BÀI 24 - QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP VÀ PHÂN GIẢI Ở VI SINH VẬT

MỞ ĐẦU

Câu 1: Một con bò nặng 500 kg chỉ sản xuất thêm mỗi ngày 0,5 kg protein; 500 kg cây đậu nành mỗi ngày tổng hợp được 40 kg protein nhưng 500 kg nấm men có thể tạo thành mỗi ngày 50 tấn protein. Sự khác nhau về sinh khối được tạo ra từ các loài sinh vật trên có thể giải thích như thế nào?

Đáp án chuẩn:

Sự khác biệt về sinh khối từ các sinh vật được giải thích bởi tốc độ tổng hợp và phân giải chất hữu cơ khác nhau. Nấm men, với kích thước nhỏ, có khả năng hấp thu và chuyển hóa nhanh các chất dinh dưỡng, dẫn đến việc nhanh chóng đạt được sinh khối lớn hơn so với các sinh vật có kích thước lớn hơn như con bò hay cây đậu nành.

I. QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP Ở VI SINH VẬT

Câu 1: Hãy cho biết các đặc điểm chung của quá trình tổng hợp chất hữu cơ.

Đáp án chuẩn:

Đặc điểm chung của quá trình tổng hợp chất hữu cơ là sử dụng hợp chất mở đầu là ADP-glucose và tạo ra các polysaccharide bằng cách liên kết các phân tử glucose qua liên kết glycosidic.

Câu 2: Tìm thông tin liên quan tới gôm sinh học và cho biết vai trò của gôm sinh học trong đời sống con người.

Đáp án chuẩn:

Một số loại polysaccharide do vi sinh vật tiết ra vào môi trường được gọi là gôm.

* Vai trò của chúng bao gồm bảo vệ tế bào vi sinh vật khỏi sự khô hạn, ngăn ngừa virus, cung cấp carbon và năng lượng.

* Ứng dụng của các loại gôm trong đời sống con người:

- Sản xuất kem phủ bề mặt bánh.

- Làm chất phụ gia trong khai thác dầu mỏ.

- Trong lĩnh vực sinh học, chúng được sử dụng làm chất thay thế huyết tương và trong sinh hóa làm chất tách chiết enzyme.

Câu 3: Tìm thông tin liên quan về một số loại chế phẩm sinh học từ vi sinh vật.

Đáp án chuẩn: 

- Phân bón vi sinh bảo vệ môi trường đất.

- Sử dụng chế phẩm vi sinh để ức chế các vi khuẩn có hại cho vật nuôi, bao gồm các loài như Bacillus licheniformis, Bacillus sp., nhằm cải thiện nền đáy ao nuôi thủy hải sản.

Luyện tập: Trình bày tóm tắt bằng sơ đồ  hệ thống các quá trình tổng hợp các chất hữu cơ đa phân tử của vi sinh vật.

II. QUÁ TRÌNH PHÂN GIẢI Ở VI SINH VẬT

Câu 4: Quan sát Hình 24.3, 24.4, 24.5 và cho biết: Các chất hữu cơ đa phân tử được phân giải như thế nào? Ứng dụng của các quá trình này trong đời sống là gì? 

Đáp án chuẩn:

Các vi sinh vật phân giải các chất hữu cơ đa phân tử. Ứng dụng của quá trình này trong đời sống là sản xuất nước mắm, tương ớt...

Câu hỏi 5: Quan sát Hình 24.3, 24.4, 24.5 và cho biết: Cho biết đặc điểm chung của các quá trình phân giải chất hữu chất hữu cơ.

Đáp án chuẩn:

Đặc điểm chung của các quá trình phân giải chất hữu cơ là sử dụng các enzyme nội bào để chuyển hóa các hợp chất hữu cơ phức tạp thành các phân tử đơn giản và cung cấp năng lượng cho hoạt động của tế bào.

Luyện tập: Lập bảng trình bày điểm chung và riêng của các quá trình phân giải ở vi sinh vật.

Đáp án chuẩn:

* Điểm chung:

  - Chuyển hóa các chất hữu cơ phức tạp thành các chất đơn giản.

  - Sử dụng enzyme trong quá trình phân giải.

  - Cung cấp năng lượng cho tế bào.

* Điểm riêng: Mỗi loài vi sinh vật sản xuất enzyme riêng để phân hủy các chất hữu cơ khác nhau. Ví dụ: enzyme protease phân hủy protein thành amino acid, enzyme nuclease phân hủy nucleic acid thành nucleotide.

Vận dụng: Hãy thiết kế một sản phẩm học tập (mô hình, poster, tập san,...) trình bày vai trò của vi sinh vật đối với tự nhiên và đời sống con người.

Đáp án chuẩn:

Học sinh thiết kế sản phẩm theo chủ đề và trình bày sản phẩm theo các nội dung sau:

• Nguyên vật liệu (nêu rõ vật liệu nào mô tả cho thành phần nào)
• Các bước thực hiện
• Nội dung sản phẩm.

BÀI TẬP

Bài 1: Nêu một số ví dụ thực tiễn về quá trình tổng hợp và phân giải ở vi sinh vật.

Đáp án chuẩn:

- Quá trình tổng hợp: Quang hợp ở các loài quang tự dưỡng; sản xuất kháng sinh để tiêu diệt các loài vi khuẩn khác,...

- Quá trình phân giải: Lên men trong sản xuất rượu bia, sự lên men trong sản xuất muối chua thực phẩm; làm mốc, gây hỏng các loại thực phẩm, vật dụng,...

Bài 2: Trình bày vai trò của vi sinh vật trong đời sống con người và trong tự nhiên thông qua các hoạt động tổng hợp và phân giải các chất (carbohydrate, protein, lipid).

Đáp án chuẩn:

Vai trò của vi sinh vật:

• Đối với đời sống con người
• Trong trồng trọt: Vi sinh vật giúp cải thiện chất lượng đất, tăng khả năng kết dính các hạt đất, chuyển hoá chất dinh dưỡng giúp cây dễ hấp thụ, tiết ra chất có lợi cho cây trồng, tiêu diệt sâu hại.
• Trong chăn nuôi: Vi sinh vật góp phần cải thiện hệ tiêu hoá vật nuôi, giúp tăng sức đề kháng, sinh trưởng, phát triển nhanh, tăng năng suất và chất lượng sản phẩm
• Trong bảo quản và chế biến thực phẩm: Một số vi sinh vật có khả năng tiết enzyme protease phân giải protein thành các amino acid, trên cơ sở đó, con người đã vận dụng để làm nước mắm từ cá, làm nước tương từ đậu tương... 
• Trong sản xuất dược phẩm: Con người sử dụng một số chủng xạ khuẩn và nấm mốc để sản xuất chất kháng sinh giúp tiêu diệt các mầm bệnh, bảo vệ sức khoẻ; sử dụng vi sinh vật đã làm suy yếu để sản xuất vaccine phòng bệnh; sử dụng các vi khuẩn có lợi để sản xuất men tiêu hoá và một số đồ uống nhằm hỗ trợ quá trình tiêu hoá của con người. 
• Đối với tự nhiên:
• Chuyển hoá vật chất trong tự nhiên: Vi sinh vật là một mắt xích quan trọng trong lưới thức ăn của hệ sinh thái, góp phần tạo nên vòng tuần hoàn vật chất trong tự nhiên. Trong chuỗi thức ăn, vi sinh vật dị dưỡng là mắt xích cuối cùng, có chức năng chuyển hóa chất hữu cơ thành chất vô cơ (CO₂, nước và các chất khoáng). Những chất vô cơ này lại tiếp tục đi vào vòng tuần hoàn vật chất qua quá trình dinh dưỡng của sinh vật sản xuất (thực vật,..).

Bài 3: Cho ví dụ cụ thể để phân biệt lên men lactic đồng hình và dị hình ở vi sinh vật.

Đáp án chuẩn:

Ví dụ: Lên men lactic đồng hình tạo ra lactic acid, không có hiện tượng sủi bọt. Còn lên men lactic dị hình tạo ra hỗn hợp lactic acid, ethanol, acetic acid và CO2, gây ra hiện tượng sủi bọt khí.