Giải Sinh học 10 Bài 27: Ứng dụng vi sinh vật trong thực tiễn
Lời giải:
Khi muối chua, thực phẩm không bị các vi sinh vật khác phân hủy và có thể bảo quản được lâu hơn vì:
- Khi muối chua, thời gian đầu nhờ tỉ lệ muối 5 – 6 % trong dung dịch muối chua giúp ức chế các vi sinh vật gây hư hỏng thực phẩm nhưng vẫn đảm bảo cho các vi khuẩn lên men lactic hoạt động tốt.
- Thời gian sau, khi các vi khuẩn lên men lactic hoạt động mạnh, sinh ra nhiều acid lactic, tạo môi trường có độ pH thấp nên ức chế được các vi sinh vật gây hư hỏng khác.
I. Cơ sở khoa học của việc ứng dụng vi sinh vật trong thực tiễn
Lời giải:
- Đặc điểm có lợi:
+ Vi sinh vật có khả năng chuyển hóa mạnh, sinh sản nhanh nên sinh khối tăng nhanh. Đồng thời, một số vi sinh vật có thể tổng hợp các chất cần thiết như các amino acid quý, protein đơn bào, chất kháng sinh sử dụng cho người và động vật; chất dinh dưỡng cho cây trồng.
+ Vi sinh vật có khả năng phân giải các chất hữu cơ dư thừa, chất độc hại trong môi trường.
+ Vi sinh vật có thể gây độc cho các loài thiên địch gây hại mùa màng.
- Đặc điểm gây hại:
+ Vi sinh vật gây ra nhiều bệnh cho con người, thực vật và động vật.
+ Vi sinh vật hư hỏng thực phẩm.
Lời giải:
Cơ sở khoa học của việc ứng dụng vi sinh vật trong thực tiễn:
|
Ứng dụng vào thực tiễn |
Cơ sở khoa học |
|
- Xử lí ô nhiễm môi trường, chất thải trong chăn nuôi. - Sản xuất nước mắm, nước tương,… - Sản xuất bánh kẹo, sữa chua, bánh mì,… |
- Vi sinh vật có khả năng tiết ra enzyme để phân giải các chất ở bên ngoài tế bào. |
|
- Tạo ra các amino acid quý như glutamic acid, lysine. - Tạo protein đơn bào. - Tổng hợp các chất kháng sinh. |
- Vi sinh vật có khả năng tự tổng hợp các chất cần thiết bằng cách sử dụng năng lượng và enzyme nội bào. |
|
- Sản xuất vaccine. |
- Vi sinh vật đóng vai trò là kháng nguyên. |
|
- Sản xuất thuốc trừ sâu sinh học. |
- Một số vi sinh vật tạo ra chất gây hại cho côn trùng. |
|
- Sản xuất phân bón vi sinh vật. |
- Một số vi sinh vật có khả năng tạo chất dinh dưỡng cho cây trồng. |
|
- Sản xuất insulin, interferon, interleukin, hormone sinh trưởng, vaccine tái tổ hợp,… |
- Vi sinh vật đóng vai trò là vector chuyển gene. |
II. Một số ứng dụng vi sinh vật trong thực tiễn
Lời giải:
|
Ứng dụng |
Cơ sở khoa học |
Chủng vi khuẩn |
Vai trò trong đời sống |
|
Sản xuất phomat |
Vi sinh vật có khả năng tiết ra enzyme để phân giải các chất ở bên ngoài tế bào. |
Lactococcus lactis |
Cung cấp thực phẩm |
|
Sản xuất tương |
Aspergillus oryzae |
||
|
Sản xuất thuốc kháng sinh |
Vi sinh vật có khả năng tự tổng hợp các chất cần thiết bằng cách sử dụng năng lượng về enzyme nội bào. |
Chi Streptomyses, chi Bacillus, chi Penicillum |
Chữa bệnh |
|
Sản xuất thuốc trừ sâu Bt |
Một số vi sinh vật tạo ra chất gây độc hại cho côn trùng. |
Bacillus thuringiensis |
Bảo vệ mùa màng |
|
Xử lí nước thải |
Vi sinh vật có khả năng tiết ra enzyme để phân giải các chất ở bên ngoài tế bào. |
Các chi Pseudomonas, Zoogloea, Achromobacter, Nitrosomonas, Nitrobacter |
Bảo vệ môi trường |
Câu hỏi 4 trang 132 Sinh học 10: Quan sát Hình 27.3, hãy phân tích quy trình sản xuất penicillin.
Lời giải:
Quy trình sản xuất penicillin:
• Công đoạn 1. Lên men: Thực hiện theo các bước: Nhân giống → Lên men sản xuất.
- Nhân giống: Chọn chủng Penicillin chrysogenum, chọn môi trường nuôi cấy. Sau đó, trên môi trường nuôi cấy được chọn, tiến hành nhân giống nhỏ rồi nhân giống sản xuất.
- Lên men sản xuất: Tiến hành theo 2 pha. Pha 1 là pha sinh trưởng, tính từ khi cấy giống vào thùng lên men đến khi sinh khối ngừng tăng lên. Pha 2 là pha sinh tổng hợp để tích tụ chất kháng sinh. Môi trường lên men phải đảm bảo đủ chất dinh dưỡng, để đạt năng suất cao cần phải thêm tiền chất phenylacetic. Mặt khác, quá trình lên men cần đảm bảo các thông số như pH, nhiệt độ, độ thông khí và thời gian.
• Công đoạn 2. Tinh chế thu penicillin tự nhiên: Thực hiện theo các bước: Lọc tách sinh khối → Trích li bằng dung môi → Hấp thụ bằng than hoạt tính → Nhả và lọc loại than → Kết tinh penicillin → Lọc tách tinh thể → Rửa tinh thể → Sấy khô. Sản phẩm thu được dưới dạng sản phẩm bột muối penicillin.
Câu hỏi 5 trang 133 Sinh học 10: Quan sát Hình 27.4, hãy mô tả quá trình sản xuất thuốc trừ sâu Bt.
Lời giải:
Quá trình sản xuất thuốc trừ sâu Bt theo phương pháp lên men chìm:
- Bước 1: Chuẩn bị giống vi khuẩn chủng Bacillus thuringiensis chuẩn.
- Bước 2: Nhân giống. Thực hiện nhân giống cấp 1 trên máy lắc và nhân giống cấp 2 trong nồi lên men 500 lít hoặc 5000 lít.
- Bước 3: Lên men.
- Bước 4: Li tâm để thu sinh khối.
- Bước 5: Sấy, nghiền sinh khối vi khuẩn.
- Bước 6: Phối trộn phụ gia và đóng gói sản phẩm. Sản phẩm có thể ở dạng chai hoặc dạng gói.
Luyện tập trang 133 Sinh học 10:
• Kể tên các loại thuốc kháng sinh, thuốc trừ sâu được sản xuất từ vi sinh vật.
• Giải thích vì sao sữa chuyển từ trạng thái lỏng sang dạng đông đặc sau khi lên men.
Lời giải:
• Một số loại thuốc kháng sinh, thuốc trừ sâu được sản xuất từ vi sinh vật:
- Một số loại thuốc kháng sinh được sản xuất từ vi sinh vật: penicillin, tetracyclin, ampicillin, amoxicillin, cephalexin, erythromycin, azithromycin, clarithromycin,…
- Một số loại thuốc trừ sâu được sản xuất từ vi sinh vật: Firibiotox P, Firibiotox C (chế phẩm trừ sâu Bt); Ometar, Biovip (chế phẩm nấm trừ côn trùng); TriB1 (Trichoderma),…
• Giải thích hiện tượng sữa chuyển từ trạng thái lỏng sang dạng đông đặc sau khi lên men: Khi lên men, vi khuẩn lactic chuyển hóa đường có trong sữa thành acid lactic, làm giảm độ pH trong dịch sữa. Khi pH giảm, protein trong sữa kết tủa lại, chuyển sang dạng đông đặc. Do đó, khả năng đông tụ sữa cũng là tiêu chí đánh giá sự thành công của việc làm sữa chua.
Lời giải:
• Quá trình xử lí nước thải bằng phương pháp bùn hoạt tính:
- Nước thải đã được xử lí sơ cấp được dẫn vào bể thổi khí để cung cấp oxygen cho vi khuẩn và vi sinh vật oxi hóa chất hữu cơ. Trong bể thổi khí, lượng bùn hoạt tính tăng dẫn.
- Dẫn hỗn hợp từ bể thổi khí sang bể lắng để tách bùn hoạt tính ra khỏi nước thải.
- Một phần bùn hoạt tính được đưa trở lại bể thổi khí làm giống, phần bùn thừa sau khi được tách nước sẽ được đưa đi phân giải yếm khí.
• Quá trình xử lí nước thải bằng phương pháp bể UASB:
- Nước thải sẽ được dẫn qua các đường ống cấp dưới đáy bể với vận tốc 0,6 – 0,9 m/s và được điều chỉnh pH duy trì ở 6,6 – 7,6 nhằm đảm bảo sự phát triển của vi sinh vật kị khí.
- Hỗn hợp bùn và nước thải sẽ được tiếp xúc nhau. Quá trình phát triển sinh khối của các vi sinh vật sử dụng các chất ô nhiễm và tạo thành CH4, CO2. Lượng khí này sẽ được bám vào bùn và nổi lên trên bề mặt của bể.
- Bể UASB được lắp các vách nghiêng. Tại đây xảy ra hiện tượng tách pha khí – rắn – lỏng. Để hấp thụ triệt để, hiệu quả nhất lượng khí trên thì dẫn hỗn hợp khí qua dung dịch NaOH từ 5% – 10%. Bùn sau đó sẽ được lắng xuống do tách hoàn toàn khí. Nước thải theo màng tràn răng cưa dẫn đến bể xử lí tiếp theo.
Lời giải:
Quy trình muối chua rau, củ, quả:
- Bước 1. Sơ chế nguyên liệu: Rửa sạch nguyên liệu, sơ chế (cắt rau cải thành đoạn ngắn; gọt vỏ củ, quả và cắt thành lát mỏng, ngắn).
- Bước 2. Lên men: Cho nguyên liệu đã xử lí vào vại, hũ sành hoặc lọ thủy tinh, đổ ngập dung dịch nước muối 5 – 6 % (đun sôi, để ấm), nén chặt, đậy kín và đặt ở nơi ấm có nhiệt độ khoảng 28 – 30 oC.
- Bước 3. Thu nhận và bảo quản: Sau khoảng thời gian 2 – 3 ngày, kiểm tra sản phẩm (ăn có vị chua, giòn, có mùi thơm, rau có màu vàng đặc trưng), loại bớt nước và bảo quản trong ngăn mát tủ lạnh.
Lưu ý:
+ Tiệt trùng tất cả dụng cụ làm dưa chua bằng nước sôi trong khoảng thời gian 2 – 3 phút.
+ Có thể phơi héo nguyên liệu để làm giảm lượng nước, dưa chua sẽ giòn hơn.
+ Cần nén chặt để dưa cải không nổi lên mặt nước nhằm đảm bảo quá trình lên men kị khí. Có thể tăng lượng muối hợp lí để hạn chế quá trình lên men, tăng thời gian bảo quản ở nhiệt độ thường.
Bài tập (trang 134)
Lời giải:
Một số sản phẩm có ứng dụng vi sinh vật trong bảo vệ môi trường:
- Chế phẩm sinh học EM (Effective Microorganisms).
- Men vi sinh BTV.
- Chế phẩm sinh học Sagi Bio.
- Chế phẩm vi sinh xử lí nước thải Microbelift IND.
- Chế phẩm vi sinh xử lí mùi hôi Microbelift OC.
Lời giải:
• Học sinh tự tìm hiểu thực trạng sử dụng thuốc trừ sâu, phân bón hóa học ở địa phương:
- Lập kế hoạch tìm hiểu thực trạng:
(1) Mục tiêu
(2) Thời gian, địa điểm
(3) Đối tượng điều tra
(4) Tiến hành điều tra
- Thiết kế phiếu điều tra:
(1) Mục đích điều tra
(2) Nội dung điều tra
(3) Thiết kế câu hỏi
- Báo cáo kết quả tìm hiểu thực trạng
• Đề xuất các biện pháp giúp người dân địa phương chuyển sang sử dụng thuốc trừ sâu sinh học và phân bón vi sinh:
- Tổ chức các buổi tuyên truyền về tác hại của sử dụng thuốc trừ sâu hóa học, phân bón vô cơ. Giới thiệu đến người dân các sản phẩm thuốc trừ sâu sinh học và phân vi sinh.
- Xây dựng mô hình thử nghiệm sử dụng thuốc trừ sâu sinh học, phân bón vi sinh ở địa phương để người dân có thể tin tưởng về hiệu quả mà thuốc trừ sâu sinh học và phân vi sinh mang lại.
- Chính quyền địa phương liên hệ với các công ty sản xuất, phân phối thuốc trừ sâu sinh học và phân bón vi sinh để có các chương trình hỗ trợ về giá và quy trình sử dụng cho người dân yên tâm sử dụng.
Xem thêm lời giải bài tập SGK Sinh học lớp 10 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:
