Giải bài tập Chuyên đề Sinh học 10 Bài 10: Vi sinh vật trong phân giải các hợp chất làm ô nhiễm môi trường
Mở đầu trang 61 Chuyên đề Sinh học 10: Vi sinh vật có khả năng phân giải các chất gây ô nhiễm môi trường. Vậy dựa vào những nguyên lí hô hấp tế bào cơ bản nào người ta có thể ứng dụng các vi sinh vật trong việc giảm thiểu sự ô nhiễm môi trường?
Lời giải:
Dựa vào nguyên lí hô hấp tế bào như phân giải hiếu khí, phân giải kị khí và lên men, người ta có thể ứng dụng các vi sinh vật trong việc giảm thiểu sự ô nhiễm môi trường:
– Sử dụng vi sinh vật phân giải hiếu khí để xử lí nhiều loại hydrocarbon tồn tại hàng chục năm trong môi trường đất và nước, xử lí nguồn nước ô nhiễm bởi thức ăn chăn nuôi thừa,…
– Sử dụng vi sinh vật kị khí để xử lí nước thải và chất thải hữu cơ trong môi trường kị khí,…
– Sử dụng vi sinh vật lên men để tạo ra ethanol dùng trong sản xuất xăng sinh học,…
I. VI SINH VẬT PHÂN GIẢI HIẾU KHÍ TRONG XỬ LÍ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG
Dừng lại và suy ngẫm trang 61 Chuyên đề Sinh học 10: Quá trình phân giải hiếu khí của vi sinh vật được ứng dụng như thế nào trong xử lí ô nhiễm môi trường?
Lời giải:
Một số ứng dụng quá trình phân giải hiếu khí của vi sinh vật trong xử lí ô nhiễm môi trường:
– Ứng dụng vi sinh vật hiếu khí trong phân giải một số hydrocarbon có nguồn gốc từ nhiên liệu hóa thạch và nhiên liệu sinh học gây ô nhiễm môi trường đất và nước.
– Ứng dụng vi sinh vật hiếu khí trong công nghệ xử lí nước thải như phân giải các chất hữu cơ độc hại trong nước thải từ ngành công nghiệp sản xuất giấy, nhuộm, dệt vải, thuộc da,…; phân giải các hợp chất hữu cơ thải ra từ các hoạt động chế biến thực phẩm như chế biến sữa, miến, bún,… ở các quy mô khác nhau; phân giải thức ăn thừa và chất thải của thủy sản làm giảm ô nhiễm môi trường nước trong các ao, đầm nuôi thủy sản.
II. VI SINH VẬT PHÂN GIẢI KỊ KHÍ TRONG XỬ LÍ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG
Dừng lại và suy ngẫm 1 trang 62 Chuyên đề Sinh học 10: Vi sinh vật hô hấp kị khí có thể phân giải được những chất gây ô nhiễm môi trường như thế nào?
Lời giải:
– Vi sinh vật hô hấp kị khí có thể phân giải được những chất gây ô nhiễm môi trường như: Các rác thải sinh hoạt hữu cơ: gốc, vỏ và các bộ phận không sử dụng được của các thực phẩm. Các phế thải trong nông nghiệp: rơm rạ, bã mía, mùn cưa;… Chất thải động vật: nước thải từ các trang trại chăn nuôi, làng nghề làm bún, miến;…
– Các vi sinh vật hô hấp kị khí có thể phân giải lipid, protein, polysaccharide có trong rác thải và nước thải thành các đơn phân như aicd béo, amino acid, đường đơn, sau đó các chất này tiếp tục được phân giải thành acetate, H2, CO2,… Quá trình phân giải này của các vi sinh vật kị khí không chỉ giúp giảm ô nhiễm môi trường mà còn đem lại nhiều lợi ích khác như tạo ra mùn giúp đất đai thêm màu mỡ, tạo ra khí methane được sử dụng làm nhiên liệu cho con người,…
Dừng lại và suy ngẫm 2 trang 62 Chuyên đề Sinh học 10: Hãy chỉ ra những ưu và nhược điểm của việc xử lí rơm rạ bằng vi sinh vật và bằng cách đốt.
Lời giải:
Ưu và nhược điểm của việc xử lí rơm rạ bằng vi sinh vật và bằng cách đốt:
|
|
Xử lí rơm rạ bằng vi sinh vật |
Xử lí rơm rạ bằng cách đốt |
|
Ưu điểm |
– Không gây ô nhiễm môi trường. – Có thể tạo ra các sản phẩm có giá trị kinh tế, phục vụ đời sống con người. |
– Thời gian xử lí nhanh, chi phí thấp. |
|
Nhược điểm |
– Thời gian xử lí lâu, chi phí tốn kém hơn. |
– Gây ô nhiễm môi trường. – Không tạo ra các sản phẩm có giá trị kinh tế, phục vụ đời sống con người. |
III. VI SINH VẬT LÊN MEN TRONG XỬ LÍ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG
Dừng lại và suy ngẫm trang 63 Chuyên đề Sinh học 10: Để phân giải rơm rạ hoặc các rác thải chứa cellulose thành đường đơn rồi sau đó cho lên men tạo ra cồn dùng để sản xuất xăng sinh học thì cần vi sinh vật tham gia vào những công đoạn chính nào? Giải thích.
Lời giải:
Để phân giải rơm rạ hoặc các chất thải chứa cellulose thành đường đơn rồi sau đó lên men tạo ra cồn dùng để sản xuất xăng sinh học thì vi sinh vật cần tham gia vào 2 giai đoạn:
– Giai đoạn thủy phân: Vi sinh vật sinh ra các enzyme cellulase thủy phân liên kết giữa các đơn phân trong phân tử polysaccharide tạo thành đường đơn 5C, 6C.
– Giai đoạn lên men: Vi sinh vật lên men đường đơn 5C, 6C để tạo ra ethanol.
IV. CHỌN LỌC VÀ TẠO GIỐNG CÁC VI SINH VẬT CÓ KHẢ NĂNG PHÂN GIẢI CÁC CHẤT LẠ GÂY Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG
Dừng lại và suy ngẫm 1 trang 64 Chuyên đề Sinh học 10: Một số chất được gọi là lạ với sinh vật (xenobiotic), đó là những chất gì và chúng ảnh hưởng tới môi trường như thế nào?
Lời giải:
– Các chất lạ xenobiotic là những chất được tổng hợp nhân tạo, xa lạ với sinh vật và sinh vật không thể hoặc khó phân giải. Những chất này bao gồm: một số loại thuốc trừ sâu, các hydrocarbon thơm đa vòng (PAH), nhựa phenolic, một số hoạt chất trong chế phẩm thuốc chữa bệnh và chế phẩm vệ sinh, chăm sóc sắc đẹp,…
– Ảnh hưởng của xenobiotic tới môi trường: Khi thải vào môi trường, chúng tích tụ lại gây ô nhiễm môi trường trầm trọng hoặc xâm nhập vào chuỗi và lưới thức ăn gây ảnh hưởng khó lường đối với sức khỏe con người.
Dừng lại và suy ngẫm 2 trang 64 Chuyên đề Sinh học 10: Nêu các bước tiến hành trong nghiên cứu sử dụng một số vi sinh vật có tiềm năng phân giải các chất lạ với sinh vật.
Lời giải:
Các bước tiến hành trong nghiên cứu sử dụng một số vi sinh vật có tiềm năng phân giải các chất lạ với sinh vật:
– Phân lập các chủng vi sinh vật sống được trong môi trường có chất lạ và giải trình tự hệ gene của chúng.
– Xác định những gene nào trong hệ gene của chúng được biểu hiện và những loại protein nào được tổng hợp.
– Xác định các protein được tổng hợp là các sản phẩm của những quá trình chuyển hóa nào trong các vi sinh vật.
– Xử lí các dữ liệu thu được bằng các phần mềm tin học và thuật toán để tìm ra loại gene quy định sản phẩm trao đổi chất có tiềm năng phân giải hoặc khoáng hóa chất gây ô nhiễm môi trường.
– Chọn lọc hoặc dùng công nghệ di truyền tạo ra các sinh vật chuyển gene hoặc biến đổi gene có khả năng phân giải các chất lạ gây ô nhiễm môi trường.
Luyện tập và vận dụng 1 trang 64 Chuyên đề Sinh học 10: Tại sao cần phân loại rác thải vô cơ với rác thải hữu cơ?
Lời giải:
Cần phải phân loại rác thải vô cơ với rác thải hữu cơ vì: Xử lí rác thải vô cơ và hữu cơ đòi hỏi các biện pháp khác nhau. Việc phân loại rác thải giúp nâng cao hiệu quả xử lí, giảm ô nhiễm môi trường và mang lại hiệu quả kinh tế.
Luyện tập và vận dụng 2 trang 64 Chuyên đề Sinh học 10: Các rác thải nhựa như túi nylon, chai nhựa, ống hút nhựa và các đồ nhựa dùng một lần gây ô nhiễm môi trường như thế nào?
Lời giải:
Các rác thải nhựa như túi nylon, chai nhựa, ống hút nhựa và các đồ nhựa dùng một lần gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng vì: Các rác thải nhựa có thời gian phân hủy rất lâu (hàng chục năm, thậm chí hàng trăm năm). Bởi vậy, rác thải nhựa ảnh hưởng nghiêm trọng đối môi trường và sự sống của các sinh vật thủy sinh và sinh vật đất (rất nhiều loài chim, cá, rùa,… bị chết vì ăn hoặc mắc phải rác thải nhựa).
Luyện tập và vận dụng 3 trang 64 Chuyên đề Sinh học 10: Hãy nêu các biện pháp mà em có thể áp dụng hằng ngày để giảm thiểu sự ô nhiễm môi trường.
Lời giải:
Các biện pháp có thể áp dụng hằng ngày để giảm thiểu sự ô nhiễm môi trường:
– Phân loại rác trước khi mang đi vứt, đổ rác đúng nơi quy định.
– Hạn chế sử dụng và vứt túi nylon ra ngoài môi trường.
– Không vứt các loại chai lọ chứa hóa chất xuống nguồn nước.
– Tái chế các chai, lọ nhựa.
– Sử dụng phương tiện giao thông công cộng, hạn chế xe cá nhân…
-…
Luyện tập và vận dụng 4 trang 64 Chuyên đề Sinh học 10: Nước khi được lưu thông sẽ ít bị ô nhiễm. Dựa trên những kiến thức đã học về quá trình phân giải các chất, em hãy giải thích khẳng định trên.
Lời giải:
Nước khi được lưu thông sẽ ít bị ô nhiễm vì: Khi nước được lưu thông sẽ làm tăng lượng oxygen hòa tan trong nước, tạo điều kiện cho các vi sinh vật hiếu khí trong nước phân giải triệt để các chất hữu cơ thành carbon dioxide và nước làm giảm ô nhiễm môi trường.