skkn xây dựng và sử dụng câu hỏi cốt lõi để dạy phần vi sinh vật sinh học 10

Tuy nhiên để dạy học theo phương pháp tích cực thì người dạy cần phải có các công cụ, phương tiện để tổ chức như: bản đồ khái niệm, sơ đồ hóa,câu hỏi, bài tập, bài toán nhận thức, tình h

1 MỞ ĐẦU

1.1 Lí do chọn đề tài.

Để phát triển đất nước, hội nhập quốc tế, Đảng và nhà nước ta đã chútrọng phát triển giáo dục và Đào tạo, xem Giáo dục là quốc sách hàng đầu.Nội dung của Giáo dục là phải đảm bảo tính cơ bản, tính thiết thực, hiện đại

ý tưởng khoa học và khả năng thích ứng với xã hội; rèn luyện thói quen tựhọc, tự nghiên cứu, tìm tòi, khám phá ra những vấn đề mới

Tuy nhiên để dạy học theo phương pháp tích cực thì người dạy cần phải

có các công cụ, phương tiện để tổ chức như: bản đồ khái niệm, sơ đồ hóa,câu hỏi, bài tập, bài toán nhận thức, tình huống có vấn đề, phiếu học tập Trong đó, việc sử dụng câu hỏi cốt lõi (CHCL) có ưu điểm lớn nhất như dễkhái quát kiến thức và nội dung bài học, hiệu quả cao, sử dụng được trongnhiều khâu của quá trình dạy học, phát huy được hoạt động độc lập của từng

cá nhân và hoạt động tập thể, khả năng tự học cho học sinh CHCL tăngcường sự tham gia thảo luận trong lớp và tư duy, tạo sự kết dính tạo thànhkhối thống nhất trong chương trình học Đồng thời rèn luyện năng lực tư duysáng tạo và xử lí linh hoạt cho người học Môn sinh học là môn khoa họcthực nghiệm với lượng kiến thức lớn được rút ra từ các việc quan sát, từ cácthí nghiệm, thì việc sử dụng CHCL trong dạy học là cần thiết

Đặc biệt phần kiến thức vi sinh vật là phần kiến thức có nội dung khó,kiến thức trong mỗi bài học tương đối dài với nhiều nội dung kiến thức có ýnghĩa quan trọng Nắm vững kiến thức của chương này HS không chỉ biết cơ

sở chung tế bào học vi khuẩn mà còn biết ứng dụng kiến thức đó trong thựctiễn Mặt khác kiến thức chương này còn là cơ sở để học sinh nắm vững vàhiểu sâu hơn các kiến thức sinh học khác

Xuất phát từ những lí do trên và để góp phần vào việc đổi mới PPDH nói

chung, dạy học phần vi sinh vật nói riêng tôi chọn đề tài “Xây dựng và sử dụng câu hỏi cốt lõi để dạy học phần Vi Sinh Vật - Sinh học 10 THPT”.

1.2 Mục đích nghiên cứu.

Thiết kế hệ thống CHCL phần vi sinh vật đủ tiêu chuẩn để dùng tronggiảng dạy, góp phần nâng cao chất lượng dạy học phần vi sinh vật – sinh học10

1.3 Đối tượng nghiên cứu.

- Nghiên cứu cơ sở lí luận của việc thiết kế và sử dụng CHCL trong dạyhọc nói chung và phần kiến thức vi sinh vật nói chung – sinh học 10 nóiriêng

- Phân tích cấu trúc nội dung kiến thức phần vi sinh vật để làm cơ sở choviệc thiết kế và sử dụng CHCL.

- Xác định nguyên tắc, quy trình xây dựng CHCL, trên cơ sở đó thiết kế

hệ thống CHCL

- Xây dựng quy trình sử dụng CHCL trong dạy học

- Thiết kế một số giáo án thực nghiệm sử dụng CHCL để tiến hành thựcnghiệm sư phạm đánh giá hiệu quả

- Thực nghiệm sư phạm đánh giá tính khả thi của việc sử dụng CHCL vàodạy học phần vi sinh vật – sinh học 10

1.4 Giả thuyết khoa học.

- Quy trình xây dựng, sử dụng CHCL phần vi sinh vật – sinh học 10

- Quá trình dạy học phần sinh học vi sinh vật(VSV)

1.5 Phương pháp nghiên cứu.

1.5.1 Phương pháp nghiên cứu lí thuyết.

Nghiên cứu các tài liệu về chủ trương đường lối, chính sách nhà nước, nộidung chương trình sách giáo khoa, phân tích và tổng hợp các tài liệu có liênquan

1.5.2 Phương pháp điều tra.

Điều tra tìm hiểu về kĩ năng soạn giáo án, kĩ năng thiết kế CHCL và tìnhhình sử dụng các phương pháp dạy học tích cực, đặc biệt là phần sinh học visinh vật nói riêng

1.5.3 phương pháp thực nghiệm sư phạm.

- Mục đích nhằm thu thập số liệu và xử lí bằng toán học thống kê đánh giáchất lượng sử dung CHCL

- Phương pháp thực nghiệm : chọn 2 lớp 10 có lực học gần tương đươngnhau để thiết kế giáo án chia thành lớp để dạy và đánh giá là thực nghiệm(TN) và lớp đối chứng (ĐC)

1.5.4 Phương pháp thống kê toán học

Sử dụng một số công thức toán học để xử lí số liệu nghiên cứu

Các số liệu điều tra cơ bản được xử lí thống kê toán học trên Excel tính sốlượng và % số bài đạt các loại điểm làm cơ sở định lượng đánh giá chất lượnglĩnh hội kiến thức từ đó tìm ra nguyên nhân ảnh hưởng đến chất lượng học tập.Các số liệu xác định chất lượng của lớp ĐC và lớp TN được chi tiết hóatrong đáp án bài kiểm tra và chấm theo thang điểm 10

Tính các tham số đặc trưng: Điểm trung bình X: là tham số xác định giá trịtrunh bình của dãy thống kê được tính theo công thức sau:

2 NỘI DUNG.

2.1 Cơ sở lý luận

2.1.1 Khái niệm câu hỏi và câu hỏi cốt lõi.

Câu hỏi (CH) là dạng cấu trúc ngôn ngữ diễn đạt một yêu cầu, một đòihỏi, một mệnh đề cần được giải quyết CH được sử dụng vào các mục đíchkhác nhau ở những khâu khác nhau trong quá trình dạy học

CH có vấn đề là CH đưa ra các tình huống về lí thuyết và thực tiễn cóchứa đựng mâu thuẫn biện chứng giữa kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo đã biết vớicái chưa biết Mâu thuẫn này kích thích học sinh tìm cách giải quyết.[4]CHCL khác với các loại CH khác ở chỗ chúng mang tính phổ quát đòi hỏinhiều nội dung trả lời mở giúp chúng ta thấy rằng tri thức là sự tìm kiếm liêntục[10]

Dấu hiệu đặc trưng nhất của CHCL là đề cập đến khía cạnh cốt lõi, trọngtâm của đối tượng, hiện tượng nghiên cứu, tìm hiểu CHCL không nhằm mụcđích gợi ý cho các em đưa ra câu hỏi đúng sai mà nhằm khuyến khích chohọc sinh suy nghĩ một cách bao quát để cân nhắc quan điểm

Trong quá trình dạy học CH phải nhằm vào mục đích phát triển tư duy,phát triển khả năng tích cực và chủ động của học sinh (HS) nên người ta sửdụng những CH có nội dung phân tích, giải thích, chứng minh, so sánh, kháiquát hóa

2.1.2 Vai trò của CH và CHCL.

Vai trò của CH:

CH là công cụ “mã hóa” nội dung dạy học nói chung và “mã hóa” sáchgiáo khoa (SGK) nói riêng mà hoạt động tìm câu trả lời của HS là câu “giảimã”

- CH có vai trò định hướng hoạt động tự lực nghiên cứu của HS

- CH đặt HS vào tình huống có vấn đề vào chủ thể của quá trình nhận thức

- CH là yếu tố quan trọng tham gia vào quá trình hình thành tri thức mới choHS

- CH phát huy năng lực tự nghiên cứu tài liệu, khả năng phát triển tư duysáng tạo của HS

- CH giúp hình thành kiến thức cho HS một cách có hệ thống

Như vậy CH vừa là nội dung, vừa là phương tiện, phương pháp, biện pháp

tổ chức quá trình dạy học, giúp kiểm tra đánh giá kết quả đath được của mụctiêu và điều chỉnh quá trình tiến tới mục tiêu.[5]

Vai trò của CHCL:

- CHCL giúp chuẩn đoán trình độ HS trước khi bắt đầu một đơn vị bàihọc cụ thể, rèn luyện cho HS kỹ năng suy xét những vấn đề phổ quát, tựnghiên cứu một cách cơ bản chứ không chỉ là thu thập những kiến thức hiểnnhiên

- CHCL cho phép giáo viên xử lí chương trình học đồng thời giúp HSthấy được chương trình học là cái để khám phá

- CHCL làm tăng chất lượng của hoạt động trao đổi trên lớp bằng cáchcho phép bất cứ ai cũng có thể đặt ra CH rồi tìm câu trả lời để trao đổi vàtranh luận.

- CHCL cũng có thể làm chất keo dính kết một đơn vị bài học hay mộtchuỗi các đơn vị bài học và chúng cũng tôn trọng những bài kiểm tra theoquy định của các chuẩn mới đòi hỏi cao hơn [11]

2.1.3 Phân loại CH trong dạy học.

CHCL cũng chính là các CH, nên cách phân loại CH đều tương ứng vớicách phân loại CHCL Thực tế có rất nhiều CH phong phú, nhưng việc sửdụng các CHCL sao cho phù hợp với mục tiêu và nội dung phương pháp dạyhọc đòi hỏi giáo viên phải nghiên cứu để xây dựng ra một hệ thống CH phùhợp để hướng dẫn HS phát hiện kiến thức, chính vì vậy khi phân loại CHCLcũng cần phù hợp với mục tiêu dạy học

CH sử dụng trong dạy học rất đa dạng, không phải chủ thể nào của nộidung dạy và học đều có sẵn câu hỏi phù hợp với mọi đối tượng Vì vậy khixây dựng và lựa chọn CH để tổ chức hoạt động học tập giáo viên cần nắmvững các loại câu hỏi để phân loại theo những tiêu chí sau:

 theo quá trình tư duy từ thấp đế cao CH được chia thành 2 loại: CHcấp thấp và CH cấp cao [1]

 theo kiểu câu trả lời thì các CH được chia thành loại: CH hội tụ và CHphân kì

 Theo hệ thống phân loại mức độ nhận thức CH được chia thành cácloại sau: CH biết, CH hiểu, CH áp dụng, CH phân tích, CH tổng hợp,

CH đánh giá

 Phân loại hình thức thể hiện câu hỏi chia thành CH đóng và CH mở.CHCL cũng chính là CH mở yêu cầu HS suy xét những vấn đề phổ quát,tiến hành nghiên cứu một cách cơ bản chứ không thuần túy là thu thập nhữngthông tin hiển nhiên, để HS thấy rằng đôi khi cùng một sự kiện, cùng một vấn đềnhưng có nhiều cách hiểu và suy diễn mà tất cả các cách hiểu và suy diễn đó đều

có giá trị như nhau

2.1.4 Cấu trúc CH.

Mỗi CH đều có 2 phần là phần đã biết và phần cần tìm Chúng có mốiquan hệ với nhau THường CH có cấu trúc: A + B = C Trong đó A, B là điều đãbiết, C là xung đột giữa A và B tạo thành mâu thuẫn nhận thức ở người trả lời,mâu thuẫn đó là kết quả “lục tìm” cái đã biết

- Phần thứ nhất (điều đã biết) là tài liệu có tính chất “nguyên liệu” baogồm: đoạn tư liệu trong SGK, đoạn tư liệu trích trong tài liệu tham khảo, các tậphợp từ, cụm từ cho trước, các ví dụ cho trước, các hình vẽ cho trước, các thínghiệm và kết quả cho trước

- Phần thứ 2 điều chưa biết là các CH hướng dẫn HS hoạt động tư duy, xử

lí các tư liệu đã có bao gồm: Tóm tắt nội dung, lập sơ đồ hệ thống hóa; xác địnhnội dung cơ bản hay dấu hiệu bản chất, chọn những câu trả lời đúng trong tậphợp các câu cho trước, điền từ cụm từ, đoạn thông tin thích hợp vào bảng, ôtrống, hình vẽ; mô tả hình vẽ, ghi chú thích vào hình vẽ, phân tích tìm nội dung

cơ bản qua hình vẽ; phát biểu tính quy luật của các hiện tượng, lập bảng so sánh,

giải thích thí nghiệm, xác định mối quan hệ, xác định ý nghĩa hay giá trị kiếnthức [7]

2.1.5 Yêu cầu sư phạm của CH trong dạy học.

- CH phải chứa đựng mâu thuẫn nhận thức

- CH phải phù hợp với nội dung cơ bản của chương trình

- CH phải đảm bảo đủ tri thức: theo chuẩn kiến thức, kĩ năng yêu cầu với từngnội dung cụ thể

- CH phải có nhiều khả năng sáng tạo, chủ động của HS

- CH phải mang tính hệ thống, phù hợp với cấu trúc của bài, của chương

- CH phải có tính chất định hướng

2.1.6 Quy trình xây dựng CHCL.

Quy trình thiết kế có thể tóm tắt như sau:

Bước 1: Xác định mục tiêu dạy học

Bước 2: Phân tích cấu trúc nội dung dạy học

Bước 3: Xác định chủ đề nội dung có thể lựa chọn mã hóa thành CHCL và các

CH gợi mở đáp ứng từng mục tiêu dạy học

Bước 4: diễn đạt thành CH để mã hóa nội dung kiến thức đó

Bước 5 lựa chọn sắp xếp các CH thành hệ thống theo mục đích lí luận dạy học

2.1.7 Quy trình sử dụng CHCL.

2.1.7.1 Sử dụng CHCL để tổ chức dạy học kiến thức mới.

- GV nêu mục tiêu bài mới

- GV nêu câu hỏi theo đơn vị nội dung ( ứng với đề mục, mục tiêu )

- Yêu cầu CH đặt ra để tìm tòi, giải đáp

- GV tổ chức cho HS trao đổi kết quả lời giải theo nhóm

- GV tổ chức cho HS hoàn chỉnh nội dung, giải đáp CH, đặc biệt làCHCL

2.1.7.2 Sử dụng CHCL để ôn tập, củng cố

- GV nêu mục tiêu củng cố kiến thức

- GV nêu CH, bài tập nhận thức cốt lõi nhất trong phạm vi ôn tập, củngcố

- HS thu thập, lựa chọn gia công trí tuệ, tái hiện kiến thức đã có để hệthống hóa, khái quát hóa theo yêu cầu của CHCL

- HS trình bày, báo cáo kết quả hệ thống hóa

- GV tổ chức thảo luận, hoàn thành nội dung, kiến thức hóa

2.1.7.3 Sử dụng CHCL để kiểm tra đánh giá kết quả học tập của HS trong dạy học sinh học.

- GV cần căn cứ mục tiêu dạy học soạn CH, bài tập yêu cầu vận dụng nộidung có điểm trọng tâm, cốt lõi để trả lời

- HS trả lời CH, bài tập (tùy theo nội dung mà GV qui định thời gian làmbài)

- GV chấm bài: vừa cho điểm để đánh giá định lượng, vừa nhận xét đánhgiá định tính theo các tiêu chí GV đã đề ra

- GV trả bài, tổ chức thảo luận về những vấn đề cần thiết nhằm trao đổinhững bài làm hay, những sai sót phổ biến cần bổ sung, hoàn thiện

- Khi cần thiết có thể tổ chức cho HS tự làm đáp án trước khi tổ chức trảbài, thảo luận kết quả.

- GV có thể ra bài tập yêu cầu HS nghiên cứu để bổ sung, sửa sai, tiếp tụchoàn thiện lời giải đáp

2.1.7.4 Sử dụng CHCL giúp HS tự đặt câu hỏi trong quá trình học.

Bước 1: GV nêu CH định hướng cho HS nghiên cứu SGK, các tài liệukhác để thu thập thông tin

Bước 2: HS nghiên cứu SGK, tài liệu và tự đặt câu hỏi với các tiêu chí

“Là cái gì?”; “Vì sao?”; “Như thế nào?”

Bước 3: GV hoàn chỉnh các CH do HS đặt ra theo hệ thống logic, thốngnhất với nội dung cần tìm hiểu

Bước 4: HS tự trả lời hệ thống CH mình đặt ra, trao đổi, thảo luận với cácbạn trong nhóm khác

Bước 5: GV kết luận, chính xác hóa kiến thức Sau đó HS tự đánh giá và

tự điều chỉnh câu trả lời của mình để tìm ra tri thức khoa học mới

2.2 Thực trạng vấn đề dạy học môn sinh học trước khi nghiên cứu.

Đã từ lâu nhiều nước trên thế giới đã sử dụng CH với vai trò là phươngtiện dạy học Qua thực tế cho thấy rằng loại phương tiện này mang lại hiệu quảdạy học cao nên đã có nhiều tài liệu lí luận dạy học sử dụng CH để rèn luyệntính tích cực học tập của HS

Ở Việt Nam trong những năm gần đây, nhờ sự đổi mới về đường lối quản

lí giáo dục đang mở ra một giai đoạn phát triển mạnh trong nghiên cứu phươngpháp dạy học nhằm đáp ứng được sự phát triển kinh tế - xã hội, đặc biệt là sựnghiệp công nghiệp hóa – hiện đại hóa đất nước

Tuy nhiên cơ sở lí luận của việc sử dụng CHCL vẫn chưa được nghiêncứu một cách hệ thống Đặc biệt là quy trình thiết kế CHCL trong dạy học

Thực tế việc sử dụng CHCL trong tổ chức dạy học hiện nay ở các trườngphổ thông nói chung và bộ môn sinh học nói riêng còn hạn chế, phần lớn GVvẫn dạy học theo kiểu hỏi đáp – tìm tòi Riêng về thực trạng sử dụng CHCL thìchưa khả quan lắm bởi quá trình xây dựng CHCL đòi hỏi nhiều thời gian và chỉ

áp dụng cho từng đối tượng HS mà không áp dụng được cho tất cả HS trong lớp

Do trình độ chuyên môn của một số GV còn hạn chế, các câu hỏi đưa ra cho HSthường ít đòi hỏi khả năng tư duy sáng tạo Hơn nữa sự hiểu biết về CHCL cũngnhư quy trình xây dựng, sử dụng CHCL còn chưa được sáng tỏ Bởi vậy việcxây dựng và sử dụng CHCL trong dạy học sinh học là một vấn đề có ý nghĩathực tiễn

2.3 Xây dựng CHCL trong dạy học phần vi sinh vật – sinh học 10 2.3.1 Nội dung chương trình phần sinh học vi sinh vật – sinh học 10.

Nội dung phần VSV được biên soạn theo hướng phát huy tính tích cực của HS

Cụ thể:

Chương 1: Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở VSV

Bao gồm các khái niệmVSV, các loại môi trường nuôi cấy, các kiểu dinh dưỡng,các quá trình tổng hợp, phân giải các chất là cơ sở để học các bài sau

Chương 2: Sinh trưởng và sinh sản ở VSV

Bao gồm sự sinh trưởng của VSV, sự sinh sản, các yếu tố ảnh hưởng đến quátrình sinh trưởng và sinh sản của VSV

Chương 3: Virut – bệnh truyền nhiễm

Bao gồm các nội dung như: cấu trúc virut (VR), phân loại, sự nhân lên của VR,các bệnh truyền nhiễm và miễn dịch

Phần sinh học VSV trong chương trình sinh học phổ thông tuy được bố trívới thời lượng ít (khoảng 1/3 chương trình sinh học 10) nhưng nó có vị trí rấtquan trọng Nó chứa đựng kiến thức về cấu tạo, chức năng của một nhóm lớnsinh vật trong hệ thống sống

2.3.2 Xây dựng hệ thống CHCL để dạy học phần sinh học VSV.

2.3.2.1 Nguyên tắc xây dựng CHCL

Khi xây dưng CHCL cần chú ý một số nguyên tắc sau:

- CHCL hướng tới mục tiêu có phạm vi rộng, có thể làm xuất hiện nhiều câu hỏinhỏ hơn ở các cấp độ khác nhau

- Đảm bảo tính phân hóa

- CH khích lệ được câu trả lời theo nhiều hướng khác nhau

- CH đặt ra có bao nhiêu hướng trả lời thì có bấy nhiêu CH gợi mở khác

2.3.2.2 Quy trình xây dựng CHCL

Bước 1: Xác định mục tiêu dạy học: Phân biệt thành 3 nhóm:

- Kiến thức: gồm các mức độ biết, hiểu, phân tích, tổng hợp, đánh giá

- Kĩ năng: gồm bắt chước, thao tác, hành động phối hợp, hành động tự nhiên

- Thái độ: gồm tiếp nhận, đánh giá, tổ chức, biểu thị tính cách riêng

Bước 2: Phân tích cấu trúc nội dung dạy học: theo hệ thống logic.

Bước 3: Xác định chủ đề có thể lựa chọn mã hóa thành CHCL và các CH gợi

mở đáp ứng từng mục tiêu dạy học: thường xác định chủ đề nội dung làm đơn vị

đặt CHCL

Bước 4: Diễn đạt thành Câu hỏi để mã hóa nội dung kiến thức đó: dựa vào tên

đề mục để soạn CH chi tiết trên qui tắc logic

Bước 5: Lựa chọn sắp xếp các CH thành hệ thống theo mục đích lí luận dạy học: sau khi hoàn thành bước 4 sắp xếp các hệ thống CH theo bản đồ tư duy.

2.3.2.3.Hệ thống CHCL xây dựng để dùng trong quá trình dạy học phần sinh học VSV – sinh học 10.

Chương 1: Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở VSV

Câu hỏi 1: Vì sao VS được xem là một nhóm VSV đặc biệt?

Câu hỏi gợi ý cấp 1:

1 Em hiểu thế nào về VSV?

2 Con người sử dụng VSV như thế nào?

Câu hỏi gợi ý cấp 2:

1 Tại sao nói VSV không phải là một nhóm riêng biệt trong sinh giới?

Gợi ý:

- VSV là tên gọi chung dùng để chỉ tất cả các sinh vật có hình thể bé nhỏ, chỉquan sát được dưới kính hiển vi Các VSV khác thường là đơn bào nhân sơ hoặcnhân thực VR là nhóm sinh vật đặc biệt, chúng nhỏ bé tới mức chỉ quan sátđược dưới kính hiển vi điện tử VR chưa có cất trúc tế bào

- VSV không phải là 1 nhóm riêng biệt trong sinh giới

- VSV phân bố khắp nơi trên trái đất Chúng có mặt trên cơ thể con người, độngvật, thực vật, trong đất, trong nước, trong không khí, trên mọi đồ dùng

- VSV đóng vai trò vô cùng quan trọng trong thiên nhiên cũng như trong cuộcsống con người Nó làm giàu chất hữu cơ trong đất, tham gia vào các vòng tuầnhoàn vật chất trong tự nhiên Nó là khâu quan trọng trong chuỗi thức ăn của hệsinh thái

- Từ xưa con người đã biết sử dụng VSV trong đời sống hằng ngày như các quátrình làm rượu, giấm, tương, muối chua thực phẩm Khi khoa học phát triểnVSV được sử dụng với các ứng dụng lớn như việc chế vacxin phòng bệnh, sảnxuất thuốc kháng sinh, trong xủ lí rác thải, sản xuất chế phẩm trừ sâu không gâyđộc hại cho con người và môi trường

Trong tự nhiên ngoài những nhóm VSV có ích như trên, còn có nhữngnhóm VSV gây hại như nhóm các VSV gây bệnh cho người và động vật, nhómcác VSV gây ô nhiễm thực phẩm Nếu nắm vững cơ sở sinh học các quá trình

có lợi, có hại trên ta sẽ đưa ra các biện pháp khoa học để phát huy những mặt cólợi và hạn chế những mặt có hại

- VSV tuy nhỏ bé nhưng chúng có khả năng hấp thu và chuyển hóa nhanh có thểvượt xa các sinh vật bậc cao Chẳng hạn VK lactic (Lactobacillus) trong 1 giờ cóthể phân giải 1 lượng đường lactozo nặng hơn 1000 – 10000 lần khối lượng củachúng

- So với các sinh vật khác thì VSV có tốc độ sinh trưởng sinh sôi nảy nở cực kỳlớn VK E.coli cứ 20 phút lại phân chia 1 lần

- Năng lực thích ứng của VSV vượt xa so với động vật và thực vật Người tanhận thấy số lượng enzim thích ứng chiếm 10% lượng chứa protein trong tế bàoVK

- Có 3 loại môi trường nuôi cấy VSV là: môi trường tự nhiên, môi trường bántổng hợp, môi trường tổng hợp

Không phải mọi thành phần của môi trường nuôi cấy đều được coi là chấtdinh dưỡng Một số chất cần thiết cho VSV nhưng chỉ làm nhiệm vụ bảo đảmcác điều kiện thích hợp về thế oxy hóa – khử, pH, áp suất thẩm thấu Chất dinhdưỡng phải là những chất tham gia vào quá trình trao đổi chất nội bào

Căn cứ vào nguồn cacbon mà người ta chia VSV thành các nhóm sinh lí sau:Nhóm 1: tự dưỡng

+ Tự dưỡng quang năng: nguồn cacbon là CO2 và năng lượng là ánh sáng

+ Tự dưỡng hóa năng: nguồn cacbon là CO2 và năng lượng từ các hợp chất vô

cơ đơn giản

Nhóm 2: dị dưỡng

+ Dị dưỡng quang năng: nguồn cacbon lấy từ các chất hữu cơ, nguồn nănglượng từ ánh sáng

+ Dị dưỡng hóa năng: nguồn cacbon lấy từ các chất hữu cơ, nguồn năng lượng

từ sự trao đổi chất của 1 cơ thể khác

+ Hoại sinh: nguồn cacbon từ các chất hữu cơ và năng lượng lấy từ sự trao đổichất của xác hữu cơ

+ Kí sinh: nguồn cacbon từ các chất hữu cơ và năng lượng lấy từ các tổ chứchoặc thể dịch khác

Chương 2: Sinh trưởng và sinh sản của vi sinh vật.

Câu 2: có ý kiến cho rằng sinh trưởng ở VSV khác với sinh trưởng của động vật và thực vật ở cấp độ xem xét Đó là sinh trưởng ở VSV được xem xét ở mức độ quần thể, còn ở động vật và thực vật ở cấp độ cá thể Quan điểm của

em về vấn đề như thế nào?

Câu hỏi gợi ý cấp 1:

1 Sự sinh trưởng của VSV không nhằm làm tăng kích thước cơ thể Theo em đúng không?

2.Lợi dụng đặc tính sinh trưởng của quần thể VSV con người đã thiết kế mô hình nuôi cấy liên tục để tăng sinh khối VSV Quan điểm của em về vấn đề này? Câu hỏi gợi ý cấp 2:

1 Sinh trưởng của VSV là gì?

2 Có phải pha tiềm phát, pha suy vong luôn tồn tại trong nuôi cấy VSV?

3 Mục đích của nuôi cấy liên tục là gì?

Gợi ý:

- Sinh trưởng và sinh sản là thuộc tính của mọi sinh vật, thông thường khi nóiđến sinh trưởng là nói đến sự tăng về kích thước của cá thể, khi nói đến sinh sản

là nói đến sự tăng về số lượng cá thể Tuy nhiên ở VSV khi nói đến sinh trưởng

là người ta ám chỉ đến sự tăng số lượng TB chứ không phải tăng kích thước TB.Nghiên cứu sự sinh trưởng của VK không phải nghiên cứu sinh trưởng của từng

TB riêng lẻ như cá thể động vật, thực vật mà là nghiên cứu cả một tập hợp TB

có cùng nguồn gốc

- VK sinh sản bằng cách phân đôi nên sơ lượng tế bào tăng theo hàm số mũ Ở

VK mỗi tế bào là 1 cơ thể vì thế sự sinh trưởng của VK chính là sự sinh trưởngcủa cả quần thể Lợi dụng đặc điểm này người ta nuôi cấy liên tục để thu sinhkhối

- Trong nuôi cấy không liên tục sự sinh trưởng của quần thể được chia thành 4pha:

+ Pha lag: Pha tiềm phát: VK thích nghi với môi trường, số lượng TB trongquần thể chưa tăng Enzim cảm ứng được hình thành

+ Pha lũy thừa(log): VK sinh trưởng với tốc độ lớn nhất và không đổi, số lượng

TB trong quần thể tăng lên rất nhanh do đầy đủ chất dinh dưỡng

+ Pha cân bằng: Số lượng VK trong quần thể đạt mức cực đại và không đổi theothời gian, vì số lượng TB sinh ra bằng số TB chết đi

+ Pha suy vong: Số TB trong quần thể giảm dần do TB bị phân hủy ngày càngnhiều, chất dinh dưỡng ngày càng cạn kiệt, chất độc hại tích lũy nhiều

- Để khắc phục nhược điểm của nuôi cấy không liên tục thì người ta bổ sungthêm các chất dinh dưỡng mới và đồng thời lấy đi các chất thải tương ứng Do

đó ở nuôi cấy liên tục không có pha tiềm phát và suy vong

Câu 3: Hãy chứng minh nhận định: hình thức sinh sản của VSV rất đa dạng

và phong phú?

Câu hỏi gợi ý cấp 1:

1 Phân đôi là hình thức sinh sản gặp ở cả sinh vật nhân sơ và nhân thực, bản chất của nó là quá trình nguyên phân làm tăng số lượng tế bào?

2 Sự hình thành bào tử ở VK là một hình thức sinh sản?

3 Sinh sản bằng bào tử ở VSV nhân thực là hình thức sinh sản hữu tính?

Câu hỏi gợi ý cấp 2:

1 So sánh phân bào nguyên phân và trực phân?

2 Cơ chế hình thành ngoại bào tử và nội bào tử ở sinh vật nhân sơ.

3 Sinh sản hữu tính ở VSV nhân thực

PT1: Vách ngăn được hình thành dần từ phía trong của màng tế bào chất và tiếndần vào trong tạo ra những vách ngăn không hoàn chỉnh sau đó sợi bào tử mớiphân cắt thành các bào tử trần

PT2: Thành TB và màng tế bào chất đồng thời xuất hiện vách ngăn tiến dần vàophía trong làm cho sợi bào tử phân cắt đồng thời tạo thành một chuỗi bào tửtrần

+ Phân nhánh và nảy chồi: Ngoài ra ở một số vi sinh vật nhân sơ còn có hìnhthức sinh sản bằng phân nhánh và nảy chồi (TB tạo 1 chồi cực, sau đó lớn dần,tách ra thành TB mới)

- Sinh sản ở VSV nhân thực: + Nảy chồi là phương thức sinh sản chủ yếu củanấm men Trên bề mặt TB mẹ xuất hiện 1 chồi Vật chất mới tổng hợp sẽ đượchuy động đến chồi, làm cho nó phình to dần, tạo thành vách ngăn giữa chồi và

TB mẹ, sau đó chồi tách khỏi TB mẹ và tiếp tục lớn đến khi đạt kích thước của

TB mẹ thì tiếp tục nảy chồi

+ Phân cắt: Tế bào dài ra, ở giữa hình thành vách ngăn, chia tế bào thành 2 phầnbằng nhau, mỗi tế bào con sẽ có 1 nhân

+ Sinh sản hữu tính: Trong vòng đời của nấm men có thể ở 1 trong 2 trạng thái:

TB sinh dưỡng đơn bội (n) hoặc TB sinh dưỡng lưỡng bội (2n) Hai TB khácgiới đứng gần nhau sẽ tạo thành mấu lồi, tiến sát lại nhau hòa nhập tế bào chất

và nhân để hình thành tế bào lưỡng bội Các TB lưỡng bội có thể sinh sản theocách này để tạo ra các quần thể lưỡng bội.

+ Sinh sản vô tính bằng bào tử: Trên môi trường đặc có 2 loại sợi nấm là sợi cơchất nằm trong môi trường và sợi khí sinh nhô ra ngoài không khí Từ đỉnh sợikhí sinh hình thành các cấu trúc mang bào tử Các bào tử được hình thành dínhvới nhau thành 1 chuỗi nên có tên là bào tử dính và do chúng không được baobọc trong túi nên được gọi là bào tử trần

+ Sinh sản vô tính bằng hệ sợi: khi cấy một sợi nấm vào môi trường dinh dưỡng,chúng có thể mọc lan thành hệ sợi nấm

+ Sinh sản hữu tính hai sợi nấm khác nhau về sinh lí kí hiệu là sợi (-) và sợi (+)tiếp xúc với nhau Tại điểm tiếp xúc xuất hiện 1 u, sau đó phồng lên thành tiềngiao tử tích tụ tế bào chất và nhân Tại đây thành TB giữa 2 giao tử bị hòa tantiến hành dung hợp với 1 nhân (-) và nhân (+), tạo thành hợp tử đa nhân Hợp tử

đa nhân tiến hành tăng thể tích và chuyển thành bào tử tiếp hợp lưỡng bội cóvách dày Sau 1 thời gian nghỉ bào tử nảy mầm, trong đó nhân phân chia giảmnhiễm tạo thể sinh dưỡng là sợi đơn bội

Câu 4: Có những yếu tố nào có thể tác động đến sự sinh trưởng của VSV?

Câu hỏi gợi ý cấp 1

1 Các yêu tố bên ngoài ảnh hưởng đến sinh trưởng của VSV như thế nào?

Câu hỏi gợi ý cấp 2

1 Có thể dùng VSV khuyết dưỡng để kiểm tra thực phẩm có chứa đựng nguồn dinh dưỡng đó hay không?

2 Có người cho rằng, dùng hóa chất khử trùng thực tế là ức chế sinh trưởng của VSV chứ không tiêu diệt chúng Em nhận định thế nào?

3 Sữa chua tốt cho sức khỏe vì trong sữa chua không chứa VSV gây bệnh Đây

- Các yếu tố hóa học: Các chất dinh dưỡng: quần thể VSV tăng lên rất nhanhtrong thời gian ngắn nếu được cung cấp đầy đủ các điều kiện thích hợp Tế bàođược cấu tạo chủ yếu nhờ các đại phân tử và nước Các đại phân tử lại được cấutạo từ các nguyên tố hóa học, Nhu cầu cầu các tế bào đối với các nguyên tố hóahọc là không giống nhau Có nhóm nguyên tố được sử dụng với số lượng lớn(nguyên tố đa lượng) như C, H, O , nhóm các nguyên tố được sử dụng ít hơn(nguyên tố vi lượng) như P, Zn, Mg

Một số chất hữu cơ có hàm lượng ít như axit amin, vitamin cần thiết cho sựsinh trưởng được gọi là các yếu tố sinh trưởng -> người ta lợi dụng đặc tính này

để sử dụng VSV khuyết dưỡng để kiểm tra thực phẩm có chứa đựng nguồn dinhdưỡng đó hay không

- Các chất hóa học ức chế hoặc tiêu diệt VSV

+ Chất kháng khuẩn: là chất có khả năng ức chế sinh trưởng hoặc giết chết VKbao gồm chất sát trùng, kháng sinh, chất hóa trị liệu

+ Chất sát trùng: các chất có khả năng giết chết hoặc ức chế không chọn lọc cáctác nhân gây bệnh, dùng trong phòng chống nhiễm trùng -> vì vậy chất sátkhuẩn cũng có khả năng diệt khuẩn.

Iốt là chất sát trùng có tác dụng oxi hóa các thành phần TB

Bạc có tác dụng diệt khuẩn mạnh do giải phóng ion vào môi trường

+ Chất kháng sinh: là hợp chất hữu cơ do VSV hình thành nên mà ngay ở nồng

độ thấp cũng có khả năng ức chế hoặc tiêu diệt VSV gây bệnh 1 cách chọn lọc

Là vũ khí chủ yếu của con người chống lại bệnh nhiễm trùng

- Ảnh hưởng của các yếu tố vật lí

+ Nhiệt độ khác nhau ảnh hưởng đến sự sống khác nhau Nhiệt độ sinh trưởngcực tiểu là nhiệt độ thấp nhất mà sinh vật vẫn có thể tiến hành trao đổi chất.Nhiệt độ sinh trưởng cực đại là nhiệt độ cao nhất mà sinh vật vẫn có thể tiếp tụctrao đổi chất, khi vượt qua biên độ này protein bị biến tính Nhiệt độ tối ưu lànhiệt độ thích hợp để sinh vật sinh trưởng mạnh mẽ nhất

Mọi VSVđều hoạt động tốt nhất trong phạm vi nhiệt độ nhất định Dựa vàophạm vi nhiệt độ người ta chia thành 4 nhóm VSV ưa lạnh (-5 – 150C), ưaấm(20 – 400C), ưa nhiệt (45 – 700C), ưa siêu nhiệt (95- 1000C)

Ở nhiệt độ thấp(tủ lạnh) sẽ ức chế hoạt động của các VSV ưa ấm , ưa nhiệt vàsiêu nhiệt -> do đó có thể bảo quản thức ăn trong tủ lạnh

+ Độ pH: ảnh hưởng đến tính thấm qua màng, hoặt động chuyển hóa vật chấttrong TB, hoạt tính enzim, sự hình thành ATP Dựa vào độ pH người ta chiaVSV thành 3 nhóm: ưa axit, ưa kiềm, ưa trung tính Hầu hết các VSV sinhtrưởng tốt trong khoảng pH 6,5-7,5 và dừng sinh trưởng ở pH<4 và pH>9, doion H+ ,OH- ức chế enzim hoạt động

Trong sữa chua có môi trường axit thấp vì thế ức chế 1 số VSV gây bệnh (dokhông thích ứng với pH thấp) -> do đó sữa chua hầu như không có các VSV gâybệnh

+ Áp suất thẩm thấu: khi TB tồn tại trong môi trường có chất hòa tan cao hơnnồng độ bên trong TB (ưu trương) thì nước sẽ đi từ TB ra ngoài dẫn đến hiệntượng co nguyên sinh Ngược lại nếu tồn tại trong môi trường có nồng độ chấthòa tan thấp (nhược trương) thì nước từ bên ngoài xâm nhập vào trong TB, làm

TB trương lên

+ Độ ẩm: hàm lượng nước trong môi trường quyết định độ ẩm Mà nước là dungmôi của các chất khoáng dinh dưỡng, là yếu tố tham gia thủy phân các chất Đa

số VK đòi hỏi độ ẩm cao

+ Ánh sáng: thường có tác động đến sự hình thành các bào tử sinh sản, tổng hợpsắc tố, chuyển động hướng sáng bức xạ ánh sáng có thể tiêu diệt hoặc ức chếVSV

Câu 5 : VSV nhân thực dễ quan sát hơn VSV nhân sơ vì sao?

Câu hỏi gợi ý:

1 Kích thước VSV nhân thực và VSV nhân sơ?

2 Khả năng bắt màu các loại thuốc nhuộm của thành tế bào của từng nhóm VSV?

Gợi ý trả lời:

TB nhân sơ có đặc điểm nổi bật là chưa có nhân hoàn chỉnh, tế bào chất không

có hệ thống nội màng và không có các bào quan có mang

Bao bọc, kích thước TB 1-5µm và trung bình chỉ nhỏ bằng 1/10 TB nhân thực,chỉ quan sát được dưới kính hiển vi điện tử

TB nhân thực có kích thước lớn hơn và có cấu trúc phức tạp hơn so với TB nhân

sơ Đã có nhân được bao bọc bởi màng, các bào quan đã có màng bao bọc, cóthể quan sát được dưới kính hiển vi quang học

VK được chia thành 2 nhóm là Gram âm (Gram negative) và Gram dương(Gram positive) nhờ thuốc nhuộm Gram

Nhuộm Gram là phương pháp thực nghiệm nhằm phân biệt các loài VK thành 2nhóm dựa trên các đặc tính lí hóa của thành tế bào Phương pháp này được đặttên theo nhà phát minh ra nó người Đan Mạch Hans Christian (1853-1938) vàonăm 1884

VK Gram(+) có thành TB dày từ 15-50nm, dạng lưới, cấu tạo bởi petidoglican.Chất này có khả năng giữ phức hợp tím kết tinh – lugol Trong khi đó thành TBcủa VK Gram(-) thì mỏng hơn và thường có thêm lớp màng lipopolisacchade(LPS) bên ngoài Sau khi nhuộm với phức hợp tím kết tinh – lugol, mẫu được xử

lí tiếp với hỗn hợp khử màu, làm mất nước của các lớp petidoglican trong thành

TB Gram(+), từ đó làm giảm khoảng trống giữa các phân tử và khiến thành TBbắt giữ phức hợp tím kết tinh – lugol bên trong TB Đối với Gram(-), hỗn hợpkhử màu đóng vai trò làm chất hòa tan lipit và làm tan màng ngoài của thành

TB Lớp peptidoglican mỏng không thể giữ phức hợp tím kết tinh – lugol và TBGram(-) bị khử màu và bắt màu với thuốc nhuộm bổ sung

Chương 3: Virut và bệnh truyền nhiễm

Câu 6: Tại sao nói virut nằm giữa ranh giới giữa sự sống và không sống?

Câu hỏi gợi ý cấp 1: Theo em virut có phải là 1 loài sinh vật? Giải thích? Câu hỏi gợi ý cấp 2:

1 Người ta phát hiện VR như thế nào? Đặc điểm chung của virut?

2 Cấu tạo virut có gì đặc biệt?

3 So sánh cấu tạo của virut và VK?

4 Thế nào là chu trình tan, tiềm tan?

Gợi ý trả lời : VR là nhóm VSV chưa có cấu tạo TB, có kích thước vôcùng nhỏ bé, có thể chui qua màng lọc VK Nhờ có sự phát triển nhanh chóngcủa kỹ thuật hiển vi điện tử, siêu li tâm, nuôi cấy TB những thành tựu nghiêncứu VR đã được đẩy mạnh phát triển thành 1 nghành khoa học gọi là virut học

VR không có khả năng sống độc lập mà phải sống ký sinh trong các TB khác từ

VK cho đến TB động vật, thực vật và người, gây các loại bệnh hiểm nghèo chocác đối tượng mà chúng ký sinh VR là nhóm đối tượng được phát hiện ra saucùng trong các nhóm VSV Người phát hiện ra VR lần đầu tiên là nhà bác họcngười Nga Ivanôpski năm 1892 Ông là 1 chuyên gia nghiên cứu về bệnh khảmcây thuốc lá Khi nghiên cứu về bệnh này ông thấy : dịch lọc của lá cây bị bệnhkhi cho qua màng lọc VK vẫn có khả năng gây bệnh Từ đó ông rút ra kết luận :nguyên nhân gây bệnh đốm thuốc lá phải là 1 loại sinh vật nhỏ hơn VK Năm

1898 nhà khao học người Hà Lan Beijerinick cũng đã có những kết quả tương

tự Ông đặt tên mầm gây bệnh khảm thuốc là VR

Nhờ kĩ thuật hiển vi điện tử người ta phát hiện 3 loại hình thái chung nhất

của VR Cấu trúc xoắn, cấu trúc khối, cấu trúc hỗn hợp Trong đó cấu trúc phức

tạp nhất là cấu trúc hỗn hợp

VR không có khả năng sống độc lập, chúng sống ký sinh trong TB sống

Kết quả của quá trình ký sinh có 2 khả năng xảy ra : khả năng thứ nhất là phá vỡ

TB chủ để chui ra ngoài và tiếp tục xâm nhập các TB lân cận Khả năng thứ 2 là

tạo trạng thái tiềm tan trong TB chủ, nghĩa là tạm thời không phá vỡ TB mà hoạt

động sinh sản cùng nhịp điệu với TB chủ ở những điều kiện môi trường nhất

định, trạng thái tiềm tan có thể biến thành trạng thái tan phá vỡ TB Những VR

có khả năng phá vỡ TB gọi là VR độc và ngược lại

Câu 7 : Tại sao ở VR quá trình tăng số lượng không dùng thuật ngữ

sinh sản mà dùng thuật ngữ nhân lên ?

Câu hỏi gợi ý cấp 1 :

1 Vì sao VR phải kí sinh nội bào bắt buộc ?

2 Tại sao VR có cấu tạo đơn giản nhưng vẫn coi là dạng sống ?

Câu hỏi gợi ý cấp 2 :

1 Tại sao mỗi VR chỉ có thể xâm nhập vào 1 loại TB nhất định ?

2 Sự khác nhau của phago và VR động vật khi xâm nhiễm vào TB chủ ?

3 Dựa vào đâu VR tổng hợp các thành phần cho mình ?

4 Giải thích vì sao một số động vật Câu hỏi gợi ý cấp 1 :

như trâu, bò, lợn, gà bị nhiễm VR thì bệnh tiến triển rất nhanh và dẫn đến

tử vong.

Gợi ý trả lời :

Chu trình nhân lên của VR gồm 5 giai đoạn

5 Phóng thích: VR phá vỡ tế bào để ồ ạt chui ra ngoài

Câu 8: Tại sao nhiều người không hay biết mình đang bị nhiễm HIV?

Điều đó nguy hiểm thế nào đối với xã hội?

Câu hỏi gợi ý cấp 1: Tại sao HIV lạ được coi là đại dịch thế kỉ?

Câu hỏi gợi ý cấp 2:

1 HIV là gì? Tại sao nói HIV gây hội chứng suy giảm miễn dịch?

2 HIV lây nhiễm theo những con đường nào?

1 Sự hấp phụ: gai glicoprotein của virut phải đặc hiệu với thụ thể bề mặt của virut thì virut mới có thể bám được vào, nếu không thì virutkhông bám vào được

2 Xâm nhập: Đối với phago enzim lizozim phá hủy thành tế bào để bơm Axit Nucleic vào tế bào chất còn vỏ nằm lại bên ngoài

Đối với virut động vật đưa cả nucleo capsit vào tế bào chất sau đó cởi vỏ

Để giải phóng axit nucleic

3 Sinh tổng hợp: VR sử dụng enzim và nguyên liệu của tế bào để tổnghợp axit

Nucleic và protein cho riêng mình Một số trường hợp VR có enzim riêngtham gia vào quá trình tổng hợp

4 Lắp ráp: lắp ráp axit Nu vào Protein để tạo VR hoàn chỉnh