Giải Sinh học 10 Bài 19: Quá trình tổng họp phân giải ở vi sinh vật
Lời giải:
Rau, củ muối chua (hình 19.1) là sản phẩm của quá trình phân giải polysaccharide của vi sinh vật
Mở đầu 2 trang 116 Sinh học 10: Để có sản phẩm muối chua ngon thì cần lưu ý những yếu tố nào?
Lời giải:
Để có sản phẩm muối chua ngon thì cần lưu ý đến các yếu tố có ảnh hưởng đến sự phát triển của vi khuẩn lên men như: nguyên liệu, lượng muối, lượng nước, độ yếm khí, nhiệt độ,…
I. Quá trình tổng hợp ở vi sinh vật
Câu hỏi 1 trang 116 Sinh học 10: Nêu vai trò của quá trình tổng hợp ở vi sinh vật.
Lời giải:
Vai trò của quá trình tổng hợp ở vi sinh vật: Quá trình tổng hợp giúp hình thành các hợp chất (vật liệu) để xây dựng và duy trì các hoạt động của vi sinh vật đồng thời cũng là quá trình tích lũy năng lượng ở vi sinh vật.
Lời giải:
- Giống nhau: Đều là quá trình tổng hợp chất hữu cơ từ chất vô cơ nhờ năng lượng ánh sáng.
- Khác nhau:
+ Quang hợp ở thực vật là quá trình tổng hợp các chất hữu có giải phóng O2.
+ Quang tổng hợp ở vi sinh vật chia làm 2 nhóm: quang hợp không thải O2 là quang khử (vi khuẩn màu tía và màu lục) và quang hợp thải O2 (vi khuẩn lam và vi tảo).
Câu hỏi 3 trang 116 Sinh học 10: Nêu vai trò của những vi sinh vật có khả năng quang tổng hợp.
Lời giải:
Vai trò của những vi sinh vật có khả năng quang tổng hợp :
- Tạo ra chất hữu cơ cho sinh giới.
- Cung cấp O2 cho con người và các sinh vật trên Trái Đất.
- Ngoài ra, con người còn sử dụng vi sinh vật quang tổng hợp như tảo và vi khuẩn lam,… để sản xuất thực phẩm, dược liệu, nhiên liệu.
Lời giải:
- Vai trò của quá trình tổng hợp amino acid và protein đối với vi sinh vật: Quá trình này giúp vi sinh vật tổng hợp được các protein tham gia hình thành cấu trúc tế bào và thực hiện chức năng xúc tác, đảm bảo cho sự sinh trưởng của vi sinh vật.
- Con người đã ứng dụng quá trình tổng hợp amino acid và protein đối với vi sinh vật để sản xuất amino acid. Ví dụ: sản xuất glutamic acid nhờ vi khuẩn Corynebacterium glutamicum; sản xuất lysine nhờ vi khuẩn Brevibacterium flavum; sản xuất protein nhờ nấm men S. cerevisiae.
Câu hỏi 5 trang 117 Sinh học 10: Tổng hợp polysaccharide có ý nghĩa gì đối với vi sinh vật?
Lời giải:
Tổng hợp polysaccharide giúp vi sinh vật tổng hợp nên các polysaccharide được sử dụng làm nguyên liệu xây dựng tế bào (thành tế bào, màng tế bào) hoặc chất dự trữ cho tế bào (glycogen, tinh bột).
Lời giải:
Nên sử dụng nhựa phân hủy sinh học ví dụ như polyhydroxyalkanoate để thay thế nhựa hoá dầu vì: Nhựa phân hủy sinh học như polyhydroxyalkanoate có thể dễ dàng phân hủy trong môi trường trong thời gian ngắn nên hạn chế được tình trạng ô nhiễm rác thải nhựa hiện tại.
Câu hỏi 6 trang 117 Sinh học 10: Nêu vai trò của lipid đối với tế bào vi sinh vật?
Lời giải:
Vai trò của lipid đối với tế bào vi sinh vật:
+ Là thành phần tham gia xây dựng cấu trúc tế bào như màng tế bào.
+ Một số vi sinh vật như nấm men, vi tảo sử dụng lipid là nguồn dự trữ năng lượng và carbon.
Lời giải:
Đối với bản thân của vi sinh vật, kháng sinh do cơ thể nó tổng hợp có tác dụng để ức chế sự phát triển của các sinh vật khác, tạo cơ hội phát triển cho chính vi sinh vật đó.
Vận dụng 2 trang 117 Sinh học 10: Khi sử dụng kháng sinh để chữa bệnh, chúng ta cần lưu ý điều gì?
Lời giải:
Một số lưu ý khi sử dụng thuốc kháng sinh:
- Cần tuân theo đúng chỉ dẫn của bác sĩ về loại, liều lượng và thời gian sử dụng.
- Không chia sẻ thuốc kháng sinh của bạn với người khác.
- Không giữ lại thuốc kháng sinh đã dùng ở đợt điều trị trước đây.
- Không dùng thuốc kháng sinh được kê cho người khác.
II. Quá trình phân giải ở vi sinh vật
Lời giải:
- Sản phẩm của quá trình phân giải protein là các amino acid.
- Vi sinh vật sử dụng các amino acid để tổng hợp các phân tử protein mới, khử amin chuyển hoá thành các hợp chất hữu cơ hoặc oxi hoá để giải phóng năng lượng.
Lời giải:
Vai trò của vi sinh vật trong quá trình sản xuất nước tương và nước mắm: Vi sinh vật tổng hợp protease ngoại bào để phân giải protein trong đậu tương, cá thành các sản phẩm giàu amino acid như nước tương, nước mắm.
Lời giải:
Ý nghĩa của quá trình phân giải polysaccharide đối với vi sinh vật: Nhờ có quá trình phân giải polysaccharide, vi sinh vật có khả năng phân giải các polysaccharide thành các phân tử đường, phân tử đường sau đó được sử dụng làm nguyên liệu xây dựng tế bào, chuyển hoá thành pyruvic acid, phân giải tiếp thành CO2, H2O theo theo con đường hô hấp để thu năng lượng hoặc được chuyển hoá thành hợp chất hữu cơ.
Lời giải:
Con người đã ứng dụng khả năng phân giải polysaccharide của vi sinh vật để:
- Phân hủy xác thực vật thành phân bón hữu cơ nhằm làm giàu chất dinh dưỡng cho đất.
- Ứng dụng trong sản xuất ethanol sinh học.
- Làm sữa chua, muối rau, củ, thịt, cá, tôm,…
Lời giải:
Trong quá trình muối chua rau, củ, quả, người ta thường bổ sung thêm đường nhằm tạo môi trường có sẵn chất hữu cơ để tạo điều kiện cho vi sinh vật lên men sinh trưởng nhanh chóng trong giai đoạn đầu, nhất là đối với các loại rau, quả dùng để muối chua có hàm lượng đường thấp dưới 5 %.
Lời giải:
- Lợi ích của quá trình phân giải các chất nhờ vi sinh vật:
+ Phân giải các hợp chất hữu cơ và chuyển hoá các hợp chất vô cơ, nhờ đó vòng tuần hoàn vật chất trong tự nhiên được khép kín.
+ Ứng dụng trong xử lí ô nhiễm môi trường; kết hợp để tạo ra các sản phẩm hữu ích như hóa chất, nguyên liệu và nhiên liệu,…
- Tác hại của quá trình phân giải các chất nhờ vi sinh vật: Khả năng phân giải của vi sinh vật trong tự nhiên có thể gây hại cho con người: phân hủy làm hỏng lương thực, làm hỏng thực phẩm, làm hư hỏng và gây mất mĩ quan các vật dụng, đồ gỗ dùng xây dựng nhà cửa,...
Lời giải:
Một số sản phẩm ứng dụng vai trò phân giải của vi sinh vật:
- Thức ăn cho gia súc, phân bón sinh học cho cây trồng
- Thuốc trừ sâu sinh học
- Bột giặt sinh học
- Các sản phẩm lên men: sữa chua, nước mắm, nước tương, dương cải muối,…
III. Làm một số sản phẩm lên men từ vi sinh vật
Báo cáo thực hành trang 120 Sinh học 10:
Lời giải:
- Trong quá trình lên men sữa chua cho thấy, so với hỗn hợp sữa (bước 2), sản phẩm sữa chua (ở bước 5) có sự thay đổi về màu sắc, mùi, vị, trạng thái, pH. Điều này được giải thích là do quá trình phân giải của vi khuẩn lactic: Vi khuẩn lactic đã chuyển hóa đường trong sữa chua thành lactic acid, đồng thời các protein phức tạp đã chuyển thành các protein đơn giản dễ tiêu. Lượng lactic acid được sinh ra làm pH giảm khiến sữa đông tụ, sữa chua có vị chua nhẹ.
- Các yếu tố chính ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm sữa chua: chất lượng các nguyên liệu (sữa chua thành phẩm, sữa tươi) và nhiệt độ.
+ Cách thức điều chỉnh các yếu tố để có sản phẩm sữa chua ngon: Sữa chua thành phẩm và sữa tươi được dùng làm nguyên liệu phải đảm bảo độ vệ sinh cao, không bị thiu hỏng; nhiệt độ khi ủ khoảng 35 – 40 oC có thể ủ trong lò vi sóng sau khi đã làm nóng lò khoảng 2 phút, ủ trong nồi cơm điện,…
• Báo cáo kết quả thí nghiệm theo gợi ý:
Trả lời:
BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
Tên thí nghiệm: Lên men sữa chua
Tên nhóm:……………………………………………………………………………
1. Mục đích thí nghiệm:
- Thực hiện được quy trình lên men sữa chua.
- Giải thích được quá trình lên men sữa chua.
2. Chuẩn bị thí nghiệm:
- Nguyên liệu: 1 lít sữa tươi có đường, sữa chua thành phẩm (1 hộp).
- Dụng cụ: bình chứa có thể tích 2 lít, cốc có nắp có thể tích 100 mL (12 cốc), bình đun nước, đũa thủy tinh, giấy quỳ.
3. Các bước tiến hành:
- Bước 1: Đổ 1 lít sữa tươi ra bình chứa 2 lít.
- Bước 2: Bổ sung sữa chua thành phẩm vào hỗn hợp dịch sữa đã chuẩn bị ở bước 1, dùng đũa thủy tinh khuấy để sữa chua trộn đều.
- Bước 3: Chia đều hỗn hợp sữa vào các cốc sạch và đậy nắp.
- Bước 4: Ủ các cốc sữa ở nhiệt độ 35 – 40 oC trong thời gian khoảng 8 – 12 giờ.
- Bước 5: Bảo quản các cốc sữa trong tủ lạnh ở nhiệt độ 4 – 6 oC và sử dụng trong 5 ngày.
- Bước 6: Quan sát màu sắc, trạng thái, xác định mùi vị, đo pH của hỗn hợp sữa ở bước 2 và sản phẩm sữa chua ở bước 5.
Ghi lại thông tin theo gợi ý như bảng 19.1.
4. Kết quả thí nghiệm và giải thích:
- Kết quả thí nghiệm:
|
Đặc điểm |
Màu sắc |
Mùi, vị |
Trạng thái |
pH |
|
Hỗn hợp sữa (bước 2) |
Trắng |
Vị ngọt |
Lỏng |
6,2 – 6,5 |
|
Sản phẩm sữa chua (bước 5) |
Trắng |
Vị chua nhẹ |
Đông tụ |
4,5 – 4,8 |
- Giải thích: Vi khuẩn lactic đã chuyển hóa đường trong sữa chua thành lactic acid, đồng thời các protein phức tạp đã chuyển thành các protein đơn giản dễ tiêu. Lượng lactic acid được sinh ra làm pH giảm khiến sữa đông tụ, sữa chua có vị chua nhẹ.
5. Kết luận:
- Lên men sữa chua là một ứng dụng quá trình phân giải của vi khuẩn lactic.
Báo cáo thực hành trang 120 Sinh học 10:
Lời giải:
- Vi khuẩn lên men dưa chua có từ những nguồn như: trong sữa và các sản phẩm từ sữa, trên bề mặt thực vật và xác thực vật đang bị phân giải, trong ruột và các niêm dịch ở người và động vật,… Trong quá trình muối dưa, người ta thường chủ động bổ sung vi khuẩn lactic bằng cách cho 1 phần dịch nước dưa thành phẩm.
- Giải thích cơ chế gây ra sự “chín” của dưa: Trong quá trình lên men dưa chua, vi khuẩn lactic đã phân giải một số đường có trong rau dưa thành acid lactic khiến rau dưa có vị chua và màu vàng đặc trưng.
- Các yếu tố chính ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm dưa chua là: chất lượng rau cải nguyên liệu, độ yếm khí, nồng độ muối và đường, nhiệt độ.
+ Cách thức điều chỉnh các yếu tố đó để có sản phẩm dưa chua ngon: Rau cải cần chọn loại tươi, rửa sạch, phơi héo, cắt khúc nhỏ; đảm bảo độ yếm khí bằng cách nén chặt rau cải và đổ ngập dung dịch nước muối đường; điều chỉnh nồng độ muối khoảng 3 % và nồng độ đường khoảng 0,5 – 1 %; nhiệt độ ủ khoảng 35 – 40 oC; có thể bổ sung thêm một phần nước dưa thành phẩm sẽ rút ngắn được thời gian lên men từ 1 – 2 ngày.
• Báo cáo kết quả thí nghiệm theo gợi ý:
Trả lời:
BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
Tên thí nghiệm: Lên men dưa chua
Tên nhóm:……………………………………………………………………………
1. Mục đích thí nghiệm:
- Thực hiện được quy trình lên men dưa chua.
- Giải thích được quá trình lên men dưa chua.
2. Chuẩn bị thí nghiệm:
- Nguyên liệu: rau cải bắp hoặc cải bẹ, muối, đường, hành lá, nước đun sôi để nguội.
- Dụng cụ: dao hoặc kéo, bình lên men (lọ sành, sứ hoặc thủy tinh), phên tre hoặc nứa, giấy quỳ.
3. Các bước tiến hành:
- Bước 1: Rửa rau cải và hành bằng nước sạch, phơi héo rau cải.
- Bước 2: Cắt cải bẹ thành khúc khoảng 3 – 4 cm, nếu dùng cải bắp thì thái nhỏ khoảng 0,5 – 0,8 cm, cắt hành lá thành khúc 3 – 4 cm.
- Bước 3: Trộn đều rau cải và hành rồi cho vào bình lên men, dùng phên nén chặt.
- Bước 4: Bổ sung dung dịch nước muối 3 % có chứa 0,5 – 1 % đường cho ngập rau khoảng 5 cm.
- Bước 5: Ủ ở nhiệt độ 35 – 40 oC trong 2 ngày thu được sản phẩm dưa chua.
- Bước 6: Thu thập số liệu.
+ Quan sát màu sắc, trạng thái, xác định mùi vị, đo pH của dưa ở bước 4 và sản phẩm dưa chua.
+ Ghi đặc điểm của dưa ở bước 4 và sản phẩm ở bước 5 theo gợi ý như bảng 19.2.
4. Kết quả thí nghiệm và giải thích:
- Kết quả thí nghiệm:
|
Đặc điểm |
Màu sắc |
Mùi, vị |
Trạng thái |
pH |
|
Dưa ở bước 4 (nguyên liệu ban đầu) |
Xanh |
Vị cay, đắng |
Rắn |
6,2 – 6,5 |
|
Sản phẩm dưa chua (sau 2 ngày ủ) |
Vàng |
Vị chua nhẹ |
Mềm hơn |
4,6 hoặc thấp hơn |
- Giải thích: Trong quá trình lên men dưa chua, vi khuẩn lactic đã phân giải một số đường có trong rau cải thành acid lactic khiến pH giảm, rau cải có vị chua và màu vàng đặc trưng.
5. Kết luận:
- Lên men dưa chua là một ứng dụng quá trình phân giải của vi khuẩn lactic.
Báo cáo thực hành trang 121 Sinh học 10:
- Giải thích cơ chế làm cho bánh phồng lên khi ủ.
- Nêu các yếu tố chính ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm bánh mì và cách thức điều chỉnh các yếu tố đó để có sản phẩm bánh mì ngon.
Lời giải:
- Giải thích cơ chế làm cho bánh phồng lên khi ủ: Khi ủ, nấm men biến đổi carbohydrate của bột thành rượu và khí CO2. Chính khí CO2 được sinh ra sẽ làm cho bánh phồng lên, mềm và xốp.
- Các yếu tố chính ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm bánh mì: độ ẩm của bột làm bánh, lượng men bánh mì, lượng muối và đường, nhiệt độ.
+ Cách thức điều chỉnh các yếu tố đó để có sản phẩm bánh mì ngon: độ ẩm của bột làm bánh, lượng men bánh mì, lượng muối và đường phải được căn chỉnh theo đúng tỉ lệ đã nêu ở phần các bước tiến hành; nhiệt độ ủ khoảng 28 – 30 oC trong khoảng 1,5 giờ còn nhiệt độ nướng khoảng 160 oC trong 25 – 30 phút.
• Báo cáo kết quả thí nghiệm theo gợi ý:
Trả lời:
BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
Tên thí nghiệm: Lên men bánh mì
Tên nhóm:……………………………………………………………………………
1. Mục đích thí nghiệm:
- Thực hiện được quy trình lên men bánh mì.
- Giải thích được quá trình lên men bánh mì.
2. Chuẩn bị thí nghiệm:
- Nguyên liệu: 250 g bột mì, 5 g men bánh mì, 160 mL nước đun sôi để nguội, 2 g muối, 16 g đường.
- Dụng cụ: dao nhỏ, thìa, khay inox (20 × 27 cm) phủ giấy nến, bình đựng nước, bát inox có đường kính miệng khoảng 30 cm, găng tay.
- Thiết bị: lò nướng hoặc tủ sấy.
3. Các bước tiến hành:
- Bước 1: Trộn đều muối, men bánh mì và đường với 160 mL nước.
- Bước 2: Bổ sung dần dung dịch ở bước 1 vào bát bột và dùng tay trộn đều cho đến khi bột mịn.
- Bước 3: Ủ ở nhiệt độ 28 – 30 oC trong khoảng 20 phút.
- Bước 4: Chia bột thành những phần nhỏ (khoảng 8 phần), tạo hình cho mỗi phần đó.
- Bước 5: Xếp bánh vào các khay và ủ ở nhiệt độ 28 – 30 oC trong khoảng 1 giờ.
- Bước 6: Dùng dao khía mặt bánh và nướng ở 160 oC trong khoảng 25 – 30 phút thu được sản phẩm.
- Bước 7:
+ Quan sát màu sắc vỏ bánh, xác định mùi và vị của bánh mì.
+ Ghi thông tin đặc điểm của bánh mì theo gợi ý như bảng 19.3.
4. Kết quả thí nghiệm và giải thích:
- Kết quả thí nghiệm:
|
Đặc điểm |
Màu sắc vỏ bánh |
Mùi của bánh |
Vị của bánh |
|
Bánh mì |
Màu vàng giòn |
Mùi thơm đặc trưng |
Vị ngọt nhẹ |
- Giải thích: Khi ủ, nấm men biến đổi carbohydrate của bột thành rượu và khí CO2. Chính khí CO2 được sinh ra sẽ làm cho bánh phồng lên, mềm và xốp.
5. Kết luận:
- Lên men bánh mì là một ứng dụng quá trình phân giải của nấm men.
Xem thêm các bài giải SGK Sinh học lớp 10 Cánh diều hay, chi tiết khác:
Bài 17: Vi sinh vật và các phương pháp nghiên cứu vi sinh vật
Bài 18: Sinh trưởng và sinh sản ở vi sinh vật
Bài 20: Thành tựu của công nghệ vi sinh vật và ứng dụng của vi sinh vật
Bài 21: Khái niệm, cấu tạo và chu trình nhân lên của virus
Bài 22: Phương thức lây truyền, cách phòng chống và ứng dụng của virus
