Chủ đề: TRAO ĐỔI NƯỚC VÀ CÁC CHẤT Ở THỰC VẬTNội dung chủ đề1. Mô tả chủ đềChủ đề này gồm các bài trong chương I Phần IV – Sinh học cơ thể Sinh học 11 THPT. Bài 1: Sự hấp thụ nước và muối khoáng ở rễ Bài 2: Vận chuyển các chất trong cây Bài 3: Thoát hơi nước2. Mạch kiến thức2.1. Sự hấp thụ nước và muối khoáng ở rễ.2.2. Quá trình vận chuyển các chất trong cây.2.3. Quá trình thoát hơi nước ở lá.2.4. Cân bằng nước và vấn đề tưới tiêu hợp lí cho cây trồng.3. Thời lượng: 3 tiết, thời gian học ở nhà 1 tuần.
Trang 1Ngày soạn: 19-21/8/2018
Ngày dạy: 27, 29/8, 08/9/2018
Tiết: 1, 2, 3
PHẦN BỐN: SINH HỌC CƠ THỂ CHƯƠNG I: CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG
A CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở THỰC VẬT
Chủ đề: TRAO ĐỔI NƯỚC VÀ CÁC CHẤT Ở THỰC VẬT
Nội dung chủ đề
1 Mô tả chủ đề
Chủ đề này gồm các bài trong chương I - Phần IV – Sinh học cơ thể - Sinh học 11 THPT.
- Bài 1: Sự hấp thụ nước và muối khoáng ở rễ
- Bài 2: Vận chuyển các chất trong cây
- Bài 3: Thoát hơi nước
2 Mạch kiến thức
2.1 Sự hấp thụ nước và muối khoáng ở rễ.
2.2 Quá trình vận chuyển các chất trong cây.
2.3 Quá trình thoát hơi nước ở lá.
2.4 Cân bằng nước và vấn đề tưới tiêu hợp lí cho cây trồng.
3 Thời lượng: 3 tiết, thời gian học ở nhà 1 tuần.
Tổ chức dạy học chủ đề
I Mục tiêu của chủ đề
1 Kiến thức
- Trình bày được các dạng nước trong cây và vai trò của nước ở thực vật.
- Trình bày được quá trình hấp thụ nước ở rễ: Đặc điểm của rễ phù hợp với chức năng hấp thụ nước và ion khoáng
- Thấy rõ quá trình hấp thụ và vận chuyển nước và chất khoáng ở rễ xảy ra theo ba giai đoạn: Từ đất vào lông hút → từ lông hút vào mạch gỗ của rễ → từ mạch gỗ của rễ vào mạch gỗ của thân.
- Nêu được cơ chế hấp thụ nước theo gradien nồng độ.
- Trình bày được quá trình vận chuyển nước và các chất trong cây.
- Bố trí được thí nghiệm đơn giản về quá trình thoát hơi nước ở lá.
- Trình bày được ý nghĩa và con đường của quá trình thoát hơi nước ở lá.
- Nêu được khái niệm cân bằng nước và vấn đề tưới nước hợp lí cho cây trồng.
2 Kỹ năng
+ Kỹ năng tư duy, kỹ năng giải quyết vấn đề.
+ Kỹ năng khoa học: Quan sát, làm thí nghiệm.
+ Kỹ năng tự học, tự nghiên cứu, hợp tác, giao tiếp.
Trang 23 Thái độ
- Yêu thích tìm hiểu kiến thức sinh học, yêu thiên nhiên.
- Học sinh tích cực tuyên truyền những hiểu biết về bảo vệ môi trường: trồng cây gây rừng…
4 Định hướng các năng lực được hình thành
a Năng lực chung
- Rèn luyện và phát triển năng lực tự học, sáng tạo: thiết kế thí nghiệm về thoát hơi nước.
- Rèn luyện và phát triển năng lực giải quyết vấn đề.
+ Vai trò của thoát hơi nước và hấp thụ nước đối với đời sống thực vật.
+ Thu thập thông tin từ sách báo, internet, thư viện, thực địa.
- Rèn luyện và phát triển năng lực quản lý.
b Các kĩ năng khoa học
- Kĩ năng quan sát: Quan sát được các kết quả thí nghiệm, hiện tượng tự nhiên về hấp thụ nước
và thoát hơi nước ở thực vật.
- Kĩ năng tìm mối liên hệ: Các yếu tố của môi trường đến sự hấp thụ nước và thoát hơi nước.
- Thiết kế thí nghiệm, làm thí nghiệm, thu thập, giải thích kết quả thí nghiệm và rút ra kết luận.
II Tài liệu và thiết bị
1 Chuẩn bị của giáo viên
- Thí nghiệm về hiện tượng ứ giọt, rỉ nhựa và sự thoát hơi nước.
- Phiếu học tập
Phiếu học tập số 1: Phân biệt dòng mạch gỗ và dòng mạch rây
Loại mạch
Cấu tạo
Thành phần
Động lực
Đáp án Phiếu học tập số 1
Loại mạch
Cấu tạo Gồm các tế bào chết là quản bào và
mạch ống
Gồm các tế bào sống là ống rây và
tế bào kèm
Thành phần Nước và các ion khoáng, một số chất
hữu cơ được tổng hợp từ rễ
Chủ yếu là saccarôzơ, axit amin, vitamin, hoocmôn TV, 1 số ion khoáng, nhiều K+
Động lực - Lực đẩy (áp suất rễ) Sự chênh lệch áp suất thẩm thấu
Trang 3- Lực hút do thoát hơi nước ở lá.
- Lực liên kết giữa các phân tử nước với nhau và với thành mạch gỗ
giữa cơ quan nguồn và các cơ quan chứa
Phiếu học tập số 2: Phân biệt hai con đường thoát hơi nước
Con đường
Nội dung Thoát hơi nước qua khí khổng Thoát hơi nước qua lớp cutin
Nơi xảy ra
Khả năng điều
chỉnh
Vận tốc
Đáp án Phiếu học tập số 2
Con đường
Nội dung Thoát hơi nước qua khí khổng Thoát hơi nước qua lớp cutin
Nơi xảy ra Qua các tế bào khí khổng ở lớp biểu bì Qua lớp cutin trên bề mặt lá
Khả năng điều
chỉnh
Được điều chỉnh nhờ cơ chế đóng mở
2 Chuẩn bị của học sinh
- Các phương tiện để thực hiện dự án gồm máy ảnh hoặc điện thoại smartphone, máy tính.
- 5 HS của lớp trong vai các nhân tố môi trường để nghiên cứu về ảnh hưởng của các nhân tố đến quá trình THN.
- Các dụng cụ, vật liệu (túi nilon sạch, trong, các loại lá, chậu cây thân thảo sống khỏe) để bố trí thí nghiệm.
* Kế hoạch học tập chủ đề:
- Phần kiến thức (học tập trên lớp): tất cả các nội dung.
- Phần kiến thức (học tập ở nhà) thuộc phần dự án được xây dựng thành kế hoạch cho mỗi nhóm (4 nhóm, mỗi nhóm 9 -10 HS) như sau:
NHÓM: ….
1 3-4 Quay phim, chụp ảnh, sưu tầm
các phim, ảnh về bộ rễ, khí khổng,
1 ngày
Trang 4hiện tượng ứ giọt, rỉ nhựa.
2 3 Làm một trong số các thí nghiệm
(rỉ nhựa, ứ giọt, thoát hơi nước) 4 ngày
3 3 Tìm kiếm tư liệu trên sách, báo,
Nội dung (2): Nhóm (1) (2): làm TN hiện tượng rỉ nhựa và thoát hơi nước, nhóm (3)
và (4) làm TN hiện tượng ứ giọt và thoát hơi nước
III Tổ chức hoạt động học
Hoạt động 1: Hoạt động khởi động
Tục ngữ có câu “Nhất nước, nhì phân, tam cần, tứ giống”, em hãy cho biết tại sao nước lại là yếu tố quan trọng hàng đầu trong sản xuất nông nghiệp?
1 Mục đích:
- Tạo tâm thế vui vẻ, thoải mái cho học sinh
- Làm bộc lộ những hiểu biết, quan niệm sẵn có của học sinh, tạo mối liên hệ giữa kiến
thức đã có (kiến thức về thực vật ở Sinh học 6, về nước và vai trò của nước ở Sinh học 10
và kiến thức hóa học) với kiến thức mới sẽ hình thành trong bài học mới (Vận chuyển nước
và các chất trong cây, thoát hơi nước ở lá).
- Giúp học sinh huy động những kiến thức, kĩ năng, kinh nghiệm của bản thân có liên quan đến bài học mới, kích thích sự tò mò, mong muốn tìm hiểu bài học mới
2 Nội dung:
- Học sinh đánh giá theo cảm tính nhận định của bản thân về vai trò của nước trong sản xuất nông nghiệp để khẳng định nước là yếu tố quan trọng hàng đầu với cây
- GV đặt vấn đề vào bài: Đối với các cây trên cạn, nước trong đất được xâm nhập vào cây
nhờ bộ phận nào?
3 Dự kiến sản phẩm học tập của học sinh:
Học sinh đánh giá được các vai trò của nước, lí do nước quan trọng nhất trong sản xuất nông nghiệp và khẳng định được đa số các cây, nước được hấp thụ vào cây nhờ bộ rễ
4 Kỹ thuật tổ chức:
- GV ổn định HS và có thể đặt câu hỏi khởi động cho HS: Từ câu tục ngữ “Nhất nước,
nhì phân, tam cần, tứ giống” em hãy đưa ra quan điểm của bản thân về vai trò của nước với sản xuất nông nghiệp.
Trang 5- GV tiếp tục dẫn vào bài bằng câu hỏi: Đối với các cây trên cạn, nước trong đất được
xâm nhập vào cây nhờ bộ phận nào?
- HS dễ dàng thực hiện câu hỏi khởi động về vai trò của nước và khẳng định được nước được xâm nhập vào cây nhờ bộ rễ
- GV dẫn vào chủ đề: Nước đóng vai trò rất quan trọng trong đời sống của cây Quá
trình hấp thụ và vận chuyển nước như thế nào? Sự vận chuyển các chất liên quan gì đến nước? Quá trình thoát hơi nước diễn ra như thế nào? Hút nước và thoát hơi nước như thế nào thì đảm bảo cho cây sinh trưởng – phát triển bình thường?
Hoạt động 2: Hình thành kiến thức mới
Cơ chế hấp thụ nước và muối khoáng, các yếu tố ảnh hưởng đến hấp thụ nước, vận chuyển các chất trong cây, thoát hơi nước và cân bằng nước.
1 Mục đích:
- HS thấy rõ đặc điểm của rễ phù hợp với chức năng hấp thụ nước và ion khoáng
- Thấy rõ quá trình hấp thụ và vận chuyển nước và chất khoáng xảy ra theo ba giai đoạn: Từ đất vào lông hút → mạch gỗ của rễ → mạch gỗ của thân.
- Nêu được cơ chế hấp thụ nước và ion khoáng.
- Trình bày được quá trình vận chuyển nước, chất khoáng và các chất hữu cơ trong cây.
- Nêu được ý nghĩa và con đường của quá trình thoát hơi nước ở lá.
- Nêu được khái niệm cân bằng nước và vấn đề tưới nước hợp lí cho cây trồng.
2 Nội dung:
I Sự hấp thụ nước và muối khoáng ở rễ
1 Cơ chế hấp thụ nước và muối khoáng
2 Ảnh hưởng của các nhân tố môi trường đến quá trình hấp thụ nước và ion khoáng
II Quá trình vận chuyển các chất trong cây
1 Dòng mạch gỗ
2 Dòng mạch rây
III Quá trình thoát hơi nước ở lá
1 Vai trò của quá trình thoát hơi nước
2 Thoát hơn nước qua lá
3 Các tác nhân ảnh hưởng đến quá trình thoát hơi nước
IV Cân bằng nước và vấn đề tưới tiêu hợp lí cho cây trồng
3 Dự kiến sản phẩm học tập của học sinh:
Nội dung I: Sự hấp thụ nước và muối khoáng ở rễ.
Trang 6Học sinh hoạt động cá nhân, hoạt động nhóm theo dõi hình ảnh minh họa về bộ rễ, nghiên cứu các dẫn liệu trong SGK, nghe gợi ý của giáo viên, vận dụng các kiến thức đã
học để trả lời câu hỏi Có những ý kiến chưa chính xác (cơ quan hút nước, đặc điểm cấu
tạo, cơ chế và con đường vận chuyển nước vào rễ) sẽ được các bạn khác và giáo viên
chỉnh sửa, hoàn chỉnh
Học sinh thông qua các kênh hình (SGK, sưu tầm) có thể mô tả đặc điểm cấu tạo của bộ
rễ cây trên cạn thích nghi với chức năng hấp thụ nước và ion khoáng, con đường xâm nhập của các chất vào rễ và cơ chế của nó
- Dòng nước từ môi trường vào rễ cây có liên quan mật thiết đến nồng độ các chất hòa tan, dựa vào đó, GV gợi ý để HS thấy rõ vấn đề: môi trường đất (dung dịch đất) có nồng
độ chất tan càng thấp thì thế nước càng cao, nước đi từ nơi có nồng độ chất tan thấp đến nơi có nồng độ chất tan cao (từ nơi có thế nước cao → nơi có thế nước thấp) ngược với chiều chất tan
Hệ rễ cây trên cạn chịu ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường như áp suất thẩm thấu của dung dịch đất, pH, độ thoáng của đất, … sẽ được thể hiện qua các hình ảnh sưu tầm của mỗi nhóm
Nội dung II: Quá trình vận chuyển các chất trong cây.
- Đại diện HS các nhóm làm TN về hiện tượng rỉ nhựa và ứ giọt nêu cách bố trí TN và báo cáo kết quả qua video thu được
- HS làm việc cá nhân để nêu những hiểu biết của mình về dòng vận chuyển các chất trong cây (dòng mạch gỗ và dòng mạch rây)
- HS các nhóm nhận PHT số 1 rồi thảo luận và hoàn thành nội dung trong thời gian khoảng 5 phút HS chỉ cần bám sát nội dung SGK để hoàn thiện, nghiên cứu kênh hình SGK và các hình sưu tầm được để hoàn thiện các nội dung trong phiếu học tập
- Sau khi các nhóm hoàn thành PHT trong thời gian quy định, giáo viên yêu cầu các nhóm chấm chéo cho nhau: HS dễ dàng hoàn thiện các ô trong cột thứ hai và ba thông qua khai thác kênh chữ trong SGK, tuy nhiên HS cần phải làm rõ đặc điểm của các tế bào (chết
và sống) của mỗi loại mạch liên quan mật thiết đến đặc điểm của dòng vận chuyển, tốc độ
di chuyển các chất trong mạch GV có thể hỗ trợ để HS tư duy để tìm nội dung đúng và
khuyến khích hoạt động tranh luận của mỗi nhóm thông qua các điểm thưởng cho mỗi nội
Trang 7dung điền (10 điểm – tổng 60 điểm) và nội dung phân tích đúng (20 điểm – tổng 40) Các nhóm có điểm cao sẽ được nhận phần thưởng.
- HS làm việc cá nhân hoặc thảo luận trong nhóm, trong cặp để trả lời câu hỏi chứa đựng
tình huống thực tiễn có vấn đề (lệnh của SGK): Qua những đêm ẩm ướt, vào buổi sáng
thường có những giọt nước xuất hiện trên đầu tận cùng của lá (đặc biệt, thường thấy ở cây Một lá mầm), hiện tượng đó gọi là sự ứ giọt (H 2.4 ) Giải thích nguyên nhân của hiện tượng
ứ giọt.
GV định hướng để HS vận dụng các kiến thức đó vào đời sống: Mỗi người cần có ý thức bảo vệ cây xanh, không chặt phá, bẻ cành, ngắt ngọn,… làm ảnh hưởng đến quá trình vận chuyển vật chất trong cây, mất mĩ quan, cây dễ bị nhiễm nấm và sâu bệnh
Nội dung I I I : Quá trình thoát hơi nước ở lá.
- Đại diện các nhóm HS làm TN về THN báo cáo cách bố trí TN đơn giản Các HS khác thảo luận về cách làm, kết quả và GV đưa ra kết luận về nội dung, GV định hướng HS đi vào các vai trò của quá trình THN
- Đại diện cá nhân HS làm rõ các vai trò của quá trình THN ở lá thông qua các số liệu từ
SGK do GV định hướng (Để tổng hợp 1 kg chất khô, ngô cần thoát 250kg nước; lúa mì,
khoai tây thoát tới 600kg Điều đó nói lên gì?)
- HS từng nhóm sẽ phản biện, tranh luận nhau về vai trò của quá trình THN và GV là người kết luận các nội dung
- GV hỏi: Thoát hơi nước xảy ra qua cơ quan nào? Gồm mấy con đường?
- HS: THN xảy ra qua lá, gồm 2 con đường: qua khí khổng và lớp cutin
- GV cho HS treo sản phẩm sưu tầm về khí khổng và yêu cầu HS phân tích được cơ chế THN qua khí khổng Các nhóm khác bổ sung và GV kết luận nội dung
- GV phát PHT số 2 (khổ A1) cho các nhóm yêu cầu các nhóm hoàn thành PHT trong thời gian 3 phút và treo đáp án trên bảng, cử HS các nhóm đánh giá chéo
- GV hỏi: Các nhân tố môi trường ảnh hưởng như thế nào đến quá trình THN ở cây?
- Các HS trong vai các nhân tố môi trường (nước, nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm và chất dinh dưỡng khoáng) thuyết trình về vai trò của mình đối với quá trình THN để tạo không khí lớp học vui vẻ, các HS khác nhận xét về vai diễn của mỗi HS
Trang 8Nội dung I V : Cân bằng nước và vấn đề tưới tiêu hợp lí cho cây trồng.
- GV đưa ra một số câu hỏi định hướng nội dung cho HS:
(1) Gọi A là lượng nước hút vào, B là lượng nước do thoát hơi nước ra ngoài Để cây phát triển bình thường cần đảm bảo yêu cầu gì?
(2) Khi A<B thì cây sẽ phát triển như thế nào?
(3) Để cây phát triển bình thường cần chú ý lượng nước cung cấp cho cây như thế nào?
- HS dễ dàng trả lời câu hỏi: Để cây phát triển bình thường thì lượng nước cây hút vào (A) phải lớn hơn hoặc bằng lượng nước do thoát hơi nước ra ngoài (B) Khi A < B thì cây thiếu nước sẽ dẫn đến cây héo, thậm chí bị chết
- Từ nội dung thảo luận đó, GV đưa ra các kết luận về vai trò của giữ cân bằng nước cho cây sinh trưởng bình thường với chế độ tưới tiêu hợp lí
4 Kỹ thuật tổ chức:
Nội dung I: Sự hấp thụ nước và muối khoáng ở rễ.
- Hoạt động cá nhân hoặc cặp đôi: HS có thể làm việc độc lập hoặc thảo luận theo cặp đôi để tìm hiểu, phân tích về cấu tạo của bộ rễ phù hợp với chức năng hấp thụ nước và chất khoáng theo sự dẫn dắt, tổ chức của GV
- GV khai thác triệt để các tư liệu, phim mà HS sưu tầm được để khắc sâu kiến thức cho HS
- GV định hướng HS đường đi của nước và các chất hòa tan bằng sơ đồ câm (trích từ hình vẽ SGK), HS không phụ thuộc SGK mà phải bằng kiến thức đã tự học để thực hiện
bài tập: Thay các chữ cái a, b, c, d, e và các số 1, 2, 3, 4 trên hình vẽ dưới đây bằng chú
thích hợp lí.
Đáp án
Trang 9a: con đường vận chuyển nước qua thành tế bào - con đường gian bào.
b: con đường vận chuyển nước qua chất nguyên sinh - con đường tế bào chất
c: lông hút
d: mạch gỗ
e: đai Caspari
1: biểu bì
2: vỏ
3: nội bì
4: trung trụ
- GV gợi ý để HS đánh giá về ưu, nhược điểm của hai con đường vận chuyển (gian bào
và tế bào chất), đánh giá về vai trò của đai Caspari trong việc chọn lọc các chất cần thiết cho cây Thông qua sơ đồ, HS thấy được 2 giai đoạn đầu của quá trình hút và vận chuyển nước: Đất → lông hút → mạch gỗ của rễ phải trải qua các cấu trúc của rễ là vỏ, nội bì, trung trụ
Nội dung II: Quá trình vận chuyển các chất trong cây.
- Kết thúc buổi 1, GV tổ chức HS các nhóm, phân công nhiệm vụ HS trong việc làm các
TN đơn giản về hệ tuần hoàn ứ giọt, gỉ nhựa và thoát hơi nước: HS chuẩn bị dụng cụ, vật liệu và thực hiện tại nhà theo nhóm, các nhóm cử HS quay video thực hiện và báo cáo sản phẩm khi học chủ đề buổi 2
- HS báo cáo sản phẩm tương ứng với các nội dung: hiện tượng ứ giọt và gỉ nhựa (nội dung Động lực dòng mạch gỗ), TN thoát hơi nước (động lực THN và vai trò THN - buổi 3) qua đó dẫn đến các kết luận về nội dung
- HS hoạt động nhóm để hoàn thành PHT số 1 và thực hiện lệnh trong SGK về hiện tượng ứ giọt GV chữa đáp án PHT của các nhóm và đánh giá hoạt động của các nhóm theo thang điểm đã đưa ra
- GV đưa ra các câu hỏi định hướng HS làm việc:
(1) Nguyên nhân nào khiến cho sự thoát hơi nước có thể tạo nên một lực hút kéo dòng nước lên trên?
(2) Vì sao các phân tử nước có thể liên kết với nhau và với thành mạch gỗ?
(3) Quan sát H 2.6 và cho biết dịch mạch rây xuất phát từ đâu, được di chuyển như thế nào?
Trang 10Nhiều HS trả lời nhưng chưa đầy đủ, HS khác đứng lên phản biện lại ý kiến và tranh luận, GV là trọng tài phân xử trong các hoạt động đó
Nội dung I I I : Quá trình thoát hơi nước ở lá.
- Các HS làm TN thoát hơi nước báo cáo về cách thực hiện và kết quả HS nêu được: Cắt lá khỏi cây đưa vào túi nilon để hạn chế mất nước, đưa lá về phòng thí nghiệm, cân được khối lượng B - đó là khối lượng tươi ban đầu, để cho lá thoát hơi nước trong điều kiện phòng thí nghiệm trong thời gian 3 giờ, đem các lá đó cân lại lần thứ 2 được khối lượng là b – khối lượng tươi sau khi gây héo Lượng nước mất x = B – b Nếu x càng lớn, lượng nước thoát càng nhiều và ngược lại), HS báo cáo các số liệu thu được từ các loại lá khác nhau với khối lượng lá TN phải lớn để độ chính xác cao (Cách bố trí TN được GV định hướng vào cuối buổi 1 của chuyên đề để HS nắm quy trình và thực hiện)
- Hoạt động cá nhân: các cá nhân tự nghiên cứu và trình bày vai trò của quá trình THN thông qua các kiến thức đã thu lượm được, qua kết quả TN và tìm hiểu ở SGK GV chốt vấn đề và lưu ý HS về vai trò THN liên quan đến quang hợp là quan trọng nhất đối với cây
vì quá trình này tạo ra hầu hết sinh khối cho Trái Đất
- GV phát PHT số 2 (khổ A1), HS các nhóm thảo luận và hoàn thành PHT trong thời gian 3 phút rồi treo lên bảng và chấm chéo GV cho HS đánh giá, nhận xét và đưa ra nội dung chính xác
- Để tìm hiểu về các nhân tố môi trường ảnh hưởng đến quá trình THN, GV phải chọn 5
HS có khả năng thuyết trình, hùng biện đóng vai 5 nhân tố môi trường để tự nói về mình với quá trình THN Nội dung này phải được hướng dẫn ở cuối buổi 2 (hoặc sớm hơn, từ buổi 1) là cách để thay đổi không khí lớp học
Nội dung I V : Cân bằng nước và vấn đề tưới tiêu hợp lí cho cây trồng.
- GV đưa ra một số câu hỏi định hướng cho HS để HS thảo luận và trả lời:
(1) Gọi A là lượng nước hút vào, B là lượng nước do thoát hơi nước ra ngoài Để cây phát triển bình thường cần đảm bảo yêu cầu gì?
(2) Khi A<B thì cây sẽ phát triển như thế nào?
(3) Để cây phát triển bình thường cần chú ý lượng nước cung cấp cho cây như thế nào?