Giáo án Chuyên đề Sinh học 10 Chân trời sáng tạo Bài 7: Quy trình công nghệ sản xuất enzyme

Phẩm chất, năng lực

YÊU CẦU CẦN ĐẠT

Mã hoá

1. Về năng lực

1.1. Năng lực sinh học

Nhận thức sinh học

Phát biểu được khái niệm enzyme.

SH 1.1

Trình bày được vai trò của enzyme.

SH 1.2.1

Trình bày được các đặc điểm của enzyme.

SH 1.2.2

Phân tích được cơ sở khoa học ứng dụng công nghệ enzyme.

SH 1.4

Trình bày được quy trình công nghệ sản xuất enzyme. Lấy được một số ví dụ minh hoạ.

SH 1.2.3

Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học

Đề xuất được quy trình đơn giản để sản xuất chế phẩm enzyme và phương án cải tiến quy trình sản xuất để mang lại hiệu quả cao hơn.

SH 3.2

1.2. Năng lực chung

Năng lực tự chủ và tự học

Xác định được hướng phát triển phù hợp sau trung học phổ thông; lập được kế hoạch, lựa chọn học các môn học phù hợp với định hướng nghề nghiệp liên quan đến công nghệ enzyme và ứng dụng công nghệ enzyme.

TCTH 5.3

Năng lực giao tiếp và hợp tác

Sử dụng ngôn ngữ khoa học kết hợp với các loại phương tiện để trình bày những vấn đề liên quan đến môn Sinh học; lên ý tưởng và thảo luận các vấn đề về công nghệ enzyme phù hợp với khả năng và định hướng nghề nghiệp trong tương lai.

GTHT1.4

2. Về phẩm chất

Phẩm chất chăm chỉ

Tích cực học tập, rèn luyện để chuẩn bị cho nghề nghiệp tương lai.

CC 2.3

Phẩm chất trách nhiệm

Sẵn sàng chịu trách nhiệm về những lời nói và hành động của bản thân trong khi trình bày các vấn đề về quy trình sản xuất enzyme.

TN 1.3

HOẠT ĐỘNG 1. MỞ ĐẦU (7 phút)

a) Mục tiêu:

- Kích thích học sinh hứng thú tìm hiểu kiến thức mới;

- Tạo được sự mâu thuẫn kiến thức giữa cái đã biết và cái chưa biết, kích thích tính tò mò tìm hiểu bài mới.

b) Tổ chức thực hiện

* Giao nhiệm vụ học tập:

‒ GV đưa ra tình huống mở đầu và khuyến khích HS bày tỏ ý kiến.

‒ GV đặt vấn đề: Protease là một loại enzyme được sử dụng phổ biến trong nhiều ngành công nghiệp (thực phẩm, thuộc da, chất tẩy rửa,...). Enzyme này được thu nhận chủ yếu từ động vật. Tuy nhiên, để thu nhận một lượng lớn enzyme cần phải sử dụng rất nhiều cơ thể động vật, điều này gây mất nhiều thời gian cũng như tốn nhiều kinh phí cho việc chăn nuôi. Có phương pháp nào có thể tạo được số lượng lớn enyme protease trong thời gian ngắn nhưng vẫn giảm được chi phí sản xuất?

* Thực hiện nhiệm vụ:

‒ HS tiếp nhận, thực hiện nhiệm vụ, suy nghĩ trả lời câu hỏi:

Có thể dùng công nghiệp sản xuất enzyme, ứng dụng chuyển gen tạo được số lượng lớn enzyme protease trong thời gian ngắn nhưng vẫn giảm được chi phí sản xuất.

* Báo cáo, thảo luận:

‒ HS đưa ra ý kiến cá nhân.

‒HS khác nhận xét, bổ sung.

* Kết luận, nhận định:

‒ GV đánh giá, nhận xét,

‒ GV dẫn dắt vào bài học: Công nghệ enzyme là một trong các lĩnh vực của công nghệ sinh học nhằm sản xuất ra các chế phẩm enzyme bằng các phương pháp truyền thống cũng như hiện đại. Công nghệ enzyme ngày càng trở nên quan trọng trong đời sống con người vì những sản phẩm ứng dụng công nghệ enzyme đã góp phần nâng cao chất lượng đời sống, mang lại những giá trị thực tiễn và có ảnh hưởng sâu sắc đến nhiều ngành công nghiệp khác.

Công nghệ sản xuất enzyme có thể tạo được số lượng lớn enzyme protease trong thời gian ngắn nhưng vẫn giảm được chi phí sản xuất.

HOẠT ĐỘNG 2. HÌNH THÀNH KIẾN THỨC MỚI (105 phút)

Hoạt động 2.1. Tìm hiểu cơ sở khoa học của ứng dụng công nghệ enzyme (35 phút)

a) Mục tiêu: SH 1.1; SH 1.2.1; SH 1.2.2; SH 1.4; GTHT 1.4.

b) Tổ chức thực hiện

* Giao nhiệm vụ học tập:

‒ GV sử dụng phương pháp dạy học trực quan, hỏi - đáp kết hợp kĩ thuật bể cá hoặc Ổ bi để hướng dẫn và gợi ý cho HS thảo luận nội dung trong SGK.

‒ Kĩ thuật bể cá: GV tiến hành chia lớp thành hai nhóm:

+ Nhóm thảo luận: ngồi ở trung tâm lớp học và tiến hành thảo luận các vấn đề mà GV đưa ra về cơ sở khoa học của ứng dụng công nghệ enzyme theo phiếu học tập số 1.

+ Nhóm quan sát: ngồi xung quanh, tập trung quan sát nhóm thảo luận. Trong nhóm thào luận, GV để chừa một chỗ trống để thành viên trong nhóm quan sát có thể tham gia vào nhóm thảo luận để cùng đóng góp ý kiến hoặc đặt câu hỏi.

‒Kĩ thuật ổ bi: GV tiến hành chia lớp thành hai nhóm, một nhóm ngồi ở vòng ngoài, nhóm còn lại ngồi ở vòng trong sau cho mỗi HS của vòng ngoài ngồi đối diện với một HS của vòng trong. Mỗi cặp sẽ tiến hành thảo luận vấn đề được đặt ra. Sau 1-2 phút, HS ở vòng ngoài ngồi yên tại chỗ, HS ở vòng trong dịch chuyển theo chiều kim đồng hồ để tạo thành cặp thảo luận mới.

1. Enzyme đóng vai trò quan trọng như thế nào đối với cơ thể sống?

2. Trình bày các đặc điểm của enzyme. Cho ví dụ.

3. Cho biết cơ sở khoa học của ứng dụng công nghệ enzyme?

* Thực hiện nhiệm vụ:

‒ Các thành viên nhóm thực hiện nhiện vụ được giao.

‒ GV hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

* Báo cáo, thảo luận:

‒ Các nhóm lần lượt trình bày tóm tắt các ý kiến chung của nhóm.

‒ GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.

* Kết luận, nhận định:

‒ GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức, rút ra nội dung trọng tâm của phần I, chuyển sang nội dung mới.

‒ LUYỆN TẬP

* Điều gì sẽ xảy ra với cơ thể nếu quá trình sản xuất các enzyme bị rối loạn?

GV cho HS đại diện trình bày, GV kết luận.

Nếu quá trình sản xuất các enzyme bị rối loạn, các enzyme có thể không được tổng hợp hoặc được tổng hợp nhưng mất hoạt tính, điều này sẽ làm cho các phản ứng sinh hoá trong tế bào diễn ra chậm hoặc không diễn ra dẫn đến sự tích luỹ các chất gây ra các bệnh lí hoặc tử vong.

Hoạt động 2.2. Tìm hiểu về quy trình công nghệ sản xuất enzyme tự nhiên (45 phút)

a) Mục tiêu: SH 1.2.3; SH 1.2.1; TCTH 1; GTHT 1.4; TCTH 5.3; CC 2.3; TN 1.3;TN 2.3.

b) Tổ chức thực hiện

* Giao nhiệm vụ học tập:

‒ GV sử dụng phương pháp dạy học thảo luận nhóm kết hợp với kĩ thuật khăn trải bàn (mỗi HS viết ra giấy A4 hoặc giấy nháp; ý kiến thống nhất của nhóm viết vào một tờ giấy A4 khác) để hướng dẫn và gợi ý cho HS thảo luận nội dung trong SGK để hoàn thành PHT số 2.

- Chia lớp thành 5 nhóm thảo luận các câu hỏi sau theo phiếu học tập số 2:

* Nhóm 1,2,3: Tìm hiểu quy trình chung, trả lời các câu hỏi sau:

+ Nhóm 1:

- Quy trình sản xuất công nghệ enzyme bao gồm những giai đoạn nào?

- Khi lựa chọn nguồn nguyên liệu để thu nhận enzyme, cần lưu ý điều gì? Tại sao?

+ Nhóm 2:

- Việc tách chiết enzyme từ cơ thể sinh vật gặp phải khó khăn gì? Để giải quyết khó khăn đó, người ta đã dùng phương án gì?

- Tại sao khi tách enzyme từ tế bào thực vật, nấm men và vi sinh vật, người ta cần dùng các chất trợ nghiền còn đối với tế bào động vật thì không?

- Tại sao lysozyme được dùng trong việc tách enzyme từ vi khuẩn?

+ Nhóm 3:

- Để loại bỏ các chất khác ra khỏi enzyme, người ta dùng các biện pháp gì?

- Sau khi thu nhận được chế phẩm enzyme, cần làm gì để giữ được hoạt tính của enzyme trong suốt quá trình bảo quản và sử dụng?

- Việc giữ được cấu trúc không gian của enzyme có ý nghĩa như thế nào trong sản xuất enzyme?

+ Nhóm 4: Tìm hiểu quy trình sản xuất enzyme prtease từ nấm mốc, trả lời câu hỏi sau:

- Nghiên cứu Hình 7.5, 7.6, 7.8 và 7.10, hãy cho biết:

a) Mỗi giai đoạn trong quy trình sản xuất các enzyme tương ứng với giai đoạn nào trong Hình 7.3.