lấy một lượng nhỏ ethylic alcohol. Không được sử dụng diêm, bật lửa để đốt trực tiếp ethylic alcohol. Ethylic alcohol dễ bay hơi và dễ cháy nên cần hết sức chú ý khi sử dụng để tránh bị bỏng, hoả hoạn.
(1) Trong các đồ uống có cồn (bia, rượu,…), ngoài ethylic alcohol và nước thường có các chất khác.

Ethylic alcohol dễ cháy trong không khí tạo thành carbon dioxide, hơi nước và toả nhiều nhiệt.
Ethylic alcohol dễ cháy nên cần lưu ý gì khi sử dụng ethylic alcohol?
Ethylic alcohol được dùng làm nhiên liệu trong đèn cồn,... hoặc phối trộn với xăng làm nhiên liệu cho động cơ đốt trong (xe máy, ô tô,...). Ứng dụng này dựa vào tính chất nào của ethylic alcohol?
2. Phản ứng với natri
Thí nghiệm: Phản ứng giữa natri và ethylic alcohol
Chuẩn bị: ethylic alcohol tuyệt đối, kim loại natri, ống nghiệm, panh.
Tiến hành:
Cho khoảng 5 mL ethylic alcohol tuyệt đối vào ống nghiệm. Sau đó, dùng panh kẹp một mẫu natri bằng hạt ngô đưa vào ống nghiệm.
Thực hiện yêu cầu sau:
Quan sát và mô tả hiện tượng xảy ra. Viết phương trình hoá học để giải thích, biết rằng nguyên tử hydrogen trong nhóm –OH của phân tử ethylic alcohol được thay thế bằng nguyên tử natri.
Lưu ý: Cần làm sạch mẫu natri trước khi phản ứng. Dùng panh kẹp mẫu natri, không dùng tay cầm trực tiếp.
Hình 26.4
Phản ứng giữa kim loại natri và ethylic alcohol
Các kim loại mạnh như Na, K thay thế được nguyên tử hydrogen trong nhóm –OH của ethylic alcohol, sản phẩm phản ứng có khí hydrogen được tạo thành.
Trong số các chất sau: $\mathrm{CH_3-CH_3}$; $\mathrm{CH_2=CH_2}$; $\mathrm{CH_3-OH}$; $\mathrm{CH_3-CH_2-OH}$, chất nào tác dụng được với Na? Viết phương trình hoá học của phản ứng.
IV – Điều chế
1. Điều chế ethylic alcohol từ tinh bột
Ethylic alcohol được điều chế bằng phương pháp lên men các nguyên liệu chứa tinh bột (gạo, ngô, sắn,...):
$$(\mathrm{C_6H_{10}O_5})_n \xrightarrow{\text{+ H}2\text{O/enzyme}} \mathrm{C_6H{12}O_6} \xrightarrow[\text{- CO}_2]{\text{enzyme}} \mathrm{C_2H_5OH}$$
Tinh bột Glucose Ethylic alcohol
Ngoài nguyên liệu giàu tinh bột, người ta còn sử dụng phụ phẩm của công nghiệp sản xuất đường (rỉ đường), nguyên liệu chứa cellulose (rơm, rạ, gỗ phế liệu,...) để sản xuất ethylic alcohol.

$2. Điều chế ethylic alcohol từ ethylene Ethylic alcohol còn được điều chế bằng phản ứng cộng nước vào ethylene. $\mathrm{CH_2=CH_2 + H_2O \xrightarrow{t^o, H^+}$

VI – Tác hại của việc lạm dụng rượu, bia, đồ uống có cồn
Hiện nay, có nhiều loại đồ uống chứa cồn như rượu, bia, nước quả lên men,... Sử dụng quá nhiều đồ uống này sẽ tăng nguy cơ bị viêm gan, viêm loét dạ dày, tăng huyết áp, xơ vữa động mạch, gây tổn thương hệ thần kinh, rối loạn tâm thần. Việc lạm dụng rượu, bia là một trong các nguyên nhân gây tai nạn giao thông, tai nạn lao động, bạo lực trong các mối quan hệ gia đình và xã hội.
? Em hãy tìm hiểu thông tin trên sách, báo, internet và trình bày về tác hại của việc làm dụng rượu, bia theo dàn ý sau:
Kể tên một số loại bệnh có nguyên nhân từ việc lạm dụng rượu, bia, đồ uống có cồn.
Học sinh có được sử dụng rượu, bia, đồ uống có cồn không? Tại sao?
Viết một câu thông điệp vận động mọi người trong cộng đồng không sử dụng rượu, bia khi tham gia giao thông.
EM ĐÃ HỌC
Ethylic alcohol là chất lỏng, không màu, có mùi đặc trưng, vị cay, tan vô hạn trong nước.
Độ cồn là số mililít ethylic alcohol nguyên chất có trong 100 mL dung dịch ở 20 °C.
Ethylic alcohol có công thức cấu tạo là $\mathrm{CH_3-CH_2-OH}$. Nhóm $-\mathrm{OH}$ gây nên những tính chất đặc trưng của ethylic alcohol như phản ứng với kim loại mạnh Na, K,... giải phóng khí hydrogen.
$$2\mathrm{C_2H_5OH} + 2\mathrm{Na} \longrightarrow 2\mathrm{C_2H_5ONa} + \mathrm{H_2}$$
Phản ứng đốt cháy ethylic alcohol toả nhiều nhiệt:
$$\mathrm{C_2H_5OH} + 3\mathrm{O_2} \xrightarrow{t^o} 2\mathrm{CO_2} + 3\mathrm{H_2O}$$
Ethylic alcohol được sử dụng làm nguyên liệu, nhiên liệu, dung môi,...
Ethylic alcohol thường được điều chế bằng phương pháp lên men các nguyên liệu chứa tinh bột và phản ứng cộng nước vào ethylene.
EM CÓ THỂ
Nhận biết một số sản phẩm chứa ethylic alcohol trong đời sống.
Sử dụng nhiên liệu sinh học có chứa ethylic alcohol góp phần bảo vệ môi trường.
Tránh lạm dụng các loại đồ uống có chứa cồn để bảo vệ sức khoẻ.

Bài 27. Acetic acid
MỤC TIÊU
Quan sát mô hình hoặc hình vẽ, viết được công thức phân tử, công thức cấu tạo; nêu được đặc điểm cấu tạo của acetic acid.
Quan sát mẫu vật hoặc hình ảnh, trình bày được một số tính chất vật lí của acetic acid: trạng thái, màu sắc, mùi vị, tính tan, khối lượng riêng, nhiệt độ sôi.
Trình bày được phương pháp điều chế acetic acid bằng cách lên men ethylic alcohol.
Trình bày được tính chất hoá học của acetic acid: phản ứng với quỳ tím, đá vôi, kim loại, oxide kim loại, base, phản ứng cháy, phản ứng ester hoá. Viết được các phương trình hoá học xảy ra.
Tiến hành được (hoặc quan sát qua video) thí nghiệm của acid acetic (phản ứng với quỳ tím, đá vôi, kim loại, oxide kim loại, base, phản ứng cháy, phản ứng ester hoá), nhận xét, rút ra được tính chất hoá học cơ bản của acetic acid.
Trình bày được ứng dụng của acetic acid (làm nguyên liệu, làm giấm).
Giấm là gia vị quen thuộc được sử dụng phổ biến trong chế biến thực phẩm. Chất nào đã tạo nên vị chua của giấm?
I – Công thức và đặc điểm cấu tạo
Dựa vào mô hình phân tử acetic acid (Hình 27.1), hãy viết công thức phân tử, công thức cấu tạo của acetic acid và so sánh với alkane cùng số nguyên tử carbon về thành phần nguyên tố, nhóm nguyên tử liên kết trực tiếp với nguyên tử carbon.
Hình 27.1 Mô hình phân tử acetic acid
Acetic acid là hợp chất hữu cơ có công thức phân tử $\mathrm{C_2H_4O_2}$. Trong phân tử acetic acid có nhóm –COOH, đây là nhóm nguyên tử gây nên tính chất đặc trưng của acetic acid. Nhóm –COOH gồm có nhóm –OH liên kết với nhóm $\overset{\displaystyle \mathrm{O}}{\underset{\displaystyle ||}{\mathrm{C}}}=$.
$$
\begin{array}{c}
\mathrm{H} \
| \
\mathrm{H}-\mathrm{C}-\mathrm{C}-\mathrm{O}-\mathrm{H} \
| \quad || \
\mathrm{H} \quad \mathrm{O}
\end{array}
\quad \text{hay} \quad \mathrm{CH_3}-\mathrm{COOH}
$$
Hình 27.2 Công thức cấu tạo của acetic acid
Trong các chất dưới đây, chất nào có tính chất hoá học đặc trưng giống acetic acid?
A. $\mathrm{CH_3OH}$.
B. $\mathrm{CH_3CHO}$.
C. $\mathrm{HCOOH}$.
D. $\mathrm{CH_3COOC_2H_5}$.

II – Tính chất vật lí
Acetic acid là chất lỏng, không màu, vị chua, có mùi đặc trưng, sôi ở 118 °C, tan vô hạn trong nước, khối lượng riêng là 1,045 g/mL (ở 25 °C). Giấm ăn có chứa acetic acid với nồng độ thường từ 2% đến 5%.
a)
b)
Hình 27.3 Acetic acid trong phòng thí nghiệm (a) và trong giấm ăn (b)
III – Tính chất hoá học
1. Tính acid
Acetic acid là một acid yếu và có đầy đủ tính chất của một acid thông thường.
Thí nghiệm: Tìm hiểu tính chất hoá học của acetic acid
Chuẩn bị: dung dịch acetic acid 10%, dung dịch NaOH 10%, Mg, CuO, đá vôi đập nhỏ, ống nghiệm, giấy quỳ tím (hoặc giấy chỉ thị pH), phenolphthalein, đèn cồn, ống hút nhỏ giọt.
Tiến hành:
Phản ứng với chất chỉ thị:
Lấy một mẫu giấy quỳ, nhỏ vài giọt dung dịch acetic acid lên mẫu giấy quỳ.
Phản ứng với kim loại:
Cho khoảng 2 mL dung dịch acetic acid 10% vào ống nghiệm, thêm tiếp một mảnh Mg vào ống nghiệm.
Phản ứng với oxide kim loại:
– Cho vào ống nghiệm một ít bột CuO (khoảng 1/3 thìa thuỷ tinh), sau đó nhỏ khoảng 2 mL dung dịch acetic acid vào ống nghiệm.
– Đun nhẹ ống nghiệm trên ngọn lửa đèn cồn.
Phản ứng với base:
– Cho vào ống nghiệm 1 mL dung dịch NaOH 10%, thêm tiếp vài giọt phenolphthalein vào ống nghiệm, lắc đều.
– Nhỏ từ từ dung dịch acetic acid 10% vào ống nghiệm cho tới khi mất màu.
Phản ứng với đá vôi:
Cho vào ống nghiệm khoảng 1 thìa thuỷ tinh đá vôi đập nhỏ, thêm tiếp khoảng 1 mL dung dịch acetic acid 10% vào ống nghiệm.
Thực hiện các yêu cầu sau:
Quan sát hiện tượng xảy ra trong các thí nghiệm trên và từ các kiến thức đã học về acid, hãy nêu tính chất hoá học của acetic acid.
Giải thích các hiện tượng xảy ra trong các thí nghiệm trên.

Tính chất hoá học của acetic acid:
– Làm đổi màu chất chỉ thị acid như giấy quỳ (sang màu đỏ) và giấy chỉ thị pH.
– Phản ứng với kim loại giải phóng khí hydrogen.
$$2\mathrm{CH_3COOH} + \mathrm{Mg} \longrightarrow (\mathrm{CH_3COO})_2\mathrm{Mg} + \mathrm{H_2}$$
– Phản ứng với oxide kim loại tạo thành muối và nước.
$$2\mathrm{CH_3COOH} + \mathrm{CuO} \longrightarrow (\mathrm{CH_3COO})_2\mathrm{Cu} + \mathrm{H_2O}$$
– Phản ứng với base tạo muối và nước.
$$\mathrm{CH_3COOH} + \mathrm{NaOH} \longrightarrow \mathrm{CH_3COONa} + \mathrm{H_2O}$$
– Phản ứng với muối carbonate, giải phóng khí carbon dioxide.
$$2\mathrm{CH_3COOH} + \mathrm{CaCO_3} \longrightarrow (\mathrm{CH_3COO})_2\mathrm{Ca} + \mathrm{CO_2} + \mathrm{H_2O}$$
Ấm đun nước sử dụng một thời gian có thể có lớp cặn (chứa $\mathrm{CaCO_3}$) bám vào đáy và thành ấm. Có thể loại bỏ lớp cặn này bằng giấm ăn. Hãy giải thích.
Acetic acid có thể tác dụng được với những chất nào trong các chất sau đây: Zn, KOH, ZnO, NaCl, $\mathrm{MgCO_3}$, Cu? Viết các phương trình hoá học (nếu có).
2. Phản ứng ester hoá
Nghiên cứu phản ứng ester hoá của acetic acid với ethylic alcohol
Phản ứng ester hoá của acetic acid và ethylic alcohol được thực hiện như sau:
– Cho 2 mL ethylic alcohol và 2 mL acetic acid đặc vào ống nghiệm, lắc đều hỗn hợp.
– Thêm 1 mL dung dịch $\mathrm{H_2SO_4}$ đặc, lắc nhẹ để các chất trộn đều với nhau.
– Kẹp ống nghiệm rồi đặt vào cốc nước nóng (khoảng 60 °C – 70 °C), thỉnh thoảng lắc ống nghiệm để trộn đều hỗn hợp. Sau khoảng 5 phút, để nguội hỗn hợp rồi đổ sang ống nghiệm khác chứa 5 mL dung dịch muối ăn bão hoà thấy xuất hiện lớp chất lỏng ở phía trên, không màu, có mùi thơm nhẹ.
Chú ý: Dung dịch $\mathrm{H_2SO_4}$ đặc có thể gây bỏng nên cần thận trọng khi sử dụng.
Thực hiện yêu cầu sau:
Dựa vào dấu hiệu nào để khẳng định có phản ứng hoá học xảy ra giữa acetic acid và ethylic alcohol?
Acetic acid phản ứng với ethylic alcohol tạo thành ester và nước theo phản ứng:
$$\mathrm{CH_3}-\underset{\overset{|}{\mathrm{O}}}{\mathrm{C}}-\mathrm{O}-\mathrm{H} + \mathrm{C_2H_5}-\mathrm{O}-\mathrm{H} \xrightleftharpoons[\quad]{\mathrm{H_2SO_4}\text{ đặc}, t^\circ} \mathrm{CH_3}-\underset{\overset{|}{\mathrm{O}}}{\mathrm{C}}-\mathrm{O}-\mathrm{C_2H_5} + \mathrm{H_2O}$$
Ethyl acetate
Phản ứng giữa acetic acid và ethylic alcohol tạo ra ester (ethyl acetate) thuộc loại phản ứng ester hoá.
Propyl acetate là một ester có mùi thơm đặc trưng của quả lê. Propyl acetate thu được khi đun nóng acetic acid với propyl alcohol ($\mathrm{CH_3CH_2CH_2OH}$) có mặt $\mathrm{H_2SO_4}$ đặc làm xúc tác. Viết phương trình hoá học của phản ứng xảy ra.

Nhiều hợp chất ester dễ bay hơi, tạo nên mùi hương đặc trưng của nhiều loài hoa (hoa oải hương, hoa hồng, hoa nhài,...) và các loại trái cây (táo, lê, nho, chuố

$EM ĐÃ HỌC Acetic acid là chất lỏng, không màu, vị chua, có mùi đặc trưng, tan vô hạn trong nước. Công thức cấu tạo thu gọn của acetic acid: $\mathrm{CH_3COOH}$.$

Chương IX LIPID. CARBOHYDRATE PROTEIN. POLYMER Bài 28. LIPID MỤC TIÊU: Nêu được khái niệm lipid, khái niệm chất béo, trạng thái thiên nhiên, công thức tổng quát

Một số loại lipid điển hình là chất béo (nguồn dự trữ năng lượng chính trong cơ thể và là thành phần chính của dầu thực vật và mỡ động vật), sáp (thường được tìm thấy trên bề mặt lá, thân cây, trái cây của nhiều loại thực vật và da, lông của một số loại động vật, giúp chống nước và một số tác động có hại từ môi trường ngoài),...
Đặc trưng tính chất vật lí của lipid là gì?
Có những loại lipid điển hình nào và vai trò chính của mỗi loại ở sinh vật là gì?
II – Chất béo
1. Khái niệm
Loại lipid được sử dụng phổ biến nhất trong cuộc sống hằng ngày là chất béo.
Khi đun chất béo với nước, có mặt xúc tác acid hoặc enzyme lipase sẽ thu được glycerol và acid béo.
Glycerol là alcohol có công thức cấu tạo:
$$\begin{array}{c} \text{CH}_2-\text{CH}-\text{CH}_2, \text{ viết gọn: } \text{C}_3\text{H}_5(\text{OH})_3. \ | \quad | \quad | \ \text{OH OH OH} \end{array}$$
Acid béo là các acid hữu cơ có công thức chung R–COOH, với R thường là $-\text{C}{15}\text{H}{31}$, $-\text{C}{17}\text{H}{35}$, $-\text{C}{17}\text{H}{33}$, $-\text{C}{17}\text{H}{31}$,... và thường có mạch carbon dài, không phân nhánh.
Từ kết quả trên, kết hợp với những phương pháp khác, người ta xác định được: chất béo là các triester (loại ester chứa 3 nhóm –COO– trong phân tử) của glycerol và acid béo, có công thức cấu tạo thu gọn là $(\text{RCOO})_3\text{C}_3\text{H}_5$, R có thể giống nhau hoặc khác nhau.
2. Tính chất vật lí
Ở điều kiện thường, một số chất béo tồn tại ở trạng thái lỏng như dầu lạc, dầu hướng dương, dầu cá,...; một số chất béo tồn tại ở trạng thái rắn như các loại mỡ động vật, bơ,...
Các chất béo nhẹ hơn nước, không tan trong nước và tan trong một số dung môi hữu cơ như benzene, xăng,...
3. Tính chất hoá học
Chất béo có thể bị thuỷ phân hoàn toàn trong môi trường kiềm. Khi đun nóng chất béo với dung dịch NaOH (hoặc KOH), sản phẩm thu được là muối Na (hoặc K) của acid béo và glycerol.
Ví dụ: $(\text{RCOO})_3\text{C}_3\text{H}_5 + 3\text{NaOH} \xrightarrow{\text{t}^0} 3\text{RCOONa} + \text{C}_3\text{H}_5(\text{OH})_3$
Muối Na (hoặc K) của các acid béo được sử dụng làm xà phòng nên loại phản ứng này có tên là phản ứng xà phòng hoá.
Làm xà phòng thủ công
Để làm xà phòng, chất béo (dầu thực vật, mỡ động vật) được đun với dung dịch kiềm, khi đó muối natri của acid béo được tạo thành ở dạng keo. Các muối này được tách ra, sau đó trộn với các chất phụ gia, hương liệu, chất tạo màu,... rồi ép thành bánh.

Em hãy tìm hiểu và trình bày về cách làm xà phòng từ dầu ăn, mỡ thừa sau khi sử dụng.
4. Ứng dụng
Chúng ta biết rằng chất béo được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống hằng ngày, từ thực phẩm đến mĩ phẩm và cả dược phẩm. Em hãy tìm hiểu qua sách báo, internet, sau đó thảo luận nhóm và liệt kê ra 3 sản phẩm có chứa chất béo. Giải thích tại sao chất béo lại có trong thành phần các sản phẩm đó.
Chất béo là một trong các thực phẩm thiết yếu của con người, được sử dụng dưới dạng dầu thực vật (như dầu hướng dương, đậu nành, lạc,...), mỡ động vật (như mỡ lợn, bò, cá,...), bơ hoặc một số loại hạt (lạc, vừng, hạnh nhân, óc chó,...).
Chất béo còn được dùng trong công nghiệp mĩ phẩm (chất làm mềm, dưỡng ẩm,...), dược phẩm, nhiên liệu (dầu diesel sinh học), nguyên liệu (sản xuất xà phòng),...
5. Sử dụng chất béo đúng cách để hạn chế béo phì
Béo phì là tình trạng tích tụ mỡ quá mức trong cơ thể. Béo phì có thể gây ra các vấn đề trầm trọng đến sức khoẻ, là một trong các nguyên nhân gây ra nhiều bệnh khác nhau như bệnh tim mạch, đột quỵ, đái tháo đường, thoái hoá khớp, gan nhiễm mỡ, máu nhiễm mỡ, bệnh ung thư,...
Một trong những nguyên nhân gây bệnh béo phì là do chế độ ăn uống quá nhiều chất béo. Để hạn chế bệnh béo phì và các bệnh liên quan, trong chế độ ăn uống cần lưu ý lựa chọn thực phẩm có lượng chất béo phù hợp, ưu tiên sử dụng các chất béo có nguồn gốc thực vật, chất béo giàu omega-3 (có trong các loại cá, hải sản), hạn chế sử dụng các chất béo có nguồn gốc động vật (mỡ lợn, mỡ bò,...), các loại bơ nhân tạo, các thức ăn có chứa chất béo đã qua chế biến ở nhiệt độ cao (thức ăn nhanh, đồ chiên, nướng),...
EM ĐÃ HỌC
Lipid là những hợp chất hữu cơ có trong tế bào sống, không tan trong nước, nhưng tan được trong một số dung môi hữu cơ như: xăng, dầu hoả,... Một số loại lipid điển hình là chất béo và sáp.
Chất béo là triester của glycerol và các acid béo, có công thức $(\mathrm{RCOO})_3\mathrm{C}_3\mathrm{H}_5$. Phản ứng hoá học đặc trưng của chất béo là phản ứng xà phòng hoá.
Chất béo có nhiều ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm, dược phẩm, làm nhiên liệu, nguyên liệu sản xuất xà phòng,...
EM CÓ THỂ
Biết cách lựa chọn, sử dụng chất béo phù hợp trong ăn uống để có lợi cho sức khoẻ.

Bài 29. Carbohydrate. Glucose và saccharose
MỤC TIÊU
Nêu được thành phần nguyên tố, công thức chung của carbohydrate.
Nêu được công thức phân tử, trạng thái tự nhiên, tính chất vật lí (trạng thái, màu sắc, mùi, vị, tính tan, khối lượng riêng) của glucose và saccharose.
Trình bày được tính chất hoá học của glucose (phản ứng tráng bạc, phản ứng lên men rượu), của saccharose (phản ứng thuỷ phân có xúc tác acid hoặc enzyme). Viết được các phương trình hoá học xảy ra dưới dạng công thức phân tử.
Tiến hành được thí nghiệm (hoặc quan sát thí nghiệm) phản ứng tráng bạc của glucose.
Trình bày được vai trò và ứng dụng của glucose (chất dinh dưỡng quan trọng của người và động vật) và của saccharose (nguyên liệu quan trọng trong công nghiệp thực phẩm). Ý thức được tầm quan trọng của việc sử dụng hợp lí saccharose. Nhận biết được các loại thực phẩm giàu saccharose và hoa quả giàu glucose.
Một số chất tạo vị ngọt trong bánh kẹo, nước uống; lương thực như gạo, ngô, khoai, sắn và các chất tạo bộ khung cứng cho cây trồng đều thuộc loại hợp chất carbohydrate. Vậy giữa các chất này có đặc điểm gì giống nhau và khác nhau? Chúng có mối liên hệ gì giữa cấu tạo và tính chất?
I – Khái niệm carbohydrate
Quan sát công thức phân tử của một số carbohydrate trong Hình 29.1 và thực hiện các yêu cầu sau:
Carbohydrate được tạo thành từ những nguyên tố nào?
Viết lại công thức phân tử của mỗi chất dưới dạng $\mathrm{C_n(H_2O)_m}$.
a) Glucose $\mathrm{C_6H_{12}O_6}$
(có nhiều trong quả nho chín)
b) Saccharose $\mathrm{C_{12}H_{22}O_{11}}$
(có nhiều trong cây mía)
c) Tinh bột $(\mathrm{C_6H_{10}O_5})_n$
(có nhiều trong gạo, ngô, khoai , sắn,...)
d) Cellulose $(\mathrm{C_6H_{10}O_5})_m$
(có nhiều trong bông)
Hình 29.1 Một số loại carbohydrate và trạng thái tự nhiên

$Carbohydrate là loại hợp chất hữu cơ chứa các nguyên tố carbon, hydrogen, oxygen, thường có công thức chung là $\mathrm{C}{\mathrm{n}}\left(\mathrm{H}{2} \mathr$

Carbohydrate là loại hợp chất hữu cơ chứa các nguyên tố carbon, hydrogen, oxygen, thường có công thức chung là $\mathrm{C}{\mathrm{n}}\left(\mathrm{H}{2} \mathrm{O}\right)_{\mathrm{m}}$.
Glucose, saccharose, tinh bột và cellulose là những carbohydrate phổ biến trong tự nhiên và có nhiều ứng dụng trong cuộc sống hằng ngày.
II – Glucose và saccharose
1. Trạng thái tự nhiên và tính chất vật lí
a)
b)
Hình 29.2 Đường glucose (a) và đường saccharose (b)
Glucose có công thức phân tử $\mathrm{C}{6} \mathrm{H}{12} \mathrm{O}_{6}$, dạng tinh thể không màu (khối lượng riêng 1,56 g/cm³)$^{(1)}$, không mùi, có vị ngọt. Glucose tan tốt trong nước.
Glucose là loại đường có trong nhiều trái cây chín (đặc biệt nho chín). Glucose cũng có trong máu, đóng vai trò là nguồn năng lượng chính cho các hoạt động ở tế bào.
Saccharose có công thức phân tử $\mathrm{C}{12} \mathrm{H}{22} \mathrm{O}_{11}$, dạng tinh thể không màu (khối lượng riêng 1,58 g/cm³)$^{(2)}$, không mùi, có vị ngọt. Saccharose tan tốt trong nước.
Saccharose là loại đường có nhiều trong mía, củ cải đường, thốt nốt.
So sánh tính chất vật lí của glucose và saccharose.
Lấy ví dụ các sản phẩm tự nhiên trong đời sống có chứa nhiều đường glucose và saccharose.
2. Tính chất hoá học
a) Phản ứng tráng bạc của glucose
Thí nghiệm về phản ứng tráng bạc của glucose
Chuẩn bị: dung dịch glucose 10%, dung dịch $\mathrm{AgNO}{3}$ 1%, dung dịch $\mathrm{NH}{3}$ 5%, cốc nước nóng, ống nghiệm.
Tiến hành:
Cho khoảng 1 mL dung dịch $\mathrm{AgNO}_{3}$ 1% vào ống nghiệm.
Thêm từ từ dung dịch $\mathrm{NH}_{3}$ 5% vào ống nghiệm và lắc đều đến khi kết tủa tan hoàn toàn.
Cho khoảng 1 mL dung dịch glucose 10% vào ống nghiệm, lắc đều.
Đặt ống nghiệm vào cốc đựng nước nóng (khoảng 70 – 80 °C), để yên khoảng 5 phút.
$^{(1),(2)}$ Nguồn: Haynes, W. M., Lide, D. R. & Bruno, T. J. 2017. CRC Handbook of Chemistry and Physics, 97th Edition, CRC Press LLC.

Thực hiện các yêu cầu sau:
Quan sát hiện tượng trên thành ống nghiệm và cho biết có phản ứng hoá học xảy ra hay không.
Dự đoán sản phẩm tạo thành (nếu có) và rút ra nhận xét.
Tính chất đặc trưng của glucose là có phản ứng hoá học với silver nitrate trong dung dịch ammonia tạo ra bạc kim loại. Phản ứng này được dùng để tráng bạc lên kính trong sản xuất gương soi, nên có tên là phản ứng tráng bạc.
Phương trình hoá học của phản ứng tráng bạc được biểu diễn ở dạng đơn giản như sau:
$\mathrm{C_6H_{12}O_6 + Ag_2O \xrightarrow{\text{Dung dịch NH}3, t^o} C_6H{12}O_7 + 2Ag^{(1)}}$
Saccharose không có phản ứng này.
b) Phản ứng lên men rượu của glucose
Dưới tác dụng của enzyme, glucose bị lên men tạo thành ethylic alcohol. Phản ứng này được sử dụng để sản xuất bia, rượu hay các loại đồ uống có cồn khác.
$\mathrm{C_6H_{12}O_6 \xrightarrow{\text{Enzyme}} 2C_2H_5OH + 2CO_2}$
c) Phản ứng thuỷ phân của saccharose
Phản ứng đặc trưng của saccharose là thuỷ phân (trong môi trường acid hoặc dưới tác dụng của enzyme) sinh ra glucose và fructose (một loại đường có công thức phân tử giống glucose nhưng khác công thức cấu tạo).
$\mathrm{C_{12}H_{22}O_{11} + H_2O \xrightarrow{\text{Enzyme hoặc acid}/t^o} C_6H_{12}O_6\ (\text{glucose}) + C_6H_{12}O_6\ (\text{fructose})}$
3. Vai trò và ứng dụng của glucose và saccharose
a) Vai trò
Glucose hình thành ở thực vật qua quá trình quang hợp và ở động vật qua quá trình tiêu hoá carbohydrate. Glucose là nguồn năng lượng chính cho cả thực vật và động vật, cung cấp năng lượng cho các tế bào, hỗ trợ tăng trưởng và trao đổi chất.
Saccharose có vai trò cung cấp năng lượng cho cơ thể nên được sử dụng phổ biến làm nguyên liệu trong công nghiệp thực phẩm.
Tiêu thụ quá nhiều glucose, saccharose trong thời gian dài có nguy cơ bị béo phì và mắc các bệnh khác như tiểu đường, tim mạch,...
b) Ứng dụng
Glucose được dùng làm nguyên liệu trong công nghiệp dược phẩm, thực phẩm. Ngoài ra, glucose cũng là nguyên liệu để sản xuất đồ uống có cồn và tráng gương.
Saccharose được sử dụng làm chất tạo ngọt cho nhiều loại đồ uống và bánh kẹo.
(1) $\mathrm{C_5H_{11}O_5CHO + 2AgNO_3 + 3NH_3 + H_2O \longrightarrow C_5H_{11}O_5COONH_4 + 2Ag + 2NH_4NO_3}$

a) Gương soi Rượu vang Dịch truyền glucose b) Nước trái cây Bánh kẹo Hình 29.3 Một số ứng dụng của glucose (a) và saccharose (b) Quan sát Hình 29.3 và trình bày

Bài 30. Tinh bột và cellulose
MỤC TIÊU
Nêu được trạng thái tự nhiên, tính chất vật lí của tinh bột và cellulose.
Trình bày được tính chất hoá học của tinh bột và cellulose: phản ứng thuỷ phân; hồ tinh bột có phản ứng màu với iodine. Viết được các phương trình hoá học của phản ứng thuỷ phân dưới dạng công thức phân tử.
Tiến hành được (hoặc quan sát qua video) thí nghiệm phản ứng thuỷ phân; phản ứng màu của hồ tinh bột với iodine; nêu được hiện tượng thí nghiệm, nhận xét và rút ra kết luận về tính chất hoá học của tinh bột và cellulose.
Trình bày được ứng dụng của tinh bột và cellulose trong đời sống và sản xuất, sự tạo thành tinh bột, cellulose và vai trò của chúng trong cây xanh.
Nêu được tầm quan trọng của sự tạo thành tinh bột, cellulose trong cây xanh.
Nhận biết được các loại lương thực, thực phẩm giàu tinh bột và biết cách sử dụng hợp lí tinh bột.
Tinh bột và cellulose là những carbohydrate phức tạp có vai trò khác nhau trong cơ thể sinh vật. Vai trò chính của tinh bột là nguồn dự trữ năng lượng, còn vai trò chính của cellulose là tạo nên bộ khung của thực vật. Trong cuộc sống hằng ngày, ứng dụng của các chất này là giống hay khác nhau?
I – Tính chất vật lí và trạng thái tự nhiên
Tinh bột, có công thức phân tử $(\mathrm{C}6\mathrm{H}{10}\mathrm{O}_5)_n$, là chất rắn, dạng bột, màu trắng, không tan trong nước lạnh, nhưng tan một phần trong nước nóng tạo hệ keo, gọi là hồ tinh bột. Cellulose, có công thức phân tử $(\mathrm{C}6\mathrm{H}{10}\mathrm{O}_5)_m$, là chất rắn, dạng sợi, màu trắng, không tan trong nước và các dung môi hữu cơ thông thường.
Tinh bột và cellulose được tìm thấy chủ yếu ở thực vật. Tinh bột tập trung nhiều ở hạt, củ và quả của cây. Các loại hạt và củ chứa nhiều tinh bột là gạo, ngô, khoai, sắn,... Cellulose tập trung nhiều ở thân cây và vỏ cây. Các loại cây thân gỗ, quả bông, các loại tre, nứa và vỏ các cây đậu, gai chứa hàm lượng cellulose cao.
Sự hình thành tinh bột và cellulose ở thực vật bắt đầu từ phản ứng quang hợp. Phản ứng này đã chuyển hóa carbon dioxide và nước thành glucose và giải phóng khí oxygen, quá trình này góp phần làm cân bằng lượng khí carbon dioxide và khí oxygen trong bầu khí quyển. Một phần glucose sau đó được biến đổi tiếp thành tinh bột và cellulose.
Tinh bột đóng vai trò quan trọng trong việc dự trữ năng lượng. Cây có thể sử dụng năng lượng dự trữ này trong các điều kiện thiếu glucose. Khác với tinh bột, vai trò chính của cellulose là xây dựng thành tế bào thực vật và giúp duy trì độ cứng, hình dáng của cây.

Hình 30.1 Sự hình thành tinh bột và cellulose ở thực vật
So sánh sự khác nhau giữa tinh bột và cellulose về trạng thái tự nhiên, tính chất vật lí (như tính tan,...) và vai trò của chúng trong cây xanh.
Quan sát Hình 30.1, trình bày sự tạo thành tinh bột và cellulose ở thực vật.
II – Tính chất hoá học
1. Thí nghiệm phản ứng màu của hồ tinh bột với iodine
Chuẩn bị: dung dịch hồ tinh bột, dung dịch iodine; ống nghiệm.
Tiến hành: Thêm 5 mL dung dịch hồ tinh bột vào ống nghiệm, sau đó nhỏ vài giọt dung dịch iodine vào ống nghiệm.
Quan sát hiện tượng xảy ra và thực hiện yêu cầu sau:
Hồ tinh bột phản ứng với iodine tạo ra hợp chất có màu gì?
2. Thí nghiệm thuỷ phân tinh bột
Chuẩn bị: dung dịch hồ tinh bột, dung dịch HCl 2 M, dung dịch iodine; ống nghiệm, cốc thuỷ tinh chịu nhiệt 100 mL, đèn cồn hoặc bếp điện.
Tiến hành:
– Đổ 50 mL nước vào cốc thuỷ tinh và đun sôi nước bằng đèn cồn hoặc bếp điện.
– Lấy hai ống nghiệm, đánh số (1) và (2). Thêm khoảng 3 mL dung dịch hồ tinh bột vào mỗi ống nghiệm. Tiếp theo, thêm 1 mL dung dịch HCl 2 M vào ống nghiệm (1).
– Đặt cả hai ống nghiệm vào cốc nước sôi và đun trong khoảng 10 phút.
– Lấy hai ống nghiệm ra và để nguội.
Thực hiện các yêu cầu sau:
Nhỏ vài giọt dung dịch iodine vào ống nghiệm (1) và (2), nêu hiện tượng xảy ra.
Trong thí nghiệm trên, ở ống nghiệm nào đã có phản ứng hoá học xảy ra?
Tinh bột và cellulose đều có thể bị thuỷ phân tạo thành glucose trong môi trường acid hoặc dưới tác dụng của enzyme. Enzyme trong quá trình thuỷ phân tinh bột khác với enzyme dùng để thuỷ phân cellulose. Cơ thể người chỉ có enzyme thuỷ phân tinh bột (ở tuyến nước bọt và ở ruột non) mà không có enzyme thuỷ phân cellulose.
$$(\mathrm{C_6H_{10}O_5})n + n\mathrm{H_2O} \xrightarrow{\text{Enzyme hoặc acid/t}^\circ} n\mathrm{C_6H{12}O_6} \text{ (glucose)}$$
Thuỷ phân tinh bột tạo ra glucose, do đó quá trình tiêu hoá thức ăn giàu tinh bột sẽ tạo ra nhiều năng lượng cho cơ thể hoạt động.
Khác với cellulose, tinh bột phản ứng với iodine tạo hợp chất có màu xanh tím.

III – Ứng dụng
Cơm
Rượu
a)
Vật dụng bằng giấy
Nhà gỗ và vật dụng gỗ
Cồn công nghiệp
b)
Hình 30.2 Một số ứng dụng của tinh bột (a) và cellulose (b)
Tinh bột là một trong những nguồn dinh dưỡng chính của con người, đặc biệt có nhiều trong gạo, bột mì và bột ngô (bắp),... Trong công nghiệp, ứng dụng chính của tinh bột là sản xuất hồ dán, làm nguyên liệu sản xuất ethylic alcohol và một số hoá chất khác.
Một lượng lớn cellulose được sử dụng để sản xuất giấy và tơ sợi. Cellulose dưới dạng gỗ tự nhiên hoặc gỗ công nghiệp là vật liệu thông dụng. Cellulose còn là nguyên liệu tổng hợp nhiều hoá chất như ethylic alcohol,...
Nêu một số ứng dụng của tinh bột và cellulose trong đời sống và sản xuất.
Kể tên một số lương thực, thực phẩm giàu tinh bột và cho biết cách sử dụng hợp lí tinh bột trong khẩu phần ăn hằng ngày.
EM ĐÃ HỌC
Tinh bột và cellulose đều là những carbohydrate, công thức phân tử có dạng $(\mathrm{C_6H_{10}O_5})_n$.
Tinh bột và cellulose đều là chất rắn, màu trắng, không tan trong nước. Vai trò chính của tinh bột là dự trữ năng lượng của thực vật, trong khi vai trò chính của cellulose là tạo nên bộ khung thực vật.
Thuỷ phân hoàn toàn tinh bột và cellulose đều tạo sản phẩm là glucose.
Tinh bột có thể phản ứng với dung dịch iodine tạo hợp chất có màu xanh tím.
Tinh bột và cellulose có vai trò quan trọng trong đời sống và sản xuất công nghiệp.
EM CÓ THỂ
Tìm hiểu các sản phẩm chứa tinh bột và cellulose trong gia đình như thực phẩm, quần áo, đồ gia dụng,... để hiểu rõ hơn về sự phổ biến cũng như cách sử dụng hiệu quả chúng trong cuộc sống hằng ngày.

Bài 31. Protein MỤC TIÊU: Nêu được khái niệm, đặc điểm cấu tạo phân tử (do nhiều amino acid tạo nên, liên kết peptide) và khối lượng phân tử của protein. Trình

Protein là những hợp chất hữu cơ phức tạp có khối lượng phân tử rất lớn, gồm nhiều đơn vị amino acid liên kết với nhau bởi liên kết peptide. Khối lượng phân tử

Từ Hình 31.2 và những hiểu biết của em trong thực tế cuộc sống, hãy cho biết một số ứng dụng của protein.
Trong cơ thể người, các protein có cấu trúc đa dạng tương ứng với các vai trò quan trọng khác nhau, như vai trò cấu trúc (cấu tạo nên cơ bắp, da, tóc,...), vai trò xúc tác (các enzyme), vai trò nội tiết tố (các loại hormone), vai trò vận chuyển (như hemoglobin vận chuyển oxygen đến các tế bào),...
Protein là một trong những nguồn thực phẩm quan trọng. Một số protein được dùng làm nguyên liệu sản xuất một số loại tơ tự nhiên (như tơ tằm). Khi đốt cháy, các loại tơ này sẽ có mùi khét đặc trưng (giống mùi tóc cháy) nên có thể dùng phương pháp này để phân biệt tơ tự nhiên với các loại tơ tổng hợp (như tơ nylon).
Các enzyme là các protein đóng vai trò chất xúc tác trong các phản ứng sinh hoá. Em hãy viết sơ đồ của hai phản ứng có enzyme là chất xúc tác diễn ra trong cơ thể người.
Nêu cách phân biệt tơ tự nhiên (tơ tằm) với tơ tổng hợp (tơ nylon).
EM ĐÃ HỌC
Protein là những hợp chất hữu cơ phức tạp có khối lượng phân tử rất lớn, gồm nhiều đơn vị amino acid liên kết với nhau bởi liên kết peptide.
Protein bị thuỷ phân trong môi trường acid, base hoặc dưới tác dụng của enzyme, bị đông tụ dưới tác dụng của acid, base hoặc nhiệt độ và dễ bị phân huỷ khi đun nóng mạnh.
Protein là một trong các nguồn thực phẩm quan trọng. Một số protein là nguồn nguyên liệu để sản xuất tơ sợi tự nhiên.
Khi đốt cháy, protein bị phân huỷ tạo ra mùi khét.
EM CÓ THỂ
Lựa chọn thực phẩm giàu protein cho chế độ ăn uống hằng ngày nhằm cung cấp đủ lượng protein cần thiết, giúp cơ thể phát triển khoẻ mạnh.
Vận dụng tính chất của protein trong chế biến thực phẩm.

Bài 32. Polymer
MỤC TIÊU
Nêu được khái niệm polymer, monomer, mắt xích,…; cấu tạo, phân loại polymer (polymer thiên nhiên và polymer tổng hợp).
Trình bày được tính chất vật lí chung của polymer (trạng thái, khả năng tan).
Viết được các phương trình hoá học của phản ứng điều chế PE, PP từ các monomer.
Nêu được khái niệm chất dẻo, tơ, cao su, vật liệu composite và cách sử dụng, bảo quản một số vật dụng làm bằng chất dẻo, tơ, cao su trong gia đình an toàn, hiệu quả.
Trình bày được ứng dụng của polyethylene; vấn đề ô nhiễm môi trường khi sử dụng polymer không phân huỷ sinh học (polyethylene) và các cách hạn chế gây ô nhiễm môi trường khi sử dụng vật liệu polymer trong đời sống.
Vật liệu polymer được sử dụng rộng rãi trong đời sống hằng ngày cũng như trong công nghiệp. Vậy polymer là gì và có đặc điểm cấu tạo, tính chất như thế nào?
I – Khái niệm, đặc điểm cấu tạo và phân loại
1. Khái niệm
Tinh bột có công thức chung $(\mathrm{C_6H_{10}O_5})n$, tinh bột được tạo thành do hàng nghìn đơn vị glucose kết hợp với nhau tạo nên. Các đơn vị glucose $(\mathrm{C_6H{10}O_5})$ này được gọi là mắt xích.
Em có nhận xét gì về khối lượng phân tử của tinh bột?
Polymer là những chất có khối lượng phân tử rất lớn do nhiều đơn vị nhỏ (gọi là mắt xích) liên kết với nhau tạo nên.
Các phân tử nhỏ kết hợp với nhau tạo nên polymer được gọi là monomer.
Một số ví dụ về polymer, monomer và mắt xích được trình bày trong Bảng 32.1.
Bảng 32.1. Một số polymer thường gặp
Công thức polymer Tên gọi (kí hiệu), Công thức monomer Tên gọi, Mắt xích
$\left(\mathrm{CH_2—CH_2}\right)_n$ polyethylene (PE), $\mathrm{CH_2=CH_2}$ ethylene, $—\mathrm{CH_2—CH_2}—$
$\left(\begin{array}{c}\mathrm{CH_2—CH}\ \quad\quad\quad, \quad\quad\quad \ \quad\quad\quad \mathrm{CH_3}\end{array}\right)_n$ polypropylene (PP), $\begin{array}{c}\mathrm{CH_2=CH}\ \quad\quad\quad

Đặc điểm cấu tạo
Các mắt xích của polymer có thể nối với nhau thành mạch không phân nhánh như: amylose (Hình 32.1a); mạch phân nhánh như amylopectin, glycogen (Hình 32.1b); mạng không gian như nhựa bakelite, cao su lưu hoá (Hình 32.1c).
Hình 32.1 Các loại mạch polymer
Phân loại
Dựa vào nguồn gốc, polymer được chia thành hai loại chính:
– Polymer thiên nhiên: có sẵn trong tự nhiên như tinh bột, cellulose, protein (sợi tơ tằm, lông cừu), cao su thiên nhiên,...
– Polymer tổng hợp: được tổng hợp bằng phương pháp hoá học. Ví dụ: PE, PP,...
Vận dụng kiến thức đã học ở Bài 24. Alkene, em hãy viết phương trình hoá học của phản ứng tổng hợp các polymer PE, PP từ các monomer tương ứng.
II – Tính chất vật lí của polymer
Hầu hết polymer là những chất rắn, không bay hơi, không có nhiệt độ nóng chảy xác định (một số polymer không nóng chảy) và không tan trong nước. Một số polymer tan được trong một số dung môi hữu cơ.
Các polymer bị nóng chảy ở nhiệt độ cao được gọi là các polymer nhiệt dẻo. Tính chất này được ứng dụng trong sản xuất bằng cách đun nóng chảy polymer, sau đó đổ vào khuôn tạo hình rồi làm nguội sẽ thu được các vật dụng có hình thù mong muốn. Hiện nay, polymer nhiệt dẻo chiếm phần lớn tổng lượng polymer tiêu thụ trên toàn thế giới.
III – Một số vật liệu polymer phổ biến
1. Chất dẻo
Chất dẻo là loại vật liệu được chế tạo từ các polymer có tính dẻo. Tính dẻo của vật liệu là tính bị biến dạng khi chịu tác dụng của nhiệt, áp lực bên ngoài và vẫn giữ được sự biến dạng đó khi thôi tác dụng.
Thành phần của chất dẻo gồm polymer, chất độn, chất hoá dẻo, chất tạo màu,...
Chất dẻo được dùng làm nguyên liệu để sản xuất nhiều loại vật dụng trong đời sống hằng ngày và nhiều ngành công nghiệp.
Hình 32.2 Một số sản phẩm từ chất dẻo

Chất dẻo dễ bị mềm dẻo ở môi trường nhiệt độ cao, một số bị phân huỷ tạo thành các sản phẩm độc hại. Vì vậy, không để các vật dụng làm từ chất dẻo ở gần nguồn nhiệt cao (bếp gas, lò nướng,...), hạn chế sử dụng các đồ dùng bằng nhựa đựng thức ăn nóng. Trên các vỏ chai, hộp, đồ dùng bằng nhựa thường có các kí hiệu an toàn và kí hiệu phân loại nhựa. Vì vậy, cần lưu ý tìm hiểu thông tin để lựa chọn đồ nhựa phù hợp với mục đích sử dụng (Hình 32.3).
Hình 32.3 Ý nghĩa các kí hiệu thường gặp trên đồ nhựa gia dụng
Các kí hiệu in trên đồ nhựa gia dụng có ý nghĩa gì? Hãy quan sát các kí hiệu in trên các vật dụng bằng nhựa trong gia đình và tìm hiểu xem chúng được làm từ loại nhựa nào, cần lưu ý gì khi sử dụng.
2. Tơ
Tơ là những vật liệu polymer có cấu tạo mạch không phân nhánh và có thể kéo dài thành sợi.
Dựa vào nguồn gốc, tơ thường được chia thành: tơ thiên nhiên (như tơ tằm, bông vải, len lông cừu,...); tơ tổng hợp (như tơ nylon, tơ polyester,...);...
Mỗi loại tơ có các tính chất đặc trưng khác nhau, vì vậy để các vật dụng làm từ tơ (quần áo, chăn, ga,...) được bền, đẹp, cần đọc kĩ hướng dẫn sử dụng trước khi giặt, là để lựa chọn chế độ giặt (nếu giặt bằng máy), nhiệt độ là, sấy và chất giặt rửa phù hợp.
Hình 32.4 Nhãn kí hiệu giặt, là được đính kèm quần, áo
Nhãn kí hiệu đính kèm quần áo có ý nghĩa gì? Hãy quan sát các nhãn kí hiệu đính kèm quần, áo và tìm hiểu ý nghĩa của các kí hiệu đó.
3. Cao su
Cao su là vật liệu polymer có tính đàn hồi. Tính đàn hồi là tính bị biến dạng khi bị tác dụng của lực bên ngoài và trở lại trạng thái ban đầu khi lực đó thôi tác dụng.
Cao su được phân thành hai loại: cao su thiên nhiên (được lấy từ mủ cây cao su) và cao su tổng hợp (được tổng hợp từ một số monomer).
Cao su có tính chất đàn hồi, không thấm nước, không thấm khí, chịu mài mòn, cách điện,... nên được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như sản xuất các loại lốp xe, băng tải cao su, ống dẫn, gioăng đệm, áo lặn,... (Hình 32.5).
Hình 32.5 Một số sản phẩm từ cao su

Nói chung, khi sử dụng các vật dụng làm từ cao su, chú ý không để ở nơi có nhiệt độ quá cao (cao su sẽ bị cháy), nơi có nhiệt độ quá thấp (cao su sẽ bị giòn, cứng,...) hoặc nơi có ánh sáng mạnh (cao su nhanh bị lão hoá); hạn chế để xăng, dầu, mỡ, hoá chất dính vào cao su.
4. Vật liệu composite
Vật liệu composite là vật liệu được tổ hợp từ hai hay nhiều vật liệu khác nhau, gồm vật liệu cốt và vật liệu nền.
Vật liệu cốt có vai trò tăng cường tính cơ học của vật liệu, thường ở dạng sợi (sợi thuỷ tinh, sợi carbon,...) và dạng hạt.
Vật liệu nền thường là các vật liệu có độ dẻo lớn (như một số polymer) đóng vai trò liên kết các vật liệu cốt với nhau).
Vật liệu composite được ứng dụng rộng rãi như làm ống dẫn nước, bồn chứa nước và hoá chất, vật liệu xây dựng, thân vỏ ô tô, máy bay, tàu thuyền,...
Hình 32.6 Gỗ nhựa composite được làm từ bột gỗ (cốt) và nhựa PE (nền)
✋ Em hãy tìm hiểu về các vật dụng trong gia đình được làm từ cao su, vật liệu composite.
IV – Ứng dụng của polyethylene và vấn đề ô nhiễm môi trường
1. Ứng dụng của polyethylene
Polyethylene (PE) là một polymer được sử dụng rất phổ biến để tạo ra nhiều sản phẩm gia dụng như túi đựng, màng bọc, chai lọ, ống nhựa, vỏ dây điện, đồ chơi trẻ em,...
Hình 32.7 Một số sản phẩm được làm từ polyethylene
2. Ô nhiễm môi trường do sử dụng vật liệu polymer
Hiện nay ô nhiễm môi trường gây ra do sử dụng polyethylene và các polymer không phân huỷ sinh học đang ở mức đáng báo động, ảnh hưởng đến môi trường sinh thái, sự sinh trưởng, phát triển của động, thực vật và sức khoẻ con người. Việc lạm dụng các sản phẩm nhựa được làm từ polyethylene (túi, chai, lọ, bình, cốc, thìa nhựa dùng một lần,...) đã và đang để lại những hậu quả nghiêm trọng đối với môi trường.

Để hạn chế tình trạng gây ô nhiễm môi trường khi sử dụng vật liệu polymer, theo khuyến cáo của Bộ Nông nghiệp và Môi trường, cần áp dụng nguyên tắc 5R để giảm thiểu rác thải nhựa (Hình 32.8).
ĐỔI MỚI CÔNG NGHỆ (Renew), TỪ CHỐI (Refuse), GIẢM THIỂU (Reduce), TÁI SỬ DỤNG (Reuse), TÁI CHẾ (Recycle)
Sử dụng vật liệu polymer được sản xuất từ nguồn nguyên liệu tái tạo hoặc có thể phân huỷ sinh học., Từ chối các sản phẩm làm từ nhựa không phân huỷ sinh học, lựa chọn các sản phẩm làm từ vật liệu thân thiện môi trường., Giảm thiểu sử dụng các đồ vật bằng nhựa sử dụng một lần, thay thế bằng vật dụng có thể tái sử dụng nhiều lần., Tái sử dụng các đồ dùng bằng vật liệu polymer thành các sản phẩm hữu dụng phục vụ đời sống., Thu gom, phân loại các loại nhựa có thể tái chế, tránh vứt bỏ ra môi trường.
Hình 32.8 Nguyên tắc 5R giúp hạn chế ô nhiễm môi trường khi sử dụng vật liệu polymer
Việc lạm dụng các sản phẩm nhựa trong đời sống có ảnh hưởng gì đến môi trường? Hãy trình bày các biện pháp để giảm thiểu rác thải nhựa (túi, chai, lọ, cốc, ống hút, hộp đựng thực phẩm ăn nhanh,...) trong gia đình em.
EM ĐÃ HỌC
Polymer là những chất có khối lượng phân tử rất lớn do nhiều mắt xích liên kết với nhau.
Các phân tử nhỏ kết hợp với nhau tạo nên polymer được gọi là monomer.
Các polymer thường là chất rắn, không tan trong nước, không có nhiệt độ nóng chảy xác định.
Polyethylene được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Tuy nhiên, việc sử dụng và thải bỏ vật liệu làm từ polyethylene không đúng cách là nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường, do đó cần áp dụng những nguyên tắc nhằm giảm thiểu việc sử dụng polyethylene và các vật liệu polymer không phân huỷ sinh học.
EM CÓ THỂ
Nhận biết được các vật dụng làm từ polymer và biết cách sử dụng, bảo quản một số vật dụng làm bằng chất dẻo, tơ, cao su trong gia đình an toàn, hiệu quả.
Biết cách phân loại để tái chế một số rác thải nhựa.
Biết được các tác hại của rác thải nhựa, từ đó có biện pháp để giảm thiểu rác thải nhựa.

Chương X. KHAI THÁC TÀI NGUYÊN TỪ VỎ TRÁI ĐẤT
Bài 33. Sơ lược về hoá học vỏ Trái Đất và khai thác tài nguyên từ vỏ Trái Đất
MỤC TIÊU:
Nêu được hàm lượng các nguyên tố hoá học chủ yếu trong vỏ Trái Đất.
Phân loại được các dạng chất chủ yếu trong vỏ Trái Đất (oxide, muối, …).
Trình bày được những lợi ích cơ bản về kinh tế, xã hội từ việc khai thác vỏ Trái Đất (nhiên liệu, vật liệu, nguyên liệu); lợi ích của sự tiết kiệm và bảo vệ nguồn tài nguyên, sử dụng vật liệu tái chế,… phục vụ cho sự phát triển bền vững.
Hãy kể tên một số nguyên tố hoá học chủ yếu trong vỏ Trái Đất. Chúng ở trong các loại hợp chất nào? Các chất này có phải là nguồn tài nguyên vô tận để con người khai thác không?
I – Hàm lượng các nguyên tố hoá học chủ yếu trong vỏ Trái Đất
Vỏ Trái Đất là phần cứng (đất, đá) ở ngoài cùng của Trái Đất$^{(1)}$. Hầu hết các nguyên tố hoá học đều được tìm thấy ở vỏ Trái Đất, trong đó nhiều nhất là oxygen, silicon, nhôm, sắt, calcium, natri, kali (potassium), magnesium.
Bảng 33.1. Hàm lượng của các nguyên tố hoá học chủ yếu trong vỏ Trái Đất $^{(2)}$
Nguyên tố, Thành phần (%), Nguyên tố, Thành phần (%)
O, 46,10, Ca, 4,15
Si, 28,20, Na, 2,36
Al, 8,23, K, 2,09
Fe, 5,63, Mg, 2,33
Dựa vào số liệu ở Bảng 33.1, vẽ biểu đồ thành phần phần trăm về khối lượng các nguyên tố dưới dạng hình tròn và dạng cột. Đọc biểu đồ và rút ra nhận xét về hàm lượng các nguyên tố trong vỏ Trái Đất.
(1) Vỏ Trái Đất có bề dày trung bình khoảng 7 km (dưới đáy đại dương) và 35 km (trên các lục địa) (nguồn: Haynes, W. M., Lide, D. R. & Bruno, T. J. 2017. CRC Handbook of Chemistry and Physics, 97th Edition, CRC Press LLC.)
(2) Nguồn: Haynes, W. M., Lide, D. R. & Bruno, T. J. 2017. CRC Handbook of Chemistry and Physics, 97th Edition, CRC Press LLC.

II – Các dạng chất chủ yếu trong vỏ Trái Đất
Lớp vỏ cứng của vỏ Trái Đất được tạo thành từ nhiều loại đất, đá và chứa các khoáng chất khác nhau. Thành phần chủ yếu của các khoáng chất này là các oxide và muối.
Các oxide phổ biến nhất là $\mathrm{SiO_2}$ và $\mathrm{Al_2O_3}$. Silicon oxide là thành phần chính của cát trắng, thạch anh (quartz). Aluminium oxide có nhiều trong quặng bauxite.
Muối silicate có trong mica, feldspar, đá hoa cương,... Muối carbonate có trong đá vôi, đá phấn, dolomite, đá cẩm thạch,...
a) Thạch anh ($\mathrm{SiO_2}$)
b) Dolomite ($\mathrm{CaCO_3 \cdot MgCO_3}$)
c) Đá hoa cương, còn gọi là đá granite (muối silicate của Al, Na, K, Ca,...)
d) Đá cẩm thạch ($\mathrm{CaCO_3}$, $\mathrm{CaCO_3 \cdot MgCO_3}$, ...)
Hình 33.1 Một số loại đá
Tìm hiểu thành phần hoá học của một số loại đá
Quan sát Hình 33.1 và cho biết:
Các loại đá trong hình được tạo thành chủ yếu từ các nguyên tố hoá học nào?
Các chất có trong thành phần chủ yếu của các loại đá trên thuộc loại hợp chất hoá học nào?
Hãy cho biết các dạng chất chủ yếu trong vỏ Trái Đất.
III – Khai thác tài nguyên từ vỏ Trái Đất
Nhiên liệu, nguyên liệu, vật liệu phục vụ cho hoạt động sống và sản xuất của con người được khai thác từ vỏ Trái Đất. Các nhiên liệu như dầu, than và khí đốt được khai thác từ mỏ dầu, mỏ than và mỏ khí thiên nhiên. Các quặng giàu nguyên tố kim loại nhôm, sắt, đồng,... được khai thác để sản xuất kim loại hay hợp kim, dùng làm vật liệu cho các ngành công nghiệp. Các quặng giàu nguyên tố phi kim như lưu huỳnh, phosphorus, nitrogen dùng làm nguyên liệu để sản xuất hoá chất và phân bón. Đá vôi dùng làm nguyên liệu cho ngành sản xuất vật liệu xây dựng, công nghiệp silicate,...

Hoạt động khai thác tài nguyên sẵn có từ vỏ Trái Đất đã đem lại lợi ích kinh tế, xã hội to lớn. Tuy nhiên, sau nhiều năm khai thác, các mỏ này đang dần cạn kiệt, đồng thời xuất hiện các bãi phế thải khổng lồ, gây ô nhiễm môi trường. Do đó, bắt buộc con người phải biết cùng nhau tiết kiệm, bảo vệ nguồn tài nguyên, sử dụng vật liệu tái chế,... để hướng tới sự phát triển bền vững.
Hãy tìm hiểu thành phần hoá học và ứng dụng của cát. Việc khai thác cát trái phép ở các lòng sông, bãi biển có thể gây ra hậu quả gì?
Viết bài thuyết trình và trình bày trước lớp về:
– Lợi ích cơ bản về kinh tế, xã hội của việc khai thác tài nguyên từ vỏ Trái Đất.
– Lợi ích của việc tiết kiệm, bảo vệ nguồn tài nguyên và sử dụng vật liệu tái chế.
EM ĐÃ HỌC
Các nguyên tố hoá học chủ yếu trong vỏ Trái Đất là O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K,…
Lớp đất, đá tạo thành vỏ Trái Đất, có thành phần hoá học là các oxide ($\mathrm{SiO_2}$, $\mathrm{Al_2O_3}$,…), các muối (silicate, carbonate,…), các loại quặng giàu các nguyên tố kim loại và phi kim,… Các mỏ dầu, mỏ than, khí thiên nhiên là nguồn năng lượng quý của con người.
Việc khai thác tài nguyên từ vỏ Trái Đất để làm nhiên liệu, vật liệu, nguyên liệu đem lại nguồn lợi ích kinh tế khổng lồ. Cần tiết kiệm và bảo vệ nguồn tài nguyên, sử dụng vật liệu tái chế,… phục vụ cho sự phát triển bền vững.
EM CÓ THỂ
Nêu được thành phần hoá học và công dụng của một số loại đất, đá thông dụng trong cuộc sống.
Giải thích được vì sao cần sử dụng tiết kiệm các nguyên liệu, vật liệu và nhiên liệu khai thác từ tài nguyên thiên nhiên, ưu tiên sử dụng vật liệu tái chế.

Bài 34. Khai thác đá vôi. Công nghiệp silicate
MỤC TIÊU:
Trình bày được nguồn đá vôi, thành phần chính của đá vôi trong tự nhiên; các ứng dụng từ đá vôi: sản phẩm đá vôi nghiền, calcium oxide, calcium hydroxide, nguyên liệu sản xuất xi măng.
Nêu được một số ứng dụng quan trọng của silicon và hợp chất của silicon.
Trình bày được sơ lược ngành công nghiệp silicate.
Mô tả được các công đoạn chính sản xuất đồ gốm, thuỷ tinh, xi măng.
Nhỏ dung dịch hydrochloric acid vào đá vôi, thấy bề mặt đá sủi bọt. Vậy đá vôi có thành phần chính là gì? Đá vôi được khai thác từ đâu và có những ứng dụng gì?
I – Khai thác đá vôi
1. Nguồn đá vôi
Đá vôi có nhiều ở vỏ Trái Đất, được tìm thấy ở những dãy núi đá, mỏ đá hay những bãi vỏ, xương động vật (san hô, vỏ ngao, ốc,...) ở ven biển (hoặc trước đây là ven biển). Ở nước ta, các dãy núi đá vôi tập trung nhiều ở các tỉnh thuộc Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ.
Hình 34.1 Dãy núi đá vôi
Khai thác đá vôi có các bước chính sau:
Khoan và nổ mìn: khoan lỗ vào đá và lấp đầy chúng bằng chất nổ. Chất nổ sau đó được kích nổ, phá vỡ đá thành nhiều mảnh nhỏ hơn.
Bốc xếp và vận chuyển đá đến nhà máy.
Chế biến đá vôi: đá vôi được đập nhỏ và phân loại. Đá vôi đã xử lí sẽ được sử dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau.
Cần lưu ý là việc khai thác đá vôi có thể gây ra các tác động đến môi trường, bao gồm xói mòn đất, ô nhiễm nước và phá huỷ môi trường sống. Vì vậy, việc khai thác đá vôi cần phải được quy hoạch, cấp phép và thực hiện các biện pháp để giảm thiểu những tác động này.

$Ở Việt Nam, đá vôi được khai thác chủ yếu từ nguồn tự nhiên nào? 2. Thành phần chính của đá vôi Đá vôi có thành phần chính là calcium carbonate ($\mathrm{CaCO_3$

Ở Việt Nam, đá vôi được khai thác chủ yếu từ nguồn tự nhiên nào?
2. Thành phần chính của đá vôi
Đá vôi có thành phần chính là calcium carbonate ($\mathrm{CaCO_3}$). Calcium carbonate là chất rắn màu trắng, không tan trong nước. Đá vôi thường lẫn tạp chất nên có nhiều màu sắc khác nhau.
Calcium carbonate tan dần trong nước có chứa khí carbon dioxide tạo ra muối tan là calcium hydrogen carbonate $\mathrm{Ca(HCO_3)_2}$. Muối này dưới tác động của môi trường có thể chuyển hoá thành $\mathrm{CaCO_3}$ (rắn), khí $\mathrm{CO_2}$ và hơi nước. Vì vậy, đá vôi trong tự nhiên bị bào mòn bởi nước mưa, đặc biệt là mưa acid, tạo thành các hang động.
3. Ứng dụng từ đá vôi
Đá vôi được sử dụng trong nhiều ngành như: xây dựng, công nghiệp, nông nghiệp.
a) Đá vôi nghiền
Đá vôi được nghiền thành hạt nhỏ mịn, dùng làm chất độn cao su trong sản xuất săm lốp xe, chất độn trong sản xuất chất dẻo,...; được sử dụng nhiều trong công nghiệp thuỷ tinh, xi măng,...
b) Calcium oxide, calcium hydroxide
Nung nóng đá vôi ở nhiệt độ cao xảy ra phản ứng phân huỷ tạo thành vôi sống (thành phần chính là calcium oxide) và khí carbon dioxide.
Calcium oxide (CaO) là chất rắn, màu trắng, hút ẩm mạnh, phản ứng với nước tạo calcium hydroxide.
Calcium oxide được sử dụng làm nguyên liệu trong sản xuất thuỷ tinh, làm chất tạo xỉ trong luyện kim và còn được sử dụng trong xử lí nước thải, khử chua cho đất, khử trùng.
Calcium hydroxide ($\mathrm{Ca(OH)_2}$) là chất rắn, màu trắng, ít tan trong nước, tạo dung dịch base mạnh (gọi là nước vôi trong).
Calcium hydroxide có nhiều ứng dụng như khử chua đất trồng, sản xuất clorua vôi dùng để tẩy trắng và khử trùng,...
Viết phương trình hoá học của phản ứng nhiệt phân đá vôi và phản ứng vôi sống tác dụng với nước.
Việc khai thác đá vôi có ảnh hưởng gì đến môi trường? Em hãy đề xuất một số biện pháp để giảm thiểu những tác động xấu đến môi trường do việc khai thác đá vôi.

II – Công nghiệp silicate
1. Ứng dụng của silicon và hợp chất chứa silicon
Silicon là nguyên tố phổ biến thứ hai trong vỏ Trái Đất (chiếm 28,2% về khối lượng, chỉ sau oxygen).
Trong tự nhiên, silicon chỉ tồn tại ở dạng hợp chất, chủ yếu là oxide (SiO₂) có trong thạch anh, các loại cát,... hoặc muối silicate có trong đất sét, cao lanh, mica,... Các hợp chất và khoáng chất này được sử dụng làm nguyên liệu cho công nghiệp silicate, sản xuất gốm, sứ, thuỷ tinh, xi măng,...
Silicon tinh khiết là vật liệu bán dẫn, được sử dụng rộng rãi để chế tạo các vi mạch điện tử, thiết bị quang điện, cảm biến, pin Mặt Trời,...
Thạch anh (SiO₂ gần nguyên chất) được sử dụng trong máy phát siêu âm, dụng cụ quang học, sản phẩm thuỷ tinh chịu nhiệt, sợi cáp quang,...
?
Hãy quan sát các vật dụng trong gia đình làm từ thuỷ tinh và cho biết vật dụng nào làm từ thuỷ tinh thường; vật dụng nào làm từ thuỷ tinh chịu nhiệt.
Đất sét trắng (cao lanh) là nguồn tài nguyên có giá trị kinh tế lớn của Việt Nam. Em hãy tìm hiểu và cho biết các ứng dụng của đất sét trắng.
2. Ngành công nghiệp silicate
Công nghiệp silicate bao gồm các ngành sản xuất đồ gốm, thuỷ tinh, xi măng.
a) Sản xuất đồ gốm
Gạch ngói:
Nghiền, phối trộn nguyên liệu (đất sét, nước,...) thành khối dẻo; tạo hình; phơi (sấy) khô sản phẩm thô.
Nung sản phẩm thô trong lò ở nhiệt độ cao trong khoảng thời gian thích hợp.
Đồ sứ:
Nghiền, phối trộn nguyên liệu (đất sét trắng, cát trắng, nước,...) thành khối dẻo; tạo hình; phơi (sấy) khô sản phẩm thô.
Nung sản phẩm thô lần thứ nhất trong lò ở nhiệt độ cao trong khoảng thời gian thích hợp.
Tráng men, trang trí lên sản phẩm rồi nung lần hai.
Nước ta có nhiều nhà máy sản xuất gốm, sứ lớn ở Hà Nội, Hải Phòng, Thành phố Hồ Chí Minh, Đồng Nai,... và các làng nghề sản xuất gốm như Bát Tràng (Hà Nội), Phù Lãng, Thổ Hà (Bắc Ninh), Thanh Hà (Đà Nẵng), Bàu Trúc (Khánh Hoà),...
b) Sản xuất thuỷ tinh
Thuỷ tinh loại thông thường (được dùng làm cửa kính, chai lọ,...) là hỗn hợp của sodium silicate, calcium silicate. Thuỷ tinh loại này được sản xuất từ các nguyên liệu: cát thạch anh (cát trắng), đá vôi và soda (Na₂CO₃).
Các công đoạn chính sản xuất thuỷ tinh:
– Trộn hỗn hợp cát trắng, đá vôi, soda theo một tỉ lệ thích hợp.

– Nung hỗn hợp trong lò ở nhiệt độ cao khoảng 1 400 °C thành thuỷ tinh dạng nhão.
– Làm nguội từ từ được thuỷ tinh dẻo, ép thổi thuỷ tinh dẻo thành các đồ vật.
Các phương trình hoá học:
$\mathrm{CaCO_3 \xrightarrow{t^{\circ}} CaO + CO_2}$
$\mathrm{CaO + SiO_2 \xrightarrow{t^{\circ}} CaSiO_3}$
$\mathrm{Na_2CO_3 + SiO_2 \xrightarrow{t^{\circ}} Na_2SiO_3 + CO_2}$
Nước ta có nhiều cơ sở sản xuất thuỷ tinh ở Hải Phòng, Hà Nội, Bắc Ninh, Đà Nẵng, TP Hồ Chí Minh,…
c) Sản xuất xi măng
Xi măng là một loại vật liệu kết dính, được dùng trong xây dựng, đó là chất bột mịn, thường có màu lục xám.
Xi măng được sản xuất bằng cách nghiền nhỏ đá vôi, trộn với đất sét có nhiều $\mathrm{SiO_2}$ và một ít quặng sắt rồi nung hỗn hợp trong lò quay, hoặc lò đứng ở 1 400 – 1 600 °C. Sau khi nung, thu được hỗn hợp rắn, màu xám gọi là clanhke (clinker) (Hình 34.2a). Nghiền clanhke với thạch cao ($\mathrm{CaSO_4.2H_2O}$) (khoảng 5%) và một số chất phụ gia khác thành bột mịn sẽ thu được xi măng (Hình 34.2b).
Nước ta có nhiều cơ sở sản xuất xi măng ở Thanh Hoá, Hải Phòng, Ninh Bình, Nghệ An, Tây Ninh, An Giang,…
a) Clanhke
b) Xi măng
Hình 34.2 Các sản phẩm tạo thành trong quá trình sản xuất xi măng
Tìm hiểu thông tin trên sách, báo, internet về ngành công nghiệp silicate ở Việt Nam, viết bài thuyết trình theo dàn ý sau:
Ngành công nghiệp silicate gồm những ngành sản xuất nào? Kể tên một số nơi sản xuất chính ở Việt Nam.
Vì sao ở công đoạn ép, thổi thuỷ tinh dẻo thành các đồ vật, phải làm nguội từ từ?
EM ĐÃ HỌC
▪ Thành phần chính của đá vôi là $\mathrm{CaCO_3}$. Đá vôi được dùng làm nguyên liệu sản xuất vôi, xi măng, thuỷ tinh, cao su, chất dẻo, gang,…
▪ Các hợp chất của silicon có trong cát, cao lanh, đất sét,… là nguyên liệu cho các ngành sản xuất gốm, sứ, thuỷ tinh, xi măng,…
▪ Silicon là vật liệu bán dẫn được sử dụng trong ngành công nghiệp điện tử.
EM CÓ THỂ
▪ Đưa ra được ví dụ minh hoạ cho các ứng dụng quan trọng của silicon và các hợp chất của nó trong đời sống.
▪ Kể được tên các ngành sản xuất sử dụng nguyên liệu là đá vôi, đất sét, cát.

Bài 35. Khai thác nhiên liệu hoá thạch. Nguồn carbon. Chu trình carbon và sự ấm lên toàn cầu
MỤC TIÊU
Nêu được khái niệm nhiên liệu hoá thạch.
Trình bày được nguồn gốc tự nhiên và nguồn gốc nhân tạo của methane.
Trình bày được lợi ích của việc sử dụng nhiên liệu hoá thạch và thực trạng của việc khai thác nhiên liệu hoá thạch hiện nay.
Nêu được một số giải pháp hạn chế việc sử dụng nhiên liệu hoá thạch.
Nêu được một số dạng tồn tại phổ biến của nguyên tố carbon trong tự nhiên (than, kim cương, carbon dioxide, các muối carbonate, các hợp chất hữu cơ).
Trình bày được sản phẩm và sự phát năng lượng từ quá trình đốt cháy than, các hợp chất hữu cơ; chu trình carbon trong tự nhiên và vai trò của carbon dioxide trong chu trình đó.
Nêu được khí carbon dioxide và methane là nguyên nhân chính gây hiệu ứng nhà kính, sự ấm lên toàn cầu.
Trình bày được những bằng chứng của biến đổi khí hậu, thời tiết do tác động của sự ấm lên toàn cầu trong thời gian gần đây; những dự đoán về các tác động tiêu cực trước mắt và lâu dài.
Nêu được một số biện pháp giảm lượng khí thải carbon dioxide ở trong nước và ở phạm vi toàn cầu.
Nhiên liệu hoá thạch là gì? Việc khai thác và sử dụng nhiên liệu hoá thạch đã đem đến cho con người những lợi ích gì và việc này đã ảnh hưởng đến môi trường như thế nào?
I – Khái niệm về nhiên liệu hoá thạch. Nguồn gốc hình thành khí methane
Nhiên liệu hoá thạch là các loại nhiên liệu tự nhiên được tạo thành từ quá trình phân huỷ các sinh vật bị chôn vùi cách đây hàng trăm triệu năm. Các nhiên liệu này chứa hàm lượng carbon cao.
Nhiên liệu hoá thạch tồn tại ở thể rắn, lỏng và khí. Dạng rắn là than mỏ (than đá, than nâu, than bùn,...) chứa hàm lượng chính là carbon. Dạng lỏng là dầu mỏ, có thành phần chủ yếu là các hydrocarbon. Dạng khí chủ yếu là khí mỏ dầu và khí thiên nhiên (có hàm lượng methane lớn), băng cháy (hỗn hợp đông lạnh của nước và khí tự nhiên đậm đặc ở áp suất cao trên 30 bar và nhiệt độ thấp dưới 0 °C).
Khí methane được hình thành từ các quá trình biến đổi sinh học và địa chất trong tự nhiên. Ngoài ra, một lượng lớn khí methane còn được sinh ra nhân tạo từ các hoạt động của con người như từ sự phân huỷ sinh học các chất hữu cơ trong các bãi rác thải, quá trình sản xuất nông nghiệp, tiêu hoá thức ăn của gia súc, sản xuất công nghiệp và các quá trình chế biến, chưng cất hay sản xuất khí mỏ dầu.
Theo số liệu thống kê của BP (British Petroleum), cuối năm 2020, Việt nam có trữ lượng có thể khai thác: than đá 3,36 tỉ tấn, dầu mỏ 4,4 tỉ thùng và khí thiên nhiên 600 tỉ m$^3$ $^{(1)}$.
$^{(1)}$ Nguồn: BP 2021. Statistical Review of World Energy 2021 | 70th edition. In: BP (ed.) Statistical Review of World Energy.

Em hãy cho biết: củi gỗ có phải là nhiên liệu hoá thạch không? Vì sao?
Em hãy tìm hiểu và cho biết ở nước ta, nhiên liệu hoá thạch tập trung nhiều tại các khu vực nào.
Các nhiên liệu hoá thạch có nguồn gốc hình thành là tự nhiên hay nhân tạo? Các nguồn nhiên liệu hoá thạch có phải vô tận không?
II – Khai thác và sử dụng nhiên liệu hoá thạch
1. Thực trạng khai thác nhiên liệu hoá thạch hiện nay
Năng lượng hoá thạch là nguồn năng lượng chiếm tỉ lệ lớn nhất trong tổng các nguồn năng lượng khai thác hiện nay. Lượng nhiên liệu hoá thạch được khai thác và tiêu thụ hằng năm trên toàn cầu là rất lớn. Năm 2021, tổng lượng khai thác trên toàn cầu của dầu mỏ khoảng 95,70 triệu thùng/ngày$^{(1)}$, khí đốt tự nhiên khoảng 4,177 ti mét khối/ngày$^{(2)}$ và than đá khoảng 7,7 ti tấn/năm$^{(3)}$.
Năm 1986, tấn dầu mỏ đầu tiên được khai thác ở mỏ Bạch Hổ đã đánh dấu bước phát triển đầu tiên của ngành công nghiệp dầu khí của Việt Nam. Năm 1987, Việt Nam bắt đầu xuất khẩu dầu thô và đến năm 2022, Việt Nam xếp thứ tư trong khối Đông Nam Á về xuất khẩu dầu mỏ$^{(4)}$. Sự phát triển của ngành công nghiệp dầu khí đã đóng góp rất quan trọng vào nền kinh tế quốc gia và khẳng định vấn đề chủ quyền của Việt Nam ở Biển Đông.
Dựa vào số liệu ở Bảng 35.1, hãy vẽ đồ thị sản lượng khai thác dầu thô của thế giới theo thời gian (năm). Từ đó rút ra nhận xét về tốc độ gia tăng khai thác dầu thô mỗi năm.
Bảng 35.1. Sản lượng khai thác dầu thô của thế giới từ năm 1988 đến năm 2016$^{(5)}$
Năm, 1988, 1992, 1996, 2000, 2004, 2008, 2012, 2016
Sản lượng (tỉ thùng), 23,7, 24,5, 26,2, 28,2, 30,5, 31,8, 33,2, 35,4
Em hãy tìm hiểu thông tin trên sách, báo, internet,... thảo luận với các bạn trong lớp và viết báo cáo về thực trạng khai thác nhiên liệu hoá thạch ở Việt Nam: địa điểm khai thác, sản lượng và các lợi ích của việc sử dụng nguồn tài nguyên này.
2. Lợi ích và những hạn chế của việc sử dụng nhiên liệu hoá thạch
Nhiên liệu hoá thạch mang đến cho con người rất nhiều lợi ích thiết thực trong cuộc sống. Nhiên liệu này có sẵn trong tự nhiên với trữ lượng lớn, quá trình khai thác dễ dàng và nhanh chóng. Nhiên liệu hoá thạch giữ vai trò rất lớn trong các cuộc cách mạng công nghiệp trên toàn thế giới: than đá, dầu mỏ và khí thiên nhiên là nguồn nhiên liệu chính cho các nhà máy nhiệt điện, luyện kim, sản xuất xi măng, sản xuất hoá chất, giao thông
$^{(1)}$ Nguồn: https://www.eia.gov/outlooks/steo/report/global_oil.php
$^{(2)}$ Nguồn: https://yearbook.enerdata.net/natural-gas/world-natural-gas-production-statistics.html
$^{(3)}$ Nguồn: Coal 2021 Analysis and forecast to 2024 (IEA Publications)
$^{(4)}$ Nguồn: pvn.vn
$^{(5)}$ Nguồn: https://www.worldometers.info/oil/

vận tải,… Chúng đáp ứng được các nhu cầu đa dạng của con người: thắp sáng, sưởi ấm, nấu nướng, đi lại,… Quá trình vận chuyển và bảo quản nhiên liệu hoá thạch dễ dàng, chi phí rẻ hơn rất nhiều so với năng lượng tái tạo.
Việc khai thác nhiên liệu hoá thạch với sản lượng lớn đang dẫn đến nguy cơ cạn kiệt nguồn tài nguyên này. Mặt khác, quá trình đốt cháy nhiên liệu hoá thạch sinh ra một lượng lớn các chất thải như carbon dioxide, carbon monoxide, các oxide của lưu huỳnh, oxide của nitrogen,… tác động tiêu cực đến môi trường và sức khoẻ con người. Hiện nay, nhiên liệu hoá thạch vẫn là nguồn năng lượng chính được sử dụng trên thế giới. Tuy nhiên, nguồn năng lượng này ngày càng cạn kiệt, ảnh hưởng tới môi trường ngày càng nặng nề nên việc nghiên cứu và sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo để thay thế năng lượng hoá thạch trở thành vấn đề cấp thiết của tất cả các quốc gia trên toàn thế giới.
Viết phương trình hoá học của phản ứng đốt cháy ethylic alcohol, methane (CH₄), than (C).
Đốt cháy gỗ, than đá, dầu hoả với cùng khối lượng, nhiên liệu nào giải phóng ra nhiều nhiệt nhất? Cho biết năng suất toả nhiệt (nhiệt lượng giải phóng khi đốt cháy 1 gam chất) của các nhiên liệu đó như sau:
– Gỗ: khoảng 15 – 20 kJ/g.
– Than đá: khoảng 20 – 30 kJ/g.
– Dầu hoả: khoảng 42 – 45 kJ/g
3. Giải pháp hạn chế sử dụng nhiên liệu hoá thạch
Để hạn chế sử dụng nhiên liệu hoá thạch, các giải pháp sau cần được con người thực hiện đồng bộ, tích cực và liên tục: sử dụng tiết kiệm nhiên liệu hoá thạch; tăng cường đi lại bằng phương tiện giao thông công cộng và xe điện; ưu tiên sử dụng xăng pha ethanol, sinh khối⁽¹⁾, biodiesel⁽²⁾,…
Em hãy phân tích ý nghĩa của các việc làm theo gợi ý dưới đây và thuyết phục mọi người trong cộng đồng cùng thực hiện:
Đề xuất với gia đình một giải pháp để thay thế một phần năng lượng hoá thạch đang sử dụng.
Sử dụng các thiết bị tiết kiệm năng lượng; sử dụng lại đồ dùng hay phân loại để có thể tái chế đồ dùng bỏ đi.
Sử dụng phương tiện giao thông công cộng và xe điện.
Sử dụng nhiên liệu thân thiện với môi trường như sinh khối, xăng E5, biodiesel,…
Gia đình em và địa phương nơi em sinh sống đã có hoạt động gì để hạn chế sử dụng nhiên liệu hoá thạch?
⁽¹⁾ Sinh khối là dạng vật liệu từ sinh vật sống. Sinh khối có thể chuyển thành năng lượng theo ba cách: chuyển đổi nhiệt, chuyển đổi hoá học, chuyển đổi sinh hoá.
⁽²⁾ Biodiesel hay còn gọi là "diesel sinh học" là thuật ngữ dùng để chỉ loại nhiên liệu dùng cho động cơ diesel, được làm từ dầu thực vật hoặc mỡ động vật.

Việc giảm thiểu phát thải khí nhà kính được nhiều nước thành viên Liên hiệp quốc thực hiện theo các công ước quốc tế. Các quốc gia thành viên cam kết giảm lượng

Chu trình carbon trong tự nhiên là một quá trình phức tạp, liên quan đến sự chuyển động và trao đổi carbon giữa khí quyển, đại dương, đất đai và các hệ sinh thái. Trong chu trình này, CO$_2$ đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sự cân bằng carbon trong hệ sinh thái và khí quyển của Trái Đất, thông qua các quá trình sau:
– Quá trình phát thải carbon ở dạng khí CO$_2$: CO$_2$ được chuyển vào khí quyển thông qua nhiều quá trình khác nhau như quá trình hô hấp của sinh vật, quá trình đốt cháy nhiên liệu hoá thạch, cháy rừng,…
– Quá trình hấp thụ carbon ở dạng khí CO$_2$: CO$_2$ được cây xanh sử dụng trong quá trình quang hợp để tạo ra các hợp chất hữu cơ. Các chất này sẽ được chuyển hoá thành hợp chất hữu cơ trong động vật khi động vật sử dụng thực vật làm nguồn dinh dưỡng. Khi thực vật, động vật bị vùi lấp, các hợp chất của carbon trong chúng phân huỷ thành muối carbonate, nhiên liệu hoá thạch,... Ngoài ra, CO$_2$ còn được hoà tan vào nước biển, sông, hồ,…
Nêu các dạng tồn tại của carbon trong tự nhiên ở dạng đơn chất, hợp chất vô cơ, hợp chất hữu cơ.
Hãy liệt kê một số nguồn phát thải khí carbon dioxide vào khí quyển. Để giảm thiểu phát thải carbon dioxide vào khí quyển chúng ta cần phải làm gì?
Trình bày bằng bài viết hoặc nói về chu trình của carbon trong tự nhiên.
3. Nguyên nhân và hệ quả của hiệu ứng nhà kính, sự ấm lên toàn cầu
Khí carbon dioxide và khí methane trong khí quyển tuy chiếm hàm lượng rất thấp nhưng lại là các nguyên nhân chính gây ra hiệu ứng nhà kính trên Trái Đất. Trong thời đại công nghiệp (khoảng hơn 200 năm gần đây), hàm lượng carbon dioxide và methane trong không khí tăng dần, làm cho nhiệt độ trên bề mặt Trái Đất nóng lên.
Sự ấm lên toàn cầu diễn ra liên tục trong nhiều năm gần đây đã dẫn đến một số hệ quả như:
– Thời tiết cực đoan: xuất hiện nhiều cơn bão lớn, lũ lụt và hạn hán kéo dài, gây thiệt hại cho mùa màng, nông sản.
– Băng tan, nước biển dâng: băng, tuyết ở các vùng cực và núi cao tan thành nước chảy ra biển, gây ra hiện tượng nước biển dâng. Nước biển dâng có thể gây lở đất ven biển, ngập lụt các khu vực đồng bằng, triều cường và xâm thực mặn, ảnh hưởng đến cuộc sống của hàng triệu người dân sống ở khu vực bờ biển.
– Sự acid hoá nước biển: lượng khí CO$_2$ tan trong nước biển tăng lên, ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường sống của sinh vật biển.
– Thảm thực vật bị co hẹp, gia tăng tình trạng sa mạc hoá trên Trái Đất. Giới động vật bị suy giảm tính đa dạng sinh học,...
Để giảm thiểu lượng khí thải carbon dioxide, Việt Nam và các quốc gia cùng thực hiện hạn chế sử dụng năng lượng hoá thạch, tăng cường sử dụng năng lượng tái tạo, áp dụng công nghệ tiên tiến trong xử lí rác thải, tăng cường trồng cây gây rừng, phủ xanh đồi trọc, cải tạo đất hoang,…

Trình bày về:
Bằng chứng của sự biến đổi khí hậu do việc gia tăng hiệu ứng nhà kính.
Nêu một số biện pháp giảm lượng khí thải carbon dioxide ở phạm vi trong nước và phạm vi toàn cầu.
Trên cơ sở một số hệ quả của sự ấm lên toàn cầu, hãy dự đoán về các tác động tiêu cực trước mắt và lâu dài nếu không có các biện pháp giảm thiểu sự phát thải khí nhà kính.
Hãy cho biết nguyên nhân của sự gia tăng hàm lượng carbon dioxide, methane trong khí quyển, dẫn tới sự tăng nhiệt độ trung bình toàn cầu.
Vì sao nhiệt độ trung bình toàn cầu tăng lại dẫn tới nước biển dâng? Hiện tượng này gây ra tác hại gì?
Từ năm 1901 đến năm 2020, hàm lượng $\mathrm{CO_2}$ trong khí quyển tăng từ $0,030%$ đến $0,040%$ góp phần quan trọng làm cho nhiệt độ Trái Đất tăng thêm $1,5\ ^{\circ}\mathrm{C}^{(1)}$.
EM ĐÃ HỌC
Nhiên liệu hoá thạch gồm than mỏ, dầu mỏ, khí mỏ dầu và khí thiên nhiên; chứa hàm lượng carbon cao; khi đốt cháy sinh ra khí carbon dioxide và toả nhiều nhiệt.
Nhiên liệu hoá thạch có trữ lượng lớn, là nguồn năng lượng chủ yếu, đem lại lợi ích khổng lồ cho nền kinh tế. Tuy nhiên, việc khai thác và sử dụng quá mức đang dẫn đến nguy cơ cạn kiệt tài nguyên và gây ra ô nhiễm môi trường, biến đổi khí hậu trên Trái Đất. Vì vậy, cần hạn chế sử dụng nhiên liệu hoá thạch và tăng cường sử dụng các nguồn nhiên liệu có thể tái tạo được.
Methane ($\mathrm{CH_4}$) là thành phần chính của khí thiên nhiên, ngoài ra, chúng còn được sinh ra nhiều từ các bãi rác thải, từ quá trình chăn nuôi. Methane cùng với carbon dioxide là những khí gây hiệu ứng nhà kính, biến đổi khí hậu toàn cầu.
Carbon trong tự nhiên tồn tại ở dạng đơn chất, hợp chất vô cơ và hợp chất hữu cơ. Sự chuyển hoá carbon từ dạng này sang dạng khác diễn ra thường xuyên, liên tục và tạo thành chu trình khép kín trong tự nhiên.
EM CÓ THỂ
Vận động mọi người hạn chế sử dụng nhiên liệu hoá thạch (thay bếp than, gas bằng bếp điện, từ; đi xe đạp, xe điện thay ô tô chạy xăng, dầu,…).
Trồng rừng và bảo vệ rừng.
(1) Nguồn: https://archive.epa.gov/climatechange/kids/documents/temp-and-co2.pdf

Chương XI. DI TRUYỀN HỌC MENDEL, CƠ SỞ PHÂN TỬ CỦA HIỆN TƯỢNG DI TRUYỀN
Bài 36. Khái quát về di truyền học
MỤC TIÊU
Nêu được khái niệm di truyền, khái niệm biến dị.
Nêu được gene quy định di truyền và biến dị ở sinh vật, qua đó gene được xem là trung tâm của di truyền học.
Nêu được ý tưởng của Mendel về nhân tố di truyền là cơ sở cho những nghiên cứu về gene.
Dựa vào thí nghiệm lai một tính trạng, nêu được các thuật ngữ trong nghiên cứu các quy luật di truyền: tính trạng, nhân tố di truyền, cơ thể thuần chủng, tính trạng tương phản, tính trạng trội, tính trạng lặn, kiểu hình, kiểu gene, allele, dòng thuần.
Phân biệt, sử dụng được một số kí hiệu trong nghiên cứu di truyền (P, F₁, F₂,...).
Con sinh ra có những đặc điểm giống bố mẹ và có những đặc điểm khác bố mẹ. Theo em đó là hiện tượng gì?
I – Di truyền và biến dị
Một cặp vợ chồng đều có tóc xoăn, người con thứ nhất của họ có tóc xoăn, đây là một ví dụ về hiện tượng di truyền; người con thứ hai của họ có tóc thẳng, đây là một ví dụ về hiện tượng biến dị.
Đọc thông tin trên và thực hiện các yêu cầu sau:
Cho biết di truyền và biến dị là gì.
Lấy thêm ví dụ về hiện tượng di truyền và biến dị trong thực tế.
Di truyền học là khoa học nghiên cứu về tính di truyền và biến dị ở các sinh vật.
Hiện tượng di truyền và biến dị do nhân tố di truyền nằm trong tế bào (sau này gọi là gene) quy định, do đó gene được xem là trung tâm của di truyền học.
II – Mendel – người đặt nền móng cho di truyền học
1. Thí nghiệm của Mendel
Gregor Johann Mendel (1822 – 1884) là người đầu tiên vận dụng phương pháp khoa học vào việc nghiên cứu di truyền, ông đã chọn đậu hà lan (Pisum sativum) là đối tượng nghiên cứu. Đặc điểm khác biệt giữa các cá thể đậu hà lan như màu hoa, màu hạt, hình dạng hạt,... được Mendel gọi là tính trạng, còn những trạng thái biểu hiện trái ngược nhau của một loại tính trạng như hạt vàng, hạt xanh,... được gọi là tính trạng tương phản.

Trước khi tiến hành thí nghiệm, Mendel cho các cây đậu hà lan tự thụ phấn qua nhiều thế hệ để đảm bảo những cây con có tính trạng giống bố mẹ. Những cây đậu được tạo ra qua nhiều thế hệ tự thụ phấn được Mendel gọi là thuần chủng.
Một thí nghiệm lai điển hình của Mendel được mô tả trong Hình 36.1.
Quan sát thí nghiệm trong Hình 36.1 và thực hiện các yêu cầu sau:
Trình bày các bước tiến hành và kết quả thí nghiệm.
Ở thế hệ F${1}$ và F${2}$ có xuất hiện dạng màu hoa pha trộn giữa hoa tím và hoa trắng hay không? Yếu tố quy định tính trạng hoa trắng (ở thế hệ P) có biến mất trong phép lai không?
Hình 36.1 Thí nghiệm của Mendel về tính trạng màu hoa ở cây đậu hà lan
Trong thí nghiệm trên, tính trạng hoa tím di truyền không hoà trộn vào tính trạng hoa trắng nên không xuất hiện hoa màu tím nhạt. Nhân tố quy định tính trạng hoa trắng không biến mất trong quá trình lai vì ở F$_{2}$ vẫn xuất hiện hoa trắng. Như vậy, nhân tố quy định hoa trắng bị lặn át khi đứng cạnh nhân tố quy định hoa tím, hoa tím là tính trạng trội, hoa trắng là tính trạng lặn. Từ kết quả đó, Mendel cho rằng mỗi tính trạng do một cặp nhân tố di truyền quy định (sau này gọi là gene), mỗi nhân tố di truyền là một allele, các nhân tố di truyền không hoà trộn vào nhau.
Thế nào là nhân tố di truyền? Hãy chỉ ra tính trạng tương phản, tính trạng trội, tính trạng lặn trong phép lai của Mendel.
2. Ý tưởng của Mendel về nhân tố di truyền
Ở thế kỉ XIX, các nhà khoa học tin rằng vật chất di truyền của bố mẹ hoà trộn với nhau trong tế bào của cơ thể con như hai chất lỏng hoà trộn vào nhau. Kết quả thí nghiệm của Mendel được công nhận năm 1900 bác bỏ hoàn toàn quan niệm này. Mendel cho rằng đơn vị quy định sự di truyền của một tính trạng tồn tại thành từng cặp, gọi là cặp nhân tố di truyền (ngày nay gọi là cặp gene hay cặp allele, kí hiệu bằng cùng một chữ cái); các nhân tố di truyền không pha trộn vào nhau. Như vậy, mặc dù Mendel không đưa ra thuật ngữ gene hay allele, nhưng thực chất Mendel là người đầu tiên đưa ra khái niệm về gene và đây chính là cơ sở cho việc nghiên cứu về gene sau này.
Vì sao ý tưởng của Mendel về nhân tố di truyền là cơ sở cho việc nghiên cứu về gene sau này?
III – Một số thuật ngữ và kí hiệu dùng trong nghiên cứu di truyền
1. Một số thuật ngữ
– Tính trạng là đặc điểm về hình thái, cấu tạo, sinh lí của một cơ thể.
– Tính trạng tương phản là hai trạng thái biểu hiện trái ngược nhau của cùng một loại tính trạng.

– Tính trạng trội biểu hiện ra kiểu hình khi có kiểu gene đồng hợp trội hoặc dị hợp; tính trạng lặn chỉ được biểu hiện ra kiểu hình khi có kiểu gene đồng hợp lặn.
– Nhân tố di truyền tồn tại thành từng cặp trong nhân tế bào, không hoà trộn vào nhau, quy định tính trạng của cơ thể sinh vật. Nhân tố di truyền chính là gene hay allele.
– Kiểu hình là tổ hợp toàn bộ tính trạng của cơ thể sinh vật. Trên thực tế, khi nói đến kiểu hình của một cơ thể, người ta chỉ xét đến một vài tính trạng quan tâm.
– Kiểu gene là tổ hợp toàn bộ gene trong tế bào của cơ thể sinh vật. Trên thực tế, khi nói đến kiểu gene của một cơ thể, người ta chỉ xét một vài cặp gene liên quan đến các tính trạng được quan tâm.
– Allele là các trạng thái biểu hiện khác nhau của cùng một gene (mỗi allele chính là một gene). Một gene có thể có hai, ba hoặc nhiều allele khác nhau.
– Cơ thể thuần chủng về một tính trạng khi cơ thể có kiểu gene quy định tính trạng đó đồng hợp (gồm các allele giống nhau).
– Dòng thuần (còn gọi là giống thuần chủng) là các cơ thể đồng hợp về tất cả các cặp gene. Dòng thuần có đặc tính di truyền đồng nhất và ổn định, các thế hệ sau giống các thế hệ trước. Thực tế khi nói đến dòng thuần là chỉ nói đến sự thuần chủng ở một hoặc một số tính trạng được nghiên cứu.
Lấy ví dụ về tính trạng, tính trạng tương phản, kiểu hình, kiểu gene ở đậu hà lan.
2. Một số kí hiệu
P: cặp bố mẹ thế hệ xuất phát.
×: kí hiệu phép lai.
G: giao tử.
♀: con cái, ♂: con đực.
F: thế hệ con, F$_1$: thế hệ con lai đời thứ nhất, F$_2$: thế hệ con sinh ra từ F$_1$ tự thụ phấn hoặc giao phấn giữa các cá thể F$_1$,…
Ở đậu hà lan, tiến hành lai giữa các cá thể thuần chủng thân cao với thân thấp. F$_1$ thu được 100% cây thân cao. F$_2$ thu được cả cây thân cao và cây thân thấp với tỉ lệ 3 cây thân cao : 1 cây thân thấp.
Hãy sử dụng các kí hiệu và thuật ngữ để mô tả thí nghiệm trên bằng sơ đồ lai.
Dự đoán tính trạng trội, tính trạng lặn trong phép lai trên.
EM ĐÃ HỌC
■ Di truyền là hiện tượng truyền đạt các tính trạng của bố mẹ, tổ tiên cho các thế hệ con cháu. Biến dị là hiện tượng con sinh ra có các đặc điểm khác nhau và khác bố mẹ.
■ Hiện tượng di truyền và biến dị do nhân tố di truyền nằm trong tế bào (sau này gọi là gene) quy định, do đó, gene được xem là trung tâm của di truyền học.
■ Ý tưởng về nhân tố di truyền của Mendel là cơ sở cho những nghiên cứu về gene sau này.
EM CÓ THỂ
■ Nhận biết đặc điểm di truyền, biến dị trên cơ thể em.
■ Sử dụng được một số thuật ngữ, kí hiệu để xây dựng sơ đồ lai.

Bài 37. Các quy luật di truyền của Mendel MỤC TIÊU: Dựa vào công thức lai một tính trạng và kết quả lai trong thí nghiệm của Mendel; giải thích được kết quả thí

2. Giải thích thí nghiệm
P thuần chủng, F$_1$ đồng tính (con lai đồng nhất về một loại kiểu hình), tính trạng thu được ở F$_1$ là tính trạng trội. F$_2$ phân tính (có cả tính trạng trội và tính trạng lặn) với tỉ lệ 3 trội : 1 lặn.
Kết quả này được Mendel giải thích bằng sự phân li của cặp nhân tố di truyền (cặp allele). Mỗi tính trạng do một cặp allele quy định, một có nguồn gốc từ bố, một có nguồn gốc từ mẹ, tồn tại một cách riêng rẽ, không hoà trộn vào nhau. Khi giảm phân hình thành giao tử, các allele này phân li (tách rời nhau) và đi về các giao tử, nên 50% số giao tử chứa allele này, còn 50% giao tử chứa allele kia. Sự tổ hợp tự do và ngẫu nhiên của các loại giao tử khi thụ tinh đã thu được ở F$_2$ bốn tổ hợp giao tử với tỉ lệ kiểu hình là 3 trội : 1 lặn.
Hình 37.1 Giải thích thí nghiệm lai một tính trạng màu hoa của Mendel
Dựa vào giải thích thí nghiệm và quan sát Hình 37.1, thực hiện các yêu cầu sau:
Giải thích vì sao F$_1$ hình thành được hai loại giao tử; F$_2$ thu được bốn tổ hợp giao tử với tỉ lệ kiểu hình 3 trội : 1 lặn.
Phát biểu nội dung quy luật phân li.
3. Lai phân tích
Khi tiến hành thí nghiệm phép lai một tính trạng từ P đến F$_2$, Mendel thu được ở F$_2$ các cây hoa tím, nhưng ông không biết cây hoa tím nào là thuần chủng. Để biết được cây hoa tím nào ở F$_2$ là thuần chủng, ông cho các cây hoa tím này lai với cây hoa trắng. Phép lai giữa cơ thể mang tính trạng trội với cơ thể mang tính trạng lặn để kiểm tra kiểu gene của cơ thể mang tính trạng trội được gọi là phép lai phân tích. Thí nghiệm lai phân tích được mô tả ở Hình 37.2.

Quan sát Hình 37.2, thực hiện các yêu cầu sau: Mô tả thí nghiệm phép lai phân tích của Mendel. Nếu kết quả phép lai phân tính thì kiểu gene của cơ thể cần kiểm

2. Giải thích kết quả thí nghiệm
Khi xét riêng sự di truyền của từng tính trạng thì tỉ lệ kiểu hình của mỗi tính trạng (màu hạt, dạng hạt) là 3 : 1, vẫn nghiêm đúng với quy luật phân li. Như vậy, sự di truyền của tính trạng màu hạt và dạng hạt không phụ thuộc vào nhau. Mỗi tính trạng do một cặp allele quy định, trong quá trình hình thành giao tử, mỗi cặp allele phân li độc lập với cặp allele khác nên đã hình thành các giao tử có tỉ lệ bằng nhau, sự tổ hợp ngẫu nhiên của các loại giao tử đực và cái khi thụ tinh đã thu được ở $F_2$ 16 kiểu tổ hợp với tỉ lệ kiểu hình là 9 : 3 : 3 : 1.
Dựa vào giải thích thí nghiệm và quan sát Hình 37.3, thực hiện các yêu cầu sau:
Giải thích vì sao $F_1$ giảm phân cho bốn loại giao tử với tỉ lệ bằng nhau và $F_2$ thu được tỉ lệ kiểu hình là 9 : 3 : 3 : 1.
Phát biểu nội dung quy luật phân li độc lập.
Hình 37.3 Giải thích thí nghiệm lại hai tính trạng màu hạt và dạng hạt của Mendel
A: hạt vàng, B: vỏ trơn
a: hạt xanh, b: vỏ nhăn
EM ĐÃ HỌC
Nội dung quy luật phân li: Mỗi tính trạng do một cặp nhân tố di truyền (cặp allele) quy định. Khi giảm phân hình thành giao tử, các allele trong cặp phân li đồng đều về các giao tử nên mỗi giao tử chỉ chứa một allele của cặp.
Phép lai phân tích là phép lai giữa cơ thể mang tính trạng trội chưa biết kiểu gene với cơ thể mang tính trạng lặn. Phép lai phân tích có vai trò xác định kiểu gene của cơ thể cần kiểm tra.
Nội dung quy luật phân li độc lập: Các cặp nhân tố di truyền (cặp allele) quy định các tính trạng khác nhau. Trong quá trình hình thành giao tử, cặp allele này phân li độc lập với cặp allele khác.
EM CÓ THỂ
Dự đoán được kiểu hình ở các thế hệ lai $F_1$ và $F_2$ nếu thế hệ bố mẹ thuần chủng, tương phản về một hoặc một số tính trạng.
Vận dụng được kiến thức về sự phân li độc lập, tổ hợp tự do của các cặp allele trong giảm phân và thụ tinh để giải thích sự đa dạng, phong phú của các loài giao phối.

Bài 38. Nucleic acid và gene
MỤC TIÊU
Nêu được khái niệm nucleic acid. Kể tên được các loại nucleic acid: DNA và RNA.
Thông qua hình ảnh, mô tả được DNA với cấu trúc xoắn kép, gồm các đơn phân là bốn loại nucleotide, các nucleotide liên kết giữa hai mạch theo nguyên tắc bổ sung.
Nêu được chức năng của DNA trong việc lưu giữ, bảo quản, truyền đạt thông tin di truyền.
Nêu được khái niệm gene.
Giải thích được vì sao chỉ từ bốn loại nucleotide nhưng tạo ra được sự đa dạng của phân tử DNA.
Nêu được sơ lược về tính đặc trưng cá thể của hệ gene và một số ứng dụng của phân tích DNA trong xác định huyết thống, truy tìm tội phạm,...
Trình bày được RNA có cấu trúc một mạch, chứa bốn loại nucleotide. Phân biệt được các loại RNA dựa vào chức năng.
Xét nghiệm DNA cho phép xác định danh tính và nhận dạng mỗi cá nhân với độ tin cậy cao. Em đã biết những gì về DNA?
I – Khái niệm nucleic acid
Nucleic acid là những phân tử sinh học cấu tạo từ các nguyên tố C, H, O, N, P, chúng có cấu trúc đa phân và được tìm thấy trong tế bào của cơ thể sinh vật, trong virus.
Nucleic acid có hai loại là deoxyribonucleic acid (DNA) và ribonucleic acid (RNA).
Cho các đối tượng sau: da, tóc, tiểu cầu, lục lạp, virus HIV, ti thể. Đối tượng nào có chứa nucleic acid?
II – Deoxyribonucleic acid (DNA)
Cấu trúc của phân tử DNA
Quan sát Hình 38.1, thực hiện các yêu cầu sau:
Mô tả cấu trúc phân tử DNA. Cấu trúc đó được hình thành và ổn định nhờ yếu tố nào?
Gọi tên các đơn phân cấu tạo nên phân tử DNA.
Liên kết cộng hoá trị
5'
3'
G - C
A - T
C - G
T - A
A - T
G - C
C - G
A - T
C - G
G - C
A - T
Chu kì xoắn (34 Å)
Liên kết hydrogen
5'
20 Å
3'
Hình 38.1
Mô hình cấu trúc một đoạn phân tử DNA
A, Adenine, G, Guanine
T, Thymine, C, Cytosine

DNA là đại phân tử cấu trúc từ các đơn phân adenine (A), thymine (T), cytosine (C) và guanine (G). Mỗi DNA dài tới hàng trăm micromet, khối lượng đạt tới hàng triệu hoặc chục triệu amu.
Theo mô hình của James Watson và Francis Crick năm 1953, DNA có cấu trúc xoắn kép, gồm hai mạch song song, ngược chiều, xoắn quanh một trục (tưởng tượng) từ trái sang phải (xoắn phải) (Hình 38.1). Trên mỗi mạch, các nucleotide liên kết với nhau bằng liên kết cộng hoá trị, tạo thành chuỗi polynucleotide theo chiều từ 5′ tới 3′. Giữa hai mạch đơn, các nucleotide liên kết với nhau bằng liên kết hydrogen theo nguyên tắc bổ sung, nghĩa là A của mạch đơn này liên kết với T của mạch đơn kia và G của mạch đơn này liên kết với C của mạch đơn kia (hoặc ngược lại) tạo thành cặp nucleotide, đảm bảo cho phân tử DNA có đường kính 20 Å, với nhiều chu kì xoắn, mỗi chu kì xoắn dài 34 Å tương ứng với 10 cặp nucleotide.
Quan sát Hình 38.1 và đọc thông tin trên để trả lời các câu hỏi sau:
Kích thước của mỗi cặp nucleotide là bao nhiêu Å?
Các nucleotide trong mỗi cặp liên kết bổ sung với nhau bằng bao nhiêu liên kết hydrogen?
Trình tự các nucleotide trên một đoạn của DNA như sau:
...A–T–G–C–T–G–A–T–C–A–C–G–T...
Hãy xác định trình tự các nucleotide trên mạch bổ sung với mạch đó.
2. Chức năng của phân tử DNA
DNA là nơi lưu giữ, bảo quản thông tin di truyền. Trình tự các nucleotide trên DNA là thông tin di truyền chỉ dẫn cho tế bào tổng hợp phân tử protein để từ đó tạo ra những phân tử hữu cơ cần thiết, tham gia vào cấu trúc và hoạt động của tế bào, cơ thể. Liên kết cộng hoá trị giữa các nucleotide đảm bảo cấu trúc của phân tử DNA được duy trì ổn định.
Phân tử DNA có khả năng tự nhân đôi (tái bản), nhờ đó thông tin di truyền được truyền đạt qua các thế hệ tế bào và cơ thể, đảm bảo cho các đặc tính của loài được duy trì, ổn định.
Những đặc điểm nào của phân tử DNA đảm bảo cho nó thực hiện chức năng lưu giữ, bảo quản và truyền đạt thông tin di truyền?
Con sinh ra có nhiều đặc điểm giống bố mẹ là nhờ chức năng nào của phân tử DNA?
3. Khái niệm gene
Ở cơ thể sinh vật, mỗi phân tử DNA có chứa vài trăm đến hàng nghìn gene. Mỗi gene quy định một sản phẩm xác định là phân tử RNA hoặc chuỗi polypeptide.
Mỗi gene thường có từ 600 đến 1 500 cặp nucleotide có trình tự xác định. Tế bào của mỗi loài chứa nhiều gene, ví dụ: vi khuẩn E. coli có khoảng 4 400 gene, ruồi giấm khoảng 14 000 gene, ở người có khoảng 21 300 gene.
Ngày nay, con người đã hiểu biết khá sâu về cấu trúc và chức năng của gene, đã xác lập được bản đồ gene của nhiều loài. Những hiểu biết về gene là cơ sở của những ứng dụng trong chọn giống, y học và kĩ thuật di truyền, mở ra những triển vọng mới trong tương lai.
Đọc thông tin trên và nêu khái niệm gene.

4. Tính đa dạng và đặc trưng của phân tử DNA
Bốn loại nucleotide (A, T, G, C) liên kết theo chiều dọc và sắp xếp theo nhiều cách đã tạo nên tính đa dạng và đặc trưng cho phân tử DNA. Trong hệ gene, các phân tử DNA khác nhau bởi số lượng, thành phần và trình tự sắp xếp các nucleotide. Trình tự sắp xếp các nucleotide trong phân tử DNA đặc trưng cho từng loài, thậm chí từng cá thể.
Do DNA đặc trưng cho từng cá thể nên có thể ứng dụng phương pháp phân tích DNA trong việc xác định quan hệ huyết thống, xác định nghi phạm (truy tìm tội phạm),... Trên cơ sở các dữ liệu phân tích DNA của mẫu sinh phẩm như chân tóc, máu, tế bào niêm mạc miệng, xương,... tiến hành so sánh, đối chiếu giữa các mẫu với nhau để đưa ra kết quả về thông tin di truyền. Phân tích DNA còn được ứng dụng trong dự đoán nguy cơ mắc các bệnh di truyền và điều trị y tế; nghiên cứu phát sinh chủng loại sinh vật thông qua việc so sánh mức độ tương đồng giữa phân tử DNA của các đối tượng sinh học.
Giải thích vì sao chỉ từ bốn loại nucleotide tạo ra được sự đa dạng của phân tử DNA.
Phương pháp phân tích DNA đem lại những ứng dụng gì trong thực tiễn? Cơ sở của các ứng dụng đó là gì?
III – Ribonucleic acid (RNA)
1. Cấu trúc của phân tử RNA
Dựa vào kiến thức đã học và quan sát Hình 38.2, thực hiện các yêu cầu sau:
Mô tả cấu trúc của phân tử RNA.
Dự đoán trong tế bào, RNA được tổng hợp từ cấu trúc nào.
RNA có cấu tạo đa phân, các đơn phân là bốn loại nucleotide: A, U, G và C. Mỗi phân tử RNA gồm hàng trăm hoặc hàng nghìn đơn phân. Các đơn phân liên kết với nhau bằng liên kết cộng hoá trị tạo thành mạch RNA (chuỗi polynucleotide) (Hình 38.2).
RNA là đại phân tử nhưng kích thước và khối lượng thường nhỏ hơn DNA. Trong tế bào, phân tử RNA có cấu trúc một mạch, được tổng hợp ở nhân hoặc vùng nhân nhưng hầu hết RNA thực hiện chức năng ở tế bào chất.
Hình 38.2 Mô hình cấu trúc của đoạn RNA
2. Các loại RNA trong tế bào
Tuỳ theo cấu trúc và chức năng, RNA được chia thành các loại khác nhau, trong đó có RNA thông tin (mRNA), RNA vận chuyển (tRNA) và RNA ribosome (rRNA) (Hình 38.3).

a) mRNA
b) tRNA
c) rRNA
Hình 38.3 Mô hình cấu trúc các dạng RNA
Phân tử mRNA là chuỗi polynucleotide dạng thẳng, có chức năng truyền đạt thông tin di truyền vì nó trực tiếp làm khuôn cho quá trình tổng hợp chuỗi polypeptide.
tRNA và rRNA là chuỗi polynucleotide có một số vùng tự bắt cặp theo nguyên tắc bổ sung giữa các nucleotide trong một mạch theo kiểu A liên kết với U, G liên kết với C và ngược lại, tạo cấu trúc không gian ba chiều đặc trưng và phù hợp với chức năng của mỗi loại RNA. tRNA có chức năng vận chuyển amino acid đến nơi tổng hợp protein, còn rRNA là thành phần chủ yếu cấu tạo nên ribosome – nơi tổng hợp protein.
? Phân biệt các loại RNA dựa vào chức năng.
EM ĐÃ HỌC
Nucleic acid là những đại phân tử sinh học, cấu tạo đa phân với đơn phân là nucleotide. Nucleic acid gồm DNA và RNA.
DNA cấu tạo từ bốn loại đơn phân A, T, G, C; có cấu trúc xoắn kép gồm hai mạch polynucleotide song song nhờ các nucleotide giữa hai mạch liên kết hydrogen theo nguyên tắc bổ sung. DNA rất đa dạng và đặc trưng bởi số lượng, thành phần và trình tự sắp xếp các nucleotide. DNA có chức năng lưu giữ, bảo quản và truyền đạt thông tin di truyền.
RNA có cấu trúc một mạch, cấu tạo từ bốn loại đơn phân A, U, G, C. Ba loại RNA khác nhau về cấu trúc và chức năng.
Gene là một đoạn của phân tử DNA có chức năng di truyền xác định.
EM CÓ THỂ
Giải thích được cơ sở của những ứng dụng DNA trong việc xác định quan hệ huyết thống, định danh cá thể hoặc truy tìm tội phạm.
Khái niệm nucleic acid và gene có thể thay đổi qua thời gian giống hầu hết các khái niệm khoa học. Khái niệm "gene" đã trải qua ít nhất 3 giai đoạn thay đổi căn bản, phản ánh sự mở rộng nhận thức của con người. Cuối thế kỉ XIX, Mendel gọi các nhân tố quy định tính trạng ở sinh vật là nhân tố di truyền. Tới năm 1909, Johansen đặt tên cho những nhân tố này là gene. Như vậy, gene là nhân tố quy định tính trạng. Vào những năm 1960, những hiểu biết về bản chất gene dẫn đến khái niệm một gene – một chuỗi polynucleotide. Những hiểu biết từ năm 1960 đến nay cho thấy khái niệm như vậy chưa bao hàm hết ý nghĩa của gene (chẳng hạn, nhiều gene chỉ quy định sản phẩm là RNA hay tính trạng do sự tương tác phức tạp giữa nhiều gene và sản phẩm của gene). Do vậy, hiện nay khái niệm gene được dùng là một đoạn của phân tử DNA có chức năng di truyền xác định.

Bài 39. Tái bản DNA và phiên mã tạo RNA MỤC TIÊU: Quan sát hình ảnh (hoặc sơ đồ), mô tả sơ lược quá trình tái bản của DNA và kết quả của quá trình. Nêu được ý n

Quá trình tái bản DNA gồm ba giai đoạn: Giai đoạn 1: DNA tháo xoắn tách thành hai mạch đơn. Giai đoạn 2: Các nucleotide tự do trong môi trường tế bào liên kết v

Ở giai đoạn dịch mã (Bài 40), chuỗi polynucleotide của mRNA được dùng làm khuôn để tổng hợp sản phẩm protein (chuỗi polypeptide) tương ứng. Mô tả ba giai đoạn c

Bài 40. Dịch mã và mối quan hệ từ gene đến tính trạng
MỤC TIÊU
Nêu được khái niệm mã di truyền; giải thích được từ bốn loại nucleotide tạo ra được sự đa dạng của mã di truyền; nêu được ý nghĩa của đa dạng mã di truyền, mã di truyền quy định thành phần hoá học và cấu trúc của protein.
Dựa vào sơ đồ hoặc hình ảnh quá trình dịch mã, nêu được khái niệm dịch mã.
Dựa vào sơ đồ, hình ảnh, nêu được mối quan hệ giữa DNA – mRNA – protein – tính trạng thông qua phiên mã, dịch mã và ý nghĩa di truyền của mối quan hệ này.
Vận dụng kiến thức từ gene đến tính trạng, nêu được cơ sở của sự đa dạng về tính trạng của các loài.
Thông tin di truyền trên gene được phiên mã thành trình tự các nucleotide trên mRNA. mRNA tham gia quá trình tổng hợp chuỗi polypeptide. Quá trình đó diễn ra như thế nào?
I – Mã di truyền là gì?
Giả thiết mã di truyền là các đoạn ngắn nucleotide liền kề trên mRNA (có cùng số lượng nucleotide, kí hiệu là n) quy định loại amino acid tương ứng trên chuỗi polypeptide.
a) Xác định số loại mã di truyền và số loại amino acid tương ứng tối đa có thể có với mỗi n. Hoàn thành vào vở theo mẫu Bảng 40.1.
Bảng 40.1. Số loại mã di truyền tương ứng số lượng nucleotide (n) trong mã
Số nucleotide trong mã (n), Số loại mã có thể có, Số loại amino acid tối đa có thể được mã hoá
1, $4$ ($4^1$), 4
2, ?, ?
3, ?, ?
4, $256$ ($4^4$), 256
b) Nếu các tế bào có xu hướng tiết kiệm tối đa để thực hiện chức năng sinh học thì mã di truyền gồm bao nhiêu nucleotide? Biết rằng có 20 loại amino acid cấu tạo nên protein.
Mã di truyền là mật mã sinh học quy định thông tin về trình tự các amino acid trên chuỗi polypeptide được mã hoá bằng trình tự các nucleotide trên gene, qua phân tử trung gian mRNA. Mỗi amino acid trên chuỗi polypeptide được mã hoá bởi một bộ ba nucleotide liền kề trên mRNA, được gọi là codon. Trong tổng số 64 codon được hình thành từ 4 loại nucleotide (A, U, G, C), có 61 codon quy định tương ứng 20 loại amino acid,

còn 3 codon (UAA, UAG và UGA) không mã hoá amino acid mà có vai trò kết thúc tổng hợp protein, được gọi là các codon kết thúc; codon AUG vừa là codon mở đầu quá

II – Mã di truyền quy định thành phần hoá học và cấu trúc của protein Mã di truyền quy định loại amino acid trong chuỗi polypeptide. Trình tự mã di truyền trên

Đọc thông tin trên và quan sát Hình 40.4, trả lời các câu hỏi sau:
Có những thành phần nào tham gia quá trình dịch mã? Nêu vai trò của mỗi thành phần trong quá trình dịch mã.
Quá trình dịch mã gồm những giai đoạn nào? Mô tả khái quát diễn biến quá trình dịch mã.
Dịch mã là gì?
IV – Mối quan hệ giữa gene và tính trạng
1. Sự biểu hiện của gene thành tính trạng
Dựa vào kiến thức đã học kết hợp quan sát Hình 40.5, thực hiện các yêu cầu sau:
Nêu tên và sản phẩm của quá trình 1, quá trình 2.
Giải thích mối quan hệ giữa gene (DNA), mRNA, protein và tính trạng.
Hình 40.5 Sơ đồ mối quan hệ giữa gene và tính trạng
Các tính trạng ở sinh vật đều do gene quy định. Trong tế bào, gene không trực tiếp hình thành tính trạng mà phải thông qua sự tương tác giữa các phân tử mRNA, protein và có thể chịu tác động của các nhân tố môi trường.
2. Ý nghĩa di truyền của mối quan hệ giữa gene và tính trạng
Mọi tính trạng ở sinh vật đều có cơ sở vật chất di truyền là gene trong tế bào. Gene không trực tiếp tạo ra tính trạng, thông tin di truyền trên gene biểu hiện thành tính trạng phải thông qua các quá trình phiên mã, dịch mã.
Bản chất di truyền của mối quan hệ giữa gene và tính trạng là trình tự các nucleotide trên mạch đơn của gene quy định trình tự các nucleotide trên phân tử mRNA, từ đó quy định trình tự các amino acid trong chuỗi polypeptide và protein, hình thành nên tính trạng của cơ thể.
Sự tác động của các nhân tố bên trong tế bào hoặc môi trường bên ngoài lên các quá trình biểu hiện gene thành tính trạng có thể dẫn đến làm thay đổi tính trạng ở sinh vật. Ví dụ: Ức chế quá trình dịch mã của gene quy định tổng hợp ethylene ($\mathrm{C_2H_4}$) ở cây cà chua tạo ra giống cà chua cho quả chín chậm.
Trong tế bào của mỗi cơ thể có chứa hàng nghìn đến hàng vạn gene, hình thành nên hệ gene quy định hệ thống các tính trạng của tế bào và của cơ thể. Mặt khác, thông tin di truyền chứa trong mỗi hệ gene ở các loài sinh vật cũng khác nhau; qua phiên mã, dịch mã đã tạo ra tập hợp các RNA và protein khác nhau ở các loài, từ đó hình thành nên hệ thống tính trạng khác nhau giữa các loài. Đó chính là cơ sở di truyền học của sự đa dạng về tính trạng ở các loài sinh vật.

Dựa vào kiến thức về mối quan hệ giữa gene và tính trạng, cho biết khi muốn thay đổi một tính trạng ở một loài thực vật, có thể sử dụng tác nhân nhân tạo tác động vào quá trình nào.
EM ĐÃ HỌC
Mã di truyền là trình tự nucleotide trên gene (DNA) quy định thành phần và trình tự amino acid trên phân tử protein, qua phân tử trung gian mRNA. Mã di truyền là mã bộ ba (codon), từ bốn loại nucleotide khác nhau tạo ra được 64 loại codon.
Sự đa dạng của mã di truyền trên phân tử mRNA tạo nên sự đa dạng về thành phần hoá học và cấu trúc của protein.
Dịch mã là quá trình tổng hợp chuỗi polypeptide (protein) dựa trên trình tự nucleotide trên bản phiên mã của gene (mRNA).
Các tính trạng ở sinh vật đều do gene quy định. Mối quan hệ giữa gene và tính trạng thể hiện qua dòng thông tin: gene (DNA) → mRNA → protein → tính trạng.
Mỗi loài và cơ thể sinh vật có một hệ gene riêng, trong đó mỗi gene có thể quy định nhiều loại mRNA và protein khác nhau, do đó quy định các tính trạng khác nhau, tạo nên sự đa dạng về tính trạng của các loài.
EM CÓ THỂ
Sử dụng kiến thức về mã di truyền để giải thích cách gene quy định tính trạng (điều khiển các hoạt động sống của tế bào và cơ thể) thông qua dòng thông tin được truyền từ DNA tới protein qua mRNA.
Giải thích được tại sao cùng một loài sinh vật (ví dụ: cây hoa hồng) nhưng mỗi cá thể lại có những đặc điểm khác nhau (ví dụ: có cây hoa đỏ, có cây hoa trắng, có cây hoa hồng,...).
Tính trạng của sinh vật do gene quy định, song có thể bị chi phối bởi các yếu tố của môi trường bên trong và bên ngoài cơ thể. Ví dụ: Một cây cẩm tú cầu sẽ có màu hoa khác nhau khi trồng ở những vùng đất có độ pH khác nhau.
Trong tế bào, hầu hết các gene có sản phẩm phiên mã tham gia dịch mã tạo chuỗi polypeptide. Tuy vậy, có một số nhóm gene (như các gene mã hoá tRNA) có sản phẩm phiên mã không được dịch mã. Ở đây, sản phẩm được gene mã hoá không phải protein mà là RNA.

Bài 41. Đột biến gene MỤC TIÊU: Phát biểu được khái niệm đột biến gene. Lấy được ví dụ minh hoạ. Trình bày được ý nghĩa và tác hại của đột biến gene. Bằng các k

Ở mỗi gene, đột biến có thể phát sinh theo nhiều hướng khác nhau tạo ra nhiều allele khác nhau của gene đó. Ví dụ: Các allele số 1, 2, 3 trong Hình 41.1 là sản phẩm đột biến theo ba hướng khác nhau của allele kiểu dại. Đột biến chỉ liên quan đến một cặp nucleotide trên gene được gọi là đột biến điểm.
Ví dụ: Ở người, allele Hbβ⁺ mã hoá chuỗi beta globin dạng sợi, hoà tan. Do đột biến thay thế một cặp nucleotide T – A bằng một cặp A – T làm xuất hiện allele Hbβ đột biến mã hoá chuỗi beta globin dạng tinh thể, không tan. Người mang allele Hbβ đột biến bị mắc bệnh thiếu máu hồng cầu hình liềm.
II – Ý nghĩa và tác hại của đột biến gene
1. Ý nghĩa của đột biến gene
a) Đối với đa dạng sinh học
Do đột biến, mỗi gene có thể có nhiều allele. Vì hệ gene của mỗi loài thường chứa số lượng gene lớn nên trong mỗi quần thể sinh vật thường mang nhiều allele đột biến khác nhau. Qua giao phối sẽ xuất hiện nhiều loại kiểu gene và kiểu hình mới, góp phần tạo nên sự đa dạng sinh học. Ví dụ: Gene I quy định nhóm máu ở người (hệ thống ABO), do đột biến đã tạo ra ba allele: Iᴬ, I, Iᴼ, qua giao phối đã tạo ra sáu loại kiểu gene và bốn loại kiểu hình là các nhóm máu: O, A, B và AB trong quần thể người.
Từ các allele đột biến: Iᴬ, Iᴮ, Iᴼ, viết các kiểu gene quy định nhóm máu ở người.
b) Đối với thực tiễn
Có những đột biến gene làm thay đổi cấu trúc và chức năng của protein theo hướng có lợi cho thể đột biến. Ví dụ: Giống lúa CM5 (do Viện Di truyền Nông nghiệp, Việt Nam tạo ra) mang gene bị biến đổi cấu trúc, dẫn đến thay đổi chức năng protein do gene mã hoá. Kết quả là giống lúa CM5 biểu hiện những tính trạng tốt: năng suất cao, chịu rét, chống chịu sâu bệnh khá và đặc biệt là chịu mặn tốt.
Ngày nay, các nhà khoa học đã và đang sử dụng tác nhân vật lí, hoá học và kĩ thuật di truyền để chủ động gây đột biến gene trên nhiều đối tượng sinh vật phục vụ cho công tác tạo giống mới. Ví dụ: Sử dụng tia gamma ($\gamma$) để tạo nấm sợi đột biến có hiệu suất sản sinh kháng sinh penicillin gấp nhiều lần so với dạng tự nhiên.
2. Tác hại của đột biến gene
Do đột biến, một gene nào đó trong hệ gene có thể trở nên không hoạt động (bất hoạt) dẫn tới các tế bào mang gene đột biến bị thiếu hoặc không có sản phẩm của gene đó. Sự thiếu hoặc không có sản phẩm của gene sẽ ảnh hưởng đến các quá trình sinh lí, sinh hoá trong tế bào, khi đó cơ thể dễ mắc các bệnh, tật di truyền.
Đa số đột biến gene là lặn và có hại cho thể đột biến vì chúng phá vỡ sự hài hoà trong kiểu gene đã được duy trì qua lịch sử phát triển của loài. Ngoài ra, tính chất có lợi hay có hại của đột biến gene còn phụ thuộc vào chức năng gene, các điều kiện môi trường bên trong và bên ngoài cơ thể.

Đúng hay sai khi cho rằng đột biến gene vừa có lợi vừa có hại? Lấy ví dụ. Quan sát Hình 41.2, cho biết trong sản xuất thể đột biến nào có lợi, thể đột biến nào

Chương XII DI TRUYỀN NHIỄM SẮC THỂ Bài 42. Nhiễm sắc thể và bộ nhiễm sắc thể MỤC TIÊU Nêu được khái niệm nhiễm sắc thể. Mô tả được hình dạng nhiễm sắc thể thông

2. Hình dạng và cấu trúc của nhiễm sắc thể
a) Hình dạng nhiễm sắc thể
Hình dạng NST được quan sát ở kì giữa của quá trình phân bào, khi đó các NST ở trạng thái kép và đóng xoắn cực đại, thể hiện hình dạng đặc trưng. Ở thời điểm này, NST thường có dạng hình que, hình chữ V, hình chữ X hoặc hình hạt,... (Hình 42.2).
Mỗi NST kép gồm hai chromatid (nhiễm sắc tử) chị em, gắn với nhau ở tâm động. Tâm động giúp NST gắn vào thoi phân bào khi tế bào phân chia. Tâm động có thể nằm ở vị trí giữa (tâm cân) hoặc ở đầu mút (tâm mút) hoặc ở các vị trí còn lại của NST (tâm lệch). Ở các NST tâm lệch, tâm động là điểm giới hạn giữa một bên là cánh ngắn và một bên là cánh dài của NST đó (Hình 42.3).
Mô tả hình dạng và gọi tên vị trí tâm động của mỗi NST trong Hình 42.2a, b, c, d.
Các vị trí A, B, C ở Hình 42.2d tương ứng với những bộ phận nào của NST?
b) Cấu trúc nhiễm sắc thể
NST được cấu tạo bởi DNA và protein histone. Mỗi chromatid gồm một phân tử DNA liên kết với nhiều phân tử protein histone tạo thành sợi nhiễm sắc, sợi nhiễm sắc được cuộn xoắn qua nhiều mức độ khác nhau tạo nên NST (Hình 42.4).
Mỗi NST trong tế bào ở Hình 42.4 chứa bao nhiêu phân tử DNA?
Các gene được sắp xếp như thế nào trên NST?
Nhờ cách cấu trúc đặc biệt mà phân tử DNA có kích thước lớn, mang nhiều gene được "đóng gói" bên trong mỗi NST và nằm gọn trong nhân tế bào. Trong nhân tế bào, NST là cấu trúc mang gene, các gene sắp xếp theo chiều dọc trên NST.
A
B
C
a) b) c) d)
Hình 42.2 Một số hình dạng của nhiễm sắc thể
Nhiễm sắc thể đơn
Nhiễm sắc thể kép
Cánh ngắn
Nhân đôi
Tâm động
Cánh dài
Chromatid chị em
Hình 42.3 Hình dạng nhiễm sắc thể trạng thái đơn và kép
Tế bào sinh dưỡng
Nhân tế bào
Nhiễm sắc thể
Protein histone
Gene
Gene
Hình 42.4 Cấu trúc của nhiễm sắc thể

II – Bộ nhiễm sắc thể
1. Khái niệm bộ nhiễm sắc thể
Trong nhân tế bào sinh dưỡng, các NST tồn tại thành từng cặp, mỗi cặp gồm hai chiếc giống nhau về hình dạng, kích thước và cấu trúc gọi là cặp NST tương đồng. Ví dụ: các NST trong tế bào sinh dưỡng của ruồi giấm cái (Hình 42.5).
Bộ NST gồm các cặp NST tương đồng gọi là bộ NST lưỡng bội, kí hiệu là 2n.
Trong các giao tử, mỗi cặp NST tương đồng ở tế bào sinh dưỡng chỉ còn một chiếc. Vì vậy, số lượng NST ở giao tử đã giảm đi một nửa, gọi là bộ NST đơn bội, kí hiệu là n.
Hình 42.5 Bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội ở ruồi giấm cái (Drosophila melanogaster)
Nghiên cứu Bảng 42.1, thực hiện các yêu cầu sau:
Xác định số lượng NST trong giao tử của mỗi loài bằng cách hoàn thành vào vở theo mẫu Bảng 42.1.
Nêu điểm khác nhau giữa bộ NST lưỡng bội và bộ NST đơn bội.
Nhận xét về số lượng NST trong bộ NST ở các loài.
Bảng 42.1. Bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội (2n) và đơn bội (n) của một số loài
Loài / Số lượng NST trong tế bào, Người, Tinh tinh, Gà, Cà chua, Ruồi giấm, Đậu hà lan, Ngô, Lúa nước, Bắp cải
Tế bào sinh dưỡng, 46, 48, 78, 24, 8, 14, 20, 24, 18
Tế bào giao tử, ?, ?, ?, ?, ?, ?, ?, ?, ?
2. Tính chất đặc trưng của bộ nhiễm sắc thể
Tìm hiểu thông tin trong Bảng 42.1, trả lời các câu hỏi sau:
Dựa vào thông tin nào có thể nhận biết được sự khác biệt về bộ NST giữa các loài?
Đúng hay sai khi nói rằng cà chua và lúa nước cùng có chung một bộ NST? Giải thích.
Mỗi loài sinh vật có một bộ NST riêng, đặc trưng về số lượng, hình dạng và cấu trúc của NST. Các cá thể cùng loài đều mang bộ NST đặc trưng của loài. Ví dụ: Các giống ngô hiện nay được trồng ở nhiều quốc gia đều có bộ NST $2n = 20$; nhiều giống chó nhà được nuôi ở nhiều nơi trên thế giới đều có bộ NST $2n = 78$,…
Sự khác nhau về số lượng NST trong bộ NST lưỡng bội giữa các loài sinh vật không phản ánh sự khác nhau về mức độ tiến hoá (thời kì phát sinh loài) giữa chúng.
Bộ NST của các loài có thể giống nhau về số lượng NST nhưng hình dạng và đặc biệt là cấu trúc NST sẽ khác nhau.

$III – Thực hành: Quan sát tiêu bản nhiễm sắc thể dưới kính hiển vi 1. Chuẩn bị a) Dụng cụ Kính hiển vi quang học có chỉ số phóng đại vật kính $10\times$, $40\ti$

III – Thực hành: Quan sát tiêu bản nhiễm sắc thể dưới kính hiển vi
1. Chuẩn bị
a) Dụng cụ
Kính hiển vi quang học có chỉ số phóng đại vật kính $10\times$, $40\times$, $100\times$.
Dầu soi kính hiển vi.
Giấy mềm, cồn $70^o$.
Bút vẽ, vở ghi.
Máy ảnh (nếu có).
b) Mẫu vật
Tiêu bản cố định NST tế bào một số loài.
c) Tìm hiểu cơ sở quan sát tiêu bản nhiễm sắc thể
Dùng vật kính có độ phóng đại nhỏ để lựa chọn điểm quan sát đạt yêu cầu.
Trong tiêu bản có các tế bào đang ở các kì khác nhau: Tế bào ở kì trung gian không nhìn rõ hình dạng NST; NST quan sát rõ nhất ở kì giữa, khi đó NST tập trung ở giữa tế bào. Để quan sát rõ hình dạng NST cần xác định tế bào ở kì giữa của quá trình phân bào.
Chuyển sang vật kính có độ phóng đại lớn hơn để quan sát rõ số lượng, hình dạng NST.
2. Cách tiến hành
Bước 1: Chọn vật kính có độ phóng đại thấp ($10\times$) để điều chỉnh độ hội tụ ánh sáng (Hình 42.6a).
Bước 2: Đặt tiêu bản lên bàn kính, dùng kẹp để giữ tiêu bản. Vặn ốc sơ cấp để đưa vật kính $10\times$ tiến gần vào tiêu bản.
Bước 3: Vặn ốc sơ cấp kết hợp vặn ốc thứ cấp để điều chỉnh hình ảnh NST cho rõ nét.
Bước 4: Chuyển sang quan sát tiêu bản ở vật kính $40\times$ (Hình 42.6b).
Bước 5: Quan sát tiêu bản ở vật kính $100\times$.
Nhỏ một giọt dầu soi kính vào tiêu bản cần quan sát (Hình 42.6c).
Vặn ốc sơ cấp để đưa vật kính $100\times$ tiến gần vào tiêu bản, đầu vật kính ngập vào giọt dầu vừa nhỏ.
Vặn ốc thứ cấp để điều chỉnh hình ảnh cho rõ nét.
Bước 6: Lau sạch dầu soi kính trên vật kính $100\times$.
Dùng giấy mềm có tẩm cồn $70^o$ đặt nhẹ nhàng lên bề mặt vật kính $100\times$.
Giữ yên vài giây để giấy tẩm cồn hút hết dầu soi trên bề mặt vật kính.
Kiểm tra mâm kính, nếu có dính dầu soi kính, dùng giấy mềm có tẩm cồn $70^o$ lau sạch.
Hình 42.6 Các bước quan sát tiêu bản nhiễm sắc thể dưới kính hiển vi

3. Kết quả
BÁO CÁO THỰC HÀNH
Họ và tên: ... Lớp: ...
Mục đích thí nghiệm: Quan sát NST dưới kính hiển vi
Chuẩn bị: Dụng cụ thí nghiệm: ...
Các bước tiến hành: Mô tả các bước tiến hành: ...
Kết quả thí nghiệm: Dựa vào kết quả quan sát NST dưới kính hiển vi hoặc ảnh chụp, vẽ hình NST vào vở và hoàn thành thông tin theo mẫu Bảng 42.2.
Bảng 42.2. Kết quả quan sát tiêu bản nhiễm sắc thể
Nội dung / Loại tế bào, Số lượng NST, Mô tả hình dạng NST, Kiểu sắp xếp NST (giữa tế bào/ ở 2 cực tế bào/ sắp xếp ngẫu nhiên)
?, ?, ?, ?
?, ?, ?, ?
EM ĐÃ HỌC
NST là cấu trúc mang gene nằm trong nhân tế bào, là cơ sở vật chất chủ yếu của tính di truyền ở cấp độ tế bào của sinh vật nhân thực.
Mỗi loài sinh vật có bộ NST đặc trưng về số lượng, hình dạng và cấu trúc. Trong tế bào sinh dưỡng, các NST tồn tại thành từng cặp tương đồng. Bộ NST lưỡng bội có chứa các cặp NST tương đồng, mỗi cặp gồm hai chiếc. Bộ NST trong các giao tử là bộ NST đơn bội, có số lượng NST giảm đi một nửa so với tế bào sinh dưỡng.
NST được cấu tạo bởi chất nhiễm sắc, bao gồm DNA và protein histone. Mỗi NST đơn chứa một phân tử DNA và nhiều phân tử histone. Khi DNA tái bản, NST đơn biến đổi thành NST kép.
Trong nhân tế bào, NST là cấu trúc mang gene, các gene sắp xếp theo chiều dọc trên NST.
Quan sát hoặc chụp ảnh được hình dạng và vị trí phân bố của NST trong tế bào dưới kính hiển vi, vẽ hình ảnh NST quan sát được vào vở.
EM CÓ THỂ
Nhận biết được trong cơ thể sinh vật, tế bào ở cơ quan nào mang bộ NST lưỡng bội hoặc đơn bội.
Xác định được số lượng và phân biệt được hình dạng các NST trong tế bào của một sinh vật thông qua quan sát tiêu bản NST của sinh vật đó dưới kính hiển vi.
Ở các loài sinh vật, NST là cấu trúc mang gene, tuy nhiên các nhà khoa học đã phát hiện ra NST Y ở loài ruồi giấm không mang gene nào mặc dù NST này vẫn tồn tại trong tế bào.

Bài 43. Nguyên phân và giảm phân
MỤC TIÊU:
Nêu được khái niệm nguyên phân và giảm phân, lấy được ví dụ. Nêu được ý nghĩa về mặt di truyền học của nguyên phân và giảm phân.
Phân biệt được nguyên phân, giảm phân và mối liên hệ giữa hai quá trình này trong sinh sản hữu tính.
Thông qua sơ đồ lai cặp gene, trình bày được cơ chế biến dị tổ hợp trong giảm phân và thụ tinh.
Nêu được nhiễm sắc thể vừa là vật chất mang thông tin di truyền, vừa là đơn vị truyền đạt vật chất di truyền qua các thế hệ tế bào và cơ thể.
Trình bày được các ứng dụng của nguyên phân và giảm phân trong thực tiễn.
Tại sao từ một quả trứng gà ban đầu chỉ chứa một tế bào hợp tử, sau thời gian được gà mẹ ấp sẽ nở ra một gà con gồm hàng tỉ tế bào?
I – Nguyên phân
1. Khái niệm nguyên phân
Ở sinh vật nhân thực, các tế bào được sinh ra và lớn lên thường đến một giới hạn nhất định sẽ phân chia bằng hình thức nguyên phân để tạo ra các tế bào mới.
Nguyên phân là hình thức phân bào có ở hầu hết tế bào sinh dưỡng và tế bào sinh sản đang ở giai đoạn sinh trưởng. Quá trình nguyên phân diễn ra qua hai giai đoạn: phân chia nhân và phân chia tế bào chất. Phân chia nhân diễn ra qua bốn kì (Hình 43.1), trong đó các NST nhân đôi trước khi bước vào kì đầu. Phân chia tế bào chất diễn ra đồng thời với kì cuối của phân chia nhân.
Hình 43.1 Sơ đồ quá trình nguyên phân ở tế bào động vật
Đọc thông tin trên kết hợp quan sát Hình 43.1, thực hiện các yêu cầu sau:
Cho biết từ một tế bào mẹ, qua một lần nguyên phân tạo ra bao nhiêu tế bào con.
So sánh bộ NST ở các tế bào con với bộ NST ở tế bào mẹ.
Cho biết nguyên phân là gì.

Qua mỗi lần nguyên phân, từ một tế bào mẹ tạo ra hai tế bào con. Các tế bào con này có thể lại bước vào những đợt nguyên phân tiếp theo để tạo ra nhiều thế hệ tế bào con mới, các tế bào này cấu trúc nên các mô, cơ quan hoặc thay thế các tế bào bị thương, tế bào già bị chết.
Ví dụ về nguyên phân: Ở thực vật, khi hạt nảy mầm, tế bào phôi ở trong hạt nguyên phân liên tiếp và biệt hoá tạo ra số lượng lớn tế bào hình thành các cơ quan như rễ, thân, lá,... Ở người, tế bào ở tầng tế bào sống của da nguyên phân liên tục để tạo các tế bào mới thay thế các tế bào da bị chết.
Nếu thêm ví dụ về nguyên phân mà em biết.
2. Ý nghĩa di truyền học của nguyên phân
Đối với cơ thể đa bào, trong quá trình sinh trưởng và phát triển, nhờ nguyên phân, các thế hệ tế bào của cơ thể luôn nhận được bộ NST giống nhau và giống với tế bào mẹ. Ở những loài sinh sản vô tính, vật chất di truyền (bộ NST) của cơ thể mẹ cũng được truyền nguyên vẹn cho các thế hệ con cháu nhờ nguyên phân.
Đối với cơ thể đơn bào nhân thực, nguyên phân là hình thức sinh sản của tế bào mẹ để sinh ra các thế hệ con cháu có vật chất di truyền giống tế bào mẹ.
II – Giảm phân
1. Khái niệm giảm phân
Trong sinh sản hữu tính, vật chất di truyền của hợp tử là sự tổ hợp vật chất di truyền của bố và mẹ. Để duy trì bộ NST đặc trưng của loài qua các thế hệ con cháu thì quá trình giảm phân ở bố mẹ phải tạo ra giao tử có số lượng NST giảm đi một nửa so với tế bào sinh dưỡng.
Quan sát Hình 43.2 và thực hiện các yêu cầu sau:
Cho biết từ một tế bào mẹ, qua giảm phân tạo ra bao nhiêu tế bào con.
So sánh bộ NST ở các tế bào con so với bộ NST ở tế bào mẹ.
Cho biết giảm phân là gì.
Giảm phân I
Giảm phân II
Tế bào mẹ
Kì đầu I
Kì giữa I
Kì sau I
Kì cuối I
Kì đầu II
Kì giữa II
Kì sau II
Kì cuối II
Hình 43.2 Sơ đồ quá trình giảm phân ở tế bào động vật

Giảm phân diễn ra ở các tế bào tham gia sinh sản hữu tính (tế bào sinh dục giai đoạn chín). Quá trình giảm phân gồm hai lần phân chia tế bào kế tiếp nhau (giảm phân I và giảm phân II), trong đó NST chỉ nhân đôi một lần trước khi tế bào bước vào giảm phân I.
Ví dụ về giảm phân: Ở nam giới, khi đến tuổi dậy thì, các tế bào sinh tinh (2n) trong tinh hoàn giảm phân tạo ra các tinh trùng (n). Ở cây ngô, sự hình thành tế bào trứng (n) diễn ra ở noãn nằm trong bầu nhụy; trong noãn, mỗi tế bào mẹ đại bào tử (2n) tiến hành giảm phân cho ra bốn đại bào tử (n).
?
Nêu thêm ví dụ về giảm phân mà em biết.
2. Ý nghĩa di truyền học của giảm phân
Quá trình giảm phân tạo ra các giao tử đơn bội. Trong thụ tinh, sự kết hợp giữa giao tử đực với giao tử cái sẽ khôi phục lại bộ NST lưỡng bội ở các hợp tử. Nhờ có giảm phân kết hợp với thụ tinh đã giúp thế hệ con nhận được vật chất di truyền của cả bố và mẹ. Mặt khác, giảm phân tạo ra các giao tử chứa tổ hợp NST khác nhau nên trong thụ tinh, các giao tử đực và giao tử cái kết hợp với nhau một cách ngẫu nhiên sẽ tạo ra vô số kiểu tổ hợp NST trong các hợp tử (biến dị tổ hợp), dẫn tới xuất hiện nhiều loại kiểu gene và kiểu hình ở đời con. Sự đa dạng về kiểu gene và kiểu hình cung cấp nguồn biến dị di truyền phong phú cho quần thể sinh vật.
?
Quan sát Hình 43.3 kết hợp kiến thức đã học, trả lời các câu hỏi sau:
Thế hệ F$_{1}$ có bao nhiêu loại kiểu gene và kiểu hình mới được tạo thành do tổ hợp lại các allele của bố mẹ?
Những quá trình nào đã làm xuất hiện các biến dị tổ hợp ở phép lai này? Giải thích.
Xét phép lai hai cặp gene quy định chiều cao cây và màu hoa ở đậu hà lan.
Quy ước:
A: thân cao B: hoa tím
a: thân thấp b: hoa trắng
Hai cặp gene này nằm trên hai cặp NST tương đồng.
Hình 43.3 Sơ đồ phép lai hai cặp gene ở đậu hà lan

III – Phân biệt nguyên phân, giảm phân và mối quan hệ giữa nguyên phân, giảm phân
Phân biệt nguyên phân, giảm phân
Trong cơ thể đa bào, phần lớn các tế bào chỉ có duy nhất kiểu phân bào nguyên phân. Tuy nhiên, các tế bào tham gia sinh sản hữu tính có thể thực hiện cả phân bào nguyên phân và giảm phân. Hai quá trình phân bào này có những điểm khác biệt nhưng cũng có mối quan hệ qua lại với nhau.
Cho các từ khoá sau: bộ NST n; bộ NST 2n; khác tế bào mẹ; giống tế bào mẹ; hai tế bào con; bốn tế bào con; tế bào sinh dưỡng; tế bào sinh dục giai đoạn chín.
Dựa vào kiến thức đã học, sử dụng các từ khoá đã cho để hoàn thành vào vở bảng phân biệt nguyên phân, giảm phân theo mẫu Bảng 43.1.
Bảng 43.1. Phân biệt nguyên phân, giảm phân
Nội dung phân biệt, Nguyên phân, Giảm phân
Tế bào thực hiện phân bào, ?, ?
Kết quả phân bào từ một tế bào mẹ (2n), ?, ?
Số lượng NST trong tế bào con, ?, ?
Các tế bào con có bộ NST giống hay khác tế bào mẹ, ?, ?
Mối quan hệ giữa nguyên phân và giảm phân trong sinh sản hữu tính
Ở sinh vật sinh sản hữu tính, bộ NST đặc trưng của loài được duy trì ổn định qua các thế hệ cơ thể nhờ các quá trình nguyên phân, giảm phân và thụ tinh. Mối quan hệ giữa ba quá trình này được thể hiện trong Hình 43.4.
Hình 43.4. Mối quan hệ giữa nguyên phân, giảm phân và thụ tinh trong sinh sản hữu tính
Nêu mối quan hệ giữa nguyên phân, giảm phân trong sinh sản hữu tính.
Đúng hay sai khi nói rằng NST vừa là vật chất mang thông tin di truyền vừa là đơn vị truyền đạt vật chất di truyền qua các thế hệ tế bào và thế hệ cơ thể? Giải thích.
IV – Ứng dụng của nguyên phân và giảm phân trong thực tiễn
Nguyên phân và giảm phân là những quá trình giúp sinh vật sinh trưởng, phát triển và sinh sản. Con người đã và đang ứng dụng các quá trình này vào thực tiễn trên những đối tượng sinh vật khác nhau.

Quan sát Hình 43.5, cho biết công nghệ nào ứng dụng nguyên phân, công nghệ nào ứng dụng giảm phân và thụ tinh.
a) Nuôi cấy mô thực vật giúp nhân lên số lượng lớn cây có cùng kiểu gene
b) Nuôi cấy tế bào phôi tạo ngân hàng tế bào gốc sử dụng trong điều trị bệnh ở người
c) Thụ tinh trong ống nghiệm phục vụ chuyên khoa y học hiếm muộn
d) Nuôi cấy tế bào ung thư phục vụ nghiên cứu khoa học
Hình 43.5 Một số công nghệ ứng dụng nguyên phân, giảm phân và thụ tinh trong thực tiễn
EM ĐÃ HỌC
Nguyên phân là hình thức phân chia tế bào mà trong đó các tế bào con được tạo ra có bộ NST giống nhau và giống tế bào mẹ ban đầu.
Giảm phân là hình thức phân bào diễn ra ở các tế bào tham gia sinh sản hữu tính, từ một tế bào mẹ tạo ra bốn tế bào con có số lượng NST giảm đi một nửa, các tế bào con chứa tổ hợp NST khác nhau.
Sự phối hợp giữa nguyên phân, giảm phân và thụ tinh là cơ chế duy trì bộ NST đặc trưng của loài qua các thế hệ tế bào và qua các thế hệ cơ thể. Giảm phân và thụ tinh là hai cơ chế làm xuất hiện các biến dị tổ hợp ở các loài sinh sản hữu tính.
NST vừa là vật chất mang thông tin di truyền, vừa là đơn vị truyền đạt vật chất di truyền qua các thế hệ tế bào và cơ thể.
EM CÓ THỂ
Giải thích được hiện tượng vết thương ở người liền lại sau một thời gian.
Kỉ lục về thời gian phân bào
Mỗi bé gái khi còn đang ở trong bụng mẹ thì các tế bào sinh trứng (noãn nguyên bào) đã tiến hành giảm phân và dừng lại ở giai đoạn đầu giảm phân I (noãn bào bậc 1). Đến tuổi dậy thì, trứng chín thì noãn bào bậc 1 mới kết thúc giảm phân I, chuyển sang giảm phân II và dừng lại khi giảm phân II chưa kết thúc (noãn bào bậc 2). Khi trứng chín và rụng, nếu tinh trùng xâm nhập vào trứng thì trứng mới kết thúc giảm phân II và sự thụ tinh xảy ra, hợp tử được tạo thành. Giả sử một người phụ nữ sinh con đầu lòng khi 24 tuổi thì tế bào sinh trứng trong buồng trứng của người phụ nữ này đã thực hiện giảm phân từ 24 + 1 = 25 năm về trước.
Khác với nữ giới, ở nam giới, các tế bào sinh tinh trong tinh hoàn chỉ bắt đầu giảm phân khi đến tuổi dậy thì. Như vậy, kỉ lục về thời gian phân bào thuộc về các tế bào sinh trứng ở nữ giới.

Bài 44. Nhiễm sắc thể giới tính và cơ chế xác định giới tính MỤC TIÊU: Nêu được khái niệm nhiễm sắc thể giới tính và nhiễm sắc thể thường. Trình bày được cơ chế

II – Cơ chế xác định giới tính
Giới tính của đa số các loài phụ thuộc vào sự có mặt của cặp NST giới tính trong tế bào. Ví dụ: Ở ruồi giấm, ở người và các động vật có vú khác, cá thể đực có cặp NST giới tính gồm hai chiếc khác nhau, kí hiệu là XY; cá thể cái có cặp NST giới tính gồm hai chiếc giống nhau, kí hiệu là XX. Ở chim, một số loài cá và một số loài côn trùng, con đực có cặp NST giới tính gồm hai chiếc giống nhau, kí hiệu là ZZ; con cái có cặp NST giới tính gồm hai chiếc khác nhau, kí hiệu là ZW.
Ngoài kiểu xác định giới tính phụ thuộc vào sự có mặt của NST giới tính, ở một số loài ong và kiến, giới tính được xác định bằng mức bội thể của cơ thể: con đực được phát triển từ trứng không được thụ tinh, là cơ thể đơn bội (n), con cái được phát triển từ trứng được thụ tinh, là cơ thể lưỡng bội (2n).
Ở đa số các loài giao phối, cơ chế xác định giới tính là sự phân li của cặp NST giới tính trong quá trình phát sinh giao tử và sự tổ hợp lại cặp NST giới tính trong thụ tinh.
Cơ chế xác định giới tính ở người được thể hiện ở hình sau:
Hình 44.2 Cơ chế xác định giới tính ở người
Quan sát Hình 44.2 và đọc thông tin trên, thực hiện các yêu cầu sau:
Trình bày cơ chế xác định giới tính ở người.
Giải thích vì sao trong thực tế, tỉ lệ bé trai và bé gái sơ sinh xấp xỉ 1:1.
III – Các yếu tố ảnh hưởng đến sự phân hoá giới tính
Cặp NST giới tính trong bộ NST lưỡng bội quyết định giới tính cơ thể. Bên cạnh đó, giới tính cũng bị ảnh hưởng bởi các yếu tố khác thuộc môi trường trong và ngoài cơ thể.
Yếu tố môi trường trong cơ thể: Nếu cho hormone sinh dục tác động vào những giai đoạn sớm trong sự phát triển cá thể có thể làm thay đổi giới tính dù cặp NST giới tính không thay đổi. Ví dụ: Dùng hormone sinh dục đực methyltestosterone tác động vào cá vàng cái có thể làm cá cái chuyển thành cá đực.

Yếu tố môi trường ngoài: Nhiệt độ ấp trứng sau thụ tinh ở một số loài bò sát như rắn, rùa,... cũng ảnh hưởng đến ti lệ đực, cái ở con non (Hình 44.3); đưa chuột được hun khói thì tỉ lệ hoa cái tăng; thầu dầu trồng trong ánh sáng cường độ yếu thì tỉ lệ hoa đực giảm.
Hình 44.3 Nhiệt độ áp trứng ảnh hưởng đến giới tính của rùa con ở loài rùa xanh (Vích)
Nhờ hiểu được cơ chế xác định giới tính và các yếu tố ảnh hưởng tới sự phân hoá giới tính, con người có thể chủ động điều chỉnh tỉ lệ đực, cái ở vật nuôi cho phù hợp với mục tiêu sản xuất. Ví dụ: tạo ra nhiều bê đực để nuôi lấy thịt; tạo ra nhiều bê cái để nuôi lấy sữa; tạo ra nhiều tằm đực để lấy tơ,...
Nếu những yếu tố ảnh hưởng đến sự phân hoá giới tính và lấy thêm ví dụ.
EM ĐÃ HỌC
NST thường gồm nhiều cặp tương đồng, giống nhau giữa giới đực và giới cái, chứa các gene quy định tính trạng thường. NST giới tính thường có một cặp, tương đồng hoặc không tương đồng, khác nhau giữa giới đực và giới cái, có thể chứa gene quy định giới tính và các gene khác.
Cơ chế xác định giới tính là sự phân li cặp NST giới tính trong giảm phân và tổ hợp lại trong thụ tinh. Tính theo lí thuyết, tỉ lệ phân li giới tính là 1 đực : 1 cái.
Sự phân hoá giới tính chịu ảnh hưởng của các yếu tố bên trong cơ thể và bên ngoài môi trường. Con người đã chủ động điều khiển giới tính vật nuôi phù hợp với mục tiêu sản xuất.
EM CÓ THỂ
Vận dụng kiến thức về các yếu tố ảnh hưởng đến sự phân hoá giới tính để đề xuất biện pháp điều khiển giới tính của một số loài vật nuôi phù hợp với mục tiêu sản xuất.
Ngoài các hệ thống xác định giới tính XY và ZW, còn có cơ chế xác định giới tính khác. Ở ong và một số côn trùng, cơ chế xác định giới tính do số lượng bộ NST quy định, bộ NST lưỡng bội quy định con cái, bộ NST đơn bội quy định con đực. Trong khi ở châu chấu, tôm, ve sâu,... chỉ có một NST giới tính; con đực có kiểu NST giới tính là XO (chỉ có một NST giới tính X), con cái có 2 NST giới tính là XX.

Bài 45. Di truyền liên kết
MỤC TIÊU:
Dựa vào sơ đồ phép lai, trình bày được khái niệm di truyền liên kết và phân biệt với quy luật phân li độc lập.
Nêu được một số ứng dụng về di truyền liên kết trong thực tiễn.
Khi làm thí nghiệm trên ruồi giấm, quan sát thấy có hiện tượng tính trạng thân xám thường di truyền cùng cánh dài, tính trạng thân đen thường di truyền cùng cánh cụt. Đây là hiện tượng gì?
I – Quy luật di truyền liên kết
1. Thí nghiệm của Morgan
Thomas Hunt Morgan (1866 – 1945) là nhà di truyền học người Mĩ, ông là người đầu tiên phát hiện hiện tượng di truyền liên kết trên ruồi giấm vào năm 1910.
Cách tiến hành và kết quả thí nghiệm của Morgan được trình bày dưới đây:
Ptc: Ruồi thân xám, cánh dài × Ruồi thân đen, cánh cụt
F1: 100% ruồi thân xám, cánh dài
Cho ruồi đực F1 lai phân tích
♂ F1 ruồi thân xám, cánh dài × ♀ ruồi thân đen, cánh cụt
Fa: 50% ruồi thân xám, cánh dài : 50% ruồi thân đen, cánh cụt
Dựa vào kết quả thí nghiệm, trả lời các câu hỏi sau:
Phép lai trên gồm những tính trạng nào?
Trong phép lai trên, nếu các tính trạng di truyền theo quy luật di truyền của Mendel thì kết quả phép lai sẽ có bao nhiêu kiểu hình?
Em có nhận xét gì về sự di truyền của các tính trạng trong phép lai trên?
2. Giải thích thí nghiệm
P thuần chủng, F1 thu được 100% ruồi thân xám, cánh dài, nên thân xám và cánh dài là tính trạng trội, thân đen và cánh cụt là tính trạng lặn.
Nếu gene quy định các tính trạng màu thân và chiều dài cánh phân li độc lập thì kết quả phép lai phân tích một tính trạng có tỉ lệ kiểu hình là 1:1, phép lai phân tích hai tính trạng có tỉ lệ kiểu hình là 1:1:1:1. Trong khi đó, kết quả phép lai phân tích trên chỉ thu được hai loại kiểu hình với tỉ lệ 1:1 nên tính trạng màu thân và chiều dài cánh không di truyền theo quy luật phân li độc lập.

Tính trạng thân xám luôn đi cùng với tính trạng cánh dài, tính trạng thân đen luôn đi cùng với tính trạng cánh cụt nên hai cặp gene quy định hai tính trạng này

Bảng 45.1. Phân biệt di truyền liên kết với di truyền phân li độc lập
Đặc điểm phân biệt, Quy luật di truyền, Liên kết gene, Phân li độc lập
Sự di truyền các tính trạng, ?, ?
Sự phân bố của các gene quy định các tính trạng, ?, ?
Biến dị tổ hợp ở đời con, ?, ?
II – Ứng dụng về di truyền liên kết
Di truyền liên kết đảm bảo sự di truyền bền vững của nhóm tính trạng luôn đi cùng với nhau, nên trong chọn giống, người ta có thể ứng dụng để chọn được những nhóm tính trạng tốt luôn đi cùng với nhau, phù hợp với mục tiêu sản xuất của con người.
Hiện nay, các nhà khoa học đã thiết lập được bản đồ gene, biết vị trí gene trên NST của nhiều loài. Việc xác định được vị trí gene trên NST có nhiều ý nghĩa trong nông nghiệp. Con người có thể lựa chọn và chuyển những gene quy định tính trạng tốt nằm trên cùng một NST để tạo thành nhóm tính trạng tốt di truyền cùng nhau. Ví dụ: Chuyển gene để tạo thành nhóm gene quy định cây trồng có sức đề kháng với thuốc diệt cỏ, thuốc diệt côn trùng, tăng sản lượng hoặc nâng cao giá trị dinh dưỡng.
Di truyền liên kết có ý nghĩa như thế nào trong nông nghiệp? Nêu ví dụ.
EM ĐÃ HỌC
Di truyền liên kết là hiện tượng các gene quy định các tính trạng cùng nằm trên một NST có xu hướng di truyền cùng nhau trong quá trình giảm phân.
Các tính trạng do các gene trên một NST quy định luôn di truyền cùng nhau tạo thành nhóm tính trạng di truyền liên kết. Trong chọn giống, có thể ứng dụng di truyền liên kết để chọn được những nhóm tính trạng tốt luôn di truyền cùng nhau, phù hợp với mục tiêu sản xuất của con người.
Di truyền phân li độc lập làm xuất hiện các biến dị tổ hợp, tạo ra sự đa dạng cho sinh giới, còn di truyền liên kết hạn chế biến dị tổ hợp, đảm bảo cho sự di truyền bền vững của nhóm tính trạng.
EM CÓ THỂ
Nhận biết được các tính trạng di truyền liên kết với nhau ở sinh vật.
Giải thích được cơ sở ứng dụng di truyền liên kết gene trong chọn giống.

Bài 46. Đột biến nhiễm sắc thể MỤC TIÊU: Nêu được khái niệm đột biến nhiễm sắc thể. Lấy được ví dụ minh hoạ. Trình bày được ý nghĩa và tác hại của đột biến nhiễ

Kiểu biến đổi cấu trúc NST, Cấu trúc NST trước đột biến, Cấu trúc NST đột biến
Biến đổi cấu trúc xảy ra trong một NST, A B C D E F G H, (1) A B D E F G H (2) A B C B C D E F G H (3) A E D C B F G H
Biến đổi cấu trúc liên quan tới hai NST, A B C D E F G H M N O P Q R, (4) M N O C D E F G H (5) A B P Q R
Hình 46.1 Một số dạng đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể$^{()}$*
Đột biến cấu trúc NST gồm các dạng: mất đoạn, lặp đoạn, đảo đoạn và chuyển đoạn.
Ví dụ đột biến cấu trúc NST: Ruồi giấm mắt dẹt mang đột biến lặp đoạn trên NST giới tính X,...
2. Ý nghĩa và tác hại của đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể
Đột biến cấu trúc NST dẫn đến cấu trúc lại các gene trong hệ gene, có thể làm xuất hiện kiểu hình mới, cung cấp nguyên liệu cho tiến hoá và cho chọn giống. Đột biến cấu trúc NST dẫn đến lặp gene, có thể làm cho một gene có lợi được tăng số bản sao trong hệ gene, điều đó có thể có lợi cho thể đột biến và cho con người. Con người có thể ứng dụng đột biến cấu trúc NST để loại bỏ các gene có hại ra khỏi hệ gene.
Bên cạnh đó, đột biến cấu trúc NST có thể làm hỏng gene, mất gene. Đột biến cấu trúc NST thường liên quan đến nhiều gene nên có khuynh hướng làm mất cân bằng hệ gene và gây hại cho thể đột biến như giảm sức sống, giảm khả năng sinh sản hoặc gây chết. Ví dụ: Ở người, đột biến chuyển đoạn giữa NST số 9 và số 22 dẫn đến bệnh ung thư bạch cầu tuỷ cấp tính; đột biến làm mất một đoạn trên cánh ngắn của NST số 5 gây ra hội chứng cri-du-chat (hội chứng mèo kêu), trẻ mang đột biến này có tiếng khóc giống mèo kêu và thường tử vong trong năm đầu đời sau sinh.
Dạng đột biến cấu trúc NST nào có thể được ứng dụng trong chọn giống để đem lại lợi ích cho con người?
Dạng đột biến cấu trúc NST nào gây hại cho sinh vật? Giải thích.
$^{(*)}$Các chữ cái trên NST minh hoạ các đoạn DNA trên NST

III – Đột biến số lượng nhiễm sắc thể
1. Khái niệm đột biến số lượng nhiễm sắc thể
Quan sát Hình 46.2 và thực hiện các yêu cầu sau:
Nhận xét sự thay đổi số lượng NST trong mỗi tế bào đột biến (Hình 46.2 a, b, c, d) so với tế bào lưỡng bội.
Nêu khái niệm đột biến số lượng NST.
Tế bào lưỡng bội (2n), Tế bào đột biến số lượng NST
a) b) c) d)
Hình 46.2 Tế bào bình thường và các tế bào mang đột biến số lượng nhiễm sắc thể
Số lượng NST trong tế bào có thể bị thay đổi ở một, một số hoặc ở tất cả các cặp NST tương đồng. Dựa vào số cặp NST tương đồng xảy ra đột biến, người ta chia đột biến số lượng NST thành hai dạng:
Đột biến lệch bội: đột biến làm tăng hoặc giảm số lượng NST ở một hoặc một số cặp NST tương đồng. Ví dụ: Ở người, bộ NST lưỡng bội là 2n = 46, người mắc hội chứng Edward (Ét-uốt) mang đột biến lệch bội có 3 NST số 18, 2n + 1 = 47.
Đột biến đa bội: đột biến làm tăng đều số lượng NST ở tất cả các cặp NST tương đồng (bộ NST lớn hơn 2n). Ví dụ: Củ cải đường lưỡng bội có 2n = 18, củ cải đường tam bội có 3n = 27.
Cho biết tế bào nào trong Hình 46.2 mang đột biến lệch bội, tế bào nào mang đột biến đa bội?
2. Ý nghĩa và tác hại của đột biến số lượng nhiễm sắc thể
Trong tự nhiên, đột biến đa bội thường gặp ở thực vật, ít gặp ở động vật. Tế bào đa bội có hàm lượng DNA tăng theo bội số của n, quá trình tổng hợp chất hữu cơ diễn ra mạnh mẽ nên thể đa bội có cơ quan sinh dưỡng lớn, sinh trưởng nhanh và chống chịu tốt với những điều kiện bất lợi của môi trường. Vì vậy, nhiều loài thực vật đa bội hiện đang phân bố ở những vùng có khí hậu khắc nghiệt trên Trái Đất. Đột biến số lượng NST cung cấp nguyên liệu cho quá trình tiến hoá. Ở thực vật, đột biến đa bội góp phần nhanh chóng hình thành loài mới. Đột biến lệch bội đã và đang được sử dụng trong nghiên cứu di truyền học.
Nhiều giống cây đột biến đa bội cho năng suất cao đang được con người trồng ở nhiều quốc gia trên thế giới như lúa mì lục bội (6n), nho tam bội (3n), bông tứ bội (4n),...

Nhiều giống đột biến đa bội được con người tạo ra và đưa vào sản xuất. Ví dụ: Tôm sú 3n sinh trưởng nhanh, kích thước cơ thể lớn, năng suất cao hơn tôm sú 2n.
Đột biến lệch bội thường gây hại cho thể đột biến do mất cân bằng trong hệ gene. Ở người và động vật, sự mất cân bằng trong hệ gene do đột biến lệch bội thường dẫn tới giảm sức sống, thậm chí mất khả năng sinh sản hoặc gây chết. Ví dụ: Người có ba NST ở cặp 21 sẽ mắc hội chứng Down, cơ thể có nhiều dị dạng, vô sinh,... Đột biến đa bội nếu xuất hiện ở những loài sinh vật có hại có thể trở thành tác nhân gây hại cho sản xuất nông nghiệp do thể đột biến có tốc độ sinh trưởng nhanh, chống chịu tốt.
?
Trong các đột biến ở Hình 46.3, cho biết đột biến nào có lợi, đột biến nào có hại đối với con người.
Nêu thêm một số ví dụ về ý nghĩa và tác hại của đột biến số lượng NST.
a) Cà chua 3n quả to, không hạt
NSP bình thường
NSP đột biến cấu trúc
5
5
b) Cặp NST số 5 của người bình thường và của người bị hội chứng mèo kêu
c) Chuối tam bội không hạt
Râu ít phát triển
Tuyến vú phát triển
Tinh hoàn teo
Chân dài
d) Hội chứng Klinefelter (bộ NST 44A+XXY). Cơ thể có nhiều dị dạng, vô sinh
Hình 46.3 Một số dạng đột biến nhiễm sắc thể
EM ĐÃ HỌC
Đột biến NST là những biến đổi về cấu trúc và số lượng NST.
Đột biến cấu trúc NST là những biến đổi làm thay đổi cấu trúc của NST, gồm các dạng: mất đoạn, lặp đoạn, đảo đoạn, chuyển đoạn.
Đột biến số lượng NST làm thay đổi số lượng NST trong bộ NST, gồm đột biến lệch bội và đột biến đa bội. Đột biến số lượng NST xảy ra phổ biến ở thực vật.
Đột biến NST có thể có lợi, có hại hoặc không có lợi cũng không có hại (trung tính) cho thể đột biến. Đột biến NST cung cấp nguyên liệu cho tạo giống mới và cho tiến hoá.
EM CÓ THỂ
Giải thích được tại sao khi trồng những cây thu hoạch thân, lá (như dâu tằm,...), người ta thường trồng giống đa bội hơn là giống lưỡng bội.

Chương XIII DI TRUYỀN HỌC VỚI CON NGƯỜI VÀ ĐỜI SỐNG Bài 47. Di truyền học với con người MỤC TIÊU Nêu được một số ví dụ về tính trạng ở người, khái niệm về bệnh

II – Bệnh và tật di truyền ở người 1. Khái niệm bệnh và tật di truyền Đột biến NST và đột biến ở một số gene đã gây nên các bệnh, tật di truyền. Những thay đổi

4. Một số tật di truyền ở người
Một số tật di truyền ở người như tật hở khe môi, hàm (Hình 47.4a); tật dính hoặc thừa ngón tay, ngón chân (Hình 47.4b).
Trẻ mắc tật hở khe môi, hàm bị ảnh hưởng về khả năng ăn uống, phát âm và các vấn đề răng miệng; phần lớn tật do đột biến gene.
Trẻ bị dính hoặc thừa ngón tay, ngón chân bị ảnh hưởng về khả năng cầm nắm hoặc đi, chạy. Khoảng 20 gene đã biết liên quan đến các tật này.
Các tật di truyền có thể được khắc phục và tạo hình thẩm mĩ nhờ phẫu thuật.
a) Tật hở khe môi, hàm
b) Tật dính hoặc thừa ngón tay, ngón chân
Hình 47.4 Một số tật di truyền ở người
Đọc thông tin trong mục II và quan sát các Hình 47.2, 47.3, 47.4, cho biết đặc điểm nào giúp phân biệt bệnh và tật di truyền.
Nêu thêm một số hội chứng, bệnh và tật di truyền ở người.
III – Một số tác nhân gây bệnh di truyền
Bệnh và tật di truyền do đột biến NST hoặc đột biến gene gây ra. Đột biến ở tần số thấp là đặc điểm tự nhiên của NST và gene, do các sai hỏng tự phát trong tái bản DNA và nhân đôi NST. Tuy nhiên, khi môi trường sống bị ô nhiễm bởi một số tác nhân vật lí, hoá học thì tần số đột biến tăng lên. Các tác nhân như vậy được xem là tác nhân gây bệnh di truyền. Một số tác nhân gây bệnh di truyền như các chất phóng xạ (Hình 47.5a), tia UV và nhiều loại hoá chất trong công nghiệp nhuộm, công nghiệp giấy và nhựa, trong các thuốc trừ sâu và thuốc diệt cỏ hoá học (Hình 47.5b),...
a) Chất phóng xạ thoát ra môi trường từ vụ nổ hạt nhân
b) Thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ hoá học
Hình 47.5 Một số tác nhân vật lí và hoá học gây bệnh di truyền

Cần làm gì để hạn chế tác nhân gây bệnh di truyền?
IV – Vai trò của di truyền học với hôn nhân
1. Di truyền học với hôn nhân và kế hoạch hoá gia đình
Di truyền học là cơ sở giải thích một số tiêu chí trong hôn nhân và kế hoạch hoá gia đình:
Độ tuổi kết hôn: nam từ đủ 20 tuổi trở lên, nữ từ đủ 18 tuổi trở lên.
Hôn nhân một vợ một chồng.
Cấm kết hôn giữa những người có họ trong phạm vi ba đời.
Không lựa chọn giới tính thai nhi.
Không nên sinh con quá sớm hoặc quá muộn. Người mẹ không nên sinh con sau 35 tuổi.
Vận dụng những kiến thức về di truyền học, giải thích cơ sở của tiêu chí hôn nhân một vợ một chồng và không nên sinh con quá sớm hoặc quá muộn.
2. Ý nghĩa của việc cấm kết hôn gần huyết thống
Di truyền học đã chỉ rõ kết hôn gần làm cho các đột biến lặn có hại được biểu hiện ở cá thể đồng hợp với tần số tăng lên đáng kể so với tự nhiên. Tần số bệnh và tật di truyền ở các quần thể tự nhiên vào khoảng 3 – 4% số trẻ sơ sinh, còn ở các cặp hôn nhân có họ hàng thân thuộc, có khoảng 20 – 30% số con cháu bị chết non hoặc mang các bệnh và tật di truyền bẩm sinh.
3. Vấn đề lựa chọn giới tính trong sinh sản
Vấn đề "trọng nam khinh nữ" đã tồn tại từ lâu ở nhiều nơi trên thế giới, dẫn đến các vấn đề về xã hội và y tế như tăng tỉ lệ phá thai, mất cân bằng và kì thị giới tính, giảm sức khoẻ ở phụ nữ,... Luật Hôn nhân và Gia đình nước ta nghiêm cấm lựa chọn giới tính thai nhi dưới mọi hình thức.
Lựa chọn giới tính trong sinh sản dẫn đến nguy cơ gì?
Thái độ và hành động của em như thế nào trước hiện tượng lựa chọn giới tính thai nhi và trọng nam khinh nữ?

Tìm hiểu một số bệnh di truyền và độ tuổi kết hôn ở địa phương
Điều tra hoặc tìm thông tin trên internet hoặc các nguồn tài liệu khác để thực hiện các yêu cầu sau:
Tìm hiểu tình hình các bệnh di truyền phổ biến ở địa phương với những nội dung: tên bệnh, số người/tỉ lệ mắc bệnh, nguyên nhân gây bệnh, giải pháp phòng bệnh hiện hành.
Tìm hiểu độ tuổi kết hôn ở địa phương em.
Hoàn thành vào vở kết quả tìm hiểu một số bệnh di truyền và độ tuổi kết hôn ở địa phương theo mẫu Bảng 47.1 và 47.2.
Bảng 47.1. Kết quả tìm hiểu một số bệnh di truyền ở địa phương
Tên bệnh, Số người/tỉ lệ mắc bệnh, Nguyên nhân gây bệnh, Giải pháp phòng bệnh
?, ?, ?, ?
?, ?, ?, ?
Bảng 47.2. Kết quả tìm hiểu độ tuổi kết hôn ở địa phương
Tên người được điều tra, Giới tính, Độ tuổi kết hôn, Nhận xét (So sánh với độ tuổi cho phép trong Luật Hôn nhân và Gia đình)
?, ?, ?, ?
?, ?, ?, ?
EM ĐÃ HỌC
Một số tính trạng ở người như màu da, kiểu tóc, màu tóc, màu mắt, kiểu mí mắt,...
Bệnh di truyền ở người là những rối loạn về chức năng của các cơ quan trên cơ thể. Tật di truyền là những bất thường về hình thái trên cơ thể. Bệnh và tật di truyền ở người do đột biến gene và đột biến NST. Ngoài nguyên nhân tự phát (do các quá trình sinh học trong tế bào) thì tác nhân ô nhiễm môi trường cũng làm tăng tần số mắc bệnh và tật di truyền trong cộng đồng.
Di truyền học cung cấp cơ sở khoa học cho kế hoạch hoá gia đình trong hôn nhân và các quy định của Luật Hôn nhân và Gia đình ở Việt Nam cũng như nhiều quốc gia trên thế giới, trong đó có việc cấm kết hôn gần huyết thống và cấm lựa chọn giới tính thai nhi.
EM CÓ THỂ
Đề xuất được giải pháp phòng tránh và giảm thiểu nguy cơ mắc bệnh di truyền.
Áp dụng được kiến thức di truyền trong hôn nhân và sinh sản ở người để có các hành vi đúng đắn.

Tại sao cấm kết hôn giữa những người có họ trong phạm vi ba đời? Hình dưới cho thấy tình huống giả định do kết hôn cận huyết giữa những người có họ trong phạm v

Bài 48. Ứng dụng công nghệ di truyền vào đời sống MỤC TIÊU Nêu được một số ứng dụng công nghệ di truyền trong nông nghiệp, y tế, pháp y, làm sạch môi trường, an

2. Tạo vật nuôi chuyển gene Quan sát Hình 48.2, mô tả quá trình tạo động vật chuyển gene. Hình 48.2 Công nghệ tạo động vật chuyển gene Con người ứng dụng công n

Nguyên tắc tương tự được áp dụng trong xác định huyết thống; xác định danh tính hài cốt liệt sĩ trong chiến tranh từ lâu, xác định tử thi trong các vụ án hoặc thảm hoạ (cháy, thiên tai) mà các dữ liệu khác (hình thái, di vật) không đủ để định danh.
Hình 48.4 So sánh dấu vết DNA trong truy tìm tội phạm
III – Ứng dụng công nghệ di truyền trong làm sạch môi trường và an toàn sinh học
Để làm sạch môi trường bị ô nhiễm do rò rỉ các chất thải độc hại như xăng dầu hay chất thải công nghiệp, người ta có thể ứng dụng công nghệ di truyền để tạo ra các chủng vi khuẩn tổng hợp enzyme phân giải chất gây ô nhiễm và sử dụng chúng nhằm làm sạch môi trường.
Trong việc xác định sự có mặt của tác nhân gây nguy cơ mất an toàn sinh học (chẳng hạn vi khuẩn gây ngộ độc thực phẩm hay vũ khí sinh học mang vi khuẩn gây bệnh), người ta có thể sử dụng các dấu vết DNA theo nguyên tắc giống với ứng dụng công nghệ di truyền trong nghiên cứu pháp y để xác định và loại bỏ tác nhân gây mất an toàn sinh học.
Nêu thêm một số ứng dụng công nghệ di truyền trong làm sạch môi trường.
Tìm thông tin về một số sản phẩm ứng dụng công nghệ di truyền ở Việt Nam và ở địa phương em đang sinh sống.
IV – Đạo đức sinh học trong nghiên cứu và ứng dụng công nghệ di truyền
Giống như mọi công nghệ mới, công nghệ di truyền mang lại nhiều lợi ích tiềm năng nhưng cũng tiềm ẩn các rủi ro gây hại cho con người và môi trường tự nhiên. Đạo đức sinh học đề cập việc đánh giá được các lợi ích, rủi ro của công nghệ để mỗi người kiểm soát hành vi khi ứng dụng công nghệ một cách chính đáng và tuân thủ các quy định, phù hợp với đạo đức xã hội.

Bảng 48.1. Lợi ích và rủi ro của ứng dụng công nghệ di truyền
Lợi ích, Rủi ro
Chưa có bằng chứng cho thấy cây biến đổi gene và vật nuôi chuyển gene gây hại với con người và môi trường., Các sản phẩm từ cây biến đổi gene và vật nuôi chuyển gene có thể ảnh hưởng tới con người và môi trường theo cách chưa biết.
Các giống cây biến đổi gene có sản lượng và chất lượng tốt hơn giống truyền thống., Mở rộng vùng trồng cây biến đổi gene có thể làm giảm đa dạng sinh học (nguồn gene) tự nhiên.
Các chủng vi khuẩn và virus được dùng làm vector trong công nghệ di truyền thường không sống được trong tự nhiên., Các cơ thể mang gene mới có thể thoát ra ngoài môi trường và chuyển gene tái tổ hợp sang các cơ thể hoang dại, gây nên vấn đề mới khó kiểm soát (ví dụ: cơ thể hoang dại có tính trạng mới gây hại môi trường).
Các biện pháp an toàn sinh học được các nhà nghiên cứu áp dụng để đảm bảo an toàn đối với môi trường, sức khoẻ con người và vật nuôi., Nhiều quốc gia chưa có quy định về ghi nhãn sản phẩm biến đổi gene nên người tiêu dùng không phân biệt được sản phẩm có nguồn gốc biến đổi gene.
Dựa vào thông tin ở Bảng 48.1, trả lời các câu hỏi sau:
Hành vi của con người nên thay đổi thế nào khi lợi ích của ứng dụng công nghệ di truyền vượt trội yếu tố rủi ro tương ứng và ngược lại?
Chúng ta nên làm gì để hạn chế các yếu tố rủi ro nêu trên?
EM ĐÃ HỌC
Công nghệ di truyền được phát triển dựa trên kiến thức về gene (DNA) và được ứng dụng ngày càng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của đời sống (nông nghiệp, y tế, môi trường,...).
Ứng dụng công nghệ di truyền để tạo sinh vật biến đổi gene, mang các tính trạng mới mong muốn và liệu pháp gene chữa trị bệnh di truyền.
Đạo đức sinh học giúp mọi người kiểm soát hành vi khi ứng dụng công nghệ di truyền.
EM CÓ THỂ
Nhận biết được các sản phẩm của công nghệ di truyền.
Nhận biết được các hành vi chính đáng khi ứng dụng công nghệ di truyền trong đời sống.
Công nghệ CRISPR/Cas9 được gọi là "Chiếc kéo phân tử chỉnh sửa gene" sắc bén nhất hiện nay. Bằng công nghệ này, các nhà nghiên cứu có thể thay đổi trình tự gene ở vị trí rất chính xác trên DNA trực tiếp trong tế bào sinh vật mà không cần phải dùng vector chuyển gene truyền thống có nguồn gốc vi khuẩn hoặc virus. Công nghệ này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều thành tựu mới trong chọn giống, điều trị các bệnh nan y như ung thư và các bệnh di truyền.

Chương XIV
TIẾN HOÁ
Bài 49. Khái niệm tiến hoá và các hình thức chọn lọc
MỤC TIÊU:
Phát biểu được khái niệm tiến hoá.
Phát biểu được khái niệm chọn lọc nhân tạo. Trình bày được một số bằng chứng của quá trình chọn lọc do con người tiến hành đưa đến sự đa dạng và thích nghi của các loài vật nuôi và cây trồng từ vài dạng hoang dại ban đầu.
Phát biểu được khái niệm chọn lọc tự nhiên. Dựa vào các hình ảnh hoặc sơ đồ, mô tả được quá trình chọn lọc tự nhiên.
Thông qua phân tích các ví dụ về tiến hoá thích nghi, chứng minh được vai trò của chọn lọc tự nhiên đối với sự hình thành đặc điểm thích nghi và đa dạng của sinh vật.
Thế giới sinh vật vô cùng đa dạng và phong phú, tuy nhiên các loài sinh vật cũng có nhiều đặc điểm chung. Bằng cách nào đã tạo ra sinh giới đa dạng như vậy? Những sinh vật hiện nay có phải là những loài khoẻ nhất hay thông minh nhất không?
I – Khái niệm tiến hoá
Từ cơ sở di truyền học mà chúng ta đã biết, các đặc tính di truyền của loài được quy định trong gene, duy trì từ bố mẹ cho thế hệ con qua sinh sản, tuy nhiên chúng cũng có những thay đổi. Tiến hoá sinh học là sự thay đổi các đặc tính di truyền của quần thể sinh vật qua các thế hệ nối tiếp nhau theo thời gian.
Eohippus Mesohippus Merychippus Equus (ngựa ngày nay)
Các kỉ EOCEN OLIGOCEN MIOCEN PLIOCEN PLEISTOCEN
55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Triệu năm trước
EOCEN: Thời kì của các loài ngựa nhỏ, chạy chậm, ăn cỏ trên thảo nguyên.
OLIGOCEN: Mesohippus và chi hậu duệ Miohippus, lớn hơn và ăn cây bụi.
MIOCEN: Merychippus chạy nhanh hơn qua thảo nguyên, ăn cây bụi và bắt đầu ăn cỏ.
PLIOCEN: Pliohippus (không vẽ trên hình) là chi đầu tiên mà móng chỉ có một ngón, chạy kiểu phi bước dài, ăn cỏ.
PLEISTOCEN: Các chi hậu duệ của Pilohippus chạy nhanh (kiểu phi), gồm Hippidum (đã tuyệt chủng) và Equus (các loài ngựa ngày nay).
Hình 49.1 Sự tiến hoá xương chi của ngựa qua thời gian

Quan sát Hình 49.1, thực hiện các yêu cầu sau: Nhận xét về sự thay đổi kích thước và hình thái xương chi ở ngựa qua thời gian. Những thay đổi đó phù hợp với nơi

III – Chọn lọc tự nhiên
Chọn lọc tự nhiên là quá trình các cá thể thích nghi hơn với môi trường sống sẽ có khả năng sống sót và sinh sản cao hơn, dẫn đến số lượng cá thể có đặc điểm thích nghi (biến dị di truyền) trở nên phổ biến trong quần thể.
Quá trình chọn lọc tự nhiên dẫn đến sự tiến hoá thích nghi (ví dụ: ở bướm Biston betularia sống trên cây bạch dương ở nước Anh đầu thế kỉ XIX) được thể hiện trong Hình 49.4.
Hình 49.4 Quá trình tiến hoá của bướm Biston betularia nhờ chọn lọc tự nhiên
Quan sát Hình 49.4, trả lời các câu hỏi sau:
Đặc điểm màu sắc thân của quần thể bướm thay đổi như thế nào khi màu thân cây bạch dương bị hoá sẫm do ô nhiễm khói công nghiệp?
Chọn lọc tự nhiên tác động trực tiếp lên kiểu hình hay kiểu gene?
Sự đa dạng màu sắc thân ở bướm do ô nhiễm môi trường hay do nguyên nhân nào khác?
Nhờ cơ chế chọn lọc tự nhiên mà các cá thể trong quần thể tự nhiên có những đặc điểm thích nghi với môi trường cao hơn sẽ sống sót và sinh sản được nhiều con hơn cho thế hệ sau. Nhờ vậy, tần số gene (allele) quy định đặc điểm thích nghi của quần thể tăng qua các thế hệ và trở nên phổ biến trong quần thể.
Thông qua cơ chế này cũng đã hình thành quần thể côn trùng kháng thuốc trừ sâu, vi khuẩn kháng thuốc kháng sinh, chủng virus mới kháng vaccine sẵn có.
EM ĐÃ HỌC
Tiến hoá sinh học là quá trình thay đổi các đặc tính di truyền của quần thể sinh vật qua các thế hệ nối tiếp nhau theo thời gian.
Chọn lọc nhân tạo là phương pháp con người sử dụng nguyên lí tiến hoá nhằm tạo ra các giống vật nuôi, cây trồng, các chủng vi sinh vật phù hợp với nhu cầu cụ thể của con người.
Chọn lọc tự nhiên là quá trình các cá thể thích nghi hơn với môi trường sống có khả năng sống sót và sinh sản cao hơn, dẫn đến số lượng cá thể có đặc điểm thích nghi được di truyền trở nên phổ biến trong quần thể.
EM CÓ THỂ
Vận dụng được khái niệm chọn lọc tự nhiên và chọn lọc nhân tạo để giải thích quá trình tiến hoá của các quần thể sinh vật tự nhiên.
Vận dụng được kiến thức về sự hình thành các đặc điểm thích nghi để giải thích trường hợp côn trùng kháng thuốc trừ sâu, vi khuẩn kháng kháng sinh,...

Bài 50. Cơ chế tiến hoá MỤC TIÊU: Nêu được quan điểm của Lamarck về cơ chế tiến hoá. Trình bày được quan điểm của Darwin về cơ chế tiến hoá. Trình bày được một

Quan sát Hình 50.1, thực hiện các yêu cầu sau:
Mô tả quá trình hình thành loài hươu cao cổ theo quan điểm của Lamarck.
Nguyên nhân nào dẫn đến sự hình thành loài hươu cao cổ?
Quan điểm của Lamarck cho rằng: Sinh vật luôn chủ động thích ứng với sự thay đổi chậm chạp của môi trường, chúng không ngừng vươn tới một tổ chức cơ thể phức tạp hơn, do đó không có loài nào bị đào thải. Ngoại cảnh không đồng nhất và thường xuyên thay đổi làm cho các sinh vật của một loài tổ tiên ban đầu chủ động biến đổi cơ thể theo nhiều hướng khác nhau, qua nhiều thế hệ hình thành nhiều loài mới.
Nêu hạn chế nổi bật nhất trong quan điểm của Lamarck về cơ chế tiến hoá.
II – Quan điểm của Darwin về cơ chế tiến hoá
Charles Darwin (1809 – 1882) là nhà tự nhiên học người Anh, trong tác phẩm Nguồn gốc các loài (On the Origin of Species), được công bố vào năm 1859 đã đưa ra thuyết tiến hoá. Theo quan điểm của Darwin về cơ chế tiến hoá, sự hình thành loài hươu cao cổ được giải thích như Hình 50.2.
Quá trình sinh sản đã phát sinh nhiều biến dị sai khác về kích thước cổ giữa các cá thể thuộc loài hươu
Cá thể hươu nào có cổ dài ăn được lá cây trên cao thì sống sót, còn những cá thể hươu cổ ngắn không ăn được lá cây trên cao thì sẽ chết
Qua nhiều thế hệ, kết quả hình thành loài hươu cổ dài ăn được lá cây trên cao
Hình 50.2 Quá trình hình thành loài hươu cao cổ theo quan điểm của Darwin
Quan sát Hình 50.2 và thực hiện các yêu cầu sau:
Mô tả quá trình hình thành loài hươu cao cổ theo quan điểm của Darwin.
Để giải thích sự hình thành loài hươu cao cổ, quan điểm của Darwin khác với quan điểm của Lamarck như thế nào?

Darwin gọi những đặc điểm sai khác giữa các cá thể cùng loài là biến dị cá thể. Biến dị cá thể là vô hướng, phát sinh trong quá trình sinh sản. Những biến dị giúp sinh vật thích nghi với môi trường sống được tích luỹ và di truyền cho thế hệ sau, biến dị bất lợi cho sinh vật bị chọn lọc tự nhiên đào thải. Kết quả hình thành các loài sinh vật có khả năng thích nghi cao với môi trường sống từ một loài ban đầu.
Trình bày những hạn chế trong quan điểm của Darwin về cơ chế tiến hoá.
III – Một số luận điểm của thuyết tiến hoá tổng hợp hiện đại
1. Tiến hoá nhỏ
Quá trình biến đổi tần số allele, tần số kiểu gene của quần thể qua các thế hệ gọi là tiến hoá nhỏ.
Tiến hoá nhỏ diễn ra trong phạm vi phân bố tương đối hẹp, thời gian lịch sử tương đối ngắn, có thể nghiên cứu bằng thực nghiệm. Quần thể là đơn vị của tiến hoá.
2. Nguồn biến dị di truyền của quần thể
Quá trình tiến hoá chỉ diễn ra nếu trong quần thể có các biến dị di truyền (đột biến và biến dị tổ hợp) làm nguyên liệu cho quá trình chọn lọc. Như vậy, trong quần thể có hai nguồn biến dị di truyền, đó là các đột biến và các biến dị tổ hợp. Ngoài ra, nguồn biến dị di truyền của quần thể còn được bổ sung bởi sự di chuyển của các cá thể hoặc các giao tử từ quần thể khác vào.
Quá trình phát sinh đột biến và biến dị tổ hợp hình thành qua giao phối đã làm cho mỗi quần thể trở thành một kho dự trữ nguồn biến dị di truyền vô cùng phong phú, tạo nên tính đa dạng của quần thể.
Nguồn biến dị nào là nguyên liệu chính cho tiến hoá? Tại sao?
3. Các nhân tố tiến hoá
Các nhân tố tác động vào quần thể gây nên sự biến đổi tần số allele và tần số kiểu gene của một nhóm cá thể trong quần thể được gọi là nhân tố tiến hoá. Nhân tố tiến hoá bao gồm đột biến, di nhập gene, chọn lọc tự nhiên, yếu tố ngẫu nhiên và giao phối không ngẫu nhiên.
a) Đột biến
Đột biến làm thay đổi tần số các allele và tần số các kiểu gene của quần thể. Ví dụ: Trong quần thể ban đầu, ti lệ allele A bằng ti lệ allele a (đều bằng 0,5), nếu phát sinh một đột biến allele A thành allele a sẽ làm tỉ lệ allele A giảm và tỉ lệ allele a tăng, hoặc khi allele A đột biến thành allele $\mathrm{a}_{1}$ cũng dẫn đến thay đổi tần số các allele và tần số các kiểu gene của quần thể, trải qua nhiều thế hệ sẽ dẫn đến sự tiến hoá trong quần thể.

b) Di – nhập gene
Khi một nhóm cá thể từ quần thể này di cư (di gene) đến nhập vào một quần thể khác (nhập gene), nếu chúng tham gia giao phối sẽ dẫn đến tần số các allele và tần số các kiểu gene của quần thể bị thay đổi (do vốn gene của các quần thể khác nhau). Di – nhập gene là nhân tố tiến hoá làm thay đổi tần số allele và tần số kiểu gene của quần thể.
c) Chọn lọc tự nhiên
Chọn lọc tự nhiên đào thải những cá thể có kiểu hình kém thích nghi, tạo điều kiện cho những cá thể có kiểu hình thích nghi sinh sản làm tăng số lượng cá thể. Qua nhiều thế hệ, kiểu hình thích nghi được nhân rộng, trở nên phổ biến trong loài. Như vậy, tác động của chọn lọc tự nhiên làm thay đổi tần số các allele và tần số các kiểu gene, phá vỡ cân bằng cũ, thiết lập cân bằng mới trong quần thể. Nghĩa là, đã diễn ra sự tiến hoá trong quần thể.
d) Yếu tố ngẫu nhiên
Hiện tượng tần số các allele và tần số các kiểu gene của quần thể bị thay đổi đột ngột bởi một yếu tố ngẫu nhiên nào đó (ví dụ: thiên tai, cháy rừng,...) gọi là biến động di truyền hay phiêu bạt di truyền. Do đó, yếu tố ngẫu nhiên là một loại nhân tố tiến hoá.
e) Giao phối không ngẫu nhiên
Các hình thức giao phối không ngẫu nhiên như tự thụ phấn ở thực vật, giao phối cận huyết và giao phối có chọn lọc ở động vật tuy không làm thay đổi tần số các allele nhưng làm thay đổi tần số các kiểu gene trong quần thể, vì thế cũng là nhân tố tiến hoá.
Xác định nhân tố tiến hoá được thể hiện trong Hình 50.3a và 50.3b.
a) b)
Hình 50.3 Các nhân tố tiến hoá
Cơ chế tiến hoá lớn
Sự biến đổi tần số allele, tần số kiểu gene của quần thể dẫn đến hình thành các loài có nhiều đặc điểm tương đồng (sự sai khác không đáng kể). Quá trình tiến hoá diễn ra trong không gian địa lí rộng lớn và thời gian lịch sử lâu dài sẽ tạo ra các loài có nhiều đặc điểm khác biệt và có thể xếp vào các đơn vị phân loại trên loài (chi/giống, họ, bộ, lớp, ngành, giới), quá trình này được gọi là tiến hoá lớn.

Hình 50.4 Sơ đồ phát sinh chủng loại sinh vật qua tiến hoá nhỏ và tiến hoá lớn
Quan sát Hình 50.4, mô tả sự hình thành các đơn vị phân loại.
Tiến hoá lớn diễn ra theo cơ chế nào?
Như vậy, sinh vật đa dạng ngày nay dù có tổ chức phức tạp hay đơn giản đều có nguồn gốc chung.
EM ĐÃ HỌC
Quan điểm tiến hoá của Lamarck với cơ chế tiến hoá là sự biến đổi và tích luỹ các đặc tính thu được do tác động của ngoại cảnh.
Quan điểm tiến hoá của Darwin với cơ chế tiến hoá là sự tích luỹ các biến dị cá thể có lợi dưới tác động của chọn lọc tự nhiên (được chọn lọc bởi môi trường) qua nhiều thế hệ, dẫn đến hình thành các đặc điểm thích nghi trên cơ thể sinh vật.
Thuyết tiến hoá tổng hợp hiện đại xác định nguồn biến dị di truyền chủ yếu là đột biến và biến dị tổ hợp được phát sinh trong quần thể. Các nhân tố tiến hoá làm thay đổi vốn gene của quần thể gồm đột biến, di – nhập gene, chọn lọc tự nhiên, yếu tố ngẫu nhiên và giao phối không ngẫu nhiên. Cơ chế của tiến hoá diễn ra theo con đường phân li của loài ban đầu dưới tác động chủ yếu của chọn lọc tự nhiên.
EM CÓ THỂ
Giải thích được vì sao mỗi loài sinh vật có thể thích nghi với môi trường sống nhất định.
Giải thích được sự đa dạng, phong phú của sinh giới.
Những đóng góp cho khoa học của Lamarck
Lamarck là người đầu tiên cố gắng xây dựng được một thuyết tiến hoá có hệ thống, thừa nhận sự tiến hoá trong sinh giới chứ không phải do Thượng đế sáng tạo từ đầu và bất biến tuyệt đối; nêu cao được vai trò của ngoại cảnh đối với sự tiến hoá của sinh giới; bước đầu giải thích được cơ chế tác động của ngoại cảnh thông qua việc sử dụng hay không sử dụng các cơ quan và di truyền cho đời sau các đặc tính thu được.

Bài 51. Sự phát sinh và phát triển sự sống trên Trái Đất
MỤC TIÊU:
Dựa vào sơ đồ, trình bày được khái quát sự phát triển của thế giới sinh vật trên Trái Đất; nguồn gốc xuất hiện của sinh vật nhân thực từ sinh vật nhân sơ; sự xuất hiện và sự đa dạng hoá của sinh vật đa bào.
Dựa vào sơ đồ, trình bày được khái quát sự hình thành loài người.
Trái Đất khi mới hình thành chỉ gồm các chất vô cơ mà chưa hề có sự tồn tại của sinh vật. Con người và các sinh vật tồn tại hiện nay được tạo ra từ đâu và phát triển như thế nào?
I – Các giai đoạn phát sinh và phát triển sự sống trên Trái Đất
Sự phát sinh và phát triển sự sống trên Trái Đất gồm các giai đoạn được tóm tắt trên Hình 51.1.
Hình 51.1 Sơ đồ phát sinh và phát triển sự sống trên Trái Đất
Quan sát Hình 51.1, trả lời các câu hỏi sau:
Quá trình phát sinh và phát triển sự sống trên Trái Đất gồm những giai đoạn nào?
Thế giới sinh vật trên Trái Đất có nguồn gốc từ đâu?
1. Sự phát sinh sự sống trên Trái Đất theo quan điểm hiện đại
Có nhiều giả thuyết về quá trình phát sinh và phát triển sự sống trên Trái Đất. Tuy nhiên, giả thuyết về nguồn gốc sự sống theo quan điểm hiện đại được nhiều người chấp nhận nhất. Giả thuyết về sự hình thành những tế bào đơn giản đầu tiên theo một trật tự gồm hai giai đoạn như sau:
a) Giai đoạn tiến hoá hoá học (tổng hợp vô sinh)
Trong những điều kiện thích hợp, từ các nguyên tố C, H, O, N của các phân tử vô cơ có trong bầu khí quyển của Trái Đất nguyên thuỷ đã tổng hợp nên các chất có hai nguyên tố, sau đó hình thành những phân tử hữu cơ đơn giản như amino acid, nucleotide,

carbohydrate, lipid. Từ các chất hữu cơ đơn giản hình thành những hợp chất hữu cơ phức tạp như RNA, DNA, protein và phospholipid.
b) Giai đoạn tiến hoá tiền sinh học
Giai đoạn tiến hoá tiền sinh học đã diễn ra ba sự kiện quan trọng gồm:
– Hình thành lớp màng kép: Những hợp chất phospholipid với cấu trúc thích hợp có thể tạo nên lớp màng phospholipid kép, là tiền thân của màng tế bào.
– Hình thành tế bào sơ khai: Trong môi trường nước, các phân tử lớn tập trung và được bao bọc bởi lớp màng phospholipid kép, tạo thành các giọt nhỏ. Dưới tác động của chọn lọc tự nhiên, những giọt nhỏ tiến hoá dần thành tế bào sơ khai. Các tế bào sơ khai có thể biểu hiện một số đặc tính của sự sống, bao gồm sinh sản đơn giản và sự chuyển hoá cũng như khả năng duy trì ổn định cấu trúc.
– Xuất hiện các phân tử có khả năng tự sao chép làm vật liệu di truyền: Quá trình trùng hợp của các đơn phân nucleotide đã hình thành những mạch RNA ngẫu nhiên, trong đó có những RNA có hoạt tính xúc tác (ribozyme). Trong môi trường thích hợp, các RNA có khả năng sao chép nhanh và chính xác. Trong những tế bào sơ khai có RNA mang thông tin di truyền, RNA sẽ làm khuôn mẫu tổng hợp nên phân tử DNA mạch kép. DNA mạch kép là nguồn dự trữ thông tin di truyền ổn định và sao chép chính xác hơn RNA.
Tiến hoá hoá học là gì? Hãy vẽ sơ đồ khái quát quá trình tiến hoá hoá học.
Tóm tắt ba sự kiện diễn ra trong giai đoạn tiến hoá tiền sinh học.
2. Sự phát triển sự sống trên Trái Đất theo quan điểm hiện đại
a) Xuất hiện sinh vật nhân thực từ sinh vật nhân sơ
Sinh vật nhân sơ
Cổ khuẩn
Vi khuẩn quang hợp
Vi khuẩn hiếu khí
Cổ khuẩn
Sinh vật đơn bào nhân thực
Vi khuẩn
Hình 51.2 Sơ đồ hình thành sinh vật đơn bào nhân thực
Quan sát Hình 51.2, trình bày sự xuất hiện cơ thể đơn bào nhân thực.

Sự xuất hiện sinh vật nhân sơ: Từ các tế bào sơ khai, dưới tác động của chọn lọc tự nhiên (trên cơ sở đột biến và chọn lọc của môi trường), tiến hoá hình thành

II – Sự phát sinh loài người
Quá trình phát sinh loài người theo các bằng chứng hoá thạch và phân tử tới nay trải qua một số giai đoạn chính sau:
Pan troglodytes (tinh tinh): là một loài trong chi Tinh tinh, họ Người, bộ Linh trưởng.
Homo sapiens (người tinh khôn): là người hiện đại và là tổ tiên của người hiện đại ngày nay. Họ có hình thái và bộ xương giống người hiện nay; biết chế tạo và sử dụng nhiều công cụ tinh xảo bằng đá, xương, sừng; sống thành bộ lạc, có nền văn hoá phức tạp, có mầm mống mĩ thuật và tôn giáo. Họ xuất hiện ở châu Phi khoảng 100 000 – 150 000 năm trước, qua quá trình tiến hoá lâu dài hình thành các chủng tộc và phân bố khắp các châu lục.
Homo neanderthalensis (người Neanderthal): người cận đại xuất hiện cách ngày nay 600 000 năm, cùng tồn tại với người Homo sapiens cổ. Họ đi thẳng gần như người hiện đại, đã biết dùng lửa thông thạo, sống săn bắt và hái lượm, công cụ phong phú được chế tác từ đá silic, bước đầu có đời sống văn hoá. Họ bị tuyệt chủng cách đây khoảng 40 000 năm.
Homo erectus (người đứng thẳng): người cổ đại xuất hiện cách ngày nay khoảng 35 000 đến 1,7 triệu năm. Họ đi thẳng, nhanh nhẹn; sống theo tổ chức xã hội, chưa có nghi thức tôn giáo.
Homo habilis (người khéo léo): người cổ đại xuất hiện cách ngày nay khoảng 1,6 đến 2,5 triệu năm. Họ sống thành đàn, đi thẳng, biết chế tạo và sử dụng công cụ bằng đá. Đời sống dựa vào săn bắt một số động vật nhỏ; thu hái quả, hạt, củ, lá cây làm thức ăn.
Australopithecus (người vượn phương nam): người tối cổ sống cách ngày nay khoảng 2 đến 8 triệu năm. Họ đi bằng hai chân, thân hơi khom về phía trước; biết sử dụng cành cây, hòn đá, mảnh xương thú để tự vệ và tấn công.
TỔ TIÊN CHUNG
Hình 51.4 Sơ đồ sự hình thành loài người

Quan sát Hình 51.4, thực hiện các yêu cầu sau:
Gọi tên các giai đoạn chính của quá trình phát sinh loài người.
Trình bày tóm tắt đặc điểm hình thái, đời sống của các dạng người.
EM ĐÃ HỌC
Sự phát sinh sự sống thông qua quá trình tiến hoá hoá học và tiến hoá tiền sinh học.
Từ tế bào sơ khai đã hình thành các dạng sinh vật đơn bào nhân sơ, sinh vật đơn bào nhân thực; sự kết hợp của một số sinh vật đơn bào nhân thực hình thành sinh vật đa bào nhân thực; dưới tác động theo nhiều hướng của chọn lọc tự nhiên đã tạo ra thế giới sống đa dạng và phong phú.
Quá trình phát sinh loài người qua các giai đoạn: người tối cổ, người cổ đại, người cận đại và người hiện đại.
EM CÓ THỂ
Vận dụng kiến thức về sự phát sinh và phát triển của sinh vật trên Trái Đất để giải thích lịch sử hình thành và phát triển của các nhóm sinh vật, tính thống nhất và đa dạng của từng nhóm sinh vật cũng như của toàn bộ sinh giới.
Thí nghiệm chứng minh sự tạo thành hợp chất hữu cơ từ chất vô cơ
Năm 1953, Stanley Miller và Harold Urey đã tổng hợp được một số amino acid khi cho dòng điện phóng qua thiết bị đặc biệt (Hình 51.5) có chứa hỗn hợp khí vô cơ (có thành phần tương tự khí quyển của Trái Đất nguyên thuỷ) liên tục trong một tuần. Sau thí nghiệm của Miller và Urey, các nhà khoa học khác lặp lại thí nghiệm này nhiều lần với thành phần các chất vô cơ có thay đổi chút ít và họ đã thu được các hợp chất hữu cơ khác nhau. Như vậy, thí nghiệm của Miller và Urey đã thiết lập được quy trình tự nhiên tạo ra khối vật chất sống mà không đòi hỏi sự sống và nó đã khởi nguồn cho nhiều nghiên cứu sâu hơn về nguồn gốc sự sống.
Hình 51.5 Mô tả thí nghiệm của Miller và Urey

Báo lỗi

Giao bài

Đang tải dữ liệu câu hỏi