Giải chi tiết chuyên đề Sinh học 12 Cánh diều bài 6: Cơ sở của kiểm soát sinh học

BÀI 6. CƠ SỞ CỦA KIỂM SOÁT SINH HỌC

MỞ ĐẦU

Câu hỏi: Một số sinh vật như bọ rùa, ong mắt đỏ, thực vật chuyển gene đã được sử dụng trong kiểm soát sinh học. Em hãy cho biết cơ sở khoa học của việc sử dụng các sinh vật này.

Bài làm chi tiết:

Cơ sở khoa học: dựa trên cơ sở sinh lí học, sinh thái học và di truyền học.

I. KHÁI QUÁT VỀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA KIỂM SOÁT SINH HỌC

Câu 1: Quan sát hình 6.1 và cho biết việc cơ sở sinh thái học dựa trên các mối quan hệ nào giữa các sinh vật?

Bài làm chi tiết:

Cơ sở sinh thái học dựa trên các mối quan hệ: kí sinh - ăn thịt, cạnh tranh, sinh tổng hợp enzyme thủy phân, sinh tổng hợp kháng sinh và chất ức chế, tăng cườn sức chống chịu và kháng bệnh, kích thích sinh trưởng và chống bệnh.

II. CƠ SỞ SINH LÍ

III. CƠ SỞ DI TRUYỀN HỌC

IV. CƠ SỞ SINH THÁI HỌC

Câu 1: Nêu một số ví dụ về việc sử dụng tác nhân kiểm soát sinh học để kí sinh hoặc ăn thịt sinh vật gây hại.

Bài làm chi tiết:

Ví dụ: Những virus thuộc họ Baculovirus kí sinh gây bệnh cho khoảng 600 loài côn trùng khác nhau. Vi khuẩn Bacillus thuringiensis có khả năng kí sinh và sinh tổng hợp tinh thể protein tiêu diệt nhiều loại côn trùng. Nhiều loại nấm thuộc các chỉ như Beauveria, Lecanicillium, Metarhizium có khả năng kí sinh trên nhiều loài côn trùng.

Câu 2: Trình bày một số phương thức cạnh tranh của tác nhân kiểm soát sinh học đối với sinh vật gây bệnh.

Bài làm chi tiết:

Một số phương thức cạnh tranh của tác nhân kiểm soát sinh học đối với sinh vật gây bệnh:

- Cạnh tranh chất dinh dưỡng và nơi sống: Các tác nhân kiểm soát sinh học phát triển làm giảm nguồn dinh dưỡng và không gian sống của các sinh vật gây bệnh. Kết quả là làm giảm số lượng cá thể của quần thể sinh vật gây bệnh.

- Một số nấm gây bệnh hoại tử trên thực vật.

- Các tác nhân kiểm soát sinh học phát triển làm giảm dinh dưỡng môi trường, từ đó ức chế sự phát triển của sinh vật gây hại. 

- Một số vi khuẩn và nấm có khả năng hình thành polysaccharide ngoại bào, nhờ đó chúng có thể cố định trên bề mặt giá thể và hình thành mảng bám sinh học. Việc hình thành mảng bám của tác nhân kiểm soát sinh học trên bề mặt một số cơ quan, bộ phận của thực vật đã giúp cho thực vật chống lại sự tấn công của sinh vật gây bệnh.

Luyện tập: Nêu thêm tên một số sinh vật được sử dụng làm tác nhân kiểm soát sinh học theo phương thức cạnh tranh chất dinh dưỡng hoặc nơi ở.

Bài làm chi tiết:

Một số sinh vật được sử dụng làm tác nhân kiểm soát sinh học theo phương thức cạnh tranh chất dinh dưỡng hoặc nơi ở: Bacillus thuringiensis (Bt), Chrysoperla carnea (Con bướm vàng), Trichogramma spp. (Nhện nhỏ trắng), Bacillus subtilis,...

Câu 3: Nêu tác động của enzyme phân giải đối với sự phát triển của sinh vật gây bệnh.

Bài làm chi tiết:

Nhiều vi sinh vật sinh tổng hợp các enzyme có khả năng phân giải nhiều loại polymer tham gia vào cấu trúc tế bào như chitin, protein, cellulose, hemicellulose và DNA của sinh vật gây bệnh. Sự biểu hiện của các enzyme này có thể ức chế nhiều loài sinh vật gây hại. 

Câu 4: Lấy ví dụ về một số chất có khả năng tiêu diệt hoặc ức chế sự sinh trưởng của các sinh vật gây bệnh.

Bài làm chi tiết:

Ví dụ: 2,4-diacetylpjloroglucunol, HCN, agrocin 84, bacillomycin, fengycin,...

Câu 5: Quan sát hình 6.4 và trình bày phương thức tác nhân sinh học kích hoạt tế bào thực vật kháng lại tác nhân gây bệnh. 

Bài làm chi tiết:

Tác nhân kiểm soát sinh học có sẵn các phân tử tín hiệu như flagellin, lipopolysaccharide, chitin hoặc sinh tổng hợp các phân tử tín hiệu như siderophore và exopolysaccharide trong quá trình phát triển. Các phân tử tín hiệu kích hoạt tế bào thực vật kháng lại tác nhân gây bệnh theo hai phương thức khác nhau: tăng cường sức chống chịu và kháng bệnh hoặc kích thích sinh trưởng và kháng bệnh.

Câu 6: Tác nhân kiểm soát sinh học tăng cường sức chống chịu và khả năng kháng bệnh của cây trồng thông qua những phương thức nào?

Bài làm chi tiết:

Tác nhân kiểm soát sinh học tăng cường sức chống chịu và khả năng kháng bệnh của cây trồng bằng cách kích hoạt thực vật tổng hợp abscisic acid (ABA), salisylic acid (SA), jasmonic acid (JA), ethylene (ET).

Câu 7: Tác nhân kiểm soát sinh học có khả năng kích thích sinh trưởng và kháng bệnh ở thực vật theo những phương thức nào?

Bài làm chi tiết:

Tác nhân kiểm soát sinh học có khả năng kích thích sinh trưởng và kháng bệnh ở thực vật:

- Các phân tử tín hiệu kích hoạt sự hình thành một số hormone sinh trưởng như 3-indole acetic acid (IAA), gibberellic acid (GA), brassisteroid (BR) và cytokinin (CYT). Các hormone sinh trưởng này điều tiết sự sinh trưởng, phát triển của thực vật, đồng thời tăng cường khả năng chống chịu của thực vật.

- Một số tác nhân sinh học, ví dụ như vi khuẩn phân giải phosphate khó tan, vi khuẩn cố định đạm, đóng vai trò cung cấp nguồn dinh dưỡng cho cây trồng như phosphate hòa tan và ammonium. Ngoài ra, một số vi sinh vật có khả năng sinh tổng hợp hormone như IAA kích thích thực vật sinh trưởng, phát triển. 

Vận dụng: Kể tên một số chế phẩm kiểm soát sinh học trên thị trường và trình bày cơ chế tác dụng của các chế phẩm đó.

Bài làm chi tiết:

- Bacillus thuringiensis (Bt): Chế phẩm này chứa vi khuẩn Bacillus thuringiensis, sản xuất các protein độc hại đối với sâu bệnh. Khi sâu ăn phải cây được phun Bt, protein sẽ thâm nhập vào đường tiêu hóa của sâu và phá hủy màng tế bào, dẫn đến sự chết của sâu.

- Trichoderma spp.: Các loài Trichoderma là nấm không gây bệnh cho cây trồng, nhưng chúng có khả năng cạnh tranh với vi khuẩn và nấm gây hại. Chúng cũng sản xuất các enzym phân hủy sinh học có thể phân hủy cấu trúc tế bào của vi khuẩn và nấm gây bệnh.

- Seaweed extracts (Chiết xuất tảo biển): chứa các hormone thực vật, amino acid và chất dinh dưỡng kích thích sự phát triển của cây trồng, tăng cường hệ thống miễn dịch và khả năng chống chịu của cây trước các tác nhân môi trường bất lợi.

- Rhizobium spp.: Rhizobium là vi khuẩn có khả năng cộng sinh với cây đậu, giúp cây hấp thụ nitrogen từ không khí và tăng cường sự phát triển của cây đậu.