Giải Sinh học 10 Bài 20: Thành tựu của công nghệ vi sinh vật và ứng dụng của vi sinh vật ( Cánh diều )

Giải Sinh học 10 Bài 20: Thành tựu của công nghệ vi sinh vật và ứng dụng của vi sinh vật

Mở đầu 1 trang 123 Sinh học 10: Quan sát các công đoạn sản xuất phô mai trong một nhà máy (hình 20.1) và cho biết vi sinh vật được sử dụng trong công đoạn nào? Đó là nhóm vi sinh vật gì?

Trả lời:

- Trong các công đoạn sản xuất phô mai ta thấy vi sinh vật được sử dụng trong công đoạn thanh trùng và lên men.

- Nhóm vi sinh vật được sử dụng trong quá trình sản xuất phô mai: vi khuẩn lactic, nhóm vi khuẩn propionic, các loại nấm mốc thuộc giống Penicillium,…

Mở đầu 2 trang 123 Sinh học 10: Có thể sử dụng tế bào vi sinh vật như một “nhà máy” thực hiện đầy đủ các công đoạn khác nhau trong quy trình sản xuất sản phẩm phục vụ con người được không?

Trả lời:

Sản phẩm được vi sinh vật tạo ra cần trải qua một số bước nữa mới có thể trở thành sản phẩm hoàn chỉnh, phục vụ con người. Bởi vậy, không thể sử dụng tế bào vi sinh vật như một "nhà máy" thực hiện đầy đủ các công đoạn khác nhau trong quy trình sản xuất sản phẩm phục vụ con người.

I. Công nghệ vi sinh vật và một số ứng dụng vi sinh vật trong thực tiễn

Câu hỏi 1 trang 124 Sinh học 10: Nêu các cơ sở khoa học của việc ứng dụng vi sinh vật trong thực tiễn.

Trả lời:

Các cơ sở khoa học của việc ứng dụng vi sinh vật trong thực tiễn:

- Vi sinh vật đóng vai trò quan trọng trong quá trình phân giải và tổng hợp các chất hữu cơ, chuyển hoá các chất vô cơ tạo ra nhiều sản phẩm hữu ích cho tự nhiên và con người.

 - Vi sinh vật có khả năng sinh trưởng nhanh hoặc sống trong các môi trường cực kì khắc nghiệt.

Tìm hiểu thêm trang 124 Sinh học 10: Em hãy tìm hiểu thông tin trên internet và cho biết tảo xoắn Arthrospira platensis có chứa các hoạt chất sinh học có giá trị gì. Vì sao chúng được dùng làm thực phẩm chức năng chống lão hoá và làm trẻ da?

Trả lời:

- Các hoạt chất sinh học có giá trị trong tảo xoắn Arthrospira platensis: protein với đầy đủ các acid amin không thay thế (cơ thể người và động vật không tự tổng hợp được), các vitamin và khoáng chất, aicd béo không bão hòa,…

- Tảo xoắn Arthrospira platensis được dùng làm thực phẩm chức năng chống lão hoá và làm trẻ da vì: Trong tảo xoắn Arthrospira platensis có chứa nhiều loại chất chống lão hóa như phycocyanin, β-caroten, vitamin E, acid γ-linoleic. Những chất này có khả năng loại bỏ các gốc tự do thông qua tác dụng chống oxi hóa, làm chậm sự lão hóa của tế bào.

Câu hỏi 2 trang 124 Sinh học 10: Kể tên một số chế phẩm vi sinh vật dùng trong chăn nuôi, trồng trọt mà em biết.

Trả lời:

Một số chế phẩm vi sinh vật dùng trong chăn nuôi, trồng trọt:

- Chế phẩm thuốc trừ sâu sinh học: Thuốc trừ sâu vi sinh Bt, thuốc trừ sâu Pethian, thuốc trừ sâu Muskardin,…

- Chế phẩm phân vi sinh: Phân vi sinh cố định đạm, phân vi sinh phân giải lân, phân vi sinh phân giải silicat,…

- Men vi sinh: Men ủ vi sinh thảo dược, chế phẩm vi sinh ủ thức ăn chăn nuôi Gebio Men, men ủ vi sinh NN1,…

Câu hỏi 3 trang 124 Sinh học 10: Việc ứng dụng vi sinh vật trong sản xuất phân hữu cơ dựa trên cơ sở khoa học nào?

Trả lời:

Cơ sở khoa học của việc ứng dụng vi sinh vật trong sản xuất phân hữu cơ: Một số vi sinh vật như nấm Microrrhizae, vi khuẩn Rhizobium,… đóng vai trò quan trọng trong phân giải lân khó tan trong đất, tăng cường cố định đạm, hỗ trợ và kích thích sinh trưởng bộ rễ cây trồng.

Câu hỏi 4 trang 125 Sinh học 10: Quan sát hình 20.4 và cho biết nguyên liệu đầu vào và sản phẩm đầu ra của ngành công nghiệp sản xuất ethanol sinh học. Hãy kể tên những sản phẩm của ngành công nghiệp sản xuất ethanol sinh học trên thị trường hiện nay mà em biết.

Trả lời:

- Nguyên liệu đầu vào: đường mía, tinh bột ngô, sinh khối thực vật, phụ phẩm của trồng trọt. 

- Sản phẩm đầu ra: ethanol sinh học. 

- Một số sản phẩm của ngành công nghiệp sản xuất ethanol sinh học là: xăng sinh học, vecni, dung dịch vệ sinh vi mạch trong ngành điện tử và vệ sinh các dụng cụ y tế, nước hoa, dược phẩm (chất sát trùng, thuốc ngủ,…),…

Câu hỏi 5 trang 125 Sinh học 10: Quan sát hình 20.5 và cho biết nguyên liệu đầu vào và sản phẩm đầu ra của ngành công nghiệp sản xuất khí sinh học (biogas). Sản phẩm của ngành công nghiệp sản xuất khí sinh học được ứng dụng trong những lĩnh vực nào?

Trả lời:

- Nguyên liệu đầu vào: rác thải hữu cơ; phân và nước thải chăn nuôi; sinh khối thực vật, phụ phẩm của trồng trọt.

- Sản phẩm đầu ra của ngành công nghiệp sản xuất khí sinh học là: khí gas hữu cơ (methan) và phân hữu cơ.

- Lĩnh vực được ứng dụng của sản phẩm ngành công nghiệp sản xuất khí sinh học là:

+ Môi trường: Sử dụng khí sinh học để đun nấu.

+ Công nghiệp: Sử dụng khí sinh học để tạo ra điện. 

+ Nông nghiệp: Dùng nước xả và phân từ hầm khí sinh học làm phân hữu cơ cho cây trồng.

Tìm hiểu thêm trang 125 Sinh học 10: Ở một số vùng nông thôn Việt Nam, người ta cũng sản xuất khí sinh học (biogas) tại các hộ nông dân. Tìm kiếm thông tin và cho biết nông dân ta đã tận dụng những phế phụ phẩm nông nghiệp nào để sản xuất khí sinh học và dùng sản phẩm khí sinh học đó cho những mục đích gì?

Trả lời:

- Phế phụ phẩm nông nghiệp chủ yếu được sử dụng để làm nguyên liệu trong sản xuất khí sinh học ở một số vùng nông thôn Việt Nam là bèo, cỏ, rơm rạ, phân động vật,…

- Khí sinh học tạo ra từ quá trình trên được sử dụng cho những mục đích sinh hoạt hằng ngày như làm chất đốt, làm nguyên liệu để chạy máy phát điện,…

Câu hỏi 6 trang 126 Sinh học 10: Việc ứng dụng vi sinh vật để sản xuất nước tương, nước mắm dựa trên cơ sở khoa học nào?

Trả lời:

Việc ứng dụng vi sinh vật để sản xuất nước tương, nước mắm dựa trên cơ sở khoa học là: Một số vi sinh vật có khả năng sinh tổng hợp protein ngoại bào để phân giải protein trong đậu tương, cá thành các sản phẩm giàu amino acid như nước tương, nước mắm.

Vận dụng trang 126 Sinh học 10: Kể tên một số sản phẩm thực phẩm ứng dụng công nghệ vi sinh vật mà em biết?

Trả lời:

Một số sản phẩm thực phẩm ứng dụng công nghệ vi sinh vật: sữa chua, phô mai, bánh mì, bia, rượu, nước tương, nước mắm, dưa muối, thịt chua,…

II. Một số thành tựu và dự án điều tra sản phẩm thương mại của công nghệ vi sinh vật

Luyện tập 1 trang 126 Sinh học 10: Vì sao vi sinh vật được sử dụng như những “nhà máy” để sản xuất các protein, DNA, RNA và các sản phẩm khác?

Trả lời:

Vi sinh vật được sử dụng như những “nhà máy” để sản xuất các protein, DNA, RNA và các sản phẩm khác vì chúng có khả năng trao đổi chất mạnh mẽ, sinh trưởng nhanh và hệ gene của chúng đã được nghiên cứu kĩ giúp dễ dàng điều khiển các hoạt động trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng.

Câu hỏi 7 trang 127 Sinh học 10: Để sản xuất các enzyme hoạt động trong điều kiện nhiệt độ cao thì cần sử dụng nhóm vi sinh vật nào? Vì sao?

Trả lời:

Để sản xuất các enzyme có thể hoạt động trong điều kiện nhiệt độ cao thì cần sử dụng nhóm vi sinh vật sống trong điều kiện cực đoan (nhóm ưa nhiệt và ưa siêu nhiệt) vì protein của những vi sinh vật này không bị biến tính (bất hoạt) trong điều kiện nhiệt độ cao.

III. Ngành nghề liên quan đến công nghệ vi sinh vật và triển vọng của công nghệ vi sinh vật

Câu hỏi 8 trang 129 Sinh học 10: Quan sát hình 20.7:

a) Cho biết người hoạt động trong lĩnh vực công nghệ vi sinh vật có thể làm việc trong các cơ quan, đơn vị nào?

b) Công nghệ vi sinh vật hiện nay đang cung cấp những sản phẩm gì cho phát triển kinh tế, xã hội ở Việt Nam?

c) Các sản phẩm của công nghệ vi sinh vật được ứng dụng trong các lĩnh vực nào?

Trả lời:

a) Người hoạt động trong lĩnh vực công nghệ vi sinh vật có thể làm việc trong các cơ quan, đơn vị như:

- Các cơ quan quản lí nhà nước: bộ và sở Nông nghiệp và phát triển nông thôn, bộ và sở Khoa học và Công nghệ, bộ và sở Tài nguyên và Môi trường.

- Các viện nghiên cứu: các Viện nghiên cứu trực thuộc Chính phủ, các bộ và sở, các trường đại học.

- Các đơn vị sản xuất: các công ty sản xuất liên quan đến công nghệ vi sinh vật, các nhà máy sản xuất các sản phẩm liên quan đến công nghệ vi sinh vật.

b) Những sản phẩm của công nghệ vi sinh vật góp phần phát triển kinh tế, xã hội ở Việt Nam gồm:

- Các sản phẩm lên men lactic (sữa chua, phô mai, thịt, cá, tôm,…).

- Nước mắm, nước tương.

- Đồ uống: bia, rượu, nước ngọt,…

- Các thực phẩm khác như bánh mì, giấm,…

- Chất phụ gia cho thức ăn chăn nuôi, thuỷ hải sản.

- Men vi sinh, thuốc thú y, vaccine cho vật nuôi, thuỷ hải sản;…

- Phân hữu cơ vi sinh và chế phẩm vi sinh cho cây trồng.

- Thuốc trừ sâu sinh học.

- Vaccine cho người.

- Men vi sinh và các chất hoạt tính sinh học hỗ trợ điều trị.

- Dược phẩm sinh học kháng sinh, enzyme,…)

- Chế phẩm vi sinh sản xuất enzyme cho công nghiệp giấy, dệt nhuộm, thuộc da, mĩ phẩm,…

- Chế phẩm vi sinh xử lí nước thải, khí thải và chất thải rắn, phế phụ phẩm nông nghiệp,…

- Các acid hữu cơ, dung môi hữu cơ.

c) Các sản phẩm của công nghệ vi sinh vật được ứng dụng trong lĩnh vực sau:

- Chế biến thực phẩm

- Chăn nuôi

- Trồng trọt

- Y – dược học

- Môi trường

- Hóa chất

- Các ngành công nghiệp khác như công nghiệp giấy, dệt nhuộm, thuộc da, mĩ phẩm,…

Luyện tập 2 trang 130 Sinh học 10: Dựa vào bảng 20.2 để liệt kê một số vị trí việc làm trong ngành Công nghệ vi sinh vật và hoàn thành các cột trong bảng 20.3.

Trả lời:

Bảng 20.3. Yêu cầu cho các vị trí việc làm liên quan đến ngành công nghệ vi sinh vật

STT	Vị trí việc làm	Cơ quan, đơn vị làm việc	Các kiến thức, kĩ năng cần có
1	Kĩ thuật viên phân tích vi sinh vật gây bệnh	Phòng phân tích vi sinh vật của các cơ sở y tế	Có các kiến thức và kĩ năng trong chuẩn đoán vi sinh vật gây bệnh.
2	Kĩ sư thực phẩm	Các công ty thực phẩm	Có kiến thức và kĩ năng trong công nghệ thực phẩm, công nghệ sinh học, vệ sinh an toàn thực phẩm, dinh dưỡng,…
3	Nghiên cứu viên công nghệ sinh học và cảm biến sinh học	Phòng nghiên cứu của các viện nghiên cứu hoặc trường đại học.	Có kiến thức và kĩ năng trong Công nghệ sinh học, sinh học, hóa sinh,…
4	Chuyên gia hoạch định chính sách môi trường	Sở Tài nguyên và môi trường	Có kiến thức và kĩ năng trong công nghệ sinh học, hóa học, vật lí, địa chất,…

Câu hỏi 9 trang 130 Sinh học 10: Kể tên các hướng phát triển của công nghệ vi sinh vật trong tương lai.

Trả lời:

Các hướng phát triển của công nghệ vi sinh vật trong tương lai:

1 - Chỉnh sửa, tạo đột biến định hướng các gene trong tế bào vi sinh vật.

2 - Tìm kiếm và khai thác các nguồn gene vi sinh vật.

3 - Thiết lập các hệ thống lên men lớn, tự động, liên tục và đồng bộ với công nghệ thu hồi.

4 - Xây dựng các giải pháp phân tích vi sinh vật tự động trong công nghiệp, nông nghiệp và xử lí môi trường.

Xem thêm lời giải bài tập Sinh học lớp 10 Cánh diều hay, chi tiết khác: 

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

Ôn tập Phần 3 (trang 143, 144)

Bài 1: Giới thiệu chương trình môn sinh học. Sinh học và sự phát triển bền vững

Bài 2: Các phương pháp nghiên cứu và học tập môn Sinh học