Bài 4. Vai trò, thành tựu và triển vọng của công nghệ sinh học trong thuỷ sản - Chuyên đề Công nghệ 12 Cánh diều
KHỞI ĐỘNG
Câu hỏi: Kể tên một số ứng dụng công nghệ sinh học trong thuỷ sản mà em biết
Lời giải chi tiết:
- Cải Tạo giống thủy sản có gen mong muốn: Chuyển gen để tạo ra các giống cá có khả năng sinh trưởng nhanh, kháng bệnh, chịu được điều kiện môi trường khắc nghiệt,...
- Sử dụng các xét nghiệm chẩn đoán bệnh: PCR, ELISA,... để phát hiện sớm các bệnh trên thủy sản.
- Tạo vắc-xin phòng bệnh: Sử dụng công nghệ sinh học để tạo ra các loại vắc-xin phòng bệnh hiệu quả cho thủy sản.
- Sử dụng enzyme: Sử dụng enzyme để chế biến thủy sản, giúp nâng cao chất lượng sản phẩm.
- Bảo quản sản phẩm: Sử dụng các phương pháp bảo quản tiên tiến như: bảo quản lạnh, bảo quản bằng khí modified atmosphere,...
Câu 2
Câu hỏi: Công nghệ sinh học trong thuỷ sản là gì?
Lời giải chi tiết:
Công nghệ sinh học trong thuỷ sản là việc kết hợp các công nghệ và quy trình kĩ thuật hiện đại với nền tảng các sinh vật sống hoặc các tổ chức sống vào quá trình nghiên cứu và sản xuất thuỷ sản.
Câu 3
Câu hỏi: Trình bày vai trò và một số thành tựu của công nghệ sinh học trong sinh sản và chọn, tạo giống thuỷ sản.
Lời giải chi tiết:
- Vai trò:
+ Chủ động con giống thuỷ sản, tăng số lượng và chất lượng đàn giống: Trước đây, quá trình nuôi thuỷ sản phụ thuộc vào nguồn con giống thu từ tự nhiên với số lượng và chất lượng không ổn định. Tiến bộ của công nghệ sinh học đã giúp sinh sản nhân tạo thành công nhiều đối tượng nuôi, chủ động và mở rộng sản xuất
+ Lựa chọn được con giống mang tính trạng tốt cho sản xuất thuỷ sản: Công nghệ sinh học đã được ứng dụng để tạo ra con giống có tốc độ sinh trưởng nhanh, chống chịu tốt với điều kiện nuôi và chất lượng thịt cao, từ đó giúp tăng năng suất, chất lượng và giá trị sản phẩm thuỷ sản.
- Thành tựu: Sinh sản nhân tạo thành công giống tôm sú, tôm thẻ chân trắng, cả tra và nhiều loài thuỷ sản quý, hiếm; tạo được giống hàu tam bội, giống rô phi đơn tính đực, giống tôm chịu lạnh, giống cá tra kháng bệnh....
Câu 4
Câu hỏi: Nêu vai trò và thành tựu của công nghệ sinh học trong sản xuất thức ăn thuỷ sản.
Lời giải chi tiết:
- Vai trò:
Công nghệ sinh học giúp nâng cao hiệu quả sử dụng nguyên liệu thức ăn khó tiêu hoá từ thực vật và các nguồn nguyên liệu tiềm năng khác nhằm thay thế bột cá, dầu cá trong sản xuất thức ăn thuỷ sản. Điều này góp phần quan trọng trong phát triển nuôi thuỷ sản bền vững, giảm thiểu tác động xấu đến môi trường, giảm áp lực khai thác từ tự nhiên. Các loại thức ăn bổ sung cũng được phát triển rất đa dạng giúp động vật thuỷ sản tăng cường tiêu hoá, trao đổi chất và khả năng miễn dịch.
- Thành tựu nổi bật
Khô đậu nành lên men đã thay thế khoảng 70% bột cá trong sản xuất thức ăn cho nhiều loài thuỷ sản. Ví dụ: Khô đậu nành lên men băng vi khuẩn Bacillus subtilis natto làm tăng hàm lượng amino acid thiết yếu lên từ 8 đến 23% và giảm các chất kháng dinh dưỡng từ 50 đến 90%.
Luyện tập: Vì sao việc thay thế nguồn nguyên liệu tự nhiên bằng
Câu 5
Luyện tập: Vì sao việc thay thế nguồn nguyên liệu tự nhiên bằng đạm và dầu thực vật trong sản xuất thức ăn công nghiệp cho cá giúp phát triển thuỷ sản bền vững?
Lời giải chi tiết:
Vì:
- Giảm khai thác quá mức các loài cá tạp: Sử dụng đạm thực vật giúp giảm bớt nhu cầu sử dụng bột cá làm từ các loài cá tạp, góp phần bảo vệ nguồn tài nguyên biển.
- Bảo vệ đa dạng sinh học: Việc giảm khai thác cá tạp giúp bảo vệ đa dạng sinh học trong hệ sinh thái biển.
- Giảm chất thải: Sử dụng đạm và dầu thực vật giúp giảm lượng chất thải từ thức ăn cho cá, góp phần bảo vệ môi trường.
- Phát triển nuôi trồng thủy sản bền vững: Việc sử dụng nguyên liệu thay thế giúp phát triển ngành nuôi trồng thủy sản theo hướng bền vững, bảo vệ môi trường và nguồn tài nguyên thiên nhiên.
Câu 6
Câu hỏi: Nêu vai trò và thành tựu của công nghệ sinh học trong xử lí môi trường nuôi thuỷ sản.
Lời giải chi tiết:
- Vai trò: Phát triển công nghệ nuôi bền vững, thân thiện với môi trường và hiệu quả cao: Công nghệ vi sinh đã được áp dụng rộng rãi để xử lí chất thải phát sinh trong quá trình nuôi, hỗ trợ quản lí chất lượng môi trường nuôi.
- Thành tựu: Công nghệ nuôi tuần hoàn, công nghệ biofloc, chế phẩm sinh học ứng dụng vi sinh vật trong xử lí môi trường nước đã giảm thiểu thay nước, đảm bảo an toàn sinh học và hạn chế ô nhiễm môi trường.
Câu 7
Câu hỏi: Trình bày vai trò của công nghệ sinh học trong phòng và kiểm soát bệnh thuỷ sản.
Lời giải chi tiết:
- Vai trò
+ Phát hiện sớm và chính xác bệnh: Kĩ thuật miễn dịch, công nghệ sinh học phân tửừ đã được ứng dụng để chẩn đoán và phát hiện bệnh cho kết quả nhanh, chính xác, giúp điều trị bệnh kịp thời và tăng hiệu quả kiểm soát bệnh.
+ Phòng bệnh hiệu quả: phát triên vaccine và các chất kích thích miễn dịch để tăng cường khả năng kháng bệnh cho động vật thuỷ sản.
- Thành tựu
+ KIT chẩn đoán đã được phát triển để phát hiện bệnh trên tôm và cá hồi. Vaccine phòng bệnh hoại tử cơ quan tạo máu trên cả hổi, bệnh VNN trên cá song, bệnh do vi khuẩn Streptococcus trên cá rô phi đã được áp dụng rộng rãi ở nhiều nơi trên thế giới như châu Âu, Mỹ, Nhật Bản....
Câu 8
Vận dụng:
1. Tìm hiểu về ứng dụng công nghệ sinh học trong chẩn đoán bệnh thuỷ sản.
2. Thành tựu công nghệ sinh học nào đã được ứng dụng trong nuôi thuỷ sản ở địa phương em?
Lời giải chi tiết:
1. Công nghệ sinh học đóng vai trò quan trọng trong chẩn đoán bệnh thuỷ sản, giúp:
- Nâng cao độ chính xác và hiệu quả: Chẩn đoán chính xác nguyên nhân gây bệnh, giúp lựa chọn phương pháp điều trị phù hợp.
- Phát hiện sớm bệnh: Giúp phát hiện bệnh sớm, hạn chế lây lan và giảm thiểu thiệt hại.
- Giảm chi phí: Tiết kiệm chi phí so với phương pháp chẩn đoán truyền thống.
Một số kỹ thuật công nghệ sinh học được ứng dụng trong chẩn đoán bệnh thuỷ sản:
- PCR (Polymerase Chain Reaction): Khuếch đại DNA của tác nhân gây bệnh để phát hiện mầm bệnh.
- ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay): Xác định kháng thể hoặc kháng nguyên của tác nhân gây bệnh trong mẫu vật.
- Real-time PCR: Phát hiện và định lượng mầm bệnh trong thời gian thực.
- Secuenciación de ADN: Xác định trình tự DNA của tác nhân gây bệnh để phân loại và nghiên cứu dịch tễ.
- Microarrays: Phát hiện đồng thời nhiều tác nhân gây bệnh.
2. Thạndh tựu:
- Ứng dụng men vi sinh: Sử dụng men vi sinh để xử lý môi trường ao nuôi, giúp cải thiện chất lượng nước và tăng cường sức đề kháng cho cá.
- Ứng dụng chế phẩm sinh học: Sử dụng chế phẩm sinh học để phòng trừ dịch bệnh, giúp giảm thiểu sử dụng hóa chất và kháng sinh.
- Ứng dụng công nghệ sinh học trong sản xuất thức ăn: Sử dụng các enzyme và vi sinh vật để chế biến thức ăn, giúp tăng hiệu quả sử dụng thức ăn và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.
- Ứng dụng công nghệ sinh học trong tạo giống: Sử dụng kỹ thuật thụ tinh nhân tạo, ương tinh, ương trứng để sản xuất con giống có chất lượng cao.
Câu 9
Câu hỏi: Nêu một số triển vọng của công nghệ sinh học trong thuỷ sản.
Lời giải chi tiết:
- Tạo giống thuỷ sản chủ lực tích hợp nhiều đặc tính mới, ưu việt theo hướng năng suất cao, có sức chống chịu tốt với bệnh dịch và điều kiện môi trường nuôi, chuyển giao và nhân rộng công nghệ này trong sản xuất.
- Ứng dụng, làm chủ công nghệ phát triển bộ sinh phẩm (KIT) phát hiện nhanh đối với nhiều bệnh nguy hiểm trên con giống giúp kiểm dịch chặt chẽ nhằm kiểm soát chất lượng con giống thuỷ sản hiệu quả.
- Phát triển công nghệ sinh sản để cải tiến chất lượng và quy mô đàn giống thuỷ sản chủ lực.
- Công nghệ sinh học sẽ giúp hình thành cơ sở dữ liệu chỉ thị phân tử (DNA marker) đối với nguồn gene của các loài thuỷ sản.
- Nghiên cứu, ứng dụng công nghệ enzyme, protein, vi sinh vật để tạo các sản phẩm, giúp nâng cao hiệu quả sử dụng dinh dưỡng cho động vật thuỷ sản. Ứng dụng và làm chủ công nghệ tạo chế phẩm sinh học, enzyme nhằm nâng cao giá trị dinh dưỡng các phụ phẩm trong chế biến thực phẩm để tạo thành nguyên liệu cho chế biến thức ăn thuỷ sản.
- Ứng dụng và làm chủ công nghệ thế hệ mới để phát triển bộ sinh phẩm (KIT) phát hiện nhanh, giám định tác nhân gây bệnh một số bệnh quan trọng, bệnh mới nổi ở thuỷ sản, hỗ trợ hiệu quả và kịp thời cho quá trình điều trị bệnh.
- Nghiên cứu và sản xuất thuốc có nguồn gốc sinh học dễ diều trị bệnh, giảm thiểu sử dụng kháng sinh. Nghiên cứu tạo vaccine thế hệ mới trong phòng bệnh thuỷ sản. Nghiên cứu, ứng dụng công nghệ enzyme, protein, vi sinh vật, tạo sản phẩm nâng cao sức đề kháng của động vật thuỷ sản đối với các tác nhân gây bệnh sinh học, phi sinh học.
Câu 10
Luyện tập: Công nghệ sinh học được đẩy mạnh ứng dụng trong sản xuất và chọn, tạo giống thuỷ sản như thế nào?
Lời giải chi tiết:
Công nghệ sinh học được đẩy mạnh ứng dụng trong sản xuất và chọn, tạo giống thuỷ sản qua các phương pháp sau:
- Ứng dụng trong sản xuất:
+ Cải thiện thức ăn: Sử dụng vi sinh vật để lên men thức ăn, bổ sung enzyme tiêu hóa giúp cá hấp thu thức ăn tốt hơn.
+ Cải thiện môi trường nuôi trồng: Sử dụng vi sinh vật để xử lý chất thải, cải thiện chất lượng nước.
+ Sử dụng chế phẩm sinh học: Sử dụng chế phẩm sinh học để phòng trừ dịch bệnh, giúp giảm thiểu sử dụng hóa chất và kháng sinh.
- Ứng dụng trong chọn, tạo giống:
+ Tạo giống thủy sản có gen mong muốn: Chuyển gen để tạo ra các giống cá có khả năng sinh trưởng nhanh, kháng bệnh, chịu được điều kiện môi trường khắc nghiệt,...
+ Sản xuất giống nhân tạo: Sử dụng kỹ thuật thụ tinh nhân tạo, ương tinh, ương trứng để sản xuất con giống có chất lượng cao.
+ Chọn lọc di truyền: Sử dụng các chỉ thị phân tử để đánh giá và chọn lọc cá con có gen mong muốn.
Câu 11
Vận dụng: Hãy tìm hiểu một số ứng dụng của công nghệ sinh học trong phòng, trị bệnh thuỷ sản hiện nay ở nước ta.
Lời giải chi tiết:
- Sử dụng các phương pháp chẩn đoán bệnh hiện đại:
+ PCR (Polymerase Chain Reaction): Phát hiện mầm bệnh nhanh chóng và chính xác.
+ ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay): Xác định kháng thể hoặc kháng nguyên của tác nhân gây bệnh.
+ Real-time PCR: Phát hiện và định lượng mầm bệnh trong thời gian thực.
- Sử dụng vắc-xin:
+ Vắc-xin nhược độc: Giúp cá tạo miễn dịch chống lại các bệnh truyền nhiễm như: dịch tả cá, bệnh gan thận mủ,...
+ Vắc-xin tái tổ hợp: Giúp cá tạo miễn dịch an toàn và hiệu quả hơn so với vắc-xin nhược độc.