II. Các ph−ơng pháp nghiên cứu
3.2 Thiết kế một số giáo án theo h−ớng lấy học sinh làm trung tâm
học sinh lμm trung tâm
Bμi 33: Dinh d−ỡng, chuyển hoá vật chất vμ năng
l−ợng ở vi sinh vật
I. Mục tiêu 1.Kiến thức
- HS trình bày đ−ợc khái niệm vi sinh vật
- HS phân biệt đ−ợc bốn kiểu dinh d−ỡng ở vi sinh vật dựa vào nguồn năng l−ợng và nguồn cacbon.
- Phân biệt đ−ợc ba kiểu thu nhận năng l−ợng ở các vi sinh vật hoá dị d−ỡng là lên men, hô hấp kị khí, hô hấp hiếu khí.
2. Kĩ năng
Rèn luyện và phát triển các thao tác t− duy - Phân tích, so sánh
- Khái quát hoá kiến thức, vận dụng lí thuyết vào thực tiễn
II. Ph−ơng tiện dạy học
- Máy chiếu
- Phiếu học tập 33.1: Tìm hiểu hô hấp và lên men
Nội dung Hô hấp hiếu khí Hô hấp kị khí Lên men
Điều kiện
Chất nhận e- cuối cùng
Sản phẩm
III. Kiến thức trọng tâm:
- Các kiểu dinh d−ỡng - Hô hấp và lên men
IV. Tiến trình bài giảng
1. ổn định tổ chức, kiểm tra sĩ số 2.Kiểm tra bài cũ: Không kiểm tra 3. Bài mới
Nêu vấn đề
GV: Giới thiệu Phần ba: Sinh học vi sinh vật
Trong chuơng trình lớp 6, 7, 8 các em đã lần l−ợt đ−ợc nghiên cứu về các đối t−ợng: Thực vật, động vật, cơ thể ng−ời. ở phần ba ch−ơng trình sinh học 10 các em sẽ đ−ợc tìm hiểu về một đối t−ợng mà tên gọi của nó đã khá quen thuộc nh−ng chắc chắn những hiểu biết của các em về đối t−ợng này còn ch−a nhiều.
GV: vi sinh vật là những cơ thể nhỏ bé, phần lớn không thể quan sát đ−ợc bằng mắt th−ờng. Vậy chúng có trao đổi chất với môi tr−ờng không? Chúng trao đổi chất nh− thế nào?
Bài hôm nay sẽ giúp các em trả lời câu hỏi này.
Hoạt động của GV và HS Nội dung
Hoạt động 1: hình thành khái niệm vi sinh vật
GV : Em hãy kể tên một số vi sinh vật mà em biết?
HS: Liên hệ thực tiễn trả lời GV: Chiếu hình ảnh về một số vi sinh vật, h−ớng dẫn HS quan sát. GV: Em có nhận xét gì về kích
I. Khái niệm vi sinh vật 1. Ví dụ
Nấm men, vi khuẩn lam, tảo, nấm mốc, vi khuẩn nitrat hoá, vi khuẩn tía…
th−ớc, tổ chức cơ thể, khả năng sinh tr−ởng, sự phân bố của các vi sinh vật đã nêu?
HS: HS hoạt động độc lập hoặc hoạt động nhóm trả lời.
GV: Nhận xét, khái quát, nhấn mạnh các đặc điểm chung
GV: Những cơ thể sinh vật nhỏ bé ấy có tên gọi chung là vi sinh vật. vi sinh vật là gì?
HS: Trả lời
GV: Chính xác hoá
Hoạt động 2: Nhận biết các môi tr−ờng nuôi cấy cơ bản và các kiểu dinh d−ỡng
GV:+ Chiếu một số hình ảnh về vi sinh vật đất, vi sinh vật n−ớc,vi sinh vật sống trên thực phẩm.
+ Trong tự nhiên vi sinh vật tồn tại ở những môi tr−ờng nào?
HS: ...
GV:+ Để nuôi cấy vi sinh vật trong phòng thí nghiệm ng−ời ta phải chuẩn bị môi tr−ờng nuôi cấy. + Môi tr−ờng nuôi cấy là gì? Kể tên các loại môi tr−ờng nuôi cấy cơ bản? HS: Nghiên cứu thông tin SGK T112 trả lời
vi sinh vật là tên gọi chung của những sinh vật có kích th−ớc cơ thể nhỏ bé, phần lớn là cơ thể đơn bào, có khả năng hấp thu, chuyển hoá vật chất, sinh tr−ởng nhanh, phân bố rộng.
II. Các loại môi tr−ờng nuôi cấy cơ bản và các kiểu dinh d−ỡng
1. Các loại môi tr−ờng nuôi cấy cơ bản
Trong tự nhiên vi sinh vật sống trong tất cả các dạng môi tr−ờng: Đất, n−ớc, không khí…
Trong phòng thí nghiệm ng−ời ta nuôi cấy vi sinh vật trên môi tr−ờng nuôi cấy nhân tạo
a. Khái niệm: Môi tr−ờng nuôi cấy là dung dịch các chất dinh d−ỡng cần thiết cho sinh tr−ởng và sinh sản của vi sinh vật
GV: Khái quát hoá kiến thức
GV: Nghiên cứu thông tin SGK cho biết khái niệm từng loại môi tr−ờng, mỗi môi tr−ờng cho một ví dụ? HS: Nghiên cứu thông tin SGK T112 và 113 trả lời câu hỏi
GV: Chính xác hoá kiến thức
GV yêu cầu: So sánh điểm giống và khác nhau giữa 3 loại môi truờng nuôi cấy cơ bản
HS: Thảo luận nhóm, trả lời
GV: Các môi tr−ờng nuôi cấy trên đều thuộc dạng lỏng. Muốn nuôi cấy vi sinh vật trên môi tr−ờng đặc ng−ời ta phải làm thế nào?
HS: ...
GV bổ sung kiến thức: Trong thực tế ng−ời ta th−ờng dùng những loại môi tr−ờng dễ kiếm, giá thành hợp lí nh− khoai tây, giá đỗ đậu t−ơng, rơm rạ, bã chè, phế phẩm của ngành công, nông nghiệp nh− rỉ đ−ờng, cám gạo… để tay thế cho những hợp chất đắt tiền nh− cao nấm men, cao thịt. GV nêu vấn đề: Khác với động vật và thực vật, dinh d−ỡng ở vi sinh vật có
b. Các loại môi tr−ờng nuôi cấy cơ bản
Có 3 loại môi tr−ờng nuôi cấy cơ bản - Môi tr−ờng tự nhiên: Là môi tr−ờng chứa các chất tự nhiên không xác định đ−ợc số l−ợng, thành phần VD: Cao thịt bò, pepton, cao nấm men, n−ớc ép hoa quả
- Môi tr−ờng tổng hợp: Là môi tr−ờng trong đó các chất đều đã biết đ−ợc thành phần hoá học và số l−ợng.
VD: Vi khuẩn hoá dị d−ỡng sinh tr−ởng trong môi tr−ờng chứa glucozơ là nguồn cacbon và muối amôn là nguồn nitơ
- Môi tr−ờng bán tổng hợp: Là môi tr−ờng trong đó có một số chất tự nhiên không xác định đ−ợc thành phần, số l−ợng và các chất hoá học đã biết thành phần, số l−ợng. VD: N−ớc hoa quả + một số hợp chất nh− đ−ờng để giữ pH cho phù hợp - Để nuôi cấy vi sinh vật trên bề mặt môi tr−ờng đặc ng−ời ta thêm vào môi truờng lỏng 1,5-2% thạch.
tính đa dạng hơn
+ Nghiên cứu bảng 33 cho biết có mấy kiểu dinh d−ỡng?
+ Phân biệt vi sinh vật quang tự d−ỡng và hoá tự d−ỡng, quang tự d−ỡng và quang dị d−ỡng?
HS: Nêu điểm khác biệt cơ bản giữa quang d−ỡng và hoá d−ỡng, giữa tự d−ỡng và dị d−ỡng?
GV: Hãy nêu các tiêu chuẩn cơ bản để phân biệt các kiểu dinh d−ỡng? HS:…..
GV: Sự dinh d−ỡng ở vi sinh vật có tính đa dạng. Nếu chỉ sử dụng một tiêu chuẩn là khả năng đồng hoá nguồn cacbon hữu cơ hay không thì ch−a đủ, cần phải có tiêu chuẩn thứ hai là nguồn năng l−ợng.
GV yêu cầu HS thực hiện lệnh SGK HS: ...
GV: Chiếu một số hình ảnh về các vi sinh vật quang tự d−ỡng, hoá tự d−ỡng, quang dị d−ỡng, hoá dị d−ỡng.
Dựa vào nguồn năng l−ợng và nguồn cacbon chủ yếu để phân biệt các kiểu dinh d−ỡng ở vi sinh vật.
a.Dựa vào nguồn cacbon chủ yếu: + Tự d−ỡng: Sử dụng cacbon từ CO2 + Dị d−ỡng: Sử dụng cacnon từ các chất hữu cơ
b.Dựa vào nguồn năng l−ợng: + Quang d−ỡng: Sử dụng năng l−ợng ánh sáng.
+ Hoá d−ỡng: Sử dụng năng l−ợng từ hợp chất vô cơ và hữu cơ.
Từ đây có bốn kiểu dinh d−ỡng: - Quang tự d−ỡng
VD: vi khuẩn lam - Hoá tự d−ỡng
VD: vi khuẩn nitrat hoá, vi khuẩn oxi hóa l−u huỳnh
- Quang dị d−ỡng
VD: vi khuẩn không chứa l−u huỳnh - Hoá dị d−ỡng
VD: Nấm, động vật nguyên sinh
Hoạt động 3: Phân biệt hô hấp hiếu khí, hô hấp kị khí và lên men
GV nêu vấn đề: Đa số vi sinh vật thuộc kiểu hoá dị d−ỡng. vi sinh vật hoá dị d−ỡng thu nhận năng l−ợng từ thức ăn và chuyển hoá chất dinh d−ỡng nh− thế nào?
GV: Phát phiếu học tập số 33.1 yêu cầu HS nghiên cứu thông tin SGK, quan sát hình 33 SGK T114 hoàn thiện phiếu học tập.
HS: Độc lập nghiên cứu SGK hoàn thành phiếu học tập và báo cáo kết quả
GV: Chính xác hoá và tổ chức thảo luận:
+ Nêu điểm khác biệt cơ bản giữa hô hấp hiếu khí và hô hấp kị khí?
+ Nêu VD vi sinh vật hiếu khí và vi sinh vật kị khí?
+ Lên men diễn ra trong điều kiện nào?
+ Vì sao lên men đạt mức năng l−ợng thấp hơn nhiều so với hô hấp hiếu khí?
HS: Hoạt động cá nhân, hoạt động nhóm trả lời câu hỏi thảo luận GV: khái quát kiến thức
III. Hô hấp và lên men
- Tất cả các phản ứng hóa học diễn ra trong tế bào, xúc tác bởi các enzim đ−ợc gọi chung là chuyển hóa vật chất. Quá trình này gồm:
- Quá trình tổng hợp các chất hữu cơ từ các chất dinh d−ỡng lấy từ môi tr−ờng cơ bản giống các sinh vật khác.
- Quá trình phân giải các chất tạo ra các chất giàu năng l−ợng cung cấp cho hoạt động sống của tế bào. các vi sinh vật hóa d−ỡng chuyển hóa chất dinh d−ỡng d−ới hai hình thức: Hô hấp và lên men.
1. Hô hấp
- Hô hấp hiếu khí: Là quá trình oxi hoá các phân tử hữu cơ. Chất nhận electron cuối cùng là oxi. Sản phẩm của quá trình là CO2, H2O, năng l−ợng
- Hô hấp kị khí : Là quá trình phân giải cacbohidrat, chất nhận electron cuối cùng là các chất vô cơ NO3-, SO42-, CO2. Sản phẩm của quá trình có thể là axit axetic, axit fumaric, axit xitric và năng l−ợng.
GV: Yêu cầu HS định nghĩa hô hấp hiếu khí, hô hấp kị khí, lên men. HS :...
GV: Chính xác hóa kiến thức và khái quát
Là sự phân giải cacbonhidrat xúc tác bởi enzim trong điều kiện kị khí. Chất cho electron và chất nhận electron là các phân tử hữu cơ. VD: Nấm men C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2+ Q VK lactic C6H12O 6 2CH3CHOHCOOH + Q V. Củng cố - HS đọc kết luận SGK T115
- GV cho HS làm một số câu hỏi trắc nghiệm: 1. Vi sinh vật có thể thuộc các giới:
A. Khởi sinh + Nguyên sinh
B. Khởi sinh + Nguyên sinh + Nấm
C. Khởi sinh + Nguyên sinh + Nấm + Thực vật D. Khởi sinh + Nguyên sinh + Nấm + Động vật
2. Sinh vật có kiểu dinh d−ỡng nào sau đây sẽ khó tồn tại và phát triển ở môi tr−ờng toán chất hữu cơ?
A. Quang tự d−ỡng B. Quang dị d−ỡng C. Hóa tự d−ỡng D. Hóa dị d−ỡng E. A + B F. A + C
G. C + D H. B + D
VI. Công việc về nhà
- Học bài và trả lời câu hỏi cuối SGK - Đọc mục “ Em có biết”
- Chuẩn bị bài mới Bài 34: “ Quá trình tổng hợp các chất ở vi sinh vật và ứng dụng”.
VII. Phụ lục
Đáp án phiếu học tập 33.1: Tìm hiểu hô hấp và lên men
Nội dung Hô hấp hiếu khí Hô hấp kị khí Lên men
Điều kiện Cần oxi Không cần oxi Không cần oxi Chất nhận
electron cuối cùng
Là oxi phân tử Là chất vô cơ: NO3, SO42-, CO2 Là một chất hữu cơ Sản phẩm CO2, H2O, năng l−ợng Các sản phẩm trung
gian, năng l−ợng R−ợu, giấm... Mức năng l−ợng 38 ATP ~ ≈25 ATP 2 ATP
Bμi 38: Sinh tr−ởng của Vi sinh vật
I. Mục tiêu 1.Kiến thức
Học xong bài này HS phải:
- Nêu đ−ợc các đặc diểm về sinh tr−ởng của vi sinh vật nói chung và vi khuẩn nói riêng
- Nêu đặc điểm 4 pha sinh tr−ởng ở đ−ờng cong sinh tr−ởng của vi khuẩn trong hệ thống đóng.
- Nêu đ−ợc nguyên tắc và ứng dụng sự sinh tr−ởng của vi sinh vật để tạo ra các sản phẩm cần thiết
2.Kĩ năng
Rèn luyện một số kĩ năng:
- Phân tích, so sánh, t− duy logic - Khái quát hoá kiến thức
II. Ph−ơng tiện dạy học
- Sơ đồ về đ−ờng cong sinh tr−ởng của vi sinh vật
- Phiếu học tập 38.1: Tìm hiểu sự sinh tr−ởng của vi sinh vật trong nuôi cấy không liên tục.
Các pha sinh tr−ởng Đặc điểm
Pha lag Pha log Pha cân bằng Pha suy vong
III. Kiến thức trọng tâm
- Khái niệm sinh tr−ởng, thời gian thế hệ, các pha sinh tr−ởng
- ứng dụng nuôi cấy vi sinh vật, phân biệt 2 ph−ơng pháp nuôi cấy vi sinh vật
IV. Tiến trình bài giảng
1.ổn đinh tổ chức, kiểm tra sĩ số 2.Kiểm tra bài cũ: Không kiểm tra
3. Bài mới
Cũng giống nh− ở động vật và thực vật, sinh tr−ởng và sinh sản là thuộc tính cơ sở của vi sinh vật. Vậy với kích th−ớc nhỏ bé nh− vậy vi sinh vật sinh tr−ởng và sinh sản nh− thế nào?
Dựa vào câu trả lời của HS giáo viên dẫn dắt vào bài
Hoạt động của GV và HS Nội dung
Hoạt động 1: Tìm hiểu sinh tr−ởng ở vi sinh vật
GV nêu vấn đề: Để đánh giá sinh
I. Khái niệm về sinh tr−ởng
Sinh tr−ởng của sinh vật đ−ợc xác định bởi sự tăng kích th−ớc và khối
tr−ởng của động vật và thực vật ng−ời ta dựa vào những tiêu chí nào?
HS: Vận dụng vốn hiểu biết trả lời GV: Có thể đánh giá sự sinh tr−ởng của vi sinh vật dựa vào sự tăng kích th−ớc và khối l−ợng cơ thể không? Tại sao?
HS: Độc lập suy nghĩ
GV gợi ý: Nghiên cứu thông tin SGK T127 và cho biết sinh tr−ởng của vi sinh vật đ−ợc xác định nh− thế nào? HS:... GV: Nghiên cứu ví dụ SGK em có nhận xét gì về sự sinh tr−ởng của vi sinh vật? HS:…
GV: Tốc độ sinh tr−ởng của vi khuẩn đ−ợc xác định bởi yếu tố nào?
HS: Thời gian thế hệ là đại l−ợng quy định tốc độ sinh tr−ởng của vi khuẩn
GV: Do sinh sản bằng cách phân đôi đơn giản nên vi khuẩn đ−ợc dùng làm mô hình nghiên cứu sinh truởng của
l−ợng cơ thể. Nh−ng vi sinh vật là những cơ thể nhỏ bé nên sinh tr−ởng của vi sinh vật đ−ợc xác định bằng sự tăng khối l−ợng của cả quần thể vi sinh vật
- Sinh tr−ởng của vi sinh vật là sự tăng số l−ợng tế bào của cả quần thể vi sinh vật.
- vi sinh vật sinh tr−ởng rất nhanh nhờ sự phân chia tế bào. Số luợng tế bào vi khuẩn tăng theo cấp số nhân. - Công thức tổng quát: N: No x 2n (No: Số l−ợng tế bào vi khuẩn ban đầu, n: Số lần phân chia tế bào, N: Số l−ợng tế bào sau một thời gian nuôi) - Tốc độ sinh tr−ởng của vi khuẩn đ−ợc xác định bởi thời gian thế hệ của từng loài.
- Thời gian thế hệ: Thời gian từ khi sinh ra một tế bào cho đến khi tế bào đó phân chia hoặc số tế bào trong quần thể tăng gấp đôi. Kí hiệu là g. - ở mỗi loài vi sinh vật có thời gian thế hệ riêng.
vi sinh vật.
Hoạt động 2: Tìm hiểu sinh tr−ởng của quần thể vi sinh vật
GV: Thế nào là nuôi cấy không liên tục?
HS:...
GV: Quan sát hình 38 và nghiên cứu thông tin SGK T128 hoàn thành bảng sau ( GV phát phiếu học tập).
HS: Độc lập nghiên cứu thảo luận nhóm hoàn thành phiếu học tập. GV: + Yêu cầu đại diện báo cáo kết quả.
+ Chiếu hình 38 SGK, phân tích và chiếu đáp án phiếu học tập.
GV nêu câu hỏi thảo luận:
+ Vì sao ở pha tiềm phát tốc độ sinh tr−ởng bằng không ( M=0)
+ Để thu đ−ợc sinh khối vi sinh vật ta nên dừng lại ở pha nào?
+ Để không xảy ra pha suy vong của quần thể vi sinh vật ta phải làm gì? + Tại sao trong môi tr−ờng đất, n−ớc pha log không xảy ra?
HS:…
GV: Khái quát
GV: Nêu sự khác nhau giữa nuôi cấy không liên tục và nuôi cấy liên tục?
- VD:+ E.Coli ở 40°C g= 20 phút +Trực khuẩn lao ở 37°C là 12h +Nấm men bia ở 30°C là 2h
II. Sinh tr−ởng của quần thể vi sinh vật
1. Nuôi cấy không liên tục
a. Khái niệm
Trong điều kiện phòng thí nghiệm: Nuôi cấy không liên tục là kiểu nuôi cấy không bổ sung chất dinh d−ỡng và lấy bớt đi sinh khối tế bào trong một thời gian nhất định.
b. Các pha sinh tr−ởng trong nuôi cấy không liên tục
Đáp án phiếu học tập số 38.1
2. Nuôi cấy liên tục
HS: ...
GV: Trong môi tr−ờng nuôi cấy liên tục quần thể vi sinh vật sinh tr−ởng nh− thế nào?
HS: Phân tích và trình bày
GV: + Vì sao trong nuôi cấy liên tục