Bài tập file word sinh học 10 chân trời Bài 27: Ứng dụng vi sinh vật trong thực tiễn
Bộ câu hỏi tự luận sinh học 10 chân trời sáng tạo. Câu hỏi và bài tập tự luận Bài 27: Ứng dụng vi sinh vật trong thực tiễn. Bộ tài liệu tự luận này có 4 mức độ: Nhận biết, thông hiểu, vận dụng và vận dụng cao. Phần tự luận này sẽ giúp học sinh hiểu sâu, sát hơn về môn học sinh học 10 chân trời sáng tạo.
CHƯƠNG V: VI SINH VẬT VÀ ỨNG DỤNG
BÀI 27 - ỨNG DỤNG CỦA VI SINH VẬT TRONG THỰC TIỄN
I. NHẬN BIẾT (6 câu)
Câu 1: Trình bày cơ sở khoa học của việc ứng dụng vi sinh vật trong thực tiễn.
Trả lời:
| Ứng dụng vào thực tiễn | Cơ sở khoa học |
- Tạo ra các amino acid quý như glutamic acid, lysine. - Tạo protein đơn bào. - Tổng hợp 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. |
- Tạo các chế phẩm có chứa vi sinh vật phân giải chất hữu cơ để xử lí bể phốt, chất thải trong chăn nuôi gia súc, gia cầm. - Xử lí chất thải ô nhiễm (rác hữu cơ, dầu loang, nước thải,…). - Sản xuất nước mắm, nước tương, acid hữu cơ,… - Sản xuất bánh kẹo, syrup, rượu, sữa chua, rau, củ, quả muối chua. | Vi sinh vật có khả năng tiết ra enzyme để phân giải các chất ở bên ngoài tế bào: - Phân giải protein - Phân giải carbohydrate |
| Tiêu diệt, ức chế vi sinh vật gây bệnh; bảo quản thực phẩm bằng cách phơi khô, bảo quản lạnh, ngâm trong dung dịch đường,… | Vi sinh vật chỉ sinh trưởng trong giới hạn nhất định của các yếu tố môi trường. |
| 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. | Một số vi sinh vật có khả năng tạo chất dinh dưỡng cho cây trồng. |
| Sản xuất vaccine. | Vi sinh vật đóng vai trò là kháng nguyên. |
| Sản xuất insulin, interferon, interleukin, hormone sinh trưởng, vaccine tái tổ hợp,… | Vi sinh vật đóng vai trò là vector chuyển gene. |
Câu 2: Vi sinh vật có thể được ứng dụng trong các lĩnh vực nào và với mục đích gì?
Trả lời:
Vi sinh vật được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, chế biến và bảo quản thực phẩm, bảo vệ môi trường, phát triển bền vững, trong y học,... nhằm nâng cao sức khỏe và tạo môi trường sống thân thiện, an toàn.
Câu 3: Trình bày quy trình sản xuất phomat.
Trả lời:
- Thanh trùng sữa ở 72 oC trong 15 giây.
- Cấy vi khuẩn Lactococcus lactis và enzyme rennin để lên men: Vi khuẩn lactic lên men đường lactose tạo acid làm đông tụ sữa. Enzyme rennin thủy phân k–cazein trong sữa làm cho protein đông vón. Thêm chất phụ gia CaCl2 làm tăng khả năng kết tủa sữa.
- Cắt cục vón, khuấy đều, để yên 10 - 30 phút, nâng nhiệt độ lên đến 49 - 54 oC. Rửa cục vón bằng nước Clo năm phần triệu để tách lactose. Khuấy đều cho đến khi cục vón chắc lại, cho vào khuôn nén, sau vài tuần thu được phomat.
Câu 4: Trình bày quy trình sản xuất tương.
Trả lời:
- Bước 1: Tạo chế phẩm enzym từ nấm mốc: Ngâm gạo nếp 4 – 8 tiếng → Nấu xôi, để nguội, dàn mỏng lên nong → Cho nhiễm nấm tự nhiên hoặc dùng mốc trong phòng thí nghiệm để tạo mốc → Chọn mốc có màu vàng, nâu vàng lục, loại bỏ những chỗ có mốc xanh, đen, hồng → Khi bào tử mốc đã mọc đều, đem phơi hoặc sấy khô, đóng gói, dán kín, cách ẩm để dùng dần.
- Bước 2: Chuẩn bị đậu tương: Đậu tương rửa sạch để ráo, sấy hoặc rang vàng → Nghiền hạt đậu tương bể làm đôi, làm sạch vỏ, đun sôi, để nguội → Cho vào chum ngâm nước khoảng 7 ngày.
- Bước 3: Ủ tương (ngả tương): Cho chế phẩm enzyme từ nấm mốc vào chum chứa đậu tương, cho thêm muối ăn (khoảng 15 % lượng nước trong chum) để tương không bị thối → Để chum nơi có ánh nắng, khấy đều mỗi buổi sáng, ủ trong thời gian thích hợp.
Câu 5: Trình bày quy trình sản xuất chất kháng sinh.
Trả lời:
- Nhân giống: Chọn chủng giống vi khuẩn phù hợp, chọn môi trường nuôi cấy.
- Lên men 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. Mặt khác, quá trình lên men cần đảm bảo các thông số như pH, nhiệt độ, độ thông khí và thời gian.
- Tách chiết: Tùy thuộc vào từng loại chất kháng sinh mà có phương pháp tách chiết sao cho phù hợp hơn. Quá trình này thực hiện theo các bước sau: lọc tách sinh khối → tách chiết → đông khô → bột tinh sạch.
Câu 6: Trình bày quy trình sản xuất thuốc trừ sâu sinh học.
Trả lời:
- Chuẩn bị giống vi khuẩn chủng Bacillus thuringiensis chuẩn.
- 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.
- Lên men.
- Li tâm để thu sinh khối.
- Sấy, nghiền sinh khối vi khuẩn.
- Phối trộn phụ gia và đóng gói sản phẩm. Sản phẩm có thể ở dạng chai hoặc dạng gói.
Câu 6: Trình bày quy trình xử lí nước thải.
Trả lời:
Có hai nhóm phương pháp sinh học sử dụng trong xử lí nước thải:
- Phương pháp xử lí sinh học hiếu khí: xử lí bằng bùn hoạt tính, hồ hiếu khí, bể phản ứng theo mẻ, quá tình tiêu hủy hiếu khí, lọc nhỏ giọt, đĩa quay sinh học, bể lọc sinh học.
- Phương pháp xử lí sinh học yếm khí: xử lí bằng hồ yếm khí, bể UASB, bể lọc yếm khí, lọc trên giá mang hữu cơ.
II. THÔNG HIỂU (4 câu)
Câu 1: Phomat được làm từ nguyên liệu nào và ứng dụng quá trình nào?
Trả lời:
Phomat là sản phẩm được làm từ sữa (bò, dê, cừu,...) nhờ ứng dụng quá trình phân giải của Lactococcus lactis.
Câu 2: Sản xuất tương được ứng dụng từ quá trình nào?
Trả lời:
Tương là sản phẩm được tạo thành nhờ ứng dụng quá trình phân giải tinh bột và protein nhờ enzyme của nấm mốc Aspergillus oryzae.
Câu 3: Chất kháng sinh chủ yếu được tạo ra nhờ vi sinh vật nào?
Trả lời:
Chất kháng sinh chủ yếu được tạo ra do xạ khuẩn (chi Streptomyces), vi khuẩn (chi Bacillus) và nấm (chi Penicillium).
Câu 4: Nêu ưu, nhược điểm của thuốc trừ sâu sinh học.
Trả lời:
- Ưu điểm: không gây độc hại cho con người và gia súc, không làm giảm đa dạng sinh học và không gây ô nhiễm môi trường, không ảnh hưởng đến chất lượng nông sản và thường có hiệu quả lâu dài.
- Nhược điểm: hiệu lực chậm, phổ tác động hẹp.
Câu 5: Quá trình xử lí nước thải chủ yếu nhờ vào vi sinh vật nào?
Trả lời:
Xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học chủ yếu dựa vào vi khuẩn dị dưỡng hoại sinh và vi khuẩn nitrat hóa.
III. VẬN DỤNG (5 câu)
Câu 1: Kể tên một số loại tương nổi tiếng ở nước ta.
Trả lời:
Một số loại tương nổi tiếng như tương Bần, tương Cự Đà, tương Nam Đàn, tương hột.
Câu 2: Kể tên một số chế phẩm thuốc trừ sâu sinh học phổ biến mà em biết.
Trả lời:
Một số chế phẩm thuốc trừ sâu sinh học phổ biến: Bacillus thuringiensis, Beauveria, Metarhizium,....
Câu 3: Quá trình xử lí nước thải bằng phương pháp bùn hoạt tính diễn ra như thế nào?
Trả lời:
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.
Câu 4: Quá trình xử lí nước thải bằng phương pháp bể UASB diễn ra như thế nào?
Trả lời:
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.
IV. VẬN DỤNG CAO (2 câu)
Câu 1: Những vi sinh vật nào được ứng dụng trong nông nghiệp? Vi sinh vật được ứng dụng trong nông nghiệp như thế nào?
Trả lời:
- Những vi sinh vật được ứng dụng trong nông nghiệp:
+ Vi khuẩn Bacillus thuringiensis: Vi khuẩn Bacillus thuringiensis là vi khuẩn gram dương, hình que, di động tạo được trong cơ thể dạng tinh thể có bản chất protein. Côn trùng khi ăn phải loại vi khuẩn này, tinh thể của vi khuẩn sẽ được phân huỷ thành dạng protein gây độc hoạt động của côn trùng, làm cho chúng có hiện tượng chán ăn và chết.
+ Nấm (Vi nấm): Có thể nói nấm là loại vi sinh vật không quá xa lạ và cũng đã được ứng dụng nhiều trong nông nghiệp, nhất là trồng trọt. Một số nấm được dùng nhiều trong nông nghiệp là nấm bạch cương, giống nấm Trichoderma spp.
+ Xạ khuẩn: Xạ khuẩn có khả năng chống lại vi khuẩn gây bệnh, nấm gây bệnh và có khả năng kích thích sinh trưởng cho cây trồng.
- Ứng dụng trong nông nghiệp:
+ Đối với trồng trọt:
o Vi sinh vật được ứng dụng trong trồng trọt như một liệu pháp phòng trừ sâu, bệnh hại.
o Vi sinh vật cũng được dùng để ủ và sản xuất các loại phân hữu cơ ví sinh.
+ Đối với chăn nuôi: Vi sinh vật được sử dụng trong chăn nuôi để khử mùi hôi chuồng trại, làm đệm lót sinh học cho gia súc, gia cầm, giúp súc, gia cầm tăng nhanh về trọng lượng, sức đề kháng và sức chống chịu với bệnh tật.
Câu 2: Các sự cố tràn dầu được xử lí bằng phương pháp sinh học như thế nào?
Trả lời:
- Xử lý dầu tràn bằng phương pháp sinh học:
+ Sử dụng các chế phẩm vi sinh kích quá trình sinh trưởng và phát triển của một số loài vi sinh vật phân hủy dầu, nguồn hydrocacbon của dầu sẽ được sử dụng làm nguồn cacbon duy nhất.
+ Trong quá trình sinh trưởng và phát triển của một số loài vi sinh vật, nguồn hydrocacbon của dầu có thể được sử dụng làm nguồn cacbon duy nhất, hoặc những sản phẩm phân hủy hydrocarbon của vi sinh này lại là nguồn cơ chất để sinh trưởng cho những vi sinh vật khác.
+ Hydrocacbon được oxy hóa, bẻ mạch và sản phẩm sau cùng là các chất đơn giản: các axit hữu cơ, CO2, nước và sinh khối vi sinh vật các sản phẩm này không gây ô nhiễm cho môi trường.
+ Khi nguồn hydrocarbon đã tiêu thụ hết thì sinh khối vi sinh vật cũng tự bị phân rã theo chu trình sinh hóa và số lượng vi sinh vật lại trở về như trong điều kiện ban đầu.
- Có hai phương pháp sinh học phổ biến:
+ Kích hoạt vi sinh vật (biostimulation): là bổ sung chế phẩm sinh học (vi sinh xử lý nước thải) có chứa chất dinh dưỡng cần thiết cho hệ vi sinh vật bản địa có khả năng phân hủy dầu. Ngoài chất dinh dưỡng còn bổ sung thêm chất hoạt động bề mặt sinh học để tăng diện tích tiếp xúc giữa dầu và vi sinh vật, giúp cho chúng tiếp cận nguồn dinh dưỡng nhanh hơn. Phương pháp kích hoạt vi sinh được ứng dụng nhiều nhất hiện nay vì tính kinh tế: chi phí đầu tư thấp và thân thiện với môi trường.
+ Khác với phương pháp xử lý ô nhiễm sinh học bằng kích hoạt vi sinh vật, phương pháp bổ sung vi sinh vật (bioaugmentation): là bổ sung chế phẩm sinh học có chứa vi sinh vật phân hủy dầu vào môi trường bị ô nhiễm. Phương pháp này khá phức tạp, chi phí xử lý cao vì phải sản xuất chủng vi sinh vật phân hủy dầu ở quy mô phòng thí nghiệm và không chắc rằng ra ngoài môi trường chúng có thể cạnh tranh được với các chủng có sẵn trong môi trường đó để sinh trưởng và phát triển.