SGV - Sinh học 10
0/0
minus
100%
plus
Ghi chú
setting
share
Nền
Đọc offline

Lưu sách trên máy

Đang kiểm tra...

list Mục lục
list Mục lục
Phần mở đầu
Bài 1: Giới thiệu khát quát môn Sinh học
Bài 2: Phương pháp nghiên cứu và học tập môn Sinh học
Bài 3: Các cấp độ tổ chức của thế giới sống
Chương 1: Thành phần hoá học của tế bào
Bài 4: Các nguyên tố hoá học và nước
Bài 5: Các phân tử sinh học
Bài 6: Thực hành: Nhận biết một số phân tử sinh học
Chương 2: Cấu trúc tế bào
Bài 7: Tế bào nhân sơ
Bài 8: Tế bào nhân thực
Bài 9: Thực hành: Quan sát tế bào
Chương 3: Trao đổi chất qua màng và truyền tin tế bào
Bài 10: Trao đổi chất qua màng tế bào
Bài 11: Thực hành: Thí nghiệm co nguyên sinh và phản co nguyên sinh
Bài 12: Truyền tin tế bào
Chương 4: Chuyển hoá năng lượng trong tế bào
Bài 13: Khái quát về chuyển hoá vật chất và năng lượng
Bài 14: Phân giải và tổng hợp các chất trong tế bào
Bài 15: Thực hành: Thí nghiệm phân tích ảnh hưởng của một số yếu tố đến hoạt tính của enzyme và kiểm tra hoạt tính của enzyme
Chương 5: Chu kì tế bào và phân bào
Bài 16: Chu kì tế bào và nguyên phân
Bài 17: Giảm phân
Bài 18: Thực hành: Làm và quan sát tiêu bản quá trình nguyên phân và giảm phân
Bài 19: Công nghệ tế bào
Chương 6: Sinh học vi sinh vật
Bài 20: Sự đa dạng và phương pháp nghiên cứu vi sinh vật
Bài 21: Trao đổi chất, sinh trưởng và sinh sản ở vi sinh vật
Bài 22: Vai trò và ứng dụng của vi sinh vật
Bài 23: Thực hành: Một số phương pháp nghiên cứu vi sinh vật thông dụng, tìm hiểu về các sản phẩm công nghệ vi sinh vật và làm một số sản phẩm lên men từ vi sinh vật
Chương 7: Virus
Bài 24: Khái quát về virus
Bài 25: Một số bệnh do virus và các thành tựu nghiên cứu ứng dụng virus
Học liệu
Đang xem trang 0 Học liệu dưới đây tương ứng với nội dung bạn đang đọc
empty Không có học liệu bổ trợ
cover-first
page-1
Trang 1
Trang 2
Trang 3
Trang 4
Trang 5
Trang 6
Trang 7
Trang 8
Trang 9
Trang 10
Trang 11
Trang 12
Trang 13
Trang 14
Trang 15
Trang 16
Trang 17
Trang 18
Trang 19
Trang 20
Trang 21
Trang 22
Bài 2. Phương pháp nghiên cứu và học tập môn Sinh học Hoạt động mở đầu GV có thể mở đầu bài học bằng câu hỏi mở đầu của bài trong SGK hoặc có thể tự mình thiết
Bài 2. Phương pháp nghiên cứu và học tập môn Sinh học
Hoạt động mở đầu
GV có thể mở đầu bài học bằng câu hỏi mở đầu của bài trong SGK hoặc có thể tự mình thiết kế các câu hỏi hay hoạt động có nội dung liên quan đến bài học để thu hút sự chú ý, tạo tâm thế cho HS khám phá bài học.
Hoạt động hình thành kiến thức
Đây là nội dung mới đối với HS và GV mà SGK cũ không đề cập. Tuy nhiên, đây cũng là phần đặc biệt quan trọng giúp rèn luyện năng lực tư duy và nghiên cứu khoa học (năng lực chuyên ngành) cho HS. Vì vậy, GV cần yêu cầu HS nghiên cứu kĩ nội dung bài học trong SGK trước khi đến lớp. Thời gian trên lớp nên dành cho HS thảo luận và trả lời các câu hỏi ở mục Dừng lại và suy ngẫm trong SGK như dưới đây.
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Trình bày phương pháp đảm bảo an toàn khi làm việc trong phòng thí nghiệm.
Hãy kể tên một số thiết bị nghiên cứu trong phòng thí nghiệm của trường em và cho biết những thiết bị này dùng để nghiên cứu lĩnh vực nào của sinh học.
So sánh đặc điểm của kính hiển vi quang học và kính hiển vi điện tử.
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Quan sát hình 2.4, nêu trình tự các bước trong tiến trình nghiên cứu khoa học.
Để hình thành nên một giả thuyết khoa học và kiểm chứng một giả thuyết, chúng ta cần sử dụng cách tư duy khoa học nào? Giải thích.
Nhóm đối chứng và nhóm thực nghiệm trong một thí nghiệm có gì khác nhau? Cho ví dụ minh hoạ.
GV cũng cần trang bị kiến thức vững vàng ở các nội dung này để có thể đảm nhận tốt vai trò là người hướng dẫn, tư vấn, hỗ trợ cho HS trong quá trình khám phá kiến thức.
Ngoài ra, để rèn luyện cách tư duy khoa học cho HS, GV có thể đưa ra các tình huống mô phỏng quy trình nghiên cứu khoa học và hướng dẫn HS cách tư duy theo từng
Ngoài ra, để rèn luyện cách tư duy khoa học cho HS, GV có thể đưa ra các tình huống mô phỏng quy trình nghiên cứu khoa học và hướng dẫn HS cách tư duy theo từng bước để giải quyết tình huống đó. Sau đó, GV cần khuyến khích HS tự đặt ra và tự giải quyết các tình huống mô phỏng quy trình nghiên cứu khoa học. Ví dụ:
a) Quan sát thấy ở một hồ nước có các con ếch bị dị dạng thừa chân.
b) Nguyên nhân nào dẫn đến ếch bị dị dạng thừa chân?
c) Giả thuyết: có thể nước hồ bị ô nhiễm hoá chất X.
d) Dự đoán của giả thuyết là gì?
e) Thiết kế thí nghiệm kiểm chứng như thế nào? g) Kết quả thế nào thì chấp nhận/bác bỏ giả thuyết? HS có thể thảo luận đưa ra dự đoán, thiết kế thí nghiệm kiểm chứng,… qua đó, các em sẽ dần hình thành năng lực tư duy khoa học và kĩ năng nghiên cứu sinh học.
Trong tình huống đưa ra ở trên, giả thuyết đưa ra nguyên nhân gây dị dạng thừa chân ở ếch là do hoá chất X thì dự đoán đưa ra là: Trong hồ nước có ếch dị dạng phải có hoá chất X ở một nồng độ nào đó, còn ở hồ không có ếch bị dị dạng thừa chân thì không có hoá chất X.
Thí nghiệm kiểm chứng: phân tích nồng độ hoá chất X ở hồ nước có ếch dị dạng và không có ếch dị dạng.
Kết quả: Nếu hồ có ếch dị dạng có hoá chất X, còn hồ không có ếch dị dạng không có hoá chất X thì kết luận thực nghiệm ủng hộ giả thuyết. Tuy nhiên, điều này không khẳng định được nguyên nhân dị dạng là do hoá chất X vì biết đâu trong hồ có ếch dị dạng còn những yếu tố khác chưa được xác định.
Để khẳng định được hoá chất X đúng là tác nhân gây dị dạng lại phải tiến hành thí nghiệm kiểm chứng khác.
Muốn loại trừ được các nguyên nhân khác ngoài hoá chất X thì cần phải tiến hành thí nghiệm nuôi ếch trong môi trường nước sạch hoàn toàn.
Nếu nuôi trứng ếch đã được thụ tinh trong nước sạch nhưng có thêm hoá chất X ở nồng độ nhất định thì ếch sinh ra sẽ có con bị dị dạng thừa chân, còn nuôi trong điều kiện nước sạch và không có hoá chất X thì ếch sinh ra sẽ hoàn toàn bình thường.
Thí nghiệm kiểm chứng giả thuyết: Lấy một lô trứng do cùng một con ếch mẹ sinh ra đã được thụ tinh, rồi chia thành 2 phần đều nhau cho lô đối chứng và lô thực nghiệm:
Lô đối chứng: nuôi trứng ếch đã thụ tinh trong nước sạch, không có hoá chất X. - Lô thực nghiệm: nuôi trứng ếch đã thụ tinh trong nước có hoá chất X ở nồng độ
nhất định.
Kết quả: Trứng ếch đã thụ tinh nuôi trong môi trường có hoá chất X sinh ra các con ếch khi trưởng thành hầu hết đều bị dị dạng thừa chân, còn ở lô đối chứng thì không, hoặc nếu có thì sự khác biệt là rất lớn (có ý nghĩa thống kê).
Hoạt động luyện tập và vận dụng Để đánh giá xem HS có học cách tư duy và cách nghiên cứu khoa học hiệu quả hay không, các em sẽ phải trả lời các câu hỏi (3) tro
Hoạt động luyện tập và vận dụng
Để đánh giá xem HS có học cách tư duy và cách nghiên cứu khoa học hiệu quả hay không, các em sẽ phải trả lời các câu hỏi (3) trong mục này.
Gợi ý trả lời câu 3:
a) Nếu tế bào trong cả hai lô, lô đối chứng (nhân tế bào được lấy ra rồi lại đưa trở lại tế bào) và lô thực nghiệm (tế bào bị mất nhân) đều bị chết thì chưa kết luận được tế bào chết là do mất nhân. Tế bào chết trong lô đối chứng có thể do tác động cơ học khi lấy nhân ra khỏi tế bào đã làm tổn thương tế bào.
b) Nếu tế bào trong lô đối chứng không bị chết, còn tế bào ở lô thực nghiệm bị mất nhân mới chết thì thí nghiệm ủng hộ giả thuyết cho rằng nhân tế bào có vai trò sống còn với tế bào. Câu hỏi này cho HS thấy nghiên cứu khoa học cần phải thận trọng và tỉ mỉ như thế nào. Lô đối chứng: Cũng dùng dụng cụ như trên lấy nhân ra khỏi tế bào, sau đó đưa nhân trở lại vị trí cũ trong tế bào rồi theo dõi xem tế bào sống hay chết. Kết quả: Nếu ở lô thực nghiệm, tế bào mất nhân bị chết, còn ở lô đối chứng, nhân được lấy ra, sau đó đưa trở lại tế bào mà tế bào vẫn sống thì chứng tỏ hành động lấy nhân không ảnh hưởng gì đến các cấu trúc khác của tế bào. Kết luận: Nhân của tế bào trùng giày thực sự có vai trò sống còn đối với tế bào. Với hoạt động học tập giải quyết các tình huống thực tế như vậy, HS sẽ thấy được việc nghiên cứu khoa học phải hết sức thận trọng, khách quan, tính đến nhiều khả năng có thể xảy ra. Nếu không, từ kết quả thí nghiệm có thể không rút ra được kết luận chính xác.
Bài 3. Các cấp độ tổ chức của thế giới sống Hoạt động mở đầu GV có thể tự thiết kế câu hỏi hoặc tình huống để mở đầu bài học hoặc dẫn dắt HS vào bài bằng câu hỏ
Bài 3. Các cấp độ tổ chức của thế giới sống
Hoạt động mở đầu
GV có thể tự thiết kế câu hỏi hoặc tình huống để mở đầu bài học hoặc dẫn dắt HS vào bài bằng câu hỏi mở đầu của bài trong SGK.
Hoạt động hình thành kiến thức
(1) Mục I. Các cấp độ tổ chức của thế giới sống
Nội dung phần này không có gì phức tạp, HS có thể tự nghiên cứu và trả lời các câu hỏi trong mục Dừng lại và suy ngẫm trong SGK. GV cần tập trung vào mục II. Đặc điểm chung của thế giới sống và mục Luyện tập và vận dụng.
(2) Mục II. Đặc điểm chung của thế giới sống
– HS thảo luận và trả lời các câu hỏi:
– Tổ chức theo thứ bậc là như thế nào?
– Thế nào là đặc tính nổi trội?
– Thế nào là hệ mở, tự điều chỉnh? Cho ví dụ minh hoạ.
– Thế giới sống liên tục tiến hoá như thế nào?
Lưu ý: HS cần hiểu được cấu tạo thứ bậc là thế nào và tại sao các cấp tổ chức sống lại có những đặc điểm chung.
Tổ chức thứ bậc là kiểu tổ chức trong đó thứ bậc thấp hơn làm đơn vị tổ chức nên thứ bậc cao hơn. Vì bậc tổ chức cao hơn được hình thành từ những bậc thấp hơn nên các bậc tổ chức đều có được đặc điểm chung của đơn vị cấu thành, đồng thời có thêm những đặc điểm mới nổi trội hình thành do sự tương tác của các bộ phận tạo nên bậc tổ chức đó. Ví dụ: Tế bào là đơn vị tổ chức nhỏ nhất cấu tạo nên hệ thống sống, do vậy, các đơn vị cấu trúc cao hơn tế bào đều có chung các đặc điểm của vật sống. GV cũng cần cho HS thấy, tổ chức sống mang tính thứ bậc tuân theo quy luật nhiệt động học trong vật lí. Đó là thế giới sống được tổ chức theo thứ bậc, tức là độ hỗn loạn trong hệ thống sống (entropy) thấp nên các bậc tổ chức của thế giới sống luôn cần phải được cung cấp năng lượng. Khi không được cung cấp năng lượng, các thành phần của hệ thống sống dần dần bị phân rã làm gia tăng entropy. Điều này dễ thấy khi chúng ta hình dung sinh vật không được cung cấp năng lượng sẽ chết và bị phân huỷ như thế nào.
Đặc điểm nổi trội không phải là đặc điểm chỉ có ở thế giới sống. Vật không sống cũng có các đặc điểm nổi trội. Một hộp chứa đầy đủ các linh kiện cấu thành một chiếc xe đạp không có được các tính năng như khi chiếc xe đạp được lắp hoàn chỉnh từ các bộ phận cấu thành nó.
Hoạt động luyện tập và vận dụng
GV hướng dẫn HS trả lời các câu hỏi phần này.
Hoạt động ôn tập phần Mở đầu
GV cho HS nghiên cứu sơ đồ kết nối các khái niệm trong phần Mở đầu rồi có thể yêu cầu HS vẽ lại theo cách hiểu mà từng HS thấy dễ học, dễ nhớ. Sơ đồ trong SGK không phải là sơ đồ duy nhất đúng.
Chương 1. THÀNH PHẦN HOÁ HỌC CỦA TẾ BÀO (8 tiết) I MỤC TIÊU 1. Kiến thức Nêu được khái quát học thuyết tế bào. Giải thích được tế bào là đơn vị cấu trúc và chức
Chương 1. THÀNH PHẦN HOÁ HỌC CỦA TẾ BÀO (8 tiết)
I MỤC TIÊU
1. Kiến thức
Nêu được khái quát học thuyết tế bào.
Giải thích được tế bào là đơn vị cấu trúc và chức năng của cơ thể sống.
Liệt kê được một số nguyên tố hoá học chính có trong tế bào (C, H, O, N, S, P).
Nêu được vai trò của các nguyên tố vi lượng, đa lượng trong tế bào.
Nêu được vai trò quan trọng của nguyên tố carbon trong tế bào (cấu trúc nguyên tử C có thể liên kết với chính nó và nhiều nhóm chức khác nhau).
Trình bày được đặc điểm cấu tạo phân tử nước quy định tính chất vật lí, hoá học và sinh học của nước, từ đó quy định vai trò sinh học của nước trong tế bào.
Nêu được khái niệm phân tử sinh học.
Trình bày được thành phần cấu tạo (các nguyên tố hoá học, đơn phân) và vai trò của các phân tử sinh học trong tế bào: carbohydrate, lipid, protein, nucleic acid.
Phân tích được mối quan hệ giữa cấu tạo và vai trò của các phân tử sinh học.
Nêu được một số nguồn thực phẩm cung cấp các phân tử sinh học cho cơ thể.
Vận dụng được kiến thức về thành phần hoá học của tế bào vào giải thích các hiện tượng và ứng dụng trong thực tiễn (ví dụ: ăn uống hợp lí; giải thích vì sao thịt lợn, thịt bò cùng là protein nhưng có nhiều đặc điểm khác nhau; giải thích vai trò của DNA trong xác định huyết thống, truy tìm tội phạm,...).
Thực hành xác định (định tính) được một số thành phần hoá học có trong tế bào (protein, lipid,...).
2. Phát triển năng lực/kĩ năng
Năng lực tự học: thông qua các hoạt động tự đọc sách, tóm tắt nội dung, tự trả lời câu hỏi và đặt ra các câu hỏi tìm hiểu kiến thức của bài.
Năng lực diễn đạt bằng văn bản và giao tiếp: thông qua các hoạt động viết tóm tắt nội dung kiến thức đọc được và thuyết trình trước tổ, nhóm hay trước lớp.
Năng lực giao tiếp, hợp tác, lãnh đạo: thông qua thảo luận nhóm, rèn kĩ năng lắng nghe, chia sẻ, điều hành nhóm.
Năng lực tư duy logic và nghiên cứu khoa học: thông qua các hoạt động nghiên cứu tình huống giả định.
Tích hợp kiến thức của các môn học, kết nối kiến thức mới với kiến thức đã học và vận dụng những gì đã học vào giải quyết các vấn đề của đời sống.
3. Thái độ
Thấy được vai trò quan trọng của hoá học trong nghiên cứu và học tập môn Sinh học, qua đó có nhu cầu tìm hiểu thêm về cơ sở hoá học của sự sống.
 Khi hiểu được những ứng dụng thực tiễn của kiến thức sinh học vào đời sống, HS càng thêm yêu thích môn học. II NHỮNG VẤN ĐỀ CẦN LƯU Ý Chương này nội dung kiến
 Khi hiểu được những ứng dụng thực tiễn của kiến thức sinh học vào đời sống, HS
càng thêm yêu thích môn học.
II NHỮNG VẤN ĐỀ CẦN LƯU
Ý
Chương này nội dung kiến thức không có gì mới so với SGK cũ. Tuy nhiên, theo tinh thần định hướng dạy cách học, cách phát triển năng lực của chương trình mới nên việc tổ chức dạy và học cần có những thay đổi cơ bản như sau:
Tên gọi của chương là Thành phần hoá học của tế bào, vì vậy, cần phải nêu bật được
cơ sở hoá học quy định chức năng của các phân tử sinh học ra sao. Nếu như trước đây chỉ chú trọng vào việc dạy chức năng của các phân tử sinh học thì hiện nay phải làm sáng tỏ cơ sở hoá học dẫn đến các chức năng sinh học đó.
Vì trong Chương trình hoá học cấp THPT, đến lớp 11 HS mới được học hoá hữu cơ
nên các em có thể gặp những khó khăn nhất định. Do đó, GV cần chủ động tìm hiểu thêm về các kiến thức hoá học và hoá sinh như cấu tạo nguyên tử, độ âm điện, các loại liên kết hoá học, vai trò của các loại liên kết yếu trong việc quy định chức năng của các phân tử sinh học, các loại đồng phân, nhóm chức,… để khi HS đặt ra các câu hỏi, các tình huống thì có thể trả lời, giải thích cho HS mà không cần nhờ đến các GV hoá học. SGK khuyến khích HS đặt ra các câu hỏi: Tại sao? Làm thế nào? Để làm gì?,… nên HS chắc chắn sẽ đặt ra nhiều câu hỏi, đặc biệt là những HS yêu thích sinh học và có định hướng nghề nghiệp liên quan đến sinh học.
SGV có bổ sung tư liệu mở rộng kiến thức hoá học hỗ trợ các thầy, cô trong các hoạt động của HS ở từng phần tương ứng. Ngoài ra, những tư liệu về ứng dụng khoa học vào đời sống cũng sẽ được bổ sung trong SGV. GV có thể sử dụng các tư liệu này trong tình huống thích hợp như HS hỏi thêm hay dùng như những "gia vị" làm tăng độ hấp dẫn của bài giảng khi cần thiết chứ không phải bắt buộc phải sử dụng.
Đặc tính hoá học của một phân tử quy định vai trò, chức năng sinh học của chúng trong cơ thể sống. Đặc tính hoá học của phân tử phụ thuộc vào thành phần các nguyên tử cấu tạo nên chúng cũng như cách phân bố của các nguyên tử trong phân tử.
Các nguyên tử liên kết với nhau bằng các loại liên kết hoá học tạo nên các phân tử. Vai trò của các loại liên kết yếu trong các phân tử sinh học giúp các phân tử này có chức năng sinh học ra sao. Do vậy, muốn hiểu rõ hơn về đặc điểm sinh học cần hiểu về các loại liên kết hoá học cấu tạo nên các phân tử, sự phân bố của các nguyên tử trong phân tử có thể tạo ra các loại đồng phân khác nhau, các loại nhóm chức tạo nên các đặc tính hoá học như thế nào. Dưới đây, chúng tôi sẽ trình bày tóm tắt những kiến thức hoá học có liên quan đến chương để các thầy, cô tham khảo.
1. Các đồng vị
Mặc dù chương trình và SGK không nói gì đến bản chất hoá học của đồng vị phóng xạ nhưng trong sinh học lại sử dụng rất nhiều các loại đồng vị phóng xạ. Để giúp HS có nhu
cầu tìm hiểu sâu hơn ứng dụng của đồng vị phóng xạ trong nghiên cứu sinh học và trong y học, GV có thể giúp HS hiểu một cách khái quát về đồng vị phóng xạ mà ch
cầu tìm hiểu sâu hơn ứng dụng của đồng vị phóng xạ trong nghiên cứu sinh học và trong y học, GV có thể giúp HS hiểu một cách khái quát về đồng vị phóng xạ mà chúng tôi giới thiệu tóm tắt dưới đây. Các nguyên tử của cùng một nguyên tố hoá học đều có số lượng proton như nhau, nhưng số neutron của các nguyên tử có thể khác nhau. Những nguyên tử của cùng một nguyên tố nhưng khác nhau về số lượng neutron được gọi là các đồng vị (isotop) của một nguyên tố. Ví dụ: Nguyên tố carbon có 3 đồng vị phóng xạ tồn tại trong tự nhiên. Loại phổ biến nhất là C 12 (chiếm 99%) có 6 neutron, hai đồng vị còn lại chiếm khoảng 1% là C 13 có
6 6
7 neutron và C 14 có 8 neutron. Đồng vị 14C là rất hiếm gặp. Các đồng vị 12C và 13C là rất ổn
6
định với nghĩa là hạt nhân nguyên tử không có xu hướng mất đi các hạt. Còn đồng vị 14C lại rất không ổn định, hạt nhân nguyên tử không ngừng phân rã giải phóng ra các hạt và năng lượng nên được gọi là đồng vị phóng xạ. Khi hạt nhân nguyên tử phân rã sẽ làm thay đổi số lượng proton nên làm biến đổi nguyên tử của nguyên tố này thành nguyên tử của nguyên tố khác.
Chẳng hạn khi 14C bị phân rã cuối cùng sẽ chuyển thành nguyên tử nitrogen (N). Các đồng vị phóng xạ được sử dụng nhiều trong nghiên cứu sinh học như xác định tuổi của các hoá thạch, xác định đường đi của các phân tử trong tế bào. Đồng vị phóng xạ cũng rất hữu ích trong y học để chẩn đoán các bệnh. Ví dụ: Các tế bào ung thư thường sử dụng rất nhiều glucose, vì thế, dùng glucose có đồng vị phóng xạ sẽ xác định được các khối u di căn ở những mô nào.
2. Các loại liên kết hoá học
a) Liên kết cộng hoá trị
Liên kết cộng hoá trị là loại liên kết được hình thành khi hai nguyên tử dùng chung
với nhau một hoặc một vài cặp điện tử hoá trị. Liên kết cộng hoá trị giữa hai nguyên tử hydrogen rất bền vững vì 3 lí do sau: (1) Phân tử H2 được hình thành bởi liên kết cộng hoá trị giữa hai nguyên tử hydrogen mà khi đó mỗi nguyên tử đều có một proton và 2 electron; (2) Quy tắc octet được thoả mãn: Mỗi nguyên tử hydrogen được coi như đều có 2 điện tử ở lớp ngoài cùng; (3) Lớp điện tử vòng ngoài của mỗi nguyên tử đều không đơn lẻ vì đã ghép cặp với điện tử của nguyên tử bên cạnh. Sức mạnh của liên kết cộng hoá trị phụ thuộc vào
liên kết đó là liên kết đơn, đôi hay liên kết ba. Liên kết giữa 2 nguyên tử nitrogen mạnh hơn liên kết đôi ở phân tử O2 và còn mạnh hơn nữa so với liên kết giữa 2 nguyên tử hydrogen. Một đặc điểm khác của liên kết cộng hoá trị là đối với một cặp nguyên tử nhất định tạo liên kết cộng hoá trị với nhau thì góc, hướng và khoảng cách giữa hai nguyên tử là luôn như nhau, dù các nguyên tử đó nằm trong các phân tử lớn hay nhỏ. Ví dụ: Nguyên tử carbon hình thành các liên kết cộng hoá trị với các nguyên tử hydrogen trong Hình 1.1. Liên kết cộng hoá phân tử CH4, trong đó C nằm ở giữa còn 4 nguyên tử H trị giữa các nguyên tử C và H nằm ở 4 góc như hình dưới đây.
Định hướng của các liên kết cộng hoá trị giữa C và H trong phân tử CH₄ cũng giống như trong các đại phân tử phức tạp là protein. Nhờ đặc tính này của các liên k
Định hướng của các liên kết cộng hoá trị giữa C và H trong phân tử CH₄ cũng giống như trong các đại phân tử phức tạp là protein. Nhờ đặc tính này của các liên kết cộng hoá trị nên các nhà khoa học có thể đưa ra dự đoán về các cấu trúc có thể có của các phân tử sinh học khi biết được thành phần các nguyên tố cấu tạo nên chúng.
Do vậy, các liên kết cộng hoá trị bên trong các phân tử sinh học đảm bảo duy trì ổn định cấu trúc và hình dạng ba chiều của phân tử. GV cần cho HS thấy thông điệp của chương 1 là cấu trúc không gian ba chiều quy định chức năng của phân tử.
Liên kết cộng hoá trị lại được chia thành 2 loại, phân cực và không phân cực, tuỳ thuộc vào độ âm điện của từng nguyên tử. Độ âm điện là ái lực của nguyên tử với các điện tử. Độ âm điện càng mạnh thì đôi điện tử chung giữa 2 nguyên tử trong liên kết cộng hoá trị càng bị kéo lệch về phía nguyên tử có độ âm điện lớn hơn. Nguyên tử nào mà hạt nhân càng chứa nhiều proton mang điện tích dương thì có lực hấp dẫn với các electron càng mạnh, độ âm điện càng lớn.
Theo quy luật chung, độ âm điện của các nguyên tố trong bảng tuần hoàn Mendeleep gia tăng theo hàng từ trái qua phải và giảm dần trong cột theo hướng từ trên xuống dưới. Như vậy nguyên tố hoá học có độ âm điện cao nhất nằm ở góc trên cùng phía bên phải của bảng tuần hoàn. Độ âm điện của một số nguyên tố cấu tạo nên các phân tử sinh học được trình bày trong bảng sau:
Nguyên tử, O, Cl, N, C, P, H, N, K
Độ âm điện, 3,44, 3,1, 3,0, 2,5, 2,1, 2,1, 0,9, 0,8
Hai nguyên tử giống hệt nhau hoặc có độ âm điện tương đương thì đôi điện tử góp chung trong liên kết cộng hoá trị nằm ở chính giữa hoặc gần giữa nên sự phân bố điện tích đều nhau ở 2 nguyên tử, vì thế liên kết kiểu này được gọi là liên kết không phân cực. Ngược lại, nếu 2 nguyên tử có độ âm điện khác nhau thì khi hình thành liên kết cộng hoá trị, cặp điện tử chung bị kéo lệch về nguyên tử có độ âm điện lớn hơn. Mặc dù 2 nguyên tử đều bão hoà về điện, nhưng nguyên tử có độ âm điện lớn hơn sẽ luôn kéo các điện tử chung về phía mình làm cho nguyên tử này thường xuyên tích nhiều điện tích âm hơn nguyên tử đối diện (nguyên tử có độ âm điện nhỏ hơn sẽ tích điện dương nhiều hơn). Khi đó, liên kết cộng hoá trị đó được gọi là phân cực.
Liên kết cộng hoá trị phân cực luôn tạo ra các phân tử phân cực, giống như chiếc nam châm, do vậy sẽ có xu hướng liên kết với các phân tử phân cực khác. Các liên kết như liên kết hydrogen như vậy có vai trò rất quan trọng trong việc quyết định chức năng của các phân tử sinh học mà HS sẽ thấy khi học về các phân tử sinh học. Nắm chắc về liên kết hoá trị phân cực, HS sẽ hiểu được cấu trúc của nước quy định các đặc điểm vật lí, hoá học và sinh học của nước như thế nào.
b) Liên kết hydrogen
Liên kết hydrogen đã được trình bày trong SGK khi mô tả cấu trúc của nước.
c) Liên kết ion Đây là loại liên kết được hình thành bởi lực hút giữa 2 nguyên tử mang điện tích trái dấu. Một nguyên tử nhường điện tử cho một nguyên tử khác d
c) Liên kết ion
Đây là loại liên kết được hình thành bởi lực hút giữa 2 nguyên tử mang điện tích trái dấu. Một nguyên tử nhường điện tử cho một nguyên tử khác dẫn đến nó tích điện dương (cation), còn nguyên tử nhận điện tử sẽ tích điện âm (anion) tạo nên lực hút trái dấu kéo chúng lại với nhau. Vật chất ở trạng thái rắn thì lực của các liên kết ion rất mạnh, ta có thể thấy các tinh thể NaCl rất rắn chắc. Tuy vậy, trong môi trường nước, các ion bị tách xa nhau ra nên lực liên kết ion giảm đi đáng kể. Trong tế bào, lực liên kết ion chỉ xấp xỉ bằng khoảng 1/10 lực liên kết cộng hoá trị không phân cực.
Nguyên tử sodium Sodium ion (+)
Nguyên tử chlorine Chloride ion (-)
Hình 1.2. Liên kết ion giữa nguyên tử Na và Cl
d) Tương tác kị nước
Những phân tử được hình thành bởi các liên kết cộng hoá trị không phân cực thì các phần khác nhau của phân tử về cơ bản là có điện tích giống nhau, hay phân tử không có tính phân cực. Khi những phân tử này ở trong môi trường nước (phân cực) chúng "sợ" nước và co cụm lại với nhau để tránh nước (vì vậy, những phân tử không phân cực còn được gọi là phân tử kị nước). Sự tương tác giữa các phân tử kị nước với nhau trong môi trường nước được gọi là tương tác kị nước. Mặc dù tương tác này rất yếu nhưng khi rất nhiều liên kết yếu này tập trung lại ở một vùng nhất định sẽ tạo nên những lực đủ mạnh giữ các phân tử với nhau. HS sẽ thấy được vai trò của các tương tác này khi học về protein và DNA.
e) Tương tác van der Waals
Các phân tử kị nước không có tính phân cực (trung hoà về điện) nhưng do sự chuyển động của các electron trong các nguyên tử dẫn đến sự phân bố không đều của các electron trong không gian ở những thời điểm nhất định tạo nên các vùng tích điện âm và các vùng tích điện dương trên cùng một phân tử. Khi các phân tử kị nước nằm sát gần nhau, những vùng mang điện trái dấu nhất thời như vậy có thể tương tác giữ các phân tử tạm thời với nhau. Lực tương tác này được gọi là tương tác van der Waals. Lực tương tác van der Waals riêng rẽ là rất yếu, nhưng khi rất nhiều tương tác này kết hợp với nhau sẽ tạo nên lực lớn đáng kể. Chúng ta có thể thấy con thạch sùng đi lại được trên trần nhà mà không bị rơi là do
dưới bàn chân của chúng có hàng trăm nghìn lông nhỏ làm tăng diện tích tiếp xúc với mặt trần, đồng thời, các phân tử trên bề mặt các lông có thể tạo ra vô vàn t
dưới bàn chân của chúng có hàng trăm nghìn lông nhỏ làm tăng diện tích tiếp xúc với mặt trần, đồng thời, các phân tử trên bề mặt các lông có thể tạo ra vô vàn tương tác van der Waal với các phân tử trên trần nhà. Tương tác van der Waals đủ khoẻ để giữ thạch sùng khỏi rơi nhưng cũng đủ yếu để thạch sùng có thể nhấc chân khi cần di chuyển. Tương tác van der Waal đóng vai trò quan trọng trong các tương tác giữa protein kháng nguyên với kháng thể, giữa các protein thụ thể với các tín hiệu, chúng giúp duy trì hình dạng không gian ba chiều của nhiều phân tử sinh học.
Hình 1.3. Thạch sùng có thể đi lại trên trần nhà nhờ tương tác van der Waals
(Nguồn: GV trường chuyên Vĩnh Phúc)
Độ mạnh của các loại liên kết hoá học theo chiều giảm dần như sau: Liên kết cộng hoá trị → Liên kết ion → Liên kết hydrogen → Tương tác kị nước → Tương tác van der Waals. Việc nắm chắc kiến thức về các liên kết hoá học rất quan trọng trong nghiên cứu sinh học bởi vì các phản ứng hoá học trong tế bào tạo nên sự sống đơn giản chỉ là việc phá huỷ hay tạo ra các liên kết hoá học giữa các phân tử của tế bào.
3. Các loại đồng phân (isomers)
Nếu như các loại nguyên tử tạo nên các phân tử bằng các liên kết khác nhau làm cho các phân tử khác nhau về các đặc tính phân cực hay không phân cực, dẫn đến chúng thuộc loại ưa nước hay không ưa nước, từ đó có vai trò sinh học khác nhau. Tương tự, các đặc tính acid hay kiềm, độ hoà tan, kích thước phân tử cũng đóng vai trò quan trọng quyết định đặc tính vật lí và hoá học dẫn đến sự khác biệt về đặc tính sinh học. Ngoài những đặc điểm này, còn hai đặc tính hoá học khác của phân tử quyết định một phân tử có các phản ứng hoá học ra sao. Đó là, các phân tử, cho dù có được cấu tạo từ các loại nguyên tử như nhau nhưng sự phân bố của các nguyên tử trong phân tử có thể khác nhau dẫn đến hình thành cái gọi là các đồng phân khác nhau. Có nhiều loại đồng phân khác nhau nhưng ở đây chúng ta quan tâm tới hai loại là đồng phân cấu trúc và đồng phân quang học.
Đồng phân cấu trúc: Các phân tử hữu cơ có cùng cấu trúc phân tử như nhau nhưng
có sự khác nhau về cấu trúc khung carbon thì được gọi là đồng phân cấu trúc. Ví dụ: cùng là loại đường 6 carbon nhưng glucose và fructose là những đồng phân cấu trúc (H 1.4).
Đồng phân Đồng phân cấu trúc lập thể Hình 1.4. Một số đồng phân của glucose Đồng phân lập thể (stereoisomer) là những phân tử hữu cơ có bộ khung carbon như nhau
Đồng phân Đồng phân cấu trúc lập thể
Hình 1.4. Một số đồng phân của glucose
Đồng phân lập thể (stereoisomer) là những phân tử hữu cơ có bộ khung carbon như
nhau nhưng khác nhau về sự phân bố không gian của nhóm chức gắn vào bộ khung carbon.
Nếu các nhóm chức gắn vào bộ khung carbon theo kiểu đối xứng qua gương thì những đồng phân như vậy được gọi là đồng phân đối hình (ennatiomers) hay đồng phân quang học (opitcal isomers). Glucose và galactose là những đồng phân đối hình của nhau. Khi một nguyên tử carbon liên kết cộng hoá trị với 4 nguyên tử khác thì sẽ hình thành nên phân tử có cấu trúc bất đối xứng như vậy, đối xứng qua gương. Các hợp chất hữu cơ có cấu trúc đối xứng qua gương có đặc điểm đặc trưng là xoay chiều trong mặt phẳng của ánh sáng phân cực, hoặc là xoay sang trái hoặc sang phải. Dạng đồng phân quang học xoay phải, kí hiệu là dạng D (dextrorotatory) và dạng trái là L (levorotatory). Tiếng Latin, dextro là phải, levo là trái. Trong các cơ thể sống, chỉ tồn tại một trong hai loại đồng phân đối hình, ví dụ, ở hầu hết các loại sinh vật, các amino acid đều là dạng L, trong khi đường lại chủ yếu ở dạng D.
Phân biệt các loại đồng phân là rất quan trọng vì trong tế bào, các loại enzyme chỉ nhận biết được một loại đồng phân. Vì vậy một loại đồng phân này có thể có lợi cho tế bào nhưng đồng phân kia lại có thể là chất độc.
4. Các nhóm chức
Nhóm chức là nhóm các phân tử mà đặc tính hoá học của nó không bị thay đổi khi được gắn với các bộ khung carbon khác nhau (các chất khác nhau). Như vậy, chức năng của một phân tử sinh học, ví dụ như protein, không chỉ phụ thuộc vào cấu hình không gian ba chiều mà còn phụ thuộc vào việc nó được liên kết với những nhóm chức nào, ở vị trí nào trong khung carbon. Các nhóm chức như (-OH) hay (C=O) đều là phân cực vì O có độ âm điện lớn hơn H và C nên phân tử hữu cơ có các nhóm chức này là những phân tử phân cực và chúng ta có thể dự đoán được cách chúng phản ứng ra sao với các phân tử khác. Các nhóm chức phổ biến khác trong các phân tử hữu cơ như (-PO4); (-COOH) hay (-NH2) đều tích điện. (-COOH) bị ion hoá thành dạng (-COO ) còn (-NH2) lại nhận H thành
NH4+ trong môi trường nước như tế bào.
III GỢI Ý TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC BÀI 4. CÁC NGUYÊN TỐ HOÁ HỌC VÀ NƯỚC Hoạt động mở đầu GV có thể mở đầu tiết học bằng nhiều cách khác nhau, sau đó đi vào
III GỢI Ý TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC BÀI 4. CÁC NGUYÊN TỐ HOÁ HỌC VÀ NƯỚC Hoạt động mở đầu
GV có thể mở đầu tiết học bằng nhiều cách khác nhau, sau đó đi vào nội dung từng mục cụ thể.
Hoạt động hình thành kiến thức
(1) Mục I. Khái quát học thuyết tế bào và mục II. Các nguyên tố hoá học trong tế bào
HS trao đổi tổ, nhóm và trả lời các câu hỏi trong các mục I và II. Lưu ý: GV yêu cầu HS tự đọc trước nội dung trong SGK ở nhà để dành thời gian trên lớp rèn các kĩ năng. Hoạt động của HS nhằm trả lời các câu hỏi trong mục Dừng lại và suy ngẫm dưới đây. Những câu hỏi này giúp HS hiểu và ghi nhớ nội dung cần đạt mà chương trình đề ra cũng như phát triển
các năng lực suy luận.
Vì nội dung của chương là thành phần hoá học của tế bào nên nếu HS không nắm vững kiến thức về hoá học sẽ không thể hiểu được chức năng của các phân tử sinh học. GV nên cho HS thảo luận, trao đổi thêm về các kiến thức hoá học có liên quan như: cấu tạo nguyên tử, các loại liên kết hoá học, độ âm điện, các đồng vị phóng xạ, các đồng phân,… mà các em được học trong SGK Hoá học 10.
SGK Sinh học không có điều kiện trình bày những nội dung này nhưng vì SGK định hướng cách học là phải luôn tự đặt ra các câu hỏi để hiểu sâu bản chất của sự việc nên rất có thể nhiều HS yêu thích sinh học sẽ đặt ra các câu hỏi theo hướng các nguyên lí vật lí, hoá học quy định các đặc tính sinh học ra sao. Trong mục các nguyên tố hoá học, GV có thể đặt ra các câu hỏi liên quan đến hoá học như trên để xem HS nắm kiến thức đến đâu, nếu cần thì bổ sung kiến thức.
Ví dụ: GV có thể cho HS thấy việc sử dụng đồng vị phóng xạ để xác định sự di căn của các khối u trong bệnh ung thư như thế nào. Phương pháp được gọi là PET (viế
Ví dụ: GV có thể cho HS thấy việc sử dụng đồng vị phóng xạ để xác định sự di căn của các khối u trong bệnh ung thư như thế nào. Phương pháp được gọi là PET (viết tắt theo tiếng Anh của các từ positron-emission tomography) sử dụng đồng vị phóng xạ trong phân tử glucose để xác định vị trí mô ung thư ở cổ họng (GV có thể tham khảo sách Sinh học của Campbell để lấy hình ảnh dạy).
GV cũng có thể đưa thêm các ứng dụng liên quan đến đời sống hằng ngày để tăng thêm độ hấp dẫn của bài học bằng các câu hỏi sưu tầm thêm, ví dụ như: Thực phẩm đã chiếu tia phóng xạ liệu có an toàn?
GV cần khuyến khích HS đặt ra các câu hỏi kết nối kiến thức đang học với các vấn đề thường gặp trong đời sống. Khi HS chưa biết đặt ra các câu hỏi như vậy, GV có thể chủ động đưa ra các câu hỏi tình huống và trả lời cho các em, không những để mở rộng, liên hệ kiến thức mà giúp HS dần hình thành kĩ năng đặt ra các câu hỏi liên hệ, kết nối kiến thức.
Khi học về các nguyên tố và đề cập đồng vị cũng như đồng vị phóng xạ, GV có thể đưa
ra các tình huống ứng dụng bức xạ ion hoá trong đời sống. Trong nông nghiệp, để bảo quản thực phẩm, nhất là khi xuất khẩu, người ta thường sử dụng tia phóng xạ để diệt các loại vi khuẩn, nấm, virus. Vậy có thể có người băn khoăn liệu các hạt phóng xạ có lưu lại trên thực phẩm không? Câu trả lời là không. Thực phẩm được chiếu xạ an toàn đối với người sử dụng. Giống như chúng ta chiếu đèn lên tường, các photon không lưu lại trên tường.
HS có thể hỏi, hoặc GV có thể đưa ra câu hỏi vui: Các nguyên tố hoá học trên Trái Đất cấu tạo nên cơ thể chúng ta và các sinh vật có nguồn gốc từ đâu? Câu trả lời giúp chúng ta kết nối với kiến thức của thiên văn học. Suy cho cùng thì các nguyên tố hoá học trên Trái Đất đến từ các ngôi sao trong vũ trụ. Các ngôi sao "chết đi" sẽ bị nổ tung và các đám bụi chứa các nguyên tố hoá học tập hợp lại tạo nên các hành tinh như Trái Đất của chúng ta. Các em HS sẽ được học về nguồn gốc sự sống trên Trái Đất trong chương trình lớp 12. Lưu ý rằng, để tăng sự hấp dẫn của bài giảng, giúp các em có hứng thú học tập hơn, GV nên đưa ra những mẩu chuyện, câu hỏi kích thích sự tò mò của HS. Việc làm đó cũng như những gia vị không thể thiếu trong các bữa ăn, tuy nhiên, không nên lạm dụng mà phải biết sử dụng đúng lúc, đúng liều lượng.
Về vai trò của nguyên tố carbon, ngoài những gì SGK đã trình bày về cấu tạo của nguyên tử carbon và các liên kết cộng hoá trị mà chúng có thể tạo ra với các nguyên tử khác để tạo nên bộ khung carbon đa dạng thì GV cũng có thể giảng giải thêm một số kiến thức liên quan đến hoá học như các loại liên kết hoá học, đặc biệt là liên kết cộng hoá trị.
Để trả lời câu hỏi: "Tại sao các phân tử có cùng số nguyên tử carbon nhưng lại có đặc tính hoá học khác nhau?" các em cần liên hệ với kiến thức học được về hoá học. Cấu trúc không gian ba chiều của một phân tử (ở đây là bộ khung hydrocarbon) quy định đặc tính hoá học của nó. Ngoài ra các nhóm chức liên kết với bộ khung hydrocarbon cũng quyết định đặc tính của phân tử. Phần này các em sẽ học ở bài các phân tử sinh học.
(2) Mục III. Nước và vai trò của nước đối với sự sống HS tự tìm hiểu và trả lời các câu hỏi trong mục Dừng lại và suy ngẫm. Câu trả lời của câu 1 và câu 2 đã có
(2) Mục III. Nước và vai trò của nước đối với sự sống
HS tự tìm hiểu và trả lời các câu hỏi trong mục Dừng lại và suy ngẫm.
Câu trả lời của câu 1 và câu 2 đã có trong SGK, câu 3 có tính liên hệ kiến thức với đời sống. HS sẽ không khó khi trả lời các câu hỏi, nhưng thông qua hoạt động đọc sách và trả lời câu hỏi, HS sẽ được rèn luyện kĩ năng đọc hiểu, thuyết trình, tranh luận,...
Để tăng sự hấp dẫn của bài học, GV có thể nêu các câu hỏi (HS cũng có thể đặt thêm
các câu hỏi) mở rộng và liên hệ kiến thức với đời sống.
GV có thể đưa thêm các câu hỏi kiểu: Tại sao mùa đông ở vùng biển thường ấm hơn so với ở vùng xa biển? Tại sao mùa đông để giữ ấm cho cây mạ, bà con nông dân lại tát nước vào ruộng mạ?
Cả hai câu trên đều liên quan đến đặc tính vật lí của nước, ban ngày nước hấp thụ nhiệt từ ánh sáng mặt trời làm nước ấm lên, khi đêm xuống, nhiệt độ không khí giảm, nhiệt từ nước lại toả vào không khí làm cho không khí ấm hơn.
Hoạt động luyện tập và vận dụng
Mặc dù HS chưa được học về tiến hoá nhưng SGK vẫn đưa khái niệm tiến hoá để các em làm quen vì sợi dây tiến hoá có thể giúp xâu chuỗi các khái niệm, quá trình sinh học khác nhau. Vì vậy, GV cần giới thiệu khái quát về tiến hoá một cách đơn giản như sau:
Theo học thuyết tiến hoá hiện đại, mọi sinh vật trên Trái Đất đều được phát sinh từ tổ tiên chung. Các sinh vật có họ hàng gần gũi thì có nhiều đặc điểm giống nhau. Ví dụ: Các anh chị em trong gia đình thì có nhiều đặc điểm giống nhau hơn so với những người có họ hàng xa hoặc không có họ hàng. Những người thuộc cùng một dân tộc giống nhau nhiều hơn so với những người thuộc dân tộc khác.
Mọi sinh vật đều có thành phần các nguyên tố hoá học trong tế bào về cơ bản là giống nhau. Như vậy, với suy luận logic ta có thể đi đến kết luận mọi sinh vật đều có chung nguồn gốc.
Bài 5. Các phân tử sinh học Hoạt động mở đầu GV có thể tự đưa ra các tình huống có vấn đề để HS có hứng thú với bài học và khám phá kiến thức. Tuy vậy, cũng có
Bài 5. Các phân tử sinh học
Hoạt động mở đầu
GV có thể tự đưa ra các tình huống có vấn đề để HS có hứng thú với bài học và khám phá kiến thức. Tuy vậy, cũng có thể đưa ra các câu hỏi "chẩn đoán" để biết được HS đã đọc, đã biết gì về nội dung bài học, qua đó tập trung vào những kiến thức hầu hết HS còn vướng mắc cũng như phân bố thời gian hợp lí cho từng nội dung và từng hoạt động rèn luyện kĩ năng.
Hoạt động hình thành kiến thức
(1) Mục I. Khái niệm và thành phần cấu tạo của các phân tử sinh học trong tế bào và mục II.1. Carbohydrate – chất đường bột
HS đọc nội dung và trao đổi để trả lời các câu hỏi trong mục Dừng lại và suy ngẫm.
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Phân tử sinh học là gì?
Nêu những đặc điểm chung của các phân tử sinh học.
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Nêu đặc điểm cấu trúc và chức năng chính của các loại carbohydrate.
Con người thường ăn những bộ phận nào của thực vật để lấy tinh bột?
Tại sao nên ăn nhiều loại rau xanh khác nhau trong khi thành phần chính của các loại rau là cellulose – chất mà con người không thể tiêu hoá được?
Khi HS trao đổi và trả lời, các em sẽ tự rèn các kĩ năng thu nhận thông tin (đọc hiểu) và diễn đạt. GV có thể yêu cầu các em không sử dụng SGK hay vở ghi mà dùng các ngôn từ của chính mình diễn đạt lại để chứng tỏ các em thực sự hiểu những gì đã học. HS có thể nói một cách khác nhưng vẫn đảm bảo đúng ý.
HS có thể dễ dàng tự trả lời được các câu hỏi ở mục Dừng lại và suy ngẫm cuối mục I.
Câu 1 ở mục II.1 giúp HS tự đánh giá xem mình đã hiểu kiến thức đúng hay chưa, câu này HS hoàn toàn có thể tự trả lời dựa vào SGK.
Câu 2 ở mục II.1 giúp HS suy nghĩ, rèn năng lực suy luận logic, mở rộng, liên hệ kiến thức với
đời sống. HS có thể dễ dàng trả lời đó là hạt, củ của cây. Tuy nhiên, các em có thể trao đổi thêm: Thực vật dự trữ tinh bột ở những bộ phận đó có tác dụng gì? (
đời sống. HS có thể dễ dàng trả lời đó là hạt, củ của cây. Tuy nhiên, các em có thể trao đổi thêm: Thực vật dự trữ tinh bột ở những bộ phận đó có tác dụng gì? (để làm nguồn năng lượng dự trữ cung cấp cho các cây con phát triển).
Câu 3 ở mục II.1 là câu định hướng khuyến khích HS suy nghĩ, mở rộng kiến thức, liên hệ với thực tế cũng như kết nối với kiến thức đã học ở cấp THCS. HS liên hệ với kiến thức đã học ở lớp dưới (lớp 7) để trả lời. Ăn rau không chỉ lấy chất xơ cần cho hoạt động tiêu hoá (tránh táo bón) mà còn giúp thu nhận các khoáng chất, các nguyên tố vi lượng và các loại vitamin khác nhau. Ăn nhiều loại rau khác nhau giúp thu nhận được đầy đủ các loại vitamin, khoáng chất, các chất xơ hoà tan và không hoà tan. Các chất xơ còn có tác dụng liên kết với nhiều hoá chất độc hại trong thực phẩm khiến chúng không hoặc khó xâm nhập vào cơ thể. Ví dụ: Cholesterol được liên kết với chất xơ nên đường ruột giảm hấp thụ chất này, nhờ vậy người ăn đủ chất xơ ít bị xơ vữa động mạch, giảm thiểu nguy cơ đột quỵ do các bệnh tim mạch. Có thể HS chưa đủ kiến thức trả lời ngay và đầy đủ câu hỏi này, tuy nhiên điều
đó có tác dụng gợi trí tò mò muốn tìm hiểu, khám phá nhằm tạo động lực cho HS học các phần tiếp theo để tìm kiếm câu trả lời.
Khi khuyến khích HS tự đặt thêm các câu hỏi, có thể có một số em yêu thích sinh học sẽ đặt ra các câu hỏi đòi hỏi GV phải mở rộng kiến thức. Chúng tôi chuẩn bị một số câu hỏi cùng các kiến thức mở rộng để GV tham khảo.
HS có thể hỏi: Tại sao cùng được cấu tạo từ glucose nhưng tinh bột và cellulose lại có các đặc tính vật lí, hoá học khác nhau?
Để trả lời tường tận câu hỏi này cần phải quay lại kiến thức hoá học về các đồng phân và cấu hình không gian của phân tử quy định chức năng của phân tử. Các phân tử, mặc dù có các thành phần hoá học như nhau nhưng giữa chúng có thể có khác biệt về sự phân bố của các nguyên tố trong phân tử. Hình 1.5 cho thấy glucose trong môi trường nước của tế bào tồn tại ở dạng vòng và có thể chuyển đổi qua lại giữa 2 dạng alpha (α) và beta (β). Sự khác biệt này dẫn đến việc tạo liên kết cộng hoá trị giữa các phân tử của dạng là khác nhau.
α- glucose glucose α- glucose β- glucose
β- glucose
Hình 1.5. Sự chuyển đổi giữa các dạng đồng phân α-glucose và β-glucose
Hình 1.5 cho thấy, tuỳ thuộc vào sự phân bố của nhóm OH trong cấu trúc không gian dạng vòng của phân tử glucose, sẽ cho ra hai loại α-glucose và β-glucose. Các dạng cấu trúc không gian khác nhau này, khi liên kết với nhau tạo ra các loại đường phức có các đặc tính lí, hoá khác nhau.
Khi HS học về các loại đường đơn như glucose, fructose và galactose, có thể GV cũng cần giới thiệu thêm về các loại đồng phân (cấu trúc, quang học) để đáp ứng nhu cầu của
những HS muốn hiểu rõ bản chất những khác biệt về chức năng sinh học của các loại đường này. Cùng có công thức cấu tạo như nhau, nhưng sự sắp xếp các nguyên tử
những HS muốn hiểu rõ bản chất những khác biệt về chức năng sinh học của các loại đường này. Cùng có công thức cấu tạo như nhau, nhưng sự sắp xếp các nguyên tử giữa fructose và glucose khác nhau về vị trí nên chúng là những đồng phân cấu trúc. Trong khi đó glucose và galactose là những đồng phân đối hình, vị trí của nhóm OH (màu xanh trong hình 1.4) đối ngược nhau.
Trong tinh bột, các phân tử glucose ở dạng α liên kết với nhau bằng liên kết α-(1-4), còn trong phân tử cellulose, các phân tử glucose ở dạng β nên liên kết với nhau bằng liên kết β-(1-6) như hình dưới, dẫn đến một loại có cấu trúc phân nhánh, một loại có cấu trúc không phân nhánh. Các sợi cellulose sau đó lại liên kết hydrogen với nhau tạo nên bó sợi.
Liên kết α- (1- 4)
Liên kết β-(1-6)
Liên kết α -(1- 4)
Liên kết β-(1- 4)
Hình 1.6. Một số liên kết tạo nên các đường đa
Đôi khi, trong quá trình giảng dạy, xen vào các hoạt động của HS, GV có thể sưu tầm và đưa ra những câu hỏi liên hệ với đời sống làm cho lớp học sôi nổi. Dưới đây là ví dụ: Thực phẩm hữu cơ là gì? Các hợp chất sinh học là những chất hữu cơ có liên quan gì đến khái niệm này không?
Tất cả các loại thực phẩm đều chứa các phân tử hữu cơ mà chúng ta đang học. Tuy vậy, thực phẩm hữu cơ lại là một khái niệm khác. Thực phẩm hữu cơ là loại được s
Tất cả các loại thực phẩm đều chứa các phân tử hữu cơ mà chúng ta đang học. Tuy vậy, thực phẩm hữu cơ lại là một khái niệm khác. Thực phẩm hữu cơ là loại được sản xuất trong điều kiện tự nhiên nhất có thể, theo một quy trình chuẩn thường không sử dụng thuốc trừ sâu, phân bón hoá học, các chất kích thích sinh trưởng, đất trồng không bị ô nhiễm các loại kim loại nặng, thuốc trừ sâu, hoá chất độc hại. Thực phẩm hữu cơ là các sản phẩm của động vật không được tồn dư chất kháng sinh và hoá chất độc hại,… Nhu cầu về thực phẩm hữu cơ tăng cao vì hiện nay nông dân quá lạm dụng các hoá chất trong nông nghiệp làm cho thực phẩm thực sự không an toàn cho sức khoẻ con người, thậm chí gây nhiều bệnh hiểm nghèo như ung thư.
(2) Mục II.2. Lipid Chất béo
HS tiến hành các hoạt động học tập tự tìm hiểu về lipid và thảo luận trả lời các câu hỏi trong mục Dừng lại và suy ngẫm.
Vẫn theo ý tưởng của SGK, sau mỗi mục HS cần dừng lại trả lời câu hỏi để hiểu đúng các khái niệm và đặt thêm các câu hỏi vận dụng kiến thức. Hai câu đầu HS chỉ cần hiểu và ghi nhớ, nhưng các hoạt động trao đổi, trình bày vẫn là để rèn luyện năng lực chung, tự học, rèn luyện cách diễn đạt, trình bày,…
Câu 3 vẫn theo hướng liên hệ kiến thức đã học với đời sống. Một số vitamin như vitamin D, E, và A trong cà chua không tan trong nước, chỉ tan trong dầu mỡ nên chưng cà chua trong dầu mỡ thì chúng ta khi ăn mới hấp thụ được những loại vitamin này.
Trong quá trình học, các em có thể đặt ra nhiều câu hỏi mở rộng kiến thức nên chúng tôi cũng cung cấp thêm một số kiến thức mở rộng về khía cạnh hoá học để GV tiện tham khảo:
Câu hỏi mở rộng: Câu 1: Tại sao khi ở điều kiện nhiệt độ phòng, dầu lại ở trạng thái lỏng, còn mỡ thường
ở trạng thái rắn? Tại sao dầu, mỡ lại kị nước?
Câu 2: Chất béo trans là gì? Tại sao chúng lại được xem là có hại?
Để giúp HS trả lời những câu hỏi kiểu như vậy, cần cung cấp thêm cho các em kiến thức về hoá học.
Ở nhiệt độ bình thường, dầu ở trạng thái lỏng vì trong các acid béo chứa các liên kết
đôi giữa các nguyên tử carbon (C=C). Liên kết đôi thường bẻ cong đoạn phân tử tại chỗ nên khoảng cách giữa các phân tử xa nhau hơn so với khi các acid béo chỉ chứa các liên kết đơn giữa các nguyên tử C (hình 1.7). Do mật độ phân tử thấp nên dầu tồn tại ở trạng thái lỏng. Mỡ chứa các acid béo no không có các nối đôi nên các acid béo xếp sít nhau. Mật độ phân tử cao nên tồn tại ở trạng thái rắn ngay cả ở nhiệt độ thường.
Dầu, mỡ và nói chung là các chất béo đều kị nước vì các liên kết cộng hoá trị trong các phân tử này hầu hết là liên kết không phân cực. Liên kết cộng hoá trị tr
Dầu, mỡ và nói chung là các chất béo đều kị nước vì các liên kết cộng hoá trị trong các phân tử này hầu hết là liên kết không phân cực. Liên kết cộng hoá trị trong các acid béo là (C-H) mà C và H có độ âm điện xấp xỉ nhau nên trong phân tử không có các vùng khác nhau về điện tích (hay khác nhau không đáng kể do độ âm điện của C và H chỉ chênh lệch đôi chút).
Khi áp dụng kiến thức học được vào đời sống, HS có thể hỏi chất béo trans là gì? Hoặc
GV có thể chủ động đưa ra cho HS hiểu. Khi đó, cần giới thiệu về liên kết đôi giữa C=C với các nguyên tử H có thể ở dạng trans hay cis.
Hình 1.7. Đồng phân cis, đồng phân trans
Trong chế biến thực phẩm ăn liền, các nhà sản xuất thường biến đổi các acid béo không bão hoà thành dạng chất béo trans khiến cho chúng có các đặc tính của acid béo bão hoà (ở trạng thái rắn ngay ở nhiệt độ phòng) để bảo quản thực phẩm được lâu hơn. Tuy vậy, loại chất béo này lại có hại cho sức khoẻ vì chúng gây xơ vữa động mạch, gây các bệnh huyết áp, tim mạch.
Bổ sung kiến thức: Ít nhất có hai loại acid béo không bão hoà (acid linoleic và acid chidonic) là những chất dinh dưỡng thiết yếu mà cơ thể con người không tự tổng hợp được nên phải thu nhận từ thức ăn. Tuy vậy, lượng các acid béo này cần cho cơ thể là rất nhỏ và cũng hiếm khi cơ thể bị thiếu hụt.
Các acid béo omega 3 bao gồm acid linolenic (ALA), acid docosahexaenoic (DHA) và
acid eicosapentaenoic (EPA) là những acid béo không no được xem là có vai trò quan trọng đối với não bộ. Ăn một lượng thích hợp các acid béo thiết yếu này có tác dụng rất tốt đối với thanh thiếu niên. Ăn những thức ăn giàu các loại acid béo này cũng giúp ngăn ngừa bệnh tim mạch. DHA giúp làm giảm bệnh Alzheimer. Nguồn thực phẩm giàu acid béo omega 3
là các loại cá sống ở nước lạnh như cá hồi, cá sardin. Dầu hạt lanh cũng được xem là nguồn cung cấp các acid béo omega 3.
(4) Mục II.3. Protein - chất đạm
HS đọc, thảo luận và trả lời các câu hỏi nêu ở cuối mục để đảm bảo đạt được yêu cầu cần đạt của chương trình. Ngoài ra, các em có thể đặt thêm các câu hỏi mở rộng theo hướng vận dụng liên hệ kiến thức với đời sống, suy luận logic, phát triển trí tò mò muốn khám phá thế giới sống.
Gợi ý trả lời câu hỏi: Câu 1: HS có thể trả lời các amino acid khác nhau ở nhóm R nhưng GV có thể hỏi thêm hoặc cho các em thảo luận các nhóm R khác nhau có thể
Gợi ý trả lời câu hỏi: Câu 1: HS có thể trả lời các amino acid khác nhau ở nhóm R nhưng GV có thể hỏi thêm
hoặc cho các em thảo luận các nhóm R khác nhau có thể dẫn đến chức năng (cách chúng phản ứng với các chất khác) ra sao? Nhóm R hay các chuỗi phụ của các amino acid được
chia thành các nhóm: không phân cực có đặc tính kị nước (-CH3 và -H) hay phân cực có tính ưa nước (-OH; -CONH2) hay nhóm có tích điện. Ví dụ: nhóm phụ là (-COOH) trong môi trường nước thường mất H+ và trở nên tích điện âm, còn khi nhóm phụ là (-NH2)trong môi trường nước của tế bào lại nhận thêm H+ và trở nên tích điện dương. Những điểm khác biệt này dẫn đến khác biệt về khả năng liên kết với các phân tử khác tạo nên cấu trúc không gian ba chiều đặc trưng của protein cũng như chức năng sinh học của protein.
Câu 2: Protein được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân tử. Có tới 20 loại đơn phân (các
amino acid) nên số lượng và trình tự sắp xếp của các amino acid trong chuỗi polypeptid tạo nên sự đa dạng rất lớn về cấu trúc phân tử dẫn đến sự đa dạng vô cùng lớn về chức năng.
Câu 3: Cấu trúc không gian ba chiều của protein (bậc 3 và 4) quy định chức năng của
protein. Cấu trúc không gian ba chiều được duy trì bởi tất cả các loại liên kết hoá học nhưng chủ yếu là các liên kết yếu như liên kết hydrogen, tương tác van der Waals, tương tác kị nước,…
Các liên kết cộng hoá trị giữa các amino acid là cần thiết để hình thành nên chuỗi polypeptide (cấu trúc bậc 1) nhưng chức năng của protein lại được quy định bởi cấu trúc bậc 2, bậc 3 và bậc 4. Những liên kết yếu thường giúp duy trì không gian ba chiều đặc trưng của protein và do đó duy trì chức năng. Không cần phá huỷ cấu trúc bậc 1 (phá vỡ liên kết cộng hoá trị, liên kết peptide) nhưng nếu các liên kết yếu bị phá vỡ thì cấu trúc không gian của protein cũng bị phá hỏng làm cho protein bị mất chức năng. Các loại liên kết trong hình 1.8 giúp duy trì cấu trúc không gian ba chiều của protein. Lưu ý, liên kết S - S không phải là liên kết yếu. Các liên kết yếu như tương tác van der Waals, liên kết hydrogen rất cần cho sự liên kết của các loại protein kháng nguyên, kháng thể, enzyme với cơ chất.
Hình 1.8. Các loại liên kết đảm bảo duy trì cấu trúc không gian của protein Câu 4: Chúng ta cần ăn đa dạng các loại protein thì mới cung cấp đủ các loại amino a
Hình 1.8. Các loại liên kết đảm bảo duy trì cấu trúc không gian của protein
Câu 4: Chúng ta cần ăn đa dạng các loại protein thì mới cung cấp đủ các loại amino
acid cho cơ thể cũng như cung cấp đủ các loại vitamin và khoáng chất cần thiết cho cơ thể. Có 9 loại amino acid thiết yếu mà cơ thể người không tổng hợp được là isoleucine, leucine, methionine, phenylalanine, threonine, tryptophan, valine và histidine. Argine cũng là thiết yếu với trẻ em vì trẻ em không tổng hợp được đủ lượng argine cho sự phát triển cơ thể.
Câu hỏi mở rộng: Câu 1: Tại sao thịt lợn, thịt bò, thịt gà đều là các protein nhưng lại có mùi vị và nhiều
đặc tính vật lí khác nhau? Các loại protein khác nhau khác biệt nhau về thành phần các amino acid nên cấu hình không gian khác nhau. Các amino acid khác nhau nên cũng tương tác với các chất khác nhau khiến cho protein khác nhau có các đặc tính lí, hoá khác nhau, mùi vị khác nhau, độ dai, độ rắn chắc,… cũng khác nhau.
Câu 2: Người ta làm tóc thẳng thành tóc xoăn và ngược lại như thế nào?
Tóc thẳng có thể làm thành tóc xoăn bằng cách thay đổi các liên kết hoá học của sợi protein cấu tạo nên sợi tóc. Thuốc làm xoăn tóc chứa các hoá chất có thể bẻ gãy và tái thiết các liên kết hoá học giữa các nhóm chức của các amino acid để hình thành nên các liên kết disulphide (S-S) làm cho tóc thẳng thành tóc xoăn. Ngược lại tóc đã được làm xoăn muốn thẳng trở lại thì lại dùng hoá chất bẻ gãy các liên kết (S-S). GV cũng có thể dạy bài này theo một kịch bản khác, không câu nệ vào bố cục trình tự của SGK. Ví dụ: Để kiểm tra xem HS đã đọc bài về protein và hiểu được những kiến thức cơ bản của yêu cầu cần đạt cũng như năng lực suy luận logic chưa, GV có thể đưa ra hàng loạt câu hỏi để HS trả lời. Các câu hỏi xoay quanh nội dung cốt lõi của bài là cấu hình không gian ba chiều quy định chức năng của phân tử. GV có thể đặt ra các câu hỏi:
Câu 1: Tại sao các phân tử protein lại có chức năng đa dạng nhất trong số các phân tử hữu cơ? Câu 2: Tại sao mặc dù có cùng số lượng, thành phần amino acid nhưn
Câu 1: Tại sao các phân tử protein lại có chức năng đa dạng nhất trong số các phân
tử hữu cơ?
Câu 2: Tại sao mặc dù có cùng số lượng, thành phần amino acid nhưng chức năng của
các protein lại rất khác nhau?
… Qua các câu trả lời của HS, GV biết được HS đã hiểu được gì, chưa hiểu gì, nhờ đó có thể tập trung thời gian vào giải quyết những vấn đề còn tồn tại ở HS.
(5) Mục II.4. Nucleic acid
Kiến thức về các nucleic acid các em đã được học qua trong chương trình lớp 9. Trong chương trình lớp 10 cũng chỉ giới thiệu qua, còn chương trình lớp 12 mới học chi tiết. Ở lớp 10, nội dung có sự khác biệt với lớp 9 ở chỗ, ngoài cấu tạo các loại nucleotide, thì đề cập rõ hơn về các thành phần hoá học, về cấu tạo các loại nitrogenous base và chiều của mạch
thông tin (3'-5'). Cần phải giới thiệu chiều của mạch vì sau này ở lớp 12, khi học về tái bản DNA cũng như phiên mã cần phải biết chiều của các mạch polynucleotide.
Hoạt động của HS vẫn là đọc sách, thảo luận và trả lời các câu hỏi, qua đó rèn các kĩ năng đọc sách, diễn đạt, giao tiếp,… nhưng vẫn phải đạt được yêu cầu cần đạt của chương trình.
Trong phần này, HS có thể hỏi nhiều về dấu vân tay di truyền nhưng GV không nên đi quá sâu vì các em sẽ hiểu rõ hơn khi học lớp 12.
Gợi ý trả lời câu hỏi: Câu 1: HS có thể trả lời theo nhiều cách khác nhau nhưng phải có được các ý sau:
Cấu tạo theo nguyên tắc đa phân với các đơn phân là 4 loại nucleotide. Số lượng và
trình tự sắp xếp của các nucleotide tạo nên thông tin di truyền quy định trình tự amino acid trong protein.
Cấu tạo 2 mạch bổ sung theo nguyên tắc A T; G C: Cấu tạo 2 mạch bền vững giúp
DNA bảo quản thông tin di truyền, ít bị sai hỏng. Cấu tạo theo nguyên tắc bổ sung giúp tế bào dễ sửa sai khi có sai sót. Nếu một mạch bị sai hỏng sẽ dùng mạch còn lại làm khuôn để sửa sai.
Cấu tạo 2 mạch giúp tế bào có thể nhân đôi DNA một cách chính xác.
Câu 2: Những thông số đặc trưng cho loài: HS có thể trả lời theo nhiều cách khác nhau
nhưng do SGK không đề cập quá chi tiết nên có thể trả lời 2 ý chính:
Số lượng, trình tự sắp xếp các nucleotide trên các phân tử DNA. Số lượng phân tử DNA. HS có thể tự trả lời các câu hỏi dựa vào SGK. GV có thể đặt thêm câu hỏi đ
Số lượng, trình tự sắp xếp các nucleotide trên các phân tử DNA.
Số lượng phân tử DNA.
HS có thể tự trả lời các câu hỏi dựa vào SGK. GV có thể đặt thêm câu hỏi để củng cố kiến thức như: Tại sao RNA lại có nhiều chức năng hơn DNA? Ở đây, cần nhấn mạnh cấu trúc phù hợp với chức năng. RNA chỉ được cấu tạo từ một mạch đơn nên chúng có thể tự bắt đôi bổ sung các đoạn trong cùng một mạch với nhau tạo nên nhiều dạng cấu trúc không gian đặc trưng khác nhau (như trong cấu trúc của t-RNA). Ngoài ra, cũng do cấu trúc mạch đơn nên RNA có thể bắt đôi bổ sung với các
phân tử RNA, DNA hay tương tác với các phân tử khác thực hiện các chức năng khác nhau.
Câu hỏi trong mục Khoa học và đời sống: Người nào là cha của cô gái (2)? So sánh trình tự băng điện di dấu vân tay DNA của người số 3 và cô con gái số 2 thấy có nhiều băng giống nhau hơn, còn người số 4 có số băng giống với cô gái ít hơn nên bố cô gái là người số 3.
Nếu có điều kiện, GV có thể đưa ra thí nghiệm chứng minh DNA là vật chất di truyền mà không phải là protein: Dùng đồng vị phóng xạ (S) đánh dấu protein vỏ thể thực khuẩn và đồng vị phóng xạ (P) đánh dấu DNA. Để tránh mất thời gian, GV có thể trình bày theo quy trình: hình thành giả thuyết, thí nghiệm kiểm chứng, kết quả, kết luận chấp nhận hay bác bỏ giả thuyết. Có thể tham khảo phần này trong sách Sinh học của Campbell. Sử dụng tranh treo tường để HS tham khảo.
GV cũng có thể đưa ra câu hỏi cho HS để rèn năng lực tư duy nghiên cứu khoa học cho HS như: Thí nghiệm nào cần tiến hành để xác định trực tiếp DNA là vật chất di truyền?
Mặc dù HS sẽ được học sâu hơn về DNA ở phần Di truyền học ở lớp 12 nhưng những câu hỏi như vậy cũng khuyến khích sự tò mò tìm hiểu, tự đọc thêm đối với những HS đam mê với môn học. Đây là câu hỏi mở để HS tìm hiểu. Với trình độ của khoa học ngày nay, các nhà sinh học phân tử có thể trực tiếp làm thí nghiệm chuyển gene từ loài này sang loài khác, tế bào nhận được gene chuyển biểu hiện đặc tính di truyền của tế bào cho gene. Hay người ta chuyển gene gây ung thư từ chuột bị ung thư vào tế bào của chuột không bị ung thư, kết quả là chuột nhận gene ung thư có khối u phát triển.
Bài 6. THỰC HÀNH: NHẬN BIẾT MỘT SỐ PHÂN TỬ SINH HỌC – GV cần hết sức lưu ý về an toàn phòng thí nghiệm khi HS sử dụng các hoá chất, đèn cồn, bếp điện,... – GV n
Bài 6. THỰC HÀNH: NHẬN BIẾT MỘT SỐ PHÂN TỬ SINH HỌC
– GV cần hết sức lưu ý về an toàn phòng thí nghiệm khi HS sử dụng các hoá chất, đèn cồn, bếp điện,...
– GV nên để HS đọc hướng dẫn thực hành trong SGK rồi tự làm thí nghiệm mà không làm trình diễn trước để HS quan sát rồi làm theo.
HS tự làm có thể không thành công nhưng để các em tự tìm hiểu mình đã làm không đúng ở khâu nào. Cách làm này giúp các em làm quen với cách nghiên cứu của các n
HS tự làm có thể không thành công nhưng để các em tự tìm hiểu mình đã làm không
đúng ở khâu nào. Cách làm này giúp các em làm quen với cách nghiên cứu của các nhà khoa học: tự đọc tài liệu, tự thử nghiệm và cải tiến phương pháp. Học qua các thất bại của mình và của người khác. GV có thể cho HS tự xác định một số thành phần hoá học có trong thực phẩm của địa
phương. HS tự đặt ra giả thuyết và kiểm định bằng thực nghiệm kiểu: Nếu loại thực phẩm A có tinh bột thì sử dụng thuốc thử X sẽ cho kết quả là… HS sẽ thấy, nếu bộ phận của thực vật mà các em lấy có nhiều sắc tố như lá cây hoặc củ có nhiều sắc tố thì dùng phép thử như trong SGK sẽ không cho kết quả tương ứng về màu sắc. Khi đó, các em phải đặt ra câu hỏi nguyên nhân không thành công của thí nghiệm là gì? Làm thế nào để khắc phục,… qua đó sẽ rèn được kĩ năng tư duy khoa học và học dần cách nghiên cứu khoa học kiểu tự mình khám phá chứ không phải bài thực hành chỉ mang tính minh hoạ cho lí thuyết đã học.
Hoạt động ôn tập chương
GV có thể tổng kết, đánh giá kết quả học tập của HS bằng nhiều hình thức khác nhau. Cho HS tự viết một bài viết ngắn về một chủ đề nhất định với số lượng từ hạn chế tối
đa, ví dụ 500 từ, để đánh giá năng lực diễn đạt bằng văn bản. HS tự chuẩn bị các sơ đồ khái quát hoá kiến thức kiểu bản đồ tư duy hoặc bất cứ dạng
sơ đồ hoá nào khái quát kiến thức của chương nộp cho GV chấm hoặc để HS đánh giá, bầu chọn cho điểm lẫn nhau.
Kiểm tra 15 phút hoặc 45 phút đánh giá các năng lực nhận thức khác nhau.
Khuyến khích HS đề xuất các câu hỏi để hiểu sâu kiến thức, HS nào đề xuất câu hỏi
hay sẽ được điểm cao. Kịp thời động viên, khen thưởng những HS có tiến bộ/thay đổi rõ rệt về từng mặt
hoặc thay đổi toàn diện trong cách học. Ví dụ: Bạn A đã đọc và chuẩn bị kĩ bài trước khi đến lớp, bạn B có nhiều sưu tầm những nội dung bổ ích lí thú liên quan đến nội dung đã học. Bạn H đã đề xuất được các câu hỏi liên quan đến bảo vệ môi trường,… Chỉ ra được những hạn chế của một số HS và đưa ra hướng khắc phục cho từng em.
Ví dụ: Em X nói năng còn ấp úng, chưa lưu loát thì khuyên em ở nhà đứng trước gương tự thuyết trình về một chủ đề trong bài. Những HS viết câu văn lủng củng, khó hiểu, diễn đạt không rõ nghĩa thì cũng đề xuất cho các em về nhà tự viết lại, khi viết tốt hơn đưa lại thầy cô sẽ cho điểm tốt hơn, không lấy điểm cũ. Đấy là hình thức động viên rất hiệu quả. Đánh giá không nhằm mục đích trừng phạt mà khuyến khích việc sửa sai.
Chương 2. CẤU TRÚC TẾ BÀO (8 tiết) I MỤC TIÊU 1. Kiến thức Mô tả được kích thước, cấu tạo và chức năng các thành phần của tế bào nhân sơ. Phân tích được mối qua
Chương 2. CẤU TRÚC TẾ BÀO (8 tiết)
I MỤC TIÊU
1. Kiến thức
Mô tả được kích thước, cấu tạo và chức năng các thành phần của tế bào nhân sơ.
Phân tích được mối quan hệ phù hợp giữa cấu tạo và chức năng của các thành phần trong tế bào nhân thực: thành tế bào, các bào quan,...
Nêu được cấu tạo và chức năng của tế bào chất.
Lập được bảng so sánh giữa tế bào nhân thực và tế bào nhân sơ.
Quan sát hình vẽ, lập được bảng so sánh giữa tế bào động vật và tế bào thực vật. Giải thích được ý nghĩa của sự giống và khác nhau giữa hai loại tế bào đó.
Trình bày được cấu trúc của nhân tế bào và chức năng quan trọng của nhân.
Thực hành làm được tiêu bản và quan sát được tế bào sinh vật nhân sơ (tế bào vi khuẩn).
Làm được tiêu bản hiển vi tế bào nhân thực (củ hành tây, hành ta, thái lá tía, hoa lúa, bí ngô, tế bào niêm mạc khoang miệng,...) và quan sát nhân, một số bào quan trên tiêu bản đó).
2. Phát triển năng lực
Năng lực tự học: phát triển kĩ năng tự đọc và viết tóm tắt nội dung kiến thức đọc được; xác định từ khoá trong mỗi mục; tự đặt ra câu hỏi tìm hiểu kiến thức của bài; tự trả lời trước các câu hỏi ở mục Dừng lại và suy ngẫm; Khoa học và đời sống và mục Em có biết; phát triển kĩ năng tự làm thí nghiệm theo hướng dẫn trong SGK.
Năng lực hợp tác: phát triển kĩ năng làm việc nhóm, thảo luận nhóm (tự học cá nhân, thảo luận nhóm và báo cáo thuyết trình).
Năng lực giải quyết vấn đề: phát triển kĩ năng giải quyết các tình huống thực tiễn xảy ra (ví dụ: phát triển kĩ năng giải quyết các tình huống thực tiễn xảy ra khi có thể gặp sự cố trong phòng thí nghiệm hoặc thí nghiệm không thành công,...).
Năng lực nhận thức sinh học: phát triển được kĩ năng trình bày mối quan hệ phù hợp giữa cấu tạo và chức năng của các thành phần tế bào nhân sơ, tế bào nhân thực; phát triển được kĩ năng quan sát so sánh tế bào nhân sơ và tế bào nhân thực; tế bào động vật và tế bào thực vật qua việc quan sát tiêu bản tế bào; lập bảng so sánh tế bào nhân sơ và tế bào nhân thực; tế bào thực vật và động vật; tìm được từ khoá và giải thích được các thuật ngữ khoa học liên quan trong bài.
Năng lực tìm hiểu thế giới sống: thông qua các hoạt động tìm hiểu mục: Khoa học và đời sống để phát triển năng lực tư duy logic và nghiên cứu khoa học; thông qua các hoạt
động thực hành thí nghiệm, rèn kĩ năng làm được tiêu bản quan sát tế bào nhân sơ và tế bào nhân thực.  Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học: giải thích được cơ s
động thực hành thí nghiệm, rèn kĩ năng làm được tiêu bản quan sát tế bào nhân sơ và tế bào nhân thực.
 Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học: giải thích được cơ sở khoa học của một số bệnh ở người liên quan đến vi khuẩn gây bệnh, sự kháng thuốc của vi khuẩn từ đó sử dụng kháng sinh đúng cách; giải thích được cơ sở khoa học của một số tật, bệnh ở người liên quan đến tổn thương các bào quan của tế bào.
3. Thái độ
Chăm chỉ: có tinh thần tự học, ham học hỏi và hứng thú tìm hiểu về các loài vi khuẩn gây bệnh, các biện pháp hạn chế sự lây nhiễm và tránh sự kháng thuốc kháng sinh của vi khuẩn; các loại bệnh tật có nguyên nhân là do tổn thương cấu trúc và chức năng các thành phần của tế bào cũng như hứng thú làm thực hành thí nghiệm.
Trách nhiệm: thực hiện bảo vệ sức khoẻ bản thân, gia đình, môi trường và thích ứng với biến đổi khí hậu để phòng tránh các bệnh truyền nhiễm do vi khuẩn gây nên cũng như hạn chế và không làm tổn thương các tế bào trong cơ thể, phòng tránh các bệnh, tật hiểm nghèo.
Trung thực: thật thà trong học tập và làm việc nhóm.
II NHỮNG VẤN ĐỀ CẦN LƯU Ý
1. Tế bào nhân sơ
Tế bào là vật sống nhỏ nhất và là đơn vị cơ bản cấu tạo nên mọi cơ thể sống. Phần lớn tế bào có kích thước hiển vi. Thế giới sống được chia làm 2 loại tế bào là tế bào nhân sơ và tế bào nhân thực. Tế bào nhân sơ chưa có nhân hoàn chỉnh, điển hình là tế bào vi khuẩn có cấu tạo khá đơn giản gồm các thành phần là thành tế bào, màng sinh chất, tế bào chất và vùng nhân. Ngoài ra, một số tế bào vi khuẩn còn có vỏ nhầy, lông và roi. Mục thành tế bào được coi là phần kiến thức có nhiều vận dụng thực tiễn. Vì vậy, GV cần nhấn mạnh cho HS biết là dựa vào cấu trúc của thành tế bào có thể xác định được vi khuẩn Gram âm và Gram dương. Đây là cơ sở để sử dụng loại thuốc kháng sinh phù hợp, hạn chế sự kháng thuốc ở vi khuẩn. GV có thể hướng dẫn HS xem trước phần kiến thức thực hành nhuộm Gram ở chương 6. Nếu có thời gian và điều kiện, GV cho HS tự tìm hiểu thêm cấu trúc của thành tế bào vi khuẩn và màng ngoài. Màng ngoài chỉ có ở vi khuẩn Gram âm chứa phospholipid, lipopolysaccharide và protein màng. Lipopolysaccharide được tạo ra từ lipid (phần lipid), polysaccharide và giữa chúng là một chuỗi polysaccharide khác. Lipid nằm trong màng và polysaccharide ở bên ngoài. Lipopolysaccharide (LPS) là một nội độc tố, có khả năng gây độc là do lipid.
Trọng tâm về kiến thức là mối quan hệ giữa cấu trúc và chức năng của các thành phần của tế bào nhân sơ. Vì vậy, khi tổ chức các hoạt động dạy học, GV cần lưu ý
Trọng tâm về kiến thức là mối quan hệ giữa cấu trúc và chức năng của các thành phần của tế bào nhân sơ. Vì vậy, khi tổ chức các hoạt động dạy học, GV cần lưu ý HS chỉ rõ sự phù hợp giữa cấu trúc và chức năng để kết nối tri thức với thực tiễn. Đặc biệt vận dụng mối quan hệ đó để giải thích các bệnh tật phát sinh trong cơ thể do bị nhiễm vi sinh vật, từ đó có ý thức, thái độ bảo vệ môi trường sống, bảo vệ sức khoẻ bản thân và cộng đồng HS.
2. Tế bào nhân thực
Bài này gồm nhiều nội dung quan trọng được trình bày trong 3 tiết, nên GV cần xác định rõ các nội dung cho từng tiết học. Có thể phân chia như sau:
Tiết 1: Mục I và II.1 - II.7. Tiết 2: Mục II.8 - II.10. Tiết 3: Mục II.11 - II.13
Nội dung kiến thức ở mỗi phần phù hợp cho việc tổ chức dạy học phát triển năng lực tự học của HS. Vì vậy, GV nên giao nhiệm vụ cho các nhóm HS tự làm việc trước với các nội dung trong SGK, tự tóm tắt nội dung kiến thức theo sơ đồ tư duy hoặc lập bảng; tự trả lời câu hỏi phần Dừng lại và suy ngẫm; các câu hỏi phần Luyện tập và vận dụng, khuyến khích HS tự đặt thêm câu hỏi để đưa ra thảo luận trước lớp. Thực hiện đúng tinh thần kết nối tri thức với cuộc sống, ở mỗi mục, GV cần lưu ý HS chỉ rõ các đặc điểm cấu trúc của tế bào phù hợp với chức năng, nếu tổn thương các cấu trúc sẽ ảnh hưởng đến chức năng và phát sinh bệnh tật như thế nào. GV cần khuyến khích HS tìm tòi thêm các ví dụ thực tiễn liên quan đến kiến thức bài học. Để HS có thể vận dụng kiến thức giải quyết vấn đề tốt hơn, ở mục Dừng lại và suy ngẫm hay phần Luyện tập và vận dụng, GV nên thiết kế thêm câu hỏi ở dạng trắc nghiệm khách quan hoặc điền thông tin, kết quả phù hợp để HS làm quen dần với dạng đề kiểm tra, đánh giá năng lực, chuẩn bị cho các kì thi cuối cấp sau này. GV có thể tham khảo và khuyến khích HS tự tìm hiểu một số kiến thức bổ sung và mở rộng về cấu tạo và chức năng của màng sinh chất, kết nối tri thức với thực tiễn.
Thông tin bổ sung về màng sinh chất: Nhiệt độ môi trường ảnh hưởng đến tốc độ di chuyển của các chất ra, vào màng tế bào cũng như các phân tử sinh học cấu tạo nên màng tế bào: nhiệt độ thấp làm giảm tốc độ và ngược lại. Tuy nhiên, tế bào cần ổn định mức độ di chuyển của các phân tử trong màng để đảm bảo được các chức năng sinh lí của tế bào. Độ linh hoạt của các phân tử phospholipid đảm bảo cho những chất kị nước, những phân tử nhỏ có thể ra, vào được tế bào, các protein có thể di chuyển để thực hiện những chức năng như vận chuyển, truyền tin cũng như tế bào có thể thực bào, ẩm bào, thay đổi hình dạng,…
Tế bào có thể điều chỉnh mức độ linh hoạt của các phân tử hay giữ độ lỏng của màng bằng cách nào? Tế bào có thể thay đổi thành phần của acid béo, tăng acid béo
Tế bào có thể điều chỉnh mức độ linh hoạt của các phân tử hay giữ độ lỏng của màng bằng cách nào? Tế bào có thể thay đổi thành phần của acid béo, tăng acid béo bão hoà và tăng lượng sterol trong màng khi muốn giảm tốc độ di chuyển của các phân tử. Ngược lại, tăng lượng acid béo không bão hoà trong các phân tử phospholipid để dãn mật độ, đồng thời giảm bớt số phân tử cholesterol, làm gia tăng khả năng di chuyển của các phân tử phospholipid. Khi nhiệt độ môi trường thay đổi, các tế bào đều phản ứng lại bằng những thay đổi như vậy đảm bảo cho các hoạt động sinh lí trong tế bào có thể diễn ra bình thường. Tuy vậy, khi nhiệt độ môi trường giảm quá thấp thì các phân tử cholesterol lại có tác động ngăn cản sự đông cứng của màng bằng cách phá vỡ sự co cụm đều đặn của các phân tử phospholipid. Đối chiếu với nguyên lí này thì tế bào của cá sống ở nước lạnh cần gia tăng số lượng các phân tử phospholipid có các acid béo không no và điều chỉnh lượng phân tử cholesterol trong màng tế bào để cho màng khỏi bị đông cứng (giữ được khả năng di chuyển phù hợp).
Để phát triển năng lực nghiên cứu khoa học cho HS, GV có thể khuyến khích các em tự tìm hiểu thí nghiệm cho thấy protein màng có thể di chuyển hay thí nghiệm chuyển nhân ở tảo theo các bước đúng với tiến trình nghiên cứu khoa học như nội dung SGV cung cấp dưới đây.
Thí nghiệm về tính động của màng:
Câu hỏi: Protein màng có khả năng di chuyển hay không? Giả thuyết: Màng sinh chất có cấu trúc khảm lỏng nên các phân tử protein màng có thể di chuyển từ chỗ này tới chỗ khác trong màng. Thí nghiệm: Đánh dấu protein màng tế bào ở người và protein màng tế bào ở chuột bằng các chất phát quang khác nhau. Sau đó, dung hợp tế bào người với tế bào chuột để hợp nhất hai tế bào này thành một tế bào lai có chung một màng sinh chất.
Kết quả: Sau một thời gian dung hợp hai tế bào, các protein của tế bào người và protein của tế bào chuột di chuyển đan xen với nhau trên màng của tế bào lai. Kết luận: Ít nhất cũng có một số protein màng có khả năng di chuyển từ vị trí này sang vị trí khác theo chiều ngang trong lớp phospholipid kép.
Thí nghiệm chuyển nhân ở tảo: Tảo đơn bào Acetabularia có hình dạng như một cái cây gồm 3 phần: phần gốc (chứa nhân tế bào), phần thân và phần tán. Các loài khá
Thí nghiệm chuyển nhân ở tảo:
Tảo đơn bào Acetabularia có hình dạng như một cái cây gồm 3 phần: phần gốc (chứa nhân tế bào), phần thân và phần tán. Các loài khác nhau có các đặc điểm của phần tán khác nhau.
Câu hỏi: Yếu tố nào của tế bào quy định hình dạng của phần tán? Giả thuyết: Phần gốc chứa nhân có chất gì đó quy định hình dạng của phần tán. Thí nghiệm: Thí nghiệm (a): Loại bỏ phần tán của hai loài tảo có hình dạng tán khác nhau. Sau đó cắt phần thân của hai tế bào đổi cho nhau rồi để cho tế bào phát triển tái sinh phần tán.
Kết quả: Tế bào tái sinh tán giống như của loài cho phần thân. Thí nghiệm (b): Hai tế bào đã tái sinh phần tán của thí nghiệm (a) lại bị cắt bỏ phần tán rồi để cho chúng tái sinh phần tán lần thứ hai.
Kết quả: Phần tán được hình thành phụ thuộc vào phần gốc ban đầu của tế bào.
Kết luận: Phần gốc của tế bào quyết định hình dạng phần tán. Thí nghiệm (a) cho thấy phần thân quy định tán tái sinh nhưng sau khi tán tái sinh bị cắt đi lại mọc lên tán có hình của chính loài có phần gốc. Điều đó chứng tỏ lúc đầu trong phần thân đã chứa sẵn vật chất di truyền quy định phần tán, vì vậy, thân được chuyển sang loài khác vẫn quy định phần tán của loài cho thân. Sau lần cắt tán thứ hai, các chất từ phần gốc truyền lên thân và tán nên quy định phần tán đặc trưng của loài.
3. Thực hành
GV cần hết sức lưu ý về an toàn phòng thí nghiệm khi HS sử dụng các hoá chất,
đèn cồn. GV nên để HS đọc hướng dẫn thực hành trong SGK rồi tự làm thí nghiệm mà không làm trình diễn trước để HS quan sát rồi làm theo.
HS tự làm có thể không thành công nhưng để các em tự tìm hiểu mình đã làm không
đúng ở khâu nào. Cách làm này giúp các em làm quen với cách nghiên cứu của các nhà khoa học: tự đọc tài liệu, tự thử nghiệm và cải tiến phương pháp. Học qua các thất bại của mình
và của người khác. Khi đó các em phải đặt ra câu hỏi nguyên nhân không thành công của thí nghiệm là gì? Làm thế nào để khắc phục,... qua đó sẽ rèn được kĩ năng
và của người khác. Khi đó các em phải đặt ra câu hỏi nguyên nhân không thành công của thí nghiệm là gì? Làm thế nào để khắc phục,... qua đó sẽ rèn được kĩ năng tư duy khoa học và học dần cách nghiên cứu khoa học kiểu tự mình khám phá chứ không phải bài thực hành chỉ mang tính minh hoạ cho kiến thức lí thuyết đã học.
III GỢI Ý TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC
GV cần xác định các hoạt động học tập nhằm phát triển năng lực và phẩm chất của HS. Các hoạt động có thể sử dụng trong bài là tự đọc sách, thảo luận nhóm, thuyết trình trước lớp, GV góp ý, hoàn thiện kiến thức cho HS. Thời lượng dành cho chương này là 8 tiết, gồm 5 tiết lí thuyết và 2 tiết thực hành, 1 tiết ôn tập và kiểm tra, đánh giá. GV có thể dành tiết 1 để giới thiệu khái quát nội dung chương, cách dạy và học, hình thức kiểm tra, đánh giá toàn bài; 1 tiết cho cấu trúc tế bào nhân sơ; 3 tiết sẽ phân bổ cho cấu trúc tế bào nhân thực; 1 tiết cho ôn tập và kiểm tra, đánh giá.
Trước khi soạn kế hoạch dạy học, GV cần dự kiến phương pháp dạy học, hình thức tổ chức dạy học, hình thức kiểm tra, đánh giá tương ứng với mỗi nội dung của bài. Sau đây là các gợi ý:
STT, Chuẩn bị, Hoạt động mở đầu
1, Phương tiện, – Sơ đồ khái quát nội dung của bài. – Giới thiệu mẫu phiếu đánh giá kĩ năng thuyết trình. mẫu phiếu học tập; các công cụ kiểm tra, đánh giá. – Bài tập tình huống để khởi động bài học.
2, Hình thức và phương pháp, – HS tự đọc SGK để khái quát nội dung bài. – Sử dụng các bài tập tình huống kết nối tri thức với cuộc sống để dẫn dắt HS hứng thú tìm hiểu kiến thức trong bài. – Dự án sưu tầm, tìm hiểu các phương pháp nghiên cứu tế bào của các nhà khoa học.
3, Kiểm tra, đánh giá, GV giới thiệu các hình thức kiểm tra, đánh giá: – Đánh giá kết quả học tập bằng đề kiểm tra thường xuyên và định kì theo quy định. – Đánh giá sự tiến bộ về năng lực và phẩm chất của HS thông qua đánh giá quá trình, đánh giá đồng đẳng và HS tự đánh giá qua các hoạt động trả lời câu hỏi; thuyết trình hoặc làm dự án.
STT, Hoạt động hình thành kiến thức mới 1, Phương tiện dạy học, – Các hình vẽ cấu tạo tế bào vi khuẩn, tế bào thực vật, động vật, các bào quan,… – Các clip chuy
STT, Hoạt động hình thành kiến thức mới
1, Phương tiện dạy học, – Các hình vẽ cấu tạo tế bào vi khuẩn, tế bào thực vật, động vật, các bào quan,… – Các clip chuyển động của lông, roi; các vi ống, sự liên quan về chức năng của hệ thống nội màng,…
2, Hình thức và phương pháp, – Hợp tác nhóm thảo luận các vấn đề trên lớp. – Báo cáo thuyết trình kết quả hoạt động của nhóm. – Dự án học tập.
3, Đánh giá hoạt động, – Chuẩn bị các câu hỏi, phiếu học tập và các phiếu đánh giá quá trình. – Đánh giá kết quả tự học và thảo luận nhóm của HS qua các phiếu học tập, phiếu đánh giá kĩ năng tự học và thuyết trình; trả lời các câu hỏi tự luận và trắc nghiệm phù hợp với nội dung mỗi hoạt động.
STT, Hoạt động luyện tập, vận dụng
1, Phương tiện, – Mẫu các phiếu học tập, bài tập tình huống. – Các câu hỏi kiểm tra, đánh giá theo Blooms ở cuối bài. – Các thông tin, hình ảnh, sơ đồ.
2, Hình thức và phương pháp, – Trên lớp hoặc có thể giao về nhà. – Thảo luận nhóm và giải quyết các câu hỏi, bài tập do GV giao và phân công. – HS làm việc độc lập với SGK và tự rút ra kiến thức.
3, Kiểm tra, đánh giá, – GV chuẩn bị công cụ đánh giá kết quả học tập: các câu hỏi trắc nghiệm; tự luận để kiểm tra cuối bài, 15 phút và 1 tiết theo phân phối chương trình. – Đánh giá sự tiến bộ về các năng lực và phẩm chất theo mục tiêu của HS thông qua tổng hợp kết quả đánh giá quá trình, đánh giá đồng đẳng và HS tự đánh giá và đánh giá kết quả học tập.
BÀI 7. TẾ BÀO NHÂN SƠ GV cần xác định các hoạt động học tập nhằm phát triển năng lực và phẩm chất của HS. Đặc biệt, cần quan tâm phát triển năng lực tự chủ và t
BÀI 7. TẾ BÀO NHÂN SƠ
GV cần xác định các hoạt động học tập nhằm phát triển năng lực và phẩm chất của HS. Đặc biệt, cần quan tâm phát triển năng lực tự chủ và tự học của HS. Các hoạt động có thể sử dụng trong bài là tự đọc sách, thảo luận nhóm, thuyết trình trước lớp, GV góp ý, hoàn thiện kiến thức cho HS và kiểm tra, đánh giá.
Hoạt động mở đầu
Để tạo tâm thế cho HS sẵn sàng, hứng thú tìm hiểu bài học mới, GV có thể sử dụng câu hỏi mở đầu của bài trong SGK hoặc tự thiết kế thêm câu hỏi tình huống kết nối tri thức với cuộc sống để tạo hứng thú, kích thích HS mong muốn được học bài mới và dễ dàng tiếp nhận kiến thức trong bài. HS theo dõi và tiếp thu, sáng tạo đưa ra các đáp án cho câu hỏi.
Ví dụ: GV có thể đưa ra tình huống: Hiện nay môi trường bị ô nhiễm, biến đổi khí hậu diễn ra mạnh mẽ, xuất hiện nhiều bệnh truyền nhiễm ở con người do vi khuẩn gây nên. Nếu
em là bác sĩ, trước khi kê đơn thuốc kháng sinh cho bệnh nhân điều trị bệnh, em phải làm gì để có đơn thuốc phù hợp giúp bệnh nhân khỏi bệnh? Tại sao việc dùng kháng sinh lại có thể chữa được bệnh. Nếu bệnh nhân không khỏi bệnh, thậm chí bệnh còn nặng hơn thì em sẽ giải thích và xử lí như thế nào?
GV dành 2 phút cho HS thảo luận và đưa ra các ý kiến khác nhau. GV chưa kết luận vội mà hướng HS vào tìm hiểu bài mới để các em tự đưa ra đáp án chính xác nhất cho tình huống trên.
Hoạt động hình thành kiến thức mới
Sau hoạt động mở đầu, để mở, GV tổ chức các hoạt động để HS hình thành kiến thức mới theo nội dung trong SGK. Tuỳ từng nội dung kiến thức mà GV có thể sử dụng các hình thức, phương pháp, kĩ thuật dạy học khác nhau phù hợp với điều kiện cơ sở vật chất và trình độ HS.
Sau đây là gợi ý một hình thức tổ chức dạy học: HS được giao nhiệm vụ tự nghiên cứu bài học ở nhà (tự đọc, tự soạn bài thuyết trình theo các nội dung trong SGK có liên hệ với thực tiễn và trả lời các câu hỏi trong mục Dừng lại và suy ngẫm, tự đưa ra câu hỏi thắc mắc kiến thức mới) rồi gửi cho GV trước khi đến lớp một ngày. Khi nhận được sản phẩm của HS, GV chỉnh sửa, góp ý còn HS thì sửa và hoàn thiện theo góp ý. GV theo dõi tiến độ HS chỉnh sửa và cho điểm sản phẩm (phiếu trả lời và câu hỏi, bài thuyết trình) theo tiêu chí. Qua đây, HS sẽ phát triển được năng lực tự học.
Để phát triển năng lực hợp tác, GV chia lớp thành 4 nhóm tìm hiểu 4 nội dung tương ứng với bài học. GV yêu cầu các nhóm thảo luận và lựa chọn hình thức hoàn thành các nhiệm vụ khác nhau như:
Lập bảng (vẽ sơ đồ tư duy) trình bày sự cấu tạo phù hợp với chức năng của các thành
phần trong tế bào nhân sơ (tham khảo mẫu sơ đồ tóm tắt kiến thức cuối chương).
Trả lời các câu hỏi ở mục Dừng lại và suy ngẫm.
(1) Mục I. Đặc điểm chung của tế bào nhân sơ Gợi ý trả lời câu hỏi: Câu 1: HS nêu đặc điểm chung về kích thước, đặc điểm sinh trưởng, cấu tạo tế bào nhân sơ. Gọ
(1) Mục I. Đặc điểm chung của tế bào nhân sơ
Gợi ý trả lời câu hỏi: Câu 1: HS nêu đặc điểm chung về kích thước, đặc điểm sinh trưởng, cấu tạo tế bào
nhân sơ. Gọi là tế bào nhân sơ vì loại tế bào này chưa có màng nhân bao bọc vật chất di truyền. Vật chất di truyền cũng đơn giản chỉ là một phân tử DNA trần, dạng kép, vòng
không liên kết với histon.
Câu 2: Tế bào có kích thước nhỏ sẽ có tốc độ sinh sản nhanh hơn. Giải thích: vận dụng
nguyên lí kích thước nhỏ thì tỉ lệ S/V lớn dẫn đến tốc độ trao đổi chất nhanh, nhờ đó tốc độ chuyển hoá vật chất và năng lượng nhanh.
(2) Mục II.1. Lông, roi và màng ngoài
Gợi ý trả lời câu hỏi:
Câu 1: Lông ngắn và có số lượng ít hơn roi. Chức năng chính của roi là cơ quan vận
động của tế bào. Lông có nhiệm vụ giúp tế bào bám dính vào vật chủ hoặc giúp tế bào tiếp hợp với nhau.
Câu 2: Thành tế bào cấu tạo từ hợp chất peptidoglycan có tác dụng giữ ổn định hình
dạng và bảo vệ tế bào. Màng tế bào được cấu tạo bởi 2 thành phần chủ yếu là lớp kép phospholipid và protein. Màng tế bào có chức năng trao đổi chất có chọn lọc, chuyển hoá vật chất và năng lượng của tế bào; phân chia tế bào.
(3) Mục II.3. Tế bào chất và vùng nhân
Câu 1: Tế bào chất gồm có bào tương chứa nước, các hạt dự trữ, các chất vô cơ và hữu
cơ, nhiều ribosome (tổng hợp protein) và một số phân tử DNA mạch vòng, kép, kích thước
nhỏ gọi là plasmid (được sử dụng là vector chuyển gene trong kĩ thuật chuyển gene). Chức năng của tế bào chất là nơi diễn ra các hoạt động sống của tế bào. Vùng
nhỏ gọi là plasmid (được sử dụng là vector chuyển gene trong kĩ thuật chuyển gene). Chức năng của tế bào chất là nơi diễn ra các hoạt động sống của tế bào. Vùng nhân gồm một phân tử DNA mạch vòng, kép, kích thước lớn hơn plasmid, là vật chất di truyền của vi khuẩn.
Câu 2: Gọi là vùng nhân vì tế bào chưa có nhân chính thức, chưa có màng nhân bao
bọc vật chất di truyền ngăn cách với tế bào chất.
Câu 3: DNA vùng nhân chỉ có một phân tử, có kích thước lớn hơn và là vật chất di
truyền của tế bào, còn DNA plasmid gồm nhiều phân tử, có kích thước nhỏ hơn, chứa thông tin di truyền quy định một số đặc tính của vi khuẩn như tính kháng thuốc. DNA plasmid được sử dụng là vector chuyển gene trong kĩ thuật di truyền. Sau đó, GV tổ chức cho các nhóm trình bày sản phẩm của nhóm và đánh giá bằng phiếu đánh giá kĩ năng thuyết trình, trả lời câu hỏi và đặt câu hỏi kết hợp với phiếu đánh giá ý thức, thái độ hợp tác của HS.
GV chốt kiến thức; đánh giá hoạt động tự học và thảo luận nhóm của HS.
Hoạt động luyện tập và vận dụng
Để củng cố, luyện tập và vận dụng kiến thức, GV có thể lựa chọn câu hỏi trắc nghiệm và tự luận ở cuối bài, hoặc GV tự thiết kế thêm các dạng câu hỏi và bài tập vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Từ đó, GV có thể định hướng nghề nghiệp cho HS theo ngành công nghệ sinh học sau này.
Gợi ý trả lời câu hỏi: Câu 1: HS tự hoàn thành bảng theo mẫu.
Câu 2: Đặc điểm cấu trúc của tế bào vi khuẩn được ứng dụng trong kĩ thuật di truyền
là plasmid.
Câu 3: Dựa vào cấu trúc thành tế bào. Điều này có ý nghĩa trong lớn trong y học: giúp
xác định đúng loại kháng sinh phù hợp để diệt khuẩn, nâng cao hiệu quả chữa trị các bệnh nhiễm khuẩn.
Bài 8. Tế bào nhân thực GV cần xác định các hoạt động học tập nhằm phát triển năng lực và phẩm chất của HS. Đặc biệt cần quan tâm phát triển năng lực tự chủ và
Bài 8. Tế bào nhân thực
GV cần xác định các hoạt động học tập nhằm phát triển năng lực và phẩm chất của HS. Đặc biệt cần quan tâm phát triển năng lực tự chủ và tự học của HS. Các hoạt động có thể sử dụng trong bài là tự đọc sách, thảo luận nhóm, thuyết trình trước lớp, GV góp ý, hoàn thiện kiến thức cho HS và kiểm tra, đánh giá.
Hoạt động mở đầu Để tạo tâm thế cho HS sẵn sàng hứng thú đi vào tìm hiểu bài học mới, GV có thể sử dụng câu hỏi mở đầu của bài trong SGK hoặc tự thiết kế thêm c
Hoạt động mở đầu
Để tạo tâm thế cho HS sẵn sàng hứng thú đi vào tìm hiểu bài học mới, GV có thể sử dụng câu hỏi mở đầu của bài trong SGK hoặc tự thiết kế thêm câu hỏi tình huống kết nối tri thức với cuộc sống để tạo hứng thú, kích thích HS mong muốn được học bài mới và dễ dàng tiếp nhận kiến thức trong bài. HS theo dõi và tiếp thu, sáng tạo đưa ra các đáp án cho câu hỏi.
Ví dụ: GV có thể đưa ra tình huống thứ nhất: Thuốc dinitro phenol đã từng được dùng cho những người muốn giảm béo. Loại thuốc này bị cấm sau khi một vài người dùng thuốc bị chết. Vậy nguyên nhân nào dẫn đến hiện tượng này?
Hoặc GV có thể đưa ra tình huống thứ hai: Nếu loại bỏ thành tế bào thực vật có hình chữ nhật, rồi đưa vào trong dung dịch đẳng trương thì hình dạng tế bào sẽ thay đổi như thế nào?
GV dành 2 phút cho HS thảo luận và đưa ra các ý kiến khác nhau. GV chưa kết luận
mà hướng HS vào tìm hiểu bài mới để các em tự đưa ra đáp án chính xác nhất cho tình huống trên.
Hoạt động hình thành kiến thức mới
Sau hoạt động khởi động để mở đầu tiết học ở trên, GV tổ chức các hoạt động hình thành kiến thức mới theo nội dung trong SGK. Tuỳ từng nội dung kiến thức mà GV có thể sử dụng các hình thức, phương pháp và kĩ thuật dạy học khác nhau phù hợp với điều kiện cơ sở vật chất, trình độ của HS.
Sau đây là gợi ý một hình thức tổ chức dạy học để HS được phát triển năng lực tự học; hợp tác nhóm và năng lực nhận thức kiến thức.
(1) Mục I. Đặc điểm chung của tế bào nhân thực
GV cho HS tự đọc thông tin mục I (chuẩn bị ở nhà) và phân tích hình 8.1 rồi thảo luận nhóm trả lời các câu hỏi: Nêu các đặc điểm chung của tế bào nhân thực, chỉ rõ sự sai khác về các bào quan giữa tế bào thực vật và động vật, từ đó rút ra hướng thích nghi riêng của mỗi loại tế bào.
Sau khi hết thời gian thảo luận, GV cho HS báo cáo ở dạng bảng phân biệt và trả lời câu hỏi để các bạn nhận xét, bổ sung, GV chốt kiến thức, qua đó, HS tự đánh giá được kết quả tự học của mình.
(2) Mục II.1 - II.7. Cấu trúc tế bào nhân thực
Để hình thành kiến thức mới ở các mục này, GV có thể chia thành 3 hoặc 6 nhóm làm việc với nhau. GV cho các nhóm HS tự nghiên cứu nội dung ở nhà, phân tích hình 8.2 - 8.7 trong SGK, tìm ra đặc điểm cấu trúc phù hợp với chức năng của nhân, ribosome, lưới nội chất, bộ máy Golgi, lysosome, không bào, lưu ý kết nối với thực tiễn rồi thiết kế bài trình chiếu thuyết trình hoặc báo cáo ở dạng bảng hoặc sơ đồ tư duy. GV khuyến khích HS tự tìm hiểu thí nghiệm chứng minh nhân là trung tâm điều khiển các hoạt động sống của tế bào.
Thảo luận nhóm, trả lời câu hỏi ở mục Dừng lại và suy ngẫm.
Sau đây là gợi ý câu trả lời: mục II.1. Nhân - trung tâm thông tin của tế bào Câu 1: Nhân có cấu trúc gồm 3 phần: màng nhân, chất nhiễm sắc và nhân con. Màng nh
Sau đây là gợi ý câu trả lời: mục II.1. Nhân - trung tâm thông tin của tế bào
Câu 1: Nhân có cấu trúc gồm 3 phần: màng nhân, chất nhiễm sắc và nhân con.
Màng nhân là một màng kép phospholipid, có nhiều lỗ nhỏ để trao đổi chất giữa nhân
và tế bào chất.
Bên trong màng có chất nhiễm sắc chứa DNA mang thông tin di truyền của loài. - Nhân con (hạch nhân) là nơi diễn ra quá trình tổng hợp rRNA.
Câu 2: Nhân là trung tâm điều khiển mọi hoạt động sống của tế bào vì trong nhân có
chứa DNA mang thông tin di truyền quy định tổng hợp các loại protein giữ chức năng cấu
trúc và vận hành các hoạt động sống của tế bào.
Gợi ý trả lời câu hỏi mục II.2, 3, 4: Ribosome, lưới nội chất, bộ máy Golgi Câu 1: HS tự trả lời cấu trúc và chức năng của ribosome. Tế bào bạch cầu có nhiều
ribosome vì phải tổng hợp protein tạo kháng thể.
Câu 2: Lưới nội chất gồm có: lưới nội chất hạt và lưới nội chất trơn.
Lưới nội chất hạt có đính các hạt ribosome có chức năng tổng hợp protein để chuyển
đến bộ máy Golgi hoàn thiện rồi xuất bào.
Lưới nội chất trơn không hoặc chứa rất ít các hạt ribosome; chứa enzyme tổng hợp
lipid, chuyển hoá đường, khử độc; dự trữ ion calcium để co cơ và truyền tin; tổng hợp sterol, phospholipid cấu tạo màng và các hormone sinh dục.
Tế bào bạch cầu có lưới nội chất hạt phát triển; tế bào tinh hoàn và tế bào gan có lưới
nội chất trơn phát triển.
Câu 3: Cấu trúc và chức năng của bộ máy Golgi (HS tự trả lời theo SGK mục II.4). Câu 4: Mối liên quan về chức năng của ribosome, lưới nội chất hạt và bộ máy Golgi:
Protein được tổng hợp từ ribosome trên lưới nội chất hạt được gửi đến bộ máy Golgi bằng
các túi tiết. Tại đây, chúng được gắn thêm các chất khác như chuỗi đường ngắn tạo nên glycoprotein rồi bao gói vào trong các túi tiết để chuyển đến các vị trí k
các túi tiết. Tại đây, chúng được gắn thêm các chất khác như chuỗi đường ngắn tạo nên glycoprotein rồi bao gói vào trong các túi tiết để chuyển đến các vị trí khác nhau trong tế bào hoặc xuất ra ngoài qua màng tế bào.
Gợi ý trả lời câu hỏi mục II.5, 6, 7: Lysosome, không bào, peroxysome
Câu 1: GV hướng dẫn HS tự trả lời dựa vào nội dung mục II.5 trong SGK.
Tế bào bạch cầu có nhiều lysosome nhất vì bạch cầu phải thực bào tiêu diệt vi khuẩn và thể lạ.
Câu 2: Peroxysome được coi là bào quan bảo vệ tế bào vì nó chứa enzyme phân giải
H2O2 là chất sản sinh ra các gốc oxy tự do làm tổn thương tế bào.
Câu 3: - Giống nhau: cả 3 bào quan đều có màng đơn, chứa enzyme thuỷ phân. - Khác nhau: Lysosome và không bào có nguồn gốc từ hệ thống màng nội bào, còn
peroxysome thì không. Lysosome làm nhiệm vụ tái chế các bào quan đã già và tiêu hoá thức ăn theo con đường thực bào. Không bào chứa nước và các chất hoà tan điều hoà áp suất thẩm thấu; chứa enzyme khử độc; chứa các sắc tố hoa thu hút côn trùng đến thụ phấn; chứa các phế thải và chất độc bảo vệ cây khỏi côn trùng gây hại. Ở động vật nguyên sinh, không bào giúp tiêu hoá thức ăn, điều hoà áp suất thẩm thấu. Sau khi HS trình bày sản phẩm và đánh giá lẫn nhau, GV nhận xét, đánh giá, củng cố và chốt kiến thức mới. HS tự đánh giá kết quả tự học của mình. GV lưu ý HS: Các bào quan thuộc hệ thống nội màng gồm lưới nội chất, màng nhân, lysosome, bộ máy Golgi, không bào, thậm chí cả màng tế bào. Vì các bộ phận này hoặc có kết nối trực tiếp với nhau về mặt vật lí, hoặc có thể chuyển đổi các đoạn màng cho nhau (qua hình thành túi tiết). GV cũng khuyến khích HS tìm hiểu cơ chế phân giải các bào quan già và hết hạn sử dụng của lysosome.
(3) Mục II.8, 9: Ti thể, lục lạp
Cũng giống như các mục trên, GV tổ chức cho HS nghiên cứu nội dung mục 8, 9 kèm quan sát phân tích hình 8.8 và 8.9. Hoạt động của HS là tự đọc nội dung, tìm ra đặc điểm cấu trúc phù hợp với chức năng của mỗi bào quan nói trên, có kết nối với thực tiễn rồi trình bày ở dạng bảng hoặc sơ đồ tư duy, bài thuyết trình. Thảo luận nhóm, trả lời câu hỏi ở mục Dừng lại và suy ngẫm.
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM Cấu trúc của ti thể và lục lạp phù hợp với chức năng của chúng như thế nào? So sánh cấu trúc của ti thể và lục lạp. Hai bào quan này có mối
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Cấu trúc của ti thể và lục lạp phù hợp với chức năng của chúng như thế nào?
So sánh cấu trúc của ti thể và lục lạp. Hai bào quan này có mối quan hệ như thế nào trong quá trình chuyển hoá năng lượng ở tế bào thực vật?
Trong tế bào, ti thể và lục lạp mới được tạo ra bằng cách nào? Vì sao ti thể và lục lạp có khả năng tổng hợp protein cho riêng mình?
Trong các tế bào sau, tế bào nào có nhiều ti thể hơn? Vì sao?
a) Tế bào lông hút của rễ cây và tế bào biểu bì lá cây.
b) Tế bào cơ tim, tế bào gan, tế bào thận, tế bào dạ dày.
Gợi ý trả lời câu hỏi:
Câu 1:
Cấu tạo, Chức năng
Ti thể, – Lớp màng ngoài nhẵn; Màng trong gấp nếp hình răng lược, trên đó có chứa các phức hệ enzyme của chuỗi truyền electron và enzyme ATP synthase. – Khoảng không gian giữa hai lớp màng là kho chứa các ion $H^+$ có vai trò trong quá trình tổng hợp ATP (H 8.8). – Chất nền của ti thể được bao bọc bởi màng trong, chứa nhiều loại enzyme xúc tác cho một số giai đoạn của quá trình hô hấp., Là "nhà máy điện" của tế bào vì là nơi diễn ra quá trình phân giải carbohydrate giải phóng năng lượng cung cấp cho mọi hoạt động sống của tế bào, đồng thời tạo nhiều sản phẩm trung gian cho quá trình chuyển hoá vật chất của tế bào (hô hấp nội bào).
Lục lạp, – Lớp màng ngoài và màng trong không gấp khúc. – Bên trong lục lạp chứa các hạt granum là một hệ thống màng tạo nên các túi dẹp (thylakoid) xếp chồng lên nhau. Trên bề mặt của màng thylakoid chứa hệ sắc tố hấp thụ ánh sáng cùng các enzyme và protein tham gia vào chuỗi truyền electron tương tự như ở màng trong của ti thể. – Chất nền hay stroma bao quanh các granum, chứa hệ enzyme tham gia vào quá trình cố định $CO_2$ trong quang hợp., Là bào quan hấp thụ năng lượng ánh sáng vì lục lạp sử dụng hệ sắc tố hấp thụ năng lượng ánh sáng để tổng hợp chất hữu cơ từ chất vô cơ đơn giản. Qua đó, chuyển hoá năng lượng ánh sáng thành năng lượng hoá học trong hợp chất hữu cơ (quang hợp).
Câu 2: Giống nhau: cả hai bào quan đều có màng kép, trong chất nền đều có DNA mạch vòng, dạng kép và ribosome; có khả năng tự nhân đôi, tự tổng hợp protein riên
Câu 2: Giống nhau: cả hai bào quan đều có màng kép, trong chất nền đều có DNA mạch
vòng, dạng kép và ribosome; có khả năng tự nhân đôi, tự tổng hợp protein riêng cho mình. Cả hai bào quan đều có chức năng tổng hợp năng lượng ATP. Khác nhau: Lục lạp có màng trong nhẵn còn ti thể có màng trong gấp nếp. Trên màng trong của lục lạp có chứa hệ sắc tố cùng enzyme và protein của chuỗi truyền electron và tổng hợp ATP từ nguồn năng lượng ánh sáng. Còn trên màng trong của ti thể có chứa hệ enzyme của chuỗi truyền electron và tổng hợp ATP từ năng lượng hoá học trong chất hữu cơ. Trong chất nền của ti thể chứa enzyme tham gia vào hô hấp tế bào. Còn trong chất nền của lục lạp chứa hệ enzyme tham gia vào quá trình cố định CO2 trong quang hợp. Quan hệ của hai bào quan ti thể và lục lạp: Ti thể sử dụng sản phẩm của quang hợp
(C6H12O6 và O2) làm nguyên liệu cho hô hấp tế bào tạo năng lượng hoá học ATP, CO2, H2O.
Lục lạp sử dụng nguyên liệu là các chất vô cơ như CO2, H2O tổng hợp chất hữu cơ và giải phóng O2 từ nguồn năng lượng ánh sáng mặt trời. Vậy hai bào quan có quan hệ mật thiết
với nhau.
Câu 3: Ti thể và lục lạp có khả năng nhân đôi nên tạo ra được ti thể và lục lạp mới. Do
hai bào quan này có DNA mạch vòng, dạng xoắn kép và enzyme riêng nên có khả năng tự tổng hợp protein cho riêng mình.
Câu 4: a) Tế bào lông hút, giữ chức năng hút nước và hút khoáng cho cây. Cây phải hút
nước và khoáng liên tục nên cần nhiều năng lượng. Vì vậy, tế bào lông hút của rễ cây có nhiều ti thể hơn tế bào biểu bì lá cây. b) Tế bào cơ tim có nhiều ti thể hơn các tế bào gan, thận và dạ dày vì tim phải đập liên tục để bơm máu đi nuôi cơ thể. Tế bào cần nhiều năng lượng cho cơ tim hoạt động, vì vậy tế bào cơ tim có nhiều ti thể. GV lưu ý HS các bào quan ti thể và lục lạp không thuộc hệ thống nội màng. GV khuyến khích HS tìm hiểu thêm về nguồn gốc ti thể và lục lạp.
(4) Mục II.10. Tế bào chất và bộ khung xương tế bào
GV tổ chức cho HS nghiên cứu nội dung mục II.10 kèm quan sát phân tích hình 8.10 trong SGK. Hoạt động của HS là tự đọc nội dung (ở nhà), tìm ra đặc điểm cấu trúc và chức năng của tế bào chất và phân tích mối quan hệ giữa cấu tạo và chức năng của bộ khung xương tế bào, có liên hệ với thực tiễn. HS trình bày sản phẩm tự học ở dạng bảng hoặc sơ đồ tư duy hoặc bài thuyết trình. Ở mục này, GV có thể thiết kế thêm câu hỏi để HS thảo luận khắc sâu kiến thức mới vừa hình thành. Sau khi HS trình bày sản phẩm và đánh giá lẫn nhau, GV nhận xét, đánh giá, củng cố và chốt kiến thức mới. HS tự đánh giá kết quả tự học của mình, qua đó phát triển được năng lực tự học.
(5) Mục II.11. Cấu trúc và chức năng của màng tế bào
GV yêu cầu HS tự đọc trước nội dung SGK mục II.11 và quan sát hình 8.11 và 8.12 ở nhà, liệt kê các thành phần hoá học của màng và chức năng của màng. Hoạt động
của HS nhằm trả lời các câu hỏi trong mục Dừng lại và suy ngẫm, kết nối tri thức với thực tiễn. Những câu hỏi này giúp HS hiểu và ghi nhớ nội dung cần đạt mà ch
của HS nhằm trả lời các câu hỏi trong mục Dừng lại và suy ngẫm, kết nối tri thức với thực tiễn. Những câu hỏi này giúp HS hiểu và ghi nhớ nội dung cần đạt mà chương trình đề ra cũng như phát triển các năng lực suy luận. GV khuyến khích HS tìm hiểu thí nghiệm chứng minh tính động của màng tế bào. HS có thể trình bày sản phẩm tự học và thảo luận nhóm của mình trước lớp để các bạn nhận xét, đánh giá lẫn nhau. GV củng cố, chốt kiến thức mới. Qua đó, HS tự đánh giá kết quả tự học của mình.
Gợi ý trả lời câu hỏi: Câu 1: Để trả lời câu hỏi này, HS chỉ cần nêu được các thành phần cấu tạo chính là
phospholipid kép, protein, cholesterol và các chức năng của chúng như nội dung trong SGK. Tuy vậy, qua thảo luận, trao đổi tổ, nhóm HS thể hiện được khả năng kết nối kiến thức của phần này với những gì đã học về lipid ở bài 5.
Câu 2: Cá sống ở châu Nam Cực thì thành phần acid béo của màng sinh chất chứa
nhiều gốc không no, còn cá sống ở vùng nhiệt đới có nhiều acid béo no. Vì nhiệt độ ảnh hưởng tới mức độ ổn định của màng tế bào, nên sự khác biệt về thành phần acid béo trong màng tế bào của cá ở vùng nóng và vùng lạnh giúp đảm bảo cho màng tế bào hoạt động bình thường trong những điều kiện nhiệt độ môi trường khác nhau. GV có thể giải thích rõ hơn cho HS nếu có thời gian, hoặc khuyến khích HS tự tìm hiểu để bổ sung cho câu trả lời được sâu sắc hơn. GV cũng có thể cho các em biết thêm, tại sao các nhà dinh dưỡng học lại khuyên chúng ta nên ăn cá thường xuyên, đặc biệt là cá sống ở nước lạnh như cá hồi vì cơ thể chúng chứa nhiều acid béo không no như omega - 3 có lợi cho sức khoẻ tim mạch. Loại chất béo này không làm xơ vữa động mạch mà có nhiều lợi ích cho sức khoẻ.
(6) Mục II.12. Thành tế bào
GV yêu cầu HS tự đọc trước ở nhà nội dung trong SGK mục II.12, mục Em có biết và quan sát hình 8.13 - 8.14. Hoạt động của HS nhằm trả lời các câu hỏi trong mục Dừng lại và suy ngẫm và kết nối kiến thức với thực tiễn. HS có thể trình bày các câu trả lời của cá nhân, của nhóm trước lớp để các bạn nhận xét, đánh giá lẫn nhau. GV củng cố, chốt kiến thức mới. Qua đó, HS đánh giá kết quả tự học của mình và từ đó giúp HS hiểu và ghi nhớ nội dung cần đạt mà chương trình đề ra cũng như phát triển các kĩ năng so sánh, phân tích, tổng hợp.
Gợi ý trả lời câu hỏi: Câu 1: Thành của tế bào nấm được cấu tạo từ chất chitin và thành tế bào thực vật được cấu tạo từ các phân tử cellulose. Câu 2: Thành tế b
Gợi ý trả lời câu hỏi: Câu 1: Thành của tế bào nấm được cấu tạo từ chất chitin và thành tế bào thực vật được
cấu tạo từ các phân tử cellulose.
Câu 2: Thành tế bào có chức năng bảo vệ, nâng đỡ, định hình tế bào. (7) Mục II.13. Chất nền ngoại bào và các mối nối giữa các tế bào
GV yêu cầu HS tự đọc trước ở nhà nội dung trong SGK mục II.13 và quan sát hình
8.15, 8.16. Hoạt động của HS nhằm trả lời các câu hỏi trong mục Dừng lại và suy ngẫm và kết nối kiến thức với thực tiễn. HS có thể trình bày các câu trả lời của cá nhân, của nhóm trước lớp để các bạn nhận xét, đánh giá lẫn nhau. GV củng cố, chốt kiến thức mới. Qua đó, HS đánh giá kết quả tự học của mình và từ đó giúp HS hiểu và ghi nhớ nội dung cần đạt mà chương trình đề ra cũng như phát triển các kĩ năng so sánh, phân tích, tổng hợp.
Gợi ý trả lời câu hỏi: Câu 1: Chất nền ngoại bào gồm các phân tử proteoglycan kết hợp với các sợi collagen
tạo nên mạng lưới bao quanh ngoài màng tế bào, nối với bộ khung xương tế bào qua một loại protein màng. Chất nền ngoại bào có chức năng kết nối các tế bào trong cùng một mô, có thể phối hợp các hoạt động với nhau vì nó điều khiển hoạt động của các gene bên trong tế bào.
Câu 2: Các loại mối nối giúp các tế bào trong cơ thể đa bào kết nối với nhau gồm: mối
nối kín, mối nối hở. Mối nối kín ngăn cản các chất lọt qua các khe hở giữa các tế bào, giúp tế bào có thể chọn lọc được những chất cần thiết, tránh hấp thụ những chất có hại. Mối nối hở gồm mối nối truyền tin và cầu sinh chất tạo nên các kênh giúp các tế bào truyền cho nhau các chất nhất định. Sau khi HS thực hiện xong hoạt động hình thành kiến thức mới, GV cho HS tóm tắt
kiến thức cốt lõi bằng cách đọc thông tin trong khung cuối bài hoặc tóm tắt ở dạng sơ đồ tư duy. Hoạt động luyện tập và vận dụng GV có thể lựa chọn câu hỏi ở cu
kiến thức cốt lõi bằng cách đọc thông tin trong khung cuối bài hoặc tóm tắt ở dạng sơ đồ tư duy.
Hoạt động luyện tập và vận dụng
GV có thể lựa chọn câu hỏi ở cuối bài, tổ chức cho HS luyện tập và vận dụng bằng hình thức thảo luận nhóm. Các nhóm lần lượt trình bày câu trả lời để các nhóm khác nhận xét, GV đánh giá và chốt kiến thức. GV khuyến khích HS có thể thiết kế thêm các dạng câu hỏi và bài tập vận dụng kiến thức vào giải thích các hiện tượng thực tiễn.
LUYỆN TẬP VÀ VẬN DỤNG
Lập bảng hệ thống cấu trúc và chức năng của các bào quan trong tế bào nhân thực.
Vẽ đường đi của một phân tử protein từ khi được tổng hợp cho đến khi được vận chuyển ra khỏi tế bào.
Điều gì sẽ xảy ra với tế bào động vật nếu bộ khung xương tế bào bị tổn thương?
Trong tế bào có hai loại bào quan đều có vai trò khử độc bảo vệ tế bào, đó là hai bào quan nào? Giải thích.
Vì sao nói màng tế bào có cấu trúc khảm động?
Bằng cách nào các tế bào trong cùng một mô của cơ thể động vật có thể phối hợp hoạt động với nhau thông qua chất nền ngoại bào?
Lập bảng so sánh tế bào nhân sơ với tế bào nhân thực, tế bào thực vật với tế bào động vật.
Một nhà sinh học đã tiến hành lấy nhân của tế bào sinh dưỡng thuộc một loài ếch rồi cấy vào tế bào trứng của một loài ếch khác đã bị phá huỷ nhân. Sau nhiều lần thí nghiệm, ông đã thu được những con ếch con từ các tế bào trứng ếch chuyển nhân. Hãy cho biết, các con ếch này có đặc điểm của loài nào? Giải thích vì sao em lại khẳng định như vậy.
Vì sao những người uống nhiều rượu dễ mắc các bệnh về gan?
Hãy giải thích vì sao những người nghiện thuốc lá thường hay bị viêm đường hô hấp và viêm phổi, biết khói thuốc lá có thể làm liệt các lông rung của các tế bào niêm mạc đường hô hấp.
Gợi ý trả lời câu hỏi:
Câu 1: HS tự trình bày theo mẫu bảng dưới đây:
Các bào quan, Cấu trúc, Chức năng
1. Nhân tế bào
2. Ribosome
3. Lưới nội chất 4. Bộ máy Golgi 5. Lysosome 6…………… Câu 2: Lưới nội chất hạt → Túi vận chuyển → Bộ máy Golgi → Túi vận chuyển → Màng sinh chất → Xuất bào. Câu 3
3. Lưới nội chất
4. Bộ máy Golgi
5. Lysosome
6……………
Câu 2: Lưới nội chất hạt → Túi vận chuyển → Bộ máy Golgi → Túi vận chuyển → Màng sinh chất → Xuất bào.
Câu 3: Nếu bộ khung xương tế bào bị tổn thương sẽ dẫn đến nhiều bệnh nguy hiểm do tế bào mất đi bộ khung nâng đỡ, duy trì hình dạng và neo giữ các bào quan cũng như giúp tế bào phân chia và di chuyển. Ví dụ: Nếu tế bào hồng cầu bị tổn thương bộ khung xương sẽ giảm khả năng vận chuyển oxygen, hoặc tế bào cơ tim bị tổn thương bộ khung xương thì tế bào sẽ bị thoái hoá, gây bệnh hiểm nghèo.
Câu 4: Hai loại bào quan thực hiện chức năng khử độc cho tế bào là lưới nội chất và peroxysome.
Cơ chế khử độc của hai loại bào quan:
– Lưới nội chất trơn thường khử độc thuốc và chất độc bằng cách bổ sung nhóm hydroxyl (–OH) vào các phân tử thuốc và chất độc làm cho chúng dễ tan hơn và dễ bị đẩy ra khỏi cơ thể.
– Peroxysome khử độc rượu và các chất độc khác bằng cách truyền hydrogen từ chất độc đến oxygen tạo ra H${2}$O${2}$, chất này lập tức được enzyme catalase xúc tác chuyển thành H$_{2}$O.
Câu 5: Nói màng có cấu trúc khảm động: “Khảm” có nghĩa là các protein màng được đan xen vào những vị trí nhất định trên màng; còn “động” hay “lỏng” là muốn nói đến các thành phần của màng không cố định cứng nhắc mà có thể di chuyển giúp chúng thực hiện các chức năng khác nhau. Mức độ lỏng của màng tế bào như độ lỏng của dầu ăn (dầu thực vật). Các phân tử phospholipid nằm sát nhau và gắn kết với nhau bằng tương tác kị nước và tương tác van der Waals nên sự gắn kết giữa các phân tử là tương đối lỏng lẻo, dẫn đến chúng có thể tự do di chuyển trong cùng một lớp phospholipid (rất hiếm khi di chuyển từ lớp này sang lớp khác). Tốc độ di chuyển của các phân tử càng cao khi mật độ phân tử càng thấp (các phân tử nằm xa nhau), hay nói cách khác độ lỏng/độ di động của màng phụ thuộc vào mật độ phân tử phospholipid. Mật độ phân tử/đơn vị chiều dài màng lại phụ thuộc vào thành phần của các acid béo trong các phân tử phospholipid cũng như mật độ của các phân tử cholesterol và protein màng. Thành phần acid béo chứa nhiều nối đôi (acid béo không no) sẽ làm gia tăng khoảng cách giữa các phân tử nên tốc độ di chuyển của các phân tử gia tăng hơn so với trường hợp đuôi acid béo của phospholipid chứa các acid béo bão hoà. Nếu màng có nhiều cholesterol cũng làm giảm mức độ di chuyển của các phân tử.
Câu 6: Chất nền ngoại bào được nối với bộ khung xương trong tế bào qua protein màng là integrin. Thông qua sự kết nối này, chất nền ngoại bào có thể điều khiển
Câu 6: Chất nền ngoại bào được nối với bộ khung xương trong tế bào qua protein màng là integrin. Thông qua sự kết nối này, chất nền ngoại bào có thể điều khiển sự hoạt động của các gene bên trong tế bào, nhờ đó các tế bào trong cùng một mô có thể phối hợp hoạt động với nhau.
Câu 7: Lập bảng so sánh tế bào nhân sơ và tế bào nhân thực theo mẫu sau:
Các thành phần, Tế bào nhân sơ, Tế bào nhân thực
Lông, roi
Màng ngoài
Thành tế bào
Màng sinh chất
Tế bào chất
Nhân/vùng nhân
Lập bảng so sánh tế bào thực vật và tế bào động vật theo mẫu sau:
Thành phần, Tế bào thực vật, Tế bào động vật
Thành tế bào
Trung thể
Lục lạp
Không bào
Lysosome
Câu 8: Các con ếch con có đặc điểm của loài cho nhân vì nhân chứa thông tin di truyền quy định tất cả các đặc điểm của cơ thể sinh vật. Vì nhân chứa DNA mang thông tin di truyền quy định mọi tính trạng và điều khiển mọi hoạt động sống của tế bào cơ thể.
Câu 9: Những người uống rượu dễ mắc các bệnh về gan, vì các tế bào gan có lưới nội chất trơn phát triển mạnh chứa các enzyme tham gia vào quá trình khử độc rượu. Do đó trong tế bào gan của họ có lưới nội chất trơn phát triển hơn nhiều so với người không uống rượu và nguy cơ tổn thương gan dẫn đến ung thư gan cũng gia tăng.
Câu 10: Tế bào niêm mạc khí quản, niêm mạc mũi có nhiều lông rung, hoạt động một chiều của lông rung có tác dụng đẩy dịch nhầy chứa vi khuẩn và bụi bẩn ra khỏi đường hô hấp trên đảm bảo đường hô hấp luôn sạch và thông thoáng. Vì khói thuốc lá có thể làm liệt
Thực hành: Quan sát tế bào Hoạt động mở đầu Ở phần này, GV có thể cho HS tự kiểm tra các dụng cụ, hoá chất, mẫu vật cần thiết cho buổi thực hành. Ngoài ra, GV c
Thực hành: Quan sát tế bào
Hoạt động mở đầu
Ở phần này, GV có thể cho HS tự kiểm tra các dụng cụ, hoá chất, mẫu vật cần thiết cho buổi thực hành. Ngoài ra, GV cho HS tự nêu các nguyên tắc an toàn phòng thí nghiệm. GV cũng cho HS biết tiêu chí chấm điểm bài thực hành để HS tự đánh giá và đánh giá lẫn nhau. Tiêu chí gồm: sự đầy đủ về mẫu vật và dụng cụ (nếu được yêu cầu tự chuẩn bị); sự an toàn phòng thí nghiệm; kĩ năng thực hiện thí nghiệm; kết quả thí nghiệm kèm theo số liệu và hình ảnh làm minh chứng và giải thích kết quả; báo cáo thí nghiệm theo mẫu.
Hoạt động thực hành
GV chia các nhóm để nghiên cứu trước quy trình thực hành, HS có thể tham khảo trên mạng các hình ảnh và clip về quy trình làm tiêu bản và quan sát tế bào. Đến lớp, HS phân
công nhau và lần lượt làm tiêu bản quan sát tế bào nhân sơ và nhân thực theo hướng dẫn trong SGK. Trong quá trình HS làm thực hành, GV luôn bám sát, đôn đốc, nh
công nhau và lần lượt làm tiêu bản quan sát tế bào nhân sơ và nhân thực theo hướng dẫn trong SGK. Trong quá trình HS làm thực hành, GV luôn bám sát, đôn đốc, nhắc nhở và giải đáp kịp thời thắc mắc cho những HS gặp khó khăn phát sinh.
GV lưu ý HS khi viết báo cáo thực hành theo mẫu, trả lời các câu hỏi đã nêu ra. Gợi ý trả lời câu hỏi trong mẫu báo cáo thực hành từ mục 1 - 4 như sau:
1 - 2. Mục đích và cách tiến hành: trình bày như SGK.
Kết quả: HS vẽ hình dạng tế bào quan sát được, chủ yếu HS vẽ và chú thích được màng, tế bào chất và nhân (vùng nhân). Thực tế, HS thường quan sát được tế bào thực vật, tế bào động vật, còn tế bào vi khuẩn có thể không quan sát được, khi ấy GV cho HS quan sát hình ảnh hoặc video về vi khuẩn có sẵn để HS phân biệt giữa tế bào nhân sơ và tế bào nhân thực.
Giải thích và kết luận: HS kết luận thực hiện thành công việc làm tiêu bản và quan sát loại tế bào nào, việc làm tiêu bản và quan sát loại tế bào nào không thành công và giải
thích lí do.
Hoạt động luyện tập và vận dụng
GV cho HS luyện tập bằng cách cho các nhóm thảo luận và trả lời câu hỏi ở mục 5:
Gợi ý trả lời câu hỏi:
a) Nếu HS không quan sát được hình ảnh của tế bào vảy hành có thể do nhiều nguyên nhân: hoặc HS tước lớp tế bào hơi dày nên các tế bào bị chồng lên nhau; có bọt khí vào tiêu bản; kính hiển vi kém chất lượng ở bộ phận thị kính và gương; hoặc HS chưa có kĩ năng chỉnh kính,… GV khuyến khích HS, nếu có thời gian có thể làm lại thí nghiệm và đối chứng để tìm chính xác nguyên nhân là gì.
b) Tế bào nhân thực dễ quan sát hơn vì kích thước lớn hơn.
Câu hỏi vận dụng: Em hãy thiết kế một thí nghiệm để quan sát tế bào vi khuẩn trong
nước dưa chua và tế bào trùng giày.
Hoạt động ôn tập chương
GV có thể cho HS chia thành các nhóm, mỗi nhóm vẽ một sơ đồ kết nối các khái
niệm trong chương, sau đó cho các nhóm trình bày trước lớp xem nhóm nào vẽ đầy đủ nhất, chính xác nhất, được nhiều ý kiến ủng hộ nhất.
Khuyến khích HS đặt ra các câu hỏi xâu nối kiến thức của chương. HS nào đề xuất
được câu hỏi hay sẽ được điểm cao.
GV đưa ra những câu hỏi đánh giá năng lực phân tích, tổng hợp kiến thức (trình độ
vận dụng cao) để đánh giá năng lực của HS.
Dưới đây, SGV cung cấp thêm một số câu hỏi đánh giá năng lực vận dụng cao.
Câu 1: Virus SARS CoV - 2 gây đại dịch COVID - 19 xâm nhập vào tế bào thông qua
các thụ thể đặc hiệu trên màng tế bào niêm mạc đường hô hấp của người. Vậy, xét về mặt
lí thuyết thì những loại thuốc hoạt động theo cơ chế nào sẽ có tác dụng ngăn cản virus này xâm nhập vào tế bào người ngay cả khi chúng đã vào trong cơ thể? Các
lí thuyết thì những loại thuốc hoạt động theo cơ chế nào sẽ có tác dụng ngăn cản virus này xâm nhập vào tế bào người ngay cả khi chúng đã vào trong cơ thể?
Các em có thể trả lời là về lí thuyết nếu có được loại thuốc là dạng protein kháng thể liên kết đặc hiệu với gai protein của virus khiến chúng bị tiêu diệt hoặc không còn khả năng liên kết với thụ thể của tế bào người. Một số có thể đề xuất tạo ra thuốc bao phủ các thụ thể trên màng tế bào khiến cho virus không còn chỗ liên kết. Mọi đề xuất các em tưởng tượng ra đều có thể chấp nhận miễn là logic, hợp lí, cho dù có thể không khả thi.
Câu 2: Một số loại vi khuẩn có các protein màng có chức năng như những chiếc bơm
có thể bơm các thuốc kháng sinh ra khỏi tế bào làm vô hiệu hoá thuốc. Nếu là một dược sĩ, em có thể đề xuất sản xuất loại thuốc như thế nào để chống lại việc vi khuẩn bơm thuốc ra khỏi tế bào của chúng?
Câu trả lời là sản xuất ra loại thuốc có tác dụng ức chế sự hoạt động của các protein bơm, có chức năng bơm thuốc ra khỏi tế bào vi khuẩn.
Bài 10. Trao đổi chất qua màng tế bào I MỤC TIÊU 1. Kiến thức Nêu được khái niệm trao đổi chất ở tế bào. Phân biệt được các hình thức vận chuyển các chất qua mà
Bài 10. Trao đổi chất qua màng tế bào
I MỤC TIÊU
1. Kiến thức
Nêu được khái niệm trao đổi chất ở tế bào.
Phân biệt được các hình thức vận chuyển các chất qua màng sinh chất: vận chuyển thụ động, chủ động. Nêu được ý nghĩa của các hình thức đó. Lấy được ví dụ minh hoạ.
Trình bày được hiện tượng nhập bào và xuất bào thông qua biến dạng của màng sinh chất. Lấy được ví dụ minh hoạ.
Vận dụng những hiểu biết về sự vận chuyển các chất qua màng sinh chất để giải thích một số hiện tượng thực tiễn (muối dưa, muối cà).
Làm được thí nghiệm và quan sát hiện tượng co và phản co nguyên sinh (tế bào hành, tế bào máu,...); thí nghiệm tính thấm có chọn lọc của màng sinh chất ở tế bào sống.
Nêu được khái niệm về thông tin giữa các tế bào.
Dựa vào sơ đồ thông tin giữa các tế bào, trình bày được các quá trình:
Tiếp nhận: Một phân tử truyền tin liên kết vào một protein thụ thể làm thụ thể thay đổi hình dạng.
Truyền tin: Các chuỗi tương tác phân tử chuyển tiếp tín hiệu từ các thụ thể tới các phân tử đích trong tế bào.
Đáp ứng: Tế bào phát tín hiệu điều khiển phiên mã, dịch mã hoặc điều hoà hoạt động của tế bào.
2. Phát triển năng lực/kĩ năng
Năng lực tự học: thông qua các hoạt động tự đọc sách, tóm tắt nội dung, tự trả lời câu hỏi và đặt ra các câu hỏi tìm hiểu kiến thức của bài.
Năng lực diễn đạt bằng văn bản và giao tiếp: thông qua các hoạt động viết tóm tắt nội dung kiến thức đọc được và thuyết trình trước tổ, nhóm hay trước lớp.
Năng lực giao tiếp, hợp tác, lãnh đạo: thông qua thảo luận nhóm, rèn kĩ năng lắng nghe, chia sẻ, điều hành nhóm.
Năng lực tư duy logic và nghiên cứu khoa học: thông qua các tình huống nghiên cứu giả định.
Tích hợp kiến thức của các môn học, kết nối kiến thức mới với kiến thức đã học và vận dụng những gì đã học vào giải quyết các vấn đề của đời sống.
3. Thái độ
Thấy được vai trò quan trọng của hoá học trong nghiên cứu và học tập môn Sinh học, qua đó có nhu cầu tìm hiểu thêm về cơ sở hoá học của sự sống.
Khi hiểu được những ứng dụng thực tiễn của kiến thức sinh học vào đời sống, HS càng thêm yêu thích môn học.
II NHỮNG VẤN ĐỀ CẦN LƯU Ý Chương 3 có nội dung kiến thức mới so với SGK cũ, đó là phần truyền tin tế bào. Theo quy định của chương trình, truyền tin tế bào được
II NHỮNG VẤN ĐỀ CẦN LƯU Ý
Chương 3 có nội dung kiến thức mới so với SGK cũ, đó là phần truyền tin tế bào. Theo quy định của chương trình, truyền tin tế bào được tách thành hai phần: truyền tin giữa các tế bào và truyền tin bên trong tế bào.
Truyền tin giữa các tế bào thực tế là truyền tín hiệu từ tế bào này sang tế bào khác. Còn truyền tin bên trong tế bào được bắt đầu từ khi tế bào nhận tín hiệu và chuyển đổi tín hiệu bên trong tế bào dẫn đến các đáp ứng của tế bào đối với tín hiệu.
Cùng một tín hiệu nhưng có thể tạo ra nhiều loại đáp ứng khác nhau vì tín hiệu có thể ảnh hưởng đến các con đường truyền tín hiệu khác nhau trong tế bào (H 3.1).
Màng tế bào
Phân chia tế bào, chất sống sót của tế bào, Sự Tế bào
Hình 3.1. Cùng một loại tín hiệu có thể gây ra các loại đáp ứng khác nhau như phân chia tế bào
hay các đáp ứng đảm bảo cho tế bào có thể sống sót
1. Các loại thụ thể
Thụ thể của tế bào được chia thành 2 loại: thụ thể ở màng tế bào và thụ thể nằm trong tế bào chất.
a) Thụ thể ở màng tế bào
Thụ thể ở màng tế bào tiếp nhận các tín hiệu không đi qua được màng và được chia thành 3 loại chính:
(1) Thụ thể là các kênh vận chuyển các chất ra vào tế bào như các kênh ion. Khi không liên kết với tín hiệu ngoại bào, các kênh này được đóng lại và nó chỉ mở khi tín hiệu gắn vào thụ thể làm biến đổi cấu hình của protein kênh để các chất đi qua (H 3.2).
Kênh ion đóng mở bằng tín hiệu Tín hiệu Thụ thể Bên ngoài tế bào Màng tế bào Bên trong tế bào Kênh mở Kênh đóng Hình 3.2. Thụ thể là kênh vận chuyển ion Na+ (2)
Kênh ion đóng mở bằng tín hiệu
Tín hiệu Thụ thể Bên ngoài tế bào
Màng tế bào
Bên trong tế bào Kênh mở Kênh đóng
Hình 3.2. Thụ thể là kênh vận chuyển ion Na+
(2) Thụ thể kết cặp với protein G. Protein G là loại nucleotide guanosine triphosphate (GTP). Khi tín hiệu liên kết với thụ thể thì protein G được hoạt hoá và nó lại hoạt hoá các chất khác trong các con đường truyền tin trong tế bào.
Tín hiệu
Màng tế bào
Thụ thể
Chất truyền tin thứ hai
Đáp ứng của tế bào Tế bào chất
Hình 3.3. Thụ thể kết cặp với protein G
(3) Thụ thể là các enzyme hoặc liên kết với enzyme. Phần lớn các loại enzyme này là kinase, xúc tác cho việc chuyển nhóm phosphate từ phân tử này sang phân tử khác. Bình
thường các thụ thể loại này không hoạt động, khi liên kết với các tín hiệu, chúng được hoạt hoá, xúc tác cho các phản ứng làm biến đổi các chất trong con đường
thường các thụ thể loại này không hoạt động, khi liên kết với các tín hiệu, chúng được hoạt hoá, xúc tác cho các phản ứng làm biến đổi các chất trong con đường truyền tin của tế bào.
Màng tế bào
Gene đích
Đáp ứng tế bào Tế bào chất
Hình 3.4. Thụ thể kết hợp với enzyme
Có những thụ thể kết hợp nhiều chức năng như có phần là enzyme, phần khác là kênh vận chuyển,…
b) Thụ thể trong tế bào chất
Loại thụ thể này tiếp nhận các tín hiệu có thể đi qua màng sinh chất như các hormone steroid. Khi liên kết với các phân tử tín hiệu như các hormone steroid, phức hợp thụ thể
hormone streroid đi vào nhân tế bào, hoạt hoá một số gene nhất định tạo ra các sản phẩm cần thiết cho tế bào.
2. Tế bào điều khiển việc tiếp nhận tín hiệu như thế nào?
Tế bào có thể điều khiển mức độ tiếp nhận tín hiệu bằng nhiều cách khác nhau. Một trong số các cơ chế quan trọng là làm tăng hay giảm số lượng thụ thể. Khi cần, tế bào có thể gia tăng số lượng thụ thể, do đó tiếp nhận được nhiều tín hiệu, ngược lại, tế bào có thể phân giải làm giảm bớt số lượng thụ thể. Tuỳ thuộc vào nhu cầu, tế bào có thể tổng hợp thêm hoặc phân huỷ bớt thụ thể tiếp nhận tín hiệu. Tế bào cũng có thể điều khiển độ nhạy của thụ thể với tín hiệu. Ví dụ: Khi hàm lượng hormone insulin trong cơ thể người tăng cao trong một thời gian dài thì tế bào sẽ phân huỷ bớt thụ thể tiếp nhận insulin. Insulin kích thích tế bào tăng cường hấp thụ glucose bằng khuếch tán tăng cường. Do vậy, giảm số lượng thụ thể dẫn đến làm giảm khả năng hấp thụ glucose của tế bào. Tế bào giảm thụ thể bằng cách vận chuyển thụ thể tới lysosome để phân huỷ.
Khi gia tăng số lượng thụ thể thì thụ thể sẽ gia tăng cơ hội liên kết với phân tử tín hiệu, do vậy làm khuếch đại hiệu quả tác động của phân tử tín hiệu đối với
Khi gia tăng số lượng thụ thể thì thụ thể sẽ gia tăng cơ hội liên kết với phân tử tín hiệu, do vậy làm khuếch đại hiệu quả tác động của phân tử tín hiệu đối với tế bào nhận (tế bào đích).
Thụ thể insulin
Túi màng chứa Tế bào chất GLUT4
Hình 3.5. Tín hiệu insulin khi liên kết với thụ thể dẫn đến tế bào lắp ráp các kênh vận
chuyển (GLUT4) trên màng để vận chuyển glucose vào tế bào
3. Chuyển đổi tín hiệu (signal transduction) trong tế bào
Truyền tin giữa các tế bào là quá trình vận chuyển các tín hiệu từ tế bào phát tín hiệu tới tế bào nhận tín hiệu. Khi tín hiệu đến tế bào nhận và được tiếp nhận bởi các thụ thể thì phức hợp tín hiệu thụ thể tác động làm thay đổi cấu hình của các phân tử nằm trong các chuỗi
truyền tín hiệu của tế bào, qua đó làm thay đổi chức năng mang tính dây chuyền của chúng
và tạo ra sản phẩm cuối được gọi là đáp ứng của tế bào. Quá trình tác động từ phức hợp tín hiệu thụ thể qua chuỗi truyền tín hiệu đến khi tạo ra đáp ứng được gọi là quá trình chuyển đổi tín hiệu (signal transduction). Một số tài liệu gọi quá trình này là truyền tin hay truyền tin nội bào. Nếu dùng từ như vậy sẽ không phân biệt được với khái niệm truyền tin giữa các
tế bào (cell communication). Các tế bào chỉ gửi cho nhau tín hiệu, còn trong chuyển đổi tín hiệu bên trong chuỗi protein truyền tin thì tín hiệu không được truy
tế bào (cell communication). Các tế bào chỉ gửi cho nhau tín hiệu, còn trong chuyển đổi tín hiệu bên trong chuỗi protein truyền tin thì tín hiệu không được truyền theo con đường vật lí mà là sự biến đổi về mặt hoá học của phân tử này dẫn đến phân tử đứng sau lại bị biến đổi mang tính dây chuyền tới khi cho ra sản phẩm cuối là đáp ứng tế bào.
Trong tế bào của các động vật có vú có tới trên 3 000 phân tử protein truyền tin khác nhau. Tế bào có nhiều chuỗi truyền tín hiệu khác nhau. Các phân tử này có thể được cố định trên màng, trên bộ khung xương tế bào. Một số chuỗi truyền tín hiệu lại bao gồm các phân tử nằm xa nhau, do vậy, khi truyền tin, phân tử nọ phải di chuyển đến chỗ phân tử kia. Một loạt các bệnh lí ở người như ung thư, tim mạch, đái tháo đường và các bệnh tự miễn đều có liên quan đến rối loạn các phân tử truyền tín hiệu của tế bào.
Các phân tử protein truyền tin trong chuỗi truyền tin của tế bào có thể ví như những "công tắc" hay "rơ le" phân tử (relay molecules), có thể đưa các phân tử trong chuỗi truyền
tín hiệu trở về trạng thái "bật" (hoạt động) hay "tắt" (bất hoạt). Phân tử truyền tin khi không nhận được tín hiệu thường ở trạng thái bất hoạt, sau khi được hoạt hoá bởi tín hiệu và "bật"/"tắt" phân tử đứng sau, thì lập tức nó được đưa về trạng thái bất hoạt để sẵn sàng tiếp nhận tín hiệu mới. Các công tắc phân tử thay đổi trạng thái "tắt" hay "bật" chủ yếu thông qua việc bị loại bỏ nhóm phosphate hay gắn thêm nhóm phosphate làm thay đổi cấu hình phân tử.
a) Truyền tin bắt đầu từ thụ thể trên màng tế bào
Khởi đầu của chuỗi truyền tín hiệu nội bào là thụ thể tiếp nhận thông tin nằm trong màng tế bào. Phức hợp tín hiệu - thụ thể hoạt hoá phân tử truyền tin liền kề. Sau đó, tế bào có cơ chế bất hoạt phân tử tín hiệu để thụ thể trở về trạng thái ban đầu sẵn sàng tiếp nhận tín hiệu mới.
Các phân tử nằm trong chuỗi truyền tin nội bào có thể ví là những cỗ máy trong một dây chuyền sản xuất được hoạt động theo một trình tự xác định. Cỗ máy thụ thể nằm ở đầu dây chuyền, khi được kích hoạt bởi tín hiệu ngoại bào sẽ hoạt động và "bật công tắc" để mở cỗ máy kề bên. Phân tử tín hiệu được ví như chìa khoá khởi động cỗ máy thụ thể bằng cách loại bỏ "chốt hãm" là các protein ức chế thụ thể, hoặc gắn thêm nhóm phosphate vào thụ thể làm biến đổi hình dạng của nó.
b) Truyền tin bắt đầu từ thụ thể trong tế bào chất
Các phân tử tín hiệu như hormone sinh dục có bản chất là lipid nên có thể đi qua màng sinh chất vào trong tế bào. Do vậy, thụ thể tiếp nhận hormone loại này nằm trong tế bào chất. Ví dụ: Ở người, khi đến tuổi dậy thì, các đặc điểm sinh dục thứ cấp hình thành là kết quả của các đáp ứng của các tế bào ở các mô khác nhau với tín hiệu là các hormone sinh dục như testosteron và estrogen tiết ra từ các tế bào của cơ quan sinh sản. Hormone sinh
dục đi vào máu rồi vào tế bào chất của các tế bào cơ thể. Những tế bào cơ thể nào có thụ thể tiếp nhận hormone thì khi hormone liên kết với thụ thể sẽ hoạt hoá
dục đi vào máu rồi vào tế bào chất của các tế bào cơ thể. Những tế bào cơ thể nào có thụ thể tiếp nhận hormone thì khi hormone liên kết với thụ thể sẽ hoạt hoá thụ thể. Phức hợp hormone thụ thể đi vào nhân tế bào và hoạt động như một yếu tố hoạt hoá phiên mã gene
đích. Gene này được phiên mã và dịch mã tạo ra protein. Protein được tạo ra lại hoạt hoá một số gene khác trong một chuỗi các gene tham gia vào việc hình thành nên đặc điểm sinh dục thứ cấp.
Các thụ thể nội bào điều hoà hoạt động phiên mã của các gene. Các phân tử tín hiệu là hormone kị nước đi qua màng sinh chất rồi liên kết với thụ thể khởi động con đường truyền tín hiệu dẫn đến hoạt hoá gene nhất định. Bình thường, khi không có tín hiệu hormone, thụ thể bị bất hoạt bởi chất ức chế, khi thụ thể ở trạng thái bất hoạt liên kết được với hormone thì sẽ giải phóng chất ức chế. Sau đó, phức hợp hormone thụ thể đi vào trong nhân tế bào
và khởi động quá trình phiên mã một gene nhất định tạo ra sản phẩm protein (đáp ứng tế bào với tín hiệu). Hormone không chỉ đóng vai trò hoạt hoá gene mà cũng có thể làm bất
hoạt (đóng) một gene nhất định.
Lưu ý: Trong quá trình chuyển đổi tín hiệu, phân tử đứng ở phía trước chuỗi truyền tín hiệu sau khi được kích hoạt để hoạt hoá phân tử kế bên, ngay lập tức sẽ chuyển về trạng thái bất hoạt. Như vậy, cũng có thể ví các phân tử trong chuỗi truyền tín hiệu nội bào như những công tắc tắt bật. Phân tử đứng trước khi được "bật" có nhiệm vụ bật phân tử kế tiếp rồi lại bị "tắt" ngay. Bằng cách này, mỗi phân tử tín hiệu ngoại bào khởi động chuỗi truyền một lần, sau đó nếu muốn khởi động lại thì cần phải có tín hiệu mới. Đây cũng là cách tế bào có thể điều chỉnh các hoạt động sống của mình bằng cách tạo ra ít hoặc nhiều tín hiệu, hoặc tăng độ nhạy cảm của thụ thể với tín hiệu hay tăng giảm số lượng thụ thể.
4. Đáp ứng tế bào
Kết quả của quá trình truyền tín hiệu là tạo ra trong tế bào một protein hay một vài loại sản phẩm nhất định. Sản phẩm cuối của chuỗi truyền tin nội bào chính là sự đáp ứng của tế bào trước thông tin mà nó nhận được.
Lưu ý là cùng một loại hormone, như testosteron, có thể gây nên những đáp ứng khác nhau ở các tế bào khác nhau của cơ thể. Lí do là ở các tế bào khác nhau, thụ thể tiếp nhận hormone nằm trong các con đường truyền tín hiệu khác nhau. Ví dụ: testosteron đi đến các tế bào cơ ở cơ thể nam giới sẽ hoạt hoá và truyền tin trong con đường dẫn đến phát triển cơ bắp; trong khi đó, ở các tế bào nằm ở cằm, hormone này lại hoạt hoá thụ thể và con đường truyền tin dẫn đến đáp ứng cuối cùng là mọc râu. Đáp ứng của tế bào trước các tín hiệu bên ngoài cũng có thể dẫn đến thay đổi kết cấu của các protein khung xương làm thay đổi hình dạng và sự vận động của tế bào hoặc dẫn đến sự phân chia tế bào.
Tế bào không chỉ có khả năng tiếp nhận thông tin để rồi đưa ra các đáp ứng phù hợp mà chúng còn có khả năng điều chỉnh mức độ tiếp nhận thông tin cũng như mức độ đáp ứng cho phù hợp với nhu cầu sinh lí của tế bào. Ví dụ: Khi chúng ta hoạt động mạnh, nhu
cầu năng lượng cho các tế bào cơ thể cao thì các thụ thể tiếp nhận insulin có thể gia tăng độ nhạy cảm hoặc được tăng thêm về số lượng để vận chuyển glucose vào
cầu năng lượng cho các tế bào cơ thể cao thì các thụ thể tiếp nhận insulin có thể gia tăng độ nhạy cảm hoặc được tăng thêm về số lượng để vận chuyển glucose vào trong tế bào. Vì vậy, thường xuyên luyện tập thể dục, thể thao cũng là cách giảm thiểu khả năng bị đái tháo đường type 2.
Kênh glucose Thụ thể insulin
Hình 3.6. Tế bào điều chỉnh lượng glucose đi vào tế bào bằng cách
gia tăng độ nhạy cảm của thụ thể tiếp nhận insulin
III GỢI Ý TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC
BÀI 10. TRAO ĐỔI CHẤT QUA MÀNG TẾ BÀO Hoạt động mở đầu
GV có thể mở đầu tiết học bằng nhiều cách khác nhau, hoặc là đưa ra các tình huống liên quan đến nội dung chính của bài học để khơi gợi tính tò mò, và mong muốn khám phá nội dung bài học của HS, hoặc đưa ra các câu hỏi xem HS đã học được gì, những gì cần phải chú trọng.
Hoạt động hình thành kiến thức động và vận chuyển chủ động
(1) Mục I. Khái niệm trao đổi chất qua màng tế bào và mục II.1 - 2. Vận chuyển thụ
GV yêu cầu HS tự đọc trước nội dung trong SGK ở nhà để dành thời gian trên lớp rèn các kĩ năng. Hoạt động của HS nhằm trả lời các câu hỏi trong mục Dừng lại và suy ngẫm dưới đây. Những câu hỏi này giúp HS hiểu và ghi nhớ nội dung cần đạt mà chương trình đề ra cũng như phát triển các năng lực suy luận.
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM Trao đổi chất ở tế bào là gì? Những loại chất nào có thể đi qua được lớp kép phospholipid, chất nào không? Giải thích. Nêu đặc điểm của vận
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Trao đổi chất ở tế bào là gì? Những loại chất nào có thể đi qua được lớp kép phospholipid, chất nào không? Giải thích.
Nêu đặc điểm của vận chuyển thụ động. Phân biệt khuếch tán đơn giản và khuếch tán tăng cường bằng cách hoàn thành bảng theo mẫu sau:
Thành phần (màng tế bào) tham gia khuếch tán, Đặc điểm chất khuếch tán, Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ khuếch tán
Khuếch tán đơn giản, ?, ?, ?
Khuếch tán tăng cường, ?, ?, ?
Vì sao tế bào rễ cây có thể hút được nước từ đất?
Thẩm thấu là gì? Điều gì sẽ xảy ra nếu tế bào thực vật và động vật được đưa vào dung dịch nhược trương? Giải thích.
Gợi ý trả lời câu hỏi mục I và mục II.1:
Câu 2:
Thành phần màng (tế bào) tham gia khuếch tán, Đặc điểm chất khuếch tán, Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ khuếch tán
Khuếch tán đơn giản, Phospholipid, – Không tiêu tốn ATP. – Các phân tử nhỏ kị nước, không phân cực., – Chênh lệch nồng độ. – Độ linh động của màng.
Khuếch tán tăng cường, Protein vận chuyển (kênh, chất mang), – Không tiêu tốn ATP. – Chỉ cho các chất ưa nước, phân cực đi qua. – Cho các ion đi qua. – Đặc hiệu cho từng chất khuếch tán. – Có sự bão hoà kênh., – Chênh lệch điện hoá (vừa nồng độ chất tan vừa điện thế). – Số lượng protein vận chuyển. – Có thể điều chỉnh sự đóng mở (cổng) kênh bởi tín hiệu.
Câu 3: Trong không bào trung tâm của tế bào rễ cây có chứa nồng độ chất tan cao hơn so với bên ngoài tế bào nên nước sẽ từ đất khuếch tán vào tế bào qua các kênh protein là aquaporin.
Câu 4: Tế bào thực vật có thành tế bào vững chắc nên khi ở trong môi trường nhược trương nước đi vào tế bào làm cho tế bào bị trương nước. Nước chỉ đi vào tế bà
Câu 4: Tế bào thực vật có thành tế bào vững chắc nên khi ở trong môi trường nhược
trương nước đi vào tế bào làm cho tế bào bị trương nước. Nước chỉ đi vào tế bào với một lượng nhất định vì thành tế bào sẽ tạo nên một áp lực ngăn cản sự khuếch tán của nước vào tế bào. Tế bào động vật không có thành tế bào nên trong môi trường nhược trương, nước khuếch tán vào tế bào quá nhiều dẫn đến tế bào sẽ bị vỡ.
Gợi ý trả lời câu hỏi mục II.2: Câu 2: Vận chuyển thụ động không tiêu tốn năng lượng (ATP) trong khi đó vận chuyển
chủ động tiêu tốn ATP. Vận chuyển thụ động vận chuyển các chất dựa theo sự chênh lệch (gradient) nồng độ. Các chất di chuyển từ nơi có nồng độ cao tới nơi có nồng độ thấp. Trong vận chuyển chủ động, các chất được vận chuyển từ nơi có nồng độ chất tan thấp tới nơi có nồng độ chất tan cao. Vận chuyển thụ động có thể cần các protein vận chuyển qua màng hoặc không, trong khi đó vận chuyển chủ động luôn cần có các protien vận chuyển.
Lưu ý: Các protein vận chuyển trên màng có nhiều tên gọi khác nhau nhưng có thể chia
thành 2 nhóm lớn: protein kênh (channel proteins) và protein mang (carrier proteins) hay còn gọi là protein vận chuyển (transporters).
Protein kênh tạo ra đường ống xuyên màng hay còn gọi là lỗ (pore) trên màng sinh chất để cho các chất tương thích với kênh có thể đi qua. Một số kênh có thể đóng hay mở bởi các tín hiệu hoá học, cơ học hoặc tín hiệu điện được gọi là cổng (gate). Porin là loại protein xuyên màng tạo nên các kênh vận chuyển trên màng. Vùng protein nằm trong màng được cuộn xoắn tạo nên các lỗ nhỏ cho phép các phân tử phân cực hoặc tích điện đi qua. Aquaporin là kênh vận chuyển nước hoạt động như một chiếc cổng có thể đóng mở bằng các tín hiệu. Aquaporin có thể vận chuyển 1 triệu phân tử nước qua màng trong một giây.
Protein mang hay protein vận chuyển là loại protein, khi liên kết với chất cần vận chuyển, cấu hình của nó sẽ thay đổi để có thể vận chuyển được các chất qua màng. Vì vậy, vận chuyển các chất qua màng kiểu này còn được gọi là vận chuyển qua các chất mang. Protein phải "mang" chất từ bên ngoài vào trong tế bào hoặc ngược lại chứ không phải tạo ra những lỗ cố định trên màng như protein kênh. Nếu protein vận chuyển các chất cần tiêu tốn ATP để vận chuyển ngược chiểu gradient nồng độ thì được gọi là bơm (pump).
(2) Mục II.3. Vận chuyển vật chất nhờ biến dạng màng tế bào
Những câu hỏi ở phần này không khó nhưng GV cần yêu cầu HS rèn kĩ năng diễn đạt bằng lời nói, diễn đạt dưới dạng văn viết sao cho đơn giản, dễ hiểu, dễ nhớ mà không câu nệ vào việc học thuộc lòng nội dung trong SGK.
Gợi ý trả lời câu hỏi: Câu 1: Thực bào là cách tế bào lấy vật chất ở dạng rắn vào tế bào bằng cách biến dạng màng sinh chất: màng sinh chất lõm vào phía trong t
Gợi ý trả lời câu hỏi: Câu 1: Thực bào là cách tế bào lấy vật chất ở dạng rắn vào tế bào bằng cách biến dạng
màng sinh chất: màng sinh chất lõm vào phía trong tế bào, bao bọc lấy các chất có kích thước
lớn, thậm chí là cả tế bào nguyên vẹn rồi tạo thành túi màng bao lấy chất cần vận chuyển tách rời khỏi màng tế bào. Ẩm bào là cách vận chuyển tương tự như thực bào nhưng chất vận chuyển là những chất tan có kích thước nhỏ, không thể khuếch tán qua màng sinh chất. Xuất bào là quá trình ngược với thực bào. Những phân tử có kích thước lớn như protein cần được bao bọc trong các túi vận chuyển và đưa đến màng tế bào. Tại đó, màng túi vận chuyển dung hợp với màng tế bào và giải phóng chất vận chuyển ra bên ngoài.
Câu 2: Câu này thực chất hỏi về quá trình xuất bào. Những protein được tiết ra khỏi
tế bào theo kiểu xuất bào được tổng hợp ở lưới nội chất hạt, sau đó được đưa vào túi vận chuyển và chuyển đến bộ máy Golgi, tại đây chúng được biến đổi và hoàn thiện, sau đó lại được bao bọc trong túi vận chuyển và xuất ra mặt đối diện của bộ máy Golgi. Từ bộ máy Golgi, túi vận chuyển đi đến màng tế bào và xuất ra bên ngoài theo kiểu xuất bào.
Câu 3: Để đưa các chất hoá học (thuốc đặc hiệu) vào một loại tế bào bệnh nhất định
như tế bào ung thư, về mặt lí thuyết, người ta phải bao gói thuốc trong lớp túi màng kiểu như túi vận chuyển để tế bào có thể thực bào vào bên trong. Tuy vậy, để đưa được thuốc vào tế bào đích (tế bào ung thư) mà không phải tế bào bình thường khác, túi vận chuyển cần phải có protein nhận biết được những thụ thể đặc hiệu chỉ có ở các tế bào ung thư. Các phân tử protein này liên kết đặc hiệu với thụ thể trên màng tế bào đích và kích hoạt quá trình thực bào đưa thuốc vào trong tế bào.
Hoạt động luyện tập và vận dụng Gợi ý trả lời câu hỏi: Câu 3: Các câu 1 và 2: HS có thể tự trả lời. Khi chẻ cọng rau muống thành các mảnh nhỏ, tế bào ở mặt phía
Hoạt động luyện tập và vận dụng
Gợi ý trả lời câu hỏi: Câu 3:
Các câu 1 và 2: HS có thể tự trả lời.
Khi chẻ cọng rau muống thành các mảnh nhỏ, tế bào ở mặt phía trong của cọng rau muống (màu trắng hơn) không bị bao phủ bởi lớp cutin như ở mặt phía ngoài nên thấm nước dễ dàng hơn. Nước vào nhanh làm trương tế bào mạnh hơn so với sự trương nước của tế bào ở mặt ngoài. Cấu trúc của lớp biểu bì phía ngoài cũng khác với lớp biểu bì ở mặt trong khiến các tế bào mặt ngoài ít dãn nở hơn. Kết quả, mảnh rau cuộn cong lại như ảnh chụp ở trên. Điều này cũng tương tự như sự đóng mở khí khổng mà các em thấy trong phần
thực hành. Tế bào tạo nên khí khổng có thành tế bào ở hai phía được cấu trúc với độ đàn nở khác nhau. Câu 4: Đất bị nhiễm mặn có nồng độ khoáng cao hơn so với n
thực hành. Tế bào tạo nên khí khổng có thành tế bào ở hai phía được cấu trúc với độ đàn nở khác nhau.
Câu 4: Đất bị nhiễm mặn có nồng độ khoáng cao hơn so với nồng độ chất tan trong tế bào dẫn đến cây trồng khó, thậm chí không thể hút được nước từ đất vào rễ, khiến cây khó có thể tồn tại và phát triển được. Vì vậy, nếu đất đang trồng cây bình thường mà bị nhiễm mặn thì các cây này có thể bị chết hàng loạt và sau này sẽ không gieo trồng được những giống cây đó trên mảnh đất đã nhiễm mặn nếu không có biện pháp “rửa mặn” để cải tạo đất.
Câu hỏi đánh giá năng lực vận dụng cao:
GV có thể sưu tầm, khuyến khích HS sưu tầm hoặc đặt ra các câu hỏi mở rộng, liên hệ kiến thức với đời sống có liên quan đến nội dung bài học. Ví dụ:
Câu 1: Tại sao không nên tưới nước cho cây vào giữa trưa nắng, nếu việc làm này được tiến hành thường xuyên và lâu dài thì dẫn đến hậu quả gì? Giải thích.
Câu 2: Làm thế nào người ta biết được tế bào có thể ẩm bào một chất A mà không ẩm bào chất B? Mô tả thí nghiệm.
Câu 3: Hãy vẽ một tế bào giả định trong đó mô tả tất cả các các hình thức vận chuyển qua màng mà em đã học trong bài. Lưu ý về các hình thức vận chuyển sao cho không cần chú thích mà người xem có thể nhận ra được các kiểu vận chuyển qua màng.
Câu 4: Hãy vẽ một tế bào giả định bên trong chứa chất A với nồng độ 0,03 M và chất B với nồng độ 0,02 M được đặt trong một bình dung dịch có chứa các chất A, B, C, D với nồng độ đều là 0,01 M. Hãy vẽ chiều di chuyển của các phân tử nước, chiều di chuyển ra/vào tế bào của phân tử chất A, B, C và D biết chất A không thể khuếch tán qua màng tế bào, còn chất B, C và D có thể khuếch tán qua màng.
Câu 5: Số liệu dưới đây thu được từ thí nghiệm ủ tế bào hồng cầu chuột trong dung dịch đường glucose đánh dấu phóng xạ. Cứ sau mỗi 10 phút người ta lại lấy từng tế bào hồng cầu ra khỏi dung dịch và đo nồng độ glucose được đánh dấu phóng xạ có trong tế bào hồng cầu.
Thời gian (phút), 10, 20, 30, 40, 50, 60
Nồng độ glucose trong tế bào chuột, 50 mM, 75 mM, 83 mM, 92 mM, 98 mM, 102 mM
a) Hãy vẽ đồ thị mô tả mối quan hệ giữa tốc độ vận chuyển các phân tử đường glucose được đánh dấu phóng xạ vào bên trong tế bào (trên trục tung chỉ nồng độ phân tử glucose đánh dấu phóng xạ bên trong tế bào, đơn vị tính bằng mM) theo thời gian (trục hoành thể hiện thời gian ủ tế bào hồng cầu trong dung dịch đường glucose đánh dấu phóng xạ).
b) Hãy giải thích các phân tử đường glucose được vận chuyển vào trong tế bào hồng cầu chuột theo phương thức nào.
Thực hành: Thí nghiệm co và phản co nguyên sinh Để rèn kĩ năng nghiên cứu khoa học, GV nên để HS tự đọc bài hướng dẫn thực hành trong SGK và làm thí nghiệm. Các
Thực hành: Thí nghiệm co và phản co nguyên sinh
Để rèn kĩ năng nghiên cứu khoa học, GV nên để HS tự đọc bài hướng dẫn thực hành trong SGK và làm thí nghiệm. Các em sẽ tự mình khám phá, rút kinh nghiệm khi mình làm chưa tốt cũng như tìm cách cải tiến phương pháp sao cho có kết quả tốt hơn.
HS có thể thử làm nghiệm với các loại lá cây khác nhau. Các em có thể thảo luận, trao đổi với nhau về kết quả thu được và nêu ra các câu hỏi để cùng nhau tìm ra câu trả lời hợp lí. Ví dụ: Hình dạng tế bào bảo vệ tạo nên khí khổng có hình hạt đậu có ý nghĩa gì? Cấu trúc của các tế bào này có gì đặc biệt khiến việc mất nước hoặc trương nước lại có thể đóng mở được khí khổng (lỗ khí)?
Hình 3.7. Ảnh chụp các tế bào bảo vệ tạo nên khí khổng
Thành tế bào mỏng
Tế bào biểu bì
Thành tế bào dày
Khí khổng
Không bào
Lục lạp
Nhân
Tế bào bảo vệ trương nước
Khí khổng mở
Khí khổng đóng
Tế bào bảo vệ mất nước
Hình 3.8. Cấu tạo khí khổng và hiện tượng đóng mở khí khổng
Nếu HS vẽ được các tế bào bảo vệ và giải thích được sự đóng mở khí khổng như hình 3.8 tức là các em đã hiểu bản chất của hiện tượng.
Bài 12. Truyền tin tế bào Hoạt động mở đầu GV có thể mở bài theo nhiều cách khác nhau hoặc là đưa ra các câu hỏi thu hút sự chú ý của HS với nội dung bài học ho
Bài 12. Truyền tin tế bào
Hoạt động mở đầu
GV có thể mở bài theo nhiều cách khác nhau hoặc là đưa ra các câu hỏi thu hút sự chú ý của HS với nội dung bài học hoặc đưa ra các câu hỏi xem HS đã biết được những gì về nội dung bài học, cũng có thể kết hợp cả hai cách. Ví dụ: có thể đưa ra tình huống như trình bày trong mục Em có biết trong bài: “Thực vật có thể giao tiếp với nhau không?”
Hoạt động hình thành kiến thức
GV cho HS đọc SGK, trả lời các câu hỏi trong mục Dừng lại và suy ngẫm dưới đây.
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Thế nào là truyền tin giữa các tế bào?
Thông tin mà các tế bào truyền cho nhau có thể là gì?
Các tế bào trong cơ thể đa bào có thể truyền tin cho nhau bằng những cách nào?
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Thụ thể là gì? Có những loại thụ thể nào?
Tín hiệu đến từ bên ngoài đến tế bào được chuyển đổi như thế nào bên trong tế bào?
Với những câu hỏi loại này, GV nên để cho HS tự trả lời, qua đó rèn luyện năng lực đọc hiểu, diễn đạt bằng lời nói, văn bản. Đối với những HS có khả năng diễn đạt bằng văn bản yếu, GV có thể cho riêng những em này trả lời bằng cách viết vào vở hoặc ra giấy để thầy cô xem, một số HS diễn đạt bằng lời nói chưa tốt thì yêu cầu các em trình bày trước lớp.
Hoạt động luyện tập và vận dụng
LUYỆN TẬP VÀ VẬN DỤNG
Vì sao cùng một tín hiệu nhưng các tế bào khác nhau của cùng một cơ thể lại có thể tạo ra các đáp ứng khác nhau?
Khi thụ thể tiếp nhận tín hiệu nằm trong tế bào chất thì phân tử tín hiệu thường là loại gì để có thể đi được qua màng sinh chất? Cho ví dụ.
Những câu hỏi này GV nên để HS thảo luận nhóm để tìm ra các cách trả lời khác nhau nhằm phát huy tính sáng tạo, trí tưởng tượng của HS.
Hoạt động ôn tập chương Câu 1: Tế bào B sau khi nhận được tín hiệu từ tế bào A thì chất X ồ ạt đi từ bên ngoài vào bên trong tế bào B. Chất X vào trong tế bào t
Hoạt động ôn tập chương Câu 1: Tế bào B sau khi nhận được tín hiệu từ tế bào A thì chất X ồ ạt đi từ bên ngoài
vào bên trong tế bào B. Chất X vào trong tế bào tác động lên chuỗi truyền tín hiệu, dẫn đến tế bào tổng hợp ra chất Y xuất ra bên ngoài tế bào. Hãy cho biết thụ thể tiếp nhận tín hiệu của tế bào B là loại gì, cách thức hoạt động của chúng. Vẽ sơ đồ minh hoạ cách thức hoạt động của loại thụ thể này.
Câu 2: Với kiến thức học được trong chương, hãy giải thích hiện tượng cây xấu hổ cụp
lá lại khi có vật chạm vào lá. Biết rằng tế bào cuống lá khi bị mất nước thì xẹp xuống làm cho lá cụp lại và khi trương nước lại dựng lên và nước có thể nhanh chóng ra vào tế bào qua protein màng được gọi là aquaporin.
Câu 3: Với những kiến thức đã học, hãy giải thích tại sao hai phân tử tín hiệu khác nhau
từ môi trường lại có thể gây nên cùng một loại đáp ứng ở tế bào nhận. Vẽ sơ đồ minh hoạ.
Chương 4. CHUYỂN HOÁ NĂNG LƯỢNG TRONG TẾ BÀO (8 tiết) I MỤC TIÊU 1. Kiến thức Phát biểu được khái niệm chuyển hoá năng lượng trong tế bào. Phân biệt được các dạ
Chương 4. CHUYỂN HOÁ NĂNG LƯỢNG TRONG TẾ BÀO (8 tiết)
I MỤC TIÊU
1. Kiến thức
Phát biểu được khái niệm chuyển hoá năng lượng trong tế bào.
Phân biệt được các dạng năng lượng trong chuyển hoá năng lượng ở tế bào.
Giải thích được năng lượng được tích luỹ và sử dụng cho các hoạt động sống của tế bào là dạng hoá năng (năng lượng tiềm ẩn trong các liên kết hoá học).
Phân tích được cấu tạo và chức năng của ATP về giá trị năng lượng sinh học.
Nêu được khái niệm chuyển hoá vật chất trong tế bào.
Phát biểu được khái niệm tổng hợp các chất trong tế bào.
Trình bày được quá trình tổng hợp và phân giải ATP gắn liền với quá trình tích luỹ, giải phóng năng lượng.
Trình bày được vai trò của enzyme trong quá trình trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng. Nêu được khái niệm, cấu trúc và cơ chế tác động của enzyme.
Phân tích được các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động xúc tác của enzyme.
Thực hành: làm được thí nghiệm phân tích ảnh hưởng của một số yếu tố đến hoạt tính của enzyme; thí nghiệm kiểm tra hoạt tính thuỷ phân tinh bột của amylase.
Nêu được khái niệm tổng hợp các chất trong tế bào. Lấy được ví dụ minh hoạ (tổng hợp protein, lipid, carbohydrate,...).
Trình bày được quá trình tổng hợp các chất song song với tích luỹ năng lượng.
Nêu được vai trò quan trọng của quang hợp trong việc tổng hợp các chất và tích luỹ năng lượng trong tế bào thực vật.
Nêu được vai trò của hoá tổng hợp và quang khử ở vi khuẩn.
Phát biểu được khái niệm phân giải các chất trong tế bào.
Trình bày được các giai đoạn phân giải hiếu khí (hô hấp tế bào) và các giai đoạn phân giải kị khí (lên men).
Trình bày được quá trình phân giải các chất song song với giải phóng năng lượng.
Phân tích được mối quan hệ giữa tổng hợp và phân giải các chất trong tế bào.
2. Phát triển năng lực/kĩ năng
Năng lực tự học: thông qua các hoạt động tự đọc sách, tóm tắt nội dung, tự trả lời câu hỏi và đặt ra các câu hỏi tìm hiểu kiến thức của bài, chuẩn bị bài và trình bày một vấn đề của bài do GV đặt ra.
Năng lực diễn đạt bằng văn bản và giao tiếp: thông qua các hoạt động viết tóm tắt nội dung kiến thức đọc được và thuyết trình trước tổ, nhóm hay trước lớp.
 Năng lực giao tiếp, hợp tác, lãnh đạo: thông qua thảo luận nhóm, rèn kĩ năng lắng nghe, chia sẻ, điều hành nhóm.  Tích hợp kiến thức của các môn học, kết nối
 Năng lực giao tiếp, hợp tác, lãnh đạo: thông qua thảo luận nhóm, rèn kĩ năng lắng
nghe, chia sẻ, điều hành nhóm.
 Tích hợp kiến thức của các môn học, kết nối kiến thức mới với kiến thức đã học và
vận dụng những gì đã học vào giải quyết các vấn đề của đời sống.
3. Thái độ
 Hiểu được, cảm nhận và đánh giá được năng lượng chính là yếu tố làm cho mọi hoạt động,
quá trình xảy ra trong tế bào, cơ thể và cả hệ sinh thái nói chung đều ảnh hưởng lẫn nhau.
 Dần hình thành được tình yêu với thiên nhiên; nhu cầu khám phá, tìm tòi trong nghiên
cứu và học tập môn Sinh học.
II NHỮNG VẤN ĐỀ CẦN LƯU
Ý
1. Khái quát về năng lượng và sự chuyển hoá
Trong tự nhiên có nhiều dạng năng lượng khác nhau và được phân loại thành hai dạng chính: động năng (kinetic energy) và thế năng (potential energy). Động năng là năng lượng của sự chuyển động. Một vật thể chuyển động tạo ra năng lượng làm vật khác di chuyển hoặc thay đổi trạng thái. Một vật thể không di chuyển nhưng có thể di chuyển bất cứ lúc nào thì vật thể này được xem là có thế năng. Thế năng là năng lượng tiềm ẩn, luôn sẵn sàng chuyển đổi sang trạng thái động năng. Thế năng trong tế bào tồn tại chủ yếu trong các liên kết hoá học, sự chênh lệch về điện thế và nồng độ các chất giữa bên trong và ngoài màng sinh chất hay giữa các vùng trong tế bào. Mặt Trời chiếu xuống Trái Đất làm tăng nhiệt độ ở nơi được chiếu sáng tạo nên sự chuyển động không khí hình thành gió. Gió làm quay cánh quạt máy phát điện để sinh ra điện (H 4.1). Tuy nhiên, nguồn điện tạo ra từ máy phát điện gió chỉ đủ làm quay quạt có kích thước nhỏ hơn rất nhiều do hiện tượng thất thoát năng lượng trong quá trình chuyển hoá, hầu hết năng lượng thất thoát ở dạng nhiệt. Chẳng hạn chiếc quạt điện luôn bị nóng lên khi hoạt động. Năng lượng ánh sáng mặt trời cũng được lục lạp sử dụng để tổng hợp các phân tử đường, năng lượng ánh sáng đã được chuyển thành năng lượng hoá học.
Hình 4.1. Turbin gió tạo ra điện dùng để thắp sáng đèn,
đun nóng nước hoặc dự trữ trong bình ắc quy. Động năng của gió đã được chuyển hoá thành điện năng và từ điện năng thành quang năng, nhiệt năng hoặc hoá năng
Năng lượng trong tế bào cũng tồn tại ở nhiều dạng khác nhau như: nhiệt năng, cơ năng, hoá năng, điện năng, quang năng, năng lượng bức xạ. Hoá năng chính là dạng
Năng lượng trong tế bào cũng tồn tại ở nhiều dạng khác nhau như: nhiệt năng, cơ năng, hoá năng, điện năng, quang năng, năng lượng bức xạ. Hoá năng chính là dạng năng lượng tiềm ẩn trong các liên kết hoá học (H 4.2).
Hình 4.2. Gỗ khi cháy sẽ sinh ra nhiệt, năng lượng trong các liên kết
hoá học của cellulose có trong gỗ là một dạng thế năng đã chuyển thành dạng nhiệt năng khi cháy Đây là dạng năng lượng chính được tích luỹ và sử dụng cho các hoạt động sống của tế bào, trong khi nhiệt năng sinh ra trong tế bào chỉ hữu ích ở góc độ duy trì nhiệt độ cho các phản ứng hoá sinh có thể xảy ra mà không có khả năng sinh công. Sự chuyển đổi năng lượng từ dạng này sang dạng khác trong tế bào được gọi là sự chuyển hoá năng lượng trong tế bào và
quá trình này luôn tuân theo các quy luật vật lí cơ bản về nhiệt động học. Định luật 1, còn gọi là định luật bảo toàn năng lượng: Năng lượng không tự sinh ra cũng không tự mất đi mà chỉ chuyển từ dạng này sang dạng khác. Định luật 2: Khi năng lượng truyền đi hay chuyển hoá, nó bị tiêu hao càng lúc càng nhiều. Điều này có nghĩa là khi năng lượng được chuyển hoá trong hệ thống sống thì luôn bị thất thoát vào môi trường.
2. ATP -"đồng tiền" năng lượng của tế bào
Mỗi phân tử ATP có cấu tạo từ 3 thành phần cơ bản là: phân tử adenine, phân tử đường ribose và 3 gốc phosphate. Tế bào liên tục phân huỷ ATP để lấy năng lượng và cũng liên tục tổng hợp ATP từ ADP và phosphate thông qua các quá trình hô hấp tế bào. Phần lớn ATP trong tế bào được sản xuất bởi enzyme ATP synthase trong ti thể và lục lạp. Quá trình tổng hợp này đã chuyển năng lượng thế năng của H+ (giữa hai bên của màng trong ti thể, lục lạp) thành năng lượng hoá năng trong liên kết hoá học của phân tử ATP. Trong tế bào còn có các dạng năng lượng tương tự ATP nhưng ít được sử dụng hơn như GTP, CTP, UTP (chính là các nucleoside triphosphate). Ở các phân tử này, thay vào vị trí của A là G, C, U (hoặc T) và chúng có tham gia vào cung cấp năng lượng ở các con đường tổng hợp khác nhau (H 4.3). Trong bài học về actin và tubulin thuộc bộ khung xương tế bào hoặc bài truyền tin tế bào với vai trò của G - protein thì phân tử mang năng lượng được sử dụng là GTP.
Sự phân bố của các phân tử mang năng lượng trong tế bào Co cơ, vận chuyển ion,... Ti thể RNA DNA Hình 4.3. Các phân tử mang năng lượng tương tự ATP tham gia các
Sự phân bố của các phân tử mang năng lượng trong tế bào
Co cơ, vận chuyển ion,...
Ti thể
RNA
DNA
Hình 4.3. Các phân tử mang năng lượng tương tự ATP tham gia các quá trình tổng hợp
Cùng với ATP, các phân tử UTP tham gia tổng hợp polysaccharide, GTP tham gia tổng hợp protein, CTP tham gia tổng hợp lipid. Các NTP (nucleoside triphosphate) tham gia tổng hợp
RNA, các dNTP (deoxynucleoside triphosphate) tham gia tổng hợp DNA
3. Enzyme và vai trò của enzyme trong quá trình chuyển hoá
Enzyme không có cấu hình không gian cố định mà sẽ thay đổi khi kết hợp với cơ chất và trở về trạng thái ban đầu khi cơ chất rời ra. Mặt khác, chính sự kết hợp với enzyme cũng làm cấu hình không gian của cơ chất thay đổi giúp giảm năng lượng hoạt hoá để phản ứng có thể xảy ra trong môi trường tế bào hoặc cơ thể.
Tính đặc hiệu của enzyme thể hiện ở khả năng xúc tác cho một loại phản ứng xác định với giới hạn các chất tham gia. Tuy nhiên, trung tâm hoạt động của enzyme có thể đặc hiệu với một cấu trúc đặc trưng có ở một số các phân tử cơ chất khác nhau nên nó có thể xúc tác cho một loại phản ứng cho một số phân tử có sự khác nhau về thành phần cấu trúc. Ví dụ: enzyme aromatase xúc tác phản ứng chuyển đổi cho cả phân tử androstenedione và testosterone thành các phân tử tương ứng là estrone và estradiol.
Hoạt tính của enzyme bị ảnh hưởng bởi nồng độ cơ chất và nồng độ enzyme, nhiệt độ, pH và các chất điều hoà - là các chất khi liên kết với enzyme sẽ làm tăng, giảm hoặc mất hoạt tính của enzyme. Một trong số các cơ chế ức chế hoạt động của enzyme là cơ chế ức chế
cạnh tranh do chất ức chế liên kết với trung tâm hoạt động của enzyme làm mất khả năng liên kết với cơ chất (H 4.4). Trong khi đó, cơ chế ức chế ngược sẽ giúp đ
cạnh tranh do chất ức chế liên kết với trung tâm hoạt động của enzyme làm mất khả năng liên kết với cơ chất (H 4.4). Trong khi đó, cơ chế ức chế ngược sẽ giúp đảm bảo sự cân bằng trong quá trình chuyển hoá vật chất và năng lượng bên trong tế bào.
Hình 4.4. Sơ đồ mô phỏng cơ chế ức chế hoạt động của enzyme do chất ức chế cạnh tranh
4. Phân giải các chất và giải phóng năng lượng trong tế bào
Phân giải các chất nói chung là quá trình phân tách phân tử lớn phức tạp thành các phân tử nhỏ hơn, đồng thời giải phóng ra năng lượng. Trong các tế bào sống, năng lượng cần cho hoạt động của tế bào chủ yếu được lấy từ quá trình phân giải phân tử đường glucose. Quá trình phân giải glucose được chia thành hai loại chính, phân giải hiếu khí và phân giải kị khí. Phân giải hiếu khí còn gọi là hô hấp hiếu khí hay hô hấp tế bào cần tới phân tử oxygen là chất nhận electron cuối cùng. Hiệu quả phân giải đường glucose qua hô hấp tế bào sẽ cao nhất thể hiện ở số lượng ATP tổng hợp được (30 - 32 ATP), trong đó lượng ATP chủ yếu được tạo ra từ chuỗi truyền electron. Phân giải kị khí gồm hô hấp kị khí và lên men. Lên men là quá trình phân giải đường glucose không có sự tham gia của cả oxygen và chuỗi truyền electron. Các electron được chuyển cho các phân tử hữu cơ và phân tử ATP được tạo ra ngay trong quá trình phân giải nên hiệu suất tạo ATP thấp. Hô hấp kị khí không dùng oxygen làm chất nhận electron cuối cùng nhưng vẫn có sự tham gia của chuỗi truyền electron và tạo ra các proton để tham gia vào tổng hợp ATP tương tự như hô hấp hiếu khí. Vì vậy, hô hấp kị khí có hiệu quả tạo ATP thấp hơn hô hấp hiếu khí và nhiều hơn đáng kể so với lên men. Quá trình phân giải đã chuyển đổi năng lượng hoá học khó sử dụng ở các phân tử lớn (đường glucose, lipid, amino acid,…) thành năng lượng hoá học dễ
sử dụng trong phân tử ATP, đồng thời giải phóng năng lượng dạng nhiệt năng giúp giữ ấm và ổn định nhiệt độ cơ thể. 5. Tổng hợp các chất và tích luỹ năng lượng t
sử dụng trong phân tử ATP, đồng thời giải phóng năng lượng dạng nhiệt năng giúp giữ ấm và ổn định nhiệt độ cơ thể.
5. Tổng hợp các chất và tích luỹ năng lượng trong tế bào
Tổng hợp là quá trình tạo nên các phân tử lớn hơn và có cấu trúc phức tạp hơn, đồng thời năng lượng cung cấp cho phản ứng được lưu giữ trong các liên kết hoá học. Tuỳ theo con đường tổng hợp, năng lượng được sử dụng có thể ở các dạng khác nhau và được lấy từ các nguồn khác nhau.
III GỢI Ý TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC BÀI 13. KHÁI QUÁT VỀ CHUYỂN HOÁVẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Hoạt động mở đầu
GV có thể mở bài theo nhiều cách khác nhau theo kinh nghiệm riêng và có thể tham khảo một trong các cách dưới đây: Đặt câu hỏi về các dạng năng lượng trong tự nhiên, các dạng năng lượng trong cơ thể
và vấn đề liên quan của các dạng năng lượng. Ôn lại các định luật chuyển hoá năng lượng đã học trong môn Vật lí. Đặt vấn đề về áp
dụng định luật đó trong tế bào và cơ thể. Chuẩn bị hình ảnh, video về sự sinh trưởng của thực vật, động vật với nguồn dinh
dưỡng phù hợp. Hỏi HS về vai trò của nguồn dinh dưỡng, từ đó đi đến vấn đề cần tìm hiểu là quá trình chuyển hoá vật chất và năng lượng. Đề nghị một vài HS nhảy, kéo co, vật tay,... sau đó hỏi về cảm giác nhiệt độ cơ thể, đo
nhiệt độ cơ thể và đặt câu hỏi về nguồn tạo ra năng lượng nhiệt đó. Chuẩn bị một vài viên pin sạc và đèn, quạt phù hợp để sử dụng khi đặt vấn đề về các dạng năng lượng và chuyển hoá năng lượng cũng như minh hoạ cho phần tìm hiểu về ATP. GV có thể giao việc chuẩn bị bài trước ở nhà cho HS với các chủ đề về tìm hiểu các loại năng lượng trong tự nhiên, 2 định luật nhiệt động học và để HS trình bày trong thời gian từ 3 - 5 phút/ nhóm.
Hoạt động hình thành kiến thức
(1) Mục I. Khái quát về năng lượng và sự chuyển hoá
Ở mục I.1, GV có thể cho HS hoạt động theo nhóm, số nhóm tương ứng với các loại năng lượng phổ biến (cơ năng, hoá năng, quang năng, nhiệt năng, điện năng, riêng năng lượng bức xạ sẽ khó tìm ví dụ, GV có thể bổ sung sau) để kể tên các hoạt động, cấu trúc của tế bào/cơ thể có loại năng lượng đó. Cho biết loại năng lượng đó có phải là phổ biến nhất không? Giải thích cho lựa chọn của mình. Ví dụ, cơ năng: co cơ, vận chuyển máu, nhu động ruột, chuyển động lông/roi của tế bào; hoá năng: các phân tử khác nhau trong tế bào và cơ thể sinh vật; quang năng: phát sáng của đom đóm, sứa phát quang; nhiệt năng: người nóng lên khi vận động, sốt;
điện năng: điện tim, điện não, điện cơ, điện từ ở cá đuối điện và cá trình điện. Hoá năng là dạng năng lượng tồn tại trong liên kết giữa các phân tử hoá học cấu
điện năng: điện tim, điện não, điện cơ, điện từ ở cá đuối điện và cá trình điện. Hoá năng là dạng năng lượng tồn tại trong liên kết giữa các phân tử hoá học cấu tạo nên các phân tử phức tạp với nhiều liên kết, đặc biệt là ở thực vật.
Để tìm hiểu mục I.2, GV có thể lấy ví dụ viên pin sạc, vật mang năng lượng dễ dàng chuyển đổi, được sử dụng ở nhiều thiết bị khác nhau, điều kiện sử dụng khác nhau, dễ dàng vận chuyển, có thể nạp lại nhiều lần,... và kết nối với các hoạt động cần năng lượng bên trong tế bào, từ đó cho HS thấy trong tế bào, phân tử có vai trò tương tự viên pin chính là ATP với những đặc tính như mô tả trong SGK.
GV có thể yêu cầu HS kể về ứng dụng của viên pin sạc, từ đó đặt câu hỏi: Giả sử mỗi ứng dụng tương ứng với một hoạt động/phản ứng sinh hoá nào đó bên trong tế bào thì tế bào có viên pin sạc không? Nếu có thì đặc điểm nào giúp nó có được đặc tính của viên pin? Nhóm HS có thể hoạt động theo hình thức thi xem nhóm nào tìm được nhiều ý đúng.
Mục I.3, GV có thể cho HS đọc SGK, trình bày khái niệm chuyển hoá vật chất và năng
lượng, cho ví dụ về quá trình chuyển hoá vật chất và năng lượng trong tế bào. GV có thể lấy hiện tượng sinh nhiệt ở các HS đã thực hiện các hoạt động thể chất ở phần mở bài, lấy ví dụ từ hình ảnh cầu thủ bóng đá, gỗ đang cháy hoặc tương tự (thể hiện những hoạt động đang tiêu tốn/làm mất đi năng lượng) để đặt câu hỏi, những năng lượng đó được lấy từ đâu? Từ đó sẽ thấy được sự chuyển hoá năng lượng từ dạng hoá năng thành động năng, nhiệt năng, điện năng trong tế bào và cơ thể. Các phân tử chất dinh dưỡng phức tạp (protein, lipid, đường đa) mang năng lượng hoá học có trong thức ăn, nhờ quá trình tiêu hoá được biến đổi thành các chất dinh dưỡng đơn giản (amino acid, acid béo, đường đơn) và hấp thụ vào máu, phân phối tới các tế bào. Trong tế bào, một phần các chất dinh dưỡng đơn giản được tái tổng hợp thành các phân tử hữu cơ phức tạp (protein, lipid, đường đa) đặc trưng để xây dựng tế bào, một phần sẽ bị phân giải tạo năng lượng cung cấp cho các hoạt động của tế bào và cơ thể trong đó có hoạt động tổng hợp các phân tử phức tạp để xây dựng tế bào. Do đó, quá trình chuyển hoá vật chất luôn đi kèm với chuyển hoá năng lượng.
GV yêu cầu HS trả lời các câu hỏi trong mục Dừng lại và suy ngẫm và giới thiệu về enzyme, yếu tố tham gia vào các phản ứng sinh hoá trong tế bào để kết nối với phần tiếp theo.
Gợi ý trả lời câu hỏi: Câu 1: HS có thể dễ dàng trả lời dựa vào kiến thức đã học ở lớp 7 và nội dung trong SGK.
Câu 2: Cấu tạo: gồm 1 phân tử adenin, 1 phân tử đường ribose và 3 gốc phosphate; các gốc phosphate liên kết với nhau bằng các liên kết giàu năng lượng và dễ bị
Câu 2: Cấu tạo: gồm 1 phân tử adenin, 1 phân tử đường ribose và 3 gốc phosphate;
các gốc phosphate liên kết với nhau bằng các liên kết giàu năng lượng và dễ bị phá vỡ giải phóng năng lượng. -Chức năng: mang năng lượng dễ chuyển đổi, dễ sử dụng cho các hoạt động sống của tế bào. Năng lượng ATP được tích luỹ trong các liên kết hoá học giữa các gốc phosphate =>
thuộc loại hoá năng.
ATP được coi là "đồng tiền" năng lượng của tế bào vì:
Mang năng lượng ở trạng thái dễ chuyển hoá cũng như tái nạp lại năng lượng. Năng lượng trong ATP dễ huy động, có thể sử dụng ngay khi cần, đồng thời phân tử ATP với cấu trúc nhỏ và tan trong nước nên có khả năng di chuyển tự do tới tất cả mọi nơi của tế bào. + Năng lượng trong ATP được sử dụng cho hầu hết các phản ứng sinh hoá cũng như các hoạt động cần năng lượng khác của tế bào.
Câu 3: Sự chuyển hoá vật chất và năng lượng là tập hợp tất cả các phản ứng hoá học xảy
ra bên trong tế bào làm chuyển đổi chất này thành chất khác, đồng thời với sự chuyển đổi của năng lượng từ dạng này sang dạng khác. Nói chuyển hoá vật chất luôn đi kèm với chuyển hoá năng lượng vì quá trình chuyển hoá vật chất gồm các phản ứng tổng hợp và phân giải chất hữu cơ trong tế bào, các phản ứng này luôn đi kèm với sự chuyển hoá về năng lượng: Phản ứng tổng hợp: sử dụng năng lượng để liên kết các chất đơn giản thành chất phức
tạp => năng lượng đã được biến đổi thành dạng thế năng tích luỹ trong các liên kết hoá học. Phản ứng phân giải: phá vỡ liên kết hoá học trong các chất phức tạp tạo thành các chất
đơn giản, đồng thời giải phóng năng lượng cung cấp cho các hoạt động sống => thế năng (trong các liên kết hoá học) => năng lượng dễ sử dụng trong phân tử ATP.
(2) Mục II. Enzyme
Để tìm hiểu cấu trúc và chức năng của enzyme, GV có thể sử dụng dụng cụ hỗ trợ bóc vỏ hạt (lạc, óc chó, dẻ,…). Chọn ba nhóm HS có sức khoẻ tương đương: một nhóm dùng tay không, một nhóm dùng kìm tuốt dây điện (có hình dạng tương tự bóc vỏ hạt nhưng vị trí kẹp không vừa với hạt), nhóm còn lại dùng dụng cụ bóc vỏ. Ba nhóm sẽ cùng bóc vỏ hạt sau 5 phút và kiểm tra số hạt bóc được (không được ăn). Diễn giải về sự giảm thiểu năng lượng sử dụng để làm phá vỡ cấu trúc hạt để thu hạt còn nguyên vẹn hoặc tương đối nguyên vẹn. Kẹp cần mở ra để đưa được hạt vào, sau khi làm vỡ vỏ thì kẹp không thay đổi cấu trúc nhưng lại có thể thay đổi hình dạng để tiếp nhận hạt mới. Cấu trúc và chức năng của enzyme trong xúc tác các phản ứng hoá học cũng tương tự như vậy. Với phản ứng tổng hợp thì có thể minh hoạ bằng dập ghim, dập khuy cùng với các dụng cụ tương tự về hình dạng nhưng khác cấu trúc nên không thể thực hiện dập ghim hay khuy. Tìm sự tương đương của hình 13.2 với các minh hoạ trên lớp. Với mục II.3, GV cho HS hoạt động theo nhóm, đọc SGK, phân tích đồ thị, từ đó rút ra ảnh hưởng của các nhân tố: nhiệt độ, độ pH, nồng độ enzyme và cơ chất, chất hoạt hoá, chất
ức chế và điền vào bảng Các nhân tố ảnh hưởng tới hoạt tính của enzyme mà nhóm tự thiết kế, sau đó trưng bày bảng và báo cáo trước lớp. Mục II.4, GV có thể cho
ức chế và điền vào bảng Các nhân tố ảnh hưởng tới hoạt tính của enzyme mà nhóm tự thiết kế, sau đó trưng bày bảng và báo cáo trước lớp.
Mục II.4, GV có thể cho HS nhận xét tốc độ quá trình chuyển hoá vật chất trong cơ thể khi nghỉ ngơi (khi ngủ) và khi hoạt động thể chất mạnh (tập thể dục, thể thao) từ đó đặt câu hỏi: Tế bào và cơ thể điều hoà quá trình chuyển hoá vật chất và năng lượng như thế nào? Yêu cầu HS đọc SGK, quan sát hình cho biết các cơ chế điều hoà quá trình chuyển hoá vật chất và năng lượng trong tế bào.
Gợi ý trả lời câu hỏi: Câu 1, 2, 3: HS tự trả lời dựa vào nội dung trong SGK.
Câu 4: Enzyme có bản chất là protein, ở nhiệt độ cao, các liên kết yếu duy trì cấu trúc không gian của protein như liên kết hydrogen, liên kết ion, tương tác van der Waals, tương tác kị nước bị đứt gãy khiến cấu trúc không gian của protein bị phá vỡ, không còn thực hiện được chức năng sinh học (biến tính). Các protein khác nhau sẽ có độ nhạy cảm với nhiệt độ khác nhau và nói chung, khi tăng quá cao so với nhiệt độ tối ưu thì có thể bị biến tính làm giảm hoặc mất hoạt tính do cấu hình không gian của enzyme bị thay đổi. Có thể tìm các ví dụ minh hoạ về cấu hình không gian của phân tử protein (conformation), biến tính của phân tử protein (denatruration). Tham khảo video https://www.youtube.com/ watch?v=IoDEjeRZ0xE.
Hoạt động luyện tập và vận dụng
Để luyện tập, củng cố kiến thức, rèn năng lực vận dụng cho HS, đồng thời kết hợp đánh giá quá trình học tập, GV có thể sử dụng các câu hỏi trong mục Luyện tập và vận dụng trong SGK và một số câu hỏi đánh giá năng lực gợi ý dưới đây.
Câu 1: D Câu 2: Ba thành phần cấu tạo của ATP đều ưa nước, dễ dàng tan trong nước, là môi trường nội bào. Liên kết giữa các gốc phosphate dễ dàng hình thành và
Câu 1: D
Câu 2: Ba thành phần cấu tạo của ATP đều ưa nước, dễ dàng tan trong nước, là môi
trường nội bào. Liên kết giữa các gốc phosphate dễ dàng hình thành và cũng dễ dàng bị phá vỡ để giải
phóng năng lượng. ATP là phân tử có cấu trúc phù hợp để mang năng lượng cung cấp cho các phản ứng sinh hoá trong tế bào.
Câu 3: Giúp tế bào điều hoà được các phản ứng xảy ra. Cấu trúc như vậy sẽ tạo ra các
phân vùng riêng biệt có nồng độ enzyme cao, tập trung được cơ chất và đảm bảo được pH tối ưu, đảm bảo được sự tương tác với các yếu tố tăng cường hoạt tính và hạn chế các phân tử ức chế.
Câu 4: Các nguyên tố vi lượng, vitamin chính là các yếu tố tạo nên các cofactor tương
tác với enzyme làm điều hoà hoặc tăng cường hoạt tính enzyme. Nếu thiếu cofactor, các enzyme hoạt động kém hiệu quả, từ đó dẫn đến cây trồng và vật nuôi kém phát triển, năng suất thấp. Vì vậy, việc bổ sung nguyên tố vi lượng, vitamin là rất cần thiết.
Câu hỏi đánh giá năng lực: Câu 1: Khi ăn đường, đồ ngọt dễ bị sâu răng do đường có thể chuyển thành acid trong
miệng. Vậy đường trong lọ kín, giữ ấm ở 37 oC, hay nước đường ấm có thể chuyển thành acid sau vài tiếng không? Nếu đường đảm bảo vệ sinh, không bị nhiễm các vi sinh vật và được bảo quản cẩn thận trong lọ kín thì sẽ không có hiện tượng đường bị chuyển hoá thành acid. Tuy nhiên, nếu
Bài 14. Phân giải và tổng hợp các chất trong tế bào Hoạt động mở đầu GV có thể tham khảo một trong các cách dưới đây: – GV ôn lại bài cũ với hình ảnh cầu thủ đá
Bài 14. Phân giải và tổng hợp các chất trong tế bào
Hoạt động mở đầu
GV có thể tham khảo một trong các cách dưới đây:
– GV ôn lại bài cũ với hình ảnh cầu thủ đá bóng và từ câu trả lời tế bào sử dụng chủ yếu nguồn năng lượng hoá học mở ra câu hỏi mới: Làm thế nào để năng lượng hoá học trong các phân tử được lấy ra cho các hoạt động của tế bào và cơ thể?
– Sử dụng video, hình ảnh của 2 quá trình trái ngược trong chế biến thực phẩm, đóng gói ở nơi sản xuất; mở và sử dụng sản phẩm ở nơi tiêu thụ. So sánh, minh hoạ cho quá trình tổng hợp và phân giải các phân tử được sử dụng là nguồn năng lượng cho tế bào và cơ thể.
– Sử dụng trực tiếp các video quá trình tiêu thụ thức ăn và sử dụng năng lượng trong thức ăn, https://www.youtube.com/watch?v=7Hk9jct2ozY
– Sử dụng củ lạc, bóc vỏ và lấy hạt để ăn, phần vỏ sẽ bị loại bỏ. So sánh sự tương đồng các phân tử với thức ăn được lấy vào trong cơ thể. Năng lượng được lấy để sử dụng giống như hạt lạc và thành phần còn lại không sử dụng được là các phân tử nhỏ giống như phần vỏ sẽ bị thải ra ngoài.
Hoạt động hình thành kiến thức
(1) Mục I. Phân giải các chất và giải phóng năng lượng trong tế bào
GV cho HS đọc SGK, rút ra đặc điểm của quá trình phân giải các chất, kể tên các con đường phân giải các chất trong tế bào, khái niệm phân giải các chất và lấy ví dụ về quá trình phân giải các chất.
Ở mục I.2, 3, việc triển khai hoạt động để tìm, nhớ, kết nối thông tin tuỳ vào GV. Gợi ý cho nội dung này là có thể chia HS thành các nhóm tương ứng với các giai đoạn và quá trình: đường phân, chu trình Krebs, chuỗi truyền electron, lên men (hai kiểu lên men là lên men rượu và lên men lactate). Mỗi nhóm có nhiệm vụ mô tả lại biến đổi của phân tử đường ở giai đoạn mà mình phụ trách, tổng kết lại số phân tử ATP có thể được tạo ra. Kết nối lại sẽ so sánh được hiệu quả của hô hấp hiếu khí (gồm 3 giai đoạn) với lên men (hai giai đoạn trong đó có giai đoạn tái tạo NAD⁺ không tạo ra ATP).
Gợi ý trả lời câu hỏi: Câu 1: Khái niệm phân giải các chất: HS tự trả lời. Ví dụ minh hoạ: Glucose → CO2 + H2O + Q (năng lượng). Lipid → acid béo → CO2 + H2O +
Gợi ý trả lời câu hỏi:
Câu 1: Khái niệm phân giải các chất: HS tự trả lời.
Ví dụ minh hoạ:
Glucose → CO2 + H2O + Q (năng lượng). Lipid → acid béo → CO2 + H2O + Q. Protein → amino acid → NH3 + CO2 + H2O + Q. Câu 2: Gồm 3 giai đoạn: đường phân, chu trình Krebs và chuỗi truyền electron.
Đặc trưng của mỗi giai đoạn:
Đường phân: xảy ra trong tế bào chất, không cần O2; nguyên liệu là glucose; sản phẩm là 2 phân tử pyruvate, 2 ATP, 2 NADH.
Chu trình Krebs: xảy ra trong chất nền ti thể; nguyên liệu là acetyl - CoA; sản phẩm là 4 CO2, 6 NADH, 2 FADH2, 2 ATP.
Chuỗi truyền electron: xảy ra ở màng trong ti thể, cần O2; nguyên liệu là 8 NADH, 2 FADH2, O2 ; sản phẩm là H2O, 26 - 28 ATP.
Câu 3: Các giai đoạn của lên men: đường phân và lên men.
Sự khác nhau giữa lên men rượu và lên men lactate:
Lên men lactate: chất nhận electron là pyruvate, sản phẩm là muối lactate. + Len men rượu: chất nhận electron là acetaldehyde, sản phẩm là ethanol.
Câu 4: Hô hấp hiếu khí tạo ra nhiều năng lượng hơn (30 - 32 ATP) so với lên men
(2 ATP) do trong hô hấp hiếu khí phân tử đường được phân giải hoàn toàn thành các chất vô cơ, năng lượng tích luỹ trong các liên kết hoá học của đường được giải phóng hoàn toàn thành dạng năng lượng ATP và nhiệt năng; trong khi ở lên men, phân tử đường chưa phân giải hoàn toàn, một phần năng lượng chưa được giải phóng vẫn còn tích luỹ trong các sản phẩm là các phân tử hữu cơ như ethanol hay muối lactate.
(2) Mục II. Tổng hợp các chất và tích lũy năng lượng trong tế bào
GV cho HS đọc trước mục II.1 bài này ở nhà, sau khi bắt đầu giờ học, yêu cầu HS gấp sách, nêu khái niệm tổng hợp các chất, nêu một vài ví dụ về quá trình tổng hợp có ở trong SGK và mở rộng ngoài SGK. Để khắc sâu kiến thức, GV cho HS so sánh quá trình tổng hợp với phân giải.
Với mục II.2, GV cho HS ôn lại các kiến thức về quang hợp đã học ở lớp 7, sau đó quan sát hình và đọc thông tin, làm việc nhóm để hoàn thành bảng tóm tắt về qua
Với mục II.2, GV cho HS ôn lại các kiến thức về quang hợp đã học ở lớp 7, sau đó quan sát hình và đọc thông tin, làm việc nhóm để hoàn thành bảng tóm tắt về quang hợp với các ý sau:
Khái niệm.
Phương trình quang hợp.
Các giai đoạn của quang hợp. Nguyên liệu, sản phẩm, vai trò chuyển hoá năng lượng
của mỗi giai đoạn.
Vai trò tổng hợp và tích luỹ năng lượng của quang hợp.
Đại diện các nhóm lên báo cáo, các nhóm còn lại nhận xét, góp ý. GV chốt kiến thức, đánh giá kết quả làm việc của các nhóm. GV cho HS tìm hiểu cùng lúc cả mục 3 và 4, nêu đặc điểm của quá trình hoá tổng hợp và quang khử, vai trò của mỗi quá trình. So sánh 2 quá trình này với nhau và với quá trình quang hợp.
Sau đó, GV cho HS tổng kết lại các quá trình chuyển hoá vật chất và năng lượng trong tế bào và nêu mối quan hệ giữa 2 quá trình đó. Ở mục này, ngoài hình 14.7 trong SGK giải thích chủ yếu về mối tương quan tổng quát của 2 quá trình tổng hợp và phân giải, GV có thể sử dụng thêm các hình minh hoạ chi tiết hơn như hình dưới đây hoặc tương tự (tìm được trên internet) để hỗ trợ cho việc giải thích các kiến thức phần này.
Protein Glucose Lipid
Acetyl-CoA
Amino acid
Citric acid Acid béo Phân tử 4 carbon
Chu trình Krebs
Carbohydrate
Phân tử 5 carbon Amino acid
Hình 4.5. Sự chuyển hoá của các chất qua chu trình Krebs
Hình này cho thấy, glucose là loại phân tử chính được phân huỷ để thu nhận năng lượng trong chu trình Krebs. Bên cạnh đó, protein và lipid cũng là các đại phân tử có thể đi vào chu
trình Krebs thông qua acetyl-CoA. Vai trò chính của chu trình Krebs được biết đến là phân huỷ và tạo năng lượng, tuy nhiên, các sản phẩm trung gian lại được sử
trình Krebs thông qua acetyl-CoA. Vai trò chính của chu trình Krebs được biết đến là phân huỷ và tạo năng lượng, tuy nhiên, các sản phẩm trung gian lại được sử dụng để tổng hợp amino acid hoặc acid béo, là nguyên liệu để tổng hợp protein và lipid. Năng lượng ATP cần cho quá trình tổng hợp đó lại được lấy từ chính quá trình phân huỷ trong chu trình Krebs.
Gợi ý trả lời các câu hỏi:
Câu 1: Khái niệm tổng hợp các chất: HS tự trả lời.
Ví dụ minh hoạ: quá trình tổng hợp đường glucose từ CO2 và nước trong quá trình
quang hợp ở tế bào thực vật; quá trình tổng hợp lipid từ các acid béo và glycerol; protein từ các amino acid trong các tế bào sinh vật. Câu 2: Quá trình quang hợp tổng hợp nên các hợp chất hữu cơ (từ các chất vô cơ đơn
giản) cung cấp cho cây và các sinh vật dị dưỡng. Ngoài phân tử đường thì các amino acid và lipid, những phân tử hữu cơ có vai trò quan trọng đối với cơ thể sinh vật cũng được tổng hợp nhờ các phân tử hình thành trong quá trình quang hợp. Năng lượng ánh sáng được hấp thụ trong quang hợp và được chuyển hoá thành dạng
hoá năng dự trữ trong các phân tử hữu cơ, đảm bảo năng lượng cung cấp cho các hoạt động sống của sinh giới. Câu 3: Quang hợp sử dụng năng lượng ánh sáng, nước làm nguồn cung cấp electron
và H+, trong khi quang khử và hoá tổng hợp không dùng nước mà dùng một số chất vô cơ và hữu cơ làm nguồn cung cấp electron và H+; quang khử cũng sử dụng năng lượng ánh sáng nhưng hoá tổng hợp thì sử dụng nguồn năng lượng từ các phản ứng oxy hoá các hợp chất vô cơ.
Quang hợp giải phóng O2, còn quang khử và hoá tổng hợp thì không.
Quang hợp diễn ra ở thực vật, tảo và một số vi khuẩn, còn còn quang khử và hoá tổng
hợp chỉ diễn ra ở một số vi khuẩn.
Câu 4: HS tự trả lời.
Hoạt động luyện tập và vận dụng Gợi ý trả lời các câu hỏi: Câu 3: Dựa vào các hình minh hoạ chu trình Krebs để chứng minh quá trình phân giải các Câu 1, 2: HS d
Hoạt động luyện tập và vận dụng
Gợi ý trả lời các câu hỏi: Câu 3: Dựa vào các hình minh hoạ chu trình Krebs để chứng minh quá trình phân giải các
Câu 1, 2: HS dựa vào nội dung trong SGK để lập bảng so sánh và hoàn thành bảng. phân tử lớn thành các phân tử nhỏ luôn giải phóng năng lượng. Dựa vào hình minh hoạ chu trình Calvin để chứng minh quá trình tổng hợp phân tử lớn từ các phân tử nhỏ luôn cần đến năng lượng
Câu 4: Ở tế bào động vật, lên men xảy ra khi tế bào không được cung cấp đủ oxygen nhưng
vẫn cần năng lượng để hoạt động, khi đó lactic acid được tạo nên và là nguyên nhân chủ yếu gây đau, mỏi cơ. Khi cơ thể vận động nhiều, liên tục thì nhu cầu năng lượng ATP lớn trong khi lượng oxygen trong tế bào lại hạn chế. Vì vậy, cần thường xuyên luyện tập thể dục, thể thao để cơ cùng hệ mạch máu phát triển, đảm bảo cung cấp đủ năng lượng cho vận động và oxygen cho quá trình hô hấp tế bào. Tránh các vận động cường độ cao kéo dài để tế bào không phải sử dụng con đường lên men. Nếu đã bị đau mỏi cơ thì cần xoa bóp, tắm, ngâm nước ấm để tăng lưu thông máu giúp nhanh chóng đào thải lactic acid bị tích luỹ.
Thực hành: Thí nghiệm phân tích ảnh hưởng của một số yếu tố đến hoạt tính của enzyme và kiểm tra hoạt tính của enzyme amylase GV hoàn toàn có thể thiết kế các t
Thực hành: Thí nghiệm phân tích ảnh hưởng của một số yếu tố đến hoạt tính của enzyme và kiểm tra hoạt tính của enzyme amylase
GV hoàn toàn có thể thiết kế các thí nghiệm tương tự để đánh giá được sự ảnh hưởng của nhiệt độ, nồng độ enzyme, pH tới hiệu suất phản ứng. Đặc điểm chung ở thí nghiệm này là kết quả thí nghiệm có thể quan sát và đánh giá được bằng mắt thường.
Ở thí nghiệm phân huỷ protein, phân tử albumin lòng trắng trứng lớn, ưa nước và liên kết mạnh với nhau tạo nên dịch trong, hơi quánh. Để dễ quan sát, cần tạo ra dung dịch có albumin kết tủa trắng bằng cách đun nóng nhẹ hoặc cho thêm vài giọt nước chanh, giấm. Khi cho dịch chiết nước dứa hoặc đu đủ với lượng phù hợp thì enzyme sẽ thuỷ phân albumin (dạng kết tủa trắng) thành amino acid hoặc oligo peptide tan trong nước làm nước trong trở lại. Thí nghiệm này cần ống đối chứng âm là ống dịch albumin cho thêm nước vôi đúng bằng lượng thêm vào ở ống thí nghiệm. Kì vọng về kết quả: ống ở nhiệt độ thấp (để trong nước đá) có thời gian để dung dịch trong trở lại chậm hơn so với ống để ở nhiệt độ phòng. Ống đối chứng âm vẫn đục nguyên.
Lưu ý có thể xảy ra một số trường hợp như: ống đối chứng trong trở lại. Lí do: albumin kết tủa bằng acid có thể biến tính tạm thời khi cho thêm kiềm, pH được trung hoà, albumin lại tan trở lại. Nếu các ống đều không trong lại, cần kiểm tra lại kết quả dịch chiết từ dứa, đu đủ.
Ở thí nghiệm phân huỷ tinh bột, do cấu trúc phân tử lớn, phân nhánh và tương tác với nhau, do đó khi nấu lên, tinh bột sẽ ở dạng gel. Nếu enzyme thuỷ phân tinh bột hoạt động, nó sẽ phân huỷ tinh bột thành đường đôi, đơn hoặc oligo nên sẽ chuyển thành dạng sol. Thay đổi này quan sát được bằng mắt thường. Chú ý khi đổ đĩa bột, không nên để quá đặc, sẽ rất khó quan sát được vòng tròn thuỷ phân. Cần có 1 – 2 giọt đối chứng âm, là dung môi sạch dùng để pha dịch chiết. Nên đo vòng tròn khi vừa nhỏ dung dịch enzyme và khi kết thúc thí nghiệm. Kì vọng về kết quả: các giọt dịch chứa enzyme đều rộng hơn giọt dịch đối chứng âm, trong đó giọt để ở nhiệt độ phòng và không thêm acid sẽ rộng nhất. Giọt enzyme đun nóng cũng có khả năng không rộng hơn giọt đối chứng.
Lưu ý: có thể tất cả các giọt đều như nhau. Lí do: nồng độ enzyme quá thấp hoặc hỏng, đĩa thạch quá loãng (làm dịch lan ra mạnh) hoặc quá đặc (không phân huỷ được đủ lượng tinh bột để mở rộng giọt dịch).
Hoạt động ôn tập chương
Dựa vào biểu đồ khái niệm cuối chương, GV có thể biến đổi, bổ sung các yếu tố, thành phần chi tiết hơn và yêu cầu HS điền khuyết. Có thể tổ chức dưới dạng trò chơi thi đấu giữa các nhóm.
Bài 16. Chu kì tế bào và nguyên phân I MỤC TIÊU 1. Kiến thức Nêu được khái niệm chu kì tế bào. Dựa vào sơ đồ, trình bày được các giai đoạn và mối quan hệ giữa c
Bài 16. Chu kì tế bào và nguyên phân
I MỤC TIÊU
1. Kiến thức
Nêu được khái niệm chu kì tế bào. Dựa vào sơ đồ, trình bày được các giai đoạn và mối quan hệ giữa các giai đoạn trong chu kì tế bào.
Dựa vào cơ chế nhân đôi và phân li của nhiễm sắc thể để giải thích được quá trình nguyên phân là cơ chế sinh sản của tế bào.
Giải thích được sự phân chia tế bào một cách không bình thường có thể dẫn đến ung thư.
Trình bày được một số thông tin về bệnh ung thư ở Việt Nam. Nêu được một số biện pháp phòng tránh ung thư.
Thực hành làm được tiêu bản nhiễm sắc thể để quan sát quá trình nguyên phân (hành tây, hành ta, đại mạch, cây tỏi, lay ơn, khoai môn,...).
Dựa vào cơ chế nhân đôi và phân li của nhiễm sắc thể để giải thích được quá trình giảm phân, thụ tinh cùng với nguyên phân là cơ sở của sinh sản hữu tính ở sinh vật.
Trình bày được một số nhân tố ảnh hưởng đến quá trình giảm phân.
Lập được bảng so sánh quá trình nguyên phân và quá trình giảm phân.
Vận dụng kiến thức về nguyên phân và giảm phân vào giải thích một số vấn đề trong thực tiễn.
Làm được tiêu bản quan sát quá trình giảm phân ở tế bào động vật, thực vật (châu chấu đực, hoa hành,...)
Nêu được khái niệm, nguyên lí công nghệ và một số thành tựu của công nghệ tế bào thực vật.
Nêu được khái niệm, nguyên lí công nghệ và một số thành tựu công nghệ tế bào động vật.
2. Phát triển năng lực/kĩ năng
Năng lực tự học: thông qua các hoạt động tự đọc sách, tóm tắt nội dung, tự trả lời câu hỏi và đặt ra các câu hỏi tìm hiểu kiến thức của bài.
Năng lực diễn đạt bằng văn bản và giao tiếp: thông qua các hoạt động viết tóm tắt nội dung kiến thức, đọc được và thuyết trình trước tổ, nhóm hay trước lớp.
Năng lực giao tiếp, hợp tác, lãnh đạo: thông qua thảo luận nhóm, rèn kĩ năng lắng nghe, chia sẻ, điều hành nhóm.
Năng lực tư duy logic và nghiên cứu khoa học: thông qua các hoạt động nghiên cứu tình huống giả định.
Tích hợp kiến thức của các môn học, kết nối kiến thức mới với kiến thức đã học và vận dụng những gì đã học vào giải quyết các vấn đề của đời sống.
Năng lực mô phỏng quá trình sinh học phức tạp bằng các dụng cụ trực quan đơn giản.
3. Thái độ  Thấy được những nguy cơ và hiểm hoạ của các tác nhân gây ung thư và chủ động thực hiện các biện pháp phòng tránh cũng như giảm thiểu tối đa khả năn
3. Thái độ
 Thấy được những nguy cơ và hiểm hoạ của các tác nhân gây ung thư và chủ động
thực hiện các biện pháp phòng tránh cũng như giảm thiểu tối đa khả năng bị bệnh ung thư.
 Thấy được khả năng ứng dụng thực tiễn của công nghệ sinh học, qua đó càng thêm
yêu thích môn học cũng như định hướng chuyên ngành học trong tương lai.
II NHỮNG VẤN ĐỀ CẦN LƯU
Ý
Trong chương này có một số nội dung kiến thức mới so với SGK cũ. Đó là chu kì tế bào, bệnh ung thư và công nghệ tế bào. Những nội dung này các GV có thể tham khảo thêm trong sách Sinh học của Campbell và Reece. Chúng tôi sẽ đề cập thêm khi cần mở rộng kiến thức cũng như khi đề cập về các hoạt động của HS ở những phần có liên quan.
1. Cơ chế phân tử kiểm soát chu kì tế bào
Làm thế nào tế bào "biết" được khi nào thì phải dừng lại, khi nào được "đi" tiếp trong một chu kì tế bào? Các phân tử tín hiệu nhất định đến từ bên ngoài hoặc bên trong tế bào có thể kích thích hoặc ức chế tế bào phân chia. Các nhà khoa học đã tiến hành các thí nghiệm truyền tế bào chất hoặc lai các tế bào đang ở các pha khác nhau của chu kì tế bào để tìm ra các phân tử tham gia vào điều hoà chu kì tế bào. Ví dụ: Người ta đã lai (dung hợp) một tế bào đang ở pha M với tế bào đang ở pha G1 thì tế bào đang ở pha G1 chuyển sang pha M; nếu dung hợp tế bào đang ở pha S với tế bào đang ở pha G1 thì tế bào pha G1 chuyển sang pha S. Kết quả này chứng tỏ các chất có trong tế bào chất của tế bào ở pha S hoặc M đã điều khiển tế bào tiến tới các pha này.
Các công trình nghiên cứu tiếp theo đã xác định được thành phần quan trọng trong hệ thống kiểm soát chu kì tế bào bao gồm hai loại protein chính là các protein kinase và protein cyclin. Các protein kinase là các enzyme có thể làm hoạt hoá hoặc bất hoạt các protein khác bằng cách gắn vào chúng các nhóm phostphate (phosphoryl hoá). Hàm lượng của các protein kinase tham gia vào điều hoà chu kì tế bào không đổi trong suốt chu kì tế bào nhưng hoạt tính của chúng tăng giảm theo tiến trình của chu kì tế bào. Sự biến đổi hoạt tính của protein kinase này dẫn đến những biến đổi mang tính chu kì trong việc phosphoryl hoá các protein nội bào có chức năng khởi động hoặc điều hoà các sự kiện chính trong chu kì tế bào. Sự thay đổi mang tính chu kì về hoạt tính của các protein kinase lại phụ thuộc vào việc chúng có được liên kết với các protein được gọi là cyclin. Tên gọi cyclin có nghĩa là chu kì vì hàm lượng của chúng thay đổi ở những giai đoạn nhất định trong chu kì tế bào. Các loại protein kinase điều hoà chu kì tế bào chỉ có hoạt tính khi được liên kết với những protein cyclin nhất định, vì thế chúng được gọi tên theo tiếng Anh là CDK (kinase phụ thuộc cyclin). Một khi có hoạt tính, CDK sẽ kích hoạt một loạt các sự kiện đặc trưng trong chu kì tế bào. Trong tế bào có nhiều loại CDK và cyclin khác nhau.Tổ hợp đặc hiệu của các CDK với cyclin kiểm soát chu kì tế bào ở các điểm kiểm soát khác nhau.
2. Chương trình tự chết của tế bào Các tế bào cơ thể người cũng như nhiều loài động vật khác đã được "lập trình" một cơ chế sẵn sàng để tự chết khi cần thiết. T
2. Chương trình tự chết của tế bào
Các tế bào cơ thể người cũng như nhiều loài động vật khác đã được "lập trình" một cơ chế sẵn sàng để tự chết khi cần thiết. Trong quá trình phát triển phôi người, giữa các ngón tay có các màng nối giống như màng chân vịt. Đến một thời điểm nhất định các tế bào của màng này kích hoạt chương trình tự chết khiến màng giữa các ngón bị tiêu biến làm cho các ngón tay của chúng ta rời nhau ra. Các tế bào cũng sẽ kích hoạt chương trình tự chết khi có tín hiệu vật chất di truyền của tế bào bị tổn thương không thể sửa chữa được. Chương trình tự chết thực chất gồm một loạt các phân tử tương tác với nhau theo một trình tự nhất định để tự tiêu huỷ tế bào. Quá trình phân bào và quá trình tự chết của tế bào là hai quá trình đối lập nhau giúp duy trì số lượng tế bào ở mức độ phù hợp.
3. Tích hợp kiến thức về truyền tin tế bào và điều hoà chu kì tế bào trong khi
dạy về bệnh ung thư
Bệnh ung thư đang gieo rắc nỗi sợ hãi cho bao người. Bệnh ung thư thực chất là căn bệnh do mất kiểm soát chu kì tế bào. Các tế bào cơ thể bình thường chỉ được phân chia khi chúng nhận được tín hiệu nhất định từ bên ngoài hoặc bên trong tế bào và chỉ phân chia đến một mức độ nào đó. Nếu một tế bào của cơ thể có những đột biến gene khiến chúng không bị kiểm soát bởi hệ thống kiểm soát chu kì tế bào, dẫn đến phân chia không ngừng thì kết quả sẽ hình thành nên khối u. Nếu khối u được hình thành và chỉ nằm yên ở một vị trí nhất định trong cơ thể thì được gọi là u lành tính. Nếu những tế bào của khối u lành tính đó lại tiếp tục bị đột biến khiến một số tế bào của khối u bị biến dạng và tách rời khỏi mô, chui vào trong mạch máu đi tới các bộ phận khác của cơ thể hình thành nên các khối u mới thì những tế bào khối u đó được gọi là tế bào u ác tính hay ung thư. Một khi xuất hiện khối u ác tính thì cái chết là khó tránh khỏi với người bệnh. Thông thường, hệ miễn dịch của chúng ta có thể nhận biết ra được các tế bào ung thư và tiêu diệt chúng như những tế bào lạ đối với cơ thể. Tuy nhiên, khi các tế bào ung thư tránh được sự tiêu diệt của hệ thống miễn dịch thì khối u sẽ được hình thành. Những khối u lành tính thường không nguy hiểm và người ta có thể dùng phẫu thuật để loại bỏ chúng. Tuy nhiên, nếu u lành tính không bị loại bỏ mà tiếp tục tích luỹ thêm các đột biến thì nhiều khả năng chúng sẽ bị chuyển thành khối u ác tính. Có rất nhiều gene nếu bị đột biến sẽ góp phần hình thành nên khối u. Có hai nhóm gene chính mà khi chúng bị đột biến sẽ khiến con người bị bệnh ung thư. Một nhóm gene được gọi là gene gây ung thư (proto-oncogene). Một trong số các gene này quy định protein được gọi là yếu tố sinh trưởng kích hoạt các tế bào phân bào. Nếu gene này bị đột biến làm tăng lượng yếu tố sinh trưởng khiến tế bào phân chia một cách bất thường thì gene đột biến lúc đó được gọi là gene ung thư (oncogene). Nhóm gene thứ hai được gọi là gene ức chế khối u. Bình thường sản phẩm của các gene này có chức năng kìm hãm các tế bào của cơ thể không phân chia quá mức cần thiết. Khi bị đột biến, chúng không ngăn chặn được tế bào phân chia quá mức thì khối u sẽ xuất hiện. Một trong số các gene đó được gọi là p53. Sản phẩm của
gene này là protein p53 tham gia vào hệ thống phân tử kiểm soát chu kì tế bào. Khi các phân tử DNA bị đột biến, protein này sẽ làm dừng chu kì tế bào ở trước đi
gene này là protein p53 tham gia vào hệ thống phân tử kiểm soát chu kì tế bào. Khi các phân tử DNA bị đột biến, protein này sẽ làm dừng chu kì tế bào ở trước điểm kiểm soát G1 và chờ cho DNA được sửa chữa xong mới phát tín hiệu cho tế bào chuyển qua pha S. Nhưng nếu như tổn thương DNA lớn tới mức tế bào không có khả năng sửa chữa thì protein p53 lại kích hoạt chương trình tự chết của tế bào và buộc các tế bào bị đột biến này phải chết. Protein p53 hoạt động như chất điều hoà hoạt động gene dẫn đến tổng hợp nên các protein tham gia vào các chuỗi truyền tín hiệu khác nhau trong tế bào, vừa giúp tế bào sửa sai DNA, vừa có thể kích hoạt chương trình tự chết của tế bào. Khi gene p53 không bị đột biến thì tế bào bình thường khó chuyển thành tế bào ung thư được và vì thế gene p53 được gọi là gene ức chế khối u. Điều gì sẽ xảy ra nếu gene này bị đột biến khiến protein p53 do nó tạo ra không có chức năng? Khi đó tế bào bị đột biến sẽ tiếp tục phân chia và tích luỹ thêm nhiều đột biến khác, làm tăng khả năng phân chia của tế bào dẫn đến sự xuất hiện của khối u.
Tế bào bình thường
Gene phát sinh ung thư Gene ức chế ung thư Mạch máu Phát sinh
Bình thường Đột biến Đột biến Bình thường mạch máu
Nhân tế bào Thụ thể Phân bào Không ngăn được
thư Phân bào ung thư Ngăn chặn
bình thường quá mức ung Enzyme Phân khuếch đại bào Protein
U lành tính Protein kìm p53 Protein
hãm phân bào ức chế Tế bào khối u di chuyển U ác tính U ác tính
đến vị trí mới (Di căn)
a b
Hình 5. Cơ chế phát sinh ung thư
Hình trên mô tả đột biến ở hai nhóm gene dẫn đến phát sinh ung thư (hình a) và bảy giai đoạn phát sinh ung thư (hình b): (1) Thụ thể tế bào tiếp nhận quá nhiều tín hiệu kích thích phân bào (màu đỏ) hoặc thụ thể bị hư không cần tín hiệu vẫn kích thích chuỗi truyền tín hiệu dẫn đến phân bào quá mức, (2) phức hợp thụ thể tín hiệu kích hoạt chuỗi truyền tín hiệu, enzyme khuếch đại tín hiệu lên nhiều lần, (4) protein kìm hãm phân bào bị hư hỏng, (5) protein p53 bị hư hỏng không sửa sai được DNA và không kích hoạt được chương trình tự chết của tế bào, (6) các protein ức chế phân bào bị hư hỏng, (7) phát sinh tín hiệu hình thành mạch máu mới. Để hình thành khối u ác tính, ít nhất phải xảy ra hư hỏng ở những khâu này. Khối u được cho là hình thành từ một tế bào ở một loại mô nhất định bị nhiều đột biến khác nhau khiến nó tăng sinh một cách không kiểm soát. Mặc dù do gene quy định nhưng khoảng 90% bệnh không được di truyền vì đột biến xuất hiện trong các tế bào soma. Vậy có cách nào giảm thiểu nguy cơ bị ung thư?
Vì bệnh được gây nên bởi các đột biến, nên cách phòng tránh tốt nhất là hạn chế đến mức tối đa tiếp xúc với các tác nhân đột biến. Tác nhân đột biến có thể là c
Vì bệnh được gây nên bởi các đột biến, nên cách phòng tránh tốt nhất là hạn chế đến mức tối đa tiếp xúc với các tác nhân đột biến. Tác nhân đột biến có thể là các chất hoá học, hoặc tác nhân vật lí như tia phóng xạ, tia cực tím,… hoặc các tác nhân sinh học như một số loại virus. Vì vậy, nên tránh xa khói thuốc lá, tia phóng xạ, không nên tiếp xúc quá mức với tia tử ngoại trong ánh sáng mặt trời, tránh tiếp xúc với các virus gây bệnh ung thư cũng như cần chữa trị triệt để các bệnh do virus. Ngoài ra, cần có chế độ ăn uống hợp lí như giảm chất béo động vật, ăn nhiều rau quả, tránh béo phì; thường xuyên luyện tập thể dục, thể thao để tăng cường sức đề kháng.
Khoa học công nghệ đem lại cho con người rất nhiều lợi ích nhưng đồng thời cũng đang làm ô nhiễm môi trường sống bởi hàng loạt các tác nhân đột biến vật lí, hoá học. Việc sử dụng bừa bãi các hoá chất trong nông nghiệp như chất diệt cỏ, các chất thải công nghiệp và thậm chí các thói quen như hút thuốc lá, uống rượu bia quá mức,… đều góp phần làm tăng tần suất bệnh ung thư trong cộng đồng. Vì vậy, cần phải hạn chế ô nhiễm môi trường,
từ bỏ các thói quen có hại như hút thuốc lá, rượu bia,...
Bệnh ung thư có thể chữa khỏi nếu được phát hiện sớm. Vì vậy, nên có chế độ thăm khám sức khoẻ định kì và sàng lọc sớm ung thư (qua việc phát hiện những phân tử báo hiệu nguy cơ bị ung thư). Các thuốc chữa bệnh ung thư hiện nay có nhiều tác dụng phụ nhưng trong tương lai, các nhà khoa học sẽ tìm ra những thuốc đặc trị cho các tế bào ung thư.
III GỢI Ý TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC
BÀI 16. CHU KÌ TẾ BÀO VÀ NGUYÊN PHÂN Hoạt động mở đầu
GV có thể sử dụng hình ảnh mở đầu của bài trong SGK hoặc sử dụng các hình ảnh, câu hỏi khác nhưng tất cả nên theo hướng làm tăng sự hấp dẫn đối với HS hoặc đánh giá xem HS đã tự học được gì trước khi đến lớp.
Hoạt động hình thành kiến thức
(1) Mục I. Chu kì tế bào ở sinh vật nhân thực
HS tự nghiên cứu SGK và có thể dùng sơ đồ phác hoạ lại toàn bộ chu kì tế bào với các chú thích hợp lí hoặc mô tả bằng lời nói, văn viết để trả lời các câu hỏi trong SGK.
GV có thể đưa ra các câu hỏi rèn luyện tư duy khoa học cho HS sau khi các em đã trả lời được các câu hỏi trên. (2) Mục II. Nguyên phân Để hiểu rõ về quá trình n
GV có thể đưa ra các câu hỏi rèn luyện tư duy khoa học cho HS sau khi các em đã trả lời được các câu hỏi trên.
(2) Mục II. Nguyên phân
Để hiểu rõ về quá trình nguyên phân, HS có thể tự vẽ bằng bút và giấy, sử dụng các công cụ tin học để vẽ hoặc lập trình các hình ảnh động mô tả diễn biến các giai đoạn của quá trình phân bào nguyên phân hoặc sưu tập các hình ảnh động, phim ảnh mô tả quá trình phân bào nguyên phân được quay trực tiếp dưới kính hiển vi (có trên Youtube). Tuy vậy, để có thể tự mình hiểu tường tận được quá trình và trả lời được các câu hỏi liên quan đến quá trình nguyên phân, GV có thể cho HS tiến hành trò chơi mô phỏng quá trình nguyên phân bằng cách sử dụng các sợi len hoặc sợi chỉ có màu sắc khác nhau tượng trưng cho các nhiễm sắc tử và NST. GV có thể cho HS chuẩn bị 10 cặp sợi chỉ màu đỏ, các cặp khác biệt nhau về chiều dài, mỗi sợi trong một cặp tượng trưng cho một nhiễm sắc tử. Hai sợi cùng chiều dài
tượng trưng cho cặp nhiễm sắc tử chị em. Ngoài 10 cặp sợi chỉ đỏ, các em cần chuẩn bị thêm 10 cặp giống hệt nhưng có màu sắc khác (ví dụ màu xanh). Mỗi cặp sợi màu xanh và cặp sợi màu đỏ có cùng chiều dài tượng trưng cho một cặp NST tương đồng. GV yêu cầu các em dùng các sợi chỉ màu đó mô tả lại toàn bộ quá trình nguyên phân sao cho thể hiện đúng nhất và có thể giúp phân chia chính xác nhất "bộ NST' về hai tế bào con.
Bên cạnh các hoạt động học tập, HS vẫn cần phải trả lời được các câu hỏi trong mục Dừng lại và suy ngẫm để đáp ứng yêu cầu cần đạt của chương trình.
(3) Mục IV. Bệnh ung thư
GV để HS tự thảo luận trả lời câu hỏi bằng các hình thức khác nhau để rèn năng lực tự học, khả năng diễn đạt bằng văn bản và thuyết trình.
Hoạt động luyện tập và vận dụng Sau khi HS thảo luận trả lời các câu hỏi, GV có thể hỏi thêm các em các câu hỏi vận dụng ở mức độ cao hơn. Dưới đây, SGV cung cấ
Hoạt động luyện tập và vận dụng
Sau khi HS thảo luận trả lời các câu hỏi, GV có thể hỏi thêm các em các câu hỏi vận dụng ở mức độ cao hơn. Dưới đây, SGV cung cấp một số câu hỏi gợi ý giúp GV rèn năng lực cho HS.
Câu 1: Từ hình ảnh các tế bào rễ hành đang phân chia dưới đây, hãy chỉ rõ các kì của
quá trình nguyên phân có thể nhìn thấy trong hình và cho biết dấu hiệu giúp xác định được các kì đó.
Câu 2: Các nhà khoa học đưa ra giả thuyết giải thích sự di chuyển của các NST trong kì sau của nguyên phân về hai cực tế bào như sau: NST di chuyển nhờ một loại protein động cơ gắn ở vùng tâm động của NST và dùng vi ống tâm động như một đường ray để di chuyển. Trong quá trình di chuyển, đầu vi ống gắn với tâm động bị cắt ngắn dần (di chuyển đến đâu phân huỷ vi ống đến đó). Để kiểm chứng giả thuyết này, các nhà khoa học đã tiến hành thí
Bài 17. Giảm phân Hoạt động mở đầu GV có thể mở bài theo nhiều cách khác nhau, có thể dùng câu hỏi: “Một số loài cây (như cây tre) có cả hai hình thức sinh sản
Bài 17. Giảm phân
Hoạt động mở đầu
GV có thể mở bài theo nhiều cách khác nhau, có thể dùng câu hỏi: “Một số loài cây (như cây tre) có cả hai hình thức sinh sản vô tính và hữu tính. Theo em, điều này đem lại lợi ích gì cho chúng?” làm câu hỏi “chấn đoán”.
Hoạt động hình thành kiến thức
GV có thể tự sưu tập cũng như yêu cầu HS sưu tập các hình ảnh động mô tả quá trình giảm phân, các đoạn phim quay trực tiếp quá trình giảm phân dưới kính hiển vi có trên internet (Youtube) làm giáo cụ trực quan cho bài học. HS cũng có thể làm và thực hiện trò chơi mô phỏng giảm phân với các sợi chỉ màu như trong phần học về nguyên phân. Qua trò chơi, HS sẽ hiểu được những điểm mấu chốt dẫn đến làm giảm số lượng NST trong giảm phân I. Sau đó tiến hành trả lời các câu hỏi trong SGK.
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Cơ chế nào dẫn đến số lượng NST giảm đi một nửa sau giảm phân?
Kết quả của giảm phân tạo ra bốn tế bào con có vật chất di truyền giống hệt nhau hay không? Giải thích.
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Quá trình giảm phân chịu ảnh hưởng của những yếu tố nào? Giải thích.
Cây hoa giấy trồng trong điều kiện khô cằn so với cây cùng loại được tưới đủ nước, cây nào sẽ ra hoa nhiều hơn? Giải thích.
HS đã được học về giảm phân ở lớp 9 nên không khó để tự trả lời các câu hỏi nêu trên và có thể đáp ứng được yêu cầu cần đạt của chương trình. Vì vậy, GV không c
HS đã được học về giảm phân ở lớp 9 nên không khó để tự trả lời các câu hỏi nêu trên và có thể đáp ứng được yêu cầu cần đạt của chương trình. Vì vậy, GV không cần quá chú trọng về giảng giải quá trình giảm phân mà tập trung vào rèn luyện các kĩ năng cho HS. HS có thể tự học bài qua hình thức vẽ và mô tả lại quá trình giảm phân, tự đặt ra các câu hỏi thảo luận hoặc GV cung cấp thêm các câu hỏi đánh giá năng lực ở các mức độ khác nhau cho HS trả lời. Không nên treo tranh hoặc trình chiếu, giảng giải lại quá trình giảm phân.
GV có thể cho HS trình bày tranh, ảnh, video clips về quá trình giảm phân để các em
thảo luận, tự học.
Hoạt động luyện tập và vận dụng
Gợi ý trả lời câu hỏi: Câu 1: Kì đầu I là hình 1, các NST tương đồng đã bắt đôi thành từng cặp => Kì giữa I là
hình số 4 => Kì sau I là hình 2 => Kì cuối I là hình 3 => Kì đầu II là hình 8 => Kì giữa II là hình 7 => Kì sau II là hình 6 => Kì cuối II là hình 5.
Câu 2: Biện pháp chiết cành là kiểu nhân giống vô tính đảm bảo đời con có bộ NST
giống như bố mẹ. Do vậy, cây cam cho quả ngon có kiểu gene quý cần được chiết cành để tạo ra nhiều cây có cùng kiểu gene. Nếu nhân giống bằng hạt thì các hạt có các tổ hợp gene khác nhau sẽ không có kiểu gene giống hệt cây mẹ.
Thực hành: Làm và quan sát tiêu bản quá trình nguyên phân và giảm phân Với mục tiêu giúp HS rèn năng lực nghiên cứu khoa học, trong bài thực hành làm tiêu bản,
Thực hành: Làm và quan sát tiêu bản quá trình nguyên phân và giảm phân
Với mục tiêu giúp HS rèn năng lực nghiên cứu khoa học, trong bài thực hành làm tiêu bản, các em cần tự mình làm tiêu bản theo quy trình nêu trong SGK. HS cần rèn các kĩ năng sau:
– Kĩ năng làm tiêu bản NST: Các em sẽ tự rút kinh nghiệm để hoàn thiện các thao tác làm tiêu bản.
– Kĩ năng quan sát và nhận biết các kì của nguyên phân và giảm phân.
– Kĩ năng vẽ hình ảnh quan sát được dưới kính hiển vi.
Lưu ý:
– Các kì của nguyên phân và giảm phân nhìn thực tế dưới kính hiển vi sẽ rất khác so với những hình vẽ trong SGK. Lí do là, trên thực tế, cùng một kì phân bào chúng ta có thể quan sát ở các góc độ khác nhau. Ví dụ: Ở kì giữa của nguyên phân, theo lí thuyết thì các NST tập hợp thành một hàng ở mặt phẳng xích đạo. Tuy nhiên, khi làm tiêu bản ép, tế bào bị phá vỡ, các NST phân bố lung tung, tách rời nhau. Lúc đó ta có thể nhận biết được NST đang ở kì giữa khi thấy các NST co ngắn cực đại và nhìn rõ nhất hoặc các NST có các tâm động nằm thành một hàng, còn các vai của NST thường quay các hướng khác nhau.
Bài 19. Công nghệ tế bào Công nghệ tế bào là mảng kiến thức mới mà SGK cũ không có nên ít nhiều có thể gây khó khăn cho GV. Một trở ngại nữa khi dạy phần này là
Bài 19. Công nghệ tế bào
Công nghệ tế bào là mảng kiến thức mới mà SGK cũ không có nên ít nhiều có thể gây khó khăn cho GV. Một trở ngại nữa khi dạy phần này là HS chưa được học phần di truyền nên chưa biết về quá trình điều hoà hoạt động gene cũng như quá trình biệt hoá tế bào. Vì vậy, phần này chỉ tập trung vào nguyên lí mà không quá chú trọng vào chi tiết. HS cần hiểu được sự phát triển cá thể: bắt đầu từ một hợp tử hình thành nên một cơ thể đa bào có rất nhiều loại tế bào khác nhau về cấu trúc và chức năng. Sự khác biệt này là do các tế bào phôi nhận được các chất đóng mở gene khác nhau do chúng nhận được các phần tế bào chất khác nhau của trứng trong quá trình phân chia. Các phần tế bào chất khác nhau chứa các chất điều hoà đóng mở các gene khác nhau, do vậy các tế bào con mà chúng sinh ra sẽ đóng mở những gene khác nhau tạo ra các bộ protein khác nhau ở các tế bào cho dù chúng có cùng bộ gene. Ngoài cơ chế này còn có cơ chế cảm ứng tế bào. Vì môi trường mà các tế bào phôi tồn tại cũng có các chất ảnh hưởng đến sự đóng mở các gene của chúng. Các tế bào nằm cạnh nhau thường tiết ra các tín hiệu gửi đến tế bào bên cạnh (truyền tin tế bào) làm kích hoạt tế bào nhận tín hiệu đáp ứng lại bằng cách mở những gene nhất định. Các tế bào phôi sớm có nhiều tiềm năng biệt hoá thành các loại tế bào hơn các tế bào phôi muộn. Nói tóm lại, trong quá trình phát triển cá thể, khả năng biệt hoá của các tế bào ngày càng giảm dần. Tuy vậy, ở cơ thể trưởng thành vẫn còn có những tế bào gốc trưởng thành có khả năng phân chia và biệt hoá thành các tế bào chuyên hoá thay thế những tế bào già hoặc bị tổn thương khi cần.
GV cho HS nghiên cứu trước SGK rồi thảo luận, trình bày trước tổ, nhóm những gì thu hoạch được cũng như trả lời các câu hỏi. Qua các hoạt động như vậy, các em sẽ tự rèn được các kĩ năng tự học cũng như những năng lực chung và năng lực chuyên ngành sinh học.
Hoạt động mở đầu
GV có thể dẫn dắt HS vào bài bằng câu hỏi mở đầu của bài trong SGK hoặc bằng các câu hỏi liên quan đến những kiến thức công nghệ tế bào mà các em đã được học ở lớp dưới.
Hoạt động hình thành kiến thức mới
GV cho HS thảo luận trả lời các câu hỏi trong bài theo nhiều hình thức khác nhau để rèn luyện các kĩ năng đọc hiểu, trình bày văn bản, thuyết trình, kĩ năng điều hành thảo luận tổ, nhóm. GV cũng có thể cho HS trình bày bằng bảng biểu, trình chiếu quy trình công nghệ tế bào động vật, các tranh, ảnh, video về các thành tựu công nghệ tế bào, đặc biệt là những gì đã và đang được áp dụng tại địa phương. Một vài nhóm trình bày về công nghệ tế bào thực vật, một vài nhóm trình bày về công nghệ tế bào động vật, qua đó HS có thể so sánh giữa hai
quy trình công nghệ. Trong các hoạt động học tập như vậy, cần đảm bảo rằng HS phải hiểu và diễn đạt lại được nội dung đã học theo yêu cầu cần đạt của chương trì
quy trình công nghệ. Trong các hoạt động học tập như vậy, cần đảm bảo rằng HS phải hiểu và diễn đạt lại được nội dung đã học theo yêu cầu cần đạt của chương trình. Cụ thể, HS phải trả lời được các câu hỏi ở các mục Dừng lại và suy ngẫm trong bài dưới đây.
Hoạt động luyện tập và vận dụng
Như thường lệ, cuối bài là các hoạt động khái quát hoá kiến thức, đánh giá kết quả học tập của cả bài với các câu hỏi vận dụng đánh giá năng lực ở các cấp độ khác nhau. Bên cạnh việc cho HS trả lời các câu hỏi trong mục Luyện tập và vận dụng ở cuối bài, GV cần đưa thêm các câu hỏi đánh giá năng lực dưới nhiều dạng khác nhau.
Gợi ý trả lời câu hỏi: Câu 1: Các cây chuối nuôi cấy mô trên một cánh đồng có kiểu gene giống nhau và được
nuôi cấy tại cùng một thời điểm nên tốc độ sinh trưởng, phát triển như nhau. Vì vậy, các cây chuối trồng trên cùng một cánh đồng phát triển rất đồng đều nên rất dễ nhận ra.
Câu 2: Vì các cây nuôi cấy mô có cùng kiểu gene nên khi trồng trên diện tích rộng dễ
gặp rủi ro. Nếu gặp điều kiện môi trường thuận lợi thì được mùa, còn nếu điều kiện không thuận lợi sẽ mất mùa trên diện rộng.
SGV cũng cung cấp thêm một số câu hỏi đánh giá năng lực để GV tham khảo.
Câu hỏi mở rộng: Câu 1: Theo các em, việc sử dụng các phôi người để lấy tế bào gốc chữa bệnh có vi phạm đạo đức không? Câu 2: Liệu có nên cho phép nghiên cứu nh
Câu hỏi mở rộng: Câu 1: Theo các em, việc sử dụng các phôi người để lấy tế bào gốc chữa bệnh có vi phạm
đạo đức không?
Câu 2: Liệu có nên cho phép nghiên cứu nhân bản vô tính ở người? Câu 3: Các em có sẵn sàng sử dụng các sản phẩm nông nghiệp được tạo ra từ việc ứng
dụng các thành tựu của công nghệ tế bào như động, thực vật biến đổi gene? Tại sao có? Tại sao không?
Hoạt động ôn tập chương
GV có thể cho HS tự vẽ các sơ đồ khái niệm kết nối các khái niệm then chốt của
chương theo nhiều cách khác nhau.
GV có thể đặt các câu hỏi kết nối kiến thức của các bài học trong chương cũng như
khuyến khích HS đặt các câu hỏi loại này.
Dưới đây, SGV cung cấp thêm một số câu hỏi giúp các thầy cô ôn tập, củng cố và đánh
giá HS:
Câu 1: Các tế bào trong cơ thể người có phân chia với tốc độ như nhau không? Những
loại tế bào nào phân chia nhiều nhất? Loại tế bào nào không phân chia? Nếu các tế bào của một mô nào đó phân chia quá mức thì có phát sinh bệnh ung thư không? Giải thích.
Câu 2: Những gene không cần thiết trong các tế bào của con vật trưởng thành đều bị
làm bất hoạt vĩnh viễn. Điều này đem lại lợi ích gì cho con vật? Điều này cũng gây trở ngại như thế nào đối với các nhà sinh học muốn nhân bản vô tính các con vật?
Câu 3: Với kiến thức đã học, hãy mô tả quy trình nhân bản con mèo hoặc con chó mà
em yêu thích. Những trở ngại nào em cần phải nghiên cứu khắc phục để có thể nhân bản thành công con vật? Giải thích.
CHƯƠNG 6. SINH HỌC VI SINH VẬT (13 tiết) MỤC TIÊU 1. Kiến thức Nêu được khái niệm vi sinh vật. Kể tên được các nhóm vi sinh vật và phân biệt được các kiểu dinh
CHƯƠNG 6. SINH HỌC VI SINH VẬT (13 tiết)
MỤC TIÊU
1. Kiến thức
Nêu được khái niệm vi sinh vật. Kể tên được các nhóm vi sinh vật và phân biệt được các kiểu dinh dưỡng ở vi sinh vật.
Trình bày được một số phương pháp nghiên cứu vi sinh vật.
Nêu được một số ví dụ về quá trình tổng hợp và phân giải các chất ở vi sinh vật.
Nêu được khái niệm sinh trưởng ở vi sinh vật. Trình bày được đặc điểm các pha sinh trưởng của quần thể vi khuẩn.
Trình bày được các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng của vi sinh vật.
Trình bày được ý nghĩa của việc sử dụng kháng sinh để ức chế hoặc tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh và tác hại của việc lạm dụng thuốc kháng sinh trong chữa bệnh cho con người và động vật.
Phân biệt được các hình thức sinh sản ở vi sinh vật nhân sơ và vi sinh vật nhân thực.
Phân tích được vai trò của vi sinh vật trong đời sống con người và trong tự nhiên.
Kể tên được một số thành tựu hiện đại của công nghệ vi sinh vật.
Trình bày được cơ sở khoa học của việc ứng dụng vi sinh vật trong thực tiễn.
Trình bày được một số ứng dụng vi sinh vật trong thực tiễn (sản xuất và bảo quản thực phẩm, sản xuất thuốc, và xử lí môi trường,...).
Phân tích được triển vọng công nghệ vi sinh vật trong tương lai.
Kể tên được một số ngành nghề liên quan đến công nghệ vi sinh vật và triển vọng phát triển của ngành nghề đó.
Thực hiện được một số phương pháp nghiên cứu vi sinh vật thông dụng.
Thực hiện được các bước làm dự án hoặc đề tài tìm hiểu về các sản phẩm công nghệ vi sinh vật.
Làm được tập san các bài viết, tranh ảnh về công nghệ vi sinh vật.
Thực hiện được đúng các bước trong quy trình làm sữa chua, dưa chua, lên men rượu ethylic và tạo ra các sản phẩm đảm bảo chất lượng.
Rèn được năng lực tổ chức, sắp xếp, năng lực hợp tác nhóm, kĩ năng thực hành, viết báo cáo, làm tập san tranh ảnh, kĩ năng thuyết trình,...
2. Phát triển năng lực/kĩ năng
Năng lực tự học: thông qua các hoạt động tự đọc sách, tóm tắt nội dung, tự trả lời câu hỏi và đặt ra các câu hỏi tìm hiểu kiến thức của bài.
 Năng lực diễn đạt bằng văn bản và giao tiếp: thông qua các hoạt động viết tóm tắt nội dung kiến thức đọc được và thuyết trình trước tổ, nhóm hay trước lớp. 
 Năng lực diễn đạt bằng văn bản và giao tiếp: thông qua các hoạt động viết tóm tắt nội
dung kiến thức đọc được và thuyết trình trước tổ, nhóm hay trước lớp.
 Năng lực giao tiếp, hợp tác, lãnh đạo: thông qua thảo luận nhóm, rèn kĩ năng lắng
nghe, chia sẻ, điều hành nhóm.
 Tích hợp kiến thức của các môn học, kết nối kiến thức mới với kiến thức đã học và
vận dụng những gì đã học vào giải quyết các vấn đề của đời sống.
 Năng lực mô phỏng quá trình sinh học phức tạp bằng các dụng cụ trực quan đơn giản.
Thái độ  Thấy được mức độ đa dạng của vi sinh vật trong thế giới sống, hiểu được các đặc tính
chung của vi sinh vật và vai trò của chúng đối với tự nhiên và đối với con người, từ đó nâng cao ý thức trong việc khai thác, sử dụng những vi sinh vật hữu ích để phục vụ đời sống con người, đồng thời biết cách phòng, tránh những vi sinh vật gây hại cho con người.
 Nâng cao ý thức, tuyên truyền và thực hiện đúng việc sử dụng thuốc kháng sinh để
hạn chế hiện tượng kháng kháng sinh.
II NHỮNG VẤN ĐỀ CẦN LƯU Ý
1. Phân loại các nhóm vi sinh vật
Đa số vi sinh vật có kích thước nhỏ, chỉ có thể nhìn thấy dưới kính hiển vi. Tuy nhiên một số vi sinh vật có thể nhìn thấy dễ dàng bằng mắt thường như Thiomargarita namibiensis, loài vi khuẩn lớn nhất có kích thước tế bào lên tới 750 µm và nhìn thấy được bằng mắt thường hay Valonia ventricosa, một loại tảo lục đơn bào, là nguyên sinh vật lớn nhất với kích thước có thể lên tới 7 cm. Dựa vào thành phần cấu tạo, vi sinh vật được chia thành các nhóm như hình 6.1.
Hình 6.1. Sơ đồ phân chia các nhóm vi sinh vật
a) Vi khuẩn Vi khuẩn là một miền (domain) gồm những sinh vật đơn bào nhân sơ. Tế bào của chúng có cấu trúc đơn giản, không có màng nhân và các bào quan ngoại tr
a) Vi khuẩn
Vi khuẩn là một miền (domain) gồm những sinh vật đơn bào nhân sơ. Tế bào của chúng có cấu trúc đơn giản, không có màng nhân và các bào quan ngoại trừ ribosome.
Dựa vào hình dạng, người ta chia vi khuẩn thành 4 loại chính là trực khuẩn (hình que), cầu khuẩn (hình cầu), xoắn khuẩn (hình xoắn) và phẩy khuẩn (hình dấu phẩy). Phần lớn vi khuẩn có thành tế bào chứa peptidoglycan (proteoglycan) và sinh sản bằng cách phân đôi.
Xoắn khuẩn bệnh Lyme Borrelia
Trực khuẩn đường ruột Escherichia coli
Khuẩn tụ cầu vàng Staphylococcus aureus
Phẩy khuẩn tả Vibrio cholerae
Hình 6.2. Một số hình dạng chính của vi khuẩn
Vi khuẩn là những sinh vật có mặt trên Trái Đất sớm nhất và chúng cũng đa dạng nhất về chủng loại, phân bố cũng như hình thức dinh dưỡng so với các sinh vật khác. Một số có thể tồn tại ở môi trường rất khắc nghiệt. Vi khuẩn có nhiều vai trò rất quan trọng với sự sống trên Trái Đất, tuy nhiên chúng cũng gây nhiều bệnh nguy hiểm cho con người, hơn một nửa số bệnh ở người là do vi khuẩn gây ra.
b) Archaea
Archaea cũng là một miền gồm những sinh vật đơn bào, nhân sơ nhưng khác biệt với vi khuẩn ở nhiều thành phần tế bào. Chúng giống với các sinh vật nhân thực hơn là với vi khuẩn. Sự giống và khác nhau giữa hai nhóm sinh vật này có thể thấy rõ trong bảng sau:
Đặc điểm, Vi khuẩn, Archaea
Giống nhau, – Cấu tạo tế bào nhân sơ. – Kích thước từ $1\ \mu m$ đến $10\ \mu m$. – DNA dạng vòng. – Dạng đơn bào chiếm ưu thế. – Một số có khả năng cố định nitrogen hoặc sống được trong điều kiện nhiệt độ trên $80\ ^{\circ}C$.
Khác nhau, – Thành tế bào được cấu tạo bởi peptidoglycan. – Màng tế bào cấu thành từ acid béo. – Một số sử dụng chlorophyll để quang hợp. – Không tạo ra methane
Khác nhau, – Thành tế bào được cấu tạo bởi peptidoglycan. – Màng tế bào cấu thành từ acid béo. – Một số sử dụng chlorophyll để quang hợp. – Không tạo ra methane. – Nhạy cảm với kháng sinh streptomycin. – Gene không phân mảnh., – Thành tế bào được cấu tạo bởi các phân tử không phải peptidoglycan. – Màng tế bào cấu thành từ isoprenoid. – Không sử dụng chlorophyll. – Một số archaea sinh methane. – Không nhạy cảm với kháng sinh streptomycin. – Gene có thể phân mảnh.
Nhiều loài archaea có thể sống được trong các môi trường rất khắc nghiệt, chúng được chia làm các nhóm: ưa nhiệt, ưa muối, ưa kiềm và ưa toan. Một số khác, bao gồm các archaea sinh methane lại sống ở các điều kiện bình thường hơn như ao, hồ, đầm lầy.
Archaea là nhóm vi sinh vật duy nhất không gây bệnh trên cả người, động vật hoặc thực vật.
c) Nấm
Nấm là một giới gồm các sinh vật nhân thực, đơn bào hoặc đa bào dạng sợi, có thành tế bào bằng chitin. Nấm có thể sinh sản vô tính và hữu tính bằng bào tử.
Dựa vào hình thái, có thể chia nấm làm ba nhóm: nấm quả, nấm mốc, và nấm men. Dựa vào cấu trúc của cơ quan tạo bào tử, nấm lại được chia thành: nấm túi, nấm đảm, nấm tiếp hợp. Tuy nhiên, phần lớn các nấm có kích thước nhỏ (vi nấm), không thể nhìn thấy được bằng mắt thường và được xếp vào nhóm vi sinh vật. Các vi nấm sống chủ yếu ở trong đất, chất mùn, xác sinh vật chết, cộng sinh hoặc kí sinh trên cơ thể động, thực vật và nấm khác. Vi nấm đóng vai trò quan trọng trong hệ sinh thái, chúng phân huỷ các vật chất hữu cơ, đảm bảo chu trình tuần hoàn vật chất trong tự nhiên. Một số nấm men, nấm mốc được con người sử dụng trong công nghệ chế biến thực phẩm như nấm men bia, nấm mốc tương,... Tuy nhiên, nhiều vi nấm kí sinh gây bệnh cho người, động và thực vật như nấm hắc lào, nấm móng, nấm lúa von,...
d) Tảo và động vật nguyên sinh
Tảo
Tảo là những nguyên sinh vật chứa sắc tố có khả năng quang hợp. Chúng được chia thành nhiều nhóm như: tảo lục, tảo đỏ, tảo nâu, tảo vàng, tảo silic, tảo giáp, tảo mắt,... chủ yếu dựa theo loại sắc tố quang hợp và cấu trúc tế bào. Tảo sống chủ yếu ở các môi trường có nước như biển, ao hồ, đất ẩm. Các loài tảo có kích thước nhỏ (vi tảo) như tảo lục đơn bào, tảo silic, tảo tiểu cầu,... được xếp vào nhóm vi sinh vật. Tảo chứa sắc tố quang hợp giúp chúng quang hợp tạo ra O$_2$, chất hữu cơ và năng lượng cung cấp cho bản thân và các sinh vật dị dưỡng.
Tảo lục được xem là tổ tiên của thực vật trên cạn. * Động vật nguyên sinh Động vật nguyên sinh là những sinh vật đơn bào, nhân thực, đa số sống dị dưỡng và có k
Tảo lục được xem là tổ tiên của thực vật trên cạn. * Động vật nguyên sinh Động vật nguyên sinh là những sinh vật đơn bào, nhân thực, đa số sống dị dưỡng và có kích thước hiển vi nên được xếp vào nhóm vi sinh vật. Động vật nguyên sinh có khả năng lấy thức ăn, hấp thụ và tiêu hoá bằng những cấu trúc đặc thù. Động vật nguyên sinh có thể được chia làm bốn loại dựa theo cách thức vận động: nhóm vận động dùng roi, nhóm vận động dùng vi mao, nhóm vận động bằng chân giả và nhóm kí sinh. Động vật nguyên sinh là thức ăn của nhiều loài động vật, một số có vai trò kiến tạo địa chất (trùng lỗ), nhiều loài được dùng làm vật chỉ thị địa chất và độ sạch của môi trường nước. Một số loài là tác nhân gây bệnh cho người, động và thực vật như trùng sốt rét, trùng kiết lị, amip ăn não,…
Trùng roi cổ áo được cho là tổ tiên của giới Động vật. Một số động vật nguyên sinh cũng được coi là tảo do có khả năng quang hợp (ví dụ: Trùng roi còn được gọi là tảo mắt).
2. Một số phương pháp nghiên cứu vi sinh vật
a) Quan sát vi sinh vật
* Kính hiển vi Để quan sát được vi sinh vật, người ta phải sử dụng kính hiển vi. Tuỳ từng đối tượng vi sinh vật và mục đích quan sát mà sử dụng loại kính hiển vi phù hợp và việc sử dụng chúng cũng đòi hỏi những kĩ thuật, thao tác khác nhau. Dưới đây là một số loại kính hiển vi thường gặp:
Kính hiển vi trường sáng: đây là loại kính hiển vi cơ bản và phổ biến nhất. Hiện nay,
loại kính này chuyên được sử dụng để quan sát các tế bào đã nhuộm màu.
Kính hiển vi trường tối: sử dụng ánh sáng khuếch tán để quan sát các vật thể rất nhỏ.
Giống như trong một căn phòng tối với một tia sáng hắt vào, chúng ta có thể nhìn rõ những hạt bụi li ti nổi bật trên nền tối đen.
Kính hiển vi huỳnh quang: có thể làm nổi bật những phân tử đặc thù trong tế bào
bằng cách dùng ánh sáng đặc biệt để kích thích chúng phát huỳnh quang.
Kính hiển vi điện tử: sử dụng electron thay cho ánh sáng thường, có thể quan sát được
những vật thể nhỏ tới kích thước phân tử.
* Nhuộm vi sinh vật Vi sinh vật, đặc biệt là các loài nhân sơ có kích thước rất nhỏ và tế bào gần như trong suốt nên rất khó quan sát được rõ nét trên kính hiển vi thường, vì vậy chúng thường phải được nhuộm thành tiêu bản để tăng độ tương phản, giúp việc quan sát rõ nét hơn. Mỗi kĩ thuật nhuộm được dùng cho một mục đích khác nhau: Lactophenol cotton blue dùng để nhuộm nấm, kĩ thuật Schaeffer-Fulton để phân biệt nội bào tử vi khuẩn, nhuộm Giemsa dùng để nhuộm nhiều loại kí sinh trùng. Đặc biệt, kĩ thuật nhuộm Gram dùng để quan sát hình thái, đồng thời phân biệt giữa vi khuẩn Gram âm (bắt màu đỏ) và Gram dương (bắt màu tím).
b) Phân lập và nuôi cấy vi sinh vật Muốn nghiên cứu các vi sinh vật như vi khuẩn, vi nấm, trước hết cần phân lập nuôi cấy chúng ở dạng thuần khiết, không lẫn vớ
b) Phân lập và nuôi cấy vi sinh vật
Muốn nghiên cứu các vi sinh vật như vi khuẩn, vi nấm, trước hết cần phân lập nuôi cấy chúng ở dạng thuần khiết, không lẫn với các loại vi sinh vật khác.
* Phân lập Mẫu đất, nước,… chứa vi sinh vật được pha loãng trong nước đã được tiệt trùng đến độ pha loãng thích hợp. Sau đó, dùng dung dịch sau khi pha loãng trải lên bề mặt môi trường thạch, mỗi tế bào vi sinh vật sẽ hình thành lên một khuẩn lạc riêng rẽ. Từ đó, sử dụng các khuẩn lạc này cho các nghiên cứu tiếp theo.
* Nuôi cấy vi sinh vật Một trong những kĩ thuật căn bản trong nghiên cứu vi sinh vật chính là nuôi cấy, bao gồm một số các công đoạn: khử trùng, chọn môi trường, nuôi cấy, tạo khuẩn lạc thuần khiết và nhân giống vi sinh vật trên môi trường lỏng.
Khử trùng:
Các dụng cụ, môi trường dùng cho thí nghiệm vi sinh cần được khử trùng trước khi sử dụng, nhằm ngăn sự xâm nhiễm của các vi sinh vật lạ vào những vi sinh vật cần nghiên cứu.
Khử trùng bằng cách gia nhiệt thường được sử dụng cho đồ dùng và môi trường ở nhiệt độ cao, thường là 120 °C đến 180 °C và cần có các thiết bị chuyên dụng.
Các môi trường nhạy cảm với nhiệt được khử trùng bằng cách lọc qua giấy lọc vi khuẩn, loại giấy có các lỗ siêu nhỏ trên bề mặt khiến cho vi khuẩn không thể lọt qua.
Các vật dụng, thiết bị hay cả phòng thí nghiệm có thể được khử trùng hàng loạt bằng tia UV hoặc đốt hơi độc.
Chọn môi trường nuôi cấy:
Tuỳ từng loại vi sinh vật và mục đích mà cần đến các môi trường nuôi cấy khác nhau. Môi trường nuôi cấy có thể ở dạng thạch, lỏng hoặc bán lỏng. Có một số loại môi trường như: môi trường làm giàu, môi trường tối thiểu, môi trường chọn lọc, môi trường chỉ thị.
Ví dụ: Nutrient Agar để làm giàu, PDA lỏng chuyên để nuôi cấy nấm, MRS để nuôi chọn lọc kị khí Lactobacillus và chỉ thị cho khả năng phân giải lactose,…
Nuôi cấy và tạo khuẩn lạc thuần khiết:
Vi sinh vật thường được nuôi cấy bằng môi trường
thạch trong những đĩa Petri, được cấu tạo đặc biệt để ngăn sự xâm nhiễm của các vi sinh vật khác trong khi không khí vẫn được lưu thông.
Các kĩ thuật cấy thường sử dụng là cấy ria và cấy trải. Cấy ria khiến mật độ vi sinh vật giảm dần theo các đường ria, trong khi đó cấy trải giúp phân bố đều vi sinh vật trên khắp bề mặt đĩa. Hình 6.3. Nuôi cấy tạo
khuẩn lạc thuần khiết
Sau khi ủ những đĩa Petri đã cấy ở nhiệt độ thích hợp, chúng ta có thể quan sát thấy vi sinh vật phát triển thành những khối riêng rẽ, đặc biệt là ở chỗ có mật
Sau khi ủ những đĩa Petri đã cấy ở nhiệt độ thích hợp, chúng ta có thể quan sát thấy vi sinh vật phát triển thành những khối riêng rẽ, đặc biệt là ở chỗ có mật độ thưa, đó được gọi là khuẩn lạc. Mỗi khuẩn lạc được phát triển chỉ từ một tế bào duy nhất nhờ sinh sản vô tính, vì vậy, chúng đều giống nhau và giống với tế bào ban đầu, về mặt di truyền. Do đó, người ta coi chúng là những khuẩn lạc thuần khiết.
Nhân giống vi sinh vật trong môi trường lỏng:
Khi cần thu một lượng lớn vi sinh vật, chúng sẽ được nuôi cấy trong môi trường lỏng. Môi trường lỏng có thành phần tương tự như môi trường rắn nhưng bị loại bỏ thạch. Tuỳ vào nhu cầu mà vi sinh vật có thể được nuôi trong nhiều thể tích, từ những bình lắc dung tích 100 mL, đến những bể lên men dung tích đến 100 000 L.
Trong quá trình nuôi lỏng, một khuẩn lạc thuần khiết sẽ được chuyển từ đĩa Petri vào môi trường lỏng. Môi trường sẽ liên tục được khuấy đều bằng tủ lắc hoặc que khuấy để đảm bảo vi sinh vật luôn được tiếp xúc với dinh dưỡng và dưỡng khí.
Trong những bể lên men công nghiệp, mọi thông số như hàm lượng khí và các chất dinh dưỡng, tốc độ khuấy, nhiệt độ, mật độ vi sinh vật, luôn được theo dõi và điều chỉnh để tạo điều kiện tối ưu nhất cho vi sinh vật phát triển (H 6.4).
Hình 6.4. Nhân giống vi sinh vật trong môi trường lỏng
3. Chuyển hoá vật chất, sinh trưởng ở vi sinh vật
Vi sinh vật có khả năng đáp ứng kịp thời với những thay đổi của môi trường thông qua các quá trình trao đổi chất bao gồm sự hấp thụ các chất, sự chuyển hoá các chất trong tế bào. Thành phần hoá học của môi trường bao quanh tế bào thường xuyên thay đổi, do đó quá trình trao đổi chất cũng phải linh hoạt để đáp ứng với các thay đổi đó. Sinh trưởng là biểu thị sự tăng trưởng các thành phần của tế bào. Vì vi sinh vật rất nhỏ bé nên khi nghiên cứu về sinh trưởng vi sinh vật, người ta thường xét đến sự biến đổi về số lượng của cả quần thể vi sinh vật. Sinh trưởng của vi sinh vật chịu ảnh hưởng rất lớn từ các nhân tố môi trường, điều này có ý nghĩa lớn trong việc khống chế vi sinh vật gây hại cũng như đối với việc nghiên cứu sự phân bố sinh thái của vi sinh vật.
4. Vai trò của vi sinh vật với hệ sinh thái
Dù có kích thước rất nhỏ nhưng vai trò của vi sinh vật với sự sống trên Trái Đất này là thiết yếu và vô cùng to lớn. Nếu không có vi sinh vật thì mọi sinh vật khác, kể cả con người, sẽ không thể tồn tại được.
a) Vi sinh vật tham gia vào quá trình kiến tạo địa chất Một loại nguyên sinh vật là trùng lỗ có thể tạo lớp vỏ bằng CaCO3. Khi chết đi, các sinh vật này lắng xu
a) Vi sinh vật tham gia vào quá trình kiến tạo địa chất
Một loại nguyên sinh vật là trùng lỗ có thể tạo lớp vỏ bằng CaCO3. Khi chết đi, các sinh vật này lắng xuống đáy biển, lớp vỏ đó vẫn không bị phân huỷ mà tích tụ lại lớp này đến lớp khác, qua hàng triệu năm đã tạo ra một loại đá đặc biệt chính là đá vôi.
Một phần không nhỏ những hạt cát trên bãi biển thực chất là vỏ của trùng lỗ và tảo khuê.
Hình 6.5. Ảnh hiển vi của đá vôi (trái) và cát biển (phải) cho thấy vỏ của nhiều vi sinh vật
b) Vi sinh vật phân giải và tái quay vòng vật chất
Nhờ khả năng dinh dưỡng vô cùng đa dạng, vi sinh vật có thể biến đổi những vật chất hữu cơ phức tạp (xác sinh vật, gỗ mục, rác thải) trở lại thành mùn hoặc các chất vô cơ đơn giản, vì vậy nhiều vi sinh vật được gọi là các sinh vật phân giải. Trong quá trình phân giải này, đất đai có thể trở nên phì nhiêu, giúp thực vật và động vật có thể sinh trưởng và phát triển.
Ngoài ra, vi sinh vật cũng tham gia vào quá trình cố định, trong đó các chất vô cơ được vi sinh vật chuyển hoá thành các chất dinh dưỡng hoặc các chất dễ hấp thụ hơn. Ví dụ: vi sinh vật quang hợp cố dịnh carbon từ CO2 vào các phân tử đường hay nhiều vi khuẩn cố định nitrogen trong không khí thành các muối mà cây dễ hấp thụ.
Phân giải và cố định là hai quá trình tương hỗ trong vòng tuần hoàn của nhiều nguyên tố quan trọng đối với sự sống
c) Vi sinh vật tạo ra oxygen và là nguồn dinh dưỡng cho các sinh vật khác
Oxygen là nguyên tố thiết yếu cho mọi dạng sống bậc cao. Khí oxygen được tạo ra đầu tiên hơn 2 tỉ năm trước bởi vi khuẩn lam, trước đó, khí quyển Trái Đất hoàn toàn không có oxygen và mọi dạng sống đều là kị khí.
Tất cả thực vật trên Trái Đất chỉ sản xuất khoảng 25% lượng oxygen trong khí quyển, khoảng 25% do các loại tảo lớn sản xuất và hơn một nửa lượng oxygen còn lại trên Trái Đất được sản xuất bởi các vi sinh vật quang hợp trên biển như tảo lục và vi khuẩn lam.
Với kích thước nhỏ bé và sự phân bố rất rộng rãi, vi sinh vật là những mắt xích đầu tiên trong mọi lưới thức ăn, đặc biệt là ở môi trường nước và đại dương. Nhiều vi sinh vật có hàm lượng dinh dưỡng cao hơn nhiều các sinh vật bậc cao khác.
Hình 6.6. Tảo xoắn Arthrospira, một loại vi khuẩn lam quang hợp, có hàm lượng protein gấp đôi thịt bò, calories gấp 3 lần gạo, vitamin A gấp 31 lần cà rốt và sắ
Hình 6.6. Tảo xoắn Arthrospira, một loại vi khuẩn lam quang hợp, có hàm lượng protein gấp
đôi thịt bò, calories gấp 3 lần gạo, vitamin A gấp 31 lần cà rốt
và sắt gấp 51 lần rau chân vịt
d) Kí sinh và cộng sinh
Vi sinh vật sinh sống ở khắp mọi nơi xung quanh chúng ta kể cả trong các cơ thể sinh vật khác. Trong quá trình cùng chung sống đó, nhiều vi sinh vật hình thành mối quan hệ tương tác chặt chẽ với các sinh vật khác.
Nhiều vi sinh vật có quan hệ cộng sinh, trong đó các bên đều có lợi. Ví dụ: Vi sinh vật tồn tại trong đường ruột của hầu hết các động vật, tạo nên hệ sinh thái đường ruột vô cùng đa dạng, hỗ trợ khả năng tiêu hoá và đề kháng cho vật chủ. Tương tự, gần như toàn bộ thực vật đều hình thành nấm rễ và hệ sinh thái vùng rễ hỗ trợ việc hấp thụ dinh dưỡng cho thực vật.
Hình 6.7. Nấm rễ (trái) và hệ sinh vật đường ruột ở người (phải)
Bên cạnh đó, vi sinh vật có thể là kí sinh vật và tác nhân gây bệnh cho các sinh vật khác, từ đó thúc đẩy quá trình tiến hoá bằng cách loại bỏ những cá thể yếu kém không thể thích nghi được.
III GỢI Ý TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC Bài 20. SỰ ĐA DẠNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VI SINH VẬT Hoạt động mở đầu GV có thể mở đầu tiết học bằng câu hỏi mở đầu c
III GỢI Ý TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC
Bài 20. SỰ ĐA DẠNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VI SINH VẬT
Hoạt động mở đầu
GV có thể mở đầu tiết học bằng câu hỏi mở đầu của bài trong SGK hay đưa ra các tình huống, hoạt động liên quan đến nội dung chính của bài học nhằm lôi cuốn HS vào bài mới.
Hoạt động hình thành kiến thức
(1) Mục I. Các nhóm vi sinh vật
GV yêu cầu HS tự đọc trước nội dung trong SGK ở nhà để dành thời gian trên lớp rèn các kĩ năng. Hoạt động của HS nhằm trả lời các câu hỏi trong mục Dừng lại và suy ngẫm dưới đây. Những câu hỏi này giúp HS hiểu và ghi nhớ nội dung cần đạt mà chương trình đề ra cũng như phát triển các năng lực suy luận.
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Vi sinh vật là gì? Quan sát hình 20.1, kể tên các nhóm vi sinh vật.
Giải thích vì sao vi sinh vật có tốc độ trao đổi chất nhanh, sinh trưởng, sinh sản nhanh hơn so với thực vật và động vật.
Gợi ý trả lời câu hỏi:
Câu 1: HS có thể dựa vào nội dung trong SGK để trả lời. Tuy nhiên, HS cần diễn đạt bằng ngôn từ của chính mình, theo cách mà mình thấy hợp lí nhất.
Câu 2: – Vi sinh vật có tỉ số diện tích/thể tích lớn:
Do có kích thước nhỏ nên vi sinh vật có tỉ số S/V lớn, tức là mỗi đơn vị thể tích sẽ tiếp xúc được với nhiều phần bề mặt môi trường hơn, từ đó khiến việc trao đổi chất của tế bào qua màng tế bào dễ dàng hơn nhiều. Diện tích bề mặt tăng trong khi thể tích không thay đổi
Tổng diện tích bề mặt (S) (chiều cao $\times$ chiều rộng $\times$ số mặt $\times$ số hộp), 6, 150, 750
Tổng thể tích (V) (chiều cao $\times$ chiều rộng $\times$ chiều dài $\times$ số hộp), 1, 125, 125
Tỉ lệ diện tích trên thể tích (S/V), 6, $1{,}2$, 6
Tốc độ trao đổi chất và chuyển hoá nhanh: Nhờ có tỉ số S/V cao, tốc độ trao đổi chất qua màng tế bào của vi sinh vật diễn ra rất nhanh, kèm theo đó là khả năng
Tốc độ trao đổi chất và chuyển hoá nhanh:
Nhờ có tỉ số S/V cao, tốc độ trao đổi chất qua màng tế bào của vi sinh vật diễn ra rất nhanh, kèm theo đó là khả năng chuyển hoá mạnh. Tốc độ tổng hợp protein của nấm nem cao gấp 1 000 lần đậu tương và gấp 100 000 lần trâu, bò, tương đương với việc con người ăn khoảng 300 000 bát cơm một ngày.
Khả năng sinh trưởng phát triển mạnh:
Khả năng chuyển hoá nhanh giúp vi sinh vật sinh trưởng với tốc độ rất cao. Một tế bào E. coli ở điều kiện tối ưu có thể phân chia tế bào sau mỗi 20 phút, tức là sau 24 giờ sẽ tạo ra được 4,7 × 1021 tế bào với tổng khối lượng tới 4 700 tấn. Ngay trong điều kiện bình thường với nguồn dinh dưỡng có hạn, từ một tế bào nấm nem cũng có thể tạo ra khoảng 109 tế bào sau 24 giờ.
(2) Mục II. Các kiểu dinh dưỡng của vi sinh vật
HS đọc SGK, nghiên cứu bảng 20, trao đổi trong tổ, nhóm để trả lời các câu hỏi trong mục này.
Gợi ý trả lời câu hỏi: Câu 1: Dựa vào bảng 20 trong SGK, HS có thể dễ dàng phân biệt được các kiểu dinh
dưỡng của vi sinh vật. Thực vật có kiểu dinh dưỡng quang tự dưỡng, động vật có kiểu dinh dưỡng hoá dị dưỡng, như vậy, so với thực vật và động vật, vi sinh vật có thêm 2 kiểu dinh dưỡng nữa là quang dị dưỡng và hoá tự dưỡng.
Câu 2: Lí do chủ yếu khiến vi sinh vật có thể phân bố rộng hơn so với các nhóm sinh vật
còn lại là do chúng có nhiều kiểu dinh dưỡng khác nhau, điều này giúp chúng có thể phân bố ở nhiều môi trường với các điều kiện sống khác nhau, thậm chí trong cả những điều kiện vô cùng khắc nghiệt. Thêm vào đó, khả năng trao đổi chất mạnh, sinh trưởng nhanh cũng góp phần giúp chúng phân bố rộng hơn.
(3) Mục III. Một số phương pháp nghiên cứu vi sinh vật
HS đọc SGK, quan sát hình, trao đổi trong tổ, nhóm để trả lời các câu hỏi trong mục này.
Gợi ý trả lời câu hỏi: Câu 1: Mặc dù không nhìn thấy vi sinh vật bằng mắt thường nhưng chúng ta có thể phân loại chúng dựa vào cấu trúc, hình thái tế bào khi qu
Gợi ý trả lời câu hỏi: Câu 1: Mặc dù không nhìn thấy vi sinh vật bằng mắt thường nhưng chúng ta có thể
phân loại chúng dựa vào cấu trúc, hình thái tế bào khi quan sát dưới kính hiển vi, dựa vào hình dạng và màu sắc khuẩn lạc khi đem phân lập và nuôi cấy, dựa vào hình thức dinh dưỡng hay những phân tích về đặc điểm hoá sinh cũng như sinh học phân tử (DNA, RNA).
Câu 2: Kĩ thuật nhuộm Gram có ý nghĩa quan trọng trong y học dùng để phân biệt vi khuẩn
Gr- và Gr+. Sự khác biệt về màu sắc giữa hai nhóm vi khuẩn này khi nhuộm là do cấu tạo khác nhau của thành tế bào. Thành tế bào vi khuẩm Gr+ có lớp peptidoglycan dày hơn vi khuẩn Gr- nhiều lần, do đó chúng giữ lại thuốc nhuộm màu tím ở lần nhuộm đầu tiên mà không bị rửa trôi bởi cồn để có thể bắt màu đỏ ở lần nhuộm thứ hai; trong khi vi khuẩn Grcó cấu tạo thành với lớp peptidoglycan mỏng nên thuốc nhuộm màu tím dễ bị rửa trôi bằng cồn để bắt thành màu đỏ trong lần nhuộm thứ hai.
Hoạt động Luyện tập và vận dụng
Bài 21. Trao đổi chất, sinh trưởng và sinh sản ở vi sinh vật Hoạt động mở đầu GV có thể mở đầu bài học bằng cách cho HS quan sát hình và trả lời câu hỏi mở đầu
Bài 21. Trao đổi chất, sinh trưởng và sinh sản ở vi sinh vật
Hoạt động mở đầu
GV có thể mở đầu bài học bằng cách cho HS quan sát hình và trả lời câu hỏi mở đầu của bài trong SGK hay đưa ra các tình huống liên quan đến nội dung chính của bài học nhằm kích thích trí tò mò ở HS. Để tạo sự hứng thú và sôi nổi cho lớp học, GV có thể thiết kế hoạt động này dưới dạng trò chơi, có sự thi đua giữa các nhóm, tổ.
Hoạt động hình thành kiến thức
(1) Mục I. Quá trình tổng hợp và phân giải các chất ở vi sinh vật
Trong mục này, GV có thể cho HS tự nghiên cứu SGK, thảo luận nhóm để trả lời câu hỏi ở mục Dừng lại và suy ngẫm, sau đó trình bày trước lớp. Các hoạt động học tập của HS không chỉ hướng đến rèn các năng lực chung và năng lực chuyên ngành sinh học mà còn phải đáp ứng được yêu cầu cần đạt về nội dung kiến thức thông qua việc trả lời các câu hỏi trong SGK.
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Nêu một số ví dụ về quá trình tổng hợp và phân giải các chất ở vi sinh vật.
Quá trình tổng hợp và phân giải các chất ở vi sinh vật có gì giống và khác so với các quá trình này ở động vật và thực vật?
Theo em, người ta có thể ứng dụng quá trình phân giải đường đa, lipid và protein ở vi sinh vật vào những lĩnh vực nào? Giải thích và lấy ví dụ minh hoạ.
Gợi ý trả lời câu hỏi:
Câu 1:
– Quá trình tổng hợp các chất ở vi sinh vật: Sinh tổng hợp, còn gọi là quá trình đồng hoá, trong đó tế bào sử dụng năng lượng để liên kết các phân tử đơn giản thành các phân tử hữu cơ phức tạp cần thiết cho tế bào. Vi sinh vật có khả năng sinh tổng hợp tất cả các chất thiết yếu cho tế bào như carbohydrate, protein, nucleic acid và lipid.
Ví dụ: Vi khuẩn Rhizobium có trong nốt sần của các cây họ Đậu có khả năng chuyển hoá N2 trong khí quyển thành ammonia (NH3) cung cấp nguồn nitrogen cho quá trìn
Ví dụ: Vi khuẩn Rhizobium có trong nốt sần của các cây họ Đậu có khả năng chuyển hoá N2 trong khí quyển thành ammonia (NH3) cung cấp nguồn nitrogen cho quá trình tổng hợp các amino acid của chúng.
Quá trình phân giải các chất ở vi sinh vật: Những vi sinh vật dị dưỡng hoại sinh thường
tiết các enzyme ra bên ngoài tế bào để phân giải chất hữu cơ thành các chất đơn giản rồi hấp thụ chúng vào trong tế bào. Trong tế bào, các chất hữu cơ đơn giản có thể tiếp tục được phân giải (ví dụ: các monosaccharide tiếp tục được phân giải theo con đường hô hấp hiếu khí, hô hấp kị khí hoặc lên men) để giải phóng năng lượng cung cấp cho các hoạt động sống. Ví dụ: Để sản xuất nước tương và nước mắm, con người đã sử dụng các enzyme ngoại bào do các vi sinh vật sinh ra để phân giải các protein có trong đậu nành và cá.
Câu 2:
Một số vi sinh vật có khả năng quang hợp sinh oxygen giống như thực vật, ngoài ra một số khác còn có khả năng quang hợp không sinh oxygen, một số lại có hình thức tổng hợp
chất hữu cơ từ các chất vô cơ nhờ nguồn năng lượng từ các phản ứng hoá học. Đây là những hình thức tổng hợp các chất chỉ có ở vi sinh vật. Khả năng phân giải của VSV đa dạng hơn, đặc biệt nhiều loại vi sinh vật (vi khuẩn, nấm) có thể tiết ra nhiều loại enzyme ngoại bào để phân giải các chất hữu cơ thành chất dinh dưỡng đơn giản ở bên ngoài cơ thể, sau đó mới hấp thụ vào trong tế bào. Đây cũng là khả năng chỉ vi sinh vật mới có.
Câu 3:
Ứng dụng quá trình phân giải đường đa để tạo ra đường đơn như glucose, lactic acid,…
ethanol dùng trong sản xuất bánh kẹo, rượu bia, sữa chua,... hay sản xuất nhiên liệu sạch.
Phân giải lipid được ứng dụng trong sản xuất xà phòng và các chất tẩy rửa nhằm đánh
tan các vết dầu mỡ khó tẩy rửa.
Hai quá trình này còn được ứng dụng để phân giải các chất thải hữu cơ trong xử lí ô
nhiễm môi trường, ứng dụng để làm sạch da trong ngành thuộc da,…
(2) Mục II. Sinh trưởng của quần thể vi khuẩn
GV cho HS đọc SGK, quan sát hình, thảo luận tổ, nhóm để trả lời các câu hỏi trong mục này. Để kích thích tinh thần thi đua, tạo hứng thú và làm cho không khí lớp học thêm sôi nổi, GV có thể gọi đại diện các tổ lên trình bày, nhận xét, đánh giá và cho điểm lẫn nhau. Sau đó, GV mới là người nhận xét, đánh giá cuối cùng.
Gợi ý trả lời câu hỏi: Câu 1: Khác với khái niệm sinh trưởng nói chung chỉ sự tăng lên về kích thước cơ thể sinh vật (do sự tăng lên về kích thước và số lượng t
Gợi ý trả lời câu hỏi: Câu 1: Khác với khái niệm sinh trưởng nói chung chỉ sự tăng lên về kích thước cơ thể
sinh vật (do sự tăng lên về kích thước và số lượng tế bào trong cơ thể), sự sinh trưởng của quần thể vi sinh vật được hiểu là sự tăng lên về mặt số lượng tế bào trong quần thể. Có sự khác nhau này là do phần lớn vi sinh vật là cơ thể đơn bào, còn thực vật và động vật là cơ thể đa bào.
Câu 2: Dựa vào kiến thức mục II trong SGK, HS có thể dễ dàng trả lời được câu hỏi.
Môi trường nuôi cấy không liên tục không được bổ sung cơ chất và lấy đi các chất thải thường xuyên (tức là được nuôi cấy trong một hệ thống đóng) nên khi cơ chất hết, chất thải độc hại tích luỹ làm quần thể bị suy vong. Ngược lại, môi trường nuôi cấy liên tục thì chất dinh dưỡng được bổ sung và chất thải được lấy đi thường xuyên, điều này dẫn đến số lượng vi sinh vật sẽ được nhân lên và duy trì ở một mức độ cân bằng sao cho năng suất sản phẩm
(các vitamin, enzyme, chất kháng sinh,…) đạt cao nhất, không có pha suy vong như ở nuôi cấy không liên tục.
Câu 3: Dựa vào kiến thức trong SGK, HS có thể trả lời ngay được đó là môi trường nuôi
lấy liên tục, vì trong môi trường nuôi cấy liên tục thường xuyên được bổ sung chất dinh dưỡng mới đồng thời không ngừng loại bỏ các chất thải, vi sinh nhật sẽ nhân lên rất nhanh theo hàm mũ. Số lượng vi sinh vật sẽ được duy trì ở một mức độ cân bằng sao cho năng suất sản phẩm đạt cao nhất.
GV cần khuyến khích HS đặt thêm các câu hỏi kết nối kiến thức đang học với các vấn đề thường gặp trong đời sống. Khi HS chưa biết đặt ra các câu hỏi như vậy, GV có thể chủ động đưa ra các câu hỏi tình huống để hỏi các em mở rộng, liên hệ kiến thức và HS dần hình thành kĩ năng đặt ra các câu hỏi liên hệ, kết nối kiến thức.
(3) Mục III. Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng của quần thể vi sinh vật
GV cho HS đọc SGK, quan sát hình, thảo luận tổ, nhóm để trả lời các câu hỏi trong mục này. Đặc biệt, GV nên gợi ý để HS có khả năng ứng dụng được các nội dung kiến thức trong SGK vào việc kiểm soát sinh truởng của vi sinh vật trong lĩnh vực y tế và đời sống hằng ngày. Nêu lên vấn đề kháng kháng sinh như một vấn đề lo ngại toàn cầu, nhất là ở Việt Nam, tỉ lệ các vi sinh vật kháng kháng sinh ở mức cao nhất thế giới. Các thảo luận đưa ra kích thích tinh thần thi đua, tạo hứng thú và làm cho không khí lớp thêm sôi nổi, GV có thể gọi đại diện các tổ lên trình bày, nhận xét, đánh giá và cho điểm lẫn nhau. Sau đó, GV mới là người nhận xét, đánh giá cuối cùng.
Gợi ý trả lời câu hỏi: Câu 1 và câu 2: HS có thể tự trả lời dựa vào SGK. Câu 3: Với phát hiện mới này, việc điều trị loét dạ dày, ngoài việc chú ý ăn uống, sinh
Gợi ý trả lời câu hỏi: Câu 1 và câu 2: HS có thể tự trả lời dựa vào SGK.
Câu 3: Với phát hiện mới này, việc điều trị loét dạ dày, ngoài việc chú ý ăn uống, sinh
hoạt điều độ, hạn chế những loại thức ăn gây hại cho dạ dày, còn cần phải chú ý ăn uống hợp vệ sinh để tránh lây nhiễm, đồng thời sử dụng thuốc kháng sinh để tiêu diệt vi khuẩn gây bệnh.
(4) Mục IV. Các hình thức sinh sản ở vi sinh vật
GV cho HS đọc SGK, quan sát hình, thảo luận trong tổ, nhóm để trả lời các câu hỏi trong mục này. Để kích thích tinh thần thi đua, tạo hứng thú và làm cho không khí lớp thêm sôi nổi, GV có thể gọi đại diện các tổ lên trình bày, nhận xét, đánh giá và cho điểm lẫn nhau. Sau đó, GV mới là người nhận xét, đánh giá cuối cùng. GV lưu ý thảo luận về phương thức sinh sản phân đôi ở vi khuẩn và một số hình thức sinh sản đặc biệt khác: sinh sản bằng bào tử và sinh sản bằng phương thức nảy chồi.
Gợi ý trả lời câu hỏi: Câu 1: HS tự làm dựa vào SGK. Câu 2: Cả vi khuẩn và vi sinh vật nhân sơ đều có các hình thức sinh sản như phân đôi,
nảy chồi và sinh sản bằng bào tử. Tuy nhiên, cơ chế có sự sai khác, đặc biệt, các hình thức sinh sản ở sinh vật nhân sơ chủ yếu vẫn là sinh sản vô tính, trong khi ở sinh vật nhân thực đã có sinh sản hữu tính bằng bào tử qua giảm phân.
Hoạt động luyện tập và vận dụng Gợi ý trả lời câu hỏi: Câu 1: Đáp án A. Câu 2: Bởi vì quá trình sinh trưởng của vi sinh vật chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như:
Hoạt động luyện tập và vận dụng
Gợi ý trả lời câu hỏi: Câu 1: Đáp án A. Câu 2: Bởi vì quá trình sinh trưởng của vi sinh vật chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố
như: nhiệt độ, độ ẩm, độ pH, áp suất thẩm thấu,… nên con người có thể điều khiển các yếu tố này để làm giảm sự sinh trưởng của vi sinh vật gây hỏng thực phẩm giúp bảo quản thực phẩm được lâu hơn.
Câu 3: Một số biện pháp kìm hãm sự sinh trưởng của vi sinh vật gây hỏng thực phẩm,
giúp bảo quản thực phẩm được lâu hơn là:
Bảo quản ở nhiệt độ thấp.
Phơi khô hoặc sấy khô: làm giảm độ ẩm của thực phẩm.
Ướp muối, ướp đường: làm tăng áp suất thẩm thấu.
Câu 4: Do vùng nhiệt đới có nhiệt độ ấm phù hợp với nhiều loại vi sinh vật gây bệnh
và gây hỏng thực phẩm nên chúng dễ dàng sinh trưởng mạnh hơn so với vùng ôn đới nơi có khí hậu lạnh hơn.
Câu 5: Việc làm của A là không nên vì tự ý điều trị bằng thuốc kháng sinh có thể gây
hiện tượng kháng thuốc kháng sinh. Bạn nên đến cơ sở y tế để thăm khám, xác định tình trạng bệnh để có chỉ định dùng thuốc thích hợp, hạn chế tình trạng kháng thuốc kháng sinh, giúp việc điều trị bệnh có hiệu quả và rút ngắn thời gian, chi phí điều trị.
Bài 22. Vai trò và ứng dụng của vi sinh vật Hoạt động mở đầu GV có thể mở đầu bài học bằng cách cho HS chơi trò chơi thi kể về vai trò của vi sinh vật trong đời
Bài 22. Vai trò và ứng dụng của vi sinh vật
Hoạt động mở đầu
GV có thể mở đầu bài học bằng cách cho HS chơi trò chơi thi kể về vai trò của vi sinh vật trong đời sống hằng ngày, từ đó dẫn dắt vào bài.
Hoạt động hình thành kiến thức
(1) Mục I. Vai trò của vi sinh vật
GV cho HS đọc SGK, quan sát hình, thảo luận trong tổ, nhóm để trả lời các câu hỏi trong mục này.
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Quan sát hình 22.1, nêu một số ví dụ minh hoạ về vai trò của vi sinh vật đối với tự nhiên.
Hãy kể tên những sản phẩm từ vi sinh vật phục vụ cho đời sống con người mà em biết.
Một bạn học sinh nói: "Vi sinh vật có hại vì chúng gây bệnh cho con người, vì vậy cần kìm hãm và tiêu diệt chúng". Em có đồng ý với ý kiến của bạn không? Giải thích.
Gợi ý trả lời câu hỏi:
Câu 1:
– Vi khuẩn sống cộng sinh trong đường ruột, dạ dày của động vật ăn cỏ có vú như trâu, bò, cừu,... tiết enzyme phân giải các sợi cellulose trong tế bào thực vật thành đường, cung cấp năng lượng cho các loài động vật này.
– Chất thải hữu cơ và xác sinh vật được các vi sinh vật phân huỷ thành các chất khoáng trả lại cho môi trường, đảm bảo vòng tuần hoàn vật chất trong tự nhiên.
Câu 2: HS tự tìm kiếm các thông tin về các sản phẩm phục vụ con người mà quá trình sản xuất có sự tham gia của vi khuẩn. Ví dụ: sữa chua, dưa muối, bia, nước mắm, tương,....
Câu 3: Câu này HS có thể đọc sách và tự trả lời.
(2) Mục II. Một số ứng dụng của vi sinh vật và mục III. Một số thành tựu và triển vọng của công nghệ vi sinh vật trong tương lai
Đây là nội dung đơn giản, GV nên khuyến khích HS tự đặt ra những câu hỏi để củng cố, luyện tập nội dung này sau khi đọc SGK, có thể cho các tổ, nhóm chơi trò chơi Ai nhanh, ai đúng? (Trong một khoảng thời gian nhất định, mỗi tổ sẽ phải đưa ra các câu hỏi đồng thời trả lời các câu hỏi của tổ khác, đội nào đưa ra được nhiều câu hỏi hay cũng như trả lời đúng nhiều câu hỏi hơn sẽ thắng). GV cũng có thể cho HS đọc SGK, hoạt động cá nhân hoặc thảo luận, tổ nhóm rồi vẽ sơ đồ mô tả các ứng dụng thực tiễn của vi sinh vật sau đó lên trình bày,...
Gợi ý trả lời câu hỏi: Câu 1: Việc ứng dụng vi sinh vật trong thực tiễn dựa trên các đặc điểm sinh học của chúng: kích thước hiển vi, sinh trưởng nhanh, phát tr
Gợi ý trả lời câu hỏi: Câu 1: Việc ứng dụng vi sinh vật trong thực tiễn dựa trên các đặc điểm sinh học của
chúng: kích thước hiển vi, sinh trưởng nhanh, phát triển mạnh, hình thức dinh dưỡng đa dạng, quá trình tổng hợp và phân giải các chất tạo ra các sản phẩm có giá trị dinh dưỡng hoặc có ý nghĩa lớn trong đời sống con người.
Câu 2: Công nghệ vi sinh vật được ứng dụng trong các lĩnh vực:
Trong nông nghiệp:
Nhiều loại vi sinh vật có khả năng cố định N2 trong không khí thành NH3 làm giàu chất đạm cho đất; biến lân khó tiêu thành lân dễ tiêu, giúp cây trồng hấp thụ lân dễ dàng hơn; phân giải mùn và các chất hữu cơ trong đất thành chất khoáng vô cơ mà cây có thể hấp thụ được; tiết ra chất kích thích tăng trưởng, hay chất kháng sinh giúp cây sinh trưởng, phát triển tốt hơn, giữ ẩm cho đất và ức chế mầm bệnh cho cây trồng. Lợi dụng các đặc điểm này của vi sinh vật, người ta đã sử dụng chúng để sản xuất phân bón vi sinh giúp tăng đáng kể năng suất cây trồng, cải tạo đất và không gây ô nhiễm môi trường như phân bón hoá học….
Trong chế biến thực phẩm:
Khả năng phân giải ngoại bào của vi sinh vật được ứng dụng nhiều trong công nghiệp chế biến thực phẩm. Rất nhiều thực phẩm quen thuộc với chúng ta là sản phẩm của vi sinh vật. Bánh mì và bia, rượu đều là sản phẩm lên men của nấm Saccharomyces cerevisiae qua quá trình lên men ethanol; sữa chua và pho mát là sản phẩm lên men của vi khuẩn lactic.
Trong y dược:
Các sản phẩm trao đổi chất ở vi sinh vật còn được ứng dụng trong lĩnh vực y dược để sản xuất thuốc kháng sinh, vaccine, các amino acid, protein đơn bào, hormone, probiotics và nhiều chế phẩm sinh học có giá trị khác. Ví dụ: các sản phẩm được tạo ra bằng công nghệ tái tổ hợp vi khuẩn và nấm men như insulin, hormone sinh trưởng, chất kích thích miễn dịch cytokine, chất kháng virus như interferon. Ngoài ra, chúng còn ứng dụng trong việc chẩn đoán các bệnh hiểm nghèo, ung thư, bệnh mới phát sinh (do coronavirus và virus hiếm gặp gây ra) bằng kĩ thuật PCR.
Trong xử lí chất thải: Dựa vào khả năng hấp thụ và phân giải nhiều hợp chất, kể cả chất thải, chất độc hại và kim loại nặng của vi sinh vật, con người đã sử dụn
Trong xử lí chất thải:
Dựa vào khả năng hấp thụ và phân giải nhiều hợp chất, kể cả chất thải, chất độc hại và kim loại nặng của vi sinh vật, con người đã sử dụng chúng để xử lí ô nhiễm môi trường. Biện pháp này đang trở thành xu hướng phổ biến trên thế giới vì vừa hiệu quả, ít tốn kém lại không gây ô nhiễm môi trường như các biện pháp truyền thống.
Câu 3: Việc ứng dụng vi sinh vật trong sản xuất nước tương, nước mắm dựa trên cơ sở :
Các vi sinh vật có thể sinh ra một số enzyme như amylase chuyển hoá tinh bột thành đường, enzyme protease chuyển hóa protein trong đậu tương thành amino acid, hay phân giải thịt cá thành polypeptide và amino acid.
Gợi ý trả lời câu hỏi: Câu 1: HS đọc thông tin mục III.1, III.2 để nêu một số thành tựu hiện đại của công
nghệ vi sinh vật.
Câu 2: Công nghệ vi sinh đang ngày càng phát triển mạnh mẽ trên thế giới. Sự kết hợp
giữa công nghệ vi sinh hiện đại, công nghệ nano, công nghệ thông tin và trí tuệ nhân tạo có thể mở ra những mô hình công nghệ mới và trở thành xu thế trong tương lai. Những vấn đề lớn về công nghệ vi sinh đang được nghiên cứu trên thế giới bao gồm: Nghiên cứu hệ vi sinh vật Trái Đất và nghiên cứu hệ vi sinh vật con người. Những nghiên cứu này mở ra nhiều hướng ứng dụng mới có giá trị to lớn đối với mọi mặt của đời sống con người, trong đó có những hướng phát triển mới chưa từng có như nghiên cứu sản xuất ra điện năng từ những loại vi khuẩn có thể sản sinh ra điện năng hay xử lí vết nứt bê tông cho các công trình xây dựng bằng các vi sinh vật.
Hoạt động luyện tập và vận dụng
Thực hành: Một số phương pháp nghiên cứu vi sinh vật thông dụng, tìm hiểu về các sản phẩm công nghệ vi sinh vật và làm một số sản phẩm lên men từ vi sinh vật Ho
Thực hành: Một số phương pháp nghiên cứu vi sinh vật thông dụng, tìm hiểu về các sản phẩm công nghệ vi sinh vật và làm một số sản phẩm lên men từ vi sinh vật
Hoạt động mở đầu
Ở phần này, GV có thể cho HS tự kiểm tra các dụng cụ, hoá chất, mẫu vật cần thiết cho buổi thực hành. Ngoài ra, GV cho HS tự nêu các nguyên tắc an toàn phòng thí nghiệm. GV cũng cho HS biết tiêu chí chấm điểm bài thực hành để HS tự đánh giá và đánh giá lẫn nhau. Tiêu chí gồm: sự đầy đủ về mẫu vật và dụng cụ (nếu được yêu cầu tự chuẩn bị); sự an toàn phòng thí nghiệm; kĩ năng thực hiện thí nghiệm; kết quả thí nghiệm kèm theo số liệu và hình ảnh làm minh chứng và giải thích kết quả; báo cáo thí nghiệm theo mẫu.
Hoạt động thực hành thí nghiệm
GV phân các nhóm thực hành nghiên cứu quy trình thí nghiệm trước ở nhà, có thể tham khảo trên mạng các hình ảnh và clip về thí nghiệm quan sát tế bào. Đến lớp, HS phân công nhau và lần lượt làm các thí nghiệm theo hướng dẫn trong SGK. Trong quá trình HS làm thực hành, GV luôn bám sát, đôn đốc, nhắc nhở và giải đáp thắc mắc kịp thời cho những HS gặp khó khăn phát sinh.
GV lưu ý HS khi viết báo cáo thực hành theo mẫu, trả lời các câu hỏi đã nêu ra. Gợi ý trả lời câu hỏi trong mẫu báo cáo thực hành từ mục 1 – 4 như sau:
1 – 2. Mục đích và cách tiến hành: trình bày như SGK.
Kết quả: – Trưng bày hình vẽ tế bào vi khuẩn trong sữa chua đã quan sát và vẽ được, nêu các bước đã thực hiện để quan sát được tế bào vi khuẩn trong sữa chua.
– Trình bày và báo cáo sản phẩm của dự án tìm hiểu các sản phẩm công nghệ vi sinh vật, cách thức tiến hành.
– Trưng bày các sản phẩm sữa chua, dưa chua, lên men rượu làm được và báo cáo quy trình đã làm.
Giải thích và kết luận: HS kết luận thực hiện thành công thí nghiệm nào và thí nghiệm nào không thành công và giải thích lí do.
Hoạt động luyện tập và vận dụng
GV cho HS luyện tập bằng cách cho các nhóm thảo luận và trả lời câu hỏi ở mục 5:
Gợi ý trả lời câu hỏi mục 5: a) Sau lên men, sữa chua có trạng thái đông đặc, vị chua nhẹ và mùi thơm đặc trưng. Có sự biến đổi này là do vi khuẩn lactic lên me
Gợi ý trả lời câu hỏi mục 5:
a) Sau lên men, sữa chua có trạng thái đông đặc, vị chua nhẹ và mùi thơm đặc trưng. Có sự biến đổi này là do vi khuẩn lactic lên men biến glucose trong dịch sữa ban đầu (sữa đặc pha hoặc sữa tươi có vị ngọt) thành dịch chứa nhiều lactic acid (có vị chua nhẹ). Trong môi trường acid, các protein của sữa sẽ kết tủa làm sữa đông đặc lại.
b) Phơi héo rau làm giảm hàm lượng nước, tăng hàm lượng đường trong rau, bổ sung đường làm tăng lượng đường trong môi trường, cung cấp nguyên liệu, tạo điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn lactic sinh trưởng và lên men làm dưa nhanh chua. Đổ ngập nước và dùng vật nặng nén chặt rau nhằm tạo môi trường yếm khí giúp vi khuẩn lactic sinh trưởng, đồng thời ức chế các loại nấm mốc và vi khuẩn khác làm hỏng dưa.
Lưu ý: Trong bài thực hành, GV nên để HS tự đọc SGK và làm theo hướng dẫn, khi
không thành công các em có thể tự trao đổi với nhau, tự rút kinh nghiệm. Bằng cách tự mày mò khám phá các em sẽ rèn luyện được kĩ năng nghiên cứu khoa học.
HS làm thực hành, thảo luận trong nhóm, tổ để viết tường trình và trả lời các câu hỏi phần thu hoạch theo yêu cầu trong SGK. GV hướng dẫn, quan sát tinh thần, ý thức, kĩ năng làm thực hành của HS, kết hợp với bản thu hoạch để đánh giá kết quả học tập của từng HS.
Hoạt động ôn tập chương
Dựa vào biểu đồ khái niệm cuối chương, GV có thể biến đổi, bổ sung các yếu tố, thành phần chi tiết hơn và yêu cầu HS điền khuyết. Có thể tổ chức dưới dạng trò chơi thi đấu giữa các nhóm.
Chương 7. VIRUS I MỤC TIÊU 1. Kiến thức Nêu được khái niệm và các đặc điểm của virus. Trình bày được cấu tạo của virus. Trình bày được các giai đoạn nhân lên củ
Chương 7. VIRUS
I MỤC TIÊU
1. Kiến thức
Nêu được khái niệm và các đặc điểm của virus. Trình bày được cấu tạo của virus.
Trình bày được các giai đoạn nhân lên của virus trong tế bào chủ, từ đó giải thích được cơ chế gây bệnh do virus.
Kể tên được một số thành tựu ứng dụng virus trong sản xuất chế phẩm sinh học; trong y học và nông nghiệp; sản xuất thuốc trừ sâu từ virus.
Trình bày được phương thức lây truyền một số bệnh do virus ở người, thực vật và động vật (HIV, cúm, sởi,...) và cách phòng chống. Giải thích được các bệnh do virus thường lây lan nhanh, rộng và có nhiều biến thể.
Thực hiện được dự án hoặc đề tài điều tra một số bệnh do virus gây ra và tuyên truyền phòng chống bệnh.
2. Phát triển năng lực/kĩ năng
Năng lực tự học: thông qua các hoạt động tự đọc sách, tóm tắt nội dung, tự trả lời câu hỏi và đặt ra các câu hỏi tìm hiểu kiến thức của bài.
Năng lực diễn đạt bằng văn bản và giao tiếp: thông qua các hoạt động viết tóm tắt nội dung kiến thức đọc được và thuyết trình trước tổ, nhóm hay trước lớp.
Năng lực giao tiếp, hợp tác, lãnh đạo: thông qua thảo luận nhóm, rèn kĩ năng lắng nghe, chia sẻ, điều hành nhóm.
Năng lực tư duy logic và nghiên cứu khoa học: thông qua các hoạt động nghiên cứu giả định.
Tích hợp kiến thức của các môn học, kết nối kiến thức mới với kiến thức đã học và vận dụng những gì đã học vào giải quyết các vấn đề của đời sống.
3. Thái độ
Thấy được vai trò quan trọng của hoá học trong nghiên cứu và học tập môn Sinh học, qua đó có nhu cầu tìm hiểu thêm về cơ sở hoá học của sự sống.
Khi hiểu được những ứng dụng thực tiễn của kiến thức sinh học vào đời sống, HS càng thêm yêu thích môn học.
II NHỮNG VẤN ĐỀ CẦN LƯU Ý
Virus đang gây đại dịch cho nhân loại và loài người sẽ luôn phải sẵn sàng đương đầu với những đại dịch ngày một nguy hiểm hơn vì sự tiến hoá của virus luôn song hành với sự tiến hoá của vật chủ. Sự phát triển về mặt khoa học và công nghệ giao thông vận tải của con người trong những thập kỉ qua đã góp phần làm phát tán virus khắp toàn cầu. Sự phát triển của sinh học phân tử cần phải hướng đến những nghiên cứu nhằm kịp thời sản xuất ra các
loại vaccine mới nhanh hơn, hiệu quả hơn để chống lại virus cũng như cách phòng chống sự lây nhiễm của virus một cách có hiệu quả. Bài học về virus chắc chắn đe
loại vaccine mới nhanh hơn, hiệu quả hơn để chống lại virus cũng như cách phòng chống sự lây nhiễm của virus một cách có hiệu quả. Bài học về virus chắc chắn đem lại nhiều hứng thú cho HS. Dưới đây chúng tôi cung cấp thông tin thêm về sự xuất hiện của những dạng virus gây bệnh mới xuất hiện (được gọi là virus mới nổi) cũng như những giả thuyết về nguồn gốc ban đầu của virus cùng các bằng chứng ủng hộ các giả thuyết.
1. Làm thế nào virus có thể"bắt" tế bào ngừng các hoạt động của mình để tổng
hợp nên virus mới?
Khi virus đã xâm nhập được vào bên trong tế bào chủ, một số gene của virus được gọi là gene sớm (early genes) có các promoter có ái lực cao với RNA polymerase của tế bào chủ khiến enzyme này đến phiên mã các gene sớm của virus. Protein của những gene sớm của virus lập tức ức chế sự phiên mã các gene của tế bào chủ, các enzyme của virus phân giải DNA của tế bào chủ lấy nguồn nucleotide để tổng hợp vật chất di truyền của virus. Một số
protein của các gene sớm của virus lại kích hoạt sự phiên mã của các gene muộn. Những gene muộn hoạt động tổng hợp ra các protein cấu tạo nên vỏ capsid và các protein và enzyme cần thiết để lắp ráp các virus mới cũng như giải phóng virus khỏi tế bào chủ. Tuỳ từng loại virus, toàn bộ quá trình từ lúc xâm nhập vào tế bào cho tới khi phá huỷ tế bào chủ giải phóng ra các virus mới chỉ mất chừng nửa giờ.
Hệ gene của virus
Virus lây nhiễm vào tế bào chủ Virus sử dụng enzyme RNA polymerase của tế bào chủ để phiên mã các gene sớm Promoter Các gene sớm Các gene muộn
Promoter
Phiên mã mRNA Dịch mã
Một loại protein của các gene sớm Một loại protein khác ức chế sự phiên mã các gene của tế nữa của các gene sớm bào chủ kích hoạt quá trình phiên mã các gene muộn Một loại protein khác của các gene sớm kích hoạt sự tổng hợp hệ gene Gene muộn hoạt động của virus tổng hợp các protein
tạo nên vỏ capsid và các enzyme cần cho sự lắp ráp và giải phóng virus
Hình 7.1. Virus điều khiển tế bào chủ tổng hợp nên các thành phần và yếu tố cần thiết
để tạo ra virus mới
2. Virus mới nổi phát sinh như thế nào? Hình 7.2 cung cấp sơ đồ cho thấy sự tiến hoá của một chủng virus cúm ở động vật không có khả năng lây nhiễm sang người.
2. Virus mới nổi phát sinh như thế nào?
Hình 7.2 cung cấp sơ đồ cho thấy sự tiến hoá của một chủng virus cúm ở động vật không có khả năng lây nhiễm sang người. Chủng này bị đột biến khiến gai protein thay đổi làm chúng có thể xâm nhập vào tế bào ở người nhưng không có khả năng phát tán từ người sang người. Một tế bào người nhiễm đồng thời hai chủng virus cúm (rất hiếm gặp) từ hai nguồn khác nhau mà cả hai loại virus này đều không có khả năng lây nhiễm từ người này sang người khác. Tuy nhiên, khi ở trong cùng một tế bào, vật chất di truyền của hai loại virus có thể tái tổ hợp với nhau tạo ra một hạt virus mới và virus mới này có khả năng lây truyền từ người này sang người khác. Đây là một ví dụ về sự hình thành virus mới nổi gây bệnh ở người bằng cách đột biến và tái tổ hợp di truyền.
Virus cúm không có khả năng lây nhiễm cho người
Virus cúm bị đột biến thành chủng mới có thể lây nhiễm vào tế bào người
Hai chủng virus từ 2 nguồn khác nhau cùng nhiễm vào một tế bào người nhưng đều không phát tán được từ người này sang người khác Tế bào chủ
Đột biến
Virus chủng mới được giải phóng ra khỏi tế bào chủ và có khả năng lây nhiễm từ người sang người
Hình 7.2. Cơ chế phát sinh virus mới nổi
Virus đột biến có khả năng lây nhiễm cho người Đột biến
Virus có khả năng lây nhiễm vào tế bào người nhưng không thể phát tán từ người sang người
RNA của virus
RNA từ 2 chủng virus được tái bản Nhân trong nhân
Các virus mới lắp ráp có RNA tái tổ hợp và các virus mới mang RNA từ 2 chủng virus mang RNA tái tổ hợp
3. Virus khởi nguồn từ đâu? Virus tiến hoá từ dạng này sang dạng khác nhờ đột biến và tái tổ hợp vật chất di truyền giữa các chủng khác nhau. Tuy vậy, virus đầu
3. Virus khởi nguồn từ đâu?
Virus tiến hoá từ dạng này sang dạng khác nhờ đột biến và tái tổ hợp vật chất di truyền giữa các chủng khác nhau. Tuy vậy, virus đầu tiên xuất hiện trên Trái Đất từ đâu ra? Các nhà khoa học đưa ra 3 giả thuyết về nguồn gốc của virus.
a) Giả thuyết cấp tiến (progressive hypothesis) hay còn gọi là giả thuyết trốn thoát
(escape hypothesis). Giả thuyết này cho rằng virus được hình thành là do các yếu tố di truyền vận động như transposon hoặc các plasmid nhỏ (đoạn DNA vòng nhỏ) thoát khỏi tế bào rồi lây nhiễm sang các tế bào khác. Theo giả thuyết này, nguồn gốc của virus có thể truy vết tận cùng đến loại sinh vật mà nó được hình thành như archaea, nấm, protista, thực vật và động vật. Nguồn gốc đa dạng kiểu này của virus có được nhiều bằng chứng ủng hộ khi so sánh sự giống nhau giữa vật chất di truyền của virus với vật chất di truyền của tế bào chủ mà chúng lây nhiễm. Vật chất di truyền của virus giống với vật chất di truyền của tế bào chủ
nhiều hơn so với vật chất di truyền của loại virus khác.
b) Giả thuyết thoái hoá (regressive hypothesis): Giả thuyết này cho rằng virus được
hình thành do tế bào nhỏ bị thoái hoá mất dần các bộ phận và phải sống kí sinh trong tế bào khác. Bằng chứng ủng hộ cho giả thuyết này là có một số loại tế bào sống kí sinh trong các tế bào khác như vi khuẩn chlamydia và rickettsia. Những vi khuẩn này sống kí sinh và sinh sản bên trong các tế bào lớn hơn. Các nhà khoa học cũng tìm thấy một số bằng chứng khác ủng hộ cho giả thuyết này. Đó là có một số virus khổng lồ (có kích thước lớn gần bằng tế bào) chứa một số gene quy định các protein cấu thành nên bộ máy dịch mã của tế bào. Họ cho rằng những virus khổng lồ được hình thành do sự thoái hoá của những tế bào tổ tiên sống tự do và có cấu trúc phức tạp hơn. Sau đó, những tế bào thoái hoá này có khả năng sống kí sinh trong tế bào khác và mất dần những gene quy định protein tham gia vào quá trình tổng hợp protein. Giả thuyết này có thể giải thích được virus tiến hoá trước các loại tế bào chủ mà chúng hiện đang lây nhiễm.
c) Giả thuyết virus xuất hiện trước tiên (virus-first hypothesis): Giả thuyết này cho
rằng virus xuất hiện trước hoặc cùng tiến hoá với các tế bào vật chủ, thậm chí ở giai đoạn trước khi sinh vật được phân hoá thành 3 siêu giới (domains). Một nhóm các nhà khoa học gần đây cho rằng virus tồn tại ngay ở giai đoạn tiến hoá tiền tế bào (pre-celluar world) như những thực thể/đơn vị có khả năng tự sao chép. Dần dần, những cấu trúc này tiến hoá trở nên phức tạp hơn và có tổ chức hơn. Cuối cùng, chúng tiến hoá đến mức có thể tổng hợp nên các enzyme tổng hợp màng, thành tế bào dẫn đến hình thành những tế bào đầu tiên. Bằng chứng cho giả thuyết này là người ta tìm thấy sự giống nhau giữa cấu trúc protein vỏ capsid cũng như sự giống nhau về vật chất di truyền của một số loại virus với những loại archaea và vi khuẩn mà chúng lây nhiễm. Một số nhà sinh học phân tử theo giả thuyết này cho rằng rất khó để có thể xảy ra sự tiến hoá độc lập dẫn đến sự tương đồng như vậy.
d) Phát hiện mới về sự tiến hoá của virus: Hơn một thập kỉ qua, các nhà sinh học đã
phát hiện ra nhiều loại virus mới trong đó có một loại đặc biệt có tên là polydnavirus. Đây
là loại virus chứa nhiều vòng DNA mạch kép được bao bọc trong vỏ capsid và lớp vỏ ngoài. Mỗi phân tử DNA dạng vòng chứa một phần hệ gene của virus. Loại virus n
là loại virus chứa nhiều vòng DNA mạch kép được bao bọc trong vỏ capsid và lớp vỏ ngoài. Mỗi phân tử DNA dạng vòng chứa một phần hệ gene của virus. Loại virus này được tìm thấy trong các tế bào buồng trứng của nhiều loài ong kí sinh. Polydnavirus đặc biệt ở chỗ DNA dạng vòng của chúng không chứa các gene quy định tổng hợp protein cần thiết cho quá trình sao chép DNA và sản sinh ra virus mới. Các gene cần thiết để sao chép DNA và sản sinh ra virus mới chỉ có ở trong hệ gene của ong kí sinh và virus chỉ có thể nhân lên trong các tế bào buồng trứng của ong. Ong kí sinh đẻ trứng nhiễm virus vào sâu bướm và virus tiết ra độc tố làm tê liệt hệ miễn dịch của sâu, vì thế ong non phát triển trong cơ thể sâu bướm và giết chết chúng. Như vậy, sự lây nhiễm của virus trong trứng ong đã đem lại lợi ích cho ong kí sinh và có thể nói, virus và vật chủ đã trải qua quá trình tiến hoá cộng sinh với nhau. Tuy vậy, câu hỏi đặt ra là tại sao hệ gene của ong kí sinh lại chứa các gene quy định tổng hợp protein của virus trong khi hệ gene của chính virus lại không có các gene này? Có giả thuyết cho rằng, hàng triệu năm trước, hệ gene của virus đã tích hợp vào hệ gene của ong
kí sinh và mối quan hệ cộng sinh giữa virus và ong kí sinh đã được tiến hoá và duy trì đến ngày nay. Giả thuyết này đã được Bézier, Annie và các cộng sự chứng minh bằng công trình nghiên cứu xác định được sự biểu hiện của 22 gene khác nhau trong các tế bào buồng trứng của ong kí sinh, nơi sản sinh ra polydnavirus. Những gene này có trong hệ gene của ong kí sinh và giống với những gene chủ chốt của nudvirus, một họ virus kí sinh ở côn trùng. Nhiều gene trong số này mã hoá cho protein của polydnavirus. Những gene này có ở nhiều họ ong kí sinh khác nhau - những họ có polydnavirus lây nhiễm. [Nguồn: Benzier, Annie, et al., "Polydnaviruses of Braconid Wasps Derive from an Ancestral Nudivirus," Science, Vol. 323, No. 5916 (Feb. 13, 2009): 926-930 dẫn từ Biology-cengage của Eldra P. Salomon et al. 2019].
Dù nguồn gốc của virus là thế nào thì thực tế cho thấy, virus có vai trò quan trọng trong sự tiến hoá của sinh giới. Virus có thể tiến hoá bằng nhiều cơ chế khác nhau từ những nguồn gốc khác nhau và có thể truyền gene của chúng vào các tế bào chủ cung cấp nguồn gene mới đáng kể cho tế bào chủ trong quá trình tiến hoá. Nghiên cứu về virus cũng như sự tiến hoá của chúng giúp con người có được những biện pháp hữu hiệu hơn đối phó với các đại dịch do virus gây ra trong tương lai.
III GỢI Ý TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC
BÀI 24. KHÁI QUÁT VỀ VIRUS Hoạt động mở đầu
GV có thể dẫn dắt HS vào bài bằng câu hỏi mở đầu của bài trong SGK hoặc bằng các câu hỏi liên quan đến những kiến thức về virus mà các em đã được học ở lớp dưới hay các thông tin về dịch bệnh do virus trong thực tế.
Hoạt động hình thành kiến thức HS khi tự trả lời được các câu hỏi nêu trong các mục Dừng lại và suy ngẫm là đã đạt được kiến thức tối thiểu trong yêu cầu cần đạ
Hoạt động hình thành kiến thức
HS khi tự trả lời được các câu hỏi nêu trong các mục Dừng lại và suy ngẫm là đã đạt được kiến thức tối thiểu trong yêu cầu cần đạt của chương trình. Để đạt mục tiêu này, GV có thể thực hiện nhiều cách khác nhau ở các bài khác nhau sao cho sinh động để HS không cảm thấy nhàm chán mà ngược lại phải thấy thích thú.
Ví dụ: Nếu các bài trước GV cho HS đọc sách rồi trình bày câu trả lời bằng văn bản hoặc thuyết trình thì bài này có thể để HS trình bày các bảng, biểu giới thiệu về virus mà mình sưu tầm được theo các chủ đề:
Khái niệm virus, lịch sử phát hiện ra virus.
Hình thái, cấu trúc bên ngoài của virus.
Các hình thức nhân lên của virus.
Vai trò của virus trong sinh giới.
Khái niệm vật chủ, phổ vật chủ.
Các hoạt động học tập như vậy giúp HS rèn luyện năng lực học tập và hiểu sâu kiến thức.
(1) Mục I. Virus và các đặc điểm chung của virus
Gợi ý trả lời câu hỏi:
Câu 1: Trong SGK không đưa ra một định nghĩa về virus. Tuy vậy, qua đọc mô tả các
đặc điểm của virus, HS có thể nêu khái niệm về virus theo nhiều cách khác nhau miễn là thể hiện được các đặc điểm chung của virus. Đây cũng là cách mà SGK muốn để HS tự học, tự hình thành nên khái niệm mà không học thuộc lòng những khái niệm có trong sách. Một trong số cách mô tả khái niệm virus là: Virus là một dạng vật chất được cấu tạo chủ yếu bởi protein và nucleic acid. Virus sống kí sinh trong tế bào và chỉ được nhân bản trong các tế bào sống. Do vậy, có thể nói virus là tác nhân gây bệnh cho tế bào và các sinh vật.
Virus không được xem là vật sống vì theo học thuyết tế bào, mọi sinh vật được cấu tạo từ một hoặc nhiều tế bào, trong khi đó virus chưa có cấu tạo tế bào hoàn chỉnh, chúng không có đủ các enzyme cũng như các cấu trúc tế bào cần thiết để có thể tự tiến hành các hoạt động chuyển hoá, trao đổi chất, sinh sản và các đặc điểm khác của vật sống.
Câu 2: Tất cả các loại virus đều có chung các đặc điểm là sống kí sinh bắt buộc trong
tế bào, chỉ có thể nhân bản trong tế bào sống. Các loại virus đều có hai thành phần là protein và nucleic acid (DNA hoặc RNA).
Câu 3: HS có thể nêu các ví dụ khác nhau mà các em biết miễn là phải đúng. Ví dụ: Muỗi vằn là vật trung gian truyền virus gây bệnh sốt xuất huyết, còn muỗi Anop
Câu 3: HS có thể nêu các ví dụ khác nhau mà các em biết miễn là phải đúng. Ví dụ:
Muỗi vằn là vật trung gian truyền virus gây bệnh sốt xuất huyết, còn muỗi Anophen truyền kí sinh trùng gây bệnh sốt rét mà không phải virus. Chó, mèo cũng là vật truyền virus gây bệnh dại.
Câu 4: Virus có vật chất di truyền là RNA, ngoài vỏ capsid chúng còn có thể có thêm vỏ
ngoài giúp chúng dễ xâm nhập vào các tế bào động vật và người. Vỏ ngoài có thành phần cấu tạo tương tự như màng tế bào động vật. Ngoài ra, virus là RNA còn mang theo các enzyme phiên mã ngược và enzyme tích hợp, một số loại còn mang theo cả enzyme phân giải protein. Enzyme phiên mã ngược giúp tổng hợp DNA từ RNA của virus. Enzyme tích hợp giúp chèn DNA của virus vào hệ gene của tế bào chủ.
(2) Mục II. Quá trình nhân lên của virus
Gợi ý trả lời câu hỏi: Câu 1: HS có thể trình bày 5 bước trong quá trình nhân lên của virus như trong SGK.
Các em cũng có thể dùng sơ đồ, hình vẽ hoặc sưu tập hay tự lập trình các hình ảnh động mô tả các bước nhân lên của virus.
Câu 2: HS có thể mô tả hoặc vẽ hình để nêu lên sự khác biệt miễn sao thể hiện được
những khác biệt chính. Đó là, trong chu trình sinh tan, virus sau khi xâm nhập vào trong tế bào chúng chiếm quyền kiểm soát của tế bào để tổng hợp các bộ phận của virus, sau đó lắp ráp và giải phóng virus ra bên ngoài để tiếp tục quá trình lây nhiễm. Trong khi đó, virus trong chu kì tiềm tan sau khi xâm nhập vào tế bào lại tích hợp vật chất di truyền vào hệ gene của tế bào chủ và được nhân lên cùng với vật chất di truyền của tế bào chủ. Chỉ trong điều kiện nhất định virus mới hoạt động phiên mã, dịch mã, tái bản DNA để tạo ra các virus mới.
Hoạt động Luyện tập và vận dụng
Bài 25. Một số bệnh do virus và các thành tựu trong nghiên cứu ứng dụng virus Học đến những bài cuối của chương trình Sinh học 10, HS đã quen với cách tự học và
Bài 25. Một số bệnh do virus và các thành tựu trong nghiên cứu ứng dụng virus
Học đến những bài cuối của chương trình Sinh học 10, HS đã quen với cách tự học và có thể chủ động hơn trong các hoạt động học tập. Vì vậy, GV nên giao nhiệm vụ trước cho các nhóm HS chuẩn bị các nội dung khác nhau của bài học rồi khi lên lớp để các em đóng vai GV lên thuyết trình giảng giải lại nội dung bài. Các em có thể sử dụng tranh ảnh, trình chiếu slide hoặc bằng những cách khác nhau để thể hiện sự hiểu biết của mình về bài học cũng như trả lời các câu hỏi của các bạn trong lớp. Tuy vậy, tất cả HS phải trả lời được các câu hỏi trong các mục Dừng lại và suy ngẫm thì mới đáp ứng được yêu cầu cần đạt tối thiểu của chương trình.
Hoạt động mở đầu
GV có thể mở đầu bài học bằng câu hỏi mở đầu của bài trong SGK hoặc bằng các câu hỏi liên quan đến các bệnh thường gặp do virus hay các thành tựu ứng dụng virus trong thực tế để thu hút, tập trung sự chú ý của HS vào hoạt động khám phá bài mới.
Hoạt động hình thành kiến thức (1) Mục I. Cơ chế gây bệnh chung của virus Các câu hỏi trong mục này không khó, HS có thể đọc SGK để trả lời. GV có thể yêu cầu H
Hoạt động hình thành kiến thức
(1) Mục I. Cơ chế gây bệnh chung của virus
Các câu hỏi trong mục này không khó, HS có thể đọc SGK để trả lời. GV có thể yêu cầu HS trình bày câu trả lời trước lớp dưới nhiều hình thức khác nhau nhằm mục đích rèn các kĩ năng thuyết trình, viết, thiết kế bảng biểu,…
(2) Mục II.1. Hội chứng suy giảm miễn dịch mắc phải ở người
Gợi ý trả lời câu hỏi: Câu 1: Trên lớp vỏ ngoài của HIV có các gai protein chỉ có thể liên kết đặc hiệu được
với một số thụ thể của các loại tế bào trong hệ miễn dịch của người. Vì vậy, những tế bào không có thụ thể tương thích thì HIV không thể xâm nhập được.
Câu 2: Về lí thuyết có thể sản xuất các loại thuốc ức chế protein và enzyme tham gia vào
các giai đoạn nhân lên của HIV. Thuốc enfuvirtide (Fuzeon) là chất ức chế thụ thể mà HIV sử dụng để nhận biết và xâm nhập vào tế bào chủ. Thuốc AZT (Azidothymidine) ngăn cản quá trình phiên mã ngược tạo ra DNA từ RNA của virus; một số thuốc khác ức chế enzyme intergrate, ngăn không cho DNA của HIV tích hợp vào NST của tế bào. Một số thuốc ức chế enzyme protease của virus, ngăn cản quá trình tạo protein của virus. Một hướng nghiên cứu khác là gene liệu pháp. Các nhà khoa học làm biến đổi tế bào T để chúng không có thụ thể hoặc thụ thể với HIV bị biến đổi để HIV không thể xâm nhập vào tế bào.
(3) Mục II.2. Bệnh cúm ở người và động vật Gợi ý trả lời câu hỏi: Câu 1: Virus cúm cũng có vật chất di truyền là RNA và lớp vỏ ngoài giống như HIV. Virus cúm ch
(3) Mục II.2. Bệnh cúm ở người và động vật
Gợi ý trả lời câu hỏi: Câu 1: Virus cúm cũng có vật chất di truyền là RNA và lớp vỏ ngoài giống như HIV.
Virus cúm chỉ có chu kì sinh tan mà không có chu kì tiềm tan. Ngược lại, HIV tồn tại và
nhân lên theo chu kì tiềm tan. Số lượng phân tử RNA của virus cúm cũng nhiều hơn so với virus HIV.
Câu 2: Virus cúm lây nhiễm vào các tế bào niêm mạc đường hô hấp của người nên nếu
chúng đột biến làm các gai protein trên lớp vỏ ngoài bị biến đổi không thể liên kết được với thụ thể của tế bào niêm mạc đường hô hấp thì chúng không thể lây nhiễm được vào tế bào.
Câu 3: HS có thể vẽ hoặc mô tả theo nhiều cách khác nhau nhưng phải thể hiện được
khâu gai protein của virus liên kết với thụ thể trên màng tế bào, sau đó là quá trình thực bào, giải phóng RNA, tổng hợp các bộ phận của virus, lắp ráp virus và cuối cùng là xuất bào.
GV cũng có thể đặt câu hỏi liên quan đến những trải nghiệm của HS như: Em đã từng mắc loại bệnh nào do virus gây ra? Mô tả triệu chứng bệnh và cách chữa bệnh. HS dựa vào trải nghiệm thực tế của mình có thể đưa ra các bệnh virus thường gặp như bệnh cúm mùa, quai bị, sốt xuất huyết,…
(4) Mục II.3. Bệnh ở thực vật do virus
Gợi ý trả lời câu hỏi:
Câu 1: Tế bào thực vật có thành tế bào nên nếu như thành tế bào không bị tổn thương thì virus không thể xâm nhập được vào tế bào. Virus có thể lây nhiễm tế bào thực vật bằng nhiều cách khác nhau: (1) Tế bào bị tổn thương cơ học khiến thành tế bào bị hư hại nên virus có thể xâm nhập rồi truyền từ tế bào này sang tế bào khác. Tổn thương cơ học thậm chí do con người gây ra như dùng dụng cụ cắt tỉa cắt cành ở cây nhiễm virus rồi lại cắt
sang cây lành; (2) do côn trùng có bộ phận chích hút nhựa cây gây tổn thương tế bào và truyền virus từ cây này sang cây khác; (3) truyền theo hàng dọc, từ cây m
sang cây lành; (2) do côn trùng có bộ phận chích hút nhựa cây gây tổn thương tế bào và truyền virus từ cây này sang cây khác; (3) truyền theo hàng dọc, từ cây mẹ sang cây con qua hạt, giâm, chiết cành.
Câu 2: Gốc cây thường là nơi ẩm thấp, có điều kiện thuận lợi cho nấm mốc, virus, vi
khuẩn hại cây phát triển. Vì vậy, dùng vôi quét lên gốc cây có tác dụng tiêu diệt mầm bệnh.
GV có thể yêu cầu HS sưu tập các mẫu cây bị bệnh do virus trong thực tế hoặc hình ảnh các loại cây bị bệnh virus từ trên mạng internet; tìm hiểu cách thức truyền bệnh từ cây này sang cây khác và phương thức phòng chống.
(5) Mục II. Một số thành tựu ứng dụng virus
Gợi ý trả lời câu hỏi: Câu 1: Sử dụng thuốc trừ sâu bằng virus sẽ chỉ tác động đến một mắt xích trong chuỗi
thức ăn và không gây ô nhiễm môi trường. Trong khi sử dụng thuốc trừ sâu hoá học không chỉ tiêu diệt loài có hại mà còn tiêu diệt cả nhiều loài khác, đồng thời tồn dư thuốc trừ sâu gây hại cho nhiều loài trong chuỗi và lưới thức ăn, trong đó có con người.
Câu 2: Virus luôn biến đổi tạo ra nhiều biến thể mới nên việc sản xuất vaccine luôn bị
lạc hậu với sự tiến hoá của virus. Cần thời gian hàng năm mới có thể sản xuất ra được một loại vaccine chống một chủng virus nhưng chủng virus mới có thể xuất hiện sau hằng tháng thậm chí sau mỗi tuần.
Câu 3: Vaccine có hiệu quả ngắn hay dài còn tùy thuộc vào nhiều yếu tố. Virus biến đổi
nhanh hay chậm, kháng thể tồn tại dài hay ngắn.
GV có thể giới thiệu cho HS các loại vaccine mới chống lại SARS - CoV 2 hiện nay:
Vaccine mRNA là loại vaccine đời mới nhất mới được sản xuất để chống lại dịch
COVID 19. Các nhà khoa học đã không sử dụng nguyên virus SARS - CoV 2 đã được làm
suy yếu hay sử dụng protein của virus để kích hoạt hệ thống miễn dịch của cơ thể sản sinh ra kháng thể chống lại virus mà sử dụng các phân tử mRNA của virus quy định protein gai của virus làm vaccine. Dựa vào giải trình tự hệ gene của virus, các nhà khoa học biết được trình tự nucleotide quy định các gai protein của virus (nhờ các gai protein này mà virus liên kết và xâm nhập được vào tế bào người). Do vậy, họ có thể chủ động tổng hợp nhân tạo các phân tử mRNA quy định gai protein của virus, sau đó bao bọc chúng trong túi màng ở cấp độ nano rồi tiêm vào cơ thể người. Khi vào trong tế bào người, các ribosome của tế bào
người sẽ tiến hành dịch mã các mRNA nhân tạo đó để tạo ra các protein gai của virus. Khi đó, các tế bào miễn dịch sẽ nhận ra protein gai và tiến hành tổng hợp r
người sẽ tiến hành dịch mã các mRNA nhân tạo đó để tạo ra các protein gai của virus. Khi đó, các tế bào miễn dịch sẽ nhận ra protein gai và tiến hành tổng hợp ra các kháng thể chống lại virus. Ưu điểm của vaccine mRNA là có thể tiến hành sản xuất nhanh chóng, ngay cả khi phát hiện ra các thể đột biến có gai protein bị biến đổi thì người ta cũng có thể nhanh chóng giải trình tự hệ gene của chủng đột biến và tổng hợp nên được mRNA quy định gai protein bị đột biến để sản xuất vaccine.
Nếu có thời gian, GV có thể giới thiệu cho HS các loại vaccine protein tái tổ hợp,
vaccine truyền thống sử dụng virus đã bị bất hoạt, hoặc để HS quan tâm tự tìm hiểu thêm về các loại vaccine.
Để sản xuất được vaccine, người ta cần phải nhân virus trong phòng thí nghiệm. Việc
nhân bản virus trong phòng thí nghiệm cần phải có các loại tế bào chủ tương thích với từng loại virus. Các loại tế bào chủ được sử dụng để nhân bản các loại virus có thể là các các tế bào động vật được nuôi cấy nhân tạo, các phôi của động vật hoặc các động vật hoặc thực vật
sống. Ví dụ: Để nhân bản các virus cúm, người ta sử dụng trứng gà có phôi để cấy các chủng virus cúm vào trong các tế bào của phôi gà.
Hoạt động luyện tập và vận dụng
Gợi ý trả lời câu hỏi: Câu 1: Những virus mới thường xuất hiện do chuyển đổi từ vật chủ này sang vật chủ
khác. Vì vậy, nếu chúng ta nuôi các loài gia súc, gia cầm gần nơi ở của người hoặc săn bắt và ăn thịt động vật hoang dã thì sẽ có nguy cơ cao bị các virus động vật đột biến lây nhiễm sang người hoặc tái tổ hợp trong tế bào người tạo ra vius mới nổi gây bệnh cho người.
Câu 2: Do HIV rất dễ bị đột biến nên sử dụng cùng lúc nhiều loại thuốc khác nhau sẽ
ngăn chặn sự nhân lên của virus tốt hơn so với dùng từng loại thuốc đơn lẻ. Một chủng đột biến có thể chỉ kháng được một loại thuốc mà không thể kháng được nhiều loại thuốc.
Câu 4: Câu trả lời là không, vì virus gây bệnh khảm thuốc lá không thể lây nhiễm vào
tế bào người được vì tế bào người không có thụ thể tiếp nhận virus này.
Hoạt động ôn tập chương GV có thể kết hợp phần ôn tập chương vào trong bài thực hiện dự án điều tra một số bệnh do virus và tuyên truyền phòng chống bệnh. Cũng
Hoạt động ôn tập chương
GV có thể kết hợp phần ôn tập chương vào trong bài thực hiện dự án điều tra một số bệnh do virus và tuyên truyền phòng chống bệnh.
Cũng giống như hoạt động tổng kết kiến thức của từng chương mà các em đã thực hiện trong suốt năm học. Các em có thể tiếp tục vẽ sơ đồ kết nối các khái niệm trong chương và có thể với các khái niệm đã học ở nhiều chương trước, thậm chí kết hợp kiến thức của hoá học.
Trong quá trình ôn tập tổng kết chương cuối, GV cũng cần kết hợp liên hệ với kiến thức của các chương trước (khi có thể) để cho HS có cái nhìn tổng thể bao quát cả chương trình.
Một số câu hỏi đánh giá năng lực: Câu 1: Tại sao thuốc kháng sinh có thể diệt được vi khuẩn mà không diệt được virus?
Câu 2: Loại virus nào có thể được sử dụng làm vector trong liệu pháp gene? Câu 3: Thuốc điều trị AIDS có thực sự tiêu diệt được HIV? Giải thích. Câu 4: Giả sử em thăm vườn và quan sát thấy có cây cà chua bị bệnh do virus. Làm thế
nào em có thể biết được cách virus gây bệnh phát tán từ cây này sang cây khác. Hãy đưa ra các giả thuyết có thể có (cơ chế phát tán của virus ở thực vật) rồi phác hoạ cách tiến hành thí nghiệm kiểm chứng để biết giả thuyết nào là phù hợp, giả thuyết nào không.
Câu 5: Vì virus có cấu tạo đơn giản (chưa có cấu tạo tế bào) nên có giả thuyết cho rằng
virus là dạng sống sơ khai xuất hiện trước khi tế bào đầu tiên xuất hiện trên Trái Đất. Với những gì đã học, hãy đưa ra lập luận ủng hộ hoặc bác bỏ giả thuyết này.
Câu 6: Có giả thuyết giải thích về nguồn gốc của virus cho rằng: Virus chưa có cấu tạo
của một tế bào hoàn chỉnh là vì virus được hình thành do tế bào tồn tại trước đó bị thoái hoá một số bộ phận của tế bào. Nếu cần tìm bằng chứng ủng hộ giả thuyết virus được tiến hoá từ tế bào bị thoái hoá thì em cần tìm kiếm những bằng chứng như thế nào để ủng hộ giả thuyết này? Giải thích.
Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam xin trân trọng cảm ơn các tác giả có tác phẩm, tư liệu được sử dụng, trích dẫn trong cuốn sách này. Chịu trách nhiệm xuất bản: Ch
Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam xin trân trọng cảm ơn các tác giả có tác phẩm, tư liệu được sử dụng, trích dẫn trong cuốn sách này.
Chịu trách nhiệm xuất bản:
Chủ tịch Hội đồng thành viên kiêm Tổng Giám đốc NGUYỄN TIẾN THANH
Chịu trách nhiệm nội dung:
Tổng biên tập PHẠM VĨNH THÁI Biên tập lần đầu: NGUYỄN ĐĂNG KHÔI - NGUYỄN THUÝ VÂN Biên tập tái bản: NGUYỄN THUÝ VÂN Thiết kế sách: TRẦN NGỌC LÊ Trình bày bìa: NGUYỄN BÍCH LA Sửa bản in: NGUYỄN DUY LONG - VŨ THỊ THANH TÂM Chế bản: CÔNG TY CP DỊCH VỤ XUẤT BẢN GIÁO DỤC HÀ NỘI
Bản quyền thuộc Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam.
Tất cả các phần của nội dung cuốn sách này đều không được sao chép, lưu trữ, chuyển thể dưới bất kì hình thức nào khi chưa có sự cho phép bằng văn bản của Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam.
SINH HỌC 10 - SÁCH GIÁO VIÊN Mã số: G1HGXB001h24
In .......... cuốn (QĐ ............... SLK), khổ 19 x 26,5cm. In tại Công ty cổ phần in ...................................... Số ĐKXB: 04-2024/CXBIPH/158-2317/GD Số QĐXB: ................. / QĐ-GD ngày ... tháng ... năm 2024. In xong và nộp lưu chiểu tháng ........ năm 2024. Mã số ISBN: 978-604-0-39544-3
cover-last