( Bài giải Câp QG tham khảo thơi bạn nhé) THIÊN NHIÊN VÀ MƠI TRƯỜNG SỐNG XUNG QUANH TA Tình + Các nhà khảo cổ học tính tuổi mẫu đá, mẫu than nào? + Xác định tồn phát triển sống trái đất qua niên đại, thiên niên kỷ? + Sự ảnh hưởng chất phóng xạ đến sống nhân loại, sau chất phóng xạ khơng cịn ảnh hưởng đến người….? + Sự phân chia tế bào tế bào E.Coli có ảnh hưởng đến sống ? Mục tiêu giải tình Thứ nhất: Hiểu biết tự nhiên, giải đáp thắc mắc tập mơn Tốn lớp 11, nguy hiểm phóng xạ nào? Thứ hai: Vận dụng kiến thức vật lý, hoá học, sinh học, lịch sử để hiểu giải tập sách Đại số Giải tích 11 chương trình chuẩn, từ có kỹ vận dụng kiến thức từ sách vào thực tế đời sống Thứ ba: Rèn luyện kỹ sống cho thân, phòng chống bệnh tật, phòng tránh chất độc hại Tổng quan nghiên cứu liên quan đến việc giải tình Để giải tình này, cần vận dụng kiến thức mơn học: Mơn Tốn, Lý, Hố, Sinh, Sử, Văn học, Công nghệ, Tin học, Văn học chương trình trung học phổ thơng Hình ảnh, tư liệu Internet Giải pháp giải tình Để giải số tập sách giáo khoa Giải tích 11 chương trình chuẩn, đề thi học sinh giỏi giải tốn máy tính cầm tay Trước tiên phải hiểu chu kỳ bán rã gì? Phóng xạ gì? Thế tia phóng xạ? Chu kỳ bán rã là: Chu kỳ bán rã hay chu kỳ nửa phân rã thời gian cần để đại lượng biến đổi với thời gian theo hàm suy giảm số mũ đạt đến lượng nửa lượng ban đầu Thời gian thường ký hiệu T1/2 Chu kỳ bán rã Vật lý: Ngồi phân rã hạt nhân, chu kỳ bán rã cịn xuất trình điện học mạch RC hay mạch RL circuit; đó, số phân rã λ nghịch đảo số thời gian τ mạch Với mạch RC RL đơn giản, λ RC (tích điện trở điện dung hay L/R (thương độ tự cảm điện trở) Chu kỳ bán rã Hóa học: Trong phản ứng hóa học, lấy theo chuyển hóa bậc một, λ số tốc độ phản ứng Chu kỳ bán rã Dược học: Trong dược học chu kỳ bán rã thuốc hay chất thể hấp thụ thời gian để lượng thuốc giảm nửa so với ban đầu, nhờ vào trình hấp thụ chuyển hóa khác Đây số quan trọng loại thuốc dược học thường gọi thời gian bán thải, ký hiệu t1/2 N=No/2t/T Cacbon thành phần thiết yếu cho sống biết, khơng có sống mà biết khơng thể tồn Việc sử dụng kinh tế chủ yếu cacbon dạng hiđrôcacbon, chủ yếu nhiên liệu hóa thạch than, khí mêtan dầu mỏ Dầu mỏ sử dụng cơng nghiệp hóa dầu để sản xuất sản phẩm xăng dầu hỏa Phóng xạ : tượng số hạt nhân nguyên tử không bền tự biến đổi phát xạ hạt nhân (thường gọi tia phóng xạ) Các nguyên tử có tính phóng xạ gọi đồng vị phóng xạ, cịn ngun tử khơng phóng xạ gọi đồng vị bền Các nguyên tố hóa học gồm đồng vị phóng xạ (khơng có đồng vị bền) gọi nguyên tố phóng xạ Tia phóng xạ: chùm hạt mang điện dương hạt anpha, hạt proton; mang điện âm chùm electron (phóng xạ beta); khơng mang điện hạt nơtron, tia gamma (có chất giống ánh sáng lượng lớn nhiều) Sự tự biến đổi hạt nhân nguyên tử, thường gọi phân rã phóng xạ hay phân rã hạt nhân Các hợp chất uranium có khả tự phát tia khơng khơng nhìn thấy được, xun qua vật mà tia sáng thường không qua gọi tia phóng xạ Dưới tác dụng điện trường tia phóng xạ bị tách làm tia: - Tia anpha lệch phía cực âm điện trường, gồm hạt anpha mang điện tích dương (gấp lần điện tích proton) - Tia Beta lệch phía cực dương điện trường gồm hạt electron - Tia Gamma không lệch cực điện trường, có chất tia sáng Phóng xạ chất độc để lại thiệt hại nghiêm trọng Sự tàn phá nặng nề kéo dài ảnh hưởng sức khỏe người sau như: Ảnh hưởng phóng xạ đời thứ Nước nhiễm phóng xạ gây ảnh hưởng loài cá / Đất nhiễm dioxin ảnh hưởng đến sản xuất nơng nghiệp Chất phóng xạ từ Nhà máy điện hạt nhân bom nguyên tử có nguy phát tán ảnh hưởng xấu đến sức khỏe gồm loại chính: iốt 131 cesium 137 Iốt 131 nồng độ cao vào thể tích tụ tuyến giáp trạng (nằm phía trước cổ), lâu ngày gây ung thư Tuy nhiên, iốt 131 có thời gian bán hủy ngắn (trong vòng tuần) Sau khoảng 20 ngày, iốt 131 phân hủy không gây hại đến sức khỏe người Còn cesium 137 phát tia gamma lại có thời gian bán hủy dài (đến vài chục năm) tác dụng đến nhiều quan chức thể Cesium 137 công phá hủy tế bào non tủy xương, gây ung thư máu, ung thư xương, phá hủy cấu trúc gây đột biến ADN, di truyền cho hệ tương lai Các nhà chuyên môn cho cần lượng nhỏ chất phóng xạ ion hóa (100 millisievert) làm tăng nguy ung thư, dù gia tăng Bên cạnh đó, nhiễm phóng xạ sức khỏe người cịn chịu nhiều ảnh hưởng nghiêm trọng khác Người ta chia tác hại chất phóng xạ thành kiểu: trước mắt lâu dài Ngay sau nhiễm phóng xạ, bạn thấy dấu hiệu buồn nôn, mệt mỏi, ban đỏ không rõ nguyên nhân Sau loạt triệu chứng quãng thời gian vài tuần hồn tồn bình thường Thời kỳ ủ bệnh thực nguy hiểm, đặc trưng triệu chứng viêm nhiễm, chảy máu, bệnh dày ruột, thiếu tế bào máu… Một biểu da người nhiễm phóng xạ Nếu khơng chữa trị kịp thời, nhiễm phóng xạ dẫn đến ung thư, hiểu nôm na tế bào thể tự động phân hủy Cho dù chữa trị khỏi tổn hại phóng xạ gây khơng thể khơi phục được, dẫn đến đột biến chế di truyền chứng nhỏ não, mắt khơng hồn chỉnh, chậm phát triển trí tuệ… Trong nhiều lĩnh vực phủ nhận phóng xạ có cơng dụng, lợi ích vô quan trọng Y học, công nghiệp, nơng nghiệp qn sự,… Trong y học Iốt phóng xạ (I-131) có lợi ích to lớn chẩn đốn điều trị bệnh Nhiều loại bệnh chẩn đoán điều trị thành cơng, an tồn iốt I- 131, đặc biệt bệnh lý tuyến giáp bệnh cường giáp trạng (trong có bệnh Basedow), ung thư tuyến giáp (thể biệt hố)… Trong cơng nghiệp để loại bỏ tác hại ý muốn phóng xạ, với phát triển xã hội, người tìm phát triển cơng nghệ nano Nhờ có cơng nghệ này, người loại bỏ phóng xạ chất lỏng nhiều cơng dụng khác Từ có nhiều ứng dụng công nghệ này: Dùng công nghệ nano để nuôi tôm Dùng công nghệ nano để nuôi tôm Ảnh công nghệ nano để chữa bệnh – phát bệnh hiểm nghèo, lai tạo số giống mới: Cừu Dolly, số loài hoa Phương pháp sử dụng hạt nano để theo dõi tế bào, nhằm phát sớm dấu hiệu ung thư số bệnh khác người Phát ung thư công nghệ nano hy vọng trở thành hệ thống cảnh báo sớm, giúp nhanh chóng đưa biện pháp chữa trị kịp thời chủ động Công nghệ phát ung thư nhờ mắt tôm bọ ngựa Thuyết minh tiến trình giải tình Sau tìm hiểu chất phóng xạ chu kỳ bán rã ta hiểu tập trang 121 sách giáo khoa Đại số Giải tích 11chương trình chuẩn Bài tập 1: (Liên mơn Hố - Lý) Có 1kg chất phóng xạ độc hại Biết rằng, sau khoảng thời gian T  24000 năm nửa chất phóng xạ bị phân rã thành chất khác không độc hại sức khỏe người (T gọi chu kỳ bán rã) Gọi U n khối lượng chất phóng xạ cịn lại sau chu kỳ thứ n a, Tìm số hạng tổng quát U n dãy số ( U n ) b, Chứng minh ( U n ) có giới hạn c, Từ kết ý b,chứng tỏ sau số năm khối lượng chất phóng xạ cho ban đầu khơng cịn độc hại người, khối lượng chất phóng xạ c, cịn lại bé 10-6 g Bài giải a, Ta có: u1  ; u2  ; u3  ; Bằng quy nạp ta chứng minh un  n , n  * q n 0 q  b, Áp dụng tính chất lim x  n 1 lim   0 Ta có lim n x  x    c, Ta có 10 g 10 kg  kg 109 Vì un  nên un  nhỏ số dương bất kì, kể từ số hạng 2n trở Như vậy, un nhỏ kể từ chu kì n0 Nghĩa số 109 năm ứng với chu kì này, khối lượng chất phóng xạ khơng cịn độc hại người Cụ thể: muốn 1  ta cần chọn n0 cho n0  109 n 10 Chẳng hạn, với n0 cho 2n  109 Nói cách khác, sau chu kỳ thứ 36 (nghĩa sau 36 24000 = 864000 (năm)) Chúng ta khơng cịn lo lắng độc hại khối lượng chất phóng xạ cịn lại Bài tập 2: (Liên mơn Lịch sử - Hóa học – Vật lý ) Một mẩu than từ hang động vùng núi đá vơi tỉnh Hịa Bình có 9,4 phân hủy 14C Hãy cho biết người Việt cổ đại tạo mẩu than cách năm? Biết chu kỳ bán hủy 14C 5730 năm, khí có 15,3 phân hủy 14 C Các số phân hủy nói tính với 1,0 gam cacbon, xảy 1,0 giây *Để hiểu giải tập này, cần biết số công thức sau ln K= T1 T= No ln K Nt T1 : chu kì bán hủy K: số phóng xạ T: thời gian No: số nguyên tử ban đầu Nt: số nguyên tử lại sau thời gian t Bài giải ln 0, 693 Hằng số phóng xạ: K= T1 = 5730 Niên đại mẩu than: T= No 5730 15,3 ln ln = = 4027,9 (năm) K Nt 0, 693 9, 10 Vậy người Việt cổ đại tạo mẩu than cách khoảng 4027,9 năm Liên mơn Sinh học Để hiểu ví dụ trang 100 sách giáo khoa Đại số Giải tích 11 tìm hiểu tế bào E Coli Cấu tạo tế bào sinh sản: Tế bào E.coli có chiều dài khoảng micromet Bên ngồi có vách tế bào, kề màng sinh chất Mezosome cấu trúc xếp lại màng sinh chất liên quan đến phân bào chất di truyền tạo nên nucleotid Các tiêm mao giúp cho vận động tế bào Thời gian hệ ngắn, tốc độ sinh sản nhanh Trong điều kiện thuận lợi, tế bào E.coli phân chia lần 20 phút, cịn bacteriophage thời gian 30-40 phút tạo hàng trăm cá thể, nấm men chia tế bào Đặc điểm nghiên cứu di truyền học theo dõi qua nhiều hệ nên đối tượng vi sinh vật giúp rút ngắn đáng kể thời gian thí nghiệm Cấu tạo tế bào sinh sản Hình ảnh vi khuẩn E.Coli phân đơi 11 Q trình phân đơi vi khuẩn Bài tập 3: Tế bào E.Coli điều kiện ni cấy thích hợp 20 phút phân đôi lần a, Hỏi tế bào sau mười lần phân chia thành tế bào? b, Nếu có 105 tế bào sau phân chia thành tế bào? Bài giải Mơn Tốn Mơn Sinh học a, Vì ban đầu có tế bào lần - Với N TB ban đầu qua n lần phân tế bào phân chia thành hai tế bào chia thời gian t tạo N TB: t nên ta có cấp số nhân với u1 = 1, q = N t  N  2n u11 số tế bào nhận sau mười Nếu số lượng tế bào vi khuẩn E.Coli lần phân chia Vậy sau 10 lần phân chia, 12 số tế bào nhận là: ban đầu 105 tế bào, sau số u11 1.211 210 1024 (tế bào) lượng tế bào quần thể trung b, Vì ban đầu có 105 tế bào lần bình là: tế bào phân chia thành hai tế bào + Số lần phân chia vi khuẩn nên ta có cấp số cộng với u1 105 , q = E.Coli sau giờ: Vì 20 phút lại phân đôi lần nên n sau có lần phân chia tế bào u7 số tế bào nhận sau hai Vậy số tế bào nhận sau hai t 60 2  6 g 20 + Số lượng tế bào quần thể trung bình là: phân chia là: Nt = N0 x 2n = 105 x 26 u7 105.27  105.26 6400000 (tế bào) = 6.400.000 (tế bào) Ý nghĩa việc giải tình Việc vận dụng kiến thức mơn Hóa học, Vật lý, Sinh học, Lịch sử, Tin học để hiểu giải tốn mơn Đại số Giải tích lớp 11 nói lên cần thiết vai trò quan trọng kiến thức liên mơn chương trình trung học phổ thơng Mặt khác học sinh có nhìn tổng thể vấn đề thực tiễn sống Tìm hiểu biết thêm kiến thức từ sách đến thực tế, giúp học sinh rèn luyện kỹ học tập, hiểu giới xung quanh Đúng với tiêu chí “học phải đôi với hành” Với cương vị học sinh THPT, biết độc hại phóng xạ để phòng tránh, biết phát triển khoa học kỹ thuật việc phòng chữa bệnh Từ có ý thức bảo vệ mơi trường sống hồ bình, Khi cịn học sinh ngồi ghế nhà trường, cần chăm học tập để chiếm lĩnh kiến thức mới, rèn luyện sức khỏe tốt, tu dưỡng đạo đức Đặc biệt, làm việc cần có kiến thức, khơng kiến thức 13 mơn mà nên tích hợp nhiều kiến thức, rải rác môn học khác Để đạt điều từ phải có ý thức học tập bảo vệ môi trường sống để phát triển bền vững Các chiến sỹ làm môi trường sống xung quanh 14 Học sinh trường THPT Sơn Dương chung tay bảo vệ môi trường CHÚNG TAY HÃY CHUNG TAY BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG ! 15 ... rải rác môn học khác Để đạt điều từ phải có ý thức học tập bảo vệ môi trường sống để phát triển bền vững Các chiến sỹ làm môi trường sống xung quanh 14 Học sinh trường THPT Sơn Dương chung tay bảo... trường sống xung quanh 14 Học sinh trường THPT Sơn Dương chung tay bảo vệ môi trường CHÚNG TAY HÃY CHUNG TAY BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG ! 15 ... bé 10-6 g Bài giải a, Ta có: u1  ; u2  ; u3  ; Bằng quy nạp ta chứng minh un  n , n  * q n 0 q  b, Áp dụng tính chất lim x  n 1 lim   0 Ta có lim n x  x    c, Ta có 10