9. Cấu trúc luận văn
2.2. Sử dụng các biện pháp đã đề xuất để hướng dẫn học sinh
2.2.1. Hướng dẫn học sinh học chươn gI “Chuyển hóa vật chất
2.2.1.1. Mục tiêu chương I
Qua chương này HS phải: - Về kiến thức:
+ Chỉ ra được đặc điểm cơ bản của khái niệm chuyển hóa vật chất và năng lượng ở cơ thể đa bào, và những điểm riêng biệt của chuyển hóa vật chất và năng lượng ở TV, ĐV.
+ Phân biệt chuyển hóa vật chất và năng lượng ở mức cơ thể đa bào và tế bào
+ Nêu được q trình và giải thích cơ chế chung của chuyển hóa vật chất và năng lượng ở mức cơ thể, những đặc điểm riêng ở TV, ĐV.
+ Nêu và giải thích những yếu tố ngoại cảnh ảnh hưởng đến q trình chuyển hóa vật chất và năng lượng ở cơ thể TV và ĐV cùng các ứng dụng của nó.
+ Giải thích được sự phù hợp qua cấu trúc của các cơ quan với chức năng của chúng trong việc thực hiện chuyển hóa vật chất và năng lượng. - Về kỹ năng:
+ Nhận ra đặc điểm chung về chuyển hóa vật chất và năng lượng ở cấp cơ thể đa bào.
- Về thái độ:
+ Từ những hiểu biết về chuyển hóa vật chất và năng lượng, các nhân tố ảnh hưởng đến chuyển hóa vật chất và năng lượng mà có ý thức vận dụng kiến thức vào chăm sóc cây trồng vật ni.
2.2.1.2. Phân tích cấu trúc nội dung chương I
Chương “Chuyển hóa vật chất và năng lượng” được nghiên cứu trong 22 bài, cụ thể nội dung được nghiên cứu trong chương là:
* Phần A - Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở TV
- Phân biệt trao đổi chất giữa cơ thể với môi trường và chuyển hóa vật chất và năng lượng trong tế bào.
- Vai trò của nước, chất khoáng với đời sống TV. Cơ chế trao đổi nước, muối khoáng ở TV.
- Vai trị, cơ quan thực hiện, q trình quang hợp, hơ hấp ở TV.
- Các yếu tố ảnh hưởng đến trao đổi nước, muối khống, quang hợp, hơ hấp.
* Phần B - Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở ĐV
- Phân biệt trao đổi chất và năng lượng giữa cơ thể với môi trường với chuyển hóa vật chất và năng lượng trong tế bào.
- Đặc điểm thích nghi trong cấu tạo và chức năng của các cơ quan tiêu hóa và hơ hấp ở các nhóm động vật khác nhau trong những điều kiện sống khác nhau.
- Đặc điểm thích nghi của hệ tuần hồn ở các nhóm động vật khác nhau. - Ý nghĩa nội cân bằng đối với cơ thể.
- Vai trò của các cơ quan bài tiết ở các nhóm động vật khác nhau đối với nội cân bằng và cơ chế đảm bảo nội cân bằng (thông qua mối liên hệ ngược).
* Với những nội dung nghiên cứu ở TV và ĐV như trên thì những nội dung cần nghiên cứu ở cấp cơ thể là:
- Vai trị của chuyển hóa vật chất và năng lượng với đời sống của cơ thể. - Phân biệt q trình chuyển hóa vật chất ở cấp cơ thể với chuyển hóa vật chất ở cấp tế bào.
- Quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng ở TV (Bao gồm: quá trình trao đổi nước và muối khống, quang hợp, hơ hấp, các yếu tố ảnh hưởng đến q trình quang hợp và hơ hấp).
- Q trình chuyển hóa vật chất và năng lượng ở ĐV (Tiêu hóa, hơ hấp, tuần hồn và cân bằng nội môi...).
- So sánh điểm giống và khác nhau giữa chuyển hóa vật chất và năng lượng ở TV và ĐV rút ra đặc điểm về chuyển hóa vật chất và năng lượng diễn ra ở cấp cơ thể. Sự phù hợp của cấu trúc với chức năng chuyển hóa vật chất và năng lượng.
- Ứng dụng kiến thức về chuyển hóa vật chất và năng lượng vào thực tiễn.
2.2.1.3. Hướng dẫn học sinh học chương I
* Hướng dẫn học phần A - Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở TV
Nội dung của chương gồm 14 bài, giới thiệu về chuyển hóa vật chất và năng lượng ở cơ thể TV (sự hấp thụ nước và muối khoáng, vận chuyển các chất trong cây, thoát hơi nước, quang hợp, hô hấp và các yếu tố ảnh hưởng đến các chức năng đó).
Ở tế bào, quá trình chuyển hóa bao gồm các quá trình hấp thụ vật chất từ môi trường dịch bào vào tế bào, biến đổi vật chất thành chất hữu cơ, thải chất dư thừa, độc hại ra gian bào.
Ở cơ thể bản chất q trình chuyển hóa cũng như trong tế bào nhưng xảy ra ở phạm vi lớn hơn, vật chất và năng lượng được hấp thụ vào cơ thể qua cơ quan, hệ cơ quan sau đó phải nhờ hệ mạch vận chuyển đến cơ quan chuyển hóa rồi mới được biến đổi thành các chất hữu cơ đặc trưng cho cơ thể, các chất cặn bã, độc hại cũng như năng lượng mà cơ thể không sử dụng được thải ra ngồi mơi trường. Có thể coi chuyển hóa ở tế bào là một giai đoạn trong q trình chuyển hóa của cơ thể.
Trước khi tìm hiểu về quá trình chuyển hóa, ở bài đầu tiên GV cần giới thiệu khái quát về chuyển hóa ở cấp cơ thể. Từ các cấp độ tổ chức sống GV hướng dẫn HS xác định phạm vi chuyển hóa vật chất và năng lượng diễn ra ở cấp cơ thể, phân biệt với CHVC&NL ở cấp tế bào. Sau đó chỉ ra quá trình CHVC&NL ở TV được nghiên cứu qua bốn giai đoạn: thu nhận → vận chuyển → biến đổi → bài xuất. Mỗi giai đoạn được tìm hiểu về dạng vật chất, cơ quan và cơ chế thực hiện q trình đó.
GV tổ chức cho HS nghiên cứu thơng tin, thảo luận nhóm để trả lời các câu hỏi sau:
1. Cho biết dạng vật chất, cơ quan và cơ chế mà TV hấp thụ từ mơi trường? 2. Vì sao rễ có thể hút đủ nước cung cấp cho cây?
3. Lá cây có đặc điểm gì phù hợp với chức năng hấp thụ khí?
4. Giai đoạn thu nhận vật chất có vai trị gì trong chuyển hóa vật chất và năng lượng ở TV?
5. Vật chất sau khi được hấp thụ làm thế nào vận chuyển được đến cơ quan chuyển hóa?
6. Mạch gỗ và mạch rây có đặc điểm gì thích nghi với chức năng vận chuyển nước, muối khoáng và chất hữu cơ?
7. Hệ mạch gỗ và mạch rây có vai trị gì trong CHVC&NL ở TV? 8. Trong cơ thể vật chất và năng lượng được biến đổi như thế nào?
9. Vật chất và năng lượng không sử dụng được đào thải ra ngoài ở dạng nào, bằng cơ quan nào?
10. Vật chất đào thải ra khỏi cơ thể như thế nào?
11. Nêu mối quan hệ giữa chuyển hóa vật chất và năng lượng ở cấp độ tế bào với cấp độ cơ thể?
Sau khi kết thúc phần A, GV có thể sử dụng bảng hệ thống hóa về sự chuyển hóa vật chất và năng lượng ở TV như sau:
Bảng 2.6. Q trình chuyển hóa vật chất và năng lượng ở TV
Q trình chuyển hóa TV
Thu nhận
Dạng vật chất Cơ quan thực hiện Cơ chế hấp thụ
- Nước, iơn khống, O2, CO2, mẩu thức ăn nhỏ - Rễ, lá
- Khuếch tán, chủ động.
Vận chuyển
Cơ quan thực hiện Động lực
- Mạch gỗ, mạch rây
- Lực đẩy do áp suất rễ, lực hút do thoát hơi nước qua lá, lực liên kết giữa các phân tử nước với nhau và với thành mạch.
Biến đổi Q trình đồng hóa và dị hóa diễn ra trong tế bào
Bài xuất
Sản phẩm
Cơ quan thực hiện Cơ chế
- Các sản phẩm tiết, các chất khí - Rễ, lá, hoa
- Khuếch tán, chủ động.
GV sử dụng các tài liệu sau cho HS tham khảo để HS hiểu rõ hơn về CHVC&NL ở TV.
Thơng tin 1: GV có thể sử dụng thông tin sau hướng dẫn HS nghiên cứu giai đoạn thu nhận vật chất
“Lá cây ăn thịt hay lá cây bắt mồi. Một số cây lá có biến thái chuyên
hóa như một cơ quan bắt các loại cơn trùng nhỏ và có khả năng tiêu hóa được chúng, ví dụ như ở cây Drosera, Dionaea, Utricularia, Nepenthes.
Phiến lá của cây cỏ tĩ gà hay cịn gọi là cây bèo đất, thường có ở các ruộng khô được phủ lớp lông tiết. Tận cùng của các lơng tiết đó tiết ra chất dịch nhầy có dạng giọt nhỏ thu hút các cơn trùng bay tới và dính vào đó. Các lơng tiết khi đó gập cong lại ghì chặt lấy cơn trùng và tiêu hóa dần thịt của các ĐV nhỏ đó nhờ một loại enzym.
Cây nắp ấm là loài cây thường sống ở vùng ven biển nhiệt đới châu Á, Úc, thường gặp ở nước ta, có cuống rất dài, gốc cuống biến thành phiến rộng, phẳng, phần giữa biến đổi thành tua cuốn, cịn phần trên có dạng một cái bình mà trên đó phiến lá đính nghiêng trơng như một cái nắp đậy. Mép bình tiết ra mật, phần trên của vách trong rất trơn, còn phần dưới cũng như đáy bình có các tuyến tiết. Cơn trùng tìm mật đến đậu trên mép bình bị trượt rơi xuống đáy nơi có dịch tiết ra từ các tuyến, do đó bị tiêu hóa” [1, tr. 178].
Từ những thông tin trên GV hướng dẫn HS rút ra được kết luận về dạng vật chất mà TV thu nhận là ngồi dạng vơ cơ, ở một số lồi cịn thu
nhận vật chất dạng hữu cơ. Dạng này cơ thể không hấp thụ được trực tiếp vào cơ thể, nhờ enzim tiết ra từ lá có thể phân giải được con mồi thành chất đơn giản mới háp thụ được.
Thông tin 2: Hệ thống bài tiết ở TV
- Hệ thống bài tiết hay mô tiết là tập hợp những tế bào làm nhiệm vụ
bài tiết các sản phẩm của quá trình trao đổi chất. Sản phẩm có thể được đưa trực tiếp ra ngoài hay được giữ lại trong cấu tạo riêng để thải ra ngoài bằng cách khác hoặc được giữ lại trong các cấu tạo đó. Như vậy, có hai cấu trúc bài tiết ngoài và cấu trúc bài tiết trong.
- Cấu trúc bài tiết ngồi:
+ Lơng và tuyến tiết: tiết ra các chất lỏng có chứa đường hoặc muối (cây nơi đất mặn), lông tiết thường thấy ở các lá non. Lơng tuyến có thể tiết ra mật, chất nhầy, thức ăn cho côn trùng...
+ Tuyến mật: thường có ở hoa và ở trên cơ quan dinh dưỡng như ở thân, lá, lá kèm cuống hoa...,tuyến thơm: hương thơm của hoa là những chất bay hơi, chủ yếu là các chất tinh dầu nằm trong các tế bà biểu bì của hoa... thường có ở các đại diện Thiên lí, Mộc hương...
- Cấu trúc bài tiết trong:
+ Tế bào tiết: những tế bào này chứa nhiều chất khác nhau như nhựa, dầu, tanin, chất nhầy...
+ Túi tiết và ống tiết: được hình thành do các gian bào ở một số vùng tăng lên về kích thước hình thành những khoang kín gọi là túi gian bào có chức năng bài tiết..
+ Ống nhựa mủ: là những nhóm tế bào có khả năng hình thành, tích luỹ một loại chất lỏng đặc biệt được gọi là nhựa mủ. [1, tr. 113-116].
Từ thông tin trên GV hướng dẫn HS rút ra kết luận về: dạng vật chất, cơ quan, cơ chế bài tiết ở TV.
* Hướng dẫn học phần B - Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở ĐV
GV hướng dẫn HS vừa hình thành kiến thức mới về chuyển hóa vật chất và năng lượng ở ĐV, vừa so sánh với chuyển hóa ở TV về từng nội dung để rút ra điểm chung thể hiện q trình chuyển hóa ở cấp cơ thể. Ở phần này GV nên sử dụng nhiều câu hỏi dạng so sánh để HS dễ rút ra điểm tương đồng. GV kết hợp cho HS tự nghiên cứu với thảo luận nhóm.
Trong hướng dẫn HS học phần B, GV cho HS nghiên cứu nội dung thông tin SGK và quan sát hình vẽ, trả lời các câu hỏi sau:
1. Cho biết dạng vật chất, cơ quan và cơ chế mà ĐV thu nhận từ môi trường?
2. So sánh giai đoạn thu nhận vật chất ở TV và ĐV? Từ đó cho biết giai đoạn thu nhận có vai trị gì với q trình CHVC&NL ở cơ thể đa bào?
3. Vì sao ở ĐV phải có giai đoạn tiêu hóa thức ăn? Q trình tiêu hóa diễn ra ở cơ quan nào, q trình thực hiện như thế nào?
4. Cho biết mối quan hệ về dinh dưỡng giữa TV và ĐV?
5. Lý giải vì sao ở TV và ĐV đều cần có cơ quan vận chuyển các chất từ bộ phận này đến bộ phận khác?
6. Vai trò của hệ tiêu hóa, hệ hơ hấp, hệ tuần hoàn, hệ bài tiết với đời sống ĐV?
7. Nêu sự phù hợp giữa cấu tạo và chức năng trong q trình chuyển hóa vật chất ở các cơ quan của hệ tiêu hóa, hơ hấp, tuần hồn và bài tiết ở ĐV? 8. Tìm điểm giống và điểm riêng biệt về chuyển hóa vật chất và năng lượng giữa TV và ĐV.
Giáo viên sử dụng bảng hệ thống sau để HS so sánh đối chiếu tìm điểm tương đồng trong quá trình CHVC&NL giữa TV và ĐV như sau:
Bảng 2.7. So sánh quá trình thu nhận vật chất ở TV và ĐV
Giai đoạn thu nhận
TV ĐV
Dạng vật chất - Dạng phân tử vô cơ: H2O, CO2, O2
- Dạng iôn: NH4+, K+ - Dạng hợp chất hữu cơ: mẩu thức ăn nhỏ
- Dạng phân tử vô cơ: H2O, CO2, O2
- Dạng iôn: Na+, Fe2+
- Dạng hợp chất hữu cơ: thường là mẩu thức ăn lớn Cơ quan thực hiện Rễ, lá Hệ tiêu hóa, hệ hơ hấp
Cơ chế
Khuếch tán, chủ động - Thức ăn biến đổi thành dạng đơn giản như axit amin, glucozơ, axit béo, glycêrin rồi mới hấp thụ vào máu theo cơ chế khuếch tán hoặc chủ động.
Sau khi HS hoàn thành bảng, GV yêu cầu HS rút ra điểm tương đồng về giai đoạn thu nhận vật chất giữa TV và ĐV như sau:
Cả TV và ĐV đều phải hấp thụ thức ăn từ mơi trường ngồi làm cơ sở tổng hợp nên chất hữu cơ của cơ thể. Thức ăn được thu nhận từ môi trường ở 3 dạng (phân tử vô cơ, iôn, hợp chất hữu cơ) qua cơ quan chuyên trách. Thức ăn thu nhận có thể được biến đổi thành dạng dễ hấp thụ sau đó được hấp thụ vào cơ thể theo cơ chế khuếch tán, chủ động.
Ở bài tổng kết chương GV sử dụng bảng hệ thống hóa các giai đoạn chuyển hóa ở cấp cơ thể, hình thành khái niệm chuyển hóa vật chất và năng lượng ở cấp cơ thể.
Bảng 2.8. So sánh chuyển hóa vật chất và năng lượng ở TV và ĐV Q trình chuyển hóa TV ĐV Thu nhận - Dạng vật chất - Cơ quan thực hiện - Cơ chế hấp thụ
- Hợp chất vô cơ, hữu cơ, iôn.
- Rễ, lá
- Khuếch tán, chủ động.
- Hợp chất vô cơ, hữu cơ, iơn.
- Cơ quan tiêu hóa, hơ hấp - Khuếch tán, chủ động Vận chuyển - Cơ quan thực hiện - Động lực - Mạch gỗ, mạch rây - Lực đẩy do áp suất rễ, lực hút do thoát hơi nước qua lá, lực liên kết giữa các phân tử nước với nhau và với thành mạch.
- Chênh lệch áp suất thẩm thấu.
- Hệ tuần hoàn (tim, động mạch, tĩnh mạch, mao mạch).
- Lực đẩy và lực hút của tim.
- Lực liên kết.
- Chênh lệch huyết áp giữa các đoạn mạch
Biến đổi Q trình đồng hóa và dị
hóa diễn ra trong tế bào.
Q trình đồng hóa và dị hóa diễn ra trong tế bào.
Bài xuất - Sản phẩm - Cơ quan - Cơ chế - Các sản phẩm tiết, các chất khí - Rễ, lá, hoa... - Khuếch tán, chủ động. - Các sản phẩm tiết, khí - Cơ quan bài tiết, hô hấp - Khuếch tán, chủ động.
Sau khi hoàn thành bảng GV yêu cầu HS rút ra nhận xét về những điểm tương đồng và điểm riêng biệt về CHVC&NL giữa TV và ĐV. Những điểm tương đồng là những điểm biểu hiện ở cấp cơ thể, những điểm riêng là kết quả của sự thích nghi của TV và ĐV với mơi trường sống.