Giáo án môn Sinh học 10 - Bài 25: Sinh trưởng của vi sinh vật - Nguyễn Thị Thơm

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
Trường Đại Học Giáo Dục
Khoa Sư phạm
GIÁO ÁN
MÔN: CHƯƠNG TRÌNH VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC SINH HỌC
BÀI 25: SINH TRƯỞNG CỦA VI SINH VẬT
Giảng viên: TS. Bùi Thị Hương
Sinh viên: Nguyễn Thị Thơm
Mã SV: 12011004
Lớp: QH-2012S Sinh học
Hà Nội, 2016
GIÁO ÁN
CHƯƠNG II: SINH TRƯỞNG VÀ SINH SẢN CỦA VI SINH VẬT
BÀI 25: SINH TRƯỞNG CỦA VI SINH VẬT
MỤC TIÊU
Kiến thức
- Trình bày được đặc điểm chung của sự sinh trưởng ở vi sinh vật. 
- Hiểu được thời gian thế hệ tế bào, ý nghĩa.
- Giải thích được sự sinh trưởng của chúng trong điều kiện nuôi cấy liên tục và không liên tục.
- Nắm được các pha cơ bản nuôi cấy vi khuẩn không liên tục.
Kỹ năng
- Rèn kĩ năng phân tích so sánh, khái quát.
- Phân tích hình, kênh chữ, nhận biết kiến thức, khái quát, hệ thống tổng hợp kiến thức và vận dụng vào thực tế.
- Hình thành khả năng làm việc khoa học.
Thái độ
- Học sinh hiểu nguyên tắc và ý nghĩa của phương pháp nuôi cấy liên tục, ứng dụng được vào thực tế đời sống.
- Có niềm tin vào khoa học hiện đại.
PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC
Vấn đáp, hoạt động nhóm.
Bài giảng điện tử.
CHUẨN BỊ
1. Giáo viên
- Giáo án, máy chiếu.
- Phiếu học tập:
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1
 Nghiên cứu mục II.1(Nuôi cấy không liên tục) SGK, kết hợp sơ đồ hình 25, hoàn thành phiếu học tập sau:
Nuôi cấy không liên tục
Đặc điểm
Nguyên nhân
1. Pha tiềm phát (pha lag)
2. Pha lũy thừa (pha log)
3. Pha cân bằng
4. Pha suy vong
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2
 Nêu những điểm khác nhau giữa nuôi cấy liên tục và nuôi cấy không liên tục?
Đặc điểm
Nuôi cấy không liên tục
Nuôi cấy liên tục
Môi trường nuôi cấy
Thời gian sinh trưởng
Các pha 
Sơ đồ đường cong sinh trưởng
2. Học sinh
- SGK, đọc trước bài mới.
TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
Ổn định tổ chức lớp học (1 phút): Ổn định lớp học, kiểm tra sĩ số.
Kiểm tra bài cũ (5 phút): Em hãy cho biết khái niệm và đặc điểm chung cơ bản của sinh vật?
Giảng bài mới
Đặt vấn đề: “ Như chúng ta đã biết sự sinh trưởng là sự tăng kích thước và số lượng tế bào. Nhưng đối với VSV, là sinh vật có kích thước nhỏ bé thì sự sinh trưởng được tính như thế nào? Để tìm hiểu vấn đề này hôm nay chúng ta sang bài mới, bài 25”.
Nội dung và phương pháp giảng dạy:
Thời gian
Hoạt động dạy – học
Nội dung cơ bản
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
15p
- GV: Cho HS xem hình ảnh sinh trưởng của động vật và thực vật. Sau đó, đặt câu hỏi:
+ Muốn đánh giá sự sinh trưởng của động thực vật, cần phải dựa vào những thông số nào?
- GV: Với kích thước nhỏ bé của vi sinh vật ( 9,5 x 10-13 g) thì sự sinh trưởng được xác định như thế nào?
- GV cho học sinh quan sát mô hình sinh trưởng của VSV hoặc đoạn phim về sự tăng số lượng của VSV
Sự sinh trưởng của VSV là gì?
- GV nhận xét, bổ sung
- GV bổ sung: Do kích thước tế bào nhỏ nên khi nghiên cứu sinh trưởng của vi sinh vật người ta theo dõi sự thay đổi của cả quần thể sinh vật.
- GV cho học sinh quan sát mô hình sự nhân đôi của vi khuẩn E. coli Thời gian thế hệ là gì?
- GV thông báo:
+ E.coli trong điều kiện thí nghiệm đầy đủ, ở 400C là 20’; trong đường ruột người là 12h
+ Trực khuẩn lao 370C là 12h.
+ Nấm men bia ở 300C là 2h.
→ yêu cầu HS nhận xét?
- GV: Vậy thời gian thế hệ phụ thuộc vào yếu tố nào?
- Có ý nghĩa gì đối với sự sinh trưởng của VSV?
- GV: Qua bảng, hãy cho biết số lần phân chia của E. Coli trong 1h?
- GV cung cấp thông tin: Tốc độ sinh trưởng riêng là số lần phân chia của tế bào trong một đơn vị thời gian (1h).
- Vậy tốc độ sinh trưởng riêng cho ta biết điều gì?
- Nếu không quan sát bảng trên em hãy tính số lần phân chia của VK E. Coli ở điều kiện thích hợp (g=20’) trong 1h như thế nào? Giải thích?
- GV: Gọi n là số lần phân chia của tế bào.
Ta có: n=t/g
Trong đó: t là thời gian nuôi cấy VSV, g là thời gian thế hệ.
- GV: Qua bảng, ta thấy sau thời gian t thì có bao nhiêu tế bào được sinh ra từ 1 tế bào?
- GV: Nếu ban đầu không phải là 1 tế bào mà là N0 tế bào thì sau thời gian t có bao nhiêu tế bào được sinh ra?
- GV: Nếu số lượng tế bào (vi khuẩn E.coli ở điều kiện thí nghiệm đầy đủ) ban đầu là 105 tế bào thì sau 2h số lượng tế bào trong bình là bao nhiêu?
- GV: Nhận xét, bổ sung: số lượng tế bào ban đầu cấy vào không phải là một mà rất nhiều( N0), do đó số lượng tế bào sau thời gian nuôi là N = N0 x 2n.
- GV bổ sung: Người ta có thể tính được số tế bào vi khuẩn để thấy được mức độ gia tăng số lượng tế bào từ đó có thể có biện pháp tác động đặc biệt là vi khuẩn gây hại.
- GV: Vì sao khi bị vi khuẩn gây bệnh thì bệnh đến rất nhanh đặc biệt là các bệnh đường ruột? 
- GV: Giải thích thêm.(Trong đường ruột chứa nhiều loại VK vừa có lợi, vừa có hại, nó là môi trường thích hợp cho VK phát triển).
- GV dẫn dắt: vậy để tìm hiểu kỹ hơn về sự sinh trưởng của VSV, ta đi vào phần II
- HS: Dựa vào sự thể hiện ở kích thước và khối lượng.
- HS: Dựa vào số lượng cá thể tăng.
- HS: Là sự tăng số lượng tế bào của quần thể.
- HS: Thời gian từ khi tế bào sinh ra đến khi phân chia.
- HS1: Thời gian thế hệ của các loài khác nhau thì không giống nhau.
- HS2: Cùng loài nhưng điều kiện nuôi cấy khác nhau thì khác nhau.
- HS : Phụ thuộc từng loài và từng điều kiện sống. 
- Thời gian thế hệ càng ngắn tốc độ sinh trưởng càng mạnh và ngược lại.
- HS : Quan sát bảng và trả lời.
- HS : Cho biết sự phân chia của tế bào diễn ra nhanh hay chậm.
- HS : 1h = 60’
Số lần phân chia là : 
60 : 20 = 3(lần)
Vì cứ 20’ thì VK E. Coli lại phân chia 1 lần.
- HS : Tư duy và trả lời câu hỏi.(2n, n là số lần phân chia của tế bào).
- HS: Dựa vào kiến thức vừa học để trả lời: 26.105.
- HS: Vì vi khuẩn sinh sản rất nhanh. 
I. Sinh trưởng của vi sinh vật:
1. Khái niệm:
- Sinh trưởng của vi sinh vật là sự tăng số lượng tế bào.
- Sinh trưởng ở vi sinh vật không phải sự tăng về kích thước của từng cá thể mà sự tăng kích thước của cả quần thể.
2. Thời gian thế hệ:
- Thời gian thế hệ (g) là 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.
-Mỗi loài sinh vật có thời gian thế hệ riêng hay cùng một loài nhưng điều kiện nuôi cấy khác nhau cũng thể hiện g khác nhau.
- Ví dụ:
+ E.coli: trong đường ruột là 12h nhưng trong điều kiện thí nghiệm đầy đủ ở 400C là 20’.
+ Trực khuẩn lao: ở 370C là 12h.
- Tốc độ sinh trưởng riêng là số lần phân chia của tế bào trong một đơn vị thời gian (1h).
4. Một số công thức cơ bản
n =t/g
Trong đó :
n : số lần phân chia của tế bào.
t : thời gian nuôi cấy VSV.
g : thời gian thế hệ.
Nt = N0 x 2n
Trong đó : 
Nt : là số tế bào VK được sinh ra sau thời gian t.
N0 : là số tế bàoVK ban đầu trong quần thể.
n : là số lần phân chia.
25p
- GV: Cho học sinh quan sát hình ảnh nửa quả cà chua bị mốc, phân tích và giới thiệu đó là môi trường nuôi cấy không liên tục ngoài tự nhiên. Từ đó đặt câu hỏi: Vậy thế nào là môi trường nuôi cấy không liên tục?
- Một câu hỏi đặt ra đó là trong môi trường đó VK sinh trưởng như thế nào? 
GV cung cấp: Trong môi trường đó VK sinh trưởng theo 1 đường cong gồm 4 pha: pha tiềm phát, pha lũy thừa, pha cân bằng và pha suy vong.
- GV: Chia lớp thành 4 nhóm để nghiên cứu hoàn thành phiếu học tập số 1.
+ Nhóm 1: Pha tiềm phát.
+ Nhóm 2: Pha lũy thừa.
+ Nhóm 3: Pha cân bằng.
+ Nhóm 4: Pha suy vong.
- GV: Cho học sinh xem sơ đồ hình 25, phát phiếu học tập số 1, yêu cầu HS hoàn thành phiếu để tìm hiểu đặc điểm các pha trong nuôi cấy không liên tục.
- GV: Hướng dẫn học sinh hoàn thành phiếu.
- GV: Yêu cầu các nhóm lần lượt hoàn thành phiếu, nhận xét và bổ sung.
- GV: Yêu cầu HS quan sát sơ đồ, nhận xét về tốc độ sinh trưởng của pha tiềm phát?
- GV: Vì sao pha tiềm phát tốc độ sinh trưởng bằng 0?
- GV: Để thu được sinh khối tối đa của vi sinh vật nên dừng lại ở pha nào? Vì sao?
- GV: Vì sao một số vi khuẩn chuyển sang pha cân bằng?
- GV: Để không xảy ra pha suy vong của quần thể sinh vật ta phải làm gì?
- GV: Trong môi trường tự nhiên (đất, nước), pha log ở vi khuẩn có diễn ra không? Vì sao?
- GV bổ sung: Nuôi cấy không liên tục là nuôi theo đợt, hệ thống đóng nên pha log chỉ kéo dài vài thế hệ.
Liên hệ: chu kì sốt của con người.
- GV dẵn dắt: Trong nuôi cấy không liên tục để thu được sinh khối lớn người ta thường thu sản phẩm ở cuối pha lũy thừa, đầu pha cân bằng nhưng phải nuôi cấy lại, tốn chi phí lớn. Để nuôi cấy trên quy mô công nghiệp, thu nhiều sinh khối người ta thường nuôi cấy liên tục. Vậy nuôi cấy liên tục khác nuôi cấy không liên tục như thế nào ta đi vào 2 (nuôi cấy liên tục).
- GV: Thế nào là nuôi cấy liên tục?
- GV: Theo em phương pháp nuôi cấy liên tục có mấy pha?
- GV: Vì sao trong nuôi cấy không liên tục cần có pha tiềm phát còn trong nuôi cấy liên tục không cần có pha này?
- GV: Vì sao trong nuôi cấy không liên tục vi sinh vật tự phân hủy ở pha suy vong còn nuôi cấy liên tục, hiện tượng này không xảy ra?
- GV cung cấp thông tin: Nuôi cấy liên tục là nuôi trong hệ thống mở, quần thể vi khuẩn có thể sinh trưởng ở pha log trong thời gian dài.
- GV: Tại sao nói dạ dày ruột người là hệ thống nuôi cấy liên tục đối với vi sinh vật?
- GV: Vì sao VSV trong dạ dày người không sinh trưởng cực đại?
- GV: Nêu ứng dụng của nuôi cấy không liên tục và nuôi cấy liên tục trong đời sống hằng ngày?
- HS : Là môi trường không được cung cấp các chất dinh dưỡng.
- HS: Quan sát tranh kết hợp nghiên cứu SGK, thảo luận nhóm, hoàn thành phiếu.
- HS: Quan sát trả lời: pha tiềm phát, tốc độ sinh trưởng bằng 0.
- HS: Do vi khuẩn được đưa vào và mới thích nghi với môi trường, còn phải tổng hợp các chất nên chưa phân chia.
- HS: Pha cân bằng. Vì sau pha cân bằng là pha suy vong, số lượng sinh khối giảm.
- HS: Vì chất dinh dưỡng bắt đầu cạn kiệt, nồng độ oxi giảm. 
- HS: Bổ sung chất dinh dưỡng và lấy đi chất độc hại.
- HS: Không. Vì ở đó chất dinh dưỡng còn hạn chế và vì điều kiện sinh trưởng luôn thay đổi (pH, t0) nên pha log không xảy ra.
- HS: Nghiên cứu SGK, trả lời: thường xuyên bổ sung chất dinh dưỡng và loại bỏ các chất độc hại.
- HS: 2 pha. Pha lũy thừa và pha cân bằng. 
- HS: Vì trong nuôi cấy liên tục chất dinh dưỡng luôn đủ và ổn định không cần làm quen với môi trường.
- HS: Vì trong nuôi cấy liên tục, chất dinh dưỡng luôn được cung cấp và chất độc hại luôn bị thải ra.
- HS: Vì dạ dày – ruột người luôn nhận chất dinh dưỡng bổ sung và thải ra các chất dị hóa. 
- HS: Do các vi sinh vật khác kìm hãm
- HS: Để sản xuất bia, Rượu, nước tương, nước mắm – sản xuất sinh khối, vitamin
II. Sự sinh trưởng của quần thể vi khuẩn.
1. Nuôi cấy không liên tục
a. Khái niệm
Môi trường không được bổ sung chất dinh dưỡng mới và không được lấy đi các sản phẩm chuyển hóa vật chất.
b. Các pha trong nuôi cấy không liên tục.
* Pha tiềm phát(Pha Lag)
- VK thích nghi với môi trường.
- Số lượng TB trong quần thể chưa tăng.
- Enzim cảm ứng được hình thành.
* Pha luỹ thừa(Pha Log)
- TĐC diễn ra mạnh.
- số lượng tế bào tăng rất nhanh
- Tốc độ ST đạt cực đại.
* Pha cân bằng:
 Số lượng VSV đạt mức cực đại, không đổi theo thời gian là do số TB sinh ra tương đương số TB chết.
* Pha suy vong: 
Số tế bào trong quần thể giảm dần, số tế bào chết lớn hơn số mới sinh do:
- Chất dinh dưỡng bị cạn kiệt.
- Chất độc hại tích luỹ nhiều.
2. Nuôi cấy liên tục:
a. Khái niệm: Là thường xuyên bổ sung chất dinh dưỡng và loại bỏ không ngừng các chất thải để duy trì ổn định môi trường.
b. Ứng dụng: Sử dụng nuôi cấy liên tục để sản xuất sinh khối, vitamin, êtanol
Củng cố
* Củng cố:
Sự kiện
Pha tiềm phát
Pha lũy thừa
Pha cân bằng
Pha suy vong
Số tế bào sống trong quần thể giảm dần.
+
Số lượng VSV trong quần thể cực đại và không đổi theo thời gian.
+
Chất dinh dưỡng của môi trường cạn kiệt và chất độc hại tích lũy quá nhiều.
+
VSV sinh trưởng với tốc độ lớn nhất và không đổi.
+
VSV tạo nhiều enzim cảm ứng để phân giải cơ chất.
+
Số TB của VSV sinh ra cao hơn số TB chết đi.
+
Số TB của VSV sinh ra bằng số TB chết đi.
+
Sinh trưởng của VSV bị ức chế mạnh do độc tố.
+
VSV thích nghi dần với môi trường.
+
Số TB trong quần thể VSV tăng nhanh.
+
- Ra bài tập trắc nghiệm:
Câu 1: Trong thời gian 100 phút, từ một tế bào vi khuẩn đã phân bào tạo ra tất cả 32 tế bào mới. Hãy cho biết thời gian cần thiết cho một thế hệ của tế bào trên là bao nhiêu?
 A. 2 giờ	B. 60 phút	C. 40 phút	D. 20 phút.
Đáp án D
Câu 2: Sắp xếp đặc điểm của vi sinh vật tương ứng với các pha rồi ghi vào kết quả:
Đặc điểm chính
Quá trình trao đổi chất diễn ra mạnh mẽ nhất.
Số lượng tế bào đạt cực đại và không đổi theo thời gian.
Thích nghi với môi trường, tổng hợp ADN và enzim chuẩn bị cho sự phân bào.
Chất độc hại tích lũy trong môi trường, thành tế bào bị hư hại.
Các pha
Kết quả
1. Pha tiếm phát.
2. Pha lũy thừa.
3. Pha cân bằng.
4. Pha suy vong.
1.
2.
3.
4.
Đáp án: 1- c, 2-a, 3-b, 4-d.
Câu 3: Có một tế bào vi sinh vật có thời gian của một thế hệ là 30 phút. Số tế bào tạo ra từ tế bào nói trên sau 3 giờ là bao nhiêu?
 A. 64	B. 32	C. 16	D. 8 
Đáp án A
* Dặn dò: 
- Học thuộc bài và làm bài tập SGK.
- Đọc trước bài mới.
Rút kinh nghiệm
BÀI 25: SINH TRƯỞNG CỦA VI SINH VẬT
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1
 Nghiên cứu mục II.1(Nuôi cấy không liên tục) SGK, kết hợp sơ đồ hình 38, hoàn thành phiếu học tập sau:
Nuôi cấy không liên tục
Đặc điểm
Nguyên nhân
1. Pha tiềm phát (pha lag)
2. Pha lũy thừa (pha log)
3. Pha cân bằng
4. Pha suy vong
ĐÁP ÁN PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1
Nuôi cấy không liên tục
Đặc điểm
Nguyên nhân
1. Pha tiềm phát (pha lag)
- Số lượng TB trong quần thể chưa tăng.
Vi khuẩn thích nghi với MT. Enzim cảm ứng hình thành để phân giải cơ chất.
2. Pha lũy thừa (pha log)
- Số lượng TB trong quần thể tăng theo cấp số nhân.
Quá trình TĐC diễn ra mạnh mẽ, tốc độ sinh trưởng cực đại 
3. Pha cân bằng
- Số lượng TB đạt cực đại và không đổi theo thời gian.
Do chất dinh dưỡng bắt đầu cạn kiệt, nồng độ oxi giảm dần, số lượng TB sinh ra bằng số lượng TB chết đi.
4. Pha suy vong
- Số lượng TB trong quần thể giảm dần.
Do chất dinh dưỡng cạn kiệt, chất độc hại tích lũy ngày càng nhiều.
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2
Nêu những điểm khác nhau giữa nuôi cấy không liên tục và nuôi cấy liên tục?
Đặc điểm
Nuôi cấy không liên tục
Nuôi cấy liên tục
Môi trường nuôi cấy
Thời gian nuôi cấy
Các pha
Sơ đồ đường cong sinh trưởng
ĐÁP ÁN PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2
Đặc điểm
Nuôi cấy không liên tục
Nuôi cấy liên tục
Môi trường nuôi cấy
Không có bổ sung chất dinh dưỡng, không có sự rút bỏ các chất thải cũng như sinh khối của tế bào dư
Thường xuyên bổ sung chất dinh dưỡng, loại bỏ không ngừng chất thải.
Thời gian sinh trưởng của quần thể
Thời gian ngắn
Thời gian dài
Các pha 
Sinh trưởng diễn ra qua 4 pha: pha tiềm phát, pha lũy thừa, pha cân bằng, pha suy vong.
Sinh trưởng diễn ra qua 2 pha: pha lũy thừa và pha cân bằng.
Sơ đồ đường cong sinh trưởng
SL
Thời gian
SL
Thời gian