BÀI 26 - CÔNG NGHỆ VI SINH VẬT

MỞ ĐẦU

Câu 1: Mỗi năm, con người thải vào môi trường hàng triệu tấn rác thải thông qua các hoạt động sản xuất và sinh hoạt hằng ngày. Giả sử không có vi sinh vật tham gia phân hủy rác, thì điều gì sẽ xảy ra trên Trái Đất của chúng ta?

Giải nhanh:

Nếu không có vi sinh vật phân hủy rác, rác sẽ tồn đọng gây ô nhiễm môi trường không khí, đất, nước; gây mùi hôi thối; chiếm chỗ của con người và động thực vật; giảm lượng mùn và khoáng chất cho thực vật. Điều này sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến đời sống của các sinh vật trên Trái Đất, chứng tỏ vi sinh vật có vai trò rất quan trọng đối với tự nhiên và sự sống trên Trái Đất.

I. MỘT SỐ THÀNH TỰU HIỆN ĐẠI CỦA CÔNG NGHỆ VI SINH VẬT

Câu 1: Sản phẩm tạo ra từ công nghệ vi sinh vật có đặc điểm gì? Cho ví dụ mình họa.

Giải nhanh:

- An toàn, thân thiện với môi trường, giá thành rẻ, hiệu quả lâu dài.

- Ví dụ: phân bón vi sinh vật thân thiện với môi trường.

Câu 2: Hãy kể tên một số thành tựu hiện đại của công nghệ vi sinh vật? 

Giải nhanh: 

• Công nghệ vi sinh sản xuất phân bón
• Công nghệ vi sinh sản xuất thuốc trừ sâu
• Tạo ra các nguyên liệu trong công nghiệp và đời sống
• Sản xuất thuốc kháng sinh
• Xứ lí ô nhiễm môi trường

Luyện tập: Hãy liệt kê các sản phẩm từ công nghệ vi sinh vật được sử dụng trong đời sống hằng ngày.

Giải nhanh:

Thuốc kháng sinh, phân bón vi sinh vật, thuốc trừ sâu vi sinh vật , vv...

Câu 3: Hãy cho biết cơ sở của việc sản xuất phân bón vi sinh.

Giải nhanh:

- Sử dụng chế phẩm vi sinh vật để sản xuất phân bón vi sinh.

Câu 4: Kể tên một số loại phân bón vi sinh được sử dụng phổ biến hiện nay.

Giải nhanh:

• Phân vi sinh cố định đạm (N)
• Phân vi sinh phân giải lân.
• Phân bón vi sinh phân giải silicat.
• Phân bón vi sinh ức chế các vi sinh vật gây bệnh.
• Phân bón vi sinh chứa chất giữ ẩm polysacarit.
• Phân vi sinh giúp phân giải hợp chất hữu cơ (cellulose)

Câu 5: Kể tên một số loại thực phẩm được tạo ra nhờ ứng dụng công nghệ vi sinh vật.

Giải nhanh:

Một số loại thực phẩm được tạo ra nhờ công nghệ vi sinh vật: sản xuất rượu từ nấm men, mì chính từ corynebacterium glutamicum, rượu vang, bia, bánh mì từ nấm men.

Câu 6: Công nghệ vi sinh vật có vai trò như thế nào đối với ngành chăn nuôi?

Giải nhanh:

Công nghệ vi sinh tạo ra thức ăn và chế phẩm tăng sức đề kháng, năng suất cho vật nuôi, và xử lý rác thải chăn nuôi như mùi hôi, phân.

Câu 7 : Hãy kể một số loại kháng sinh. Cho biết nguồn gốc và tác dụng của các loại thuốc kháng sinh đó.

Giải nhanh:

- Sử sụng nấm penicillium chorysogenum để sản xuất kháng sinh penicilin điều trị vết thương nhiễm khuẩn

- Sử dụng xạ khuẩn streptomyces griseus để sản xuất thuốc kháng sinh  streptomycin điều trị bệnh viêm phổi,...

Câu 8: Dựa vào đặc điểm nào của vi sinh vật người ta có thể ứng dụng chúng để xử lí ô nhiễm môi trường? Cho ví dụ.

Giải nhanh:

* Khả năng phân hủy các chất hữu cơ như cellulose, tinh bột, protein, lipid, pectin, chitin của vi sinh vật là cơ sở để xử lý ô nhiễm môi trường.

* Ví dụ:

  - Sử dụng vi khuẩn Clostridium thermocellum để phân hủy rác hữu cơ.

  - Sử dụng chế phẩm EM (vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn lactic, Bacillus subtilis, Bacillus mesentericus, Bacillus megaterium, xạ khuẩn, nấm men) để xử lý bãi rác chôn lấp.

  - Chế phẩm Bio-EM (Bacillus sp., Lactobacillus sp., Streptomyces sp., Saccharomyces sp., Aspergillus sp., Nitrobacter sp., Nitrosomonas sp.) giúp phân hủy chất hữu cơ trong môi trường nước.

II. MỘT SỐ NGÀNH NGHỀ LIÊN QUAN ĐẾN CÔNG NGHỆ VI SINH VẬT

Câu 9: Sự phát triển của công nghệ vi sinh vật có ảnh hưởng như thế nào đến các ngành nghề khác?

Giải nhanh:

Sự phát triển của công nghệ vi sinh vật sẽ dẫn đến sự phát triển của nhiều ngành nghề có liên quan và mở ra nhiều cơ hội nghề nghiệp mới trong tương lai.

Câu 10: Hãy kể tên một số ngành nghề có liên quan đến công nghệ vi sinh vật. Xác định vị trí và cơ quan làm việc của các ngành nghề đó.

Giải nhanh:

1. Kỹ thuật viên. Vị trí: kĩ thuật viện phân tích vi sinh vật gây bệnh. Cơ quan tại phòng phân tích vi sinh vật của các cơ sở y tế
2. Kĩ sư. Vị trí kỹ sư thực phẩm tại các công ti thực phẩm
3. Nghiên cứu viên. Vị trí: Nghiên cứu viên công nghệ sinh học ở viện nghiên cứu, trường đại học có phòng nghiên cứu.
4. Chuyên viên, chuyên gia hoạch định chính sách. Vị trí: Chuyên gia hoạch định chính sách môi trường tại sở tài nguyên và mổi trường.

Luyện tập: Hãy lựa chọn một ngành nghề liên quan đến công nghệ vi sinh vật mà em quan tâm cà cho biết em cần chuẩn bị kiến thức, kĩ năng gì để làm tốt công việc của ngành nghề đó.

Giải nhanh:

- Chọn một ngành nghề liên quan đến công nghệ vi sinh vật và tìm hiểu về các vị trí việc làm, các kỹ năng và kiến thức cần có.

- Ví dụ: Ngành kỹ sư – Vị trí việc làm: Kỹ sư thực phẩm.

  - Kiến thức cần có: Công nghệ thực phẩm, công nghệ sinh học, hóa học, vệ sinh an toàn thực phẩm, dinh dưỡng.

  - Kỹ năng cần có: Phân tích, tổng hợp, thu thập mẫu.

III. TRIỂN VỌNG CỦA CÔNG NGHỆ VI SINH VẬT TRONG TƯƠNG LAI

Câu 11: Hãy nêu một ý tưởng ứng dụng công nghệ vi sinh vật trong tương lai có thể đem lại hiệu quả cao trong thúc đẩy của sự phát triển của kinh tế - xã hội.

Giải nhanh:

- Sản xuất pin nhiên liệu vi sinh vật để đánh giá nhanh nước thải qua dòng điện.

- Sử dụng Nano Bioreactor để xử lý nước thải bằng cách tối đa hóa khả năng phân giải chất bẩn của vi sinh vật.

- Tạo giống vi sinh vật bằng công nghệ DNA tái tổ hợp, tạo đột biến định hướng, chỉnh sửa gene, phân lập gene.

- Sử dụng công nghệ chuyển gene để sản xuất chế phẩm sinh học nhờ khả năng sinh trưởng nhanh của vi sinh vật.

- Bảo quản giống vi sinh vật bằng công nghệ làm lạnh sâu.

- Lên men quy mô lớn, thu hồi sản phẩm bằng công nghệ 4.0, tự động hóa các khâu.

- Thu hồi và tạo sản phẩm bằng công nghệ lọc tiếp tuyến, li tâm liên tục, siêu li tâm, sấy phun, tạo vi nang.

- Sử dụng công nghệ Microbiome trong sản xuất mỹ phẩm bảo vệ da.

Luyện tập: Hãy đề xuất một ý tưởng ứng dụng công nghệ vi sinh vật trong tương lai có thể đem lại hiệu quả cao và thúc đẩy sự phát triển kinh tế - xã hội.

Giải nhanh:

Học sinh đề ra ý tưởng và phân tích hiệu quả của ý tưởng đó:

• Tên ý tưởng
• Lĩnh vực ứng dụng
• Đối tượng nghiên cứu
• Phương pháp, quy trình thực hiện
• Hiệu quả mang lại

IV. DỰ ÁN TÌM HIỂU VỀ CÁC SẢN PHẨM CÔNG NGHỆ VI SINH VẬT

Vận dụng: Thực hiện dự án tìm hiểu về các sản phẩm công nghệ sinh vật và làm tập san các bài viết, tranh ảnh về cồng nghệ sinh vật.

Giải nhanh:

Ví dụ các nội dung cần tìm hiểu của mỗi nhóm:

(1) Các sản phẩm công nghệ vi sinh vật trong sản xuất nông nghiệp:

• Tên các sản phẩm: Chế phẩm sinh học BT.
• Vai trò: Tiêu diệt các côn trùng gây hại cho côn trùng như sâu bướm, bọ cánh cứng, ong bắp cày, kiến,...
• Chủng vi sinh vật được sử dụng: vi khuẩn Bacillus thuringiensis.
• Cơ sở của sản phẩm: Vi khuẩn tiết ra các protein gây độc cho hệ thống tiêu hóa của các côn trùng ăn phải lá có chứa vi khuẩn này.
• Quy trình sản xuất:

(2) Các sản phẩm công nghệ vi sinh vật trong sản xuất công nghiệp và thực phẩm;

Ví dụ: Sữa chua

• Tên các sản phẩm: Sữa chua.
• Vai trò:
• Chủng vi sinh vật được sử dụng: vi khuẩn Lactobacterium bulgaricus và Streptococcus thermophilus.
• Cơ sở của sản phẩm: Quá trình lên men của các vi khuẩn lactic có lợi cho đường tiêu hóa.
• Quy trình sản xuất: Nguyên liệu → Phối trộn → Gia nhiệt → Đồng hoá 1 → Làm lạnh → Ageing → Thanh trùng → Đồng hoá 2 → Hạ nhiệt → Cấy men → Ủ → Làm lạnh → Bồn rót → Đóng gói, dán nhãn.

(3) Các sản phẩm công nghệ vi sinh vật trong y tế;

Ví dụ: Kháng sinh

• Tên các sản phẩm: Kháng sinh Penicillin
• Vai trò: Sử dụng để tiêu diệt các vi khuẩn trong điều trị các bệnh nhiễm trùng.
• Chủng vi sinh vật được sử dụng: vi khuẩn Penicillium chrysogenum.
• Cơ sở của sản phẩm: Vi khuẩn tiết kháng sinh làm phá vỡ thành tế bào của vi khuẩn bằng cách ngăn chặn protein liên kết các peptidoglycan với nhau.
• Quy trình sản xuất:

(4) Các sản phẩm công nghệ vi sinh vật trong xử lí môi trường.

• Tên các sản phẩm: Chế phẩm EM
• Vai trò: Cải tạo hệ vi sinh môi trường thủy sản, xử lý mùi hôi chuồng trại, ủ rác thải hữu cơ như phân giá súc, các bộ phận của cây,... và cung cấp phân bón cho cây.
• Chủng vi sinh vật được sử dụng: vi khuẩn vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn lactic, vi khuẩn Bacillus subtilis, vi khuẩn Bacillus mesentericus, vi khuẩn Bacillus megaterium, xạ khuẩn và nấm men.
• Cơ sở của sản phẩm: Quá trình phân giải các chất hữu cơ.
• Quy trình sản xuất:
• Bước 1: Nhân giống cấp 1 trên máy lắc: Chuẩn bị các môi trường phù hợp và các điều kiện nuôi cấy (nhiệt độ, ảnh sáng,...).
• Bước 2: Lên men (nhân giống cấp 2) trong nồi ở  điều kiện hiếu khí (3 ngày) sau đó chuyển sang môi trường kỵ khí ( 3- 4 ngày), kiểm tra pH hàng ngày và bổ sung các phụ gia.
• Bước 3: Kiểm tra mật độ và kiểm tra chất lượng sản phẩm.
• Bước4: Đóng gói sản phẩm.

BÀI TẬP

Bài 1: Hãy tìm hiểu và lập bảng thống kê một số chủng vi sinh vật được con người ứng dụng trong đời sống hằng ngày.

Giải nhanh:

 Bài 2: Hãy nêu tên một số sản phẩm có ứng dụng công nghệ và sinh vật được sản xuất ở Việt Nam.

Giải nhanh:

• Trong nông nghiệp: Phân hữu cơ vi sinh Sông Gianh, thuốc bảo vệ thực vật BT Bitadin WP,...
• Trong công nghiệp thực phẩm: Sữa chua Vinamilk, trà Kombucha,...
• Trong y học: Kháng sinh Penicillin V, Bột tảo xoắn Spirulina Mediworld,...
• Trong xử lý môi trường: Chế phẩm Emuniv; Chế phẩm sinh học Emozeo,...

Bài 3: Hãy phân biệt phân bón vi sinh vật và phân bón hữu cơ vi sinh vật? 

Giải nhanh: