Dạy học chuyên đề Tổng hợp và phân giải ở vi sinh vật và ứng dụng

- Đặc điểm của các quá trình tổng hợp ở vi sinh vật - Ứng dụng của các quá trình tổng hợp ở vi sinh vật.. - Đặc điểm của các quá trình phân giải ở vi sinh vật - Ứng dụng của các quá trìn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

- -Tiểu luận Dạy học chuyên đề Tổng hợp và phân giải

CHUYÊN ĐỀ: VI SINH VẬT VỚI ĐỜI SỐNG CON NGƯỜI

I Nội dung chuyên đề

Bài 33: Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở VSV.

- Khái niệm, đặc điểm vi sinh vật.

- Hô hấp và lên men

10 Nâng cao Bài 34: Quá trìnhtổng hợp các chất ở

vi sinh vật và ứng dụng.

- Đặc điểm của các quá trình tổng hợp

ở vi sinh vật

- Ứng dụng của các quá trình tổng hợp ở vi sinh vật.

- Tác hại của các quá trình tổng hợp ở

vi sinh vật.

10 Nâng cao

Bài 35: Quá trình phân giải các chất ở VSV và ứng dụng.

- Đặc điểm của các quá trình phân giải ở vi sinh vật

- Ứng dụng của các quá trình phân giải ở vi sinh vật.

- Tác hại của các quá trình phân giải ở

vi sinh vật.

10 Nâng cao

Bài 36: Thực hành lên men Etylic

Thực hành lên men Etylic.

10 Nâng cao

Bài 37: Thực hành lên men Lăctic

Thực hành lên men Lăctic.

1.2 Mạch kiến thức của chuyên đề:

1 Khái niệm, đặc điểm vi sinh vật

2 Quá trình chuyển hóa vật chất ở vi sinh vật

3 Vai trò và tác hại của quá trình chuyển hóa vật chất ở vi sinh vật với conngười

4 Vận dụng một số quá trình chuyển hóa vật chất ở vi sinh vật trong thực tiễn

1.3 Thời lượng

- Số tiết học trên lớp: 3 tiết

- Thời gian học ở nhà: 2 tuần làm dự án

II Tổ chức dạy học chuyên đề

1 Mục tiêu chuyên đề

Sau khi học xong chuyên đề này HS có khả năng:

Kiến thức

- Nêu được khái niệm, đặc điểm cơ bản của vi sinh vật

- Trình bày được quá trình chuyển hóa vật chất ở vi sinh vật

- Trình bày được đặc điểm các quá trình tổng hợp và phân giải ở vi sinh vật

- Phân tích được vai trò và tác hại của vi sinh vật trong đời sống thực tiễn

- Vận dụng kiến thức giải thích được một số hiện tượng có liên quan

Kỹ năng

Rèn luyện được các kĩ năng sau:

- Kĩ năng tư duy, kĩ năng giải quyết vấn đề

- Kĩ năng khoa học: quan sát; phân loại; định nghĩa

- Kĩ năng học tập: tự học; tự nghiên cứu; hợp tác; giao tiếp

+ Thực hành ứng dụng VSV trong lên mem rượu và lên men lăctic.

+ Tìm hiểu thực trạng và quy trình công nghệ xử lý rác bằng vi sinh vật

- HS lập và thực hiện được kế hoạch học tập chủ đề

a.2 NL giải quyết vấn đề

- HS ý thức được tình huống học tập và tiếp nhận để có phản ứng tích cực đểtrả lời:

+ Làm thế nào để tối ưu hóa mặt có lợi và hạn chế tối đa mặt có hại của hoạtđộng chuyển hóa vật chất ở vi sinh vật

+ Đề xuất các biện pháp giải quyết vấn đề rác thải hữu cơ trong gia đình

- Thu thập thông tin từ các nguồn khác nhau: Internet, sách giáo khoa sinh 10,các thông tin khác,…

a.3 NL tư duy sáng tạo

- HS đặt ra được nhiều câu hỏi về chủ đề học tập:

+ Đặc điểm của vi sinh vật là gì?

+ Những quá trình chuyển hóa vật chất nào con người có thể lợi dụng để thuđược lợi ích?

+ Làm thế nào vi sinh vật có thể tổng hợp hay phân giải các chất?

+ Quá trình chuyển hóa nào có thể biến rác thải thành phân bón?

+ ………

- Các kĩ năng tư duy:

+ Phân tích, đánh giá ảnh hưởng của vi sinh vật đến đời sống con người + Thực trạng xử lý rác thải hửu cơ tại gia đình và phương hướng ứng dụng

vi sinh vật trong xử lý rác thải

- Đề xuất được ý tưởng: về cách tổ chức, về cách trình bày,

a.4 NL tự quản lý

- Quản lí bản thân: Nhận thức được các nội dung liên quan đến quá trìnhchuyển hóa vật chất và năng lượng ở vi sinh vật

- Xác định đúng quyền và nghĩa vụ học tập chủ đề

- Quản lí nhóm: Lắng nghe và phản hồi tích cực, tạo hứng khởi học tập

a.5 NL giao tiếp

- Xác định đúng các hình thức giao tiếp: Ngôn ngữ nói, viết, ngôn ngữ cơ thể

- Mục đích, đối tượng, nội dung, phương thức giao tiếp

a.6 NL hợp tác

- Làm việc cùng nhau, chia sẻ kinh nghiệm

- Làm việc với giáo viên hướng dẫn trong quá trình thực hiện chủ đề

a.7 NL sử dụng CNTT và truyền thông (ICT)

- Sử dụng các thuật ngữ khoa học trong chủ đề.

b Các năng lực chuyên biệt (đặc thù của môn Sinh học);

b.1 NL quan sát: mô tả, liệt kê, xác định vị trí

- Quan sát tranh hình liên quan đến chủ đề ( Các nhóm vi sinh vật, các giaiđoạn của quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng ở vsv; sơ đồ về cácquy trình ứng dụng của vi sinh vật vào đời sống thực tiễn)

- Quan sát các hiện tượng xảy ra trong quá trình lên men etilic và len menlăctic

- Quan sát điều kiện tự nhiên, khí hậu ở địa phương

- Quan sát thực trạng xử lý rác thải bằng vi sinh vật

- Sơ đồ sự phân chia sinh giới theo Whittaker và Margulis

- Kính hiển vi, một số mẫu vật thật của vi sinh vật

- Video về các loại vi sinh vật

- Tranh hoặc Video về ứng dụng của vi sinh vật trong đời sống

- Tranh hoặc Video về tác hại của vi sinh vật trong đời sống

- Phiếu học tập 1

- Thiết kế dự án: Biến rác thải hữu cơ thành phân vi sinh ở quy mô hộ gia đình

Chuẩn bị của HS

- Các tranh ảnh về hoạt động của vi sinh vật

3 Tiến trình tổ chức hoạt động học tập

Hoạt động 1: Tìm hiểu khái niệm, đặc điểm của vi sinh vật.

 GV đưa ra sự phân chia sinh giới theo Whittaker và Margulis để yêu cầu họcsinh xác định giới hạn khái niệm vi sinh vật trong sinh giới

 GV sử dụng kỹ thuật động não để yêu cầu HS nêu những hiểu biết về đặcđiểm của vi sinh vật

 GV cùng HS tổng hợp lại những điều HS đã biết về vi sinh vật

 GV cung cấp thông tin về môi trường nuôi cấy và các kiểu dinh dưỡng ở visinh vật

 Sử dụng bảng 33 trang 113 để củng cố nội dung

 Đánh giá: sử dụng một số câu hỏi mục Công cụ đánh giá

Hoạt động 2: Tìm hiểu Quá trình chuyển hóa vật chất ở vi sinh vật.

 GV yêu cầu HS so sánh sự khác nhau giữa quá trình chuyển hóa ở tế bào và

ở vi sinh vật

 GV sử dụng các câu hỏi để khắc sâu kiến thức như:

Câu 1 Dựa vào đâu để phân biệt các quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng

ở vi sinh vật?

Câu 2 Vì sao một số vi sinh vật lại bị chết trong môi trường có oxy?

 Sử dụng bảng so sánh để phân biệt 3 kiểu chuyển hóa vật chất ở vi sinh vật

Hoạt động 3: Tìm hiểu Vai trò và tác hại của quá trình chuyển hóa vật chất ở vi

sinh vật trong thực tiễn

 GV yêu cầu HS thảo luận nhóm về đặc điểm quá trình tổng hợp và phângiải ở vi sinh vật

 GV yêu cầu HS thảo luận vai trò và tác hại của quá trình chuyển hóa vậtchất ở vi sinh vật trong thực tiễn, ghi lại các ý kiến thảo luận vào giấy.

 Sau đó GV phát cho các nhóm HS phiếu học tập có bảng về vai trò và táchại của vi sinh vật trong thực tiễn, yêu cầu HS xem video hoặc tranh ảnh vềhoạt động phân giải và tổng hợp ở vi sinh vật để hoàn thành phiếu học tập

Phiếu học tập 1: Hãy quan sát tranh ảnh/video về vai trò và tác hại của vi sinh vật

trong thực tiễn và hoàn thành bảng sau (Thời gian: 15 phút)

 GV khắc sâu kiến thức cho người học bằng các câu hỏi sau:

Câu 1 Có hoạt động nào của vi sinh vật chỉ có lợi hay không? Vì sao?

Câu 2 Quá trình tổng hợp ở vi sinh vật có gây hại cho đời sống con người haykhông? Vì sao? Cho ví dụ

Câu 3: Bột giặt sinh học là gì? So sánh bột giặt sinh học với bột giặt hóa học

Câu 4: Tại sao vi sinh vật phải tiết enzim vào môi trường?

 GV yêu cầu HS đọc mục Em có biết? để bổ sung kiến thức

 Hoạt động 4: Tìm hiểu ứng dụng quá trình chuyển hóa vật chất ở vi sinh vật

Tổ chức dạy học dự án

Tên dự án: Biến rác thải hữu cơ thành phân vi sinh ở quy mô hộ gia đình

Nội dung Hoạt động của GV Hoạt động của HS

Bước 1 Lập kế hoạch (Thực hiện trên lớp)

Nêu tên dự án - Nêu tình huống có vấn đề

về việc các rác thải hữu cơxuất hiện nhiều trong giađình, nhưng chỉ có thể đembỏ đi sau khi sử dụng

- Một số hộ gia đình phảimua phân bón hóa học đểbón cho vườn, vừa gây hạimôi trường lại vừa không antoàn thực phẩm

- Thống nhất ý tưởng và lựachọn các tiểu chủ đề

- Hoạt động nhóm, chia sẻ các

ý tưởng

- Cùng GV thống nhất cáctiểu chủ đề nhỏ

+ Hoạt động phân giải của visinh vật

+ Phân sinh học

+ Vi sinh vật với xử lý rácthải hữu cơ.

- GV gợi ý bằng các câu hỏi

về nội dung cần thực hiện

+ Loại rác thải nào trong giađình có thể chế biến thànhphân vi sinh

+ Nhóm vi sinh vật nào cóthể sử dụng? Đặc điểm quantrọng của chúng là gì?

+ Quy mô của dự án như thếnào?

+ Thu thập thông tin+ Điều tra, khảo sát hiện trạng(nếu có thể)

+ Thảo luận nhóm để xử lýthông tin

+ Viết báo cáo+ Lập kế hoạch tuyên truyền

Bước 2: Thực hiện kế hoạch dự án và xây dựng sản phẩm (2 tuần)

(Hoạt động vào thời gian ngoài giờ lên lớp)

- Thực hiện nhiệm vụ theo kếhoạch

- Từng nhóm phân tích kếtquả thu thập được và trao đổi

Báo cáo kết quả - Tổ chức cho các nhóm báo

cáo kết quả và phản hồi

- Các nhóm tham gia phản hồi

về phần trình bày của nhómbạn

- Học sinh trả lời câu hỏi dựavào các kết quả thu thập đượctừ mỗi nhóm và ghi kiến thứccần đạt vào vở

Nhìn lại quá

trình thực hiện

dự án

- Tổ chức các nhóm đánhgiá, tuyên dương nhóm, cánhân

- Các nhóm tự đánh giá, đánhgiá lẫn nhau

Nêu ý tưởng phổ - Yêu cầu HS nêu ý tưởng - Nhóm trưởng báo cáo kết

quả tổng hợp ý tưởng về chiếndịch tuyên truyền ở địaphương

4 Bảng mô tả các mức độ mục tiêu của chủ đề

hướng tới trong chủ đề

Nhận biết Thông hiểu Vận dụng

thấp

Vận dụng cao ND1 Khái niệm, đặc điểm cơ bản của vi sinh vật.

- Nêu được khái

niệm vi sinh vật

- Nêu được các đặc

trưng cơ bản của vi

sinh vật

- Nêu được các kiểu

dinh dưỡng ở vi sinh

vật

- Giải thíchđược tại saonói “Vi sinhvật có khảnăng phân bốrộng”

- Nhận biếtđược một sốnhóm vi sinhvật dựa theokiểu dinhdưỡng

- Phân biệtđược đặcđiểm của cácnhóm vi sinhvật theo kiểudinh dưỡng

- Quan sát visinh vật dướikính hiển vi

- Làm tiêubản vsv

- KN quansát, so sánh

- Kĩ năngphân loại,phân nhóm

- Kĩ năngđịnh nghĩa

- Năng lựcGQVD

ND 2: Quá trình chuyển hóa vật chất ở vi sinh vật.

vi sinh vật kỵ

- Giải thíchđược cơ sởkhoa học củaviệc muối

- Kĩ năngquan sát

- NL GQVĐ

- Phân biệtđược 3 kiểuchuyển hóavật chất: lênmen, hô hấphiếu khí và

hô hấp kỵkhí

rau, củ quả

- Giải thíchđược nguyêntắc sản xuấtmột số sảnphẩm có sửdụng hoạtđộng lên men

- Nêu được tác hại

của quá trình phân

giải đối với đời sống

con người

- Giải thíchđược một sốứng dụng quátrình tổnghợp các chất

ở vi sinh vật

- Giải thíchđược một sốứng dụng quátrình phângiải các chất

ở vi sinh vật

- Giải thíchđược vì saoquá trìnhphân giải ở vi

- vận dụng

quá trìnhphân giải vàtổng hợp cácchất ở vi sinhvật vào đờisống thựctiễn

- Ứng dụng

quá trìnhphân giải vàtổng hợp cácchất ở vi sinhvật vào đờisống thựctiễn

- Thực hiệncác dự án cóliên quan

-KN so sánh

- NL GQVĐ

sinh vật gâyhại rất lớn

người

- Giải thíchđược cơ sởkhoa học củabột giặt sinhhọc, gômsinh học

5 Công cụ đánh giá

5.1 VI SINH VẬT – NUÔI ĐẤT VÀ CÂY TRỒNG ?

Từ lâu người ta đã biết cây họ đậu có khả năng phục hồi và duy trì độ phì của đất Đặc tính quý giá của cây họ đậu có được là do cây có khả năng cộng sinh với một loại vi khuẩn sống trong nốt sần của rễ cây Năm 1988, một nhà khoa học người Hà Lan

đã phân lập được vi khuẩn sống trong nốt sần của rễ cây họ đậu và vi khuẩn này được nhà khoa học Fank B (người Đức) năm 1089 đặt tên là Rhizobium Loại vi khuẩn này có khả năng cố định nitơ khí trời thành đạm hợp chất Trong quá trình cộng sinh với cây họ đậu, vi khuẩn cung cấp hợp chất đạm cho đất và cây, còn cây cung cấp các sản phẩm quang hợp cho vi khuẩn

Câu hỏi 1: Dựa vào kiểu dinh dưỡng có thể xếp vi khuẩn Rhizobium vào nhóm

Câu hỏi 3: Khả năng cố định nitơ khí trời thành đạm hợp chất ở vi khuẩn

Rhizobium thuộc kiểu chuyển hóa vật chất nào ở vi sinh vật ?

………

………

………

ĐÁP ÁN: Hoa cúc sẽ không phát triển tốt so với bón các loại phân khác.

Do vi khuẩn Rhizobium sống cộng sinh trong rễ của nhóm cây họ đậu, mà hoa cúc không thuộc nhóm này Vì vậy khi bón phân vi sinh vào đất thì Rhizobium sẽ không hoạt động

và bị chết Hàm lượng đạm trong đất vì vậy mà không tăng lên.

Câu hỏi 5:

Trong quá sinh trưởng, cây cần được cung cấp các chất dinh dưỡng vô cơ như N,

P, K… Do đó, có ý kiến cho phân vi sinh cung cấp chất dinh dưỡng cho cây từ xác vi sinh vật Nhận xét của em về ý kiến trên.

………

………

………

………

ĐÁP ÁN: Sai Xác vi sinh vật không có khả năng cung cấp chất dinh dương cho cây Mà về bản chất, phân vi sinh chứa các vi sinh vật còn sống, có khả năng chuyển hóa các chất phức tạp thành chất dinh dưỡng cung cấp cho cây. Câu hỏi 6: Để phát huy tối đa hoạt động của nhóm vi khuẩn nốt sần rễ đậu, trong canh tác cần chú trọng những khâu nào? ………

………

……… ĐÁP ÁN: Vì nhóm vi khuẩn Rhizobium thuộc nhóm hiếu khí và sống cộng sinh trong rễ cây Do đó để vi khuẩn Rhizobium có thể hoạt động tôt nhất cần tạo sự thoáng khí và chống ngập úng Nên chú ý nghĩa vào khâu làm đất và tưới tiêu.

Câu hỏi 7:

Trong những năm gần đây, nhiều nước trên thế giới đã sản xuất các loại phân bón

vi sinh, tiêu thụ chủ yếu ở thị trường trong nước, một số bán ra thị trường thế giới Doanh thu toàn cầu của phân bón vi sinh dự kiến sẽ đạt 10.298,5 triệu USD vào năm 2017 Tuy nhiên số lượng phân bón vi sinh còn ít so với phân hóa học trên thị trường.

Các nguyên nhân nào sau đây có thể là ưu điểm của phân bón vi sinh đối với phân bón hóa học? Khoanh tròn có hoặc không ứng với mỗi nguyên nhân

Thành phần chất dinh dưỡng cung cấp cho cây Có / Không

Năng suất và sản lượng thu hoạch Có / Không

ĐÁP ÁN: Có/có/không/không/có

5.2 DÙNG RÁC THẢI NUÔI CÂY TRỒNG ?

Rác thải sinh hoạt là các chất rắn bị loại ra trong quá trình sống, sinh hoạt, hoạt động, sản xuất của con người và động vật Thành phần chủ yếu của chúng là chất hữu cơ

và rất dễ gây ô nhiễm trở lại cho môi trường sống nhất.Vậy có bao giờ bạn nghĩ mình có thể biến những thứ gây ô nhiễm môi trường này thành một thứ có ích hay không?

Để thực hiện ý tưởng này, một nhóm học sinh đã tiến hành thí nghiệm biến rác thải hữu cơ trong gia đình thành phân sinh học Dưới đây là thí nghiệm mà các bạn đã tiến hành.

1 Chuẩn bị vật liệu:

- 2 thùng nhựa 5l có nắp đậy.

- Rác hữu cơ có trong gia đình: xác thực vật, xương cá, cơm nguội,…

- Dụng cụ : dao, kéo, dùi,…

2 Cách tiến hành:

- Thùng 1: Cho đầy rác hữu cơ vào thùng 1 sau đó đậy nắp kín Sau 2 tuần mở nắp thùng quan sát.

- Thùng 2:

+ Trên thân thùng và đáy thùng đục các lỗ có đường kính 1cm

+ Cho vào thùng rác hữu cơ có trong gia đình

+ Tưới một ít nước lên bề mặt rác, sau đó sử dụng que trộn đều.

+ Đậy nắp thùng Sau 2 tuần mở nắp thùng quan sát.

-Câu hỏi 1: Nhóm vi sinh vật chính nào tham gia vào quá trình biến rác hữu cơ thành phân sinh học? A) Nấm B) Vi-rut C) Vi khuẩn D) Động vật nguyên sinh. ĐÁP ÁN: C Vi khuẩn Câu hỏi 2: Đặc điểm của nhóm vi sinh vật lựa chọn ở câu 1? ………

………

………

ĐÁP ÁN: Là những sinh vật có kích thước nhỏ bé, hấp thu và chuyển hóa chất dinh dưỡng nhanh, sinh trưởng nhanh, phân bố rộng Câu hỏi 3: Cơ sở khoa học của việc làm phân bón sinh học ở đây là gì? ………

………

………

………

ĐÁP ÁN: Nhờ các hoạt tính phân giải của vi sinh vật mà xác động vật và thực vật trong đất được chuyển hóa thành các chất dinh dưỡng cho cây trồng Do đó chính vi sinh vật tạo nên độ phì nhiêu của đất Đây là cơ sở khoa học của việc chế biến rác thải thành phân bón.

Câu hỏi 4: Dự đoán hiện tượng xảy ra ở thùng 1 và thùng 2 sau 2 tuần? Giải thích

Hiện tượng quan sát