Bài 22. Vai trò và ứng dụng của vi sinh vật

a) Tuần hoàn vật chất

• Phân hủy: VSV phân hủy chất hữu cơ thành vô cơ, tuần hoàn carbon, nitơ, lưu huỳnh.
• Cố định nitơ: Vi khuẩn cố định nitơ (Rhizobium, Azotobacter) chuyển N₂ thành NH₃.
• Nitrification: Vi khuẩn nitrat hóa chuyển NH₃ thành NO₃⁻.
• Denitrification: Vi khuẩn khử nitrat chuyển NO₃⁻ thành N₂.

b) Trong đất

• Vi khuẩn cố định nitơ sống trên rễ cây họ Đậu.
• Vi sinh vật phân hủy chất thải hữu cơ.
• Tạo humus, cải thiện đất.

c) Trong nước

• Vi sinh vật phân hủy chất ô nhiễm trong nước.
• Là thành phần của chuỗi thức ăn trong hệ sinh thái nước.

a) Vi khuẩn cố định nitơ

• Rhizobium: Sống trong nốt sần rễ cây họ Đậu, cố định nitơ khí.
• Azotobacter, Azospirillum: Sống tự do trong đất, cố định nitơ.

• Phân compost: VSV phân hủy chất thải hữu cơ.
• Phân vi sinh: Chứa VSV có ích, cải thiện đất.

• Men vi sinh (probiotic) bổ sung vào thức ăn.
• Cải thiện tiêu hóa, tăng sức đề kháng.

• Vi khuẩn đối kháng (Bacillus, Pseudomonas) ức chế pathogen.
• Nấm ký sinh (Trichoderma) kiểm soát nấm bệnh.

a) Lên men tạo thực phẩm

• Sữa chua, phô mai: Vi khuẩn lactic (Lactobacillus, Streptococcus).
• Nước tương, tương: Nấm men và vi khuẩn lactic.
• Bánh mì: Nấm men (Saccharomyces cerevisiae).
• Rượu, bia: Nấm men lên men đường.
• Chế biến thịt, cá: Lên men lactic bảo quản.

• Muối, đường tạo môi trường ưu trương, ức chế VSV gây hư.
• Đóng hộp: Khử trùng, ngăn VSV xâm nhập.

• Vi khuẩn gây hư: Pseudomonas, Bacillus.
• Nấm mốc gây độc: Aspergillus (aflatoxin).

a) Sản xuất dược phẩm

• Kháng sinh: Penicillin từ nấm Penicillium, tetracycline từ vi khuẩn.
• Vaccine: Virus vaccine bất hoạt, sống giảm độc lực.
• Vitamin: B2, B12, K từ VSV.
• Insulin, hormone tăng trưởng: Từ E. coli biến đổi gen.

• Probiotic: Vi khuẩn có ích (Lactobacillus) điều trị rối loạn tiêu hóa.
• Liệu pháp gen: Virus làm vector đưa gen vào tế bào.

• Xét nghiệm vi sinh phát hiện mầm bệnh.
• Kháng sinh đồ xác định kháng thuốc.

a) Xử lý nước thải

• Vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ trong nước thải.
• Bể xử lý sinh học: Vi khuẩn hiếu khí, kỵ khí phân hủy chất ô nhiễm.

• Sử dụng VSV phân hủy chất ô nhiễm (dầu, kim loại nặng).
• Vi khuẩn phân hủy dầu: Alcanivorax.
• Vi khuẩn khử kim loại nặng.

• Biogas: Vi khuẩn kỵ khí phân hủy chất thải hữu cơ tạo khí metan.
• Nhiên liệu sinh học: Nấm men lên men tạo ethanol.

a) Gây bệnh

• Vi khuẩn gây bệnh: Salmonella (ngộ độc thực phẩm), Mycobacterium (lao), Staphylococcus (nhiễm trùng).
• Nấm gây bệnh: Candida (nấm da), Aspergillus (bệnh phổi).
• Động vật nguyên sinh gây bệnh: Trùng kiết lị, trùng biến hình.

• Nấm mốc phá hủy thực phẩm, vật liệu.
• Vi khuẩn gây ô xy hóa kim loại.

• Vệ sinh, tiệt trùng.
• Vaccine phòng bệnh.
• Kháng sinh điều trị.