BÀI 19 - QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP PHÂN GIẢI Ở VI SINH VẬT VÀ ỨNG DỤNG

PHẦN I. HỆ THỐNG CÂU HỎI, BÀI TẬP TRONG SGK

Câu 1: Rau, củ muối chua (hình 19.1) là sản phẩm của quá trình chuyển hoá nào?

Câu 2: Để có sản phẩm muối chua ngon thì cần lưu ý những yếu tố nào?

I. QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP Ở VI SINH VẬT

Câu 1: Nêu vai trò của quá trình tổng hợp ở vi sinh vật.

Câu 2: Quang tổng hợp ở vi sinh vật có điểm gì giống và khác với quang hợp ở thực vật?

Câu 3: Nêu vai trò của những vi sinh vật có khả năng quang tổng hợp.

Câu 4: Tổng hợp amino acid và protein có vai trò gì với vi sinh vật? Con người đã khai thác khả năng này của vi sinh vật để làm gì?

Câu 5: Tổng hợp polysaccharide có ý nghĩa gì đối với vi sinh vật?

Vận dụng 1: Tại sao nên sử dụng nhựa phân hủy sinh học ví dụ như polyhydroxyalkanoate để thay thế nhựa hoá dầu?

Câu 6: Nêu vai trò của lipid đối với tế bào vi sinh vật?

Câu 7: Kháng sinh có vai trò gì đối với chính các vi sinh vật tổng hợp ra nó.

Vận dụng 2: Khi sử dụng kháng sinh để chữa bệnh, chúng ta cần lưu ý điều gì?

II. QUÁ TRÌNH PHÂN GIẢI Ở VI SINH VẬT

Câu 8: Sản phẩm của quá trình phân giải protein là gì? Vi sinh vật sử dụng các sản phẩm đó cho những hoạt động nào tiếp theo.

Câu 9: Nêu vai trò của vi sinh vật trong quá trình sản xuất nước tương và nước mắm.

Câu 10: Nêu ý nghĩa của quá trình phân giải polysaccharide đối với vi sinh vật.

Câu 11: Con người đã ứng dụng khả năng phân giải polysaccharide của vi sinh vật để làm gì?

Vận dụng 3: Vì sao trong quá trình muối chua rau, củ, quả, người ta thường bổ sung thêm đường?

Câu 12: Nêu những lợi ích và tác hại của quá trình phân giải các chất nhờ vi sinh vật.

Vận dụng 4: Kể thêm một số sản phẩm ứng dụng vai trò phân giải của vi sinh vật mà em biết.

Câu 1: Rau, củ muối chua (hình 19.1) là sản phẩm của quá trình chuyển hoá nào?

Câu 2: Để có sản phẩm muối chua ngon thì cần lưu ý những yếu tố nào?

PHẦN II. 5 PHÚT TRẢ LỜI CÂU HỎI, BÀI TẬP TRONG SGK

I. QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP Ở VI SINH VẬT

Câu 1: 

Vai trò của quá trình tổng hợp ở vi sinh vật là hình thành các hợp chất để xây dựng và duy trì các hoạt động của vi sinh vật, đồng thời tích lũy năng lượng.

Câu 2: 

* Giống nhau: Cả hai là quá trình tổng hợp chất hữu cơ từ chất vô cơ nhờ sử dụng năng lượng ánh sáng.

* Khác nhau:

- Quang hợp ở thực vật là quá trình tổng hợp các chất hữu cơ và giải phóng O2.

- Quang tổng hợp ở vi sinh vật được chia thành hai nhóm: quang khử (các vi khuẩn màu tía và màu lục) không thải O2 và quang hợp thải O2 (các vi khuẩn lam và vi tảo).

Câu 3: 

- Tạo ra chất hữu cơ, nhờ quá trình chuyển hóa ánh sáng thành năng lượng hóa học.

- Cung cấp oxy cho hệ sinh thái bằng quá trình sản xuất oxy trong quang hợp.

- Con người sử dụng vi sinh vật quang hợp như tảo và vi khuẩn lam để sản xuất thực phẩm, dược phẩm và nhiên liệu sinh học.

Câu 4: 

* Quá trình tổng hợp amino acid và protein đối với vi sinh vật:

- Giúp vi sinh vật tổng hợp protein để xây dựng cấu trúc tế bào và thực hiện các chức năng sinh học quan trọng.

* Ứng dụng của con người trong quá trình tổng hợp amino acid và protein đối với vi sinh vật:

- Sản xuất amino acid như glutamic acid bằng vi khuẩn Corynebacterium glutamicum.

- Sản xuất lysine bằng vi khuẩn Brevibacterium flavum.

- Sản xuất protein bằng nấm men S. cerevisiae.

Câu 5: 

- Xây dựng các thành phần cấu trúc của tế bào như thành tế bào và màng tế bào.

- Dự trữ các polysaccharide như glycogen và tinh bột làm nguồn năng lượng và carbon cho tế bào.

Vận dụng 1: 

Nên sử dụng nhựa phân hủy sinh học như polyhydroxyalkanoate để thay thế nhựa hoá dầu vì nó có khả năng dễ dàng phân hủy trong môi trường trong thời gian ngắn, giúp hạn chế tình trạng ô nhiễm rác thải nhựa hiện tại.

Câu 6: 

Lipid đóng vai trò chính trong tế bào vi sinh vật:

- Xây dựng cấu trúc tế bào, bao gồm màng tế bào.

- Là nguồn dự trữ năng lượng và carbon đối với một số vi sinh vật như nấm men và vi tảo.

Câu 7: 

Kháng sinh do cơ thể tổng hợp ức chế sự phát triển của sinh vật khác, tạo cơ hội phát triển cho chính vi sinh vật đó.

Vận dụng 2: 

- Tuân thủ chỉ định của bác sĩ về loại, liều lượng và thời gian sử dụng thuốc kháng sinh.

- Không chia sẻ thuốc kháng sinh của bạn với người khác.

- Không lưu giữ lại thuốc kháng sinh đã dùng trong các đợt điều trị trước đây.

- Không sử dụng thuốc kháng sinh được kê cho người khác.

II. QUÁ TRÌNH PHÂN GIẢI Ở VI SINH VẬT

Câu 8: 

* Sản xuất các amino acid từ quá trình phân giải protein.

* Sử dụng amino acid để:

  - Tổng hợp các phân tử protein mới.

  - Chuyển hóa thành các hợp chất hữu cơ hoặc oxi hóa để tạo năng lượng.

Câu 9: 

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.

Câu 10: 

- Tạo nguyên liệu xây dựng tế bào.

- Chuyển hóa thành pyruvic acid để sản xuất năng lượng.

- Phân giải thành CO2 và H2O qua quá trình hô hấp.

- Chuyển hoá thành các hợp chất hữu cơ khác.

Câu 11: 

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.

- Sản xuất ethanol sinh học.

- Chế biến thành sản phẩm như sữa chua, muối rau, và chế biến thực phẩm như củ, thịt, cá, tôm,...

Vận dụng 3: 

Trong quá trình muối chua rau, củ, quả, thường bổ sung đường để cung cấp chất hữu cơ cho vi sinh vật phát triển nhanh chóng trong giai đoạn đầu.

Câu 12: 

- Lợi ích của vi sinh vật trong quá trình phân giải các chất:

  + Phân giải các hợp chất hữu cơ và chuyển hóa các hợp chất vô cơ, giúp duy trì sự vốn tuần hoàn vật chất trong thiên nhiên.

  + Ứng dụng trong xử lí ô nhiễm môi trường, có thể tạo ra các sản phẩm hữu ích như hóa chất, nguyên liệu và nhiên liệu.

- Tác hại của vi sinh vật trong quá trình phân giải các chất:

  + Vi sinh vật có khả năng phân giải trong tự nhiên có thể gây hại cho con người: làm hủy lương thực, hư hỏng thực phẩm, làm hỏng và gây mất mĩ quan các vật dụng, đồ gỗ dùng xây dựng nhà cửa,...

Vận dụng 4: 

- Thức ăn cho gia súc và phân bón sinh học cho cây trồng

- Thuốc trừ sâu sinh học

- Bột giặt sinh học

- Các sản phẩm lên men như sữa chua, nước mắm, nước tương, dưa cải muối, …

PHẦN I. HỆ THỐNG CÂU HỎI, BÀI TẬP TRONG SGK

III. LÀM QUEN MỘT SỐ SẢN PHẨM LÊN MEN TỪ VI SINH VẬT

1. Lên men sữa chua

Câu 13:

• Giải thích sự sai khác của các số liệu thu được ở bảng 19.1, dựa trên số liệu đó để giải thích cơ chế đông tụ của sữa chua.
• Nêu các yếu tố chính ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm sữa chua và cách thức điều chỉnh các yếu tố đó để có sản phẩm sữa chua ngon.

Câu 14: Viết báo cáo kết quả thí nghiệm theo gợi ý.

2. Lên men dưa chua

Câu 15:

• Vi khuẩn lên men dưa chua có từ những nguồn nào? Người ta thường chủ động bổ sung vi khuẩn lactic trong quá trình muối dưa bằng cách nào?
• Dưa cải muối chua khi ăn được thì được gọi là dưa “chín”, em hãy giải thích cơ chế gây ra sự “chín” của dưa.
• Nêu các yếu tố chính ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm dưa chua và cách thức điều chỉnh các yếu tố đó để có sản phẩm dưa chua ngon.

Câu 16: Viết báo cáo kết quả thí nghiệm theo gợi ý.

3. Lên men bánh mì

Câu 17:

• 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.

Câu 18: Viết báo cáo kết quả thí nghiệm theo gợi ý.

PHẦN II. 5 PHÚT TRẢ LỜI CÂU HỎI, BÀI TẬP TRONG SGK

III. LÀM QUEN MỘT SỐ SẢN PHẨM LÊN MEN TỪ VI SINH VẬT

1. Lên men sữa chua

Câu 13:

- Trong quá trình lên men sữa chua, sản phẩm sữa chua ở bước 5 thể hiện sự thay đổi về màu sắc, mùi vị, trạng thái và pH so với hỗn hợp sữa ở bước 2. Điều này do vi khuẩn lactic phân giải đường trong sữa thành lactic acid và chuyển đổi các protein phức tạp thành các protein đơn giản, làm giảm pH và làm cho sữa đông tụ, có vị chua nhẹ.

- Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm sữa chua là chất lượng các nguyên liệu (sữa chua thành phẩm, sữa tươi) và nhiệt độ.

- Điều chỉnh để có sản phẩm sữa chua ngon: Sữa chua thành phẩm và sữa tươi phải đảm bảo vệ sinh cao, không bị hỏng; ủ ở nhiệt độ khoảng 35 - 40°C, có thể sử dụng lò vi sóng sau khi đun nóng lò khoảng 2 phút, hoặc ủ trong nồi cơm điện,…

Câu 14: 

BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

Tên thí nghiệm: Lên men sữa chua

Tên nhóm: ...

1. Mục đích thí nghiệm:

• thích được quá trình lên men sữa chua.
• Thực hiện được quy 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.
• Giải thích sự sai khác của các số liệu thu được ở bảng 19.1

4. Kết quả thí nghiệm và giải thích:

- Kết quả thí nghiệm:

- 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.

2. Lên men dưa chua

Câu 15:

- Vi khuẩn lên men dưa chua có từ nguồn như sữa và các sản phẩm từ sữa, trên bề mặt thực vật và xác thực vật đang phân giải, trong ruột và các niêm dịch ở người và động vật. Trong quá trình muối dưa, người ta thường bổ sung vi khuẩn lactic bằng cách cho nước dưa thành phẩm.

- Cơ chế gây ra sự "chín" của dưa: Vi khuẩn lactic phân giải đường trong rau dưa thành acid lactic, làm cho rau có vị chua và màu vàng đặc trưng.

- Yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng dưa chua: Chất lượng rau cải nguyên liệu, độ yếm khí, nồng độ muối và đường, nhiệt độ.

- Điều chỉnh để có dưa chua ngon: Chọn rau tươi, rửa sạch, phơi khô, cắt nhỏ; nén chặt rau và ngâm trong dung dịch nước muối đường; điều chỉnh nồng độ muối (3%) và đường (0,5 - 1%); ủ ở nhiệt độ 35 - 40°C; có thể bổ sung nước để rút ngắn thời gian lên men (1 - 2 ngày).

Câu 16: 

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:

- 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.

3. Lên men bánh mì

Câu 17:

- Cơ chế làm bánh phồng lên khi ủ: Bột làm bánh chuyển đổi thành rượu và khí CO2 nhờ men nấm. Khí CO2 sản sinh khiến bánh nở phồng, mềm và xốp.

- Yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng bánh mì: Độ ẩm của bột, lượng men, muối và đường, nhiệt độ.

- Điều chỉnh các yếu tố để có bánh mì ngon: Độ ẩm của bột, lượng men, muối và đường phải tuân theo tỉ lệ đã nêu, ủ ở nhiệt độ khoảng 28-30oC trong 1,5 giờ và nướng ở 160oC trong 25-30 phút.

Câu 18: 

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:

- 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.