Giáo án và PPT Sinh học 10 kết nối Bài 13: Khái quát về chuyển hoá vật chất và năng lượng

CHƯƠNG 4. CHUYỂN HOÁ NĂNG LƯỢNG TRONG TẾ BÀO

BÀI 13. KHÁI QUÁT VỀ CHUYỂN HOÁ VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG

HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

- GV đề nghị HS lập thành các đội và thi vật tay với nhau.

- Sau trò chơi, GV hỏi về cảm giác nhiệt độ cơ thể, đo nhiệt độ cơ thể và đặt câu hỏi về nguồn tạo ra năng lượng nhiệt độ đó: “Các em thấy sau khi tham gia trò chơi, cơ thể các em có thay đổi gì? Các em có cảm thấy nóng hơn so với lúc đầu không?”

HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1: Tìm hiểu khái quát về năng lượng và sự chuyển hóa

GV đặt câu hỏi hướng dẫn học sinh tìm hiểu: 

• Năng lượng là gì? Năng lượng trong tế bào tồn tại ở những dạng nào? 

• Quan sát hình 13.1 (SGK tr.79) và cho biết chức năng của ATP trong tế bào. Giải thích. Nêu cấu tạo của ATP. ATP được phân giải và tổng hợp như thế nào?

• Trình bày khái niệm chuyển hóa năng lượng. Khi năng lượng thay đổi thì thành phần cấu trúc của nó có thay đổi không?

Sản phẩm dự kiến:

1. Các dạng năng lượng trong tế bào

- Năng lượng là khả năng sinh công hay khả năng tạo nên sự chuyển động của vật chất.

- Trong tế bào, năng lượng tồn tại ở hai dạng:

+ Động năng: Năng lượng làm vật khác di chuyển hay thay đổi trạng thái, bao gồm nhiệt năng, cơ năng, điện năng.

+ Thế năng: Năng lượng tiềm ẩn do vị trí hoặc trạng thái của vật chất tạo ra, bao gồm năng lượng trong các liên kết hóa học, sự chênh lệch về điện thế và nồng độ các chất giữa bên trong và bên ngoài tế bào.

2. ATP – “đồng tiền” năng lượng của tế bào

- Mỗi phân tử ATP có cấu tạo gồm ba thành phần cơ bản là: phân tử adenine, phân tử đường ribose và 3 gốc phosphate

ATP có chức năng là dự trữ năng lượng. Phân tử ATP mang năng lượng loại hóa năng (năng lượng được dự trữ ở các liên kết hóa học).

- Trong tế bào ATP thường xuyên sinh ra và ngay lập tức được sử dụng cho mọi hoạt động sống như tổng hợp và vận chuyển các chất, co cơ... nên ATP là “đồng tiền” năng lượng của tế bào.

3. Sự chuyển hóa năng lượng trong tế bào

- Chuyển hóa năng lượng trong tế bào là tập hợp tất cả các phản ứng hóa học xảy ra bên trong tế bào làm chuyển đổi chất này thành chất khác.

- Khi năng lượng thay đổi thì thành phần cấu trúc của nó cũng thay đổi, tương tự như vậy thì các phản ứng hóa học trong tế bào và cơ thể sống cũng luôn có sự biến đổi về vật chất kèm theo sự biến đổi về năng lượng cho nên chuyển hóa vật chất luôn đi kèm với chuyển hóa năng lượng.

Hoạt động 2: Tìm hiểu về Enzyme

GV đưa ra câu hỏi: 

• Enzyme là gì? Enzyme có vai trò gì? Điều kiện cho các phản ứng enzyme như thế nào? Trong tế bào, enzyme hoạt động như thế nào?

• Trình bày vai trò của enzyme trong quá trình chuyển hóa. Nếu không có các enzyme thì tế bào có thể duy trì các hoạt động sống được không? Vì sao?

• Trình bày các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của enzyme. 

• Tế bào và cơ thể điều hòa quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng như thế nào? Cho biết các cơ chế điều hòa quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng trong tế bào.

Sản phẩm dự kiến:

1. Khái niệm, cấu trúc và cơ chế hoạt động của enzyme

- Enzyme là chất xúc tác sinh học được tổng hợp trong các tế bào sống.

- Cấu trúc enzyme: được cấu tạo từ protein, ngoài ra còn có thành phần là protein và cofactor là ion kim loại (như Fe2+, Mg2+, Cu2+...) hoặc các phân tử hữu cơ (như phân tử heme, biotin...). Mỗi enzyme thường có một trung tâm hoạt động

- Cơ chế hoạt động enzyme:

+ Trung tâm hoạt động có cấu hình không gian phù hợp liên kết với cơ chất làm cho cả hai biến đổi cấu hình.

+ Sau khi phản ứng xảy ra, sản phẩm tạo thành sẽ có cấu hình không gian thay đổi và rời khỏi enzyme, enzyme trở lại hình dạng ban đầu.

2. Vai trò của enzyme trong quá trình chuyển hóa

Enzyme có vai trò xúc tác các phản ứng chuyển hóa năng lượng trong quá trình chuyển hóa, enzyme đã làm giảm năng lượng hoạt hóa cần thiết cho các phản ứng xảy ra xuống mức độ thấp nhờ đó có thể làm tăng tốc phản ứng

….

HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

Từ nội dung bài học, GV yêu cầu HS hoàn thành các bài tập trắc nghiệm sau:

Câu 1: Năng lượng chủ yếu của tế bào tồn tại

A. dưới dạng điện năng

B. dưới dạng nhiệt

C. ở dạng tiềm ẩn trong các liên kết hóa học

D. dưới dạng hoặc hóa năng hoặc điện năng

Câu 2: Nói về ATP, phát biểu nào sau đây không đúng?

A. Là đồng tiền năng lượng của tế bào

B. Là một hợp chất cao năng

C. Được sinh ra trong quá trình chuyển hóa vật chất và sử dụng trong các hoạt động sống của tế bào

D. Là hợp chất chứa nhiều năng lượng nhất trong tế bào

Câu 3: ATP được cấu tạo từ 3 thành phần là

A. Bazo nito adenin, đường deoxiribozo, 1 nhóm photphat

B. Bazo nito adenozin, đường deoxiribozo, 3 nhóm photphat

C. Bazo nito adenozin, đường ribozo, 2 nhóm photphat

D. Bazo nito adenin, đường ribozo, 3 nhóm photphat

Câu 4: ATP là một hợp chất cao năng, năng lượng của ATP tích lũy chủ yếu ở

A. Cả 3 nhóm photphat

B. 2 liên kết photphat gần phân tử đường

C. 2 liên kết giữa 2 nhóm photphat ở ngoài cùng

D. Chỉ 1 liên kết photphat ngoài cùng

Câu 5: Hoạt động nào sau đây không cần năng lượng cung cấp từ ATP?

A. Sinh trưởng ở cây xanh

B. Sự khuếch tán chất tan qua màng tế bào

C. Sự co cơ ở động vật

D. Sự vận chuyển chủ động các chất qua màng sinh chất

Sản phẩm dự kiến:

HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

Vận dụng kiến thức, GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi:

Câu 1: Vì sao khi gia tăng về nồng độ cơ chất đến mức nhất định cũng không làm tăng hoạt tính của enzyme?

Câu 2: So sánh hoạt động của xe ô tô và hoạt động của tế bào để thấy điểm giống và khác nhau trong việc chuyển hóa năng lượng và sử dụng năng lượng trong chiếc ô tô và trong tế bào.