Giải Sinh học 10 Bài 19: Quá trình tổng hợp phân giải ở vi sinh vật và ứng dụng

Mở đầu 1 trang 116 Sinh học 10: Rau, củ muối chua (hình 19.1) là sản phẩm của quá trình chuyển hoá nào?

Trả lời:

Rau củ muối chua (hình 19.1) là sản phẩm của quá trình lên men lactic.

Mở đầu 2 trang 116 Sinh học 10: Để có sản phẩm muối chua ngon thì cần lưu ý những yếu tố nào?

Trả lời:

Để có sản phẩm muối chua ngon thì cần lưu ý những yếu tố:

- Nên dùng lọ thuỷ tinh, rửa sạch để khô.

- Nhiệt độ: sử dụng nước ấm 28 – 30 ^oC.

- Oxygen: đậy nắp kín, tạo môi trường yếm khí.

- Hàm lượng muối: pha nước muối vừa không mặn cũng không nhạt quá (khoảng 3 %).

- Hàm lượng đường: Nồng độ đường khoảng 0,5 – 1 %.

I. Quá trình tổng hợp ở vi sinh vật

Câu hỏi 1 trang 116 Sinh học 10: Nêu vai trò của quá trình tổng hợp ở vi sinh vật.

Trả lời:

Vai trò của quá trình tổng hợp ở vi sinh vật: giúp hình thành các hợp chất (vật liệu) để xây dựng và duy trì các hoạt động của vi sinh vật đồng thời cũng là quá trình tích lũy năng lượng ở vi sinh vật. 

Câu hỏi 2 trang 116 Sinh học 10: Quang tổng hợp ở vi sinh vật có điểm gì giống và khác với quang hợp ở thực vật?

Trả lời:

Câu hỏi 3 trang 116 Sinh học 10: Nêu vai trò của những vi sinh vật có khả năng quang tổng hợp.

Trả lời:

Vai trò của những vi sinh vật có khả năng quang tổng hợp: tạo ra chất hữu cơ cho sinh giới, cung cấp O₂ cho con người và các sinh vật trên Trái Đất. Ngoài ra, con người còn sử dụng vi sinh vật quang tổng hợp như tảo và vi khuẩn lam,… để sản xuất thực phẩm, dược liệu, nhiên liệu. 

Câu hỏi 4 trang 116 Sinh học 10: Tổng hợp amino acid và protein có vai trò gì với vi sinh vật? Con người đã khai thác khả năng này của vi sinh vật để làm gì?

Trả lời:

 - Vai trò: Đối với vi sinh vật, quá trình tổng hợp amino acid và protein giúp vi sinh vật tổng hợp được các protein tham gia hình thành cấu trúc tế bào và thực hiện chức năng xúc tác, đảm bảo cho sự sinh trưởng của vi sinh vật.

- Con người đã ứng dụng quá trình tổng hợp amino acid và protein đối với vi sinh vật để sản xuất amino acid. Ví dụ: sản xuất glutamic acid nhờ vi khuẩn Corynebacterium glutamicum; sản xuất lysine nhờ vi khuẩn Brevibacterium flavum; sản xuất protein nhờ nấm men S. cerevisiae.

Câu hỏi 5 trang 117 Sinh học 10: Tổng hợp polysaccharide có ý nghĩa gì đối với vi sinh vật?

Trả lời:

Đối với vi sinh vật, tổng hợp polysaccharide giúp tổng hợp nên các polysaccharide được sử dụng làm nguyên liệu xây dựng tế bào (thành tế bào, màng tế bào) hoặc chất dự trữ cho tế bào (glycogen, tinh bột).

Vận dụng 1 trang 117 Sinh học 10: Tại sao nên sử dụng nhựa phân hủy sinh học ví dụ như polyhydroxyalkanoate để thay thế nhựa hoá dầu?

Trả lời:

Nên sử dụng nhựa phân hủy sinh học ví dụ như polyhydroxyalkanoate để thay thế nhựa hoá dầu vì: Nhựa phân hủy sinh học có nguồn gốc tự nhiên, có khả năng phân hủy trong thời gian ngắn nên thân thiện với môi trường, hạn chế được tình trạng ô nhiễm rác thải nhựa hiện tại.

Câu hỏi 6 trang 117 Sinh học 10: Nêu vai trò của lipid đối với tế bào vi sinh vật?

Trả lời:

Đối với tế bào vi sinh vật, lipid có vai trò: là thành phần tham gia xây dựng cấu trúc tế bào như màng tế bào. Ngoài ra, một số vi sinh vật như nấm men, vi tảo sử dụng lipid là nguồn dự trữ năng lượng và carbon. 

Câu hỏi 7 trang 117 Sinh học 10: Kháng sinh có vai trò gì đối với chính các vi sinh vật tổng hợp ra nó.

Trả lời:

Đối với bản thân của vi sinh vật, kháng sinh do cơ thể nó tổng hợp có tác dụng ức chế sự phát triển của các sinh vật khác, tạo cơ hội cho chính vi sinh vật đó phát triển.

Vận dụng 2 trang 117 Sinh học 10: Khi sử dụng kháng sinh để chữa bệnh, chúng ta cần lưu ý điều gì?

Trả lời:

Một số lưu ý khi sử dụng thuốc kháng sinh:

- Cần tuân theo đúng chỉ dẫn của bác sĩ về loại, liều lượng và thời gian sử dụng.

- Không chia sẻ thuốc kháng sinh của bạn với người khác.

- Không giữ lại thuốc kháng sinh đã dùng ở đợt điều trị trước đây.

- Không dùng thuốc kháng sinh được kê cho người khác.

II. Quá trình phân giải ở vi sinh vật

Câu hỏi 8 trang 118 Sinh học 10: Sản phẩm của quá trình phân giải protein là gì? Vi sinh vật sử dụng các sản phẩm đó cho những hoạt động nào tiếp theo. 

Trả lời:

- Sản phẩm của quá trình phân giải protein: amino acid. 

- Vi sinh vật sử dụng sản phẩm của quá trình phân giải protein để tổng hợp các phân tử protein mới, khử amin chuyển hoá thành các hợp chất hữu cơ hoặc oxi hoá để giải phóng năng lượng. 

Câu hỏi 9 trang 118 Sinh học 10: Nêu vai trò của vi sinh vật trong quá trình sản xuất nước tương và nước mắm.

Trả lời:

Trong quá trình sản xuất nước tương và nước mắm, vi sinh vật tổng hợp protease ngoại bào để phân giải protein trong đậu tương, cá thành các sản phẩm giàu amino acid như nước tương, nước mắm. 

Câu hỏi 10 trang 118 Sinh học 10: Nêu ý nghĩa của quá trình phân giải polysaccharide đối với vi sinh vật.

Trả lời:

Ý nghĩa của quá trình phân giải polysaccharide đối với vi sinh vật:

- Tạo ra nguyên liệu (các phân tử đường) để xây dựng tế bào.

- Tạo ra năng lượng cho các hoạt động sống của vi sinh vật.

Câu hỏi 11 trang 118 Sinh học 10: Con người đã ứng dụng khả năng phân giải polysaccharide của vi sinh vật để làm gì? 

Trả lời:

Con người đã ứng dụng khả năng phân giải polysaccharide của vi sinh vật để: làm phân bón hữu cơ; sản xuất ethanol sinh học; sản xuất sữa chua; muối chua rau, củ, quả, thịt, cá, tôm;...

Vận dụng 3 trang 119 Sinh học 10: Vì sao trong quá trình muối chua rau, củ, quả, người ta thường bổ sung thêm đường?

Trả lời:

Trong quá trình muối chua rau, củ, quả, người ta thường bổ sung thêm đường để cung cấp thêm chất dinh dưỡng cho vi sinh vật lên men phát triển, nhất là đối với các loại rau, quả dùng để muối chua có hàm lượng đường thấp.

Câu hỏi 12 trang 119 Sinh học 10: Nêu những lợi ích và tác hại của quá trình phân giải các chất nhờ vi sinh vật. 

Trả lời:

- Lợi ích của quá trình phân giải các chất nhờ vi sinh vật: Phân giải các hợp chất hữu cơ và chuyển hoá các hợp chất vô cơ để khép kín vòng tuần hoàn vật chất trong tự nhiên; được ứng dụng trong xử lí ô nhiễm môi trường và kết hợp để tạo ra các sản phẩm hữu ích như hóa chất, nguyên liệu và nhiên liệu,…

- Tác hại của quá trình phân giải các chất nhờ vi sinh vật: làm hỏng lương thực, làm hỏng thực phẩm, làm hư hỏng và gây mất mĩ quan các vật dụng, đồ gỗ dùng xây dựng nhà cửa,...

Vận dụng 4 trang 119 Sinh học 10: Kể thêm một số sản phẩm ứng dụng vai trò phân giải của vi sinh vật mà em biết.

Trả lời:

Một số sản phẩm ứng dụng vai trò phân giải của vi sinh vật:

- Thực phẩm lên men: sữa chua, nước mắm, nước tương, dưa cải muối,…

- Thức ăn cho gia súc, phân bón sinh học cho cây trồng

- Thuốc trừ sâu sinh học

III. Làm một số sản phẩm lên men từ vi sinh vật

Báo cáo thực hành trang 120 Sinh học 10:

• Trả lời các câu hỏi sau:

- Giải thích sự sai khác của các số liệu thu được ở bảng 19.1, dựa trên số liệu đó để giải thích cơ chế đông tụ của sữa chua.

- Nêu các yếu tố chính ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm sữa chua và cách thức điều chỉnh các yếu tố đó để có sản phẩm sữa chua ngon.

Trả lời:

- Sự sai khác của các số liệu thu được ở bảng 19.1:

Giải thích cơ chế đông tụ của sữa chua: Vi khuẩn lactic đã chuyển hóa đường thành lactic acid. Lượng lactic acid được sinh ra làm pH giảm khiến sữa đông tụ, có vị chua nhẹ.

- Các yếu tố chính ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm sữa chua: nhiệt độ, thời gian lên men.

+ Cách thức điều chỉnh các yếu tố để có sản phẩm sữa chua ngon: nhiệt độ khi ủ khoảng 35 – 40 ^oC, không được ủ nhiệt độ trên 50 ^oC; ủ trong thời gian 8 – 12 giờ, không được di chuyển hộp sữa chua hay lắc mạnh.

• Báo cáo kết quả thí nghiệm theo gợi ý:

Trả lời:

BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

Tên thí nghiệm: Lên men sữa chua

Tên nhóm:……………………………………………………………………………

1. Mục đích thí nghiệm:

- Thực hiện được quy trình lên men sữa chua và giải thích được những biến đổi xảy ra trong quá trình lên men sữa chua.

2. Chuẩn bị thí nghiệm:

- Nguyên liệu: 1 lít sữa tươi có đường, sữa chua thành phẩm (1 hộp).

- Dụng cụ: bình chứa có thể tích 2 lít, cốc có nắp có thể tích 100 mL (12 cốc), bình đun nước, đũa thủy tinh, giấy quỳ.

3. Các bước tiến hành:

Bước 1: Đổ 1 lít sữa tươi ra bình chứa 2 lít.

Bước 2: Bổ sung sữa chua thành phẩm vào hỗn hợp dịch sữa đã chuẩn bị ở bước 1, dùng đũa thủy tinh khuấy để sữa chua trộn đều.

Bước 3: Chia đều hỗn hợp sữa vào các cốc sạch và đậy nắp.

Bước 4: Ủ các cốc sữa ở nhiệt độ 35 – 40 ^oC trong thời gian khoảng 8 – 12 giờ.

Bước 5: Bảo quản các cốc sữa trong tủ lạnh ở nhiệt độ 4 – 6 ^oC và sử dụng trong 5 ngày.

Bước 6: Quan sát màu sắc, trạng thái, xác định mùi vị, đo pH của hỗn hợp sữa ở bước 2 và sản phẩm sữa chua ở bước 5.

Ghi lại thông tin theo gợi ý như bảng 19.1.

4. Kết quả thí nghiệm và giải thích:

- Kết quả thí nghiệm:

- Giải thích: Vi khuẩn lactic đã chuyển hóa đường thành lactic acid. Lượng lactic acid được sinh ra làm pH giảm khiến sữa đông tụ, có vị chua nhẹ.

5. Kết luận:

- Trong lên men sữa chua, vi khuẩn lactic thực hiện phân giải đường trong sữa thành lactic acid.

Báo cáo thực hành trang 120 Sinh học 10:

• Trả lời các câu hỏi sau:

- Vi khuẩn lên men dưa chua có từ những nguồn nào? Người ta thường chủ động bổ sung vi khuẩn lactic trong quá trình muối dưa bằng cách nào?

- Dưa cải muối chua khi ăn được thì được gọi là dưa “chín”, em hãy giải thích cơ chế gây ra sự “chín” của dưa.

- Nêu các yếu tố chính ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm dưa chua và cách thức điều chỉnh các yếu tố đó để có sản phẩm dưa chua ngon.

Trả lời:

- Vi khuẩn lên men dưa chua có từ nguồn trên bề mặt thực vật đang bị phân giải.

+ Trong quá trình muối dưa, người ta thường chủ động bổ sung vi khuẩn lactic bằng cách cho 1 tỉ lệ nhất định dịch nước dưa của mẻ cũ.

- Cơ chế gây ra sự “chín” của dưa: Vi khuẩn lactic phân giải một số đường có trong rau dưa thành acid lactic khiến rau dưa có vị chua và màu vàng đặc trưng.

- Các yếu tố chính ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm dưa chua là: chất lượng rau cải nguyên liệu, độ yếm khí, nồng độ muối và đường, nhiệt độ, thời gian lên men.

+ Cách thức điều chỉnh các yếu tố đó để có sản phẩm dưa chua ngon: Rau cải cần rửa sạch, phơi rau chỗ nắng nhẹ hoặc chỗ râm để làm giảm hàm lượng nước; đậy nắp bình và nén dưa ngập trong dung dịch muối để tạo môi trường yếm khí; nồng độ muối khoảng 3 %; nồng độ đường khoảng 0,5 – 1 %; nhiệt độ ủ khoảng 35 – 40 ^oC.

• Báo cáo kết quả thí nghiệm theo gợi ý:

Trả lời:

BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

Tên thí nghiệm: Lên men dưa chua

Tên nhóm:……………………………………………………………………………

1. Mục đích thí nghiệm:

- Thực hiện được quy trình lên men dưa chua và giải thích được những biến đổi diễn ra trong quá trình lên men dưa chua.

2. Chuẩn bị thí nghiệm:

- Nguyên liệu: rau cải bắp hoặc cải bẹ, muối, đường, hành lá, nước đun sôi để nguội.

- Dụng cụ: dao hoặc kéo, bình lên men (lọ sành, sứ hoặc thủy tinh), phên tre hoặc nứa, giấy quỳ.

3. Các bước tiến hành:

Bước 1: Rửa rau cải và hành bằng nước sạch, phơi héo rau cải.

Bước 2: Cắt cải bẹ thành khúc khoảng 3 – 4 cm, nếu dùng cải bắp thì thái nhỏ khoảng 0,5 – 0,8 cm, cắt hành lá thành khúc 3 – 4 cm.

Bước 3: Trộn đều rau cải và hành rồi cho vào bình lên men, dùng phên nén chặt.

Bước 4: Bổ sung dung dịch nước muối 3 % có chứa 0,5 – 1 % đường cho ngập rau khoảng 5 cm.

Bước 5: Ủ ở nhiệt độ 35 – 40 ^oC trong 2 ngày thu được sản phẩm dưa chua.

Bước 6: Thu thập số liệu.

+ Quan sát màu sắc, trạng thái, xác định mùi vị, đo pH của dưa ở bước 4 và sản phẩm dưa chua.

+ Ghi đặc điểm của dưa ở bước 4 và sản phẩm ở bước 5 theo gợi ý như bảng 19.2.

4. Kết quả thí nghiệm và giải thích:

- Kết quả thí nghiệm:

- Giải thích: Trong quá trình lên men dưa chua, vi khuẩn lactic đã phân giải một số đường có trong rau cải thành acid lactic khiến pH giảm, rau cải có vị chua và màu vàng đặc trưng.

5. Kết luận:

- Trong lên men sữa chua, vi khuẩn lactic thực hiện phân giải đường trong sữa thành lactic acid.

Báo cáo thực hành trang 121 Sinh học 10:

• Trả lời các câu hỏi sau:

- Giải thích cơ chế làm cho bánh phồng lên khi ủ.

- Nêu các yếu tố chính ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm bánh mì và cách thức điều chỉnh các yếu tố đó để có sản phẩm bánh mì ngon.

Trả lời:

- Giải thích cơ chế làm cho bánh phồng lên khi ủ: Trong quá trình lên men bánh mì, nấm men biến đổi carbohydrate của bột thành rượu và khí CO₂. Chính khí CO₂ được sinh ra sẽ làm cho bánh phồng lên, mềm và xốp.

- Các yếu tố chính ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm bánh mì: độ ẩm của bột làm bánh, lượng men, nhiệt độ, thời gian lên men.

+ Cách thức điều chỉnh các yếu tố đó để có sản phẩm bánh mì ngon: độ ẩm của bột làm bánh, lượng men bánh mì, lượng muối và đường phải được căn chỉnh theo đúng tỉ lệ đã nêu ở phần các bước tiến hành; nhiệt độ ủ khoảng 28 – 30 ^oC trong khoảng 1,5 giờ còn nhiệt độ nướng khoảng 160 ^oC trong 25 – 30 phút.

• Báo cáo kết quả thí nghiệm theo gợi ý:

Trả lời:

BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

Tên thí nghiệm: Lên men bánh mì

Tên nhóm:……………………………………………………………………………

1. Mục đích thí nghiệm:

- Thực hiện được quy trình lên men bánh mì và giải thích được những biến đổi diễn ra trong quá trình lên men bánh mì.

2. Chuẩn bị thí nghiệm:

- Nguyên liệu: 250 g bột mì, 5 g men bánh mì, 160 mL nước đun sôi để nguội, 2 g muối, 16 g đường.

- Dụng cụ: dao nhỏ, thìa, khay inox (20 × 27 cm) phủ giấy nến, bình đựng nước, bát inox có đường kính miệng khoảng 30 cm, găng tay.

- Thiết bị: lò nướng hoặc tủ sấy.

3. Các bước tiến hành:

Bước 1: Trộn đều muối, men bánh mì và đường với 160 mL nước.

Bước 2: Bổ sung dần dung dịch ở bước 1 vào bát bột và dùng tay trộn đều cho đến khi bột mịn.

Bước 3: Ủ ở nhiệt độ 28 – 30 ^oC trong khoảng 20 phút.

Bước 4: Chia bột thành những phần nhỏ (khoảng 8 phần), tạo hình cho mỗi phần đó.

Bước 5: Xếp bánh vào các khay và ủ ở nhiệt độ 28 – 30 ^oC trong khoảng 1 giờ.

Bước 6: Dùng dao khía mặt bánh và nướng ở 160 ^oC trong khoảng 25 – 30 phút thu được sản phẩm.

Bước 7:

+ Quan sát màu sắc vỏ bánh, xác định mùi và vị của bánh mì.

+ Ghi thông tin đặc điểm của bánh mì theo gợi ý như bảng 19.3.

4. Kết quả thí nghiệm và giải thích:

- Kết quả thí nghiệm:

- Giải thích: Trong quá trình lên men bánh mì, nấm men biến đổi carbohydrate của bột thành rượu và khí CO₂. Chính khí CO₂ được sinh ra sẽ làm cho bánh phồng lên, mềm và xốp.

5. Kết luận:

- Trong quá trình lên men bánh mì, nấm men biến đổi carbohydrate của bột thành rượu và khí CO₂