Tài liệu Phân tích nội dung chương trình, xây dựng một số giáo án điện tử thuộc chương i thành phần hóa học của tế bào. chương ii cấu trúc của tế bào. sinh học 10 ban khoa học cơ bản

Kho¸ luËn tèt nghiÖp §inh ThÞ Ngäc Lý LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành được khoá luận tốt nghiệp này em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo: Trương Đức Bình - Người thầy đã tận tình hướng dẫn chỉ bảo giúp em trong suốt quá trình làm đề tài. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa, đặc biệt là các thầy cô trong tổ bộ môn phương pháp giảng dạy khoa sinh - KTNN, các bạn sinh viên đã tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành tốt đề tài nghiên cứu của mình. Bước đầu làm quen với công việc nghiên cứu, mặc dù đã cố gắng nhưng đề tài của em không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo, đóng góp ý kiến của thầy cô và các bạn sinh viên để đề tài của em được hoàn thiện hơn. Hà Nội, tháng 5 năm 2008 Sinh viên Đinh Thị Ngọc Lý Tr-êng §HSP Hµ Néi 2 1 K30A Sinh –KTNN Kho¸ luËn tèt nghiÖp §inh ThÞ Ngäc Lý LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết quả khoá luận này là của riêng cá nhân tôi. Kết quả này không trùng với kết quả của bất kỳ tác giả nào khác. Nếu sai tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm. Sinh viên Đinh Thị Ngọc Lý Tr-êng §HSP Hµ Néi 2 2 K30A Sinh –KTNN Kho¸ luËn tèt nghiÖp §inh ThÞ Ngäc Lý PHẦN 1: MỞ ĐẦU 1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Thế giới đang phát triển từng ngày, loài ngƣời đã bƣớc vào kỉ nguyên mới, thiên niên kỷ mới, thiên niên kỷ mà tri thức và kĩ năng của con ngƣời đƣợc coi là yếu tố phát triển.Và hơn nữa thế kỉ 21 còn là thế kỷ mà có sự bùng nổ thông tin, tri thức. Khối lƣợng thông tin tăng lên từng ngày, từng giờ. Trong sự phát triển mạnh mẽ đó đòi hỏi con ngƣời phải có những thay đổi phù hợp để thích ứng với hoàn cảnh xã hội mới. Để tạo ra "con ngƣời mới" thì mục đích trƣớc mắt và lâu dài là giáo dục. Thực tế cho thấy việc tạo ra một khối lƣợng kiến thức khổng lồ khiến nhà trƣờng phổ thông không thể trang bị đầy đủ cho học sinh trong quá trình học đƣợc. Do đó một vấn đề đặt ra là phải đổi mới nội dung, phƣơng pháp, phƣơng tiện dạy học nhằm phát huy tính tích cực học tập, tìm hiểu khám phá tri thức của học sinh. Việc đổi mới phƣơng pháp dạy- học đã đƣợc hội nghị lần thứ 2 của Ban Chấp hành trung ƣơng Đảng khoá VII đã chỉ rõ và cụ thể: "Đổi mới mạnh mẽ phƣơng pháp Giáo dục - Đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện nếp tƣ duy sáng tạo của ngƣời học. Từng bƣớc áp dụng các phƣơng tiện tiên tiến và hiện đại vào quá trình dạy - học, đảm bảo tự học, tự nghiên cứu của học sinh, nhất là sinh viên. Phát triển mạnh phong trào tự học, tự đào tạo thƣờng xuyên và rộng khắp trong toàn dân, nhất là thanh niên". Trong những năm gần đây, tình hình đổi mới phƣơng pháp dạy học ở trƣờng phổ thông đã có nhiều bƣớc chuyển biến đáng kể, phƣơng pháp dạy học truyền thống "Lấy giáo viên làm trung tâm", học sinh thụ động chép bài đã dần dần thay thế bằng phƣơng pháp dạy học mới "Lấy học sinh làm trung Tr-êng §HSP Hµ Néi 2 3 K30A Sinh –KTNN Kho¸ luËn tèt nghiÖp §inh ThÞ Ngäc Lý tâm ", nhằm phát huy tính tích cực chủ động của ngƣời học trong việc tiếp thu lĩnh hội tri thức. Để đảm bảo việc đổi mới phƣơng pháp dạy học thành công, không những đổi mới nội dung sách giáo khoa mà phải đổi mới phƣơng pháp trình bày nội dung bài học cụ thể, đặc biệt là đổi mới và sử dụng các trang thiết bị hiện đại, trong đó có cả máy vi tính làm phƣơng tiện hỗ trợ cho việc dạy học. Bộ Giáo dục - Đào tạo đã đề ra chiến lƣợc phát triển Giáo dục - Đào tạo đến năm 2010 trong đó chủ trƣơng tăng cƣờng sử dụng máy tính trong trƣờng học, tiến tới sử dụng công nghệ thông tin để thay đổi cách dạy và cách học. Xuất phát từ đặc thù của môn học sinh học là khoa học thực nghiệm thông qua việc quan sát thí nghiệm, mô hình, mẫu vật, tranh vẽ,..., các em nắm đƣợc bài giảng, lĩnh hội kiến thức. Đồng thời sinh học cũng là ngành khoa học có nhiều kiến thức trừu tƣợng, giao thoa kiến thức của nhiền ngành khoa học khác nhƣ Hoá học, Vật lí,... chẳng hạn nhƣ các đối tƣợng quá trừu tƣợng (sinh tổng hợp Prôtêin, ADN, ARN, ...), các đối tƣợng quan tâm quá nhỏ (ở mức phân tử, cấu tạo bên trong tế bào). Vậy làm thế nào để các em có thể hiểu và nắm đƣợc các cấu trúc hiển vi đó khi các em không thể trực tiếp quan sát đƣợc. Có thể nhận thấy việc sử dụng mô phỏng các đối tƣợng đó là cần thiết nhằm nâng cao hiệu quả tiếp cận kiến thức và góp phần đổi mới phƣơng pháp dạy học. Công nghệ thông tin có nhiều khả năng hỗ trợ quá trình dạy học đạt hiệu quả nhất là khả năng xây dựng các mô phỏng. Hiện nay trên thế giới có rất nhiều phần mềm phục vụ hầu hết các lĩnh vực trong đời sống nói chung và trong giáo dục nói riêng nhƣng nổi trội nhất vẫn là phần mềm trình chiếu PowerPoint. Phần mềm PowerPoint là công cụ trình chiếu khá mạnh mẽ, với việc sử dụng phần mềm này giáo vên có sự chuẩn bị công phu cho bài giảng từ các bài giảng minh hoạ (hình tĩnh hoặc hình động), bảng biểu, câu hỏi trắc nghiệm, ... làm cho bài giảng trở nên sinh Tr-êng §HSP Hµ Néi 2 4 K30A Sinh –KTNN Kho¸ luËn tèt nghiÖp §inh ThÞ Ngäc Lý động hấp dẫn thu hút ngƣời học, từ đó tạo hứng thú học tập, tạo tiền đề cho phát huy tính tích cực học tập của học sinh.Việc thiết kế một giáo án điện tử giúp giáo viên có thể tiết kiệm thời gian trên lớp, giáo viên có thể truyền tải đƣợc nhiều nội dung mà vẫn tạo đƣợc hứng thú học tập của học sinh. Giảng dạy trên giáo án điện tử có thể kết hợp các phƣơng pháp khác nhƣ: thuyết trình, giảng giải,...để hiệu quả bài học đƣợc nâng cao. Nhận thức rõ tầm quan trọng của việc thiết kế giáo án điện tử, với mục tiêu xây dựng những bài giảng theo hƣớng lấy học sinh làm trung tâm góp phần nhằm nâng cao chất lƣợng giảng dạy sinh học, phát huy tính tích cực của học sinh, tôi đã mạnh dạn nhận đề tài: "Phân tích nội dung chƣơng trình, xây dựng một số giáo án điện tử thuộc chƣơng I: Thành phần hoá học của tế bào. Chƣơng II: Cấu trúc của tế bào. Sinh học lớp 10 - ban khoa học cơ bản". Tôi rất mong kết quả nghiên cứu của mình sẽ giúp ích cho giáo viên mới ra trƣờng, mới tiếp cận trong việc thiết kế giáo án điện tử và sinh viên ngành sƣ phạm làm tài liệu tham khảo. 2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Xây dựng một số giáo án điện tử, các bài thuộc phần 2 sinh học 10 ban cơ bản. 3. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU Những biện pháp nhằm sáng tỏ nội dung bài giảng, phân tích bài giảng trong sách giáo khoa Sinh học lớp 10 ban cơ bản. 4. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU 1. Phân tích nội dung các bài thuộc chƣơng I và chƣơng II sách giáo khoa sinh học 10 ban cơ bản - Phân tích mục tiêu của bài. - Trình bày kiến thức trọng tâm của bài. Tr-êng §HSP Hµ Néi 2 5 K30A Sinh –KTNN Kho¸ luËn tèt nghiÖp §inh ThÞ Ngäc Lý - Phân tích thành phần kiến thức: + Trình bày nội dung và kiến thức của bài. + Những nội dung kiến thức bổ sung. + Những nội dung kiến thức tham khảo. 2. Xây dựng một số giáo án điện tử, thiết kế bài dạy theo hƣớng lấy học sinh làm trung tâm. 5. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 5.1. Nghiên cứu lý thuyết: Để xây dựng cơ sở lí thuyết cho đề tài tôi đã nghiên cứu các tài liệu: - Đƣờng lối giáo dục của Đảng. - Lý luận dạy học sinh học. - Sách giáo khoa Sinh học 10 ban cơ bản. - Các tài liệu chuyên môn về tế bào. - Các tài liệu liên quan để xây dựng cơ sở lí thuyết cho đề tài. 5.2. Phƣơng pháp chuyên gia: Xin ý kiến nhận xét, đóng góp ý kiến của những giáo viên có kinh nghiệm tâm huyết với phƣơng pháp dạy học làm trung tâm về: - Giá trị của luận văn với xu hƣớng giảng dạy hiện nay. - Nhận xét giá trị của luận văn với sinh viên sƣ phạm và giáo viên mới ra trƣờng. Tr-êng §HSP Hµ Néi 2 6 K30A Sinh –KTNN Kho¸ luËn tèt nghiÖp §inh ThÞ Ngäc Lý PHẦN 2: NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Tính tích cực của học sinh trong hoạt động học tập Theo quan điểm của chủ nghĩa duy vật thì tính tích cực trong hoạt động xã hội là bản chất vốn có của con ngƣời. Con ngƣời không chỉ sử dụng các sản phẩm của tự nhiên mà còn tác động vào tự nhiên cải biến môi trƣờng tự nhiên, môi trƣờng xã hội để tạo ra của cải vật chất cần thiết cho sự tồn tại và phát triển. Năm 1995 Khaclanov đã đƣa ra định nghĩa tính tích cực: Tính tích cực là trạng thái hoạt động của chủ thể nghĩa là của con ngƣời hành động, tính tích cực thể hiện trong hoạt động của con ngƣời, nó vừa là điều kiện đồng thời là kết quả của quá trình hình thành và phát triển nhân cách. Trong giáo dục để đạt hiệu quả cao trong việc đổi mới phƣơng pháp dạy học lấy học sinh làm trung tâm thì nhiệm vụ trƣớc hết là phải hình thành và phát huy tính tích cực học tập của học sinh. Vậy tính tích cực học tập của học sinh là gì? Theo Giáo sƣ Trần Bá Hoành: Tính tích cực học tập của học sinh cũng có tính tƣơng đồng với tính tích cực nhận thức bởi vì học tập là trƣờng hợp đặc biệt của sự nhận thức, cho nên nói tính tích cực học tập thực chất là nói đến tính tích cực của nhận thức. Giáo sƣ đƣa ra định nghĩa: "Tính tích cực nhận thức là trạng thái hoạt động của học sinh đặc trƣng ở khát vọng học tập và sự cố gắng trí tuệ, nghị lực cao trong quá trình nắm vững tri thức". Biểu hiện tính tích cực học tập của học sinh: - Biểu hiện bằng hành động: Tr-êng §HSP Hµ Néi 2 7 K30A Sinh –KTNN Kho¸ luËn tèt nghiÖp §inh ThÞ Ngäc Lý Học sinh khao khát tự nguyện đƣợc trả lời các câu hỏi của giáo viên hoặc bổ sung các câu trả lời của bạn. Học sinh tích cực giơ tay phát biểu ý kiến, chú ý nghe câu trả lời của bạn, lời giải thích của thầy. Học sinh hay nêu các thắc mắc và đòi đƣợc giải thích. Học sinh chủ động vận dụng linh hoạt các kiến thức và kĩ năng đã có để nhận thức vấn đề mới. Học sinh mong muốn đóng góp với thầy với bạn những thông tin mới ngoài nội dung của bài học. - Biểu hiện về mặt cảm xúc: Học sinh hào hứng phấn khởi trong giờ học. Học sinh biểu hiện tâm trạng ngạc nhiên trƣớc những hiện tƣợng hoặc thông tin mới. Học sinh băn khoăn, day dứt trƣớc những vấn đề phức tạp, những bài tập khó. - Biểu hiện về mặt ý chí: Sự tập trung chú ý vào bài học, chăm chú quan sát đối tƣợng nghiên cứu. Không nản chí trƣớc những khó khăn nhƣ là phải làm bằng đƣợc các bài tập, giải thích bằng đƣợc các hiện tƣợng, làm bằng đƣợc các thí nghiệm. Tính tích cực học tập của học sinh biểu hiện ở các mức độ: Mức độ sao chép, bắt chƣớc. Mức độ tìm tòi thực hiện. Mức độ sáng tạo. 2. Phƣơng pháp dạy học lấy học sinh làm trung tâm Khác với phƣơng pháp dạy học truyền thống, phƣơng pháp dạy học lấy học sinh làm trung tâm đề cao vai trò của ngƣời học, toàn bộ quá trình dạy học đều hƣớng vào nhu cầu, khả năng và hứng thú của học sinh. Mục đích là Tr-êng §HSP Hµ Néi 2 8 K30A Sinh –KTNN Kho¸ luËn tèt nghiÖp §inh ThÞ Ngäc Lý nhằm phát triển ở học sinh năng lực độc lập học tập và giải quyết vấn đề. Học sinh và giáo viên cùng nhau khảo sát các vấn đề, các khía cạnh của từng vấn đề. Ngƣời giáo viên chỉ đóng vai trò tổ chức, hƣớng dẫn tạo ra các tình huống có vấn đề, giúp học sinh nhận biết vấn đề, lập giả thuyết và rút ra kết luận. Cho nên trong giờ giảng cần phải tập trung vào vai trò và hoạt động của học sinh chứ không phải hoạt động của giáo viên, học sinh phải là trung tâm của quá trình dạy học. Đây cũng là đặc điểm thể hiện tính ƣu việt của phƣơng pháp dạy học tích cực. Có nhiều quan điểm về phương pháp dạy học tích cực theo nhiều hướng: Theo R.Csharma (1998) viết: “Trong phƣơng pháp dạy học lấy học sinh làm trung tâm, toàn bộ quá trình dạy học đều hƣớng vào nhu cầu, lợi ích của học sinh. Mục đích là phát triển ở học sinh kĩ năng và năng lực độc lập giải quyết các vấn đề. Vai trò của ngƣời giáo viên là tạo ra những tình huống để phát hiện vấn đề, để học sinh nhận biết vấn đề và giải quyết vấn đề”. Theo Giáo sƣ Trần Bá Hoành: “Không nên xem xét việc dạy học lấy học sinh làm trung tâm cũng nhƣ một phƣơng pháp dạy học lấy học sinh làm trung tâm nhƣ một phƣơng pháp dạy học đặt ngang tầm với các phƣơng pháp dạy học đã có, mà nên quan niệm nó nhƣ một tƣ tƣởng, một quan điểm chi phối cả mục tiêu, nội dung, phƣơng pháp, hình thức tổ chức và đánh giá hiệu quả dạy học”. Từ cơ sở trên ta thấy đổi mới phƣơng pháp dạy học là một tất yếu khách quan và phải đổi mới theo hƣớng lấy học sinh làm trung tâm. Mọi nỗ lực giảng dạy của giáo dục đều nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho các em thể hiện chính mình. Để có thể thực hiện đƣợc phƣơng pháp này đòi hỏi giáo viên phải nắm vững tri thức khoa học, phải hiểu thấu đáo nội dung của bài học, phải có trình độ sƣ phạm cao để tổ chức các hoạt động giúp các em lĩnh hội đƣơc tri thức. Tr-êng §HSP Hµ Néi 2 9 K30A Sinh –KTNN Kho¸ luËn tèt nghiÖp §inh ThÞ Ngäc Lý 3. Giáo án điện tử và cách xây dựng giáo án điện tử 3.1. Giáo án điện tử Giáo án điện tử là bản thiết kế cụ thể toàn bộ kế hoạch dạy học của ngƣời dạy trên giờ lên lớp mà ở đó toàn bộ hoạt động dạy học đó đã đƣợc Multimedia hoá một cách chi tiết, có cấu trúc chặt chẽ và logic đƣợc quy định bởi cấu trúc bài học. Giáo án điện tử là sản phẩm hoạt động thiết kế bài dạy đƣợc thực hiện bằng vật chất trƣớc khi bài dạy học đƣợc tiến hành. Giáo án điện tử chính là bản thiết kế của bài giảng điện tử. 3.2. Cách xây dựng giáo án điện tử 3.2.1. Nguyên tắc thiết kế - Quán triệt mục tiêu dạy học. - Đảm bảo tính chính xác của nội dung bài giảng. - Đảm bảo tính hợp lí tối đa giữa ngƣời và máy để phát huy tính tích cực học tập của học sinh. - Đảm bảo tính sƣ phạm, tính trực quan và hiệu quả. 3.2.2. Quy trình thiết kế bài giảng điện tử Giáo án điện tử có thể đƣợc xây dựng theo quy trình gồm 6 bƣớc sau: - Bƣớc 1: Xác định mục tiêu bài học Tìm hiểu rõ nội dung của mỗi mục trong bài và cái đích cần đạt tới của mỗi mục, trên cơ sở đó xác định mục tiêu của cả bài về kiến thức, kĩ năng, thái độ mà ngƣời học có thể đạt đƣợc sau bài học. - Bƣớc 2: Lựa chọn kiến thức cơ bản, xác định đúng các kiến thức trọng tâm. Cần bám sát vào phân phối chƣơng trình dạy học và giáo trình bộ môn. Căn cứ vào đó để lựa chọn kiến thức cơ bản, sắp xếp lại cấu trúc của bài để Tr-êng §HSP Hµ Néi 2 10 K30A Sinh –KTNN Kho¸ luËn tèt nghiÖp §inh ThÞ Ngäc Lý làm nổi bật các mối liên hệ giữa các hợp phần kiến thức của bài, từ đó làm rõ thêm trọng tâm của bài. - Bƣớc 3: Multimedia hoá kiến thức: Thực hiện qua các bƣớc + Dữ liệu hoá thông tin kiến thức. + Phân loại kiến thức đã đƣợc khai thác dƣới dạng văn bản, bản đồ, ảnh tĩnh, phim,… + Sƣu tầm hay xây dựng nguồn từ liệu sẽ đƣợc sử dụng trong bài học. + Chọn lựa các phần mềm dạy học có sẵn dùng trong bài học để liên kết. + Xử lý các dữ liệu thu đƣợc để nâng cao chất lƣợng và đảm bảo các yêu cầu về nội dung, thẩm mĩ và sƣ phạm. - Bƣớc 4: Xây dựng các thƣ viện tƣ liệu Sắp xếp các tƣ liệu cần dùng cho bài giảng điện tử thành thƣ viện tƣ liệu tức là tạo đƣợc cây thƣ mục hợp lý. - Bƣớc 5: Lựa chọn ngôn ngữ và các phần mềm trình diễn để xây dựng tiến trình dạy học qua các hoạt động cụ thể. Chia quá trình dạy học trong giờ lên lớp thành các hoạt động nhận thức cụ thể, dựa vào các hoạt động đó để định ra các Slide. Sau đó xây dựng nội cho các trang có thể là văn bản, đồ thị, tranh ảnh, video clip, .v.v… Văn bản trình bày cần ngắn gọn, cô đọng, chủ yếu là tiêu đề và dàn ý cơ bản. Nên dùng một loại font chữ phổ biến, đơn giản, màu chữ thống nhất tuỳ theo mục đích sử dụng khác nhau của văn bản nhƣ câu hỏi gợi mở, ghi nhớ, câu trả lời. Không lạm dụng các hiệu ứng trình diễn thu hút sự tò mò không cần thiết của ngƣời học, phân tán chú ý trong học tập. - Bƣớc 6: Chạy thử chƣơng trình, sửa chữa và hoàn thiện. Tr-êng §HSP Hµ Néi 2 11 K30A Sinh –KTNN Kho¸ luËn tèt nghiÖp §inh ThÞ Ngäc Lý Sau khi thiết kế xong phải tiến hành chạy thử chƣơng trình, kiểm tra các sai sót đặc biệt là các liên kết. Tiến hành sửa chữa và hoàn thiện. *Các bƣớc thiết kế bài giảng điện tử trên PowerPoint. - Bƣớc 1: Khởi động chƣơng trình PowerPoint, định dạng và tạo file mới. - Bƣớc 2: Nhập nội dung văn bản và đồ hoạ cho từng Slide. - Bƣớc 3: Chọn dạng màu nền phần trình diễn. - Bƣớc 4: Chèn đồ hoạ, hình ảnh, âm thanh, video clip vào Slide. - Bƣớc 5: Sử dụng các hiệu ứng trong PowerPoint để hoàn thiện nội dung và hình thức của một bài giảng. - Bƣớc 6: Thực hiện liên kết giữa các Slide, các file thành chƣơng trình. - Bƣớc 7: Chạy thử chƣơng trình và sửa chữa. - Bƣớc 8: Đóng gói tệp tin. - Bƣớc 9: Giải nén tệp tin. 3.2.3. Ƣu, nhƣợc điểm của giáo án điện tử - Ƣu điểm: + Hỗ trợ đắc lực cho giáo viên trên lớp. + Hình ảnh tranh vẽ rõ nét, đẹp, chính xác + Tiết kiệm thời gian cho giáo viên. + Gây hứng thú học tập cho học sinh. - Nhƣợc điểm: + Nếu lạm dụng quá mức học sinh chỉ nghe và xem mà không ghi đƣợc bài. + Nếu không mở rộng hoặc khắc sâu bằng lời nói thì học sinh sẽ không hiểu hoặc lƣu không đúng, đủ. Tr-êng §HSP Hµ Néi 2 12 K30A Sinh –KTNN Kho¸ luËn tèt nghiÖp §inh ThÞ Ngäc Lý CHƢƠNG 2. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 1. Phân tích nội dung chƣơng I: Thành phần hoá học của tế bào và xây dựng một số giáo án điện tử thuộc chƣơng I 1.1. Phân tích nội dung chƣơng I: Thành phần hoá học của tế bào 1.1.1. Cấu trúc của chương I: Thành phần hoá học của tế bào được phân bố như sau: Chƣơng gồm 4 bài: Bài 3: Các nguyên tố hoá học và nƣớc. Bài 4: Cacbohiđrat và Lipit. Bài 5: Prôtêin. Bài 6: Axít Nuclêic. 1.1.2. Nhiệm vụ của chương: Chƣơng I: Thành phần hoá học của tế bào là chƣơng mở đầu của phần sinh học tế bào, là chƣơng cơ sở để nghiên cứu tế bào ở các chƣơng sau: Chƣơng II - Cấu trúc tế bào, Chƣơng III - chuyển hoá vật chất và năng lƣợng ở tế bào, Chƣơng IV - Phân bào. Trong chƣơng thành phần hoá học của tế bào đƣợc giới thiệu theo cấp tổ chức từ nguyên tử đến phân tử rồi tới các phân tử đại hữu cơ nhƣ: Cacbohiđrat, Lipit, Prôtêin và Axit nuclêic. Qua các bài học trong chƣơng, học sinh sẽ thấy đƣợc các đặc điểm của sự sống ở cấp tế bào là do các đặc điểm của các đại phân tử cấu tạo nên tế bào quy định. Sự tƣơng tác của các đại phân tử bên trong tế bào tạo nên sự sống. Và đặc điểm của các đại phân tử hữu cơ lại đƣợc quy định bởi các đặc điểm của các nguyên tố hoá học cấu tạo nên chúng và cấu trúc của các nguyên tử nguyên tố lại quyết định đặc tính lý hoá học của nguyên tố. Nội dung toàn chƣơng trình bày về: Vai trò của các nguyên Tr-êng §HSP Hµ Néi 2 13 K30A Sinh –KTNN Kho¸ luËn tèt nghiÖp §inh ThÞ Ngäc Lý tố hoá học và nƣớc cấu tạo nên tế bào (Bài 3), cấu trúc hoá học cũng nhƣ chức năng của các đại phân tử hữu cơ cacbohiđrat, lipit, prôtêin, axit nuclêic 1.2. Phân tích các bài và kỹ thuật dạy một số bài cụ thể thuộc chƣơng I – Thành phần hoá học của tế bào. BÀI 3: CÁC NGUYÊN TỐ HOÁ HỌC VÀ NƢỚC 1. MỤC TIÊU BÀI HỌC 1.1. Kiến thức Sau khi học xong bài này học sinh cần phải: - Nêu đƣợc các nguyên tố chính cấu tạo nên tế bào. - Nêu đƣợc vai trò của các nguyên tố vi lƣợng đối với tế bào. - Phân biệt đƣợc nguyên tố đa lƣợng và nguyên tố vi lƣợng. - Giải thích đƣợc cấu trúc hoá học của phân tử nƣớc quyết định các đặc tính lí hoá của nƣớc. - Trình bày đƣợc vai trò của nƣớc đối với tế bào. 1.2. Kỹ năng Rèn luyện cho học sinh một số kỹ năng: - Quan sát hình vẽ thu nhận kiến thức. - Thao tác tƣ duy: phân tích - so sánh - tổng hợp. 1.3. Giáo dục Giáo dục cho học sinh nhận thức đƣợc tính thống nhất của vật chất. 2. KIẾN THỨC TRỌNG TÂM Vai trò của các nguyên tố hoá học và nƣớc với tế bào 3. THÀNH PHẦN KIẾN THỨC 3.1. Kiến thức chủ yếu 3.1.1. Các nguyên tố hoá học Tr-êng §HSP Hµ Néi 2 14 K30A Sinh –KTNN Kho¸ luËn tèt nghiÖp §inh ThÞ Ngäc Lý Trong số 92 nguyên tố có trong tự nhiên, ngƣời ta đã tìm thấy khoảng 25 nguyên tố có trong cơ thể sống là phổ biến và cần thiết cho sự sống. Trong đó có 4 nguyên tố C, H, O, N là cơ bản nhất chiếm hơn 96% khối lƣợng cơ thể sống. - Cacbon là nguyên tố hoá học đặc biệt quan trọng trong việc tạo nên sự đa dạng của các đại phân tử hữu cơ. - Tuỳ theo tỉ lệ các nguyên tố trong cơ thể, ngƣời ta chia các nguyên tố thành 2 loại: nguyên tố đa lƣợng và nguyên tố vi lƣợng. a) Nguyên tố đa lƣợng - Nguyên tố đa lƣợng là những nguyên tố có chứa lƣợng lớn trong khối lƣợng khô của cơ thể (C, H, O, N, S, K,…). - Vai trò: tham gia cấu tạo nên các đại phân tử hữu cơ nhƣ prôtêin, cacbohiđrat, lipit, axit nuclêic là các hợp chất hoá học chính cấu tạo nên tế bào. b) Nguyên tố vi lƣợng - Nguyên tố vi lƣợng là những nguyên tố chiếm tỉ lệ rất nhỏ trong khối lƣợng khô của tế bào (Fe, Cu, Bo, Mn, Mo,…). - Vai trò: tham gia vào các quá trình sống cơ bản của tế bào. Những nguyên tố này cơ thể chỉ cần một lƣợng rất nhỏ nhƣng nếu thiếu nó thì một số chức năng sinh lí có thể bị ảnh hƣởng nghiêm trọng. 3.1.2. Nước và vai trò của nước trong tế bào a) Cấu trúc và đặc tính hoá lí của nƣớc - Cấu trúc: + Có cấu tạo hoá học đơn giản gồm 2 nguyên tử hiđro liên kết cộng hoá trị với 1 nguyên tử ôxi. Công thức hoá học: H2O. + Phân tử nƣớc có 2 đầu tích điện trái dấu ( + và - ) do đôi điện tử trong liên kết bị kéo lệch về phía ôxi. Tr-êng §HSP Hµ Néi 2 15 K30A Sinh –KTNN Kho¸ luËn tèt nghiÖp §inh ThÞ Ngäc Lý - Đặc tính: phân tử nƣớc có tính chất phân cực, phân tử nƣớc này hút phân tử nƣớc kia và hút các phân tử phân cực khác làm cho nƣớc có vai trò đặc biệt quan trọng đối với sự sống. b) Vai trò của nƣớc đối với tế bào - Là dung môi hoà tan nhiều chất cần thiết cho sự sống. - Là thành phần chính cấu tạo nên tế bào và là môi trƣờng cho các phản ứng sinh hoá xảy ra. - Làm ổn định nhiệt của cơ thể. 3.2. Kiến thức bổ sung - Nguyên tử C có cấu hình điện tử vòng ngoài với 4 điện tử, do vậy nguyên tử C có thể cùng một lúc tạo nên 4 liên kết cộng hoá trị với các nguyên tử C và với 4 nguyên tố khác tạo nên số lƣợng rất lớn các phân tử hữu cơ khác nhau. - Sự sống không phải đƣợc hình thành bằng cách tổ hợp ngẫu nhiên của các nguyên tố với tỉ lệ giống nhƣ trong tự nhiên. Mà trong điều kiện nguyên thuỷ của trái đất, các nguyên tố C, H, O, N với đặc tính hoá học đặc biệt đã tƣơng tác với nhau tạo nên những hợp chất hữu cơ đầu tiên theo nƣớc mƣa rơi xuống biển, nhiều chất trong số này là những chất tan trong nƣớc và ở đó sự sống bắt đầu hình thành và tiến hoá dần. - Nguyên tố vi lƣợng thƣờng là thành phần của enzim, vitamin và một số hợp chất quan trọng khác mà thiếu nó thì có thể dẫn đến bệnh tật hoặc sẽ ảnh hƣởng nghiêm trọng đến sự sống nhƣ thiếu iốt gây bƣớu cổ ở ngƣời, thiếu molipđen cây có thể chết, thiếu đồng cây vàng lá,… - Nƣớc là thành phần bắt buộc và thƣờng có hàm lƣợng cao trong bất kì tế bào sống nào. Mọi biểu hiện đặc trƣng của hoạt động sống của tế bào (khả năng chuyển động, hấp thụ, trao đổi chất và năng lƣợng, sinh trƣởng,...) đều liên quan với sự có mặt của nƣớc. Lúc lƣợng nƣớc ít các hoạt động sinh lí Tr-êng §HSP Hµ Néi 2 16 K30A Sinh –KTNN Kho¸ luËn tèt nghiÖp §inh ThÞ Ngäc Lý thƣờng diễn ra yếu ớt và ngƣợc lại. Lƣợng nƣớc trong tế bào là một chỉ tiêu về mức độ hoạt động của chúng. - Trong tế bào có 2 dạng nƣớc là nƣớc tự do và nƣớc liên kết: + Nƣớc liên kết có vai trò bảo vệ các hạt keo chống lại sự ngƣng kết và sự biến tính. + Nƣớc tự do mang đầy đủ các tính chất hoá lí điển hình của nƣớc có ý nghĩa lớn lao và nhiều mặt đối với tế bào. 3.3. Tƣ liệu tham khảo (1) “Dù oxy, cacbon, hidro và nitơ là những nguyên tố thƣờng gặp nhất trong môi trƣờng, chúng có trong cơ thể sống với tỉ lệ rất khác nhau. Ví dụ cacbon chiếm 0,03% vỏ quả đất, nhƣng lại chiếm tới 20% khối lƣợng cơ thể sống. Mặt khác, một vài nguyên tố ví dụ nhƣ silic chiếm 27,7% vỏ quả đất, dù rất phổ biến nhƣng lại gặp rất ít trong cơ thể sống”. (Trang 7, sách Sinh học tập I, W.D.PHILIPS - T.J.CHILTON). (2) “Sở dĩ nƣớc là dung môi chủ yếu và phổ biến trƣớc hết là do tính chất phân cực và do hệ quả của hằng số điện môi cực kì cao của nƣớc. Các đặc tính ngƣợc dấu nhƣ các ion hút nhau ở trong nƣớc yếu hơn ở trong không khí 80 lần. Lực hút tƣơng hỗ giữa các nguyên tử hay phân tử của một vật nhúng trong nƣớc yếu hơn so với trong không khí. Trong trƣờng hợp này, chuyển động làm cho các phân tử rời nhau dễ dàng của các chất kể cả các chất khó tan”. (Trang 298, sách Sinh học đại cương tập I, Phan Cự Nhân) (3) “Liên kết hiđro tuy không bền lắm nhƣng đủ khiến cho các phân tử nƣớc liên kết với nhau và sắp xếp một cách xác định với nhau. Sự liên kết nội tại khá bền vững giữa các phân tử nƣớc giải thích nhiệt độ nóng chảy của nƣớc đá và nhiệt độ sôi tỉ nhiệt, nhiệt dung của nƣớc cao hơn các chất lỏng khác”. Tr-êng §HSP Hµ Néi 2 17 K30A Sinh –KTNN Kho¸ luËn tèt nghiÖp §inh ThÞ Ngäc Lý ( Trang 298, sách Sinh học đại cương tập I, Phan Cự Nhân) (4) “Trong nƣớc đóng băng, toàn bộ các liên kết đều là mạnh cực đại và do đó các phân tử đều phân tử đều phân bố trong một cấu trúc mạng lƣới chuẩn. Trong nƣớc lỏng, có tới 80% phân tử có mối liên kết hidro nhƣ thế với các phân tử tách biệt giữa các phân tử phức hợp lớn hơn sự sắp xếp ngẫu nhiên các phân tử nƣớc tự do trong nƣớc lỏng làm cho chúng xếp gần nhau hơn so với cấu trúc mạng. Do đó nƣớc đá có cấu trúc thƣa hơn và nó nổi trên mặt nƣớc lỏng”. (Trang 9, Sinh học tập I, W.D.PHILIPS – T.J.CHILTON) BÀI 4: CACBOHIĐRAT VÀ LIPIT 1. MỤC TIÊU BÀI HỌC 1.1. Kiến thức Sau khi học xong bài này học sinh cần phải: - Liệt kê đƣợc tên các loại đƣờng đơn, đƣờng đôi và đƣờng đã có trong cơ thể sinh vật. - Trình bày đƣợc chức năng của một số loại đƣờng trong cơ thể sinh vật. - Liệt kê đƣợc các loại lipit có trong cơ thể sinh vật. - Trình bày chức năng các loại lipit. - Phân biệt đƣợc saccarit va lipit về cấu tạo, tính chất, vai trò. 1.2. Kỹ năng Rèn luyện kỹ năng phân tích, so sánh để phân biệt các chất. 1.3. Giáo dục Hiểu rõ tầm quan trọng của việc ăn uống khoa học và vận dụng giải thích đƣợc một số hiện tƣợng trong thực tiễn. 2. KIẾN THỨC TRỌNG TÂM Chức năng của cacbohiđrat, lipit. Tr-êng §HSP Hµ Néi 2 18 K30A Sinh –KTNN Kho¸ luËn tèt nghiÖp §inh ThÞ Ngäc Lý 3. THÀNH PHẦN KIẾN THỨC 3.1. Kiến thức chủ yếu 3.1.1. Cacbohiđrat a) Cấu trúc hoá học Cacbohiđrat là hợp chất hữu cơ chỉ chứa ba loại nguyên tố là cacbon, hiđrô, ôxi và đƣợc cấu tạo theo nguyên tắc đa phân (đơn phân chủ yếu là đƣờng 6 cacbon). - Đƣờng đơn: là đƣờng chỉ gồm 1 đơn phân. Đƣờng đơn 6 cacbon gồm 3 loại: + Glucôzơ (đường nho): có ở thực vật và động vật. + Frutôzơ (đường quả) : có nhiều ở thực vật. + Galactôzơ (đường sữa): có nhiều trong sữa động vật. - Đƣờng đôi: gồm hai phân tử đƣờng đơn cùng loại hoặc khác loại liên kết với nhau. + Đường saccarôzơ (đường mía): cấu tạo gồm 1 glucôzơ liên kết 1 fructôzơ. Có nhiều trong thân cây mía, củ cải đƣờng, củ cà rốt. + Đường lactôzơ (đường sữa): cấu tạo gồm 1 phân tử glucôzơ liên kết 1 galactôzơ. Có nhiều trong sữa động vật. + Đường mantôzơ (đường mạch nha): gồm 2 phân tử glucôzơ. - Đƣờng đa: gồm nhiều phân tử đƣờng phân liên kết với nhau. Tuỳ theo công thức của các đơn phân mà ta có các loại đƣờng đa nhƣ glicôgen, tinh bột, xenlulôzơ hay kitin với các đặc tính lí hoá rất khác nhau. b) Chức năng của cacbohiđrat - Là nguồn năng lƣợng dự trữ của tế bào và cơ thể. - Cấu tạo nên tế bào và các bộ phận của cơ thể: + Xenlulôzơ là loại đƣờng cấu tạo nên thành tế bào thực vật. Tr-êng §HSP Hµ Néi 2 19 K30A Sinh –KTNN Kho¸ luËn tèt nghiÖp §inh ThÞ Ngäc Lý + Kitin cấu tạo thành tế bào nấm và bộ xƣơng ngoài của nhiều loài côn trùng hay một số loài động vật khác. + Cacbohiđrat liên kết với prôtêin tạo nên các phân tử glicôprôtêin là những bộ phận cấu tạo nên các thành phần khác nhau của tế bào. 3.1.2. Lipit Lipit là là nhóm chất hữu cơ không tan trong nƣớc, chỉ tan trong dung môi hữu cơ nhƣ benzen, ete, clorofooc. a) Dầu và mỡ - Mỗi phân tử mỡ đƣợc hình thành do một phân tử glixêrol (1 loại rƣợu 3 cacbon) liên kết với 3 axit béo. - Mỡ gồm 2 loại: + Mỡ ở động vật: thƣờng chứa các axit béo no. + Mỡ ở thực vật và ở một số loài cá thƣờng tồn tại ở dạng lỏng (đƣợc gọi là dầu) do chứa nhiều axit béo không no. - Chức năng: dự trữ năng lƣợng cho tế bào và cơ thể. b) Phôtpholipit - Cấu tạo: phôtpholipit có cấu trúc gồm 2 phân tử axit béo liên kết với 1 phân tử glixêrol. Vị trí thứ 3 của phân tử glixêrol đƣợc liên kết với các nhóm phôtphat. - Chức năng: cấu tạo nên các loại màng của tế bào. c) Hoocmôn - Có bản chất là stêrôit nhƣ: testostêrôn, ơstrôgen, colesterôn. - Chức năng: colestêron tham gia cấu tạo màng. d) Sắc tố và vitamin Một số loại sắc tố nhƣ carôtenôit và một số loại vitamin nhƣ vitamin A, D, E, K cũng là một dạng lipit. 3.2. Kiến thức bổ sung Tr-êng §HSP Hµ Néi 2 20 K30A Sinh –KTNN