Chủ đề 7 hệ THỐNG hỗ TRỢ QUANG hợp CHO cây RONG đuôi CHÓ

Chủ đề 7: HỆ THỐNG HỖ TRỢ QUANG HỢP CHO CÂY RONG ĐI CHĨ (TRƯỜNG THPT GIA ĐỊNH, TP HCM) Giáo viên: NGUYỄN HỒNG NGỌC BẢO Tên chủ đề: HỆ THỐNG HỖ TRỢ QUANG HỢP CHO CÂY RONG ĐUÔI CHÓ Số tiết: 05 tiết – Lớp 11 (Cơ bản) Mô tả chủ đề: Chủ đề “Hệ thống hỗ trợ quang hợp cho Rong chó” ý tưởng dạy học theo định hướng giáo dục STEM cho đối tượng HS lớp 11 HS nghiên cứu kiến thức quang hợp, ảnh hưởng tác nhân ngoại cảnh đến quang hợp kiến thức khoa học khác phương pháp điều chế CO2, nguồn điện, chất dẫn điện, sử dụng vật liệu tái chế… để thiết kế chế tạo hệ thống cung cấp ánh sáng CO2 nhằm tăng cường độ quang hợp cho Rong chó Để thực dự án này, HS cần tìm hiểu kiến thức mơn Sinh học, Vật lí, Hóa học sử dụng kiến thức tính tốn (Tốn học), lắp ráp kĩ thuật (Kĩ thuật): Mơn Bài Phân phối chương trình Sinh học 11 Bài 10: Ảnh hưởng nhân tố ngoại cảnh đến quang hợp tiết I Ánh sáng II Nồng độ CO2 Vật lí 11 Bài 7: Dịng điện khơng đổi Nguồn điện tiết V Pin Acquy Bài 9: Định luật Ơm tồn mạch tiết Các cơng thức tính tốn Bài 10: Ghép nguồn điện thành tiết Toàn Bài 16: Hợp chất Cacbon tiết Phần B – Cacbon đioxit Hóa học 11 Nội dung sử dụng chủ đề Mục tiêu: Sau hồn thành chủ đề, HS có khả năng: a Về kiến thức, kĩ năng: – Trình bày khái niệm về: quang hợp thực vật, nguồn điện, dịng điện, chất dẫn điện, pin, tính chất vật lí hóa học CO2 – Phân tích ảnh hưởng tác nhân ngoại cảnh đến cường độ quang hợp – Vận dụng kiến thức dòng điện, nguồn điện, chất dẫn điện, sơ đồ mạch điện để thiết kế hệ thống cung cấp ánh sáng cho quang hợp – Vận dụng kiến thức điều chế CO2 để thiết kế hệ thống cung cấp CO2 cho quang hợp – Tra cứu thông tin nhờ việc sử dụng cơng nghệ thơng tin – Tính tốn, thiết kế, vẽ mạch điện; chế tạo, lắp ráp sản phẩm hệ thống cung cấp ánh sáng lắp ráp mô hình điều chế CO2 từ nguồn nguyên liệu rẻ tiền, tái chế – Sử dụng ứng dụng đo cường độ ánh sáng b Về phát triển phẩm chất: – Có tinh thần trách nhiệm, hịa đồng, giúp đỡ nhóm, lớp – u thích mơn học, thích khám phá, tìm tịi vận dụng kiến thức học vào giải vấn đề thực tiễn sống – Có ý thức tuân thủ tiêu chuẩn kĩ thuật, quy tắc an toàn c Về định hướng phát triển lực: – Năng lực giải vấn đề sáng tạo, cụ thể chế tạo hệ thống hỗ trợ quang hợp cho rong chó theo tiêu chí đề ra; – Năng lực giao tiếp hợp tác để thống thiết kế, phân công thực phần nhiệm vụ, trình bày bảo vệ ý tưởng thiết kế; – Năng lực tự học để tự tìm hiểu số kiến thức có liên quan đến chủ đề; Thiết bị: Tổ chức dạy học chủ đề, GV hướng dẫn HS sử dụng số thiết bị sau: – Bóng đèn, số đoạn dây điện, khay nhựa, đinh sắt, bình tam giác, phễu thuỷ tinh, dây dẫn khí – Phấn khơng bụi, giấm ăn, muối ăn, nước – Giấy A0, máy tính, máy chiếu Tiến trình dạy học: Hoạt động XÁC ĐỊNH NHIỆM VỤ THIẾT KẾ HỆ THỐNG HỖ TRỢ QUANG HỢP CHO CÂY RONG ĐI CHĨ (Tiết – 45 phút) A Mục đích: Học sinh hình thành kiến thức ban đầu quang hợp nhân tố ảnh hưởng đến cường độ quang hợp Học sinh tiếp nhận tìm hiểu nhiệm vụ “thiết kế hệ thống hỗ trợ quang hợp cho Rong chó” hiểu rõ tiêu chí đánh giá kết thực dự án B Nội dung: – GV giới thiệu đối tượng Rong chó, nêu vấn đề cần giải giao nhiệm vụ – HS tìm hiểu nhu cầu quang hợp Rong chó, xác định yếu tố quan trọng tác động để tăng cường độ quang hợp cho Rong chó – GV thảo luận, thống với HS tiêu chí đánh giá kế hoạch triển khai dự án C Dự kiến sản phẩm hoạt động học sinh: Kết thúc hoạt động, HS cần đạt sản phẩm sau: – Bản ghi chép đối tượng Rong đuôi chó bao gồm đặc điểm sinh trưởng, nhu cầu quang hợp,… – Sơ đồ tư nhân tố ảnh hưởng đến cường độ quang hợp Rong chó – Bảng tiêu chí đánh giá thiết kế bảng tiêu chí đánh giá sản phẩm hệ thống hỗ trợ quang hợp cho Rong chó – Kế hoạch thực dự án với mốc thời gian phân chia nhiệm vụ rõ ràng D Cách thức tổ chức hoạt động: Bước 1: Đặt vấn đề – GV giới thiệu thực vật thủy sinh: Thực vật thủy sinh (hay gọi thực vật sống nước) thực vật thích ứng với việc sống mơi trường nước (nước mặn nước ngọt) Chúng sống hoàn toàn nước, phần nước môi trường ẩm ướt bùn Một số loài thủy sinh dễ trồng, số tương đối dễ trồng số khác khó trồng Trong lồi thủy sinh làm kiểng đẹp, có giá trị thường khó trồng, địi hỏi người trồng phải đầu tư hệ thống hỗ trợ đắt tiền => Nhu cầu thiết kế hệ thống hỗ trợ quang hợp đơn giản, tiết kiệm – GV giới thiệu đối tượng Rong chó: Rong chó lồi thực vật thủy sinh dễ trồng, phổ biến giá thành khơng cao, sử dụng để làm đối tượng đại diện nghiên cứu Từ kết nghiên cứu mở rộng ứng dụng đối tượng thực vật thủy sinh khác Bước 2: Học sinh khám phá kiến thức – Chuẩn bị: giấy trắng, bút lơng – Tổ chức lớp: nhóm (7– học sinh/nhóm) – Hoạt động: HS hoạt động nhóm tìm hiểu đặc điểm sinh trưởng, điều kiện sống, cách trồng chăm sóc Rong chó (sử dụng tài liệu tham khảo thơng tin internet) hồn thành Bản ghi chép đối tượng Rong chó HS nhớ lại kiến thức quang hợp nghiên cứu nội dung có SGK (Bài 10 Ảnh hưởng nhân tố ngoại cảnh đến quang hợp), xác định yếu tố quan trọng tác động để tăng cường độ quang hợp cho Rong chó (ánh sáng CO2), vẽ sơ đồ tư thể nội dung Giáo viên đặt câu hỏi cho lớp: + Quang hợp gì? Hãy viết phương trình tổng quát trình quang hợp Quang hợp trình sử dụng lượng ánh sáng mặt trời diệp lục hấp thụ để tổng hợp cacbohiđrat giải phóng oxi từ khí cacbonic nước Phương trình tổng quát trình quang hợp: ASMT 6CO2 + 12H2O C6H12O6 + 6O2 + 6H2O Diệp lục + Dựa phương trình quang hợp, có nhân tố ảnh hưởng mạnh đến trình quang hợp? (điều kiện ánh sáng nguyên liệu: CO2, H2O) + Đối với đối tượng thực vật thủy sinh Rong chó, muốn tăng hiệu suất quang hợp cần tác động đến yếu tố nào? (ánh sáng CO2) + Các nhân tố ánh sáng CO2 ảnh hưởng đến quang hợp nào? HS nghiên cứu Bài 10 Ảnh hưởng nhân tố ngoại cảnh đến quang hợp (I Ánh sáng II Nồng độ CO2), vẽ sơ đồ tư Các nhóm HS trình bày sản phẩm, chia sẻ góp ý cho Nội dung: Cường độ ánh sáng: – Khi nồng độ CO2 tăng, tăng cường độ ánh sáng cường độ quang hợp tăng nhanh – Điểm bù ánh sáng: cường độ ánh sáng để cường độ quang hợp cường độ hô hấp – Điểm bão hòa ánh sáng: cường độ ánh sáng để cường độ quang hợp đạt cực đại Quang phổ ánh sáng: – Các tia sáng có bước sóng khác ảnh hưởng đến cường độ quang hợp không giống – Quang hợp đạt cực đại miền tia đỏ tia xanh tím Nồng độ CO2: – Quang hợp tăng tỉ lệ thuận với nồng độ CO2 trị số bão hịa CO2, ngưỡng cường độ quang hợp giảm GV cố vấn, đưa gợi ý, định hướng để HS tiếp tục suy nghĩ, tìm hiểu kiến thức liên quan, hình thành nên ý tưởng ban đầu: + Hệ thống hỗ trợ quang hợp tác động đến khía cạnh để tăng hiệu suất quang hợp (nồng độ CO2; cường độ ánh sáng, quang phổ ánh sáng) + Hệ thống hỗ trợ quang hợp nên có thành phần nào? (hệ thống đèn hệ thống bổ sung CO2) + Những nhân tố ngoại cảnh khác cần kiểm sốt để chứng minh tính hiệu hệ thống? (độ pH, nhiệt độ nước cần giữ giới hạn cho phép) Bước 3: Giao nhiệm vụ cho HS xác lập tiêu chí đánh giá GV nêu nhiệm vụ: vào kết tìm hiểu đặc điểm sinh trưởng Rong chó, nhóm thực dự án “Thiết kế hệ thống hỗ trợ quang hợp cho Rong chó” Sản phẩm hệ thống hỗ trợ quang hợp thiết kế cho bể chứa kích thước 18cm x 10cm x 13cm chứa 1,5 lít nước với mật độ Rong chó 10 cây/1,5 lít nước Sản phẩm cần đạt tiêu chí hiệu hoạt động (đánh giá thơng qua sinh trưởng Rong chó), thời gian chiếu sáng, lượng CO2 cung cấp, hình thức chi phí Trước tiến hành chế tạo hệ thống, HS cần xây dựng thiết kế sản phẩm Bài trình bày thiết kế sản phẩm đánh giá theo tiêu chí thể Phiếu đánh giá số Phiếu đánh giá số Bảng tiêu chí đánh giá thiết kế sản phẩm Tiêu chí Điểm tối đa Bản vẽ mạch điện phận đèn vẽ phận cung cấp CO rõ ràng, nguyên lí Bản vẽ thiết kế kiểu dáng rõ ràng, sáng tạo, khả thi Trình bày ngắn gọn, xúc tích sở thiết kế hệ thống Giải thích rõ nguyên lí hoạt động hệ thống Trình bày rõ ràng, logic, sinh động Bảo vệ phương án thiết kế Tổng điểm 10 Sản phẩm Hệ thống hỗ trợ quang hợp đánh giá cụ thể theo tiêu chí thể phiếu đánh giá số Phiếu đánh giá số Bảng tiêu chí đánh giá sản phẩm Tiêu chí Điểm tối đa Thiết kế hệ thống hỗ trợ quang hợp gồm phận: phận đèn phận cung cấp CO2 đảm bảo tính an tồn, khoa học Bộ phận đèn gồm tối thiểu 10 bóng đèn LED 2V, thời gian chiếu sáng tối thiểu liên tục 6h Bộ phận cung cấp CO2 trì lượng CO2 cung cấp tối thiểu 20 mg/l thời gian liên tục 6h Hệ thống hỗ trợ quang hợp bố trí hợp lý, có tính thẩm mĩ, gọn nhẹ, dễ lắp ráp Sử dụng vật liệu tái chế, chi phí chế tạo chi phí trì hệ thống tiết kiệm Bài báo cáo chứng minh hiệu hoạt động hệ thống thông qua số liệu về: gia tăng sinh khối (hoặc gia tăng kích thước), mọc chồi, tạo nhánh mới,… Rong đuôi chó theo dõi tối thiểu 10 ngày biện luận kết nhóm Trình bày ngắn gọn, rõ ràng, logic, sinh động Tổng điểm 10 GV lưu ý cho HS tiêu chí “Chứng minh hiệu hoạt động hệ thống” + Dựa vào tiêu chí để đánh giá hiệu suất trình quang hợp Rong chó? (sự gia tăng sinh khối gia tăng kích thước, mọc chồi, tạo nhánh mới,…) + Việc ghi nhận số liệu, tính tốn, so sánh kết cần thực để chứng minh tính hiệu hệ thống? (ghi nhận số liệu đặn ngày tối thiểu 10 ngày, tính tốn gia tăng sinh khối, kích thước trung bình, so sánh với đối chứng bể khơng có hệ thống hỗ trợ quang hợp) + Các yếu tố cần giữ khơng đổi q trình đánh giá hiệu hoạt động hệ thống? (kích thước bể, lượng nước, mật độ Rong, độ pH, nhiệt độ nước, dinh dưỡng, nơi đặt bể) Sau hoàn tất dự án, trình tham gia dự án học sinh đánh giá theo tiêu chí thể Phiếu đánh giá số Phiếu đánh giá số Bảng tiêu chí đánh giá q trình tham gia dự án Học sinh tự đánh giá Nội dung đánh giá Đầy đủ Tham gia buổi họp nhóm Thường xun Một vài buổi Khơng buổi Tích cực Tham gia đóng góp ý kiến Thường xun Thỉnh thoảng Khơng Ln ln Hồn thành cơng việc nhóm giao thời hạn Thường xuyên Thỉnh thoảng Không Ln ln Hồn thành cơng việc nhóm giao có chất lượng Thường xun Thỉnh thoảng Khơng Ln ln Có ý tưởng hay sáng tạo đóng góp cho nhóm Thường xun Thỉnh thoảng Khơng Nhóm trưởng Vai trị nhóm Thư ký Thành viên NHẬN XÉT, KẾT LUẬN: Nhóm đánh giá Bước 4: GV thống kế hoạch triển khai Hoạt động Thời gian Hoạt động 1: Giao nhiệm vụ dự án Tiết Hoạt động 2.1: Nghiên cứu kiến thức Tiết 2, Hoạt động 2.2: Đề xuất phương án thiết kế sản phẩm tuần (HS tự thực nhà theo nhóm) Hoạt động 3: Báo cáo phương án thiết kế Tiết Hoạt động 4: Chế tạo, thử nghiệm sản phẩm tuần (HS tự thực nhà theo nhóm) Hoạt động 5: Triễn lãm, giới thiệu sản phẩm, báo cáo kết Tiết Hoạt động 2.1 NGHIÊN CỨU KIẾN THỨC NỀN (Tiết – 90 phút) A Mục đích: HS tìm hiểu kiến thức cần thiết vận dụng vào giải vấn đề: – Những kiến thức sở lý thuyết cần có để điều chế CO2 – Những kiến thức sở lý thuyết cần có để thực chế tạo pin điện hóa B Nội dung: A – CACBON ĐIOXIT (CO2) (Tiết – 45 phút) I Xác định vấn đề a Mục đích hoạt động Học sinh xác định vấn đề hóa học cần giải để phục vụ cho mục đích chủ đề STEM: điều chế khí CO2 phương pháp đơn giản Xác định mục tiêu cần thực (hệ thống điều chế khí CO 2) định hướng sản phẩm (lắp đặt dụng cụ điều chế khí CO2) b Nội dung hoạt động Thảo luận vấn đề cần giải đề xuất giải pháp cho vấn đề – Vấn đề cần giải quyết: điều chế khí CO2 – Đề xuất giải pháp: tìm hóa chất dụng cụ c Dự kiến sản phẩm hoạt động học sinh Sơ đồ tư mô tả dụng cụ điều chế CO2 d Cách thức tổ chức hoạt động Chuẩn bị: giấy trắng, bút lông GV tổ chức lớp thành nhóm (7– học sinh) GV đặt câu hỏi cho lớp: Khí cần cho q trình quang hợp? (CO2) Yêu cầu HS tham khảo SGK phát biểu khái quát tính chất vật lí CO (chất khí khơng màu, nặng khơng khí, tan khơng nhiều nước) Có thể điều chế khí CO phản ứng hóa học học? (HS trình bày nhiều phương trình phản ứng khác như: C + O 2; CO + O2; nhiệt phân CaCO3; muối carbonate + acid mạnh; …) Có thể dùng nguyên liệu dễ tìm kiếm đời sống ngày để điều chế khí CO2 cách đơn giản? (CaCO3: đá vơi, phấn, vỏ sị, vỏ trứng …; acid: giấm, chanh …) Sau HS đưa phương án, GV chọn phương án thích hợp phấn viết bảng dung dịch giấm ăn (acid axetic: CH3COOH) Cần dụng cụ để thực phản ứng điều chế khí CO từ phấn viết bảng giấm ăn? (bình thủy tinh, ống dẫn khí, giá đỡ, đèn cồn, đũa thủy tinh,…) Có thể áp dụng phương pháp để tăng tốc độ phản ứng? (đun nóng, dùng dung dịch giấm đậm đặc hơn,…) HS thảo luận theo nhóm, thực mơ tả dụng cụ điều chế CO2 theo sơ đồ tư gồm nhánh: Chọn phương pháp, nguyên liệu, dụng cụ thích hợp, thiết kế sơ đồ điều chế khí CO (có thể viết phương trình hóa học minh họa, u cầu phản ứng có khả thực điều kiện đơn giản, nguyên liệu gần gũi với đời sống ngày) Các yêu cầu thiết kế: kích thước, hiệu suất, lượng khí CO sinh Các trở ngại/khó khăn cần quan tâm Sau đó, GV cho học sinh trình bày ngắn gọn góp ý II Nghiên cứu lí thuyết a Mục đích hoạt động Xác định kiến thức sở lý thuyết cần có để điều chế CO Xác định vị trí nội dung học học tiết trước b Nội dung hoạt động Từ yêu cầu điều chế CO2, học sinh đưa kiến thức, sở lý thuyết phương trình phản ứng hóa học cần có để phục vụ cho trình thực c Cách thức tổ chức hoạt động Chuẩn bị: sách giáo khoa, bảng ghi câu hỏi gợi ý GV đặt câu hỏi: Để điều chế CO2 phịng thí nghiệm cần kiến thức gì? (phương trình phản ứng, hóa chất cần thiết, …) Để tăng tốc độ phản ứng, cần kiến thức gì? GV chốt lại kiến thức cần có liệu về: gia tăng sinh khối (hoặc gia tăng kích thước), mọc chồi, tạo nhánh mới,… Rong chó theo dõi tối thiểu 10 ngày biện luận kết nhóm Trình bày ngắn gọn, rõ ràng, logic, sinh động Tổng điểm 10 Nhận xét, góp ý cho nhóm bạn: ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… Câu hỏi dành cho nhóm bạn: ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… Họ tên học sinh đánh giá: Nhóm: Phiếu đánh giá số Bảng tiêu chí đánh giá q trình tham gia dự án Nội dung đánh giá Đầy đủ Tham gia buổi họp nhóm Thường xuyên Một vài buổi Khơng buổi Tích cực Tham gia đóng góp ý kiến Thường xun Thỉnh thoảng Khơng Hồn thành cơng Ln ln Học sinh tự đánh giá Nhóm đánh giá Thường xuyên việc nhóm giao thời hạn Thỉnh thoảng Khơng Ln ln Hồn thành cơng việc nhóm giao có chất lượng Thường xuyên Thỉnh thoảng Khơng Ln ln Có ý tưởng hay sáng tạo đóng góp cho nhóm Thường xuyên Thỉnh thoảng Khơng Nhóm trưởng Vai trị nhóm Thư ký Thành viên NHẬN XÉT, KẾT LUẬN: Phiếu học tập số Bảng phân cơng nhiệm vụ Tên nhóm:………………………………………… Vị trí Nhóm trưởng Thư kí Mơ tả nhiệm vụ Quản lí thành viên nhóm, triển khai hoạt động, điều khiển thảo luận, đôn đốc thành viên nhóm Ghi chép, lưu trữ hồ sơ học tập dự án nhóm Tên thành viên ……………………………… ……………………………… Thành viên ……………………………… Thành viên ……………………………… Thành viên ……………………………… Thành viên ……………………………… Thành viên ……………………………… Thành viên ……………………………… Phiếu học tập số Bản ghi chép đối tượng Rong đuôi chó Thơng tin đối tượng Rong chó Đặc điểm sinh trưởng: ……………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… ………………… Điều kiện sống: ……………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………… Trồng chăm sóc: ……………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………… Nguồn tài liệu tham khảo https://tropica.com/en/plants/plantdetails/Egeriadensa(058BDT)/4506 https://media.vwr.com/emdocs/docs/scied/Elodea.pdf Phiếu học tập số Bộ câu hỏi định hướng Hệ thống hỗ trợ quang hợp tác động đến khía cạnh để tăng hiệu suất quang hợp? Hệ thống hỗ trợ quang hợp nên có thành phần nào? Những nhân tố ngoại cảnh khác cần kiểm soát để chứng minh tính hiệu hệ thống? Dựa vào tiêu chí để đánh giá hiệu suất trình quang hợp Rong chó? Việc ghi nhận số liệu, tính tốn, so sánh kết cần thực để chứng minh tính hiệu hệ thống? Các yếu tố cần giữ không đổi trình đánh giá hiệu hoạt động hệ thống? Phiếu học tập số Bảng theo dõi sinh trưởng Rong chó Kích thước bể:………………………………………………………………………………… Lượng nước: …………………………………………………………………………………… Mật độ Rong: ………………………………………………………………………………… Nhiệt độ nước: ………………………………………………………………………………… pH nước: ……………………………………………………………………………………… Nơi đặt bể: ……………………………………………………………………………………… Bể đối chứng Bể có hệ thống hỗ trợ quang hợp Thời gian Kích thước Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày 10 Ngày 12 Ngày 14 Sự tăng trưởng trung bình Số chồi Số nhánh Kích thước Số chồi Số nhánh TÀI LIỆU HỖ TRỢ HỌC SINH Quá trình quang hợp – Quang hợp trình sử dụng lượng ánh sáng mặt trời diệp lục hấp thụ để tổng hợp cacbohiđrat giải phóng oxi từ khí Carbonic nước + Phương trình quang hợp tổng quát: ASMT 6CO2 + 12H2O C6H12O6 + 6O2 + 6H2O Diệp lục – Dựa phương trình quang hợp, nhân tố ánh sáng (điều kiện) CO 2, H2O (nguyên liệu) ảnh hưởng mạnh đến trình quang hợp – Đối với đối tượng thực vật thủy sinh rong đuôi chó, muốn tăng hiệu suất quang hợp cần tác động đến ánh sáng CO2 – Các nhân tố ánh sáng CO2 ảnh hưởng đến quang hợp: + Nồng độ CO2: • Quang hợp tăng tỉ lệ thuận với nồng độ CO trị số bão hịa CO 2, ngưỡng cường độ quang hợp giảm + Cường độ ánh sáng: • Khi nồng độ CO2 tăng, tăng cường độ ánh sáng cường độ quang hợp tăng nhanh • Điểm bù ánh sáng: cường độ ánh sáng để cường độ quang hợp cường độ hơ hấp • Điểm bão hòa ánh sáng: cường độ ánh sáng để cường độ quang hợp đạt cực đại + Quang phổ ánh sáng: • Các tia sáng có bước sóng khác ảnh hưởng đến cường độ quang hợp không giống • Quang hợp đạt cực đại miền tia đỏ tia xanh tím Carbon dioxide (CO2) Tên thường gọi: Khí carbonic Cơng thức phân tử: CO2, phân tử khối: 44 Cấu tạo phân tử – Công thức cấu tạo: O = C = O – Các liên kết C=O phân tử CO2 liên kết cộng hóa trị có cực có cấu tạo thẳng nên CO2 phân tử không phân cực Tính chất vật lí – CO2 khí khơng màu, khơng mùi, nặng khơng khí (dCO2/kk = 44/29) Người ta rót khí CO2 từ cốc sang cốc khác CO2 khơng trì sống cháy – Ở nhiệt độ thường, áp suất 60 atm CO2 hóa lỏng Làm lạnh đột ngột –76oC, CO2 hóa rắn gọi “nước đá khơ” khơng nóng chảy mà thăng hoa, dùng tạo mơi trường lạnh khô để bảo quản thực phẩm – Là chất gây nên hiệu ứng nhà kính, làm trái đất bị nóng lên Vì việc hạn chế khí thải CO2 trở thành vấn đề quan tâm toàn cầu Cơ quan Khí tượng Anh vừa cảnh báo mức độ CO2 khí năm 2019 dự báo tăng lên gần đạt mức kỷ lục Sự gia tăng thúc đẩy tình trạng tiếp diễn đốt nhiên liệu hóa thạch nạn phá rừng, đặc biệt, lượng CO2 năm tăng cao tượng thời tiết El Nino dự kiến trở lại – biến đổi khí hậu tự nhiên gây tình trạng ấm khơ vùng nhiệt đới, đồng nghĩa với việc hạn chế tăng trưởng lồi thực vật loại bỏ CO2 khỏi khơng khí Theo báo cáo trước Ủy ban Liên phủ biến đổi khí hậu Liên hợp quốc (IPCC), nước thực nghiêm túc lộ trình giảm 50% lượng khí CO vào năm 2030, xuống mức 0% đến năm 2050 cam kết thêm khí phát thải kiềm chế mức tăng nhiệt độ Trái Đất ngưỡng an tồn 1,5 °C Tính chất hóa học a) Tác dụng với nước – Khi tan nước, CO2 tạo thành dung dịch carbonic acid CO2(k) + H2O (dd) H2CO3 (dd) b) Tác dụng với dung dịch base CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O CO2 + NaOH → NaHCO3 Tùy thuộc vào tỉ lệ số mol CO NaOH mà tạo muối trung hòa, muối acid hay muối c) Tác dụng với oxide base CO2 + CaO → CaCO3 Như vậy, CO2 có tính chất oxide acid Ứng dụng Khí CO2 khơng cháy khơng trì cháy nhiều chất, nên người ta dùng để dập tắt đám cháy CO2 dùng bảo quản thực phẩm, sản xuất nước giải khát có gas, phân đạm, Điều chế a) Trong phịng thí nghiệm – Khí CO2 thường điều chế cách cho dung dịch HCl tác dụng với đá vôi CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O b) Trong công nghiệp CaCO3 → CaO + CO2 C + O2 → CO2 2CO + O2 → 2CO2 c) Trong đời sống hoạt động trải nghiệm khoa học, để điều chế CO người ta thường dùng giấm ăn (acetic acid – CH 3COOH) muối như: NaHCO3 (hidrocarbonate) baking soda, CaCO3 đá vôi, phấn viết bảng, vỏ trứng… Pin điện hóa Nguồn điện thiết bị dùng để tạo trì dịng điện Các đại lượng đặc trưng cho nguồn điện: suất điện động , điện trở Hiệu điện điện hoá: Nếu kim loại tiếp xúc với dung dịch điện phân mặt kim loại dung dịch điện phân xuất hai loại điện tích trái dấu, tạo hiệu điện gọi hiệu điện điện hố Hiệu điện điện hố có độ lớn dấu phụ thuộc vào chất kim loại, chất nồng độ chất điện phân Pin điện hóa: ta nhúng hai kim loại khác loại dung dịch chất điện phân, hai có hiệu điện định, sở chế tạo pin điện hoá Cấu tạo nguyên tắc hoạt động pin điện hoá – Dung dịch điện phân: axit, bazơ, muối,… – Cặp kim loại khác nhau, chất kim loại dung dịch điện phân ảnh hưởng đến giá trị hiệu điện điện hố, từ tác động đến suất điện động pin điện hoá Chọn cặp kim loại dung dịch cho có hiệu điện lớn Ví dụ: Dung dịch , cặp kim loại kẽm đồng Ion kẽm bị kéo vào dung dịch, kẽm ion dương nên mang điện âm Ion đến cực đồng nhận electron tạo thành khí Cực đồng electron nên mang điện dương Điện trở pin điện hóa tăng theo thời gian cường độ dịng điện tạo giảm dần đến hoàn toàn Việc ghép nguồn điện thành theo song song hay nối tiếp tuỳ thuộc vào mục đích sử dụng – Bộ nguồn ghép nối tiếp: suất điện động điện trở nguồn ghép nối tiếp tăng, tổng suất điện động điện trở nguồn – Bộ nguồn ghép song song: suất điện động nguồn suất điện động nguồn, nhiên giá trị điện trở giảm MỘT SỐ LƯU Ý KHI THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG Hệ thống đèn: Chọn bóng đèn phù hợp: a Màu sắc: sử dụng nhiều đèn với nhiều màu khác tùy vào yếu tố quang hợp mong muốn b Loại đèn: nên chọn đèn có kích thước nhỏ gọn, dễ lắp, khó vỡ c Cơng suất: nên chọn đèn có cơng suất vừa phải pin có dịng điện thấp khơng ổn định, nên lắp nhiều đèn cơng suất nhỏ Chọn kim loại: a Phải sử dụng kim loại tái chế (kẽm thừa, dây điện vụn, đinh sắt bỏ,…) b Bảng điện cực chuẩn: https://vi.wikipedia.org/wiki/B%E1%BA%A3ng_gi%C3%A1_tr%E1%BB%8B_th %E1%BA%BF_%C4%91i%E1%BB%87n_c%E1%BB%B1c_chu%E1%BA%A9n c Chọn kim loại điện dương kim loại điện âm, hiệu điện lớn tốt Chọn dung dịch: a Dung dịch dễ tìm, giá thành rẻ, không cần liều lượng số lượng lớn b An toàn cho người rong c Gợi ý: muối, chanh, giấm,… thể trộn hết lại Hộp đựng: cách nhiệt, cách điện tốt, dễ tìm, bảo quản lâu, không bị ẩm mốc (tiếp xúc với nước), khó cháy (lỡ chập điện) Hệ thống sục khí CO2 Điều chế khí CO2 đảm bảo cho q trình quang hợp xảy ra; biết cách thu dẫn khí CO2 Lưu ý: cần tính tốn lượng tác chất cần sử dụng để tạo lượng CO cần dùng Đặc biệt lưu ý vấn đề hiệu suất phản ứng để giảm thiểu sai số tính tốn Hệ thống điều chế dẫn khí cần đơn giản (có thể trang trí thêm theo ý nhóm), dễ vận chuyển Sử dụng nguyên liệu gần gũi dễ tìm kiếm đời sống, thân thiện với môi trường (lưu ý nồng độ dung dịch giấm sử dụng) Lưu ý đến tốc độ phản ứng (không nhanh khơng q chậm): điều khiển việc thay đổi nồng độ CH3COOH giấm kích thước vật liệu chứa muối carbonate, hidrocarbonate Thời gian lượng khí CO2 sinh có đủ cho phản ứng quang hợp hay khơng? (có thể đo thời gian từ lúc bắt đầu có khí CO sinh đến bọt khí khơng nữa, từ điều chỉnh lượng phấn giấm cho phù hợp với lượng CO2 cần điều chế ra) Đảm bảo an toàn trình điều chế khí CO2 Tính tốn áp suất gây khí CO2 tạo thành MỘT SỐ LƯU Ý KHI BÁO CÁO PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ • Yêu cầu báo cáo phương án thiết kế kế sản phẩm hệ thống đèn cần nêu rõ ràng đầy đủ ý sau: Đối với bóng đèn: a Nêu rõ loại bóng đèn (màu, loại), thơng số bóng (U, I, P), số bóng đèn, cách mắc b Nêu rõ hiệu điện thế, cường độ dòng điện cần để thắp sáng, điện trở bơ bóng đèn c Bóng lắp nào, đâu? Đối với thiết kế pin: a Sử dụng kim loại gì? Tính tái chế lại dùng cặp kim loại đó? b Sử dụng dung dịch gì? Nồng độ dung dịch (bao nhiêu chất chất kia) c Pin mắc nào? Tại sao? d Hộp đựng thiết kế nào, vật liệu gì, đặt đâu? Đối với chức pin: a Nêu rõ hiệu điện thế, cường độ dịng điện, điện trở bơ pin b Thời lượng pin tối thiểu bao nhiêu? Tối đa bao nhiêu? c Khi pin hết phải làm gì? Bản vẽ thiết kế mơ hình pin, ghi đầy đủ (hộp pin, dung dịch, kim loại xếp nào) Bản vẽ thiết kế lắp đặt pin (hộp pin, bóng đèn, hồ rong xếp nào) • Yêu cầu báo cáo phương án thiết kế kế sản phẩm hệ thống cấp khí CO cần nêu rõ ràng đầy đủ ý sau: Bản thiết kế cần có đầy đủ dụng cụ, hóa chất, nắm rõ quy tắc hoạt động MỘT SỐ LƯU Ý KHI BÁO CÁO SẢN PHẨM • Yêu cầu báo cáo sản phẩm cần nêu rõ ràng đầy đủ ý sau: Bản thiết kế sản phẩm ban đầu Các nội dung điều chỉnh, lý điều chỉnh Danh mục vật liệu giá thành chế tạo sản phẩm Đánh giá hiệu hoạt động hệ thống Phương hướng cải thiện hệ thống (nếu có) ... vào kết tìm hiểu đặc điểm sinh trưởng Rong chó, nhóm thực dự án “Thiết kế hệ thống hỗ trợ quang hợp cho Rong chó? ?? Sản phẩm hệ thống hỗ trợ quang hợp thiết kế cho bể chứa kích thước 18cm x 10cm x... CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG HỖ TRỢ QUANG HỢP CHO CÂY RONG ĐI CHĨ (HS làm việc nhà phịng thí nghiệm tuần) A Mục đích: Các nhóm HS chế tạo hệ thống hỗ trợ quang hợp cho Rong chó dựa thiết kế thông... Mục đích: HS vận hành sản phẩm hệ thống hỗ trợ quang hợp cho Rong chó HS báo cáo biện luận kết đánh giá hiệu hoạt động sản phẩm hệ thống hỗ trợ quang hợp cho Rong chó HS thực hành kỹ thuyết trình