Tiểu luận sử dụng sách giáo khoa trong dạy học sinh học chủ đề Dạy học chuyên đề Tổng hợp và phân giải ở vi sinh vật và ứng dụng

- Đặc điểm vàquá trình tổnghợp một số chất polysaccarit… - Vai trò của quátrình phân giải ở - Quá trìnhtổng hợp: Sản xuấtsinh khối,các axitamin, cácchất xúc tácsinh học,gôm sinhhọc - Quá

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

HUẾ - 2014

Mục lục

Mục lục 2

I Nội dung chuyên đề 4

1.1 Mô tả chuyên đề 4

1.2 Bảng phân công nhiệm vụ 5

II Mục tiêu chuyên đề 7

2.1 Kiến thức, kỹ năng, thái độ 7

2.2 Định hướng các NL cần hướng tới cho học sinh 8

2.2.1 Năng lực chung 8

2.2.2.1 Năng lực tự học 8

2.2.2.2 NL giải quyết vấn đề 11

2.2.2.3 NL tư duy sáng tạo 11

2.2.2.4 NL tự quản lý 12

2.2.2.5 NL giao tiếp 12

2.2.2.6 NL hợp tác 13

2.2.2.7 NL sử dụng CNTT và truyền thông (ICT) 13

2.2.2.8 NL sử dụng ngôn ngữ 13

2.2.3 Các năng lực chuyên biệt 13

2.2.3.1 Quan sát 13

2.2.3.2 Tìm mối liên hệ 14

2.2.3.3 Thu thập, xử lý số liệu: 14

2.2.3.4 Năng lực tiên đoán dựa trên cơ sở khoa học 14

2.2.3.5 Hình thành giả thuyết khoa học: 14

2.2.3.6.Thí nghiệm 14III Bảng mô tả các mức độ mục tiêu của chủ đề 15

IV

Công cụ đánh giá 18Nội dung 1: Tìm hiểu về môi trường, các kiểu dinh dưỡng và

quá trình tổng hợp một số chất ở vi sinh vật 18Nội dung 2: Quá trình phân giải các chất ở vi sinh vật 18Nội dung 3: Mối quan hệ giữa quá trình tổng hợp và phân giải,

những ứng dụng và tác hại từ quá trình này 19Nội dung 4: Thí nghiệm, thực nghiệm một số ứng dụng của

quá trình phân giải ở vi sinh vật 27Nội dung 5: Ứng dụng quá trình phân giải với việc

sản xuất phân compost từ rác thải hữu cơ 29

Thực tế sảnxuấtSinh

chuyển hóavật chất vànăng lượng ở

vi sinh vật

- Môi trường

và các kiểudinh dưỡng

- Hô hấp vàlên men

- Các hình thứcdinh dưỡng ở visinh vật

- Đặc điểm vàquá trình tổnghợp một số chất

polysaccarit…

- Vai trò của quátrình phân giải ở

- Quá trìnhtổng hợp:

Sản xuấtsinh khối,các axitamin, cácchất xúc tácsinh học,gôm sinhhọc

- Quá trìnhphân giải:

Sản xuấtthực phẩmcho người

và gia súc,phân giảicác chấttrong đất,phân giải

- Thực hànhlên menetilic và lênmen lactic

nghiệm vềbột giặt sinhhọc

- Các sảnphẩm ứngdụng quátrình phângiải vi sinhvật ở địaphương

- Nhữngkhu vực dân

cư sử dụngcông nghệ ủphân

Bài 23 Quátrình tổnghợp và phângiải các chất

ở vi sinh vật

- Quá trìnhphân giảiprotein vàpolysaccarit+ Cơ chế+ Sản phẩm

- Ứng dụng

và tác hạicủa quá trìnhphân giải cácchất ở visinh vật

Bài 24 Thựchành: Lênmen etilic và

Thực hànhlên menetilic và lên

lên men lactic men lactic vi sinh vật.

- Ứng dụng vàtác hại của quátrình phân giải ở

vi sinh vật

chất độc,Bột giặtsinh học,công nghệthuộc da

compost đểtái chế rácthải hữu cơ

1.2 Bảng phân công nhiệm vụ

- Xây dựng ma trận các mức độ nhận thức và bộcông cụ kiểm tra đánh giá

- Lựa chọn chủ đề, nêu tình huống có vấn đề

- Tổ chức cho học sinh phát triển ý tưởng, hìnhthành và thống nhất các tiểu chủ đề Có thể gợi ýbằng các câu hỏi về nội dung cần thực hiện

- Tổ chức báo cáo kết quả, thảo luận nhóm, tranhluận

- Đánh giá sản phẩm của dự án, lựa chọn một ýtưởng tốt nhất, phù hợp nhất với điều kiện

Trưởng nhóm

Thủy

- Xác định mục tiêu chủ đề và các năng lực cầnhướng tới khi thực hiện chủ để

- Xây dựng ma trận các mức độ nhận thức và bộcông cụ kiểm tra đánh giá

- Ghi chép, viết báo cáo

vi sinh vật.

+ Khái niệm phân giải ở vi sinh vật

+ Các hình thức phân giải ở vi sinh vật

+ Bản chất của các quá trình phân giải protein,

polysaccarit …

+ Vai trò của quá trình phân giải ở vi sinh vật

+ Ứng dụng và tác hại của quá trình tổng hợp và

phân giải các chất ở vi sinh vật đối với con người

+ Tìm hiểu quy trình ủ phân compost đã và đang

được sử dụng ở địa phương

+ Tìm hiểu đặc điểm địa lý, khí hậu, những

thuận lợi và khó khăn của công nghệ này ở địa

phương

+ Đánh giá sơ bộ những lợi ích và tác hại của

công nghệ này

+ Đánh giá chất lượng của phân compost

+ Đề xuất các biện pháp cải tiến quy trình ủ phân

compost nhằm nâng cao hiệu quả, không ảnh

hưởng đến môi trường.

2 Tập hợp số liệu, viết báo cáo kết quả hoạtđộng của nhóm

3 Báo cáo kết quả hoạt động của nhóm

4 Tranh luận, thảo luận

II Mục tiêu chuyên đề:

2.1 Kiến thức, kỹ năng, thái độ

- Trình bày được các môi trường nuôi cấy

và các kiểu dinh dưỡng ở vi sinh vật

- Phân tích các quá trình tổng hợp và phân

giải của vi sinh vật

- Trình bày được vai trò của quá trình phân

giải ở vi sinh vật

- Trình bày được một số ứng dụng và tác

hại của quá trình phân giải vi sinh vật

- Quy trình ủ phân compost ở địa phương

Rèn luyện được các

kĩ năng sau:

- Kỹ năng tư duy, kĩnăng giải quyết vấnđề

- Kĩ năng khoa học:

quan sát; phân loại;

định nghĩa

- Kĩ năng học tập: tựhọc, tự nghiên cứu;

hợp tác, giao tiếp

- Giải thích đượccác hiện tượngtrong cuộc sống

- Nâng cao ý thức

vệ sinh cá nhân vàbảo vệ môi trường

- Hiểu được cácquy trình sản xuấtcác chế phẩm sinhhọc và tiến hành tựsản xuất một sốchế phẩm đơn giản

2.2 Định hướng các NL cần hướng tới cho học sinh

2.2.1 Năng lực chung

2.2.2.1 Năng lực tự học

- HS xác định mục tiêu học tập chủ đề:

+ Các kiểu dinh dưỡng ở vi sinh vật.

+ Đặc điểm và quá trình tổng hợp một số chất ở vi sinh vật

+ Bản chất, vai trò của quá trình phân giải ở vi sinh vật

+ Các quá trình phân giải ở vi sinh vật

+ Ứng dụng trong thực tiễn của quá trình tổng hợp và phân giải các chất ở vi sinhvật

+ Tiến hành thực hành ứng dụng VSV trong lên mem rượu và lên men lactic

+ Tìm hiểu thực trạng và quy trình sản xuất các sản phẩm ứng dụng quá trình tổnghợp và phân giải của vi sinh vật ở địa phương

+ Tìm hiểu đề xuất các biện pháp cải tiến quy trình ủ phân compost ở địa phương

để nâng cao hiệu quả, không ảnh hưởng đến môi trường

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

Đối tượng thực hiện

Sản phẩm

- Khái niệm phân giải ở visinh vật

- Các hình thức phân giải ở

vi sinh vật

- Bản chất của các quá trìnhphân giải protein,polysaccarit …

- Vai trò của quá trình phângiải ở vi sinh vật

- Ứng dụng và tác hại củaquá trình tổng hợp và phân

Nghiên cứu,thu thập tàiliệu từ SGK,mạng

internet,sách báo vàcác nguồntài liệu khác

phân giải một

số chất ở visinh vật

- Một số ứngdụng của quátrình phân giải

ở vi sinh vật

- Quy trình lênmen etilic vàlên men lactic

giải các chất ở vi sinh vậtđối với con người và môitrường.

- Quy trình lên men etilic

và lên men lactic

- Một số các sản phẩm từquá trình tổng hợp và phângiải của vi sinh vật ở địaphương

- Các quy trình ủ phâncompost đang được sửdụng

- Một số sảnphẩm là ứngdụng của quátrình phân giảicủa vi sinh vật

ở địa phương

- Những khuvực dân cư có

áp dụng quytrình ủ phâncompost để táichế rác thảihữu cơ

và lên men lactic

- Chuẩn bị nguyên liệu

- Tiến hành thực hành trước

ở nhà và tổ chức thực hànhtrên lớp

- Viết báo cáo kết quả vàchuẩn bị sản phẩm thựchành

Làm thựchành – thínghiệm, viếtbáo cáo

thực hành

- Sản phẩmthực hành

3 Thí nghiệm về bột giặt

sinh học

- Nghiên cứu bản chất củabột giặt sinh học, đề xuất,lựa chọn thí nghiệm chứngminh sự khác nhau giữa bộtgiặt thường và bột giặt sinh

Làm thínghiệm, viếtbáo cáo

Nhóm

- Tìm hiểu đặc điểm tựnhiên, xã hội ở thành phốHuế.

- Đánh giá mức độ ô nhiễmmôi trường do rác thải hữu

cơ từ các hộ gia đình và các

cơ sở sản xuất nhỏ gây ra

- Tìm hiểu những lợi ích vàtác hại của quy trình ủ phâncompost

- Tìm hiểu đối tượng cần vànên áp dụng quy trình này

- Tìm hiểu quy trình ủ phâncompost hiện nay ở địaphương (nếu có)

- Các yếu tố ảnh hưởng đếnquá trình ủ phân compost

- Đánh giá hiệu quả, đánhgiá chất lượng

- Phươngpháp điềutra, thực địa

- Phươngpháp viếtbáo cáo

dự án

- Lập kế hoạchtuyên truyền

- Đề xuất các biện pháp cảitiến quy trình sản xuất đểnâng cao chất lượng, đảmbảo vệ sinh của sản phẩm.

- Viết báo cáo dự án

- Kế hoạch tuyên truyền

2.2

2 3 NL tư duy sáng tạo

- Năng lực tư duy:

+ Liên kết các dữ kiện để giải thích kết quả thí nghiệm

+ Đưa ra các yếu tố ảnh hưởng đến quy trình và hiệu quả của công nghệ ủ phâncompost

+ Phân tích, đánh giá thực trạng tái chế rác thải hữu cơ ở địa phương

+ Lý giải nguyên nhân dẫn đến ô nhiễm môi trường do rác thải hữu cơ

+ Các điều kiện tự nhiên, xã hội và vi sinh vật ảnh hưởng như thế nào đến việc ápdụng công nghệ ủ phân compost trong việc xử lý rác thải hữu cơ?

- Năng lực sáng tạo

+ Thiết kế được thí nghiệm về so sánh bột giặt thường và bột giặt sinh học phù

hợp với thực tiễn.

+ Vạch kế hoạch và thực hiện kế hoạch dự án

+ Đề xuất biện pháp cải tiến quy trình phù hợp với đặc điểm của địa phương ?

2.2

2 4 NL tự quản lý

- Quản lí bản thân:

+ Nhận thức được các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình học tập của bản thân

+ Dự kiến thời gian: lập thời gian biểu cho cá nhân cho việc thực hiện chủ đề, dựán

+ Mức độ an toàn, các biện pháp phòng tránh tai nạn lao động

+ Dự kiến các thiết bị, công cụ cần thiết cho việc học chủ đề, thực hiện dự án+ Dự kiến kinh phí

- Trao đổi thông tin, chia sẻ kinh nghiệm giữa các nhóm

- Năng lực đặt câu hỏi và thực hiện phỏng vấn

- Năng lực giao tiếp giữa các học sinh trong nhóm, với giáo viên, với người dân…

2.2

2 6 NL hợp tác:

- Làm việc theo nhóm giữa các thành viên

- Làm việc với giáo viên hướng dẫn.

2 7 NL sử dụng CNTT và truyền thông (ICT)

+ Sử dụng internet tìm kiếm thông tin liên quan

+ Trình bày báo cáo nghiên cứu bằng công nghệ thông tin

+ Sử dụng văn phong khoa học để viết báo cáo nghiên cứu

+ Sử dụng ngôn ngữ đối thoại, thảo luận, giải thích, thuyết trình

2.2.3 Các năng lực chuyên biệt

2.2.3.1 Quan sát:

- Quan sát tranh, hình ảnh, sơ đồ, mẫu vật trực quan liên quan đến chủ đề:

+ Sơ đồ quá trình tổng hợp và phân giải một số chất ở vi sinh vật

+ Mẫu vật về các vi sinh vật thường thấy trong đời sống: nấm mốc trên cơm, bánh

mỳ để lâu ngày…

+ Một số sơ đồ về ứng dụng tổng hợp và phân giải của vi sinh vật vào thực tiễnsản xuất

- Quan sát sự vật, hiện tượng

+ Quan sát các hiện tượng xảy ra trong quá trình lên men etilic và len men lăctic.+ Quan sát hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm về bột giặt sinh học

+ Quan sát điều kiện tự nhiên, khí hậu và tình trạng môi trường ở khu vực thựcđịa

+ Quan sát thực trạng tái chế rác thải hữu cơ ở địa phương (nếu có)

2.2.3.2 Tìm mối liên hệ

+ Mối liên hệ giữa các yếu tố, cách tiến hành và kết quả thí nghiệm

+ Mối quan hệ giữa các nhân tố môi trường với quy trình ủ phân compost

+ Mối quan hệ giữa quá trình phân giải của vi sinh vật với công nghệ ủ phâncompost

2.2.3 3 Thu thập, xử lý số liệu:

Xử lý số liệu thí nghiệm

2.2.3 4 Năng lực tiên đoán dựa trên cơ sở khoa học

+ Có sự khác nhau giữa các mẫu thí nghiệm do bản chất giá thể và mẫu thử (bộtgiặt) là khác nhau

+ Các yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm, … ảnh hưởng mạnh đến quá trình phân giải của

vi sinh vật, từ đó ảnh hưởng đến hiệu quả của quá trình

+ Dự đoán sự tác động của quá trình sản xuất đến môi trường

2.2.3.5 Hình thành giả thuyết khoa học:

Sử dụng công nghệ ủ phân compost có cơ sở khoa học và phù hợp với điều kiện ởđịa phương sẽ mang lại hiệu quả tốt hơn và đảm bảo thân thiện với môi trường

2.2.3.6 Thí nghiệm:

- Thiết kế thí nghiệm, trình bày thí nghiệm

- Quan sát thí nghiệm

- Đánh giá kết quả thí nghiệm

- Giải thích kết quả, kết luận

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

thấp dụng

cao

trong chủ đề

nghĩa và phân biệt

các môi trường nuôi

vi sinh vật lại

có khả năngphân bố rộng

- Giải thíchđược tại saolại dựa vào

nguồn nănglượng vànguồn cacbon

để phân biệtcác kiểu dinhdưỡng ở visinh vật

- Giảithích cơ

sở khoahọc củacác ứngdụng từquátrìnhtổnghợp củavsv

- KN quansát, so sánh

- Kĩ năngphân loại,phân nhóm

- Kĩ năngđịnh nghĩa

- Năng lựcGQVĐ

- Phân biệthai hình thứcphân giải ở visinh vật

- Đưa ra một

số ví dụ, sơ

đồ minh họa

về hai hình thức phân giải

- Giảithíchđượcnguyênnhân hưhỏngcủa cácloại đồdùng,

và phân giải ở

vi sinh vật

- Trình bày cơ

sở khoa họccủa các ứngdụng và táchại từ quátrình tổng hợp

và phân giảicủa vi sinhvật

- Giải thích các hiệntượng thực tế liên quan

- Kỹ năngphân tích –tổng hợp

GQVĐ

- Năng lựcliên hệ thựctiễn

tổng quát của quá

trình lên men etilic

- Tiến hànhcác thao tácthực nghiệm

và thí nghiệm

- So sánh lênmen etilic vàlên men lactic

- Dự đoán kết

nghiệm với

- Xác địnhđiều kiệncần để lênmen etilic

và lên menlactic

- Giải thích các hiệntượng thực tế liên quan

- Năng lựcthí nghiệm,thực

nghiệm

- Năng lực

dự đoán,đưa giảthuyết

- Năng lựcvận dụng

dụng của lên men

etilic và lên men

lactic

bột giặt sinhhọc, giải thích

vi sinh vậttrong quytrình u phâncompost

- Giải thíchcác yếu tố ảnhhưởng đếnquá trình ủ

và chất lượngphân compost

- Sơ đồ hóaquy trình ủphân

compost

- Phân tíchnhững hạnchế trongquy trình ủphân hiệnnay (nếucó)

- Đề xuất quytrình cảithiện quá trình ủ phân đồng thời thân thiện với môi trường

- Năng lựcquan sát,thu thậpthông tin

- Năng lựcgiao tiếp,hợp tác

- Năng lực

tự quản lý

- Năng lựcđánh giá

IV Công cụ đánh giá

Nội dung 1: Tìm hiểu về môi trường, các kiểu dinh dưỡng và quá trình tổng hợp một số chất ở vi sinh vật.

môi trường với thành phần được tính theo đơn vị g/l như sau:

(NH4)3PO4 – 1,5; KH2PO4 – 1,0; MgSO4 – 0,2; CaCl2 – 0,1;

NaCl – 5,0

a Môi trường nuôi cấy trên là môi trường gì?

b Vi sinh vật phát triển trên môi trường này có kiểu dinh dưỡng gì?

c Nguồn cacbon, nguồn năng lượng và nguồn nito của vi sinh vật này là gì?

Bài tập 2:

a Nguyên tắc của quá trình tổng hợp và phân giải các chất là gì? Vì sao?

b Vì sao quá trình tổng hợp các chất lại do phức hợp emzim nội bào xúc tác?

c Hoàn thành sơ đồ sau:

… … … … -liên kết peptid -> Protein

… … … … - liên kết este -> Lipid

… … … … -> … … … -> Nucleotide

Nội dung 2: Quá trình phân giải các chất ở vi sinh vật

Bài tập 3: Hoàn thành bảng: Quá trình phân giải một số chất ở vi sinh vật

Bài tập 4: Giải thích các hiện tượng và nhận định sau:

a Trái vải khi để chin 3 – 4 ngày thì có vị chua

c Mối gỗ là loài động vật gây hại cho con người, cụ thể như phá hoại sách báo, tàiliệu, vật dụng bằng gỗ … Vậy tại sao mối gỗ lại có thể gặm và tiêu hóa gỗ?

Nội dung 3: Mối quan hệ giữa quá trình tổng hợp và phân giải, những ứng dụng và tác hại từ quá trình này.

Đọc các đoạn thông tin sau và trả lời các câu hỏi bên dưới

(Saccharomyces cerevisiae) Việc đưa chủng nấm men mang gen tái tổ hợp sinh

Artemisinin vào sản xuất trong các nồi lên men đã làm hạ giá thành xuống chỉ còn 10%

so với phương pháp tách chiết từ Thanh hao hoa vàng và không còn cần tới đất để sảnxuất cây này nữa

Phương pháp này đang được thử nghiệm sản xuất tại Viện vì một thế giới khỏemạnh (Institute for OneWorld Health), hy vọng với sự sản xuất ở quy mô công nghiệpnày thì nhiều bệnh nhân ở các nước nghèo mới có cơ hội được chữa trị dễ dàng bệnh sốtrét Ông Jay Keasling và đồng nghiệp của nhóm nghiên cứu này đã dùng 3 giai đoạn đểtạo nấm men rượu mang gen tái tổ hợp: giai đoạn đầu là thay đổi một số gen của nấmmen bằng phương pháp gây đột biến để gia tăng việc sản xuất farnesyl pyrophosphate(FPP), giai đoạn hai là đưa gen amorphadiene synthase (ADS) của cây Thanh hao hoavàng vào tế bào nấm men để tổng hợp FPP thành amorphadiene, và giai đoạn cuối là đưa