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,
Trang 1Chuyên đề: VẬN CHUYỂN CÁC CHẤT QUA MÀNG SINH CHẤT
1 Mô tả chuyên đề
Chuyên 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 chuyên 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 chuyên 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 cóđiểm thêm các phân tử prôtêin và các phân tử khác Ở các tế bào động vật và ngườicòn có nhiều phân tử colestêron làm tăng độ ổn định của màng sinh chất Các prôtêincủa màng tế bào có tác dụng như những kênh vận chuyển các chất ra vào tế bào cũngnhư 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 tửphotpholipit có thể chuyển động trong màng với tốc độ trung bình 2mm/giây, các
Trang 2prôtêin cũng có thể chuyển động nhưng chậm hơn nhiều so với phôtpholipit Chínhđiều này làm tăng tính linh động của màng.
4.2 Vận chuyển các chất qua màng sinh chất
- 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 vàbên 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 trựctiếp qua lớp phôtpholipit kép
Trang 3- Các chất phân cực, ion hoặc các chất có kích thước lớn như glucôzơ khuếchtán 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 tancao hơn nồng độ của chất tan trong tế bào và chất tan có thể di chuyển từ môi trườngbên ngoài vào bên trong tế bào hoặc nước có thể di chuyển từ bên trong ra bên ngoài tếbào
- Môi trường đẳng trương: môi trường bên ngoài có nồng độ chất tan bằng nồng
độ chất tan trong tế bào
- Môi trường nhược trương: môi trường bên ngoài tế bào có nồng độ của chấttan thấp hơn nồng độ của chất tan trong tế bào và chất tan không thể di chuyển từ môitrường bên ngoài vào bên trong tế bào được hoặc nước có thể di chuyển từ bên ngoàivào 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 lượngđược sử dụng là ATP
- VD: Hoạt động của bơm natri-kali: 1 nhóm phôt phat của ATP được gắn vàobơm 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
Trang 4+ Xuất bào
Là phương thức đưa các chất ra bên ngoài tế bào bằng cách làm biến dạngmàng 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 dụngmôn Vật lí để giải thích cơ chế khuếch tán)
- Giải thích được các dung dịch nhược trương, ưu trương và đẳng trương (Vận dụngkiến thức môn hóa trong việc pha chế các loại dung dịch)
- 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 thínghiệm co và phản co nguyên sinh (Vận dụng kiến thức môn Công nghệ để thực hiệnsản 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
Trang 5- 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
III ĐỐI TƯỢNG DẠY HỌC
- Đối tượng dạy học là hộc sinh lớp 10, trường THPT Thành Sen
IV Ý NGHĨA CỦA BÀI HỌC
Bài học "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 củamàng sinh chất với cơ chế vận chuyển các chất qua màng, trao đổi chất và năng lượngcủa 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 quyếtcác vấn đề thực tiễn
- Nội dung chủ đề có rất nhiều hiện tượng, thí nghiệm thực tiễn có liên quannhư làm mứt, ngâm xi rô hoa quả, muối dưa cà, bón phân cho cây trồng, rửa rau sống,
Trang 6dùng nước muối sát khuẩn rất gần gủi với đời sống hàng ngày của các em HS, nênkhi 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:
- Bài học là cơ sở để HS giải thích các hiện tượng thực tiễn, ứng dụng các cơchế, quá trình vào thực tiễn sản xuất, đời sống hàng ngày góp phần nâng cao chấtlượng cuộc sống
- Góp phần nâng cao năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho HS, pháttriển năng lực sáng tạo
- Học sinh có thể tự sản xuất, chế biến được các sản phẩm như mứt, xi rô, làmnước mắm phục vụ cuộc sống gia đình, làm hàng hóa góp phần nâng cao thu nhập
V 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
Trang 7+ Dao gọt cộng rau muống.
- 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, cácvideo, tư liệu khác liên quan
VI HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC VÀ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
Hoạt 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
Trang 8- 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
Trung bình cứ 15 phân tử photpholipit xếp
liền nhau lại xen vào 1 phân tử protein
1 Cấu trúc
HS: Quan sát hình 10.2 và hình của GVđọc SGK
HS: Lên bảng chú thích và trả lời Gồm 2 TP chính: Photpholipit (2 lớp) vàprôtêin
* Photpholipit : Quay 2 đuôi kị nước quayvào nhau, 2 đầu ưa nước hướng ra ngoài
HS: Trả lời lệnh: Nhận biết nhờLipôprôtêin và glicôprôtêin
? Nêu các chức năng của màng sinh chất
và cho vi dụ với mỗi chức năng?
Trang 9Câu 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
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
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
1 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
Trang 10- 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
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
I Vận chuyển thụ động:
1 Khái niệm: Vận chuyển thụ động là vận
chuyển các chất qua màng sinh chất màkhông cần tiêu tốn năng lượng
Nguyên lí vận chuyển thụ động là sựkhuếch tán của các chất từ nơi có nồng độcao dến nơi có nồng độ thấp
- Thẩm thấu: Nước từ nơi có nồng độ thấpđến nơi có nồng độ cao
- Thẩm tách: các chất hoà tan từ nơi cónồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp
2 Các kiểu vận chuyển qua màng:
- Khuếch tán trực tiếp qua lớp phôtpholipitkép gồm các chất không phân cực và cácchất cóc kích thước nhỏ như CO2, O2…
Trang 11mức độ làm TB trương lên chứ không bị vỡ
TB được Vậy tại sao TB hông cầu của
người lại không bị vỡ?
- Khuếch tán qua kênh prôtein xuyên mànggồm các chất phân cực có lích thướclớn(Gluxit)
- Khuếch tán qua kênh prôtein đặc hiệu theo
cơ chế thẩm thấu (các phân tử nước)
3 Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ khuếch tán qua màng:
- Nhiệt độ môi trường:
- Sự chênh lệch nồng độ các chất trong vàngoài màng
* Một số laọi môi trường:
- Ưu trương: nồng độ chất tan ngoài tế bàocao hơn trong tế bào
Đẳng trương: nồng độ chất tan ngoài tế bào
và trong tế bào bằng nhau
Nhược trương; nồng độ chất tan ngoài tếbào thấp hơn trong tế bào
- Ở người, nồng độ urê trong máu thấp hơn
trong nước tiểu; nồng độ đường trong nước
tiểu cao hơn so với trong máu Hãy cho biết
urê và đường vận chuyển theo hướng nào
(từ máu vào nước tiểu hay ngược lại) Vì
1 Khái niệm: Vận chuyển chủ động là
phương thức vận chuyển các chất qua màng
tế bào từ nơi có nồng độ thấp đến nơi cónồng độ cao(ngược dốc nồng độ) và có sựtiêu tón năng lượng
Trang 12T3.2 Trả lời các câu hỏi và bài tập tình
huống
- Thế nào là nhập bào, xuất bào?
- Mô tả nhập bào, xuất bào?
- Làm thế nào để chọn được các chất cần
thiết in số hàng loạt các chất có ở xung
quanh để đưa vào TB?
III Nhập bào và xuất bào:
1 Nhập bào: là tế bào đưa các chất vào bên
trong bằng cách biến dạng màng sinh chất
- Thực bào: TBĐV ăn các hợp chất có kíchthước lớn(chất rắn) nhờ các enzim phânhuỷ
- ẩm bào: đưa các giọt dịch vào tế bào
2 Xuất bào: Các chất thải trong túi kết hợp
với màng sinh chất đẩy ra ngoài tế bào.T3.3 Lập grap về hiện tượng nhập bào và
xuất bào
T3.4 GV tổ chức kiểm tra, đánh giá
T4.1 Trả lời các CH-BT, tình huống vận
dụng kiến thức vào thực tiễn
HS chia thành các nhóm, thảo luận và trả
lời các câu hỏi sau:
1 Vào các dịp tết, người dân thường làm
mứt bí, mứt cà rốt bằng cách luộc qua nước
sôi sau đó tẩm đường Theo em tại sao phải
luộc qua nước sôi?
2 Tại sao khi rửa rau sống nếu ta cho nhiều
muối vào để rửa rau thì sẽ bị héo?
3 Tại sao dưa muối lại có vị mặn và dăn
deo?
4 Trong việc bón phân cho cây người ta
phải làm thế nào để tránh cho cây khỏi bị
héo?
5 Khi bị thương, mất máu nhiều, bệnh
nhân có cảm giác khát Trong trường hợp
trên thì có nên cho bệnh nhân uống thật
nhiều nước để giảm cảm giác khát hay
không?
6 Chẻ cọng rau muống, chẻ một quả ớt
Trang 13thành nhiều mảnh nhỏ nếu để ở môi trường
ngoài thì không thấy gì xảy ra, nhưng nếu
đem ngâm trong nước thì thấy cọng rau
muốn cong ra phía ngoài Giải thích?
7 Giải thích tại sao người ta dùng nước
muối để sát trùng, rửa vết thương?
8 Nêu cách xào rau muống không bị quắt
lại và vẫn xanh mướt? Giải thích tại sao rau
TB động vật để trong dung dịch nhược
trương đều bị trương lên và vỡ ra”
Bạn Nga lại cho rằng: “TB động vật và TB
thực vật để trong dung dịch nhược trương
đều không thay đổi hình dạng”
Em có nhận xét gì về ý kiến của hai bạn
trên
T4.2 Lập Grap động của bài học
Hình 2.4 Grap hoạt động bài 11 Vận chuyển các chất qua màng sinh chất
GV khắc sâu kiến thức cho HS bằng các câu hỏi - bài tập sau:
Câu 1 Phân biệt các khái niệm: khuếch tán trực tiếp, khuếch tán qua kênh và vận
Trang 14Câu 3 Tại sao muốn giữa rau tươi phải thường xuyên vảy nước vào rau?
Câu 4 Nếu ta cho một tế bào hồng cầu và một tế bào thực vật vào nước cất thì hiện
tượng gì sẽ xảy ra? tại sao?
Câu 5 Tại sao tế bào hồng cầu cũng như các tế bào khác trong cơ thể người lại không
bị vỡ do thấm nhiều nước?
Câu 6 Tại sao khi xào rau, rau thường bị quắt lại? làm thế nào để rau xào không bị
quắt lại mà vẫn xanh?
Câu 7 Điền các cụm từ cho trước vào chỗ trống cho phù hợp :
Đáp án : 1A; 2B; 3C; 4D
Hoạt động 3 Thí nghiệm co và phản co nguyên sinh
Trong nội dung hoạt động này, chúng tôi đã tiến hành hướng dẫn HS vận dụngkiến thức bài 11 và nghiên cứu bài 12 tổ chức thực hiện và cải tiến thí nghiệm phù hợpvới thực tiễn
1 Mục tiêu của thí nghiệm
- Quan sát được hiện tượng co và phản co nguyên sinh ở các giai đoạn khácnhau ở 2 loại TB: TB biểu bì lá cây và TB khí khổng
- Điều khiển được sự đóng - mở khí khổng
2 Cơ sở khoa học của thí nghiệm
- Trong môi trường ưu trương, nước bị rút ra khỏi TB gây ra hiện tượng conguyên sinh
- Trong môi trường nhược trương, nước đi vào TB gây ra hiện tượng phản conguyên sinh