Giáo án và PPT Sinh học 10 kết nối Bài 4: Các nguyên tố hoá học và nước

PHẦN MỘT: SINH HỌC TẾ BÀO

BÀI 4. 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. KHÁI QUÁT VỀ HỌC THUYẾT TẾ BÀO

Hoạt động 1.

GV đặt câu hỏi hướng dẫn học sinh tìm hiểu:  

Trình bày các nội dung chính của học thuyết tế bào?

Sản phẩm dự kiến:

- Năm 1839, hai nhà sinh học người Đức là Matthias Jakob Schleiden và Theodor Schwann sau khi quan sát cấu tạo của nhiều loại tế bào thực vật và động vật đã nhận thấy các sinh vật đều có cấu trúc tế bào giống nhau và họ đã đưa ra học thuyết tế bào đầu tiên.

- Học thuyết tế bào hiện đại bao gồm ba nội dung sau:

+ Tất cả mọi sinh vật đều được cấu tạo từ một hoặc nhiều tế bào. Sự sống được tiếp diễn do có sự chuyển hoá và sự di truyền xảy ra bên trong các tế bào.

+ Tế bào là đơn vị nhỏ nhất, đơn vị cấu trúc và đơn vị chức năng cấu tạo nên mọi cơ thể sinh vật.

+ Tế bào chỉ được sinh ra từ sự phân chia các tế bào có trước.

- Sự tương tác đặc biệt của các phân tử hóa học trong tế bào làm xuất hiện các đặc tính nổi trội như khả năng sinh trưởng, sinh sản, cảm ứng,…

II. CÁC NGUYÊN TỐ HOÁ HỌC TRONG TẾ BÀO

Hoạt động 2.

GV đưa ra câu hỏi:

Nguyên tố thiết yếu là gì?

Sản phẩm dự kiến:

- Trong số 92 nguyên tố hóa học có trong tự nhiên, chỉ có khoảng 20% - 25% nguyên tố hóa học cần thiết cho sự tồn tại, sinh trưởng và phát triển của các sinh vật. 

- 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 tố vi lượng.

- Carbon có vai trò đặc biệt quan trọng trong tế bào:

+ Nguyên tử carbon có 4 electron

hoá trị ở vòng ngoài nên có thể đồng thời tạo bốn liên kết cộng hoá trị với các nguyên tử carbon khác, hình thành nên bộ khung carbon đa dạng và kích thước lớn và cấu hình không gian đa dạng.

+ Bộ khung carbon liên kết với các nguyên tử hydrogen tạo khung hydrocarbon có dạng mạch thẳng hoặc mạch vòng, phân nhánh hoặc không phân nhánh 

+ Bộ khung hydrocarbon liên kết với các nhóm chức khác nhau tạo nên các hợp chất hữu cơ chủ yếu của tế bào như carbohydrate, lipid, protein và nucleic acid.

- Nguyên tử carbon linh hoạt có thể tạo nên các phân tử có cấu trúc và tính chất hoá học khác nhau từ cùng một số lượng nguyên tử (cùng công thức hoá học).

III. NƯỚC VÀ VAI TRÒ CỦA NƯỚC ĐỐI VỚI SỰ SỐNG

Hoạt động 3.

GV đưa ra câu hỏi:

Nước chiếm tỉ lệ bao nhiêu của khối lượng cơ thể người?

Sản phẩm dự kiến:

1. Cấu trúc và tính chất vật lí, hóa học của nước

- 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.

- Cấu trúc hoá học của nước làm cho nước có các đặc tính vật lí rất đặc biệt: + Các phân tử nước ở nơi bề mặt tiếp xúc với không khí liên kết chặt với nhau tạo nên sức căng bề mặt.

+ Các phân tử nước liên kết với nhau

bằng rất nhiều liên kết hydrogen nên phải được cung cấp một nhiệt lượng lớn mới có thể làm tăng nhiệt độ của nước. 

+ Nước có nhiệt dung đặc trưng, nhiệt độ bay hơi cao.

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

Nước có vai trò đặc biệt quan trọng đối với tế bào do:

- Là thành phần chủ yếu cấu tạo nên các tế bào và cơ thể.

- Có khả năng hoà tan nhiều chất cần thiết cho các hoạt động sống của tế bào.

- Là nguyên liệu của nhiều phản ứng và là môi trường cho các phản ứng sinh hoá diễn ra trong tế bào.

- Góp phần định hình cấu trúc không gian đặc trưng của nhiều phân tử hữu cơ trong tế bào, đảm bảo cho chúng thực hiện được các chức năng sinh học, góp phần điều hoà nhiệt độ tế bào và cơ thể.

HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

Từ nội dung bài học,GV yêu cầu HS luyện tập làm bài

- Vì sao không có nước sẽ không có sự sống?

- Nêu vai trò của nước với sự sống?

- Nêu đặc tính vật lí đặc biệt của nước?

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?