Giáo án và PPT Sinh học 10 cánh diều Bài 5: Các nguyên tố hoá học và nước

BÀI 5: CÁC NGUYÊN TỐ HOÁ HỌC VÀ NƯỚC

HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

GV yêu cầu HS thảo luận và trả lời:

 Nêu hoàn cảnh ra đời của học thuyết tế bào?

HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

I. CÁC NGUYÊN TỐ HOÁ HỌC

Hoạt động 1. Các nguyên tố hóa học có trong tế bào

HS thảo luận trả lời câu hỏi: Hiện nay, có những nguyên tố nào được tìm thấy trong cơ thể sinh vật. Kể tên các nguyên tố chiếm tỉ lệ lớn trong cơ thể người.

Sản phẩm dự kiến:

- Hiện nay, có khoảng 25 nguyên tố được biết là có vai trò quan trọng đối với sự sống.

- Mỗi nguyên tố chiếm tỉ lệ khác nhau, trong đó các nguyên tố C, H, O,N chiếm khoảng 96,3 % khối lượng chất khô của tế bào.

- Dựa vào tỉ lệ có trong cơ thể mà các nguyên tố hoá học được chia thành hai loại: nguyên tố đa lượng và nguyên tổ vi lượng.

Hoạt động 2. Vai trò của nguyên tố carbon

HS thảo luận trả lời câu hỏi: Quan sát hình 5.2 và cho biết cấu trúc của nguyên tử carbon có đặc điểm gì giúp nó trở thành nguyên tố có vai trò quan trọng trong tế bào?

Sản phẩm dự kiến:

- Nguyên tử carbon có bốn electron ở lớp ngoài cùng nên có thể cho đi hoặc thu về bốn electron để có đủ tám electron ở lớp ngoài cùng => có thể hình thành liên kết với các nguyên tử khác (C, H, O, N, P, S). 

- Nhờ đặc điểm này, carbon có thể hình thành các mạch carbon với cấu trúc khác nhau, là cơ sở hình thành vô số hợp chất hữu cơ.

Hoạt động 3. Vai trò của các nguyên tố hóa học

HS thảo luận trả lời câu hỏi: Em hãy tìm hiểu và trình bày vai trò của các nguyên tố hóa học?

Sản phẩm dự kiến:

- Các nguyên tố đa lượng: 

+ Tham gia cấu tạo nên các đại phân tử hữu cơ như nucleic acid, protein, carbohydrate, lipid; 

+ Góp phần xây dựng nên cấu trúc tế bào và cơ thể sinh vật. 

+ Một số nguyên tố đa lượng là thành phần của các hợp chất hữu cơ tham gia các hoạt động sống của tế bào (ví dụ: Mg cấu tạo nên diệp lục,...).

- Các nguyên tố đại lượng:

+ Là thành phần cấu tạo nên hầu hết các enzyme và nhiều hợp chất hữu cơ tham gia vào các hoạt động sống của cơ thể (hormone, vitamin, hemoglobin,...)

+ Ví dụ: Fe là thành phần cấu tạo nên hemoglobin có chức năng vận chuyển

Oxygen, nếu thiếu Fe sẽ dẫn đến thiếu máu; I-ốt là thành phần cấu tạo của hormone thyroxine có chức năng kích thích chuyển hoá ở tế bào, kích thích sự phát triển bình thường của hệ thần kinh, thiếu I-ốt sẽ qây ra bệnh bướu cổ.

II. NƯỚC VÀ VAI TRÒ SINH HỌC CỦA NƯỚC

Hoạt động 1. Cấu tạo và tính chất của nước

HS thảo luận trả lời câu hỏi: Quan sát hình 5.3a và cho biết các nguyên tử cấu tạo nên phân tử nước mang điện tích gì? Tại sao? Tính phân cực của phân tử nước là do đâu? Liên kết hydrogen được hình thành như thế nào?

Sản phẩm dự kiến:

- Một phân tử nước được cấu tạo từ một nguyên tử oxygen liên kết với hai nguyên tử hydrogen bằng liên kết cộng hoá trị (là liên kết được hình thành do dùng chung cặp electron).

- Đầu oxygen của phân tử nước sẽ mang điện tích âm, còn đầu hydrogen sẽ mang điện tích dương => Tính phân cực của phân tử nước.

- Trong tế bào, nước tồn tại ở hai dạng: nước tự do và nước liên kết.

- Nhờ sự liên kết giữa các phân tử nước với nhau và khả năng liên kết của nước vào thành tế bào đã tạo nên cột nước liên tục giúp quá trình vận chuyển nước trong thân cây; tạo ra sức căng bề mặt => một số loài sinh vật nhỏ (ví dụ như nhện nước) có thể đứng và di chuyển trên mặt nước.

- Nước có thể hấp thụ nhiệt từ không khí khi quá nóng hoặc thải nhiệt dự trữ vào không khí khi quá lạnh 

=> điều hoà nhiệt độ môi trường và cơ thể sinh vật.

Hoạt động 2. Vai trò sinh học của nước trong tế bào.

HS thảo luận trả lời câu hỏi: Tại sao nước có vai trò quan trọng trong quá trình cân bằng và ổn định nhiệt độ của tế bào và cơ thể? 

Sản phẩm dự kiến:

Nước có nhiều vai trò quan trọng đối với tế bào: 

+ Là thành phần chính cấu tạo nên tế bào;

+ Là dung môi hoà tan nhiều chất cần thiết, vừa là nguyên liệu;

+ Là môi trường cho nhiều phản ứng sinh oá xảy ra trong tế bào để duy trì sự sống;

+ Nước còn đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo sự cân bằng và ổn định nhiệt độ của tế bào và cơ thể. 

HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

Câu 1: Cơ thể chỉ cần các nguyên tố vi lượng với một lượng rất nhỏ là vì: 

A. phần lớn nguyên tố vi lượng đã có trong các hợp chất tế bào

B. chức năng chính của nguyên tố vi lượng là hoạt hóa các enzim

C. nguyên tố vi lượng đóng vai trò thứ yếu đối với cơ thể

D. nguyên tố vi lượng chỉ cần cho một vài giai đoạn sinh trưởng nhất định của cơ thể

Câu 2: Nguyên tố vi lượng là những nguyên tố có đặc điểm nào sau đây? 

A. Có kích thước và khối lượng nhỏ hơn các nguyên tố khác

B. Có hàm lượng chiếm dưới 10−5 khối lượng khô của cơ thể

C. Có hàm lượng chiếm dưới 10−3 khối lượng khô của cơ thể

D. Có hàm lượng chiếm dưới 10−4 khối lượng khô của cơ thể

Câu 3: Cho các ý sau:

• Các nguyên tố trong tế bào tồn tại dưới 2 dạng: anion và cation.

• Cacbon là các nguyên tố đặc biệt quan trọng cấu trúc nên các đại phân tử hữu cơ.

• Có 2 loại nguyên tố: nguyến tố đa lượng và nguyên tố vi lượng.

• Các nguyên tố chỉ tham gia cấu tạo nên các đại phân tử sinh học.

• Có khoảng 25 nguyên tố cấu tạo nên cơ thể sống.

Trong các ý trên, có mấy ý đúng về nguyên tố hóa học cấu tạo nên cơ thể sống?

A. 2    

B. 3    

C. 4    

D. 5

Sản phẩm dự kiến:

Câu 1: B

Câu 2: D

Câu 3: C

HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

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

Câu 1:  Nguồn carbon cung cấp cho các tế bào trong cơ thể chúng ta được lấy từ đâu? Giải thích.

Câu 2:  Mọi sinh vật đều có thành phần các nguyên tố hoá học trong tế bào về cơ bản giống nhau. Điều này nói lên điều gì về mối quan hệ tiến hoá giữa các sinh vật trên Trái Đất?

Câu 3: Tại sao khi tìm kiếm sự sống trong vũ trụ, các nhà thiên văn học lại tìm kiếm ở những hành tỉnh có dấu vết của nước?