Chủ đề này gồm các bài trong Chương II. Cấu trúc tế bào, Phần hai. Sinh học tế bào, Sinh học 10 THPT.Bài 10. Cấu trúc tế bào Mục IX. Màng sinh chất (Màng tế bào)Bài 11. Vận chuyển các chất qua màng sinh chấtBài 12. Thực hành: Thí nghiệm co và phản co nguyên sinh
Trang 1Chủ đề: VẬN CHUYỂN CÁC CHẤT QUA MÀNG SINH CHẤT
(Sinh học 10 - Chương trình chuẩn)
I TÊN CHỦ ĐỀ: VẬN CHUYỂN CÁC CHẤT QUA MÀNG SINH CHẤT
1 Mô tả chủ đề
Chủ đề này gồm các bài trong Chương II Cấu trúc tế bào, Phần hai Sinh học tế bào, Sinh học 10 THPT
Bài 10 Cấu trúc tế bào - Mục IX Màng sinh chất (Màng tế bào)
Bài 11 Vận chuyển các chất qua màng sinh chất
Bài 12 Thực hành: Thí nghiệm co và phản co nguyên sinh
2 Mạch kiến thức của chủ đề
2.1 Cấu trúc và chức năng của màng sinh chất
2.2 Vận chuyển các chất qua màng sinh chất
- Vận huyển thụ động
- Vận chuyển chủ động
- Nhập bào và xuất bào
2.3 Thực hành: Thí nghiệm co và phản co nguyên sinh
2.4 Vận dụng kiến thức chuyên đề vào thực tiễn
- Nêu các kiến thức có thể vận dụng vào thực tiễn
- Giải thích các hiện tượng thực tiễn
- Thiết kế các thí nghiệm, các quy trình sản xuất liên quan
3 Thời lượng
Thời lượng học trên lớp: 3 tiết
4 Nội dung kiến thức của chủ đề
4.1 Cấu trúc và chức năng của màng sinh chất
a) Cấu trúc màng sinh chất
Màng sinh chất có cấu tạo theo mô hình khảm - động:
- Cấu trúc khảm: Màng được cấu tạo chủ yếu từ lớp photpholipit kép, trên đó có điểm thêm các phân tử prôtêin và các phân tử khác Ở các tế bào động vật và người còn
có nhiều phân tử colestêron làm tăng độ ổn định của màng sinh chất Các prôtêin của màng tế bào có tác dụng như những kênh vận chuyển các chất ra vào tế bào cũng như các thụ thể tiếp nhận các thông tin từ bên ngoài
- Cấu trúc động: do lực liên kết yếu giữa các phân tử phôtpholipit, phân tử photpholipit có thể chuyển động trong màng với tốc độ trung bình 2mm/giây, các prôtêin cũng có thể chuyển động nhưng chậm hơn nhiều so với phôtpholipit Chính điều này làm tăng tính linh động của màng
b) Chức năng màng sinh chất
Trang 2- Màng sinh chất có tính bán thấm: Trao đổi chất với môi trường có tính chọn lọc: + Lớp photpholipit chỉ cho những phân tử nhỏ tan trong dầu mỡ, không phân cực
đi qua
+ Các chất phân cực và tích điện đều phải đi qua những kênh prôtêin thích hợp mới ra vào được tế bào
+ Những khối chất lỏng hoặc rắn có kích thước lớn, rất cần thiết cho tế bào thì màng phải biến dạng để vận chuyển chúng vào và ra khỏi tế bào
- Thu nhận các thông tin lí hoá học từ bên ngoài (nhờ các thụ thể) và đưa ra đáp ứng kịp thời
- Nhờ có các “dấu chuẩn” glicôprôtêin đặc trưng cho từng loại tế bào mà các tế bào của cùng 1 cùng một cơ thể có thể nhận biết nhau và nhận biết các tế bào “lạ” (tế bào của cơ thể khác)
4.2 Vận chuyển các chất qua màng sinh chất
a) Vận chuyển thụ động
+ Khái niệm:
Là phương thức vận chuyển các chất qua màng sinh chất mà không tiêu tốn năng lượng
+ Cơ sở khoa học:
Dựa theo nguyên lí khuếch tán của các chất từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng
độ nồng độ thấp Sự khuếch tán nước được gọi là sự thẩm thấu
Có thể khuếch tán bằng 2 cách:
- Khuếch tán trực tiếp qua lớp phôtpholipit kép
- Khuếch tán qua prôtêin xuyên màng
Khuếch tán phụ thuộc vào sự chênh lệch nồng độ giữa môi trường bên trong và bên ngoài tế bào và đặc tính lí hóa của chất khuếch tán
- Các chất không phân cực và có kích thước nhỏ như O2, CO2… khuếch tán trực tiếp qua lớp phôtpholipit kép
- Các chất phân cực, ion hoặc các chất có kích thước lớn như glucôzơ khuếch tán qua màng nhờ các kênh prôtêin xuyên màng
- Nước qua màng nhờ kênh aquaporin
+ Các loại môi trường bên ngoài tế bào
- Môi trường ưu trương: môi trường bên ngoài tế bào có nồng độ của chất tan cao hơn nồng độ của chất tan trong tế bào và chất tan có thể di chuyển từ môi trường bên ngoài vào bên trong tế bào hoặc nước có thể di chuyển từ bên trong ra bên ngoài tế bào
- Môi trường đẳng trương: môi trường bên ngoài có nồng độ chất tan bằng nồng
độ chất tan trong tế bào
Trang 3- Môi trường nhược trương: môi trường bên ngoài tế bào có nồng độ của chất tan thấp hơn nồng độ của chất tan trong tế bào và chất tan không thể di chuyển từ môi trường bên ngoài vào bên trong tế bào được hoặc nước có thể di chuyển từ bên ngoài vào trong
tế bào
b) Vận chuyển chủ động (vận chuyển tích cực)
- Là phương thức vận chuyển các chất từ nơi có nồng độ thấp đến nơi có nồng độ cao (ngược chiều građien nồng độ) và tiêu tốn năng lượng
- Trên màng tế bào có các bơm ứng với các chất cần vận chuyển, năng lượng được
sử dụng là ATP
- VD: Hoạt động của bơm natri-kali: 1 nhóm phôt phat của ATP được gắn vào bơm làm biến đổi cấu hình của prôtêin và làm cho phân tử prôtêin liên kết đẩy 3 Na+ ra ngoài và đưa 2 K+ vào trong tế bào
c) Nhập bào và xuất bào
+ Nhập bào
- Là phương thức đưa các chất vào bên trong tế bào bằng cách làm biến dạng màng sinh chất
- Nhập bào gồm 2 loại:
+ Thực bào: là phương thức các tế bào động vật “ăn” các loại thức ăn có kích thước lớn như vi khuẩn, mảnh vỡ tế bào…
Diễn biến: Màng tế bào lõm vào bọc lấy thức ăn và đưa thức ăn vào trong tế bào và lizôzim tiết enzim có tác dụng tiêu hóa thức ăn
+ Ẩm bào: là phương thức vận chuyển các giọt dịch vào trong tế bào
+ Xuất bào
Là phương thức đưa các chất ra bên ngoài tế bào bằng cách làm biến dạng màng sinh chất
4.3 Thí nghiệm co và phản co nguyên sinh
- Quan sát hiện tượng co và phản co nguyên sinh ở tế bào biểu bì lá cây
- Thí nghiệm co và phản co nguyên sinh và việc điều khiển sự đóng mở khí khổng
II MỤC TIÊU DẠY HỌC
Sau khi học xong chủ đề này HS có khả năng:
1.1 Kiến thức
- Trình bày được cấu trúc và chức năng của màng sinh chất (Bài 10 môn Sinh học)
- Phân biệt được khuếch tán nói chung, khuếch tán qua kênh và thẩm thấu (Vận dụng môn Vật lí để giải thích cơ chế khuếch tán)
- Giải thích được các dung dịch nhược trương, ưu trương và đẳng trương (Vận dụng kiến thức môn hóa trong việc pha chế các loại dung dịch)
Trang 4- Giải thích được thế nào là vận chuyển chủ động.
- Mô tả được các hiện tượng thực bào, ẩm bào và xuất bào
- Biết cách điều khiển sự đóng mở của các tế bào khí khổng thông qua điều khiển mức độ thẩm thấu ra vào tế bào
- Giải thích được các hiện tượng thực tiễn có liên quan và thiết lập được các thí nghiệm
co và phản co nguyên sinh (Vận dụng kiến thức môn Công nghệ để thực hiện sản xuất các loại mứt, ngâm xi rô hoa quả, giải thích cơ chế )
1.2 Kĩ năng
- Phát triển kĩ năng quan sát, so sánh, thí nghiệm thực hành
- Kĩ năng tư duy, kĩ năng giải quyết vấn đề
- Có năng lực vận dụng kiến thức các môn học Sinh học, Vật lí, Hóa học, Công nghệ để giải quyết các vấn đề thực tiễn, nội dung bài học
- Có kĩ năng vận dụng để làm các sản phẩm như mứt, ngâm các loại xi rô hoa quả
1.3 Thái độ
- Biết bảo vệ sức khỏe, biết liên hệ, giải thích hiện tượng thực tiễn
1.4 Định hướng các năng lực được hình thành
- Năng lực giải quyết vấn đề
- Năng lực tự học
- Năng lực khoa học: phân nhóm, quan sát, định nghĩa, giải thích, khảo sát
- Năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn
1.5 Bảng ma trận kiểm tra đánh giá theo hướng phát triển năng lực
Nội dung Nhận biết Thông hiểu Vận dụng
thấp
Vận dụng cao
Năng lực hướng tới
1 Cấu trúc
và chức
năng của
màng sinh
chất
- Mô tả được cấu trúc tế bào
- Trình bày được các chức năng của tế bào
- Giải thích được tính khảm động của màng sinh chất
- Nêu được vai trò của các thành phần cấu tạo của màng sinh chất
- Giải thích được tại sao màng sinh chất có cấu trúc khảm - động
- Phân tích được các vai trò cơ bản của màng sinh chất
- Giải thích được vai trò của cấu trúc khảm động của màng sinh chất
- Liên hệ được các hiện tượng thực tiễn liên quan đến cấu trúc và chức năng của màng sinh
- Năng lực giải quyết vấn đề
- Năng lực
tự học
- Năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn
Trang 5chuyển các
chất qua
màng sinh
chất
- Phân biệt được khuếch tán nói chung,
khuếch tán qua kênh và thẩm thấu
- Giải thích được các dung dịch nhược
trương, ưu trương và đẳng trương
- Giải thích được thế nào
chuyển chủ động
- Mô tả được các hiện tượng thực bào, ẩm bào
và xuất bào
- Phân biệt được vận chuyển chủ động và bị động
- Giải thích được các khái niệm vận chuyển đơn cảng, đồng cảng
- Nêu được diều kiện của hiện tượng
co và phản
co nguyên sinh
- Giải thích được cơ chế
co và phản
co nguyên sinh
- Giải thích được tại sao
ẩm bào và thực bào lại phải biến dạng màng sinh chất
- Nêu được các nội dung kiến thức liên quan đến thực tiễn
- Biết vận dụng kiến thức để giải thích các hiện tượng, tiến hành các thí nghiệm
- Phát triển năng lực quan sát, so sánh, thí nghiệm thực hành
- Năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn
nghiệm co
và phản co
nguyên sinh
- Trình bày được dụng
cụ, hóa chất cần thiết cho thí nghiệm
- Trình bày được các bước tiến hành thí nghiệm
- Thực hiện được thí nghiệm theo hướng dẫn của SGK
- Giải thích được cơ chế của thí nghiệm
- Biết cải tiến thí nghiệm
- Biết vận dụng để giải thích các hiện tượng thực tiễn
-Thiết kế được các quy trình sản xuất nông nghiệp có
Trang 6liên quan.
III ĐỐI TƯỢNG DẠY HỌC
- Đối tượng dạy học là hộc sinh lớp 10, trường THPT Thành Sen, TP.Hà Tĩnh
- Số lớp, số học sinh:
- Đặc điểm học sinh liên quan đến bài học: Học sinh đã được trang bị kiến thức môn Vật lí về cơ chế khuếch tán các chất; Môn hóa học về dung dịch, nồng độ dung dịch, các chất tan ; môn Công nghệ 10 phần Nông - Lâm - Ngư nghiệp với nhiều bài học liên quan đến vận dụng kiến thức vào thực tiễn Trong môn Sinh học học sinh được học về cấu trúc tế bào, Cấu trúc và chức năng các bào quan, Nước và vai trò của nước Các nội dung này HS có thể vận dụng để giải quyết các yêu cầu của bài học mới
IV Ý NGHĨA CỦA CHỦ ĐỀ
Chủ đề "Vận chuyển các chất qua màng sinh chất" có vai trò, ý nghĩa rất quan trọng trong thực tiễn dạy học và thực tiễn đời sống xã hội
+ Đối với thực tiễn dạy học:
- Chủ đề này giúp học sinh liên hệ được kiến thức giữa cấu tạo, chức năng của màng sinh chất với cơ chế vận chuyển các chất qua màng, trao đổi chất và năng lượng của tế bào và cơ thể
- Nội dung kiến thức gắn với nhiều cơ chế, quá trình sinh học, vật lí, hóa học, công nghệ giúp HS rèn luyện năng lực vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các vấn đề thực tiễn
- Nội dung chủ đề có rất nhiều hiện tượng, thí nghiệm thực tiễn có liên quan như làm mứt, ngâm xi rô hoa quả, muối dưa cà, bón phân cho cây trồng, rửa rau sống, dùng nước muối sát khuẩn rất gần gủi với đời sống hàng ngày của các em HS, nên khi dạy học có thể rèn luyện cho HS năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn
+ Đối với thực tiễn đời sống xã hội:
- Chủ đề là cơ sở để HS giải thích các hiện tượng thực tiễn, ứng dụng các cơ chế, quá trình vào thực tiễn sản xuất, đời sống hàng ngày góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống
- Góp phần nâng cao năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho HS, phát triển năng lực sáng tạo
- Học sinh có thể tự sản xuất, chế biến được các sản phẩm như mứt, xi rô, làm nước mắm phục vụ cuộc sống gia đình, làm hàng hóa góp phần nâng cao thu nhập
Trang 7V THIẾT BỊ DẠY HỌC, HỌC LIỆU
5.1 Chuẩn bị của GV
- Máy chiếu, máy vi tính
- Hình: Cấu trúc màng sinh chất theo cấu trúc khảm động (11 hình kèm theo 11 slide)
- File ảnh động 11.1 Khuyếch tán mùi trong không khí
- File ảnh động 11.2 Vận chuyển thụ động (qua kênh Pr)
- File ảnh động 11.3 Vận chuyển thụ động (khuyếch tán trực tiếp qua lớp photphoL)
- File ảnh động 11.5 Sự thấm lọc
- File ảnh động 11.7 Khuyếch tán qua kênh Pr có chọn lọc
- File ảnh động 11.8 Kênh Pr
- File ảnh động 11.10 TĐC chọn lọc của màng TB với môi trường
- File ảnh động 11.11 Vận chuyển chủ động Na- K
- File ảnh động 11.13.Vận chuyển Na- K thứ cấp
- File ảnh động 11.14 Bơm proton
- Mẫu vật:
+ Cọng rau muống, quả ớt
+ Lá cây thài lài tía, hoa cúc, củ hành tím
- Dụng cụ và hóa chất:
+ Kính hiển vi, dao lam, phiến kính, lá kính, ống nhỏ giọt, giấy thấm, cốc thủy tinh
+ Nước cất, dung dịch nước muối 5%
+ Dao gọt cộng rau muống
5.2 Chuẩn bị của HS
- Các sản phẩm tự làm: quả chanh ngâm muối, mứt cà rốt hoặc khoai tây , mơ ngâm, sấu ngâm
- Tìm hiểu quy trình sản xuất mứt hoa quả, cách làm nước xiro hoa quả, làm nước mắm
- Tìm hiểu các hiện tượng thực tiễn liên quan đến chủ đề
5.3 Các ứng dụng công nghệ thông tin trong việc dạy và học của bài học.
Trong dạy học chủ đề này sử dụng công nghệ thông tin để chiếu các hình ảnh về cấu trúc của tế bào, cơ chế vận chuyển các chất qua màng sinh chất, hiện tượng co và phản co nguyên sinh
Giới thiệu với HS các từ khóa để có thể vào mạng tham khảo các nội dung, các video, tư liệu khác liên quan
VI HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC VÀ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
Trang 8Hoạt động 1 Tìm hiểu cấu trúc và chức năng của màng sinh chất
1 Mục tiêu
+ Kiến thức:
- Trình bày được cấu trúc khảm - động và chức năng của màng sinh chất
- Nêu được các thành phần cấu trúc của màng sinh chất và chức năng của nó + Kỹ năng:
- Giải thích được tại sao màng sinh chất có cấu trúc khảm - động
- Vận dụng được kiến thức về cấu trúc và chức năng của màng để giải thích được các hiện tượng thực tiễn có liên quan
- So sánh được cấu trúc, chức năng của màng sinh chất và các bào quan khác + Thái độ: Chú ý chăm sóc da, bảo vệ môi trường, vệ sinh trong sinh hoạt, ăn uống hàng ngày
2 Phương pháp dạy học chủ yếu
GV sử dụng các phương pháp dạy học:
- Sử dụng câu hỏi - bải tập
- Tự nghiên cứu SGK
- Phiếu học tập
3 Tổ chức dạy học
GV: Vẽ hình câm đơn giản của màng sinh
chất lên bảng đưa yêu cầu
? Lên bảng chú thích các thành phần?
? Nêu tên thành phần chính?
? Nhắc lại đặc điểm cấu trúc của
photpholipit? (Gồm 2 phân tử Glixerin và
1 gốc photphat Đầu chứa nhóm photphat
ưa nước, đuôi chứa các axit béo kị nước)
? Nêu vai trò của từng thành phần đối với
màng?
? Giải thích tính khảm - động của màng
sinh chất?
GV: Bổ sung:
Khảm: 2 lớp photpholipit có điểm prôtêin
và các phân tử khác
Động: Các phân tử di chuyển trong phạm
vi màng
1 Cấu trúc
HS: Quan sát hình 10.2 và hình của GV đọc SGK
HS: Lên bảng chú thích và trả lời Gồm 2 TP chính: Photpholipit (2 lớp) và prôtêin
* Photpholipit : Quay 2 đuôi kị nước quay vào nhau, 2 đầu ưa nước hướng ra ngoài
* Prôtêin: có các loại :
- Prôtêin xuyên màng: vận chuyển các chất ra vào TB
- Protein bám màng: Tiếp nhận thông tin từ ngoài
* Ngoài ra:
- Colesteron: tăng ổn định của màng sinh chất
- Lipôprôtêin và glicôprôtêin : như giác quan, kênh, "dấu chuẩn" nhận biết đặc
Trang 9Trung bình cứ 15 phân tử photpholipit xếp
liền nhau lại xen vào 1 phân tử protein
trưng cho từng loại TB
HS: Trả lời lệnh: Nhận biết nhờ Lipôprôtêin và glicôprôtêin
? Nêu các chức năng của màng sinh chất
và cho vi dụ với mỗi chức năng?
2 Chức năng
HS: Trả lời :
- Vận chuyển các chất có chọn lọc
- Tiếp nhận và truyền thông tin từ bên ngoài vào trong TB
- Nhận biết các TB của cùng một cơ thể và
tế bào lạ
GV khắc sâu kiến thức cho HS bằng các câu hỏi sau:
Câu 1 Kể tên và nêu chức năng từng thành phần của màng sinh chất?
Câu 2 Tại sao nói màng sinh chất có cấu trúc khảm - động? Trình bày thí nghiệm chứng
minh?
Câu 3 Trắc nghiệm:
1 Colesteron có ở màng sinh chất của tế bào
A vi khuẩn B nấm C động vật D thực vật
2 Màng sinh chất là một cấu trúc khảm động là vì
A các phân tử cấu tạo nên màng có thể di chuyển trong phạm vi màng
B được cấu tạo bởi nhiều loại chất hữu cơ khác nhau
C phải bao bọc xung quanh tế bào
D gắn kết chặt chẽ với khung tế bào
3 Các loại màng ở các cấu trúc khác nhau của một tế bào nhân chuẩn khác nhau ở chỗ
A phốtpho lipít chỉ có ở một số loại màng
B chỉ có một số màng được cấu tạo từ phân tử lưỡng cực
C mỗi loại màng có những phân tử prôtêin đặc trưng
D chỉ có một số màng có tính bán thấm
4 Tế bào của cùng một cơ thể có thể nhận biết nhau và nhận biết các tế bào " lạ " là nhờ
A màng sinh chất có "dấu chuẩn"
B màng sinh chất có prôtêin thụ thể
C màng sinh chất có khả năng trao đổi chất với môi trường
D- cả A, B và C
5 Loại phân tử có số lượng lớn nhất trên màng sinh chất là
A protein B photpholipit C cacbonhidrat D colesteron
Hoạt động 2 Tìm hiểu vận chuyển các chất qua màng sinh chất và vận dụng kiến thức vào thực tiễn
Trang 101 Mục tiêu
+ Kiến thức
- Phân biệt được khuếch tán nói chung, khuếch tán qua kênh và thẩm thấu
- Giải thích được các dung dịch nhược trương, ưu trương và đẳng trương
- Giải thích được thế nào là vận chuyển chủ động
- Mô tả được các hiện tượng thực bào, ẩm bào và xuất bào
+ Kĩ năng
- Phát triển kĩ năng quan sát, so sánh, thí nghiệm thực hành
- Kĩ năng vận dụng được các kiến thức của bài học vào thực tiễn
+ Thái độ
Biết bảo vệ sức khỏe, biết liên hệ, giải thích hiện tượng thực tế
2 Phương pháp dạy học
GV sử dụng các phương pháp dạy học:
- Sử dụng câu hỏi - bài tập
- Sử dụng bài tập tình huống
- Sử dụng thí nghiệm
- Hướng dẫn HS lập Grap hoạt động
3 Tổ chức dạy học
T1.1 HS đọc mục I SGK và hình 11.1 a,b
T1.2 Trả lời các câu hỏi và bài tập tình huống
- Thế nào là vận chuyển thụ động?
- Nguyên lí của sự vận chuyển này là gì?
- Có những cách nào đề các chất tan khuếch tán
qua màng sinh chất?
- Những yếu tố nào ảnh hưởng đến tốc độ vận
chuyển các chất qua màng tế bào?
- Trương hợp màng TB vận chuyển các chất từ
nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp gọi là
gì?
- Tế bào hồng cầu không có thành TB nên cho vào
nước cất sẽ bị thấm nước vào và đến một lúc nào
đó TB sẽ bị vỡ TB thực vật có thành TB nên
nước chỉ thấm vào có mức độ làm TB trương lên
chứ không bị vỡ TB được Vậy tại sao TB hông
cầu của người lại không bị vỡ?
I Vận chuyển thụ động:
1 Khái niệm: Vận chuyển thụ động là
vận chuyển các chất qua màng sinh chất mà không cần tiêu tốn năng lượng
Nguyên lí vận chuyển thụ động là sự khuếch tán của các chất từ nơi có nồng độ cao dến nơi có nồng độ thấp
- Thẩm thấu: Nước từ nơi có nồng độ thấp đến nơi có nồng độ cao
- Thẩm tách: các chất hoà tan từ nơi
có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp
2 Các kiểu vận chuyển qua màng:
- Khuếch tán trực tiếp qua lớp phôtpholipit kép gồm các chất không phân cực và các chất có kích thước nhỏ như CO2, O2…
