Phát triển năng lực thực hành cho học sinh lớp 11 chuyên môn Sinh

Chủ đề

Các bài TH

Kĩ năng TH Sinh học

chồi

quan hệ giữa những gen này trong cơ chế

điều hòa cân bằng nội môi.

Sự thoát hơi nước ở lá

Quan sát mô lá và khí khổng ở TV

Quan sát mô biểu bì, đo kích thước các tế bào

khí khổng và xác định cấu trúc giải phẫu của lá.

Thí nghiệm thoát hơi nước ở lá

Bố trí thí nghiệm để xác định tốc độ thoát hơi

nước qua khí khổng và tìm hiểu môi trường sống của TV qua các đặc điểm thích nghi.

Xác định trạng

thái đóng mở lỗ khí ở lá cây

Thiết kế thí nghiệm xác định được trạng thái

đóng mở của khí khổng vận dụng để tìm hiểu được trạng thái sinh lí của TV.

Quang hợp ở TV

Ảnh hưởng ánh sáng đến cường độ

quang hợp

Quan sát và xác định được ảnh hưởng của ánh sáng đến quang hợp bằng phướng pháp

mô tả và thực hiện thí nghiệm.

Phân tích sắc tố lá và xác định tính cảm quang của clorophin

Thực hiện các phương pháp TH vật lý, hóa học và sử dụng các thiết bị thí nghiệm để thực hiện thí nghiệm chiết rút sắc tố và xác định tính cảm quang của clorophin vận dụng xác định đặc điểm và hoạt động sinh lý của

từng loại TV.

Xác định con đường quang hợp ở TV C3, C4 và

CAM

Thiết kế thí nghiệm để chứng minh và giải thích sự khác nhau về các con đường quang hợp ở các nhóm TV.

Hô hấp ở TV

Chứng minh quá trình hô hấp toả

nhiệt mạnh

Thực hành bố trí thí nghiệm để chứng minh hô hấp tỏa nhiệt.

Ảnh hưởng của

Tiến hành thí nghiệm để chứng minh ảnh

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 227 trang tài liệu này.

Chủ đề

Các bài TH

Kĩ năng TH Sinh học

nhiệt độ đến sự

nảy mầm của hạt

hưởng nhiệt độ đến sự nảy mầm của hạt.

Hệ số hô hấp

Vận dụng phương pháp TH vật lý, hóa học để đo tỉ lệ CO2 và O2 sử dụng trong quá trình hạt đang nảy mầm, tính hệ số hô hấp → đánh giá được trạng thái sinh lý của hạt đang nảy

mầm.

Ảnh hưởng của auxin đến sự sinh trưởng của TV

Thực hành quan sát các hoạt động

hướng động

Quan sát sự vận động theo ánh sáng, vận động theo trọng lực, vận động theo nguồn dinh

dưỡng ở cây mầm.

Tìm hiểu về tác

dụng ra rễ bất định của auxin.

Bố trí thí nghiệm để tìm hiểu cơ chế tác động của hoocmon trong hoạt động hướng động.

Nguyên cứu nuôi cấy mô tế bào ở

TV.

Vận dụng kiến thức và kĩ năng TH để thực hiện hoạt động nghiên cứu khoa học về nuôi

cấy mô tế bào ở TV.

Hình thái, giải phẫu hoa và Sinh thái thụ phấn ở TV

Phân tích hình thái hoa ở thực vật

Thực hiện các kĩ năng phân tích hình thái hoa: xác định được kiểu cụm hoa, số lượng các bộ phận của hoa, sắp xếp các bộ phận của hoa, vị trí bầu của hoa, kiểu đối xứng của

hoa.

Xác định cấu tạo giải phẫu

của hoa

Tiến hành thí nghiệm phân tích cấu tạo giải phẫu thích nghi của hoa

Tìm hiểu một số đặc điểm sinh thái thụ phấn ở TV

Vận dụng tổng hợp các kĩ năng để xác định các đặc điểm cấu trúc để tìm hiểu mối liên quan giữa hình dạng thích nghi và tác nhân

thụ phấn ở mỗi loài.

Chủ đề

Các bài TH

Kĩ năng TH Sinh học

Cấu tạo thích nghi của TV

Quan sát các cấu trúc thích nghi ở

Quan sát và phân tích được các hình ảnh, mẫu tiêu bản để nhận biết và giải thích được

về cấu tạo, giải phẫu cơ thể TV.

Nhận biết và phân loại các mẫu TV có hoa dựa vào các đặc điểm giải

phẫu và hình thái

Tiến hành thí nghiệm để tìm hiểu sự thay đổi về hình thái và giải phẫu (ở rễ và chồi) từ đó xác định cấu trúc giải phẫu thích nghi với điều kiện môi trường (ngập úng).

Giải phẫu TV và xây dựng cây phát

sinh chủng loại

Vận dụng tìm hiểu các đặc điểm giải phẫu và hình thái để phân loại TV.

Bước 3. Thiết kế cấu trúc các bài thực hành theo từng chủ đề TH

Chúng tôi tiến hành thiết kế các bài TH (3 bài) trong chủ đề 1 theo các phương thức phù hợp với các hình thức dạy học TH Sinh học khác nhau như sau:

Bài 1: Xác định nguyên tố khoáng trong mô TV

Với hình thức TH quan sát, chúng tôi thiết kế mô hình bài TH bằng cách cho trước nội dung Lập kế hoạch TH; yêu cầu HS xác định vấn đề TH và tiến hành thực hiện kế hoạch, sau đó HS viết báo cáo TH theo mẫu cho trước. Theo phương thức này, bài TH có cấu trúc theo mô tả sau:

* Hoạt động 1. Xác định vấn đề TH

HS trả lời 2 câu hỏi:

(1) Vận dụng các kiến thức hóa sinh học, cho biết cách nhận biết các đại phân tử hữu cơ trong tế bào TV bằng thuốc thử Lugol, Fehling, ninhydrin, Biuret, HNO2 hoặc với một số phản ứng đặc trưng.

(2) Bên cạnh các chất hữu cơ có hàm lượng cao như protein, cacbonhydrat, lipit, trong tế bào còn có nhóm các khoáng chất, chiếm khối lượng nhỏ hơn. Làm thế nào có thể nhận biết sự có mặt các nguyên tố khoáng trong các tế bào TV?

* Hoạt động 2. Lập kế hoạch thực hành

- Chuẩn bị vật liệu, hoá chất và dụng cụ thí nghiệm Vật liệu:

+ Mô thực vật đã đốt hoàn toàn thành tro.

+ Cho bốn mẫu lá của 4 loài thực vật (kí hiệu P, Q, R và S).

Dụng cụ: kính hiển vi, lam kính; dao lam; công tơ hút (pipet) loại 3ml hoặc 5ml; cốc thuỷ tinh loại 100 hoặc 200ml; ống nghiệm, đèn cồn, diêm; đũa thuỷ tinh ngắn nhọn đầu; giấy lọc và phễu chiết.

Hoá chất: HCl 10%, H2SO4 1%, NH4(OH) 10%, Na2HPO42%, K4Fe(CN)61%.

- Sử dụng các phương pháp thực hành hóa học và tiến hành như sau:

+ Lấy tro thực vật cho vào cốc thuỷ tinh, trộn với dung dịch HCl 10% theo tỷ lệ cứ 1 - 2 cm3 tro thì dùng 2 - 4 ml HCl. Lắc đều trong 5 phút rồi để yên trên giá ống nghiệm cho phần không tan lắng xuống. Lọc lấy phần dịch trong (gọi là dung dịch tro) để tiến hành phân tích.

+ Nhỏ một giọt dịch tro lên lam kính, cách khoảng 2 cm nhỏ một giọt thuốc thử tương ứng.

+ Lấy kim thuỷ tinh nhọn nối liền giọt dịch tro và thuốc thử, tạo ra 2 - 3 đường nối, phản ứng sẽ xảy ra ở đường nối đó.

+ Hơ nhẹ lam kính qua đèn cồn cho phản ứng dễ xảy ra.

- Tiến hành quan sát

→ Phát hiện canxi

Canxi trong dung dịch tro là CaCl2. Dùng thuốc thử H2SO4 1%, muối canxi sunphat tạo thành là những bó tinh thể. Quan sát tinh thể canxi dưới kính hiển vi

→ Phát hiện magie (Mg)

Mg trong dung dịch tro là MgCl2. Cần trung hoà dịch tro bằng dung dịch NH4OH 10% bằng cách lấy 1 giọt dịch tro đưa lên lam kính, dùng pipet nhỏ tiếp 1 giọt NH4OH 10% vào giọt dung dịch tro vừa lấy, cách 2cm trên lam kính nhỏ 1 giọt thuốc thử là dung dịch Na2HPO4. Quan sát tinh thể Mg dưới kính hiển vi

→ Phát hiện sắt

Trong dịch tro sắt ở dạng FeCl3. Để phát hiện sắt không cần sử dụng kính

hiển vi, chỉ cần nhỏ trực tiếp một giọt thuốc thử kali feroxyanua 1% vào giọt dịch tro và quan sát phản ứng đổi màu trong dung dịch.

* Hoạt động 3. Tiến hành các hoạt động TH

- HS thực hiện các thao tác (kĩ năng) các phương pháp TH

* Hoạt động 4: Thu thập kết quả

-Tiến hành quan sát: HS quan sát 2 hình ảnh tinh thể (hình a, b) và các hình ảnh quan sát dưới kính hiển vi để xác định các tinh thể thu được. Viết phản ứng hóa học đã xảy ra để phát hiện được nguyên tố khoáng.

- Vẽ hình mô tả tinh thể Mg quan sát được và viết 3 phản ứng hóa học tương ứng như mô tả dưới đây:

Phản ứng xảy ra ở đường nối như sau:

MgCl2 + NH3 + Na2HPO4  NH4MgPO4 + 2NaCl

Tinh thể canxi hình kim vô sắc, phản ứng xảy ra ở đường nối như sau: CaCl2 + H2SO4  CaSO4 + 2HCl

Khi nhỏ thuốc thử kali feroxyanua 1% vào dung dịch, nếu giọt dịch chuyển thành màu xanh lá cây thì trong tro có sắt, do sự tạo thành sắt feroxyanua theo phản ứng sau:

4FeCl3 + 3K4Fe(CN)6  Fe4[Fe(CN)6]3 + 12KCl

Hình a.

Hình b.

Tinh thể magie amoni photphat có dạng hình hộp, nắp hộp hoặc hình sao.)

- HS nêu kết luận:

* Hoạt động 5: Viết báo cáo

- Xây dựng mẫu báo cáo TH: trình bày, mô tả kết quả thu được và thảo luận kết quả nghiên cứu (thực hiện theo nhóm: tìm ra các nguyên nhân trong khi thực hiện dẫn đến một số tiêu bản hoặc phản ứng chưa quan sát được rõ kết quả.

Bài 2: Thí nghiệm tìm hiểu sự xuất hiện tinh thể canxi ở TV

* Hoạt động 1: Xác định vấn đề TH

Một số loài cây có các dị bào có thể hình thành tinh thể canxi oxalat đa diện và canxi cacbonat. Hãy dùng bốn mẫu thực vật (P, Q, R và S) rồi tiến hành làm tiêu bản lát cắt ngang để có thể quan sát sự xuất hiện các tinh thể này.

* Hoạt động 2: Lập kế hoạch TH

(yêu cầu HS thực hiện)

* Hoạt động 3: Tiến hành các hoạt động TH

- Bước 1: Cắt mẫu

- Bước 2: Quan sát tiêu bản, xác định vị trí tinh thể.

- Bước 3: Bổ sung HCL

* Hoạt động 4: Thu thập kết quả

- Kết quả:

Nếu thấy tinh thể, hãy xác định vị trí vùng phân bố tinh thể trong mô. Sau khi bổ sung một giọt HCl, đậy lại lamen, rồi lại quan sát tiêu bản dưới kính hiển vi và suy luận loại tinh thể quan sát được.

Cây (P, Q, R, hoặc S)	Nơi có tinh thể (A hoặc B)	Loại tinh thể (C hoặc D)
Có tinh thể


Không có tinh thể

Yêu cầu:

- Ghi các cây P, Q, R, S tương ứng vào các ô có hoặc không có tinh thể.

- Xác định vị trí tinh thể:

+ Ghi A (nếu phần lớn tinh thể có trong các tế bào bao bó mạch)

+ Ghi B (nếu tinh thể không có trong các tế bào bao bó mạch).

- Xác định loại tinh thể:

+ Ghi C (nếu là tinh thể canxi oxalat đa diện)

+ Ghi D (nếu là tinh thể canxi cacbonat)

* Hoạt động 5: Báo cáo kết quả

Bài 3: Đo nồng độ phôt phát trong các mẫu dịch chiết từ chồi

Với hình thức TH thực nghiệm và phát triển kĩ năng thực nghiệm, chúng tôi thiết kế mô hình bài TH bằng cách, GV thực hiện hướng dẫn giúp HS xác định giả thuyết khoa học từ các nội dung kiến thức lý thuyết, trong hoạt động xác định vấn đề TH, đồng thời đưa ra hệ thống các dụng cụ và thiết bị có liên quan đến bài TH. Sau đó, HS sẽ tiến hành thực hiện toàn bộ các hoạt động khác để hoàn thành bài TH. Theo phương thức này, bài TH có cấu trúc theo mô tả sau:

* Hoạt động 1. Xác định vấn đề TH

- Giới thiệu vấn đề TH

Phôtphát là nguyên tố dinh dưỡng quan trọng ở thực vật và là thành phần cấu tạo nên các màng tế bào, axit nucleic, và các hợp chất năng lượng như ATP. Nếu thiếu phôtphát, sự tăng trưởng của cây bị ảnh hưởng nghiêm trọng. Cây có thể cảm nhận được sự thay đổi nồng độ phôtphát trong môi trường và qua đó điều hòa sự biểu hiện các gen của chúng, qua đó làm thay đổi hoạt tính của các protein vận chuyển phôtphát trên màng tế bào để duy trì sự cân bằng nội mô nồng độ phôtphát trong tế bào. Bằng sử dụng cây mô hình Arabidopsis, các nhà khoa học phát hiện rằng các tế bào rễ đáp ứng lại các tín hiệu đủ phôtphát (Pi-sufficient; ví dụ 1mM) và thiếu phôtphát (Pi-deficient; ví dụ 10 μM) như mô tả tương ứng ở các hình 1 và 2 dưới đây.

Hình 2

Hình 1

(Ghi chú : plasma membrane = Màng sinh chất; Pi = phôtphát vô cơ; cytoplasm

= tế bào chất; nucleus = Nhân tế bào; Gene Y = Gen Y)

Khi Arabidopsis đủ phôtphát - Pi (Hình 2), protein Z điều hòa âm tính lượng protein T trên màng sinh chất vốn có vai trò vận chuyển phôtphát vào trong tế bào để tránh độc tính gây ra do lượng phôtphát dư. Ngược lại, khi cây thiếu Pi (Hình 3), yếu tố phiên mã X làm tăng mức biểu hiện của gen Y và qua đó làm tăng lượng protein Y. Protein Y thúc đẩy sự phân hủy của protein Z, dẫn đến làm tăng lượng protein T và hậu quả cuối cùng là tế bào tăng hấp thu phôtphát. Nhìn chung, lượng phôtphát có trong chồi của một cây tỉ lệ thuận với hiệu suất hấp thu phôtphát ở rễ.

Lượng phôtphát có trong cây thay đổi đáng kể khi mức biểu hiện của các gen mã hóa cho các protein T, X, Y và Z bị xáo trộn bởi đột biến hoặc kỹ thuật di truyền. Vì vậy, các nhà thực vật học có thể dùng các cây đột biến hoặc biến đổi gen để xác định vai trò và mối quan hệ giữa những gen này trong cơ chế điều hòa cân bằng nội môi đối với phôtphát.

* Hoạt động 2. Lập kế hoạch thực hành

- Chuẩn bị vật liệu, hoá chất và dụng cụ thí nghiệm

Thiết bị

Số lượng
1.	Pipetman loại P200 và P1000	mỗi loại
2	Hộp đựng đầu típ pipet các loại P200 và P1000	1 hộp mỗi loại
3.	96-well microplate / Đĩa microplate 96 giếng	1 chiếc
4.	Ống eppi 1,5 mL (để chuẩn bị các dung dịch chuẩn, hãy dùng các ống được dán nhãn 0 μM, 25 μM, 50 μM, 100 μM, 200 μM và 400 μM)	12 ống (6 ống dự phòng không dãn nhãn)
5.	Giá để ống eppi loại 80 lỗ / mười lỗ mỗi hàng ngang	1 chiếc mỗi loại
6.	Máy lắc rung vortex Máy ELISA	1 chiếc 1 chiếc
7.	Bút đánh dấu để ghi nhãn	1 chiếc
VẬT LIỆU		Số lượng
1.	Dung dịch phát hiện phosphate (ghi nhãn “Solution A”)	10 ml/ mỗi ống
2.	Dung dịch 400 μM KH2PO4 (ghi nhãn “Solution B”)	10 ml/ mỗi ống
3.	Nước cất 2 lần (ghi nhãn “ddH2O”)	50 ml/ mỗi ống
4.	6 mẫu thí nghiệm (đã được phân phối vào các ống eppi, ghi nhãn tương ứng #1, #2, #3, #4, #5, & #6).)