Giáo án NLS chuyên đề Sinh học 10 Bài 6: Quy trình công nghệ sản xuất enzyme
Giáo án chuyên đề NLS Sinh học 10 (bộ SGK thống nhất từ 2026 - 2027) Bài 6: Quy trình công nghệ sản xuất enzyme. Với năng lực số được tích hợp, tiết học sẽ giúp học sinh tăng cường khả năng ứng dụng công nghệ, tin học vào việc tìm hiểu các chuyên đề học tập. KHBD này là file word, tải về dễ dàng.
=> Giáo án tích hợp NLS chuyên đề Sinh học 10
Các tài liệu bổ trợ
BÀI 6: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ENZYME
I. MỤC TIÊU
1. Về kiến thức
Sau bài học này, HS sẽ:
- Trình bày được quy trình công nghệ sản xuất enzyme
- Lấy được một số ví dụ minh họa quy trình sản xuất enzyme
2. Năng lực
- Năng lực chung:
- Tự chủ và tự học: Chủ động, tích cực thực hiện nhiệm vụ của bản thân trong học tập và cuộc sống. Tự điều chỉnh thái độ và hành vi khi tham gia hoạt động nhóm và thực hiện các dự án/ nghiên cứu về công nghệ enzyme.
- Năng lực giao tiếp và hợp tác Chủ động, tự tin trong việc trình bày các vấn đề nghiên cứu và tìm hiểu về công nghệ enzyme. Sử dụng thành thạo ngôn ngữ, văn bản để thể hiện các sản phẩm thực hiện dự án về công nghệ enzyme. Chủ động lắng nghe, chia sẻ thông tin với các bạn trong nhóm, với GV và các thành viên khác trong lớp học và ngoài lớp học.
- Giải quyết vấn đề sáng tạo: Đặt được câu hỏi, nếu được vấn đề sáng tạo, thực tiễn về công nghệ enzyme trong nghiên cứu và trong cuộc sống. Xác định và làm rõ được thông tin từ các nguồn khác nhau để thấy được triển vọng của công nghệ enzyme.
- Năng lực riêng:
- Nhận thức tìm hiểu thế giới sống: Đặt ra được các câu hỏi/vấn đề liên quan đến nghiên cứu ứng dụng công nghệ enzyme; phân tích được bối cảnh thực tế liên quan đến ứng dụng công nghệ enzyme trong thực tiễn; trình bày được vấn đề đặt ra. Sử dụng ngôn ngữ, hình vẽ, sơ đồ, bảng biểu để thể hiện quá trình và sản phẩm nghiên cứu.
- Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học: Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học để giải thích, đánh giá những ứng dụng của công nghệ enzyme trong nghiên cứu và trong thực tiễn thông qua: Đề xuất được một số giải pháp đơn giản ứng dụng công nghệ enzyme phục vụ cuộc sống hằng ngày. Đánh giá, phản biện được một số mô hình công nghệ enzyme ở mức độ cơ bản.
Năng lực số:
- [1.1.NC1b]: Duyệt, tìm kiếm và lọc dữ liệu, thông tin và nội dung số - HS áp dụng kỹ thuật tìm kiếm nâng cao trên Internet (sử dụng từ khóa chính xác, toán tử) để thu thập các sơ đồ, bài báo y khoa uy tín về quy trình sản xuất enzyme tái tổ hợp.
- [2.1.NC1a]: Tương tác thông qua công nghệ số - HS sử dụng thiết bị điện thoại thông minh để truy cập và tương tác trực tiếp trên nền tảng Quizizz/Kahoot nhằm hoàn thành bài tập trắc nghiệm củng cố kiến thức ở phần Luyện tập.
- [2.4.NC1a]: Hợp tác thông qua công nghệ số - HS chủ động đề xuất sử dụng công cụ số (Google Docs) tạo không gian làm việc chung để các thành viên hợp tác ghi chép kết quả thảo luận nhóm mảnh ghép.
- [3.2.NC1a]: Tích hợp và tạo lập lại nội dung số - HS làm việc với các khối kiến thức sinh học thô, tiến hành sửa đổi, tinh chỉnh (rút gọn nội dung) và tích hợp hình ảnh trên phần mềm Canva để tạo ra một Infographic hướng dẫn ứng dụng enzyme trong đời sống.
- [5.3.NC1b]: Sử dụng sáng tạo công nghệ số - HS áp dụng xử lý nhận thức tập thể bằng cách cùng nhau trao đổi, động não và thống nhất các yếu tố ảnh hưởng đến năng suất lên men enzyme trên không gian bảng ảo Padlet.
Năng lực AI:
- [10.A2.1]: Rủi ro đối với con người và dự án AI - HS nêu được rủi ro đối với con người khi sử dụng AI để tự động hóa thiết kế chuỗi DNA cho enzyme tái tổ hợp: Nếu AI có hiện tượng sai lệch (hallucination) tạo ra một chuỗi protein có độc tính hoặc gây dị ứng, nó sẽ đe dọa sức khỏe cộng đồng nếu không được kiểm thử lâm sàng nghiêm ngặt.
- [10.C2.MR1]: Liên hệ các ứng dụng AI và vấn đề trong thực tế - HS xác định được các yêu cầu cần có đối với hệ thống AI giám sát bồn lên men vi sinh vật (cần cảm biến IoT thu thập dữ liệu pH, nhiệt độ liên tục; thuật toán học máy phân tích dữ liệu; cảnh báo theo thời gian thực để tối ưu năng suất enzyme).
3. Phẩm chất
- HS thấy yêu thích môn học hơn, đam mê hơn với khoa học và công nghệ
- Tích cực học tập, rèn luyện để chuẩn bị cho nghề nghiệp tương lai.
II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU
1. Đối với giáo viên
- SGK, Sách chuyên đề học tập Sinh học 10, SGV, KHBD.
- Hình ảnh, sơ đồ về quy trình sản xuất enzyme ; enzyme amylase, enzyme protesase, enzyme protesase tái tổ hợp ; quy trình thu nhận enzyme urease
- Máy tính, máy chiếu (nếu có).
- Máy tính cá nhân/Laptop, màn hình máy chiếu/Tivi tương tác, kết nối Internet tốc độ cao. Các phần mềm ứng dụng: Quizizz/Kahoot (tạo câu hỏi trắc nghiệm), website kenhhoctap.edu.vn, nền tảng AI (ChatGPT/Gemini), ứng dụng Google Docs/ Padlet, Canva.
- Video AI tạo bằng công cụ AI được dùng để khởi động bài học.
2. Đối với học sinh
- Sách chuyên đề học tập Sinh học 10.
- Điện thoại thông minh (Smartphone) hoặc máy tính bảng có kết nối Internet, cài sẵn trình duyệt web.
- Giấy A4, bảng vẽ, bút lông
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
1. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG
a. Mục tiêu: Tạo tâm thế hứng thú cho học sinh và từng bước làm quen bài học.
b. Nội dung: GV trình bày vấn đề; HS trả lời câu hỏi.
c. Sản phẩm học tập: Câu trả lời của HS về nguồn gốc sản xuất enzyme và quy trình để tạo ra các enzyme tinh sạch
d. Tổ chức thực hiện:
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập
- GV đặt vấn đề : Trong đời sống, nhiều ngành sản xuất ứng dụng công nghệ enzyme với quy mô lớn như: công nghiệp thực phẩm, công nghiệp dệt, mĩ phẩm,...
- GV đặt câu hỏi : Với quy mô sản xuất lớn phải cần một lượng lớn enzyme. Vậy enzyme được dùng trong các ngành sản xuất có nguồn gốc từ đâu và quy trình để tạo ra các enzyme tinh sạch được tiến hành như thế nào?
- GV tiếp tục yêu cầu HS xem video AI được thiết kế để phục vụ bài dạy và trả lời câu hỏi xuất hiện trong video đó.
Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập
- HS tiếp nhận nhiệm vụ, suy nghĩ trả lời câu hỏi mở đầu
Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận
- GV gọi 2 – 3 HS đưa ra dự đoán cá nhân về tình huống mở đầu.
- HS khác nhận xét, bổ sung (nếu có)
Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập
- GV ghi nhận câu trả lời của HS, trên cơ sở đó, GV dẫn dắt vào bài học: Để hiểu rõ hơn về quy trình sản xuất và thu thập enzyme , chúng ta sẽ cùng nhau đi tìm hiểu trong bài học ngày hôm nay Bài 6 – Quy trình công nghệ sản xuất enzyme
[2.1.NC1a]: HS quan sát, lắng nghe thiết bị hiển thị và thực hiện tương tác với nội dung số (Video AI) để nhận biết tình huống khởi động bài học.
2. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC
Hoạt động 1: Quy trình tổng quát
a. Mục tiêu: Thông qua hoạt động:
- HS nêu được quy trình sản xuất, các bước của quy trình công nghệ sản xuất enzyme
b. Nội dung:
- GV hướng dẫn HS đọc thông tin tr.11, 12 tìm hiểu về quy trình sản xuất enzyme
- HS thảo luận, trao đổi và trả lời câu hỏi.
c. Sản phẩm học tập: HS ghi và vở và ghi nhớ được các kiến thức trọng tâm về quy trình sản xuất enzyme, thực hiện các yêu cầu mà GV đưa ra
d. Tổ chức hoạt động:
…………………………………………..
…………………………………………..
…………………………………………..
Hoạt động 2: Quy trình sản xuất và thu thập một số enzyme
a. Mục tiêu: Thông qua hoạt động:
- HS trình bày được quy trình sản xuất một số enzyme cụ thể
b. Nội dung:
- GV hướng dẫn HS đọc thông tin trong SCĐ, tìm hiểu về quy trình sản xuất một số enzyme cụ thể
- HS thảo luận, trao đổi và trả lời câu hỏi.
c. Sản phẩm học tập: HS ghi được vào vở quy trình sản xuất một số enzyme cụ thể, trả lời câu hỏi mục dừng lại và suy ngẫm.
d. Tổ chức hoạt động:
| HOẠT ĐỘNG CỦA GV – HS | DỰ KIẾN SẢN PHẨM | NLS/AI |
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập - GV yêu cầu HS đọc nội dung thông tin mục II, sử dụng kĩ thuật mảnh ghép để hướng dẫn HS thảo luận những nội dung về quy trình sản xuất và thu thập một số enzyme ● Vòng 1: Nhóm chuyên gia - Mỗi nhóm lớn sẽ thực hiện nhiệm vụ tìm hiểu về quy trình sản xuất và thu thập một số enzyme + Nhóm 1: Tìm hiểu về quy trình sản xuất amylase theo phương pháp nuôi cấy nổi
+ Nhóm 2: Tìm hiểu về quy trình sản xuất enzyme protease theo phương pháp nuôi cấy chìm
+ Nhóm 3: Tìm hiểu quy trình sản xuất enzyme protease tái tổ hợp
+ Nhóm 4: Tìm hiểu về quy trình thu nhận enzyme urease
- Nhóm trưởng hãy đề xuất các công cụ và công nghệ số khác nhau cho quá trình hợp tác: Lập một file Google Docs và chia sẻ quyền để các chuyên gia trong nhóm cùng lúc soạn thảo và tóm tắt quy trình. - Để bài tóm tắt thêm sinh động, HS hãy áp dụng kỹ thuật tìm kiếm: Tra cứu Google với từ khóa cụ thể (VD: "sản xuất enzyme protease tái tổ hợp" AND "sơ đồ") để lấy biểu đồ quy trình minh họa. ● Vòng 2: Nhóm mảnh ghép - GV thành lập các nhóm mảnh ghép từ các thành viên trong nhóm chuyên gia. (Mỗi nhóm có ít nhất 1 thành viên của nhóm chuyên gia) - Các nhóm mảnh ghép thảo luận để trả lời câu hỏi phần Dừng lại và suy ngẫm + Sản xuất enzyme protease tái tố hợp có ưu điểm gì so với sản xuất protease bằng phương pháp nuôi cấy chìm ? Giải thích. - GV đặt câu hỏi mở rộng cho HS thảo luận : "Nhiều công ty đang dùng phần mềm AI tạo sinh để thiết kế chuỗi DNA mới mã hóa cho enzyme tái tổ hợp siêu mạnh. Nêu một số rủi ro đối với con người, xã hội nếu thuật toán AI này mắc sai lầm?" Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập - HS đọc thông tin, thảo luận tìm hiểu về quy trình sản xuất và thu nhận một số enzyme - HS thực hành tìm kiếm nâng cao và soạn thảo trên Google Docs. - HS thảo luận về rủi ro đạo đức và an toàn của AI sinh học. - HS thảo luận, trao đổi và trả lời câu hỏi. - GV hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết). Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận - GV mời đại diện HS trả lời câu hỏi. - Báo cáo AI: Rủi ro xảy ra là AI có thể sai lệch tạo ra một protein mang độc tính cao, có khả năng gây dị ứng nghiêm trọng hoặc phản ứng chéo khó lường ở người. Nếu rò rỉ ra xã hội sẽ gây khủng hoảng y tế. - GV mời HS khác nhận xét, bổ sung. Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức. | II. Quy trình sản xuất và thu nhận một số enzyme 1. Quy trình sản xuất amylase theo phương pháp nuôi cấy nổi - Amylase là một nhóm enzyme rất phổ biến trong giới sinh vật, thuộc hệ enzyme thủy phân, xúc tác phân giải liên kết nội phân tử trong nhóm polysaccharide - Quy trình sản xuất enzyme amylasr
2. Quy trình sản xuất enzyme protease theo phương pháp nuôi cấy chìm - Protease là enzyme xúc tác cho các phản ứng thuỷ phân protein và các chuỗi polypeptide đến sản phẩm cuối cùng là amino acid. - Môi trường dùng trong sản xuất protease đối với phương pháp nuôi cấy chìm là rỉ đường, nguồn thu enzyme là nấm mốc hoặc vi khuẩn. Người ta thường dùng nấm mốc Aspergillus niger có khả năng tổng hợp enzyme như amylase, protease, cellulose, lipase. - Các giai đoạn trong quy trình sản xuất enzyme protease
3. Quy trình sản xuất enzyme protease tái tổ hợp - Công nghệ DNA tái tổ hợp và kĩ thuật nuôi cấy vi sinh vật là cơ sở để sản xuất nhiều loại protein tái tổ hợp như vaccine, hormone và enzyme. - Quy trình sản xuất enzyme protease tái tổ hợp trải qua nhiều công đoạn, đòi hỏi kĩ thuật cao, nghiêm ngặt hơn quy trình sản xuất theo phương pháp truyền thống.
4. Quy trình thu nhận enzyme urease - Urease là enzyme thủy phân urea, được ứng dụng nhiều trong sản xuất và đời sống - Để thu enzyme urease người ta có thể dùng nguyên liệu là vi sinh vật hay thực vật như đậu nành, đậu rựa. - Quy trình thu nhận enzyme urease
* Dừng lại và suy ngẫm So với sản xuất enzyme protease bằng phương pháp nuôi cấy chìm, sản xuất enzyme protease tái tổ hợp thu được lượng enzyme lớn hơn do vi sinh vật sử dụng làm nguồn thu được cấy gene mã hoá tổng hợp enzyme protease vào DNA tế bào chủ, giúp tăng lượng enzyme khi nuôi cấy vi sinh vật. Sản xuất enzyme protease từ vi sinh vật bằng phương pháp nuôi cấy chìm chưa đáp ứng được việc mở rộng quy mô sản xuất và ứng dụng nhóm enzyme này trong đời sống. |
[2.4.NC1a]: Nhóm trưởng chủ động thiết lập không gian làm việc số (Google Docs) để các thành viên hợp tác trực tuyến, phân chia công việc tóm tắt lí thuyết rõ ràng, minh bạch. [1.1.NC1b]: HS áp dụng kỹ thuật tìm kiếm nâng cao trên Internet (sử dụng toán tử AND) để lấy được các sơ đồ công nghệ sinh học y khoa chính xác, uy tín.
[10.A2.1]: HS nêu được rủi ro tiềm ẩn đối với con người, xã hội nếu lạm dụng các sản phẩm do AI sinh học tạo ra mà thiếu sự kiểm duyệt an toàn khắt khe của phòng thí nghiệm, nâng cao ý thức về an toàn sinh học công nghệ cao. |
3. HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP
Hoạt động 1: Trả lời câu hỏi tự luận
a. Mục tiêu: HS biết vận dụng kiến thức đã học để trả lời câu hỏi Luyện tập.
b. Nội dung: GV đưa ra nhiệm vụ; HS sử dụng kiến thức đã học để trả lời câu hỏi.
c. Sản phẩm học tập:
- Kết quả trả lời câu hỏi 1, 2 phần luyện tập và vận dụng tr42
d. Tổ chức thực hiện
…………………………………………..
…………………………………………..
…………………………………………..
4. HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG
a. Mục tiêu: HS biết vận dụng kiến thức thực tế để giải quyết các vấn đề ứng dụng enzyme trong đời sống. Phát triển năng lực tạo nội dung kĩ thuật số.
b. Nội dung: Đề xuất một số giải pháp ứng dụng enzyme (trong giặt tẩy, thực phẩm). Tích hợp kĩ năng tinh chỉnh thông tin và tích hợp định dạng số.
c. Sản phẩm học tập: Ấn phẩm Infographic kĩ thuật số của HS.
d. Tổ chức thực hiện:
Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ học tập
- GV yêu cầu HS về nhà giải quyết vấn đề: "Hãy đề xuất và giải thích cơ chế của một ứng dụng công nghệ enzyme đơn giản phục vụ cuộc sống hằng ngày trong gia đình em (Ví dụ: dùng dứa ướp thịt, dùng bột giặt sinh học, hoặc ủ rác hữu cơ)."
- Để chia sẻ "mẹo vặt" khoa học này cho mọi người, HS hãy làm việc với các mục nội dung, sửa đổi, tinh chỉnh và tích hợp chúng: Sử dụng phần mềm thiết kế Canva hoặc PowerPoint để tóm gọn nội dung giải thích, chèn hình ảnh minh họa thực tế và thiết kế thành một Infographic kĩ thuật số hoặc Poster nộp cho GV thay vì viết tay.
- Hình thức thể hiện: Tất cả nội dung được trình bày trên Infographic Canva, văn bản được rút gọn (tinh chỉnh) súc tích, hình ảnh trực quan (miếng thịt, quả dứa, phân tử protein bị cắt đứt), mang tính ứng dụng đời sống cao.
Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ học tập
- HS thực hiện phân tích đề xuất tại nhà.
- Thao tác phần mềm thiết kế đồ họa tạo ấn phẩm số hóa.
Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận
- Tiết học sau, HS nộp file thiết kế (Ảnh/PDF) cho GV và trình chiếu giới thiệu trước lớp.
- Đề xuất (Ví dụ): Dùng nước ép dứa (khóm) ướp thịt bò trước khi nấu.
- Giải thích cơ sở khoa học: Quả dứa chứa lượng lớn enzyme Bromelain (một loại protease thực vật). Khi ướp, enzyme này xúc tác thủy phân các chuỗi polypeptide dài, dai trong cấu trúc sợi cơ của thịt thành các đoạn peptide ngắn, làm thịt mềm, dễ tiêu hóa và thấm vị ngọt.
Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập
- GV nhận xét tính chính xác về sinh hóa học của giải pháp, đánh giá sự sáng tạo trong việc tinh chỉnh văn bản thành thiết kế đồ họa truyền thông số và tính thẩm mĩ của sản phẩm.
* HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ:
- HS ôn lại kiến thức đã học
- Đọc trước bài mới: Bài 7. Ứng dụng của enzyme