Bài 22. Vai trò và ứng dụng của vi sinh vật

Lý thuyết

>> Xem chi tiết: Lý thuyết vai trò và ứng dụng của vi sinh vật - Sinh 10 Kết nối tri thức

CH tr 131 MĐ

Phương pháp giải:

  Vi sinh vật có vai trò rất quan trọng trong tự nhiên (phân giải chất thải hữu cơ, cung cấp chất dinh dưỡng cho các sinh vật khác,…) và đối với cuộc sống con người (phân giải các chất thải độc hại như nhựa, cộng sinh giúp tăng hệ miễn dịch, sử dụng trong chế biên thực phẩm,…)

Lời giải chi tiết:

* Một số ví dụ về vai trò của VSV trong đời sống hàng ngày:

- VSV có lợi cộng sinh trong hệ tiêu hóa ở người giúp tăng hệ miễn dịch.

- VSV tham gia trong công nghệ thực phẩm: nấm men bánh mì, nấm men bia, vi khuẩn lactic lên men sữa chua, dưa chua, nem chua,…

CH tr 132 1

Dừng lại và suy ngẫm

Phương pháp giải:

Vi sinh vật có vai trò rất quan trọng trong tự nhiên (phân giải chất thải hữu cơ, cung cấp chất dinh dưỡng cho các sinh vật khác,…) và đối với cuộc sống con người (phân giải các chất thải độc hại như nhựa, cộng sinh giúp tăng hệ miễn dịch, sử dụng trong chế biên thực phẩm,…).

Lời giải chi tiết:

* Ví dụ về vai trò của VSV đối với tự nhiên:

- VSV phân giải xác sinh vật thành chất khoáng, đảm bảo vòng tuần hoàn vật chất trong tự nhiên, làm giảm chất dinh dưỡng cho đất.

- VSV tự dưỡng tạo ra O₂ và chất dinh dưỡng cung cấp cho các sinh vật dị dưỡng.

- VSV cộng sinh với nhiều loài sinh vật, đảm bảo sự tồn tại và phát triển của các loài đó trong tự nhiên.

CH tr 132 2

Phương pháp giải:

 Vi sinh vật có vai trò rất quan trọng trong tự nhiên (phân giải chất thải hữu cơ, cung cấp chất dinh dưỡng cho các sinh vật khác,…) và đối với cuộc sống con người (phân giải các chất thải độc hại như nhựa, cộng sinh giúp tăng hệ miễn dịch, sử dụng trong chế biên thực phẩm,…).

Lời giải chi tiết:

* Những sản phẩm từ vi sinh vật phục vụ cho đời sống con người:

- Phân bón vi sinh được sản xuất từ vi sinh vật phân giải mùn bã hữu cơ.

- Sản phẩm lên men lactic: sữa chua, dưa chua,..

- Sinh khối nấm men sản xuất bánh mì.

- Làm nước mắm từ VSV phân giải protein.

CH tr 132 3

Phương pháp giải:

- Vi sinh vật có vai trò rất quan trọng trong tự nhiên (phân giải chất thải hữu cơ, cung cấp chất dinh dưỡng cho các sinh vật khác,…) và đối với cuộc sống con người (phân giải các chất thải độc hại như nhựa, cộng sinh giúp tăng hệ miễn dịch, sử dụng trong chế biến thực phẩm,…).

- Bên cạnh những lợi ích mà VSV đem lại, VSV cũng đem đến những tác hại đáng kể cho con người. Chúng là nguyên nhân gây ra nhiều căn bệnh nguy hiểm ở người như lao, uốn ván, nhiễm trùng huyết,…Chúng cũng gây nhiều bệnh cho vật nuôi và cây trồng, gây hỏng thực phẩm, đồ dùng dẫn tới thiệt hại lớn về kinh tế. Các loại VSV còn tập hợp lại thành với nhau thành màng sinh học (biofilm – một kiểu tổ chức đa bào giúp chúng sống sót tốt hơn dưới tác động của môi trường) bám trên các bề mặt công nghiệp, đồ dùng nhà bếp, nhà vệ sinh,..làm tắc nghẽn đường ống, cản trở hoạt động sản xuất.

Lời giải chi tiết:

Em không hoàn toàn đồng ý với bạn vì trong nhận định của bạn học sinh trên đang khẳng định VSV chỉ có hại cần tiêu diệt chúng. Tuy nhiên trong thực tế, bên cạnh những tác hại như gây hỏng thực phẩm, gây một số bệnh cho cả người, động vật và thực vật thì VSV cũng có nhiều lợi ích như phân giải chất thải hữu cơ, cung cấp chất dinh dưỡng cho các sinh vật khác,…; phân giải các chất thải độc hại như nhựa, cộng sinh giúp tăng hệ miễn dịch, sử dụng trong chế biến thực phẩm,….

CH tr 134 1

Dừng lại và suy ngẫm

Phương pháp giải:

Việc ứng dụng VSV trong thực tiễn dựa trên các đặc điểm sinh học của chúng như: kích thước hiển vi, sinh trưởng nhanh, phát triển mạnh, hình thức dinh dưỡng đa dạng, quá trình tổng hợp và phân giải các chất tạo ra các sản phẩm có giá trị dinh dưỡng hoặc có ý nghĩa lớn trong đời sống con người, đa dạng về di truyền, phổ sinh thái và dinh dưỡng rộng.

Lời giải chi tiết:

Việc ứng dụng VSV trong thực tiễn dựa trên các đặc điểm sinh học của chúng như: kích thước hiển vi, sinh trưởng nhanh, phát triển mạnh, hình thức dinh dưỡng đa dạng, quá trình tổng hợp và phân giải các chất tạo ra các sản phẩm có giá trị dinh dưỡng hoặc có ý nghĩa lớn trong đời sống con người.

+ Kích thước hiển vi: VSV có kích thước rất nhỏ bé, dao động 0,2 µm tới hơn 700 µm và chỉ có thể quan sát được dưới kính hiển vi.

+ Sinh trưởng nhanh và phát triển mạnh: do kích thước nhỏ bé nên tỉ lệ diện tích/thể tích (S/V) của cơ thể sinh vật lớn, làm tăng tốc độ trao đổi chất và sinh trưởng.

+ Tổng hợp và phân giải các chất nhanh chóng: sử dụng VSV trong công nghiệp và nghiên cứu có thể thu được sản lượng rất lớn trong một khoảng thời gian ngắn.

+ Đa dạng di truyền: tốc độ sinh sản nhanh, tốc độ đột biến lớn, khả năng tái tổ hợp di truyền và lịch sử tiến hóa lâu dài nên VSV có độ đa dnagj di truyền rất lớn.

+ Phổ sinh thái và dinh dưỡng rộng: VSV có thể được tìm thấy ở nhiều môi trường và đa dạng về hình thức dinh dưỡng.

CH tr 134 2

Phương pháp giải:

Công nghệ vi sinh được ứng dụng trong các lĩnh vực như: trong nông nghiệp, trong chế biến thực phẩm, trong y dược, trong xử lí chất thải.

Lời giải chi tiết:

- Công nghệ vi sinh được ứng dụng trong các lĩnh vực như: trong nông nghiệp, trong chế biến thực phẩm, trong y dược, trong xử lí chất thải.

- Ví dụ minh họa cho từng lĩnh vực:

+ Trong nông nghiệp: sản xuất phân bón vi sinh giúp tăng năng suất cây trồng, cải tạo đất và không gây ô nhiễm môi trường như phân hóa học; một số VSV có khả năng ức chế sự phát triển của sâu bệnh được ứng dụng sản xuất thuốc trừ sâu vi sinh.

+ Trong chế biến thực phẩm: sử dụng nấm men rượu lên men tinh bột thành rượu ethylic; sữa chua và pho mát đều là sản phẩm của lên men vi khuẩn lactic.

+ Trong y dược: các sản phẩm được tạo ra từ công nghệ tái tổ hợp vi khuẩn và nấm men như insulin, hormone sinh trưởng, chất kích thích miễn dịch cytokine, chất kháng virus như interferon. Ngoài ra, VSV còn được ứng dụng trong chẩn đoán các bệnh hiểm nghèo, ung thư, bệnh mới phát sinh bằng kĩ thuật PCR.

+ Trong xử lý chất thải: sử dụng VSV phân hủy dầu để xử lí sự cố dầu trên biển, sản xuất bột giặt nhờ các enzyme phân giải dầu mỡ của VSV; chất thải chăn nuôi có thể được thu gom lại vào các bể kín được phân giải bởi các Archaea sinh methane tạo khí biogas dùng làm chất đốt cho gia đình.

CH tr 134 3

Phương pháp giải:

Việc ứng dụng VSV trong sản xuất nước tương, nước mắm dựa trên cơ sở khoa học là sự phân giải các chất của VSV cụ thể là protein.

Lời giải chi tiết:

- Việc ứng dụng VSV trong sản xuất nước tương, nước mắm dựa trên cơ sở khoa học là sự phân giải các chất của VSV cụ thể là protein.

- Trong làm tương và nước mắm, người ta không sử dụng cùng một loại vi sinh vật vì nguyên liệu chính để làm tương và nước nắm khác nhau:

    + Tương: nguyên liệu chính là đậu nành chứa prôtêin thực vật.

    + Nước mắm: nguyên liệu chính là cá chứa prôtêin động vật.

Do đó cần các nhóm vi sinh vật khác nhau để phân giải prôtêin thực vật và động vật tạo thành tương và nước mắm: đạm trong tương từ đậu nành; đạm trong mắm từ cá.

CH tr 136 1

Dừng lại và suy ngẫm

Phương pháp giải:

Lời giải chi tiết:

Một số thành tựu hiện đại của công nghệ VSV là:

- Thức ăn chăn nuôi.

- Bia, rượu, sữa chua.

- Thuốc bảo vệ thực vật sinh học (Bt).

- Thuốc kháng sinh, vaccine.

- Chế phẩm xử lí chất thải rắn và nước thải.

CH tr 136 2

Phương pháp giải:

 Công nghệ VSV đang ngày càng phát triển mạnh mẽ trên thế giới. Sự kết hợp giữa công nghệ vi sinh hiện đại, công nghệ nano, công nghệ thông tin và trí tuệ nhân tạo có thể mở ra những mô hình công nghệ mới và trở thành xu thế trong tương lai.

Lời giải chi tiết:

- Triển vọng của công nghệ VSV trong tương lai: Công nghệ VSV đang ngày càng phát triển mạnh mẽ trên thế giới. Sự kết hợp giữa công nghệ vi sinh hiện đại, công nghệ nano, công nghệ thông tin và trí tuệ nhân tạo có thể mở ra những mô hình công nghệ mới và trở thành xu thế trong tương lai.

- Một số ngành nghề liên quan đến VSV trong tương lai và triển vọng của ngành nghề đó:

+ Ngành công nghiệp thực phẩm chuyên nghiên cứu sản xuất các loại rượu, bia, các sản phẩm lên men từ sữa,..

+ Công nghiệp dược phẩm chuyên nghiên cứu và sản xuất các loại vaccine, kháng sinh,..

+ Lĩnh vực y tế với các phòng xét nghiệm vi sinh chẩn đoán bệnh.

+ Lĩnh vực môi trường với các trung tâm xử lí ô nhiễm môi trường, tái tạo năng lượng.

CH tr 137 LT 1

Luyện tập và vận dụng

Phương pháp giải:

- Vi sinh vật có vai trò rất quan trọng trong tự nhiên (phân giải chất thải hữu cơ, cung cấp chất dinh dưỡng cho các sinh vật khác,…) và đối với cuộc sống con người (phân giải các chất thải độc hại như nhựa, cộng sinh giúp tăng hệ miễn dịch, sử dụng trong chế biến thực phẩm,…).

Lời giải chi tiết:

- VSV tuy có kích thước nhỏ bé, nhưng với những đặc điểm sinh học giúp chúng thích nghi với tất cả các loại môi trường, đa dạng các hình thức dinh dưỡng nên số lượng của chúng luôn được tăng nhanh chóng.

- Mặt khác, vai trò của các VSV vô cùng quan trọng trong tự nhiên (phân giải chất thải hữu cơ, cung cấp chất dinh dưỡng cho các sinh vật khác,…) và đối với cuộc sống con người (phân giải các chất thải độc hại như nhựa, cộng sinh giúp tăng hệ miễn dịch, sử dụng trong chế biến thực phẩm,…).

CH tr 137 LT 2

Phương pháp giải:

- Vi sinh vật có vai trò rất quan trọng trong tự nhiên (phân giải chất thải hữu cơ, cung cấp chất dinh dưỡng cho các sinh vật khác,…) và đối với cuộc sống con người (phân giải các chất thải độc hại như nhựa, cộng sinh giúp tăng hệ miễn dịch, sử dụng trong chế biến thực phẩm,…) nên được ứng dụng rất nhiều trong cuộc sống.

Lời giải chi tiết:

Một số ví dụ về ứng dụng của vi sinh vật trong đời sống:

- Phân bón vi sinh được sản xuất từ vi sinh vật phân giải mùn bã hữu cơ.

- Sản phẩm lên men lactic: sữa chua, dưa chua,..

- Sinh khối nấm men sản xuất bánh mì.

- Làm nước mắm, nước tương từ VSV phân giải protein.

CH tr 137 LT 3

Phương pháp giải:

Một số VSV có thể cộng sinh với các cây họ Đậu giúp cây có thể tăng khả năng cố định đạm.

Lời giải chi tiết:

- Một số VSV có khả năng cố định N₂ trong không khí thành NH3 làm giàu chất đạm cho đất, biến lân khó tiêu thành lân dễ tiêu, giúp cây trồng hấp thụ lân dễ dàng hơn; phân giải mùn và các chất hữu cơ trong đất thành chất khoáng vô cơ mà cây có thể hấp thụ được, tiết ra chất kích thích sinh trưởng, polysaccharide hay chất kháng sinh giúp cây sinh trưởng, phát triển tốt hơn, giữ ẩm cho đất và ức chế mầm bệnh cho cây trồng.

- Các VSV có khả năng cố định nitơ này, chúng sống cộng sinh trong nốt sần của rễ cây họ Đậu. Vì vậy, nên trồng cây họ Đậu (ví dụ đậu nành) trước để tác dụng duy trì nitrogen trong đất phục vụ cho việc trồng cấy sau này.