Bài tập Sinh 10 Bài 22: Vai trò và ứng dụng của vi sinh vật (25 bài tập)

Lớp 10 · Sinh Học Bài 22

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

1
Vai trò của vi sinh vật trong tự nhiên & đời sống con người
VAI TRÒ HAI MẶT
Vi sinh vật vừa mang lại nhiều LỢI ÍCH vừa gây ra không ít TÁC HẠI cho tự nhiên và con người.

▸ 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

✅ LỢI ÍCH
• Phân giải chất thải độc hại (nhựa, hoá chất, chất phóng xạ).
• 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,...
⚠️ TÁC HẠI
• Gây bệnh nguy hiểm cho người (lao, uốn ván, nhiễm trùng huyết,...) và vật nuôi, cây trồng.
• 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.
💡 Quan điểm đúng: KHÔNG thể nói "vi sinh vật có hại nên cần tiêu diệt hết". Phần lớn VSV có lợi và thiết yếu cho sự sống; chỉ một số ít gây bệnh. Cần kiểm soát loài có hạikhai thác loài có lợi.
2
Cơ sở khoa học của việc ứng dụng vi sinh vật

Con người tận dụng vi sinh vật dựa trên 5 đặc điểm sinh học nổi bật:

🔬 1. Kích thước hiển vi$0{,}2$ – $700+$ µm. Dễ nuôi cấy số lượng lớn trong không gian nhỏ.
📈 2. Sinh trưởng & sinh sản nhanhTỉ lệ S/V lớn → trao đổi chất nhanh. $E.\,coli$ phân chia mỗi $20$ phút; sau $24$h có thể đạt >$4\,700$ tấn tế bào.
⚡ 3. Tổng hợp & phân giải nhanhSản lượng lớn trong thời gian ngắn. Ví dụ: $1$ g VK lactic (khô) tạo $15$ – $22{,}8$ g lactate/giờ.
🧬 4. Đa dạng di truyềnĐột biến, tái tổ hợp di truyền nhanh → nguồn nguyên liệu phong phú cho công nghệ sinh học.
🌍 5. Phổ sinh thái rộngCó mặt khắp nơi; đầy đủ kiểu dinh dưỡng → đa dạng enzyme, sản phẩm chuyển hoá thứ cấp.
📐 Vì sao S/V lớn → trao đổi chất nhanh?
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.
3
Ứng dụng của công nghệ vi sinh vật (4 lĩnh vực)
🌾
A. NÔNG NGHIỆP
Phân bón vi sinh + Thuốc trừ sâu vi sinh
🍞
B. THỰC PHẨM
Lên men ethanol, lactic + Phân giải protein
💊
C. Y DƯỢC
Kháng sinh, vaccine, insulin, PCR
♻️
D. XỬ LÍ CHẤT THẢI
Nước thải, tràn dầu, biogas, bột giặt

▸ 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

Lên men ethanol (nấm men $\text{Saccharomyces cerevisiae}$):
Tinh bột $\rightarrow$ Glucose $\xrightarrow{\text{Nấm men}}$ Ethanol $+ CO_2$
bia, rượu, bánh mì
Lên men lactic (vi khuẩn lactic $\text{Lactobacillus}$):
Glucose $\xrightarrow{\text{VK lactic}}$ Lactic acid
sữa chua, pho mát
Phân giải protein (enzyme protease ngoại bào):
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).
⚠ Sai lầm thường gặp: Nước tương, nước mắm là sản phẩm của PHÂN GIẢI PROTEIN (nhờ protease), KHÔNG phải lên men ethanol hay lên men lactic.

▸ 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.
⚠ Lưu ý: Biogas (chủ yếu là $CH_4$) do Archaea sinh methane tạo ra (thuộc giới Khởi sinh / Cổ khuẩn), KHÔNG phải vi khuẩn thông thường.
4
Thành tựu, triển vọng & ngành nghề liên quan

Hai trụ cột của công nghệ vi sinh vật:

Công nghệ lên menCông nghệ thu hồi sản phẩm
Chế biến thức ăn chăn nuôiThuốc 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
⚠ Phân biệt: Lên men = nuôi cấy VSV để tạo ra sản phẩm. Thu hồi sản phẩm = tách chiết, tinh chế sản phẩm sau lên men.

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 vựcNgành nghề
Công nghiệp thực phẩmKĩ sư chế biến thực phẩm
Công nghiệp dược phẩmDược 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
5
Xem đầy đủ lý thuyết & các dạng bài tập

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:

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!

1
Điểm: 0/25
🧫

Cùng luyện Bài 22 – Vai trò & ứng dụng của vi sinh vật!

25 câu: 20 trắc nghiệm · 2 đúng/sai · 3 tự luận

💡 Gợi ý
Cô Nguyễn Ngọc Châu

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