SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

ĐỀ TÀI:
"PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY CHƯƠNG CHUYỂN HÓA VẬT
CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở THỰC VẬT - SINH HỌC 11"

1


PHẦN THỨ NHẤT: MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Nếu thế kỷ XX là thế kỉ của khoa học công nghệ thì thế kỷ XXI là thế của sinh học.
Trong chương trình cấp trung học phổ thông, về mặt lí thuyết sinh học đã được đề cập
khá khoa học và đầy đủ. Lớp 11, việc học tập kiến thức chuyển hoá vật chất và năng
lượng ở thực vật phần nâng cao và đặc biệt áp dụng vào thực tiễn còn hạn chế. Chính vì
vậy, bên cạnh việc tiếp thu kiến thức mới và việc vận dụng vào thực tiễn không dễ dàng
với học sinh. Hơn nữa, thi học sinh giỏi môn Sinh luôn đề cập đến nội dung chuyển hoá
vật chất và năng lượng ở thực vật. Nếu học sinh không được ôn luyện kỹ thì khả năng
làm được bài là rất thấp. Mặt khác, phần câu hỏi và bài tập chuyển hoá vật chất và năng
lượng ở thực vật có nhiều dạng và đòi hỏi mức độ kiến thức khác nhau. Để có thể áp
dụng vào từng đối tượng học sinh và mục đích học tập khác nhau, học sinh cần phải được
học kỹ và ôn luyện chuyên sâu các dạng kể cả lý thuyết và thực hành.
Với cương vị là một giáo viên trực tiếp giảng dạy sinh học cấp THPT, qua nhiều năm
giảng dạy, tôi rút ra một số kinh nghiệm giúp cho học sinh phương pháp học tốt và áp
dụng có hiệu quả phần chuyển hoá vật chất và năng lượng ở thực vật để giảng dạy lớp 11,
thi học sinh giỏi môn sinh cũng như vào thực tế sản xuất. Theo tôi, với nội dung trên, nên
soạn thảo từng bài theo hệ thống kiến thức từ cơ bản đến năng cao và đi cùng là các dạng
bài tập theo từng bậc thang kiến thức để giúp học sinh tiếp thu bài có hiệu quả nhất.
Thiết nghĩ, với mỗi một vấn đề cung cấp kiến thức lý thuyết một cách hệ thống, từ đó vận
dụng phương pháp để giải bài tập thì học sinh sẽ làm tốt hơn. Do đó, tôi lựa chọn đề tài
“Phương pháp giảng dạy chương chuyển hóa vật chất và năng lượng ở thực vật - Sinh

6. Phương pháp nghiên cứu
- Khảo sát thực tế học sinh khối lớp 11 tại trường THPT Trần Nhật Duật.
- Nghiên cứu chương trình sách giáo khoa.
- Nghiên cứu tài liệu tham khảo.
- Tích luỹ, đúc rút kinh nghiệm.
7. Thời gian nghiên cứu
Năm học 2010 -2011
Năm học 2011 -2012
Năm học 2012 – 2013

3


PHẦN THỨ HAI: NỘI DUNG
CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI
1. Cơ sở khoa học
Nghiên cứu phần chuyển hoá vật chất và năng lượng ở thực vật thực chất chính là
nghiên cứu một mặt về sinh lý thực vật .Vậy, sinh lý thực vật là một khoa học nghiên
cứu về các hoạt động sinh lý xảy ra trong cơ thể thực vật, mối quan hệ giữa các điều kiện
sinh thái với các hoạt động sinh lý của cây để cho ta khả năng điều chỉnh sinh trưởng và
phát triển ở thực vật theo hướng có lợi cho con người. Sinh lý học thực vật là một môn
khoa học ra đời muộn so với nhiều khoa học sinh học khác như phân loại, hình thái và
giải phẩu thực vật.
Cuối thế kỷ XVIII, cơ sở của sinh lý học thực vật được hình thành với phát minh ra
quá trình quang hợp và hô hấp ở cây xanh của Priesley ,De Sanssure …
Sang thế kỷ XIX, nhờ các tiến bộ về phương tiện và phương pháp nghiên cứu của vật
lý, hoá học đã góp phần cho sinh lý học thực vật hoàn thiện dần. Các học thuyết về quang
hợp, hô hấp, dinh dưỡng khoáng, trai đổi nước ngày càng đi sâu vào bản chất và cơ chế.
Đó là những đóng góp to lớn của Mayzer về quang hợp, Pasteur về lên men, Pfeffer về
hiện tượng thẩm thấu, Vinogratxki về cố định nitơ, Leibig về dinh dưỡng khoáng ...

thể để người học ngoài việc lĩnh hội tốt kiến thức còn có thể áp dụng vào thực tế có hiệu
quả,…Với mỗi tác giả viết nội dung phần này đều có những kiến giải riêng của mình.
Tuy nhiên, sau khi học xong phần này, học sinh vẫn chưa hiểu rõ ràng và đầy đủ về
chuyển hoá vật chất và năng lượng ở thực vật. Ở những đối tượng học sinh khá, giỏi vẫn
có thắc mắc về vấn đề này vì chưa được đáp ứng đầy đủ về phương pháp giảng dạy cũng
như cách trả lời câu hỏi và giải bài tập về phần này. Hơn nữa, với thời gian ngắn mà phải
lĩnh hội rất nhiều kiến thức của các bộ môn khác nhau nên việc tìm hiểu và nghiên cứu
tài liệu còn hạn chế. Chính vì vậy, tôi đã soạn một chuyên đề về phương pháp giảng dạy
chương chuyển hoá vật chất và năng lượng ở thực vật dựa trên các kiến thức tôi có được
và các tài liệu tham khảo. Ở sáng kiến này, tôi hướng đến dạy cho đối tượng học sinh lớp
11 và ôn luyện đội tuyển học sinh giỏi môn Sinh học trường THPT Trần Nhật Duật.
CHƯƠNG III: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
A. SỰ HẤP THỤ NƯỚC VÀ MUỐI KHOÁNG Ở RỄ:
I. Tóm tắt lí thuyết
1. Rễ là cơ quan hấp thụ nước và ion khoáng:
1.1. Hình thái của hệ rễ:
- Rễ cây gồm: Rễ chính, rễ bên, miền lông hút, đỉnh sinh trưởng, miền sinh trưởng giãn
dài.
1.2. Rễ cây phát triển nhanh bề mặt hấp thụ:

5


- Rễ cây sinh trưởng nhanh về chiều sâu, lan toả hướng đến nguồn nước ở trong đất, sinh
trưởng liên tục, hình thành nên số lượng khổng lồ các lông hút làm tăng bề mặt tiếp xúc
giữa rễ và đất, giúp rễ hấp thụ được nhiều nước và các on khoáng.
2.Cơ chế hấp thụ nước và ion khoáng ở rễ cây:
2.1. Hấp thụ nước và ion khoáng từ đất vào tế bào lông hút:
2.1.1.Hấp thụ nước:
* Đặc điểm của quá trình hấp thụ nước ở rễ:

độ của các ion đó thấp hơn).
- Cơ chế chủ động: Một số ion khoáng mà cây có nhu cầu cao, quá trình này đòi hỏi
phải tiêu tốn năng lượng.
* Con đường vận chuyển:
- Con đường qua tế bào chất: Đi xuyên qua tế bào chất của các tế bào.
- Con đường gian bào: Đi theo không gian giữa các tế bào và không gian giữa các bó sợi
xenlulozơ bên trong thành tế bào và đến nội bì bị đai Casperi chặn lại nên phải chuyển
sang con đường tế bào chất.
3. Ảnh hưởng của các nhân tố môi trường đối với quá trình hấp thụ nước và ion
khoáng ở rễ:
- Độ thẩm thấu, độ axit và lượng ôxi của môi trường.
II. Bài tập:
Câu 1: Đặc điểm cấu tạo của tế bào lông hút phù hợp với chức năng hút nước. Tại sao tế
bào lông hút có thể hút được nước bằng hình thức thẩm thấu?
Trả lời:
Đặc điểm của tế bào lông hút:
-

Thành tế bào mỏng, không thấm cutin

-

Chỉ có một không bào trung tâm lớn

-

Áp suất thẩm thấu rất cao do hoạt động hô hấp mạnh của rễ

Tế bào lông hút có thể hút được nước là do: Đặc điểm cấu tạo của của lông hút, cùng
với nước ở các dạng tự do và dạng liên kết không chặt từ đất, được tế bào lông hút hấp

b. Những đặc điểm có lợi và bất lợi của hai con đường đó:
- Con đường dọc thành tế bào và gian bào: Hấp thụ nhanh và nhiều nước( có lợi) nhưng
lượng nước và các chất khoáng hoà tan không được kiểm tra( bất lợi).
- Con dường tế bào: Lượng nước và các chất khoáng hoà tan được kiểm tra bằng tính
thấm chọn lọc của tế bào sống( có lợi) nhưng nước được hấp thụ chậm và it( bất lợi).
c. Sự khắc phục của hệ rễ: Đặt vòng đai Caspari trên thành tế bào nội bì. Vòng đai
Caspari được cấu tạo bằng chất không thấm nước và không cho các chất khoáng hoà tan
trong nước đi qua. Vì vậy, nước và các chất khoáng hoà tan phải đi vào trong tế bào nội
bì. Ở đây, nước và các chất khoáng hoà tan phải đi vào trong tế bào nội bì. Ở đây, lượng
nước đi vào được điều chỉnh và các chất khoáng hoà tan được kiểm tra.

9


B. VẬN CHUYỂN CÁC CHẤT TRONG CÂY:
I. Tóm tắt lí thuyết:
1. Vận chuyển nước và các ion khoáng ở thân:
1.1. Đặc điểm chung:
- Vận chuyển theo chiều từ rễ lên lá.
- Vận chuyển nước và các chất hoà tan.
- Vận chuyển theo khoảng cách dài.
1.2. Con đường vận chuyển: Qua mạch gỗ( gồm quản bào và mạch ống, nối kế tiếp
nhau tạo nên những ống dài rễ lên lá). Thành phần của dịch mạch gỗ: nước, khoáng, chất
hữu cơ.
1.3. Cơ chế: Nhờ 3 động lực:
- hút của lá- do quá trình thoát hơi nước gây nên.
- Lực trung gian: Lực liên kết giữa các phân tử nước, lực bám giữa các phân tử nước với
thành mạch. Hai lực này thắng được trọng lực của cột nước, do đó cột nước đưa lên liên
tục và không bị tụt xuống.
- Lực đẩy rễ: Áp suất rễ- lực đẩy nước từ gốc lên thân.

Gọi : Stb -là sức hút nước của tế bào.
Sdd –là sức hút nước của dung dich

a. Nếu Stb = Sdd , tức là nước đi vào tế bào và ra như nhau.
b. Nếu Stb > Sdd , tức là nước đi vào tế bào
c. Nếu Stb < Sdd , tức là nước đi ra khỏi tế bào
11


III. Bài tập:
Câu 1: Thế nào là hiện tượng rỉ nhựa, hiện tượng ứ giọt? Tại sao hiện tượng ứ giọt chỉ
xảy ra ở những cây bụi thấp và những cây thân thảo?
Trả lời:
* Hiện tượng rỉ nhựa: Cắt cây thân thảo sát gốc, quan sát sau vài phút thấy những giọt
nhựa rỉ ra từ phần thân cây bị cắt. Đó là những giọt nhựa do rễ đẩy từ mạch gỗ ở rễ, lên
mạch gỗ ở thân.
Phân tích giọt nhựa thấy có chất vô cơ gồm: nước, khoáng và các hợp chất hữu cơ:
gluxit, lipit, protein.
* Hiện tượng ứ giọt:
Cho cây đậu vào chuông thuỷ tinh kín, sau vài giờ, các giọt nước ứ ra ở mép phiến lá.
Do không khí trong chuông thuỷ tinh đã bão hoà hơi nước, nước bị đẩy từ mạch gỗ của rễ
lên lá không thoát được thành hơi qua khí khổng ứ thành các giọt ở mép phiến lá.
Hai hiện tượng trên chứng minh nhờ có áp suất rễ, nước đã được đẩy từ rễ lên bó mạch
gỗ của thân.
* Hiện tượng ứ giọt chỉ xảy ra ở những cây thân thấp: Những cây bụi thấp, cây họ hoà
thảo mọc gần mặt đất, độ ẩm dễ bão hoà. Do vậy, khi rễ đẩy nước lên lá, gặp độ ẩm
không khí bão hoà làm hơi nước không thoát được qua lá, đọng lại thành giọt.
Câu 2: Tại sao bón phân quá liều lượng, cây trồng sẽ bị héo và chết?
Trả lời:
Bón phân quá liều lượng, cây trồng sẽ bị héo và chết:

bằng 0( cây không thoát được nước). Đây là hiện tượng hạn sinh lí.
b. Hệ số héo chính là lượng nước còn lại trong đất khi cây bị héo.
Hệ số héo = 5,16- 4,8 = 0,36gam.
C. THOÁT HƠI NƯỚC:
I. Tóm tắt lí thuyết:
1. Vai trò của quá trình thoát hơi nước ở lá:
- Tạo lực hút dòng nước và ion khoáng từ rễ lên lá và đến các bộ phận khác ở trên mặt
đất của cây.
- Hạ nhiệt độ của lá và giúp cho khí CO 2 khuếch tán vào bên trong lá cần cho quá trình
quang hợp.
2. Đặc điểm:
- Một chiều.
- Chỉ có nước thoát ra.
- Quãng đường ngắn.

13


3. Con đường:
- Qua cutin: Vận tốc nhỏ, không được điều chỉnh.
- Qua khí khổng: Lượng nước lớn, được điều chỉnh bằng cơ chế đóng mở khí khổng.
4. Cơ chế: Khuếch tán, được điều chỉnh do cơ chế đóng mở khí khổng( vì thoát hơi nước
qua khí khổng là chính).
* Cơ chế đóng mở khí khổng:
- Khi hàm lượng nước trong cây lớn, do sự thay đổi của nồng độ các ion, sự thay đổi của
các chất thẩm thấu làm áp suất thẩm thấu trong tế bào khí khổng tăng lên, do đó nước
thẩm thấu vào tế bào khí khổng.Tế bào khí khổng no nước, mặt trong cong lại, khí khổng
mở.
- Khi thiếu nước,hàm lượng axit abxixic tăng, kích thích các bơm ion hoạt động. Các ion
trong tế bào khí khổng vận chuyển ra ngoài( K + ), làm nước thẩm thấu ra ngoài. Tế bào

Cây trong vườn(cây dưới tán) vì cây trong vườn có lớp cutin phát triển yếu do ánh sáng
ở vườn yếu(ánh sáng tán xạ). Cây ở đồi do ánh sáng mạnh, cutin phát triển mạnh.
Câu 3: Cho một thực vật thuỷ sinh, một thực vật sống nơi khô hạn, một thực vật CAM.
Hãy:
a.
Nêu 3 đặc điểm cấu tạo, giải phẫu và sinh lí thích nghi với việc cung cấp nước của
các cây này?
b.
Vì sao khí khổng của thực vật CAM có thể đóng vào ban ngày và mở vào ban
đêm?
Trả lời:
a. Cấu tạo, giải phẫu và sinh lí thích nghi với việc cung cấp nước của các cây này:
- Thực vật thuỷ sinh: Rễ kém hoặc không phát triển. Bề mặt lá không có lớp cutin, lá
không có khí khổng.

15


- Thực vật sống nơi khô hạn: Rễ sinh trưởng phát triển mạn. Khí khổng nhiều, thoát hơi
nước nhiều để tạo lực hút lớn cho việc lấy nước, áp suất thẩm thấu cao.
- Thực vật CAM: Đóng khí khổng ban ngày hoặc lá biến thanhg gai, lá mọng nước. rễ
không phát triển.
b. Khí khổng của thực vật CAM có thể đóng vào ban ngày và mở vào ban đêm:
Vì phải tiết kiệm nước đến mức tối đa. Chúng làm được như vậy vì khí khổng có thể
đóng ban ngày theo cơ chế AAB( khi thiếu nước, axit abxixic được tổng hợp trong rễ và
được dẫn truyền trong dịch xilem lên lá kích thích bơm K, bơm chủ động K ra khỏi tế
bào bảo vệ làm giảm áp suất thẩm thấu, do đó nước ra khỏi tế bào bảo vệ làm tế bào mất
trương, đóng khí khổng) và mở vào ban đêm theo cơ chế bơm ion.
D. VAI TRÒ CỦA CÁC NGUYÊN TỐ KHOÁNG:
I. Tóm tắt lí thuyết:

- Các chất hữu cơ được vận chuyển theo chiều ngược lại, từ lá xuống rễ theo bó mạch
rây.
- Tuy nhiên, hai con đường này không hoàn toàn độc lập nhau, nước có thể từ mạch gỗ
sang mạch rây và ngược lại từ mạch rây về mạch gỗ tuỳ theo thế nước trong mạch rây.
Chất hữu cơ chỉ được vận chuyển theo duy nhất một con đường của bó mạch rây.
E. DINH DƯỠNG NITƠ Ở THỰC VẬT:
I. Tóm tắt lí thuyết:
1. Vai trò sinh lí của nguyên tố nitơ:
- Vai trò chung: Là nguyên tố dinh dưỡng khoáng thiết yếu. Là thành phần để tạo ra
protein và axit nucleic cho cây.
- Vai trò cấu trúc: Là thành phần của hầu hết các hợp chất trong cây( protein, axit
nucleic…) cấu tạo nên tế bào, cơ thể.
- Vai trò điều tiết: Tham gia thành phần cảu các ezim, hoocmon…từ đó điều tiết các quá
trình sinh lí, sinh hoá trong tế bào, cơ thể.
2. Quá trình đồng hoá nitơ ở thực vật:
Sự đồng hoá nitơ trong mô thực gồm 2 quá trình: Khử nitrat và đồng hoá amôni.
- Dạng nitơ mà cây dễ hấp thụ: NH4 +, NO3 * Quá trình chuyển hoá nitơ trong đất nhờ các vi khuẩn:
Vi khuẩn amôn hoá
Chất hữu cơ

Vi khuẩn nitrat hoá
NH4 +

NO3 -

17


*Quá trình cố định nitơ khí quyển:
- Quá trình khử N2---> NH3

- Đồng hoá NH3: Axit hữu cơ + NH3 + 2H+
Axit amin đicacboxilic + NH3 + 2H+

Axit amin
Amit

+ Sự hình thành amit có ý nghĩa sinh học:
(1) Giải độc cho tế bào, cho cây.
(2) Là nguồn dự trữ NH3 cho các quá trình tổng hợp axitamin cho cơ thể thực vật khi cần
thiết.
II. Bài tập:
Câu 1: Một vườn rau cải, sau một thời gian dài trời âm u, nhiệt độ thấp. Khi thu hoạch
rau, người ta kiểm tra hàm lượng NH4 + và NO3 – trong rau đều thấy cao hơn hàm lượng
cho phép sử dụng. Hãy giải thích hiện tượng này?
Trả lời:
- Trong điều kiện bình thường, cây rau vẫn nhận được hàm lượng nitơ vừa đủ.
- Khi trời âm u: không ánh sáng, quang hợp kém vì vậy quá trình chuyển từ:
NO3 – -> NO2 –

-> NH4 + không chuyển được.

Cây vẫn nhận được NH4 + mà NH4 + ở hô hấp không có.
18


Cả 2 đều thừa( NO3 –, NH4 +)



Câu 2: Sau một thời gian dài thời tiết ẩm ướt, mưa nhiều, người ta thấy các lá cây lạc bị


c.
(1)

(2)

NO3 - ------- > NO2 -------->NH3
(1) Cần có lực khử là NADH
(2) Cần có lực khử FredH2
G. QUANG HỢP Ở THỰC VẬT:
I. Lí thuyết:
1. Khái quát quang hợp ở thực vật:

19


Ánh sáng mặt trời, diệp lục
- Phương trình: 6CO2 + 12 H2O

C6H12O6 + 6O2 + 6H2O

- Theo sản phẩm: Quang hợp là quá trình biến đổi các chất vô cơ đơn gản thành các
chất hữu cơ phức tạp nhờ ánh sáng mặt trời và hệ sắc tố thực vật.
- Theo năng lượng: Quang hợp là quá trình biến đổi năng lượng ánh sáng mặt trời
thành năng lượng hoá học dưới dạng các chất hữu cơ.
- Theo bản chất hoá học: Quang hợp là quá trình oxi hoá – khử: H 2O bị oxi hoá và CO2
bị khử.
2. Vai trò của quang hợp:
- Tạo chất hữu cơ cung cấp cho sự sống trên trái đất.
- Biến đổi và tích luỹ năng lượng.

lượng liên kết hoá học trong ATP và NADH.
- Sắc tố phụ(carôtenoit) gồm: carotenoit và xantophin.
Carotenoit tạo nên màu đỏ, da cam, vàng của lá, quả, củ.
4. Cơ chế quang hợp: Diễn ra trong lục lạp, gồm 2 pha: sáng và tối.
a. Pha sáng: Diễn ra trên màng Tilacoit, giống nhau ở các nhóm thực vật.
Diễn ra quá trình quang phân li H2O:
22


Ánh sáng, diệp lục
4H+ + 4e + O2

H 2O
- Sản phẩm của pha sáng: ATP, NADPH, O2
- Phương trình:

12H2O + 12NADP+ + 18ADP + 18Pv ---> 12NADPH + 18ATP + 6 O2
- Ý nghĩa của phương trình: Pha oxi hoá nước bằng năng lượng ánh sáng do sắc tố
quang hợp hấp thụ để hình thành 2 sản phẩm ATP và NADPH.
- Số năng lượng 12NADPH và 18 ATP là xuất phát từ nhu cầu ATP và NADPH
Cần thiết cho việc hình thành 1 phân tử glucozo.
b.Pha tối: Diễn ra ở chất nền( Stroma), khác nhau ở các nhóm C3 . C4 , CAM.
*Thực vật C3: Thực hiện bằng chu trình Canvin, gồm 3 giai đoạn:
+ Cố định CO2 :

3 RiDP + 3 CO2 ---> 6APG

+ Giai đoạn khử với sự tham gia của 6ATP và 6 NADPH: 6APG---> 6 AlPG
+ Tái sinh chất nhận RiDP và tạo đường với sự tham gia của 3 ATP:
5AlPG ----> 3RiDP

sắc tố quang hợp, enzim quang hợp..., do đó ảnh hưởng đến cường độ quang hợp.
5. Quang hợp và năng suất cây trồng:
- Quang hợp quyết định năng suất cây trồng.
- Tăng năng suất cây trồng thông qua tăng: Diện tích lá, cường độ quang hợp, hệ số kinh
tế.
- Hệ số sử dụng năng lượng ánh sáng(H):
Số năng lượng tích luỹ trong sản phẩm quang hợp
H=

x 100%
Tổng số năng lượng sử dụng trong quang hợp

II. Bài tập:
Câu 1: Giải thích tại sao buổi trưa nắng gắt, cường độ ánh sáng rất mạnh nhưng cường
độ quang hợp lại giảm?
Trả lời:
Do thoát hơi nước mạnh, tế bào hạt đậu của khí khổng giảm sức trương nước, khí
khổng đóng, quá trình trao đổi khí ngừng lại.
Cường độ thoát hơi nước mạnh hơn hút nước, tế bào lá héo, tăng quá trình tổng hợp
axitabxixic, tế bào hạt đậu chuyển hoá đường thành tinh bột, áp suất thẩm thấu giảm, tế
bào hạt đậu giảm sức trương nước, khí khổng đóng lại, khoảng gian bào mô giậu thiếu
CO2, cường độ quang hợp giảm.
Cây xanh chỉ quang hợp mạnh nhất vào lúc sáng sớm và buổi chiều vì lúc đó quang phổ
giàu tia đỏ, buổi trưa tỉ lệ tia sáng có bước sóng ngắn cao hơn nên cường độ quang hợp
thấp.
Câu 2: Tại sao các loài thuộc họ hoà thảo nhiệt đới thường cho năng suất cao?
Trả lời:
Các loài thuộc họ hoà thảo nhiệt đới : lúa, ngô, mía..., có 2 loại lục lạp.

25