Giáo án sinh học 10 kết nối bài 14: Phân giải và tổng hợp các chất trong tế bào

HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN - HỌC SINH

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV đặt vấn đề: Khi tế bào hoạt động, các năng lượng đó được lấy từ đâu và qua quá trình nào?

- GV sử dụng kĩ thuật tia chớp, khuyến khích HS đưa ra các phương án dự đoán nhanh trong vòng 1 phút.

- GV yêu cầu HS hoạt động cặp đôi, đọc thông tin mục I.1 (SGK tr.85) để tìm hiểu về khái niệm phân giải các chất và các con đường phân giải.

- GV đưa ra câu hỏi thảo luận cho HS:

+ Nêu khái niệm phân giải các chất trong tế bào.

+ Quá trình phân giải có ý nghĩa gì đối với tế bào sinh vật?

+ Quá trình phân giải diễn ra theo những con đường nào?

●       Nhiệm vụ 1: Tìm hiểu về hô hấp tế bào

- GV chia lớp thành các nhóm nhỏ (mỗi nhóm 4 – 6 HS), yêu cầu các nhóm đọc thông tin và quan sát các hình ảnh minh họa mục I.2 (SGK tr. 85 – 87) để tìm hiểu về hô hấp tế bào.

- GV sử dụng kĩ thuật khăn trải bàn để hướng dẫn HS thảo luận nội dung SGK và hoàn thành Phiếu học tập (Phiếu học tập ở phần Hồ sơ học tập).

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS nghiên cứu thông tin SGK, mỗi HS trong nhóm làm việc cá nhân, viết câu trả lời của mình lên một góc của tờ giấy, sau đó cả nhóm tổng hợp đáp án, hoàn thành phiếu học tập.

- GV theo dõi, hỗ trợ HS khi cần thiết.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV yêu cầu các nhóm trao đổi phiếu học tập, nhận xét, đánh giá lẫn nhau.

- Đại diện các nhóm báo cáo kết quả thảo luận trước lớp.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV nhận xét câu trả lời của HS, chốt kiến thức và chuyển sang nhiệm vụ tiếp theo.

●       Nhiệm vụ 2: Tìm hiểu quá trình lên men

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV đặt vấn đề: Khi trong tế bào không có oxygen, glucose sẽ được chuyển hóa như thế nào?

- GV khuyến khích HS dự đoán câu trả lời. GV không kết luận.

- GV yêu cầu HS hoạt động cặp đôi, đọc thông tin và quan sát hình ảnh minh họa mục II.3 (SGK tr.87 – 88) để tìm hiểu về quá trình lên men.

- GV sử dụng kĩ thuật think – pair – share, yêu cầu HS làm việc và suy nghĩ độc lập, sau đó trao đổi với bạn để vẽ sơ đồ các giai đoạn của quá trình lên men.

- GV chia lớp thành các nhóm 4 HS, yêu cầu các nhóm thảo luận các câu hỏi phần Dừng lại và suy ngẫm (SGK tr.88).

* Gợi ý:

1. Phân giải các chất trong tế bào là quá trình phá vỡ các liên kết trong các phân tử sinh học để tạo ra các phân tử nhỏ hơn đồng thời giải phóng năng lượng (một phần năng lượng được giải phóng sẽ chuyển thành năng lượng tích lũy trong phân tử ATP và một phần sẽ giải phóng dưới dạng nhiệt năng).

- Ví dụ:

+ Ở người, khi lao động, quá trình hô hấp tế bào (phân giải các chất hữu cơ chủ yếu là đường glucose) diễn ra mạnh để đáp ứng nhu cầu về năng lượng cho cơ thể.

+ Vi sinh vật tiến hành phân giải đường có trong dưa để tạo thành lactic acid tạo độ chua cho dưa muối.

+ Vi sinh vật tiến hành phân giải protein trong cá để tạo thành nước mắm.

2. Toàn bộ quá trình phân giải hiếu khí phân tử đường glucose được chia thành ba giai đoạn chính: đường phân, chu trình Krebs và chuỗi truyền electron.

- Đường phân: xảy ra trong tế bào chất và không có sự tham gia của O2. Trong quá trình này, mỗi phân tử đường glucose (hợp chất 6 carbon) được phân giải thành hai phân tử pyruvate (hợp chất 3 carbon), đồng thời tạo 2 phân tử NADH và 2 phân tử ATP.

- Chu trình Krebs: xảy ra trong chất nền của ti thể. Mỗi phân tử pyruvate chuyển hóa thành một phân tử acetyl-coA đi vào chu trình Krebs giải phóng 2 phân tử CO₂, 3 NADH, 1 FADH₂ và 1 ATP.

- Chuyễn chuyền electron: diễn ra ở màng trong ti thể, đây là giai đoạn thu được nhiều ATP nhất. Trong đó, các phân tử NADH và FADH₂ được sinh ra trong giai đoạn đường phân và chu trình Krebs sẽ bị oxy hóa qua một chuỗi phản ứng oxy hóa khử để tạo ra ATP và nước.

3.  Quá tình lên men gồm 2 giai đoạn: đường phân và lên men.

+ Giai đoạn đường phân: xảy ra trong tế bào chất của tế bào, diễn ra tương tự như trong hô hấp hiếu khí. Quá trình này tạo ra được 2 phân tử axit pyruvate, 2 phân tử ATP (adenosine triphosphate), 2 phân tử NADH (nicotinamide adenine dinucleotide).

+ Giai đoạn lên men: electron từ glucose qua NADH được truyền đến phân tử hữu cơ khác.

- Sự khác biệt giữa lên men rượu và lên men lactate:

+ Quá trình lên men lactate: Pyruvate nhận electron từ NADH và tạo ra sản phẩm cuối cùng là muối lactate.

+ Còn trong quá trình lên men ethanol, phân tử hữu cơ acetaldehyde là chất nhận electron từ NADH để tạo ra sản phẩm cuối cùng là ethanol.

4. Kết quả của quá trình lên men, 1 phân tử glucose chỉ tạo được 2 phân tử ATP, ít hơn rất nhiều so với hô hấp hiếu khí.

- Giải thích:

+ Trong quá trình hô hấp hiếu khí, toàn bộ năng lượng hóa học của một phân tử glucose được giải phóng trong quá trình hô hấp hiếu khí sẽ được chuyển sang liên kết hóa học dễ sử dụng (ATP), một phần chuyển thành nhiệt năng.

+ Trong quá trình lên men, năng lượng hóa học của một phân tử glucose không được giải phóng hoàn toàn mà chỉ 1 phần nhỏ được chuyển sang liên kết hóa học dễ sử dụng (ATP) còn lại phần lớn vẫn còn được tích trữ trong sản phẩm hữu cơ cuối cùng của quá trình lên men (lactate, ethanol).

Bước 2: HS tiến hành thí nghiệm

- HS làm việc độc lập, sau đó trao đổi với bạn để vẽ sơ đồ quá trình lên men.

- Các nhóm HS thảo luận câu hỏi phần Dừng lại và suy ngẫm.

- HS quan sát, hỗ trợ HS khi cần thiết.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV yêu cầu các nhóm dán sơ đồ của nhóm mình lên bảng như một phòng tranh.

- Từng nhóm HS trong lớp lần lượt lên quan sát và nhận xét, bình chọn nhóm có bài làm tốt nhất.

- GV tổ chức cho các nhóm bốc thăm để trả lời các câu hỏi mục Dừng lại và suy ngẫm.

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV nhận xét câu trả lời của các nhóm và chốt kiến thức, tuyên dương nhóm có sản phẩm thảo luận tốt.

- GV hướng dẫn HS đọc phần Khoa học và đời sống (SGK tr.88) để tìm hiểu về hô hấp và vấn đề bảo quản thực phẩm.

I. PHÂN GIẢI CÁC CHẤT VÀ GIẢI PHÓNG NĂNG LƯỢNG TRONG TẾ BÀO

1. Khái niệm phân giải các chất và các con đường phân giải

- Phân giải là quá trình phá vỡ các liên kết trong các phân tử sinh học để tạo ra các phân tử nhỏ hơn, đồng thời giải phóng năng lượng.

- Quá trình phân giải đường diễn ra theo 3 con đường:

+ Hô hấp tế bào (hô hấp hiếu khí)

+ Hô hấp kị khí

+ Lên men

2. Hô hấp tế bào

- Khái niệm: Là quá trình phân tử đường bị phân giải hoàn toàn thành sản phẩm cuối cùng là CO₂ và nước với sự tham gia của O₂, đồng thời giải phóng năng lượng cung cấp cho các hoạt động của tế bào.

- Phương trình tổng quát:

C₆H₁₂O₆ + 2ATP + 6O₂ à 6CO₂ + 6H₂O + 30 – 32 ATP + Nhiệt năng.

- Chia thành 3 giai đoạn:

+ Đường phân:

=> xảy ra trong tế bào chất, không có sự tham gia của O₂.

=> Tạo ra 2 phân tử pyruvate, 2 NADH, 2ATP.

+ Chu trình Krebs:

=> Mỗi phân tử pyruvate chuyển hóa thành 1 phân tử acetyl-CoA.

=> Giải phóng 2 phân tử CO2, 3NADH, 1 FADH2. 1ATP.

+ Chuỗi truyền electron:

=> Diễn ra ở màng trong ti thể

=> NADH, FADH₂ bị oxi hóa tạo ra ATP và nước.

3. Lên men

- Khái niệm: là quá trình phân giải không hoàn toàn phân tử đường để tạo năng lượng mà không cho sự tham gia của O₂ và chuỗi truyền electron.

- Gồm 2 giai đoạn:

+ Đường phân: diễn ra tương tự hô hấp hiếu khí.

+ Lên men: electron từ glucose qua NADH được truyền đến phân tử hữu cơ khác.

- Các tế bào vi khuẩn có nhiều kiểu lên men; các tế bào nhân thực có 2 kiểu lên men chính: lên men lactate và lên men athanol.