Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
- Các yếu tố vật lí ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của vi sinh vật: nhiệt độ, độ pH, độ ẩm và các tia tử ngoại ...
- Người ta thường dùng nhiệt độ cao, tia tử ngoại để thanh trùng, dùng độ pH và độ ẩm để kiểm soát hoạt động của vi sinh vật.
Ví dụ và phân tích:
+ Nhiệt độ: Bảo quản thức ăn trong tủ lạnh, sử dụng nhiệt độ cao đè thanh trùng: đun sôi để ức chế sinh trưởng của vi sinh vật.
+ Độ ẩm: Bảo quản thực phẩm bằng cách phơi khô vì thực phẩm chứa nhiều nước là môi trường thuận lợi cho sự sinh trưởng cùa vi sinh vật.
+ Độ pH: Trong sữa chua, dưa chua có độ pH thấp ức chế sự sinh trưởng của mọi vi khuẩn kí sinh gây bệnh.
+ Ánh sáng: Nhà ở có đủ ánh sáng thì sạch vì ánh sáng diệt khuẩn
+ Áp suất thẩm tháu: Dùng muối ướp vào cá, thịt gây co nguyên sinh ức chế sinh trưởng của vi sinh vật, thịt cá được bảo quan lâu hơn.
• Công nghệ vi sinh vật được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như nông nghiệp, chế biến thực phẩm, y dược, xử lí chất thải, sản xuất bột giặt và công nghiệp thuộc da,…
• Ví dụ minh họa cho ứng dụng công nghệ vi sinh vật trong các lĩnh vực:
- Ví dụ trong nông nghiệp:
+ Dựa vào khả năng cố định N2 trong không khí của vi sinh vật để sản xuất phân bón vi sinh giúp tăng năng suất cho cây trồng, cải tạo đất,…
+ Dựa vào khả năng ức chế sự phát triển của sâu, bệnh gây hại cho cây trồng để sản xuất ra thuốc trừ sâu vi sinh thay cho thuốc trừ sâu hóa học vừa có thể diệt trừ sâu, bệnh hại hiệu quả vừa tránh tồn dư thuốc hóa học gây độc cho con người và vật nuôi.
- Ví dụ trong chế biến thực phẩm:
+ Sử dụng vi khuẩn Saccharomyces cerevisiae để lên men tạo rượu, bia, bánh mì.
+ Sử dụng vi khuẩn lactic để lên men tạo sữa chua và pho mát.
- Ví dụ trong y dược:
+ Các sản phẩm được tạo ra từ công nghệ tái tổ hợp vi khuẩn và nấm men như insulin, hormone sinh trưởng, chất kích thích miễn dịch cytokine, chất kháng virus như interferon.
+ Vi sinh vật còn được ứng dụng trong việc chuẩn đoán các bệnh hiểm nghèo, ung thư, bệnh mới phát sinh.
- Ví dụ trong xử lí chất thải:
+ Sử dụng hệ vi sinh hiếu khí hoặc kị khí trong các bể xử lí sinh học để xử lí nước thải.
+ Sử dụng các vi sinh vật “ăn” dầu như Alcanivorax borkumensis để xử lí các sự cố tràn dầu trên biển.
+ Sử dụng các Archaea sinh methane để xử lí chất thải vật nuôi nhằm vừa tạo ra khí biogas làm chất đốt cho gia đình vừa tránh ô nhiễm môi trường và tạo ra phân bón hữu cơ cho cây trồng.
- Các yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của vi sinh vật:
+ Các yếu tố hóa học: Nguồn dinh dưỡng; các chất hóa học khác như nồng độ H+, các kim loại nặng,…
+ Các yếu tố vật lí: Nhiệt độ; độ ẩm; tia bức xạ (tia UV, tia X,…);…
+ Các yếu tố sinh học: Mối quan hệ giữa các vi sinh vật khác, các thực vật và động vật sống trong cùng môi trường với chúng.
+ Thuốc kháng sinh.
- Để hạn chế sự gây hại của vi sinh vật đối với lương thực ví dụ gạo, ngô, đỗ hoặc thực phẩm, cần điều chỉnh các yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của vi sinh vật để hạn chế sự sinh trưởng, sinh sản của những vi sinh vật gây hại. Ví dụ: Để bảo quản các loại hạt, người ta phơi khô và cất giữ ở nơi khô ráo; để bảo quản rau quả, người ta thường để ở điều kiện nhiệt độ thấp (tủ lạnh);…
- Người ta có thể ứng dụng quá trình phân giải đường đa ở vi sinh vật trong các lĩnh vực như:
+ Trong lĩnh vực môi trường: Sử dụng vi sinh vật phân giải chất mùn, chất xơ làm các loại phân bón vi sinh.
+ Trong lĩnh vực nông nghiệp: Sử dụng vi sinh vật phân giải xenlulozo tận dụng các bã thải thực vật (rơm, lõi bông, mía,…) để trồng nhiều loại nấm ăn.
+ Trong lĩnh vực thực phẩm: Sử dụng enzyme amilaza từ nấm mốc để thủy phân tinh bột trong sản xuất rượu.
- Người ta có thể ứng dụng quá trình phân giải lipid ở vi sinh vật trong các lĩnh vực như:
+ Trong lĩnh vực môi trường: Sử dụng vi sinh vật xử lý dầu loang trên mặt biển.
+ Trong lĩnh vực tiêu dùng: Sử dụng enzyme vi sinh vật lipaza để thêm vào bột giặt nhằm tẩy sạch các vết bẩn dầu mỡ gây nên.
- Các yếu tố hóa học:
+ Các chất dinh dưỡng: Các chất dinh dưỡng ảnh hưởng đến quá trình chuyển hoá vật chất và năng lượng của vi sinh vật.
+ Chất sát khuẩn: là các chất có khả năng tiêu diệt hoặc ức chế không chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh nhưng không làm tổn thương đến da và mô sống của cơ thể.
+ Chất kháng sinh: là những hợp chất hữu cơ có khả năng tiêu diệt hoặc ức chế chọn lọc vi sinh vật gây bệnh theo nhiều cơ chế khác nhau, như ức chế tổng hợp thành tế bào, protein, nucleic acid,...
- Các yếu tố vật lí:
+ pH: Độ pH ảnh hưởng đến tính thấm qua màng, hoạt động chuyển hoá vật chất trong tế bào, hoạt tính enzyme,... Mỗi loại vi sinh vật có thể tồn tại và hoạt động tốt nhất trong một phạm vi pH nhất định.
+ Nhiệt độ: Nhiệt độ ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng sinh hoá trong tế bào. Mỗi loại vi sinh vật có thể tồn tại và hoạt động tốt nhất trong một phạm vi nhiệt độ nhất định.
+ Độ ẩm: Nếu không có nước, vi sinh vật sẽ ngừng sinh trưởng và hầu hết sẽ chết. Nhu cầu độ ẩm ở mỗi loại vi sinh vật là khác nhau.
+ Áp suất thẩm thấu: Khi đưa vi sinh vật vào môi trường ưu trương, tế bào vi sinh vật sẽ bị mất nước, gây co nguyên sinh, do đó chúng không phân chia được.
+ Ánh sáng: Ánh sáng tác động đến quá trình quang hợp ở vi khuẩn quang tự dưỡng, ngoài ra, ánh sáng còn ảnh hưởng đến sự hình thành bào tử, tổng hợp sắc tố, chuyển động hướng sáng. Những tia sáng có bước sóng ngắn có thể ức chế hoặc tiêu diệt vi khuẩn bằng cách gây đột biến, làm biến tính protein,...
Ứng dụng sự sinh sản của vi sinh vật trong một số ngành công nghiệp sản xuất chế phẩm sinh học: insulin, pênicillin,…; trong sản xuất bia, rượu, sữa chua,…
Một số ví dụ về vai trò của vi sinh vật trong đời sống hằng ngày:
- Phân giải các chất thải và xác sinh vật thành chất khoáng, đảm bảo vòng tuần hoàn vật chất trong tự nhiên, làm giàu chất dinh dưỡng cho đất.
- Vi sinh vật tự dưỡng tạo ra O2 và chất dinh dưỡng cung cấp cho các sinh vật dị dưỡng.
- Phân giải các chất thải, đặc biệt là các chất thải độc hại như: nhựa, hóa chất nhân tạo, chất phóng xạ giúp làm giảm ô nhiễm môi trường.
- Cộng sinh trong cơ thể người giúp tăng cường miễn dịch, tiêu hóa; tổng hợp một số vitamin, amino acid không thay thế,…
Yếu tố
Ảnh hưởng
Ứng dụng
Nhiệt độ
Căn cứ vào nhiệt độ, vị sinh vật được chia thành các nhóm:
- Vi sinh vật ưa lạnh (dưới 15 độ C)
- Vi sinh vật ưa ấm (từ 20 – 40 độ C)
- Vi sinh vật ưa nhiệt (từ 55 – 65 độ C)
- Vi sinh vật siêu ưa nhiệt (từ 75-100 độ C)
Con người dùng nhiệt độ cao để thanh trùng các chất lỏng, thực phẩm, dụng cụ…, nhiệt độ thấp để kìm hãm sinh trưởng của vi sinh vật.
Độ ẩm
Hàm lượng nước trong môi trường quyết định độ ẩm. Nước là dung môi hòa tan các chất. Mỗi loại vi sinh vật sinh trưởng trong một giới hạn độ ẩm nhất định.
- Dùng nước để khống chế sinh trưởng của các nhóm vi sinh vật có hại và kích thích sinh trưởng của nhóm vi sinh vật có ích cho con người.
- Điều chỉnh độ ẩm của lương thực, thực phẩm, đồ dùng để bảo quản được lâu hơn bằng cách phơi khô, sấy khô.
Độ pH
Ảnh hưởng đến tính thấm qua màng, sự chuyển hóa các chất trong tế bào, hoạt hóa enzyme, sự hình thành ATP,…Dựa vào độ pH của môi trường, vi sinh vật được chia thành 3 nhóm: vi sinh vật ưa acid, vi sinh vật ưa kiềm, vi sinh vật ưa pH trung tính.
- Tạo điều kiện nuôi cấy thích hợp với từng nhóm vi sinh vật.
- Điều chỉnh độ pH môi trưởng để ức chế các vi sinh vật gây hại và kích thích các vi sinh vật có lợi.
Ánh sáng
Cần thiết cho quá trình quang hợp của các vi sinh vật quang tự dưỡng, tác động đến bào tử sinh sản, tổng hợp sắc tố, chuyển động hướng sáng.
Dùng bức xạ điện tử để ức chế, tiêu diệt vi sinh vật.
Áp suất thẩm thấu
Áp suất thẩm thấu cao gây co nguyên sinh ở các tế bào vi sinh vật khiến chúng không phân chia được. Áp suất thẩm thấu thấp làm các tế bào vi sinh vật bị trương nước và có thể vỡ ra (đối với các vi khuẩn không có thành tế bào)
Điều chỉnh áp suất thẩm thấu để bảo quản thực phẩm như ướp muối, ướp đường,…
- Chất dinh dưỡng: Các loài vi sinh vật chỉ có thể tồn tại và sinh sản trong môi trường có các chất dinh dưỡng như protein, carbohydrate, lipid, ion khoáng,...
- Chất ức chế: Một số chất hoá học có khả năng ức chế sự sinh trưởng của vi sinh vật theo các cơ chế khác nhau:
Chất hóa học
Ảnh hưởng
Ứng dụng
Các hợp chất phenol
Biến tính protein, màng tế bào
Khử trùng phòng thí nghiệm, bệnh viện
Các loại cồn (ethanol, izopropanol 70% đến 80%)
Làm biến tính protein, ngăn các chất qua màng tế bào
Diệt khuẩn trên da, tẩy trùng trong bệnh viện
Iodine, rượu iodine (2%)
Oxy hóa các thành phần tế bào
Diệt khuẩn trên da, tẩy trùng trong bệnh viện
Clo (cloramin, natri hypoclorid)
Oxy hóa mạnh các thành phần tế bào
Thanh trùng nước máy, nước bể bơi, công nghiệp thực phẩm
Hợp chất kim loại nặng (Ag, Hg…)
Làm bất họat các protein
Diệt bào tử đang nảy mầm
Các aldehyde (formaldehyde 2%)
Làm bất họat các protein
Sử dụng để thanh trùng nhiều đối tượng
Các loại khí ethylene oxide (từ 10% đến 20%)
Oxy hóa các thành phần tế bào
Khử trùng các dụng cụ nhựa, kim loại
Kháng sinh
Diệt khuẩn có tính chọn lọc
Dùng chữa các bệnh nhiễm khuẩn trong y tế, thú y,…