BÀI DỰ THI CUỘC THI VẬN DỤNG KIẾN THỨC LIÊN MÔN ĐỂ GIẢI QUYẾT CÁC TÌNH HUỐNG THỰC TIỄN DÀNH CHO HỌC SINH TRUNG HỌC- Tên tình huống: “Phân đạm, vai trò và tác hại” - Môn học chính được sử
Trang 1BÀI DỰ THI CUỘC THI VẬN DỤNG KIẾN THỨC LIÊN MÔN ĐỂ GIẢI QUYẾT CÁC TÌNH HUỐNG THỰC TIỄN DÀNH CHO HỌC SINH TRUNG HỌC
- Tên tình huống: “Phân đạm, vai trò và tác hại”
- Môn học chính được sử dụng trong giải quyết tình huống: Môn Sinh học
- Các môn tích hợp: Môn hóa, môn công nghệ, môn tin, môn văn.
- Thông tin về nhóm thí sinh:
1 Họ và tên: Nguyễn Quỳnh Anh Giới tính: Nữ
Ngày sinh: 23/9/2000 Lớp: 11A1
Điện thoại: 0975393878
Email: anh0964864022@gmail.com
2 Họ và tên: Lê Thị Hà Trang Giới tính: Nữ
Ngày sinh: 19/06/2000 Lớp: 11A1
Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Viết Trung
HÀ NỘ, THÁNG 12/ 2016
Trang 2“Phân đạm, vai trò và tác hại”
Theo thống kê của Bộ Y tế, chỉ trong 4 tháng đầu năm 2016, cả nước đã xảy ra gần 30 vụ ngộ độc thực phẩm nghiêm trọng, làm trên 1.386 người bị ngộ độc, trong đó
có 2 trường hợp tử vong Riêng trong tháng 4.2016 đã xảy ra 9 vụ ngộ độc thực phẩm, làm 375 người bị ngộ độc Hầu hết các bệnh nhân bị ngộ độc do ăn phải thức ăn bị nhiễm vi sinh vật bởi thời tiết nóng bức gây ra, cùng với đó là một số trường hợp bị
ngộ độc do hấp thụ phải hóa chất tồn dư trong thực phẩm.
(Nguồn: 4-thang-dau-nam-d90443.html)
http://vietq.vn/ngo-doc-thuc-pham-gan-1400-nguoi-mac-chi-trong-Ngoài ra còn vô số các trường hợp ngộ độc khác Trong số các nguyên nhânthì việc sử dụng thực phẩm không an toàn được xem là nguyên nhân quan trọng.Vậy các yếu tố làm cho thực phẩm không an toàn xuất phát từ đâu?
Theo GS.TS Trần Khắc Thi, nguyên Phó Viện trưởng Viện Nghiên cứu rau quả
cho biết, “Có 4 yếu tố làm cho rau không an toàn, đứng đầu bảng là NO3
; sau đó lần
lượt là kim loại nặng (thủy ngân, chì, asen) đến từ nước thải công nghiệp; thuốc BVTV
và cuối cùng là vi sinh vật gồm E.coly, Salmonella, trứng giun Chính vì vậy, các nướcnhập khẩu rau, đặc biệt là Nga và EU bao giờ cũng phải kiểm tra NO3
, sau đó mới tớicác thành phần khác, nếu quá liều thì họ trả lại ngay”
(Nguồn: Báo Nông nghiệp Việt Nam, 27/4/2015)
Vậy sử dụng phân đạm trong sản xuất có lợi hay có hại? Vì sao các nhà khoa họckhuyến cáo khi bón phân đạm cho cây cần phải để thời gian dài sau mới thu hoạch vàđem sử dụng? Vì sao nhiều bài báo phản ánh có nhiều bệnh nhân bị ngộ độc, thậm chí bịung thư do sử dụng loại thực phẩm có tồn dư nitơ trong cơ thể? Từ những băn khoăn,thức mắc trên đây đã thôi thúc em quyết định chọn đề tài
“Phân đạm, vai trò và tác hại”
Trang 3 Về kiến thức: Qua đề tài em tiềm hiểu một số nội dung quan trọng
- Phân đạm là gì?
- Cây hấp thụ phân đạm như thế nào? Phân đạm có vai trò gì đối với hoạtđộng sản xuất? Vì sao khi bón đạm cho cây, cây lại sinh trưởng và phát triển tốt?
- Phân đạm được tạo ra như thế nào?
- Sử dụng phân đạm có thể bảo quản được thủy, hải sản đúng hay sai? Việc làmnhư vậy gây hậu quả gì?
- Phân đạm ảnh hưởng như thế nào tới môi trường và sức khỏe con người? Phânđạm là một trong những nguyên nhân gây ra rất nhiều trường hợp ngộ độc thức ăn,thậm chí là gây bệnh ung thư đúng hay sai?
- Đề xuất một số biện pháp hạn chế ảnh hưởng xấu của phân đạm đến môitrường và sức khỏe con người
Về kỹ năng:
- Biết cách lựa chọn lương thực, thực phẩm an toàn
- Biết cách vận động người thân sử dụng phân đạm hiệu quả
Cách thức tiến hành: Nghiên cứu cá nhân
3.1 Tiến hành các phương pháp nghiên cứu
+ Nghiên cứu tài liệu; đọc sách, báo, tìm thông tin trên mạng internet
+ Phỏng vấn; khảo sát; hỏi ý kiến của giáo viên, bố mẹ, ông bà
3.2 Vận dụng kiến thức liên môn làm căn cứ khoa học để lý giải các vấn đề nghiên cứu
Kiến thức môn Hóa học: Tìm hiểu về phân đạm, quy trình sản xuất phân đạm.
Trên cơ sở đó tìm hiểu nguồn gốc của nitrat (NO-3), nitrit (NO-2) được hìnhthành như thế nào trong điều chế phân đạm
Kiến thức môn Sinh học:
- Vai trò của phân đạm đối với thực vật
- Quá trình cố định nitơ khí quyển nhờ vi sinh vật
Trang 4- Quá trình biến đổi (phản nitrat) và đồng hóa nitơ (tổng hợp NH+4) trong môthực vật.
Trên cơ sở đó tìm hiểu quá trình tạo ra (NO-2), (NH+4) trong cơ thể thực vật, từ
đó đề xuất biện pháp hạn chế ảnh hưởng xấu của (NO 3-), (NO-2), (NH+4) do tồn
dư trong mô thực vật
Kiến thức môn Công nghệ 10: Tìm hiểu một số loại phân đạm; đặc điểm, tính
chất của phân vô cơ, giải thích vì sao xử dụng phân đạm có thể làm chua đất,ảnh hưởng xấu tới môi trường
Kiến thức môn Tin học:
- Kỹ năng khai thác thông tin trên mạng Internet;
- Các kỹ năng soạn thảo văn bản, vẽ hình ảnh, chụp, chèn hình ảnh
Kiến thức môn Văn học:
- Kỹ năng đọc lấy thông tin, lập luận, viết bài, thuyết trình
- Một số câu tục ngữ ca dao liên quan tới vai trò của phân đạm trong sản xuất
Khảo sát sự hiểu biết của bạn bè và người thân về vai trò và tác hại của phânđạm
Xây dựng dàn ý nội dung bài viết hướng tới các vấn đề thiết thực và có tính ứngdụng cao
Tìm đọc các tài liệu liên quan từ sách báo, mạng Internet để lấy tư liệu viết bài
Vận dụng kiến thức các môn học để giải thích, làm rõ các thông tin liên quan tớibài viết
Tham khảo ý kiến đóng góp của các thầy cô giáo, các bạn, người thân
Tiến hành viết bài
Thuyết trình tuyên truyền: tại lớp, trường; gia đình; người thân; bạn bè
Gửi đăng bài trên Website của trường
Trang 55.1 Tìm hiểu thực trạng sử dụng phân đạm trong sản xuất nông nghiệp
Đơn vị: 1.000 tấn dinh dưỡng
Bảng 1 Tiêu thụ phân bón vô cơ ở Việt Nam
(Nguồn: phân bón cho cây trồng ở Việt Nam đến năm 2020, báo Viện Nông nghiệp khoa học kỹ thuật Việt Nam, 21/1/2014)
Qua bảng số liệu trên cho thấy lượng phân đạm sử dụng tăng hàng năm, quatiềm hiểu và quan sát tại địa phương em có thể thấy đa phần các nhà trồng trọt đều sửdụng phân đạm để bón cho cây trồng
Hình 4 Bón đạm cho cà phê Hình 4 Bón đạm cho lúa
Trang 65.2 Tìm hiểu thực trạng hiểu biết của HS về vai trò và tác hại của phân đạm
Xây dựng phiếu điều tra, tiến hành khảo sát, thu thập và phân tích số liệu
- Đối tượng là HS: 120 HS thuộc 3 khối 10, 11, 12 tại một trường THPT…
đúng
Trả lời không đúng
1 Nguyên tố hóa học là thành phần chính của phân
5 Sử dụng phân đạm trong sản xuất, bảo quản thủy
hải sản không đúng cách có thể gây ung thư cho
người sử dụng đúng hay sai?
Bảng 2 Điều tra sơ bộ thực trạng hiểu biết của học sinh về phân đạm
Đánh giá: Kết hợp giữa việc tiềm hiểu thực trạng tại địa phương và điều tra thực trạng HS, em có một số nhận xét sau:
Đối với người dân địa phương:
- Tình trạng sử dụng phân đạm trong sản xuất và bảo quản khá phổ biến
- Vẫn còn tình trạng vì lợi nhuận mà bón phân đạm với lượng lớn vàkhông tuân thủ đúng thời gian trước khi thu hoạch
- Nhiều người đã nhận thức rõ tác hại của việc bón đạm không đúng cách
có thể gây nguy hại tới sức khỏe nhưng bắt buộc vẫn phải sử dụng thực phẩmkhông sạch để ăn hàng ngày vì không còn cách lựa chọn khác Tuy nhiên, cácbác vẫn còn chưa hiểu rõ vì sao phân đạm có thể ảnh hưởng tới môi trường vàsức khỏe con người
5.3 Viết bài tuyên truyền về vai trò và tác hại của phân đạm
Nội dung bài viết: “Phân đạm, vai trò và tác hại”
5.3 1 Phân đạm là gì?
Phân đạm là những phân bón có chứa nguyên tố dinh dưỡng nitơ (N), được gọi
là đạm, phân đạm được chia thành nhiều loại khác nhau
Trang 7Hình 5 Sơ đồ các dạng phận đạm
5.3 2 Phân đạm được tạo ra như thế nào?
Phân đạm có thể được tạo ra thông qua hai con đường là tổng hợp nhân tạo vàtổng hợp tự nhiên Quá trình tạo ra phân đạm bằng con đường nhân tạo là do các nhàsản xuất điều chế trong các nhà máy công nghiệp, Quá trình tổng hợp tự nhiên đượcthực hiện thông qua quá trình cố định nitơ trong khí quyển Hai quá trình trên có thểtóm tắt bằng sơ đồ:
Hình 6 Sơ đồ các con đường tổng hợp phân đạm
Phương pháp tổng hợp nhân tạo
Phương pháp điều chế một số loại phân đạm có thể tóm tắt qua bảng dưới đây:
Phân đạm hữu cơ
Phân đạm vô cơ
Các loại phân amôn
Amôn clorua (NH4Cl)Amôn sunfat (NH4)2SO4Urê [CO(NH2)2] Amôn bicacbônat (NH4HCO3) Diamôn phôphat (DAP)
Các loại phân nitrat
Canxi nitrat [Ca(NO3)2] Natri nitrat (NaNO3)Amôn nitrat: (NH4NO3) Phân kali nitrat (KNO3) Canxi-magiê nitrat
Con đường vật lý, hóa
học
Con đường sinh học
VSV sống tự do
VSV sống cộng sịnh
Trang 8muối cacbonat + axit nitric.
CaCO3 + HNO3 → Ca(NO3)2 + CO2 +H2O
Cung cấp Ndưới dạng 2 3
NO cho cây
Urê NH2)2CO CO + 2NH3 → (NH2)2CO + H2O Cung cấp N
NH2 22-cho cây
Quá trình cố định nitơ trong khí quyển
Nitơ trong khí quyển tồn tại dưới dạng khí N2 chiếm khoảng 79% thể tích không
khí Mặc dù thực vật “Tắm mình trong biển nitơ” nhưng chúng không có khả năng
đồng hóa trực tiếp được Do nitơ trong không khí tồn tại dạng Nitơ phân tử có liên kết
3 (N N ) bền vững, nên rễ cây không hấp thụ được Để sử dụng được nguồn nitơ vôcùng phong phú này phải diễn ra quá trình cố định N2 trong không khí nhờ vi sinh vậtsống cộng sinh hoặc sống tự do hoặc có thể được thực hiện nhờ con đường vật lý vàhóa học
Con đường vật lý, hóa học:
Nhờ vào sấm sét (tia lửa điện) tạo ra sự phóng điện trong không khí, nhiệt độlúc này là khoảng 20000C Trong điều kiện này liên kết N≡N trong N2 bị phá vỡ(bình thường rất bền) và nó phản ứng với O2 theo phương trình:
→NH 4 NO 3 (5)
R++NO−3
Trang 9“Lúa chiêm lấp ló đầu bờ
Hễ nghe tiếng sấm phất cờ mà lên”
Con đường sinh học:
Nhờ các nhóm vi khuẩn sống tự do (Cyanobacteria, Azotobacter – trong ruộng lúa, Anabaena…) và vi khuẩn cộng sinh (Rhizobium – cộng sinh ở nốt sần cây họ đậu, Anabaena azollae – cộng sinh ở bèo hoa dâu …) tiết enzim nitrogenaza biến đổi
nitơ phân tử sẵn có trong khí quyển ở điều kiện thường (trong điều kiện kị khí và cóATP và các lực khử mạnh) thành NH3 từ đây sẽ hình thành nên NH+4 , NO3
cây dểdàng hấp thụ theo sơ đồ:
NN 2H NH=NH 2H NH 2 -NH 2 2H NH 3 H 2O
NH 4 +.Như vậy, nhờ có quá trình cố định nitơ phân tử bằng con đường sinh học màlượng nitơ bị mất hàng năm do cây lấy đi luôn được bù đắp lại đảm bảo nguồn cungcấp dinh dưỡng nito bình thường của cây
Để nói lên vai trò quan trọng của việc cố định nitơ nhờ vi sinh vật ca dao cócâu:
“Bèo Dâu là giống bèo tiên Bèo sinh ra của ra tiền cho ta”
(Trong bèo hoa dâu có cộng sinh với vi khuẩn Anabaena azollae)
5.3 3 Thực vật hấp thụ nitơ như thế nào?
- Thực vật có thể hấp thụ trực tiếp nitơ từ hai hai dạng NO3
, NH+4
- Cũng như nước và các chất khoáng khác, nitơ được thực vật hấp thụ từ đấtthông qua bộ rễ, quá trình hấp thụ diễn ra theo hai cơ chế chủ động hoặc bị động, conđường vận chuyển của phân đạm từ đất vào trong cơ thể được thực hiện thông qua haicon đường:
Con đường gian bào - thành tế bào:
3
NO
, NH+4 từ đất TB lông hút không gian giữa các bó sợi của các tế bào vỏ
rễ đai Caspari TBC của các tế bào nội bì mạch gỗ rễ
Con đường tế bào chất :
3
NO
, NH+4 từ đất TB lông hút xuyên qua TBC của các tế bào vỏ rễ TBCcủa các tế bào nội bì mạch gỗ rễ
Trang 10Hình 7 Một số nguồn cung cấp nitơ cho cây
5.3 4 Nitơ được biến đổi như thế nào trong mô thực vật?
Tuy rễ có thể hấp thụ được cả hai dạng NO3
, NH+4 nhưng khi vào trong có thể,tại mô thực vật chỉ đồng hóa được dạng NH+4, NH+4 được sử dụng để tổng hợp các axitamin
Sự đồng hoá nitơ trong mô thực vật gồm 2 quá trình:
- Quá trình khử nitrat: Là quá trình chuyển hoá NO3
thành NH+4 , có sự thamgia của Mo và Fe được thực hiện ở mô rễ và mô lá theo sơ đồ
3
NO (nitrat) NO2
(nitrit) NH+4 (amoni)
- Quá trình đồng hoá NH+4 trong mô thực vật: Theo 3 con đường
+ Amin hoá trực tiếp các axit xêto: Axit xêto + NH+4 -> Axit amin.
+ Chuyển vị amin: Axit amin + axit xêto -> amin mới + a xêto mới + Hình thành amit: Là con đường liên kết phân tử NH3 với axit aminđicacboxilic Axit amin đicacboxilic + NH+4 -> amit (hình thành amit là con đượng
hiệu quả nhằm khử độc NH+4khi NH+4 dư thừa và là nguồn cung cấp nitỏ cho cây khicần)
Toàn bộ quá trình cố định, hấp thụ và biến đổi nitơ trong mô thực vật được tómtắt qua sơ đồ sau:
Trang 11Axit amin Amít
Nitơ hữu cơ
Axit amin, peptit…
RNO 3
NO 2 +O 2 +H 2 O HNO 3
H + + NO 3-
NH 4 +
Cố định nitơ tự do trong không khí
Hình thành
NH 4+ nhờ vi khuẩn
Hình 8 Quá trình cố định khí quyển; hấp thụ và biến đổi nitơ trong mô thực vật
5.3 5 Vai trò của phân đạm đối với sự sinh trưởng, phát triển của thực vật
- Nitơ là một nguyên tố dinh dưỡng khoáng thiết yếu của thực vật:
+ Trực tiếp tham gia điều tiết các hoạt động sống của cơ thể+ Không thể thay thế bằng nguyên tố khác
+ Nếu thiếu thực vật sẽ không hoàn thành được chu trình sống
- Tham gia cấu tạo nên các phân tử protein, enzim, coenzim, axit nucleic, diệplục, ATP …
- Tham gia điều tiết các quá trình trao đổi chất và trạng thái ngậm nước của tếbào và ảnh hưởng đến mức độ hoạt động của tế bào
Trang 125.3 6 Phân đạm có ảnh hưởng gì tới môi trường và sức khỏe con người?
Phân đạm nếu sử dụng đúng cách, đúng quy trình thì không gây hai tới sức khỏecon người Tuy nhiên, nếu sử dụng không đúng cách phân đạm có ảnh hưởng rất lớntới môi trường đặc biệt là sức khỏe con người
Ảnh hưởng xấu từ việc bón phân đạm cho cây trồng tới sức khỏe con người
Việc lạm dụng phân đạm trong trồng trọt gây tác hại như thế nào tới sức khỏe con người?
Bón nhiều phân đạm trong thời kỳ muộn cho rau quả sẽ làm tăng hàm lượng3
-NO (qua quátrình khử nitrat) mà NO-2 là một trong những chất chuyển biến Hemoglobin (chất vậnchuyển Oxi cho máu) thành Methahemoglobin (là chất không hoạt động), nếu ở mức
độ cao nó dẫn đến triệu chứng suy giảm hô hấp của tế bào và làm tăng phát triển củacác khối u Đặc biệt trong cơ thể con người, nếu hàm lượng NO3
cao nó sẽ kết hợp vớiamin bậc 2, 3 để trở thành Nitroamin là tiền đề gây ra bệnh ung thư Vì vậy tổ chức Y
tế thế giới khuyến cáo hàm lượng N03- trong sản phẩm rau tươi sống không vượt quá300mg/kg rau tươi Tuy nhiên từng loại rau khác nhau thì hàm lượng N03- được phépcũng khác nhau
Nếu bón phân đạm mà thu hoạch và sử dụng ngay gây nên tác hại gì?
Khi bón phân đạm nitrat (NO3
), ngay lập tức rễ cây sẽ hấp thụ Sau khi vào cơthể thực vật, (NO3
) bị khử thành NH+4 qua quá trình phản nitrat theo sơ đồ:
chính là tác nhân gây ung thư Khi người
sử dụng với lượng lớn và thời gian dài,NO2
tích lũy trong cơ thể có thể gây nên bệnhung thư
Mặt khác do thu hoạch ngay nên lượng NH+4 chưa được sử dụng để tổng hợpnên các axit amin nên khi người ăn phải lượng lớn có thể gây ngộ độc
Chính vì việc lạm dụng phân đạm, sử dụng không đúng cách, vì lợi nhuận trướcmắt của một bộ phân nhà sản xuất, đã cung cấp lương thực có lượng nitơ tồn dư cao rathị trường, đây có thể là một trong những nguyên nhân làm cho người Việt Nam nóichung, người Hà Nội nói riêng mắc bệnh ung thư đứng hàng đầu thế giới
Ảnh hưởng xấu từ việc dùng phân đạm bảo quản thủy, hải sản
Trang 13Tại sao một số ngư dân dùng phân đạm ure để bảo quản hải sản đánh bắt được trên biển? Hải sản bảo quản như vậy có ảnh hưởng gì đến sức khoẻ của người tiêu dùng?
Khi urê hòa tan trong nước thì thu một lượng nhiệt khá lớn, giúp hải sản giữđược lạnh và ức chế vi khuẩn gây thối do vậy hải sản không bị ươn, hỏng, làm cho hảisản tươi lâu
Một vài vùng, dân còn có “sáng kiến” dùng phân đạm kết hợp với nước đá bảoquản cá Do phân đạm có tính diệt khuẩn, mặt khác khi ướp sẽ phân hủy tạo thành cácchất nitrat, nitrit, nên kéo dài được thời gian bảo quản cá Ở nước ta trong điều kiệnnóng, cá rất dễ bị nhiễm khuẩn và ươn (phân hủy protein) phân đạm trong điều kiện ấy
sẽ phân hủy ra nitrat (NO3
), nitrit (NO-2) nhiều hơn, giữ màu sắc cho cá, nhất là màuhồng ở mang cá, làm cho cá tưởng như tươi, thuận tiện cho việc kinh doanh Tuynhiên, việc này gây ra nhiều ảnh hưởng tiêu cực
- Urê là chất rất tốt cho cây trồng nhưng không tốt cho con người, vì thế việcướp hải sản bằng urê rất độc hại Theo các tài liệu nghiên cứu thì khi ăn phải các loạihải sản có chứa dư lượng phân urê cao thì người ăn có thể bị ngộ độc cấp tính với cáctriệu chứng đau bụng, buồn nôn, tiêu chảy và tử vong Nếu ăn hải sản có hàm lượngurê ít nhưng trong một thời gian dài sẽ bị ngộ độc mãn tính, thường xuyên đau đầukhông rõ nguyên nhân, giảm trí nhớ và mất ngủ
- Phân đạm thấm vào cá, hoặc không kịp biến đổi hoặc biến đổi thành các chấttrung gian khác như: amoniac (có mùi khai, khi nấu bị mất đi một phần nhưng phầncòn lại làm cho cá có mùi vị lạ, khó chịu, ăn không ngon, khó ăn) và acid cyauric, acidcyanic (gây độc)
- Phân đạm và các chất trung gian này làm cho tổng lượng nitơ trong thực phẩmtăng lên, làm mất cân bằng nitơ trong thực phẩm, ăn vào không có lợi Khi dùng chúnglàm nước mắm, kiểm nghiệm có thể cho con số tổng lượng nitơ cao giả tạo (nhưngkhông phải là lượng đạm có tính dinh dưỡng)
- Trong quá trình ướp có thể xảy ra quá trình phân hủy thối protein và sự có mặtnitrit sẽ dễ tạo thành nitrosamine, một chất gây ung thư
Do vậy nước ta cấm dùng phân đạm để bảo quản thực phẩm
Ảnh hưởng tới môi trường nước
LượngNH+4 quá cao sẽ làm cho thực vật phù du phát triển quá mức gây thiếu
oxy vào sáng sớm, pH dao động, ảnh hưởng tới môi trường nước
Ảnh hưởng tới môi trường không khí