Sinh học 10 (Cánh diều)
Bài 20. Thành tựu của công nghệ vi sinh vật và ứng dụng của vi sinh vậtThành tựu của công nghệ vi sinh vật và ứng dụng của vi sinh vật- Công nghệ vi sinh vật là ngành khoa học nghiên cứu và ứng dụng các vi sinh vật trong công nghiệp để sản xuất các sản phẩm phục vụ đời sống con người.
- Vi sinh vật đóng vai trò quan trọng trong quá trình phân giải và tổng hợp các chất hữu cơ, chuyển hoá các chất vô cơ tạo ra nhiều sản phẩm hữu ích cho tự nhiên và con người.
- Nhiều vi sinh vật có khả năng sinh trưởng nhanh hoặc sống trong môi trường khắc nghiệt.
→ Con người đã khai thác các hoạt động của vi sinh vật để ứng dụng vào nhiều lĩnh vực trong thực tiễn sản xuất và đời sống.
* Ứng dụng trong chăm sóc sức khoẻ cộng đồng
- Nhiều chất có hoạt tính sinh học (kháng sinh, enzyme, các chất kích thích,...) được sản xuất từ vi sinh vật dùng làm thuốc.
- Vi sinh vật còn được sử dụng để sản xuất sinh khối làm chế phẩm hỗ trợ sức khoẻ con người.
* Ứng dụng trong nông nghiệp
- Nhiều vi sinh vật được sử dụng làm chế phẩm trừ sâu sinh học giúp ức chế hoặc tiêu diệt một số sinh vật gây hại cho cây trồng, vật nuôi.
- Một số vi sinh vật khác đóng vai trò quan trọng trong phân giải lân khó tan trong đất, tăng cường cố định đạm, hỗ trợ và kích thích sinh trưởng bộ rễ cây trồng.
* Ứng dụng trong công nghiệp
- Các enzyme, các acid hữu cơ, các chất ức chế sinh trưởng do vi sinh vật tạo ra được sử dụng trong công nghiệp giấy, dệt nhuộm, giặt tẩy,...
- Nấm men được sử dụng trong công nghiệp sản xuất ethanol sinh học.
- Một số vi khuẩn (vi khuẩn lactic, vi khuẩn acetic) được sử dụng để sản xuất các acid hữu cơ trong công nghiệp hoá chất.
* Ứng dụng trong bảo vệ môi trường
- Vi sinh vật được sử dụng trong các quy trình xử lí rác thải và nước thải sinh hoạt, công nghiệp và nông nghiệp.
- Nhiều chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu đã được sản xuất, ứng dụng trong chuyển hoá rác thải hữu cơ thành phân bón hữu cơ, khí sinh học và xử lí rác thải rắn, nước thải dạng lỏng.
- Một số vi sinh vật hoặc chế phẩm enzyme sản xuất từ vi sinh vật được sử dụng trong quá trình xử lí khí thải.
* Ứng dụng trong chế biến và bảo quản thực phẩm
- Các enzyme từ vi sinh vật được sử dụng nhiều nhất trong công nghiệp chế biến và bảo quản thực phẩm.
- Sinh khối của một số vi sinh vật được sử dụng trực tiếp để lên men.
- Lactic acid, acetic acid, athanol và một số chất ức chế sinh trưởng do vi sinh vật sinh ra được dùng như chất bảo quản trong chế biển thực phẩm.
- Vi sinh vật có khả năng trao đổi chất mạnh mẽ, sinh trưởng nhanh và hệ gene của chúng đã được nghiên cứu kĩ giúp dễ dàng điều khiển các hoạt động trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng.
→ Chúng được sử dụng như các "nhà máy" sản xuất protein, kháng sinh, nhiên liệu sinh học,...
- Trên 90 % các chất kháng sinh tự nhiên được sản xuất từ vi sinh vật, đặc biệt là từ xạ khuẩn và nấm. Kháng sinh penicillin là kháng sinh đầu tiên dùng chống nhiễm khuẩn vết thương được chiết xuất từ nấm Penicillum rubens và sau này được sản xuất từ Penicillium chrysogenum
- Vi sinh vật còn được dùng để nhân nhanh các đoạn DNA tái tổ hợp trong các vector plasmid của vi khuẩn, sản xuất các đoan DNA hoặc RNA làm vaccine thế hệ mới.
- Mục tiêu: Điều tra các sản phẩm thương mại của công nghệ vi sinh vật.
- Chuẩn bị: Phiếu điều tra theo gợi ý như bảng dưới đây và thiết bị chụp ảnh.
| STT |
Tên sản phẩm, ảnh chụp hoặc mô tả sản phẩm |
Tên vi sinh vật sử dụng trong sản phẩm |
Lĩnh vực ứng dụng |
| 1 |
Sữa chua ? |
Lactobacilus bulgaricus, Streptococcus thermophilus |
Chế biến thực phẩm |
| 2 | ? | ? | ? |
| 3 | ? | ? | ? |
- Thực hiện:
- Báo cáo: Trình bày kết quả điều tra.
* Các cơ quan, đơn vị, doanh nghiệp liên quan đến công nghệ vi sinh vật
- Quản lí nhà nước
- Viện nghiên cứu
- Các nhà máy: sản xuất các sản phẩm liên quan đến công nghệ vi sinh vật.
* Các sản phẩm liên quan đến công nghệ vi sinh vật
- Chế biến thực phẩm
|
|
|
|
- Chăn nuôi
- Trồng trọt
- Y - dược học
- Môi trường
- Hoá chất
- Các ngành công nghiệp khác
* Một số vị trí việc làm trong ngành Công nghệ vi sinh vật
| Vị trí việc làm | Hoạt động |
| Nghiên cứu viên | Nghiên cứu trong các viện nghiên cứu, các trường đại học có phòng nghiên cứu về vi sinh vật và công nghệ vi sinh vật. |
| Kĩ thuật viên |
Thực hiện các phân tích vi sinh vật trong các nhà máy sản xuất có sử dụng công nghệ vi sinh vật. Thực hiện các phân tích vi sinh trong các cơ sở y tế, phòng thí nghiệm phân tích của các cơ sở Khoa học và Công nghệ, Tài nguyên và Môi trường, Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, Công thương. |
| Chuyên viên hoặc chuyên gia hoạch định chính sách | Tư vấn và hoạch định các chính sách liên quan đến công nghệ vi sinh vật cho các bộ và các sở: Khoa học và Công nghệ, Tài nguyên và Môi trường, Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, Công thương. |
| Kĩ sư |
Thiết kế các phần mềm liên quan đến công nghệ vi sinh vật. Thiết kế các máy móc, thiết bị liên quan đến công nghệ vi sinh vật. Vận hành các máy móc, thiết bị liên quan đến công nghệ vi sinh vật trong các nhà máy. Điều hành và quản lí các quy trình công nghệ vi sinh vật trong các nhà máy. |
- Công nghệ vi sinh vật trong tương lai là ngành công nghệ giao thoa của nhiều ngành khác nhau: công nghệ gene, tin sinh học, tự động hoá và trí tuệ nhân tạo.
- Trong tương lai, công nghệ vi sinh vật hướng đến:
1. Công nghệ vi sinh vật là ngành khoa học nghiên cứu và ứng dụng các vi sinh vật trong công nghiệp để sản xuất các sản phẩm phục vụ đời sống con người.
2. Cơ sở khoa học của việc ứng dụng vi sinh vật trong thực tiễn là dựa trên khả năng phân giải, tổng hợp các chất; khả năng sinh trưởng nhanh; khả năng sống trong các điều kiện khắc nghiệt của một số vi sinh vật.
3. Vi sinh vật được ứng dụng chủ yếu trong chăm sóc sức khoẻ cộng đồng, nông nghiệp, công nghiệp, bảo vệ môi trường và trong chế biến, bảo quản thực phẩm.
4. Một số thành tựu của ngành công nghệ vi sinh vật: được sử dụng như các "nhà máy" sản xuất protein, kháng sinh, nhiên liệu sinh học,...; vi sinh vật sống trong các điều kiện khắc nghiệt là nguồn cung cấp các chất có hoạt tính sinh học đặc biệt, phục vụ cho các ứng dụng trong công nghiệp, nông nghiệp và nghiên cứu công nghệ sinh học.
5. Công nghệ vi sinh vật trong tương lai là ngành công nghệ giao thoa của nhiều ngành khác nhau: công nghệ gene, công nghệ tin sinh, tự động hoá, trí tuệ nhân tạo,...
6. Các vị trí việc làm chủ yếu liên quan đến các ngành nghề về công nghệ vi sinh vật gồm: nghiên cứu viên, kĩ thuật viên, kĩ sư, chuyên viên hoặc chuyên gia hoạch định chính sách.