Bồi dưỡng học sinh giỏi là một trong những nhiệm vụ trọng tâm của giáo viên trong năm học. Là giáo viên trực tiếp giảng dạy và bồi dưỡng học sinh giỏi sinh học THPT trong nhiều năm, tôi thấy kiến thức sinh lí lớp 11 mang nặng lí thuyết, thời lượng học trên lớp lại rất ít trong khi đó nội dung các đề thi chọn học sinh giỏi lại đòi hỏi tính ứng dụng cao. Điều này gây khó khăn cho giáo viên và học sinh. Để góp phần nâng cao chất lượng đội tuyển học sinh giỏi môn Sinh học lớp 11, tôi mạnh dạn nghiên cứu chuyên đề: “Bồi dưỡng học sinh giỏi Sinh học 11 – vấn đề trao đổi nước ở thực vật”.
Trang 1I các bước bồi dưỡng học sinh giỏi sinh học 11 4
1 Tổng quan về trao đổi nước và ion khoáng 5
2 Tóm tắt nội dung chính bằng sơ đồ tư duy` 5
GIỚI THIỆU
1
Trang 2Tác giả chuyên đề Phạm Thị Mến
Tên chuyên đề Bồi dưỡng học sinh giỏi Sinh học 11 –
Vấn đề trao đổi nước ở thực vật
Phần 1: ĐẶT VẤN ĐỀ
2
Trang 3Bồi dưỡng học sinh giỏi là một trong những nhiệm vụ trọng tâm của giáo viêntrong năm học Là giáo viên trực tiếp giảng dạy và bồi dưỡng học sinh giỏi sinh họcTHPT trong nhiều năm, tôi thấy kiến thức sinh lí lớp 11 mang nặng lí thuyết, thời lượnghọc trên lớp lại rất ít trong khi đó nội dung các đề thi chọn học sinh giỏi lại đòi hỏi tínhứng dụng cao Điều này gây khó khăn cho giáo viên và học sinh Để góp phần nâng caochất lượng đội tuyển học sinh giỏi môn Sinh học lớp 11, tôi mạnh dạn nghiên cứu
chuyên đề: “Bồi dưỡng học sinh giỏi Sinh học 11 – vấn đề trao đổi nước ở thực vật”
3
Trang 4II CÁC GIAI ĐOẠN TRONG BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI SINH HỌC 11 Giai đoạn 1: Hướng dẫn học sinh học trên lớp
Khi giảng dạy nội dung sách giáo khoa cần chú ý đảm bảo các yêu cầu sau:
- Nội dung ngắn gọn, đơn giản, dễ hiểu
- Hạn chế tối đa việc giáo viên đọc nội dung cho học sinh chép khi học sinh khônghiểu bài( trong trường hợp gặp nội dung khó hiểu giáo viên cần chuẩn bị bài kĩ, giảngcho học sinh hiểu sau đó yêu cầu một vài học sinh lên bảng trình bày lại, các học sinhkhác ở dưới tự trình bày ra nháp, sau đó giáo viên chính xác hóa lại kiến thực một lầnnữa rồi yêu cầu học sinh ghi chép vào vở theo ý hiểu)
- Tạo hứng thú học tập cho học sinh bằng cách tổ chức các hoạt động học tập sinhđộng như hoạt động nhóm, chơi game (Phần này cần chuẩn bị rất kĩ của giáo viên vềthiết kế, dụng cụ,…mất khá nhiều thời gian)…cố gắng để học sinh tự học, tự tìm hiểukiến thức, giáo viên là người hướng dẫn, giải đáp thắc mắc của học sinh
- Khi kết thúc một bài, một vấn đề giáo viên luôn cố gắng hướng dẫn học sinhtóm tắt nhanh toàn bài, toàn vấn đề và yêu cầu học sinh hoàn thành bài tập, câu hỏi sáchgiáo khoa
Giai đoạn 2: Hướng dẫn học sinh tự học lí thuyết
Gồm các giai đoạn sau:
- Giáo viên yêu cầu học sinh đối chiếu sách giáo khoa cơ bản và sách giáo khoanâng cao để bổ sung kiến thức mà sách cơ bản không trình bày
- Học sinh tự làm sơ đồ tóm tắt vào giấy A4 sau khi kết thúc một vấn đề (Giáo
viên yêu cầu mỗi vấn đề chỉ làm tối đa vào hai trang của một tờ A4 và có thời gian nộpbài cụ thể, nghiêm cấm việc sao chép của bạn hoặc tài liệu có sẵn)
- Sau khi học sinh nộp bài giáo viên kiểm tra kĩ từng bài để hướng dẫn cụ thể từnghọc sinh:
+ Bài nào thiếu thì giáo viên yêu cầu học sinh bổ sung
+ Bài nào làm ẩu thì giáo viên yêu cầu học sinh làm lại
+ Bài nào làm chưa khoa học thì giáo viên cho học sinh đó tham khảo bài của họcsinh làm tốt sau đó yêu cầu học sinh về nhà tự làm lại
4
Trang 5+ Với những học sinh chưa nộp bài giáo viên yêu cầu học sinh trình bày lí do sau
đó ra hạn thời gian cần nộp bài cho học sinh
Giai đoạn 3: Hướng dẫn học sinh làm bài tập SGK và bài tập vận dụng
Sau khi học sinh làm xong sơ đồ tư duy thì giáo viên sẽ hướng dẫn học sinh làmbài tập vận dụng theo các giai đoạn sau:
- Giáo viên giới thiệu hoặc cung cấp các tài liệu cho học sinh như:
+ SGK cơ bản và nâng cao
+ Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi Sinh học 11 – tác giả Phan Khắc Nghệ và TrầnMạnh Hùng
+ Đề thi violympic truyền thống 30/4 của các năm
+ Đề thi học sinh giỏi tỉnh từ năm 2008 tới nay của tỉnh vĩnh Phúc và các tỉnhkhác
+ Với một số học sinh xuất sắc có thể cung cấp thêm đề thi học sinh giỏi quốc giacác năm để các em tham khảo…
Theo kinh nghiệm của tôi thì hầu hết các tài liệu cần cung cấp cho học sinh tôiđều photo nhiều bản và cho học sinh mượn, thi xong yêu cầu học sinh trả lại để dùngcho khóa sau
- Trong rất nhiều tài liệu được cung cấp học sinh chỉ chú trọng đọc, tìm hiều vấn
đề đang nghiên cứu, khi gặp các câu hỏi, bài tập các em đều phải tự trả lời trước sau đókiểm tra đáp án và ghi chép tất cả các câu hỏi vận dụng mà các em tìm được vào vở Vớicác câu khó hiểu thì cần đánh dấu lại để trao đổi với bạn hoặc giáo viên
- Giáo viên kiểm tra vở ghi chép của học sinh và giải đáp thắc mắc
Giai đoạn 4: Cho học sinh làm bài kiểm tra khi kết thúc một chương hoặc phần lớn.
Giáo viên cung cấp đề cho học sinh, đề nên đảm bảo cơ bản nhưng có tính mới đểhọc sinh làm và tự đánh giá được mức độ nhận thức của bản thân
Giai đoạn 5: Giai đoạn tổng kết
Giai đoạn này bắt đầu khi cách ngày thi chính thức khoảng 10 - 15 ngày Lúc nàyhọc sinh hầu như chỉ sử dụng sơ đồ tư duy và quyển vở ghi chép của các em để học
Tôi thường cho học sinh làm việc cặp hai học sinh vấn đáp nhau tất cả các vấn đềliên quan
è Với 5 bước như trên tôi đã vận dụng và cho hiệu quả khá cao( hầu như 100% họcsinh tham gia thi đều có giải) hơn thế công tác bồi đưỡng học sinh giỏi của tôi đỡ vất vả
đi rất nhiều và học sinh không bị rối, quá áp lực vì kiến thức được dàn đều, học từ từ
III HỆ THỐNG KIẾN THỨC
1 Tổng quan các vấn đề về trao đổi nước ở thực vật
Sự hút nước ở rễ
5
Trang 6trao đổi nước ở thực
vật
Sự vận chuyển nước, ion khoáng và các chất hữu cơ trongthân
Sự thoát hơi nước
2.Tóm tắt nội dung chính bằng sơ đồ tóm tắt.
ở rễ
Cấu tạo của rễ thích nghi với chức năng hút nước và ion
khoáng
Gồm nhiều loại rễ
Rễ ăn sâu, lan rộng
Số lượng tb lông hút lớn và có thành tb mỏng, Ptt cao…
Cơ chế hấp thụ nước
và ion khoáng ở tế bào lông hút
Nước hấp thụ theo cơ chế thụ động Ion khoáng hấp thụ theo cơ chế thụ động hoặc chủ động
Dòng nước và ion khoáng
từ đất vào mạch gỗ của rễ
Con đường gian bào Con đường tế bào chất
Các yếu tố mt ả/h đến qt hấp thụ nước và ion khoáng
T o , hàm lượng O
2 , nồng độ dung dịch đất
Vận chuyển các chất trong cây
lk giữa các phân tử nước và với thành mạch gỗ
Cấu tạo: gồm các tb sống: ống rây và các tb kèm Thành phần: chủ yếu saccarozo, VTM, aa…
Động lực: sự chênh lệch áp suất thẩm thấu giữa cơ quan nguồn và cơ quan chứa
Thoát hơi
nước
Vai trò của quá trình THN
Đặc điểm của
lá thích nghi với c/n THN
Các con đường THN
Các nhân tố a/h đến qt THN và cân bằng nước trong cây trồng
Là động lực đầu trên của dòng mạch gỗ…
Giúp khí khổng mở để CO
2 khuếch tán và tham gia quang hợp
Giúp hạ T o của lá cây vào những ngày nắng nóng
Lá có dạng bản, biểu bì lá có nhiều khí khổng, có lớp cutin bao phủ toàn bộ bề mặt lá trừ khí khổng
TB khí khổng có thành trong dày, thành ngoài mỏng…
THN qua khí khổng: tốc độ nhanh và được điều chỉnh bàng sự đóng, mở khí khổng
THN qua cutin tóc độ chậm và không được điều chỉnh
Các nhân tố a/h tới sự đóng ,mở khí khổng như:
nước, ánh sáng, t o , gió, một số ion khoáng … => a/h tới qt THN của cây
Cân bằng nước trong cây là so sánh lượng nước do
rễ hút vào và lượng nước thoát ra
Trang 73 Câu hỏi và bài tập trong SGK
Câu 1(T9- SCB): Rễ thực vật trên cạn có đặc điểm hình thái gì thích nghi với chức năng
tìm nguồn nước, hấp thụ nước và hút khoáng?
Trả lời
Đặc điểm bộ rễ liên quan đến chức năng hút nước và hút khoáng:
- Rễ có khả năng đâm sâu, lan rộng.-> tăng diện tích tiếp xúc với đất
- Có khả năng hướng hoá và hướng nước
- Có đỉnh sinh trưởng và miền sinh trưởng dãn dài > rễ dài ra
- Miền lông hút phát triển -> hấp thụ được nhiều nước và muối khoáng
Câu 2 (đề HSG 2009 – 2010= T11 - SNC):
a Lông hút có đặc điểm cấu tạo như thế nào phù hợp với chức năng hút nước?
b Số lượng lông hút thay đổi trong điều kiện nào?
Trả lời
a.Cấu tạo lông hút phù hợp với chức năng hút nước:
- Thành TB mỏng, không thấm cutin -> dễ thấm nước………
- Không bào trung tâm lớn -> tạo áp suất thẩm thấu cao………
- Có nhiều ti thể -> hoạt động hô hấp mạnh -> áp suất thẩm thấu lớn…
b.Số lượng lông hút thay đổi khi:
Môi trường quá ưu trương, quá axit (chua), thiếu oxi………
Câu 3: (T9 - SCB): Hãy phân biệt cơ chế hấp thụ nước với cơ chế hấp thụ ion khoáng ở
rễ cây
Trả lời
- Cơ chế hấp thụ nước: theo cơ chế thụ động
- Cơ chế hấp thụ ion khoáng: theo cơ chế thụ động và chủ động
Câu 4(T9 - SCB) (đề HSG 2009 – 2010): Giải thích vì sao cây trên cạn bị ngập úng lâu
ngày sẽ chết?
Trả lời
* Vì: Khi bị ngập úng -> rễ cây thiếu oxi-> ảnh hưởng đến hô hấp của rễ -> tíchluỹ các chất độc hại đối với tế bào và làm cho lông hút chết, không hình thành lông hútmới-> cây không hút nước -> cây chết
Câu 5(T11 - SNC) Nêu vị trí và vai trò của đai Caspari
Trả lời
Vị trí và vai trò của đai Caspari: đai này nằm ở phần nội bì của rễ, kiểm soát vàđiều chỉnh lượng nước, kiểm tra các chất khoáng hoà tan
7
Trang 8Câu 6(T11- SNC): Trình bày con đường vận chuyển nước ở thân?
Trả lời
Nước được vận chuyển ở thân chủ yếu bằng con đường qua mạch gỗ từ rễ lên lá.Tuy nhiên nước cũng có thể vận chuyển theo chiều từ trên xuống ở mạch rây hoặc vậnchuyển ngang từ mạch gỗ sang mạch rây hoặc ngược lại
Câu 7(t11 - SCB): 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 lá của cây một lá mầm), hiệntượng đó gọi là sự ứ giọt Giải thích nguyên nhân của hiện tượng ứ giọt?
Trả lời
- Qua đêm ẩm ướt, độ ẩm tương đối của không khí quá cao đến bão hòa hơinước=> nước không thoát được ra ngoài không khí mà ứ đọng qua mạch gỗ ở tận đầucuối của lá, nơi có khí khổng
- Các phân tử nước có lực liên kết với nhau tạo sức căng bề mặt, hình thành giọtnước treo đầu tận cùng của lá
Câu 8(T11 - SNC): Tại sao hiện tượng ứ giọt chỉ xảy ra ở những cây bụi thấp và ở
những cây thân thảo?
Trả lời
- Cây bụi thấp, cây thân thảo có thân thấp nên:
+ dễ bị tình trạng bão hòa hơi nước
+ áp suất rễ đủ mạnh để đẩy nước từ rễ lên lá
Câu 9(T14 - SCB): Chứng minh cấu tạo của mạch gỗ thích nghi với chức năng vận
chuyển nước và ion khoáng từ rễ lên lá?
Trả lời
quản bào và mạch ống là những tế bào chết,
không màng, không bào quan bên trong, thành
thấm lignin, mạch ống có đầu và cuối có các
tấm đục lỗ, quản bào có các lỗ bên
Tạo ống rỗng -> giảm sức cản
Thành thấm lignin Bền chắc, chịu được áp lực của dòngnước bên trongCác lỗ bên sếp xít nhau, lỗ bên này thông với
Câu 10(T14 – SCB): Động lực nào giúp dòng nước và ion khoáng di chuyển được từ rễ
lên lá ở những cây gỗ cao lớn hàng chục mét?
Trang 9+ Lực hút do thoát hơi nước ở lá.
+ Lực liên kết giữa các phân tử nước với nhau cũng như giữa các phân tử nướcvới thành mạch gỗ
Câu 11(T14 - SCB) Nếu 1 ống mạch gỗ mạch bị tắc, dòng mạch gỗ trong ống đó có thể
đi lên được không? Tại sao?
Câu 13(T17 - SNC): Vì sao mặt trên của lá cây đoạn không có khí khổng nhưng vẫn có
sự thoát hơi nước?
Câu 15(T19 - SCB): Cây trong vườn và cây trên đồi, cây nào có cường độ thoát hơi
nước qua cutin mạnh hơn?
Trả lời
- Cây trong vườn vì tầng cutin kém phát triển do AS vườn yếu( AS tán xạ)
- Cây trên đồi có tầng cutin phát triển do AS mạnh
Câu 16(T19 - SCB): Tác nhân chủ yếu nào điều tiết độ đóng mở của khí khổng?
Trả lời
- Tác nhân chủ yếu gây đóng mở khí khổng: ánh sáng
Câu 17(T12 SNC) Giải thích: Tại sao nói thoát hơi nước là tai họa và tất yếu? = (T16
-SNC)Ý nghĩa thoát hơi nước?
Trả lời
9
Trang 10- THN là tai họa: trong suốt quá trình sinh trưởng và phát triển, TV mất đi mộtlượng nước quá lớn " nó phải hấp thụ một lượng nước lớn hơn lượng nước mất đi " đó làmột điều không dễ dàng trong điều kiện môi trường luôn thay đổi
- THN là "Tất yếu": TV cần phải thoát một lượng nước lớn " cây mới lấy đượcnước \
- Ý nghĩa của quá trình THN:
+ Tạo lực hút đầu trên
+ Làm giảm nhiệt độ bề mặt lá
+ Khí khổng mở cho CO2 khuếch tán vào lá cung cấp cho quá trình quang hợp
Câu 18(T16 - SNC) : Hãy trình bày con đường thoát hơi nước và đặc điểm của chúng? Trả lời
Có hai con đường đường thoát hơi nước là:
+ Thoát hơi nước qua khí khổng, có đặc điểm tốc độ thoát hơi nước nhanh vàđược điều chỉnh bằng sự đóng mở khí khổng
+ Thoát hơi nước qua cutin, có đặc điểm tốc độ thoát hơi nước chậm và khôngđược điều chỉnh
Câu 18(T16 - SNC) : Hãy nêu các cơ sở khoa học của việc tưới nước hợp lí cho cây
trồng?
Trả lời
Để tưới nước hợp lí cho cây cần căn cứ vào các đặc điểm sau đây:
- Căn cứ vào nhu cầu sinh lí của từng loại cây
- Căn cứ vào từng giai đoạn sinh trưởng, phát triển của cây
- Căn cứ vào các loại đất
- Căn cứ vào điều kiện thời tiết
Câu 20(T16 - SNC): Hãy nêu đặc điểm cấu trúc của tế bào khí khổng trong mối liên
quan tới cơ chế đóng mở của nã?
Trả lời
Cấu tạo của tế bào khí khổng trong mối liên quan tới cơ chế đóng mở của nã:
+ mép trong của tế bào rất dày, mép ngoài mỏng => giúp thực hiện cơ chế đóng
Khi nhúng vào dung dịch CaCl2 thì các ion Ca2+ và Cl- sẽ bị hút vào rễ và đẩycác phân tử xanh metilen ra ngoài-> dung dịch có màu xanh
4 Câu hỏi mở rộng
Câu 1 Vai trò của nước đối với tế bào?
Trả lời
10
Trang 11- Trong tế bào, nước phân bố chủ yếu ở chất nguyên sinh
- Vai trò của nước đối với tế bào:
+ Dung môi phổ biến nhất
+ Môi trường khuếch tán và môi trường phản ứng của các thành phần hóa họctrong tế bào
+ Có vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi nhiệt, đảm bảo sự cân bằng và ổnđịnh của nhiệt độ
+ Nước liên kết: bảo vệ cấu trúc tế bào
Câu 2 Phân biệt các dạng nước trong cây?
Trả lời
Có 2 dạng nước trong cây là nước tự do và nước liên kết
Đặc
điểm
- Chứa trong các thành phần của tế bào, các
khoảng gian bào, trong các mạch dẫn
- Không bị hút bởi các phần tử tích điện hay
dạng liên kết hóa học (có khả năng chuyển
động trong dung dịch)
- Vẫn giữ được tính chất lí, hóa, sinh bình
thường của nước (khả năng hòa tan các chất,
dẫn nhiệt, môi trường phản ứng, nguyên liệu
tham gia các phản ứng)
- Bị các phần tử tích điện húthoặc trong các liên kết hóahọc ở các thành phần của tếbào
- Không giữ được tính chất lí,hóa, sinh của nước
Vai trò
- Dung môi
- Điều hòa nhiệt
- Tham gia vào 1 số quá trình TĐC
- Đảm bảo độ nhớt của chất nguyên sinh ->
quá trình TĐC diễn ra bình thường
- Đảm bảo độ bền vững của
hệ keo CNS-> chỉ tiêu đánh giá tính chịunóng và chịu hạn của cây
Câu 3 Tại sao phân tử nước có thể dễ dàng liên kết với các phân tử hữu cơ trong tế bào?
Trả lời
- Các phân tử hữu cơ luôn có nhóm bên tích điện (ví dụ Pr có nhóm bên NH+
2 tíchđiện dương, nhóm bên COOH- tích điện âm)
- Phân tử nước có tính phân cực
" Nên từng phân tử nước sẽ liên kết với các nhóm bên tích điện tạo ra một lớp áobằng nước bao quanh phân tử hữu cơ Trong TB, các phân tử hữu cơ không kị nước luônđược bao quanh bởi một lớp vỏ là các phân tử nước
Câu 4 Trong những điều kiện nào, hàm lượng nước liên kết ở trong TB tăng lên?
Trả lời
Hàm lượng nước liên kết trong TB tăng lên khi:
- Nhiệt độ môi trường hạ thấp (đóng băng)
- Nồng độ chất tan trong môi trường tăng
11
Trang 12Câu 5 Cây hấp thụ nước từ đất theo cơ chế nào? Vì sao nước luôn có khuynh hướng
thẩm thấu vào trong TBTV làm TB trương lên?
" Nên các phân tử nước sẽ thẩm thấu từ môi trường vào TBTV làm TB trương lên
Câu 6: Trình bày các con đường hấp thụ nước ở rễ? Đặc điểm của chúng?
Trả lời
- 2 con đường:
+ Con đường thành TB - gian bào: nước từ đất vào lông hút => gian bào của các
tế bào nhu mô vỏ => đai Caspari => trung trụ => mạch gỗ
+ Con đường tế bào chất (Qua CNS - không bào): nước từ đất vào lông hút =>CNS và không bào của các tế bào nhu mô vỏ => trung trụ => mạch gỗ
- Đặc điểm:
Qua thành TB – gian bào Qua CNS - không bào
+ Ít đi qua phần sống của TB + Đi qua phần sống của tế bào
+ Không chịu cản trở của CNS + Qua CNS => cản trở sự di chuyển
của nước và chất khoáng
+ Khi đi đến thành TB nội bì bị vòng đai
Caspari cản trở => nước đi vào trong TB nội bì + Không bị cản trở bởi đai Caspari+ Nhược điểm: không kiểm soát lượng chất
Câu 7 Tế bào nội bì có cấu tạo phù hợp với chức năng như thế nào?
Trả lời
- Tế bào nội bì có vòng đai Caspari bao quanh tế bào nội bì giúp điều chỉnh lượngnước và kiểm soát các chất khoáng hòa tan
- Việc có vòng đai caspari đã khắc phục điểm bất lợi của con đường vận chuyển nước
và khoáng theo con đường thành TB - gian bào
Câu 8: Tại sao nước được vận chuyển theo một chiều từ đất lên cây?
Trả lời
- Do các TB ở cạnh nhau có ASTT khác nhau
- Do quá trình thoát hơi nước ở lá liên tục diễn ra làm ASTT tăng dần từ ngoài vàotrong, từ rễ lên lá => Nước được vận chuyển theo một chiều
Câu 9 Tại sao các cây bụi ở sa mạc có rễ rất dài?
12