• 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.

Việc ứng dụng vi sinh vật trong thực tiễn dựa trên các đặc điểm sinh học như: kích thước hiển vi, sinh trưởng nhanh, phát triển mạnh, hình thức dinh dưỡng đa dạng, quá trình tổng hợp và phân giải các chất tạo ra các sản phẩm có giá trị dinh dưỡng hoặc có ý nghĩa lớn trong đời sống con người.

- Kích thước hiển vi: Vi sinh vật có kích thước rất nhỏ bé và chỉ quan sát dưới kính hiển vi.

- Sinh trưởng nhanh, phát triển mạnh: Do kích thước nhỏ nên tỉ lệ diện tích/thể tích (S/V) cơ thể ở sinh vật lớn, làm tăng tốc độ trao đổi chất và sinh trưởng.  Kích thước nhỏ còn có lợi trong việc nuôi cấy, lưu trữ và nghiên cứu vi sinh vật (một số lượng rất lớn tế bào có thể được nuôi cấy chỉ trong một khoảng không gian nhỏ).

- Tổng hợp và phân giải các chất nhanh: Sử dụng vi sinh vật trong công nghiệp và nghiên cứu có thể thu được sản lượng rất lớn trong một khoảng thời gian ngắn.

- Đa dạng về di truyền: Do tốc độ sinh sản nhanh, tốc độ đột biến lớn, khả năng tái tổ hợp di truyền và lịch sử tiến hóa lâu dài nên vi sinh vật có sự đa dạng di truyền lớn.

- Phổ sinh thái và dinh dưỡng rộng: Sự đa dạng về hình thái và dinh dưỡng của vi sinh vật dẫn đến sự đa dạng về hình thái, cấu trúc tế bào, thành phần cấu trúc protein và enzyme cũng như các sản phẩm chuyển hóa thứ cấp, từ đó có rất nhiều tiềm năng có thể ứng dụng vào thực tiễn.

- Em không đồng ý với ý kiến của bạn.

- Giải thích: Không phải vi sinh vật nào cũng có hại, có những vi sinh vật có lợi ví dụ như cộng sinh trong cơ thể người để tăng cường miễn dịch tiêu hóa; tổng hợp một số vitamin, amino acid; sử dụng trong chế biến thực phẩm, sản xuất thuốc kháng sinh, vitamin;… hay vi sinh vật tiến hành phân hủy xác động thực vật để trả lại chất sinh dưỡng cho đất và làm sạch môi trường;… Do đó, đối với vi sinh vật có hại thì tìm cách kìm hãm và tiêu diệt nhưng đối với vi sinh vật có lợi cần tìm cách tạo điều kiện cho chúng phát triển hợp lí.

Một số sản phẩm từ vi sinh vật phục vụ cho đời sống con người mà em biết:

- Quá trình phân giải vi sinh vật được ứng dụng để sản xuất các sản phẩm như nước tương, xì dầu, nước mắm.

- Dùng nấm men để sản xuất rượu, bia.

- Sữa chua được lên men từ vi khuẩn lactic.

- Thuốc kháng sinh, vaccine, các amino acid, protein đơn bào, hormone,…

Một số ví dụ minh họa về vai trò của vi sinh vật đối với tự nhiên:

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,…

- Việc làm của bạn A là không nên.

- Giải thích:

+ Các triệu chứng như cảm lạnh, đau họng, ho, sổ mũi, nhức đầu có thể do nhiều nguyên nhân khác nhau chứ không phải nhất thiết chỉ là do vi sinh vật gây bệnh gây nên. Hơn nữa, mỗi loại kháng sinh chỉ có tác dụng tiêu diệt một số loại vi sinh vật gây bệnh nhất định. Bởi vậy, nếu chưa biết rõ nguyên nhân mà sử dụng thuốc kháng sinh bừa bãi thì bệnh không khỏi mà thậm chí có thể dẫn đến tình trạng kháng kháng sinh để lại những hậu quả lâu dài cho sức khỏe.

+ Khi có các triệu chứng bệnh cần phải thăm khám để được bác sĩ có chuyên môn lên phác đồ điều trị thích hợp và hiệu quả.

- Vùng nhiệt đới có nhiệt độ ấm thường dao động từ 20oC – 40oC và độ ẩm cao. Đây là điều kiện thích hợp cho sự phát triển của các vi sinh vật như các vi khuẩn, nấm,…

- Ngược lại, vùng ôn đới thường có nhiệt độ lạnh, độ ẩm thấp khiến kìm hãm sự phát triển của các vi khuẩn, nấm,…

→ Các bệnh do vi sinh vật gây ra (bệnh tả, nấm,…) dễ xuất hiện và phát triển thành dịch ở vùng nhiệt đới hơn so với vùng ôn đới. Đồng thời, thực phẩm và đồ dùng ở vùng nhiệt đới cũng rất nhanh bị hỏng nếu không được bảo quản đúng cách hơn.

Một số biện pháp bảo quản thực phẩm:

- Bảo quản thực phẩm bằng cách ướp muối, ướp đường,…

- Bảo quản thực phẩm bằng cách làm lạnh.

- Bảo quản thực phẩm bằng phương pháp sấy khô, phơi khô.

-  Bảo quản thực phẩm bằng phương pháp đóng gói chân không.

Người ta có thể điều khiển nhiệt độ, độ ẩm, độ pH, áp suất thẩm thấu để bảo quản thực phẩm vì:

- Một trong những nguyên nhân chủ yếu dẫn đến hư hỏng thực phẩm là do sự phân hủy thực phẩm của vi sinh vật.

- Các yếu tố nhiệt độ, độ ẩm, độ pH, áp suất thẩm thấu có thể ảnh hưởng trực tiếp đến sự sinh trưởng của quần thể vi sinh vật.

→ Do đó, nếu điều chỉnh các yếu tố này theo hướng bất lợi cho sự sinh trưởng của vi sinh vật thì có thể hạn chế được sự sinh trưởng của quần thể vi sinh vật. Từ đó, hạn chế được sự phân hủy thực phẩm của vi sinh vật để kéo dài thời gian bảo quản.