Bộ giáo án Sinh Học 10 (Cánh Diều) - Bài 5: Các nguyên tố hóa học và nước

Ngày soạn://
Ngày dạy://
CHỦ ĐỀ 4: THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA TẾ BÀO
BÀI 5: CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC VÀ NƯỚC
I. MỤC TIÊU
1. Về kiến thức
Sau bài học này, HS sẽ:
Nêu được một số nguyên tố hóa học chính: nguyên tố đại lượng (C,H,O,N,S,P,...), nguyên tố vi lượng (Fe, Zn, Cu,...) và vai trò của chúng trong tế bào.
 Nêu được vai trò quan trọng của nguyên tố carbon trong tế bào.
 Trình bày được đặc điểm cấu tạo phân tử nước quy định tính chất vật lí, hóa học và sinh học của nước, từ đó, quy định vai trò sinh học của nước trong tế bào.
2. Về năng lực
Năng lực sinh học:
Nhận thức sinh học:
+ Liệt kê được một số nguyên tố hoá học chính có trong tế bào (C, H, O,N, S, P).
+ Nếu được vai trò quan trọng của nguyên tố carbon trong tế bào (cấu trúc nguyên tử C có thể liên kết với chính nó và nhiều nhóm chức khác nhau).
+ Trình bày được đặc điểm cấu tạo phân tử nước quy định tính chất vật lí, hoá học và sinh học của nước, từ đó quy định vai trò sinh học của nước trong tế bào.
Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học: Vận dụng tính chất của nước giải thích được cơ sở của việc kết hợp tưới nước khi bón phân. 
Năng lực chung: 
Giao tiếp và hợp tác: Biết chủ động trong giao tiếp, tự tin khi phát biểu ý kiến của bản thân về vai trò của nước và các nguyên tố khoáng.
3. Phẩm chất
Chăm chỉ: Tích cực tìm tòi các nội dung về nước và các nguyên tố khoáng để hoàn thành nội dung thảo luận nhóm.
II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU
1. Đối với giáo viên
SGK, SGV, SBT Sinh học, Giáo án.
Tranh phóng to các hình trong SGK: 5.2, 5.4, 5.5.
Video về cấu tạo phân tử nước (nếu có).
Phiếu học tập số 1: Các nguyên tố hóa học trong tế bào
Phiếu học tập số 2: Vai trò của nước trong tế bào
Máy tính, máy chiếu.
2. Đối với học sinh
SGK, SBT Sinh học 10
Các dụng cụ học tập cần thiết theo yêu cầu của GV.
Biên bản thảo luận nhóm.
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
A. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG
a. Mục tiêu: Tạo hứng thú cho người học, liên hệ kiến thức đã học với kiến thức mới.
b. Nội dung: GV yêu cầu HS hoạt động cặp đôi và trả lời câu hỏi trong SGK (tr. 25): Quan sát hình 5.l, hãy cho biết màng sinh chất được cấu tạo từ những hợp chất nào. Các hợp chất này được tạo thành từ những nguyên tố hóa học nào?
c. Sản phẩm học tập: Câu trả lời của HS (HS không nhất thiết trả lời đúng).
d. Tổ chức thực hiện: 
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập
- GV yêu cầu HS hoạt động cặp đôi và trả lời câu hỏi trong SGK (tr. 25): Quan sát hình 5.l, hãy cho biết màng sinh chất được cấu tạo từ những hợp chất nào. Các hợp chất này được tạo thành từ những nguyên tố hóa học nào?
Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập
- HS dựa vào hiểu biết cá nhân, suy nghĩ và trả lời câu hỏi của GV.
Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận
- HS xung phong trả lời câu hỏi (HS không nhất thiết trả lời đúng): 
+ Màng sinh chất được cấu tạo từ các hợp chất như carbohydrate, protein, phospholipid.
+ Các hợp chất này được tạo thành từ các nguyên tố như: C, H, O, N, P....
- Các HS còn lại nêu ra ý kiến khác (nếu có).
Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập
- GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức.
- GV dẫn dắt HS vào bài học: Cơ thể các sinh vật sống đều cần cung cấp một lượng nhất định nước và các chất dinh dưỡng để duy trì hoạt động của các mô, tế bào, cơ quan, hệ cơ quan, nếu thiếu chất dinh dưỡng, các bộ phận sẽ hoạt động kém hiệu quả, đồng thời, cơ thể sẽ có các phản ứng khác nhau. Để biết được vai trò của các nguyên tố hóa học và nước đối với cơ thể sống, chúng ta hãy cùng bắt đầu bài học hôm nay – Bài 5: Các nguyên tố hóa học và nước.
B. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC
Hoạt động 1: Tìm hiểu về các nguyên tố hóa học có trong tế bào
a. Mục tiêu: 
- Nêu được một số nguyên tố hóa học chính: nguyên tố đại lượng (C, H, O, N, S, P,...), nguyên tố vi lượng (Fe, Zn, Cu,...) và vai trò của chúng trong tế bào.
- Nêu được vai trò quan trọng của nguyên tố carbon trong tế bào.
b. Nội dung: 
- GV yêu cầu HS làm việc theo nhóm, đọc thông tin mục 1 phần I và quan sát các hình ảnh (SGK tr.26) để tìm hiểu về các nguyên tố hóa học có trong tế bào.
- GV sử dụng phương pháp dạy học trực quan, kĩ thuật khăn trải bàn để hướng dẫn và gợi ý cho HS thảo luận, hoàn thành phiếu bài tập số 1.
c. Sản phẩm học tập: Phiếu học tập của HS.
d. Tổ chức hoạt động:
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN - HỌC SINH
DỰ KIẾN SẢN PHẨM
Nhiệm vụ 1: Tìm hiểu các nguyên tố hóa học trong tế bào
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập
- GV yêu cầu HS làm việc theo nhóm (mỗi nhóm 4 – 6 HS), đọc thông tin mục 1 phần I và quan sát các hình ảnh (SGK tr.26) để tìm hiểu về các nguyên tố hóa học có trong tế bào.
- Sau đó GV phát cho mỗi nhóm một tờ giấy A0, sử dụng kĩ thuật khăn trải bản, hướng dẫn các nhóm thảo luận và hoàn thành phiếu học tập số 1. (Phiếu học tập ở phần Hồ sơ học tập)
Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập
- Mỗi thành viên trong nhóm đọc thông tin, kết hợp quan sát các hình ảnh SGK, suy nghĩ và viết ý kiến cá nhân lên một góc của tờ giấy A0.
- Các nhóm thảo luận, thống nhất ý kiến và hoàn thành phiếu học tập số 1.
- GV theo dõi, hỗ trợ HS khi cần thiết.
Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận
- Các nhóm trình bày kết quả thảo luận trước lớp (dán phiếu thảo luận lên bảng).
- GV cho các nhóm đánh giá lẫn nhau: nhóm 2 đánh giá nhóm 1, nhóm 3 đánh giá nhóm 2,
- GV yêu cầu đại diện 1 nhóm lên trình bày sản phẩm đã chỉnh sửa.
Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập
- GV nhận xét câu trả lời của HS, chốt kiến thức.
Nhiệm vụ 2: Tìm hiểu về nguyên tố carbon
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập
- GV giữ nguyên nhóm như trong hoạt động 1, yêu cầu HS đọc thông tin mục 2 phần I và quan sát các hình ảnh (SGK tr.27) để tìm hiểu về nguyên tố carbon.
- GV đưa ra câu hỏi thảo luận cho HS:
1. Vì sao nói carbon tạo nên mạch “xương sống” của các hợp chất hữu cơ trong tế bào và tạo nên sự đa dạng về cấu trúc của các hợp chất của cơ thê?
2. Carbon tham gia cấu tạo của những hợp chất quan trọng nào trong cơ thể?
Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập
- Các nhóm đọc thông tin SGK, kết hợp quan sát hình ảnh, thảo luận và trả lời các câu hỏi của GV.
- GV theo dõi, hỗ trợ HS khi cần thiết.
Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận
- Đại diện các nhóm trình bày kết quả thảo luận trước lớp.
- Các nhóm khác nhận xét, bổ sung ý kiến (nếu có).
Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập
- GV nhận xét câu trả lời của HS, chốt kiến thức.
- GV giới thiệu thêm cho HS một số hợp chất cấu tạo từ carbon (hình 5.4) và phân tích vị trí carbon trong các hợp chất đó.
- GV cho HS xem một video ngắn, cung cấp thêm kiến thức về nguyên tố carbon (nếu còn thời gian) và chuyển sang nội dung tiếp theo.
I. Các nguyên tố hóa học
1. Các nguyên tố hóa học trong tế bào
- Có khoảng 20-25% nguyên tố hóa học có trong tự nhiên là các nguyên tố cần thiết cho sinh vật. Cơ thể người có khoảng 25 nguyên tố hóa học. 
- Cơ thể sinh vật được cấu tạo bởi tế bào => các nguyên tô hoá học có trong cơ thể đều có trong tế bào với các chức năng khác nhau.
- Nguyên tố đại lượng chiếm lượng lớn trong cơ thể, gồm các nguyên tố như C, H, O, N, S, P,... là thành phần chủ yêu cấu tạo nên các hợp chất chính trong tế bào như nước, carbohydrate, lipid, protein và nucleic acid.
- Nguyên tố vi lượng chiếm lượng rất nhỏ (nhỏ hơn 0,01%), gồm các nguyên tố như Fe, Zn, Cu,...cần thiết cho hoạt động của tế bào và cơ thể, có thể tham gia cấu tạo hồng câu, enzyme,...
Hoạt động 2: Tìm hiểu về cấu tạo, tính chất và vai trò của nước
a. Mục tiêu: Trình bày được đặc điểm cấu tạo phân tử nước, quy định tính chất vật lí, hóa học và sinh học của nước, từ đó, quy định vai trò sinh học của nước trong tế bào.
b. Nội dung:
- GV cho HS thảo luận theo nhóm, yêu cầu HS đọc thông tin và quan sát hình ảnh phần II (SGK tr.27 - 28) để tìm hiểu về cấu tạo, tính chất và vai trò của nước.
- GV sử dụng phương pháp trực quan, hỏi – đáp nêu vấn đề để hướng dẫn và gợi ý cho HS thảo luận nội dung SGK, hoàn thành phiếu học tập số 2.
c. Sản phẩm học tập: Câu trả lời và phiếu học tập của HS.
d. Tổ chức hoạt động:
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN - HỌC SINH
DỰ KIẾN SẢN PHẨM
Nhiệm vụ 1: Tìm hiểu cấu tạo hóa học và tính chất vật lí, hóa học của nước
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập
- GV đặt vấn đề: Theo em, các nhà khoa học thường dựa vào dấu hiệu nào để tìm kiếm sự sống ở các hành tinh trong vũ trụ? Vì sao?
- GV cho HS làm thí nghiệm nhỏ từng giọt nước vào đồng xu. Dự đoán xem sẽ nhỏ được bao nhiêu giọt nước thì nước sẽ tràn ra ngoài. Thi xem nhóm nào nhỏ được nhiều giọt nhất mà không làm cho nước tràn ra ngoài đồng xu. Rút ra kết luận từ việc nhỏ các giọt nước vào đồng xu (tính liên kết giữa các phân tử và sức căng bề mặt của nước).
- GV tiếp tục đặt câu hỏi gợi mở cho HS: Vì sao cây có thể hút nước lên cao hàng chục mét từ dưới đất? Nó có giống với việc người ta bơm nước lên cao hay không?
- GV khẳng định: Các thí nghiệm và các hoạt động của cây, con người về hút nước bơm nước chứng minh nước có tính liên kết giữa các phân tử nước.
- GV yêu cầu HS làm việc cặp đôi, đọc thông tin và quan sát hình 5.5 trong mục 1 phần II (SGK tr.27) để tìm hiểu về cấu tạo và tính chất của nước.
- GV đặt câu hỏi thảo luận cho các nhóm đôi:
+ Nêu cấu tạo của phân tử nước. 
+ Giải thích tính liên kết của phân tử nước?
Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập
- Các nhóm nghiên cứu thông tin và quan sát hình ảnh SGK, trao đổi, chia sẻ, rút ra kết luận về cấu tạo và đặc điểm của phân tử nước.
- GV theo dõi, hỗ trợ HS khi cần thiết.
Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận
- GV mời đại diện HS trình bày kết quả thảo luận.
- Những HS còn lại lắng nghe, nhận xét, bổ sung ý kiến (nếu có).
Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập
- GV đánh giá, nhận xét câu trả lời của HS, chuẩn kiến thức, chuyển sang nội dung tiếp theo.
Nhiệm vụ 2: Tìm hiểu vai trò của nước
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập
- GV dẫn dắt: Tất cả các sinh vật đều được cấu tạo chủ yếu từ nước, sống trong môi trường mà nước là
thành phần chủ yếu. Nước là môi trường sinh học trên Trái Đất. Ba phần tư bề mặt Trái Đất ngập trong nước. Nước là chất duy nhất tồn tại trong tự nhiên ở cả 3 trạng thái vật lí: rắn, lỏng và khí.
- GV yêu cầu HS đọc thông tin và quan sát hình ảnh mục 2 phần II (SGK tr.28) để tìm hiểu về vai trò của nước đối với tế bào và cơ thể, thảo luận để hoàn thành phiếu học tập số 2. (Phiếu học tập ở phần Hồ sơ học tập)
Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập
- Các nhóm nghiên cứu thông tin và quan sát hình ảnh SGK, trao đổi, thảo luận để trả lời các câu hỏi của GV.
- GV theo dõi, hỗ trợ HS khi cần thiết. 
Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận
- GV mời đại diện các nhóm trình bày kết quả thảo luận.
- Những HS còn lại lắng nghe, nhận xét, bổ sung ý kiến (nếu có).
Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập
- GV đánh giá, nhận xét câu trả lời của HS, chuẩn kiến thức, chuyển sang nội dung tiếp theo.
II. Nước và vai trò sinh học của nước
1. Cấu tạo và tính chất của nước 
- Trong phân tử nước, nguyên từ O có khả năng hút cặp electron mạnh hơn tạo nên liên kết phân cực với nguyên tử H.
- Nguyên tử O mang một phần điện tích âm và nguyên tử H mang một phần điện tích dương. Cấu tạo này giúp các phân tử nước dễ dàng liên kết với nhau và với nhiều phân tử khác bằng liên kết hydrogen làm cho nước có những tính chất độc đáo.
2. Vai trò của nước
- Nước chiếm khoảng 70-90% khối lượng tế bào. Nước là phân tử phân cực có khả năng hình thành liên kết hydrogen với nhau và với nhiều hợp chất khác. 
- Nước là dung môi hòa tan nhiều hợp chất, làm môi trường phản ứng và môi trường vận chuyển; tham gia trực tiếp vào nhiều phản ứng hóa học; đóng vai trò điều hòa nhiệt độ tế bào và cơ thể.
C. HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP
a. Mục tiêu: Luyện tập một số kiến thức HS đã học về các nguyên tố hóa học, nước và vai trò của nước trong tế bào.
b. Nội dung: 
- GV chia lớp thành hai nhóm lớn (nhóm 1 và nhóm 2), các nhóm lớn chia thành các nhóm nhỏ 4 - 6 HS (Nhóm lA, 1B, 1C,...2A, 2B, 2C,...). 
+ Nhóm l: Thiết kế sơ đồ tư duy về các nguyên tố hóa học trong tế bào. 
+ Nhóm 2: Thiết kế sơ đồ tư duy về nước trong tế bào.
- GV sử dụng kĩ thuật phòng tranh để thảo luận về các sản phẩm của các nhóm. Hoặc yêu cầu các nhóm 1 nhận xét, góp ý sản phẩm của nhóm 2 và ngược lại.
c. Sản phẩm học tập: Sơ đồ tư duy của HS.
d. Tổ chức hoạt động:
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập
- GV chia lớp thành hai nhóm lớn (nhóm 1 và nhóm 2), các nhóm lớn chia thành các nhóm nhỏ 4 - 6 HS (Nhóm lA, 1B, 1C,...2A, 2B, 2C,...). 
+ Nhóm l: Thiết kế sơ đồ tư duy về các nguyên tố hóa học trong tế bào. 
+ Nhóm 2: Thiết kế sơ đồ tư duy về nước trong tế bào.
Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập
- HS thảo luận, sử dụng kiến thức đã học, thảo luận để vẽ sơ đồ tư duy.
- GV theo dõi, hỗ trợ HS nếu cần thiết.
Bước 3: Báo cáo kết quả thực hiện nhiệm vụ
- GV mời đại diện các nhóm trình bày bài làm của mình.
- GV sử dụng kĩ thuật phòng tranh để thảo luận về các sản phẩm của các nhóm (hoặc yêu cầu các nhóm 1 nhận xét, góp ý sản phẩm của nhóm 2 và ngược lại).
Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập
GV đánh giá, nhận xét sản phẩm của HS, chuẩn kiến thức và chuyển sang hoạt động tiếp theo.
D. HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG
a. Mục tiêu: Vận dụng kiến thức về các nguyên tố hóa học và nước vào thực tiễn.
b. Nội dung: 
GV giao nhiệm vụ để HS thực hiện ngoài giờ học: 
Viết kịch bản đóng vai:
+ Nhóm 1: Nguyên tố đa lượng
+ Nhóm 2: Nguyên tố vi lượng
+ Nhóm 3: Nguyên tố carbon; 
+ Nhóm 4: Nước
- Các nhóm tự giới thiệu kịch bản về bản thân và đặt câu hỏi cho các nhóm khác.
- GV đặt một số câu hỏi vận dụng cho HS.
c. Sản phẩm học tập: Phần trình bày và trả lời câu hỏi của HS.
d. Tổ chức hoạt động:
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ cho HS
- GV giao nhiệm vụ để HS thực hiện ngoài giờ học: 
Viết kịch bản đóng vai và chuẩn bị một vở kịch với nội dung về các nguyên tố hóa học và nước.
+ Nhóm 1: Nguyên tố đa lượng
+ Nhóm 2: Nguyên tố vi lượng
+ Nhóm 3: Nguyên tố carbon
+ Nhóm 4: Nước
- Các nhóm tự giới thiệu kịch bản về bản thân và đặt câu hỏi cho các nhóm khác.
- GV đặt một số câu hỏi vận dụng cho HS.
1. Việc ghi thành phần dinh dưỡng trên bao bì đựng thực phẩm chế biến sẵn có ý nghĩa gì đối với người tiêu dùng? Cho ví dụ minh họa.
2. Vì sao cần phải ăn đa dạng các loại thức ăn?
3. Vì sao không để cơ thể thật khát nước mới uống nước? Cơ thể có biểu hiện như thế nào khi mất nhiều nước? Nêu biện pháp cấp cứu khi cơ thể mất nước do bị sốt cao, tiêu chảy.
4. Nếu nói cơ thể người sống trong nước thì đúng hay sai? Vì sao?
Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập
- Các nhóm tiếp nhận nhiệm vụ, lên ý tưởng, bàn bạc nội dung vở kịch và thảo luận để trả lời các câu hỏi vận dụng.
- GV hướng dẫn, hỗ trợ HS khi cần thiết. 
Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận
- Các nhóm trình bày vở kịch đã chuẩn bị vào tiết học sau.
- GV đánh giá sản phẩm của HS theo mẫu phiếu đánh giá (Phiếu đánh giá ở phần Hồ sơ học tập).
Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập
GV nhận xét, đánh giá, kết thúc tiết học. 
* Hướng dẫn về nhà:
- Ôn lại kiến thức đã học.
- Làm bài tập trong Sách bài tập Sinh học 10.
- Đọc và tìm hiểu trước Bài 6: Các phân tử sinh học.
IV. HỒ SƠ HỌC TẬP
Trường:
Lớp: .
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1
Nội dung: Các nguyên tố hóa học trong tế bào
Nhóm:
Đọc thông tin SGK, thảo luận và trả lời các câu hỏi sau:
1. Quan sát hình 5.2, tính tổng tỷ lệ % của các nguyên tố C, H, O, N và nêu ý nghĩa của tỉ lệ này.
2. Vì sao trong khẩu phần ăn cần có đủ các chất?
Trường:
Lớp: .
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2
Nội dung: Vai trò của nước trong tế bào
Nhóm:
1. Vì sao hàng ngày chúng ta phải uống đủ nước? Vì sao phải tưới nước cho cây?
.
.
.
2. Nước có vai trò như thế nào trong tế bào?
.
.
.
.
3. Vì sao nói “nước là dung môi” của sự sống?
.
.
.
.
4. Quan sát hình 5.7. cho biết nước điều hòa nhiệt độ tế bào và cơ thể như thế nào?
.
.
.
PHIẾU ĐÁNH GIÁ
Sản phẩm vận dụng của HS
Tiêu chí đánh giá
Nhóm 1
Nhóm 2
Nhóm 3
Nhóm 4
Nội dung (2.5đ)
- Nêu được đầy đủ các ý chính cần ghi nhớ về nội dung được giao.
- Lấy được ví dụ cụ thể.
Cách truyền đạt (2.5đ)
- Diễn giải rõ ràng, mạch lạc.
- Chia nội dung hợp lý, logic.
Diễn xuất tự nhiên
(2.5đ)
- Không sử dụng tài liệu trong vở kịch.
- Tự tin, biểu cảm tốt.
Sự tương tác, hỗ trợ giữa các thành viên trong nhóm (2.5đ)
- Các thành viên tương trợ lẫn nhau trong vở diễn.
- Hợp tác, thảo luận nhóm hiệu quả.
Tổng: 
/10
/10
/10
/10