Giáo án sinh học 10 kết nối bài 21: Trao đổi chất, sinh trưởng và sinh sản ở vi sinh vật

HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN –

HỌC SINH

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

●       Nhiệm vụ 1: Tìm hiểu quá trình tổng hợp

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chia lớp thành 3 nhóm lớn, mỗi nhóm lớn lại chia thành các nhóm nhỏ hơn (tùy vào số lượng HS trong lớp), yêu cầu các nhóm đọc thông tin và quan sát các sơ đồ mục  I (SGK tr.122 – 124), tìm hiểu về các nội dung sau:

+ Nhóm 1: Tìm hiểu về tổng hợp carbohydrate

+ Nhóm 2: Tìm hiểu về tổng hợp protein

+ Nhóm 3: Tìm hiểu về tổng hợp lipid và nucleic acid

- GV sử dụng kĩ thuật mảnh ghép, tổ chức cho các nhóm thảo luận và trả lời các câu hỏi.

●       Vòng 1: Nhóm chuyên gia

- Các thành viên nhóm chuyên gia đọc thông tin SGK, thảo luận về nội dung được phân công và thực hiện các nhiệm vụ học tập:

+ Nhóm 1: Đọc thông tin mục I.1a (SGK tr.122 – 123) và quan sát sơ đồ Hình 21.1, thảo luận và tóm tắt quá trình tổng hợp carbohydrate.

+ Nhóm 2: Đọc thông tin mục I.1b (SGK tr.123) và phương trình Hình 21.2, thảo luận và tóm tắt quá trình tổng hợp protein.

+ Nhóm 3: Đọc thông tin mục I.1c,d, nêu đặc điểm của quá trình tổng hợp lipid và nucleic acid ở vi sinh vật.

●       Vòng 2: Nhóm mảnh ghép

- GV yêu cầu thành viên các nhóm chuyên gia tách ra, kết hợp với thành viên các nhóm chuyên gia khác để tạo thành các nhóm mảnh ghép (nhóm mảnh ghép 6 HS gồm 2 HS từ các nhóm chuyên gia nghiên cứu 3 nội dung khác nhau).

- Thành viên nhóm mảnh ghép chia sẻ thông tin mà mình đã thảo luận ở nhóm chuyên gia và cùng nhau thảo luận để trả lời các câu hỏi sau:

1. Nêu một số ví dụ về quá trình tổng hợp các chất ở vi sinh vật.

2. Quá trình tổng hợp các chất ở VSV có gì khác so với quá trình tổng hợp ở động vật và thực vật?

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- Các nhóm đọc thông tin SGK, trao đổi và trả lời các câu hỏi của GV.

- GV quan sát, hỗ trợ cho HS khi cần thiết.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- Đại diện các nhóm đôi chia sẻ kết quả thảo luận.

- GV yêu cầu các nhóm khác nhận xét, bổ sung ý kiến (nếu có).

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá, nhận xét câu trả lời của HS, kết luận khái niệm và chuyển sang nhiệm vụ tiếp  theo.

●       Nhiệm vụ 2: Tìm hiểu quá trình phân giải các chất ở VSV

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS làm việc theo nhóm 4HS, nghiên cứu thông tin mục I.2 (SGK tr.124), kết hợp quan sát sơ đồ Hình 21.3 để tìm hiểu về quá trình phân giải các chất ở VSV.

- GV sử dụng kĩ thuật khăn trải bàn, hướng dẫn các nhóm thảo luận và trả lời các câu hỏi:

1. Quá trình phân giải ở VSV có gì giống và khác so với quá trình phân giải ở động vật và thực vật.

2. Theo em, người ta có thể ứng dụng quá trình phân giải đường đa, lipid và protein ở vi sinh vật vào những lĩnh vực nào? Giải thích và lấy ví dụ minh họa.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS các nhóm đọc thông tin SGK, suy nghĩ và viết câu trả lời cho các câu hỏi.

- Cả nhóm thảo luận, thống nhất đáp án chung từ câu trả lời của các thành viên trong nhóm, chuẩn bị trình bày trước lớp

- GV quan sát, hỗ trợ HS khi cần thiết.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV yêu cầu đại diện một số nhóm báo cáo kết quả thảo luận.

- Các nhóm khác lắng nghe, nhận xét, bổ sung ý kiến (nếu có).

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá, nhận xét câu trả lời của HS, chuẩn kiến thức và chuyển sang hoạt động tiếp theo.

I. QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP VÀ PHÂN GIẢI CÁC CHẤT Ở VI SINH VẬT

1. Quá trình tổng hợp

Sinh tổng hợp (đồng hóa) là quá trình tế bào sử dụng năng lượng để liên kết các phân tử đơn giản thành các phân tử hữu cơ phức tạp cần thiết. 

a) Tổng hợp carbohydrate

- Nhiều loài VSV có khả năng tổng hợp nên glucose theo nhiều con đường khác nhau: quang hợp ở vi khuẩn lam, các loại tảo; quang khử ở vi khuẩn màu lục và màu tía; hóa tổng hợp ở vi khuẩn sắt, vi khuẩn nitrate.

- Con đường quan trọng và phổ biến nhất là quang hợp.

b) Tổng hợp protein

Phần lớn vi sinh vật có khả năng tổng hợp được toàn bộ 20 loại amino acid, trong khi còn người không làm được.

Một số vi sinh vật (vi khuẩn lam, Rhizobium) có thể chuyển hóa N2 của khí quyển thành ammonia (NH3) cung cấp nitrogen cho cả hệ sinh thái.

c) Tổng hợp lipid

Ở vi sinh vật, lipid được tổng hợp từ các acid béo và glycerol.

d) Tổng hợp nucleic acid

Nucleotide được tổng hợp từ 1 gốc đường 5 cacbon + amino acid + phosphoric acid. Tất cả các phản ứng đều sử dụng ATP.

2. Phân giải các chất

- Các VSV dị dưỡng phân giải các hợp chất hữu cơ do VSV khác cung cấp để lấy làm nguyên liệu cho hoạt động sống của chúng. 

- Trong tế bào vi sinh vật, các chất hữu cơ có thể tiếp tục phân giải.

* Gợi ý trả lời câu hỏi:

Câu 1 (NV1): Quá trình tổng hợp các chất ở VSV: Sinh tổng hợp, còn gọi là quá trình đồng hoá, trong đó tế bào sử dụng năng lượng để liên kết các phân tử đơn giản thành các phân tử hữu cơ phức tạp cần thiết cho tế bào. VSV có khả năng sinh tổng hợp tất cả các chất thiết yếu cho tế bào như carbohydrate, protein, nucleic acid và lipid.

Ví dụ: Vi khuẩn Rhizobium có trong nốt sần của các cây họ Đậu có khả năng chuyển hoá N, trong khí quyển thành ammonia (NH,) cung cấp nguồn nitrogen cho quá trình tổng hợp các amino acid của chúng.

- Quá trình phân giải các chất ở vi sinh vật: Những vi sinh vật dị dưỡng hoại sinh thường tiết các enzyme ra bên ngoài tế bào để phân giải chất hữu cơ thành các chất đơn giản rồi hấp thụ chúng vào trong tế bào. Trong tế bào, các chất hữu cơ đơn giản có thể tiếp tục được phân giải (ví dụ: các monosaccharide tiếp tục được phân giải theo con đường hô hấp hiếu khí, hô hấp kị khí hoặc lên men) để giải phóng năng lượng cung cấp cho các hoạt động sống.

Ví dụ: Để sản xuất nước tương và nước mắm, con người đã sử dụng các enzyme ngoại bào đo các vi sinh vật sinh ra để phân giải các protein có trong đậu nành và cá.

Câu 2 (NV1) +  Câu 1 (NV2):

- Một số vi sinh vật có khả năng quang hợp sinh oxygen giống như thực vật, ngoài ra một số khác còn có khả năng quang hợp không sinh oxygen, một số lại có hình thức tổng hợp chất hữu cơ từ các chất vô cơ nhờ nguồn năng lượng từ các phản ứng hoá học. Đây là những hình thức tổng hợp các chất chỉ có ở vi sinh vật.

- Khả năng phân giải của VSV đa dạng hơn, đặc biệt nhiều loại vi sinh vật (vi khuẩn, nấm) có thể tiết ra nhiều loại enzyme ngoại bào để phân giải các chất hữu cơ thành chất dinh dưỡng đơn giản ở bên ngoài cơ thể, sau đó mới hấp thụ vào trong tế bào. Đây cũng là khả năng chỉ vi sinh vật mới có.

Câu 2 (NV2):

- Ứng dụng quá trình phân giải đường đa để tạo ra đường đơn như glucose, acid lactic,...cethanol dùng trong sản xuất bánh kẹo, rượu bia, sữa chua,... hay sản xuất nhiên liệu sạch.

-  Phân giải lipid được ứng dụng trong sản xuất xà phòng và các chất tẩy rửa nhằm đánh tan các vết dầu mỡ khó tẩy rửa.

- Hai quá trình này còn được ứng dụng để phân giải các chất thải hữu cơ trong xử lí ô nhiễm môi trường, ứng dụng để làm sạch da trong ngành thuộc da,...