Vai Trò & Ứng Dụng Của Vi Sinh Vật
Vai trò trong tự nhiên & con người · Cơ sở khoa học · 4 lĩnh vực ứng dụng · Triển vọng
▸ A. Đối với tự nhiên (3 vai trò chính)
- Phân giải chất thải & xác sinh vật: chuyển xác động – thực vật và chất thải hữu cơ thành chất khoáng → đảm bảo vòng tuần hoàn vật chất trong tự nhiên.
- Cung cấp $O_2$ và chất dinh dưỡng: vi khuẩn lam, tảo,... thực hiện quang hợp → tạo $O_2$ và chất hữu cơ → cung cấp cho sinh vật dị dưỡng trong chuỗi thức ăn.
- Cộng sinh với nhiều loài sinh vật khác — ví dụ điển hình: vi khuẩn $\text{Rhizobium}$ cộng sinh với cây họ Đậu giúp cố định đạm.
▸ B. Đối với con người
• Cộng sinh trong cơ thể: hệ vi sinh đường ruột → tăng miễn dịch, hỗ trợ tiêu hoá, tổng hợp vitamin.
• Ứng dụng sản xuất: bia, rượu, sữa chua, kháng sinh, vitamin,...
• Gây hỏng thực phẩm, hư hại đồ dùng → thiệt hại kinh tế.
• Tạo màng sinh học (biofilm) → bám trên thiết bị, đường ống → tắc nghẽn.
Con người tận dụng vi sinh vật dựa trên 5 đặc điểm sinh học nổi bật:
Tế bào càng nhỏ → tỉ số diện tích bề mặt / thể tích càng lớn → diện tích tiếp xúc với môi trường lớn so với thể tích → tốc độ trao đổi chất qua màng nhanh → chuyển hoá mạnh → sinh sản cực nhanh.
▸ A. Trong nông nghiệp
- Phân bón vi sinh: cố định $N_2$ → $NH_3$ làm giàu đạm; chuyển lân khó tiêu → lân dễ tiêu; phân giải mùn thành chất khoáng. Không gây ô nhiễm như phân hoá học.
- Thuốc trừ sâu vi sinh: điển hình $\text{Bacillus thuringiensis}$ (Bt) — diệt sâu hiệu quả, không tồn dư hoá chất độc cho người & vật nuôi.
▸ B. Trong chế biến thực phẩm
Tinh bột $\rightarrow$ Glucose $\xrightarrow{\text{Nấm men}}$ Ethanol $+ CO_2$
→ bia, rượu, bánh mì
Glucose $\xrightarrow{\text{VK lactic}}$ Lactic acid
→ sữa chua, pho mát
Protein (đậu, cá) $\xrightarrow{\text{protease}}$ Amino acid + peptide
→ nước tương, xì dầu, nước mắm. Điển hình: nấm mốc $\text{Aspergillus oryzae}$ (sản xuất tương).
▸ C. Trong y dược
- Kháng sinh, vaccine — phòng & điều trị bệnh nhiễm khuẩn.
- Protein, hormone bằng công nghệ tái tổ hợp: insulin, hormone sinh trưởng, cytokine, interferon (chất kháng virus).
- Probiotics — chế phẩm vi sinh hỗ trợ tiêu hoá & tăng miễn dịch.
- Kĩ thuật PCR — chẩn đoán bệnh hiểm nghèo, ung thư, bệnh do coronavirus,...
▸ D. Trong xử lí chất thải
- Xử lí nước thải: bể hiếu khí / thiếu khí / kị khí → chuyển chất thải thành $CH_4$, $CO_2$ và chất lắng.
- Xử lí tràn dầu: $\text{Alcanivorax borkumensis}$ phân huỷ dầu → làm sạch hàng nghìn $\text{km}^2$ mặt nước.
- Sản xuất biogas: chất thải chăn nuôi vào bể kín → các Archaea sinh methane phân giải tạo $CH_4$ làm chất đốt; bã là phân bón hữu cơ.
- Bột giặt sinh học & thuộc da: bổ sung enzyme amylase, lipase, protease do VSV tạo ra.
Hai trụ cột của công nghệ vi sinh vật:
| Công nghệ lên men | Công nghệ thu hồi sản phẩm |
|---|---|
| Chế biến thức ăn chăn nuôi | Thuốc bảo vệ thực vật sinh học (Bt) |
| Sản xuất bia, rượu, sữa chua,... | Thuốc kháng sinh, vaccine |
| — | Chế phẩm xử lí chất thải |
| — | Phân vi sinh; acid & dung môi hữu cơ |
Triển vọng tương lai: kết hợp công nghệ vi sinh + công nghệ nano + AI → mở ra hướng mới:
- Sản xuất điện năng từ vi khuẩn $\text{Shewanella oneidensis}$.
- Bê tông tự lành nhờ vi khuẩn $\text{Bacillus}$ sản sinh đá vôi để vá vết nứt.
Một số ngành nghề liên quan:
| Lĩnh vực | Ngành nghề |
|---|---|
| Công nghiệp thực phẩm | Kĩ sư chế biến thực phẩm |
| Công nghiệp dược phẩm | Dược sĩ |
| Y tế (xét nghiệm vi sinh, dịch tễ) | Nhân viên xét nghiệm, nhà dịch tễ học |
| Môi trường (xử lí ô nhiễm, năng lượng tái tạo) | Kĩ sư môi trường |
Để xem lý thuyết đầy đủ với phương pháp giải các dạng bài tập, bảng phân biệt các loại vi sinh vật ứng dụng, sơ đồ tư duy và bảng sai lầm thường gặp, hãy đọc bài viết bên dưới:
Vai trò trong tự nhiên & đời sống, $5$ đặc điểm cơ sở khoa học, $4$ lĩnh vực ứng dụng kèm ví dụ điển hình, sơ đồ tư duy và sai lầm thường gặp.
Sau khi đã nắm vững lý thuyết, các em hãy chuyển sang tab Bài Tập để luyện 25 câu bám sát chương trình SGK Sinh Học 10!
Cùng luyện Bài 22 – Vai trò & ứng dụng của vi sinh vật!
25 câu: 20 trắc nghiệm · 2 đúng/sai · 3 tự luận
Tuyệt vời!

Cô Nguyễn Ngọc Châu
(Người kiểm duyệt, ra đề)
Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Sinh Học THPT
Trình độ: Cử nhân Sư phạm Sinh học, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ AT sinh học, Ngoại ngữ B1
Kinh nghiệm: 9+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Trần Phú
