BÀI 21 - TRAO ĐỔI CHẤT, SINH TRƯỞNG VÀ SINH SẢN Ở VI SINH VẬT

PHẦN I. HỆ THỐNG CÂU HỎI, BÀI TẬP TRONG SGK

Câu 1: E.coli là một loại vi khuẩn sống trong đường tiêu hóa của người và động vật. Chúng sinh sản bằng cách phân đôi. Hãy tưởng tượng các em đang nuôi vi khuẩn E.coli, cứ sau 20 phút, các em chụp ảnh qua kính hiển vi và đếm số lượng vi khuẩn tại thời điểm đó (hình dưới). Theo em, sẽ có bao nhiêu vi khuẩn E.coli trong bức ảnh tiếp theo? Em có nhận xét gì về quá trình sinh sản của chúng?

I. QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP VÀ PHÂN GIẢI CÁC CHẤT Ở VI SINH VẬT

Câu 1: Nêu một số ví dụ về quá trình tổng hợp và phân giải các chất ở vi sinh vật.

Câu 2: Quá trình tổng hợp và phân giải các chất ở vi sinh vật có gì giống và khác so với các quá trình này ở động vật và thực vật?

Câu 3: Theo em, người ta có thể ứng dụng quá trình phân giải đường đa, lipid và protein ở vi sinh vật vào những lĩnh vực nào? Giải thích và lấy ví dụ minh hoạ.

II. SINH TRƯỞNG CỦA QUẦN THỂ VI KHUẨN

Câu 1: Khái niệm sinh trưởng ở vi sinh vật có gì khác so với sinh trưởng ở thực vật và động vật? Giải thích vì sao lại có sự khác nhau đó.

Câu 2: Nêu điểm khác nhau giữa quá trình sinh trưởng của quần thể vi sinh vật trong môi trường nuôi cấy liên tục và môi trường nuôi cấy không liên tục. Tại sao lại có sự khác nhau đó?

Câu 3: Trong công nghệ vi sinh, việc nuôi cấy vi sinh vật thu sinh khối để sản xuất các chế phẩm sinh học có giá trị được thực hiện trên môi trường nuôi cấy nào? Vì sao?

PHẦN II. 5 PHÚT TRẢ LỜI CÂU HỎI, BÀI TẬP TRONG SGK

Câu 1: 

- Xác định số lượng vi khuẩn E.coli trong bức ảnh tiếp theo:

Hình 1: có 1 vi khuẩn.

Hình 2: có 2 vi khuẩn.

Hình 3: có 4 vi khuẩn.

Hình 4: có 8 vi khuẩn.

Hình 5: có 16 vi khuẩn.

Như vậy, cứ sau 20 phút thì số lượng vi khuẩn E.coli tăng gấp đôi, do đó sẽ có 16 × 2 = 32 vi khuẩn E.coli trong bức ảnh tiếp theo.

- Nhận xét về quá trình sinh sản của E.coli: Quá trình sinh sản của E.coli tăng nhanh về số lượng tế bào trong quần thể. Cứ 20 phút, tế bào E.coli lại phân chia một lần.

I. QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP VÀ PHÂN GIẢI CÁC CHẤT Ở VI SINH VẬT

Câu 1: 

- Quá trình tổng hợp bao gồm tổng hợp carbohydrate, protein, lipid, nucleic acid,...

- Quá trình phân giải bao gồm phân giải protein, polysaccharide, lipid,...

Câu 2: Quá trình tổng hợp:

• Quá trình phân giải

Câu 3: 

- Vi sinh vật được áp dụng trong sản xuất nông nghiệp, bao gồm sản xuất thực phẩm cho người và thức ăn cho gia súc.

- Ví dụ: Enzim prôtêaza từ vi sinh vật giúp phân giải prôtêin trong cá, đậu tương... thành axit amin, được sử dụng để sản xuất nước mắm, nước chấm.

II. SINH TRƯỞNG CỦA QUẦN THỂ VI KHUẨN

Câu 1: 

- Sinh trưởng ở động vật và thực vật là sự tăng lên về kích thước cơ thể sinh vật.

- Sinh trưởng của quần thể vi sinh vật là sự tăng lên về số lượng tế bào trong quần thể. Vi khuẩn, với kích thước rất nhỏ và sinh sống theo cách xâm nhập và sống nhóm, không tồn tại độc lập như động vật và thực vật, do đó sinh trưởng của chúng liên quan đến sự tăng số lượng tế bào trong quần thể.

Câu 2: 

Điểm khác nhau giữa quá trình sinh trưởng của quần thể vi sinh vật trong môi trường nuôi cấy liên tục và môi trường nuôi cấy không liên tục: 

Câu 3: 

Vi sinh vật được nuôi cấy để sản xuất các chế phẩm sinh học trên môi trường nuôi cấy liên tục, giúp điều chỉnh quá trình nuôi cấy và loại bỏ các ảnh hưởng khắc nghiệt của môi trường, đảm bảo chất lượng và hiệu quả sản phẩm.

PHẦN I. HỆ THỐNG CÂU HỎI, BÀI TẬP TRONG SGK

III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SINH TRƯỞNG CỦA QUẦN THỂ VI SINH VẬT

Câu 1: Trình bày ảnh hưởng của các yếu tố bên ngoài đến sự sinh trưởng của vi sinh vật. Con người đã ứng dụng những hiểu biết này như thế nào trong lĩnh vực y tế và đời sống hằng ngày? Cho một vài ví dụ minh hoạ.

Câu 2: Nêu tác dụng của kháng sinh trong việc điều trị các bệnh do vi sinh vật gây ra. Thế nào là hiện tượng kháng kháng sinh, nêu nguyên nhân và tác hại của hiện tượng này.

Câu 3: Loét dạ dày từng được cho là do ăn nhiều thức ăn cay hoặc căng thẳng thần kinh, nay được biết là do vi khuẩn (Helicobacter pylori) gây ra. Với phát hiện mới này, việc điều trị loét dạ dày đã thay đổi như thế nào?

IV. CÁC HÌNH THỨC SINH SẢN Ở VI SINH VẬT

Câu 1: Vi sinh vật có những hình thức sinh sản nào? Nêu đặc điểm của mỗi hình thức đó và cho ví dụ.

Câu 2: Các hình thức sinh sản của vi sinh vật nhân sơ (vi khuẩn) có gì khác so với vi sinh vật nhân thực (vi nấm)?

LUYỆN TẬP VÀ VẬN DỤNG

Câu 1: Trong môi trường nuôi cấy không liên tục, số lượng tế bào vi khuẩn tăng nhanh nhất pha nào?

A. Pha luỹ thừa.                                   B. Pha cân bằng.                 

C. Pha suy vong.                                  D. Pha tiềm phát.

Câu 2: Hãy giải thích vì sao người ta có thể điều khiển nhiệt độ, độ ẩm, độ pH, áp suất thẩm thấu để bảo quản thực phẩm.

Câu 3: Vi sinh vật và hoạt động phân giải chất hữu cơ của chúng là nguyên nhân chủ yếu gây hỏng thực phẩm. Dựa vào những kiến thức đã học, em hãy đề xuất một số biện pháp bảo quản thực phẩm.

Câu 4: Hãy giải thích vì sao 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. Vì sao thực phẩm và đồ dùng ở vùng nhiệt đới rất nhanh bị hỏng nếu không được bảo quản đúng cách?

Câu 5: Bạn A bị cảm lạnh, đau họng, ho, sổ mũi, nhức đầu. Để đỡ mất thời gian đi khám, bạn đã ra hiệu thuốc mua thuốc kháng sinh về nhà tự điều trị. Theo em, việc làm của bạn là nên hay không nên? Vì sao?

PHẦN II. 5 PHÚT TRẢ LỜI CÂU HỎI, BÀI TẬP TRONG SGK

III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SINH TRƯỞNG CỦA QUẦN THỂ VI SINH VẬT

Câu 1: 

- Các yếu tố vật lý:

- Các yếu tố hóa học:

• Chất dinh dưỡng: Các loài vi sinh vật chỉ có thể tồn tại và sinh sản trong môi trường có các chất dinh dưỡng như protein, carbohydrate, lipid, ion khoáng,...
• Chất ức chế: Một số chất hoá học có khả năng ức chế sự sinh trưởng của vi sinh vật theo các cơ chế khác nhau:

Câu 2: 

- Tác dụng của kháng sinh: Kháng sinh được sử dụng để tiêu diệt hoặc kiềm hãm sự phát triển của vi khuẩn, giảm đáp ứng viêm do vi khuẩn gây ra.

- Hiện tượng kháng kháng sinh: Là khi vi khuẩn phát triển kháng lại kháng sinh, khiến thuốc không còn hiệu quả trong điều trị. Nguyên nhân thường là do sử dụng không đúng chỉ định hoặc tự ý sử dụng thuốc. Vi khuẩn kháng thuốc cũng có thể lây từ động vật qua tiếp xúc hoặc tiếp cận trong quá trình chế biến thực phẩm.

- Tác hại: Vi khuẩn kháng thuốc làm cho điều trị nhiễm khuẩn trở nên khó khăn, có thể dẫn đến biến chứng nghiêm trọng, kéo dài thời gian điều trị và tăng chi phí y tế. Nếu không điều trị được, nguy cơ tử vong có thể xảy ra.

Câu 3: 

- Trước đây, loét dạ dày được cho là do ăn nhiều thực phẩm cay và căng thẳng thần kinh. Bác sĩ thường khuyên tập thể dục, giảm căng thẳng và áp dụng các phương pháp thư giãn như yoga, thiền, thư giãn cơ bắp tiến bộ và phản hồi sinh học. Chế độ ăn uống cân bằng, giàu rau xanh, hoa quả, hạn chế chất béo và tránh rượu, bia cũng được khuyên dùng.

- Hiện nay, loét dạ dày được biết là do vi khuẩn Helicobacter pylori gây ra. Trường hợp nhẹ, bác sĩ thường chỉ định sử dụng thuốc kháng sinh để tiêu diệt vi khuẩn này cùng với các thuốc kháng axit và ức chế bơm proton để điều trị triệu chứng.

- Các loại thuốc điều trị loét dạ dày bao gồm kháng sinh để kháng vi khuẩn, thuốc kháng axit để điều chỉnh axit dịch vị, thuốc ức chế bơm proton giúp hạn chế tiết axit, thuốc tạo màng bảo vệ ổ loét và thuốc kháng vi khuẩn Helicobacter pylori.

- Trường hợp nặng, bác sĩ có thể chỉ định phẫu thuật để loại bỏ phần dạ dày bị loét hư hỏng và may lại, giúp giảm các triệu chứng đau rát trong dạ dày.

IV. CÁC HÌNH THỨC SINH SẢN Ở VI SINH VẬT

Câu 1: 

Vi sinh vật có ba hình thức sinh sản chính là phân đôi, bào tử và nảy chồi.

- Phân đôi là hình thức phổ biến nhất, trong đó một tế bào mẹ chia thành hai tế bào con giống nhau. Vi sinh vật nhân sơ phân đôi vô tính, vi sinh vật nhân thực có thể phân đôi hữu tính theo cách tiếp hợp. Ví dụ: trùng giày, trùng roi.

- Sinh sản bằng bào tử xảy ra khi nấm và vi khuẩn tạo ra bào tử, có thể là vô tính hoặc hữu tính. Ví dụ: bào tử đốt ở xạ khuẩn, bào tử đính ở nấm.

- Nảy chồi là phương thức sinh sản vô tính đặc trưng của một số ít vi sinh vật, trong đó cá thể con hình thành từ một phần của cá thể mẹ và sau khi trưởng thành, tách ra thành cá thể độc lập. Ví dụ: vi khuẩn quang dưỡng màu tía, nấm men.

Câu 2:

LUYỆN TẬP VÀ VẬN DỤNG

Câu 1: 

Trong môi trường nuôi cấy không liên tục, số lượng tế bào vi khuẩn tăng nhanh nhất pha luỹ thừa.

Câu 2: 

- Người ta điều khiển nhiệt độ, độ ẩm, độ pH và áp suất thẩm thấu để bảo quản thực phẩm vì chúng chứa nhiều vi sinh vật.

- Nhiệt độ cao có thể tiêu diệt vi sinh vật, trong khi nhiệt độ thấp có thể kìm hãm sự sinh trưởng của chúng.

- Độ ẩm phù hợp cho phép sinh trưởng của vi sinh vật trong một giới hạn nhất định.

- Độ pH ảnh hưởng đến tính thấm màng và hoạt động sinh hóa của vi sinh vật.

- Áp suất thẩm thấu cũng quan trọng, với áp suất cao có thể làm co nguyên sinh và áp suất thấp làm tế bào bị trương nước và vỡ ra.

Câu 3: 

- Phương pháp đông lạnh, hút chân không, đóng hộp, chai, lọ, sấy khô, hun khói

Câu 4: 

- Các bệnh do vi sinh vật gây ra dễ phát triển ở vùng nhiệt đới hơn do khí hậu khô nóng hoặc nóng ẩm, thuận lợi cho vi khuẩn phát triển. Thay đổi thời tiết ở vùng này có thể gây ra rối loạn nhiệt độ cơ thể, dẫn đến các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng.

- Thực phẩm và đồ dùng ở vùng nhiệt đới dễ bị hư hại nhanh do yếu tố nhiệt độ ảnh hưởng đến các quá trình sinh học và sinh hóa của vi sinh vật.

- Nhiệt độ cao làm tăng hoạt động của enzyme và sự sinh trưởng của vi sinh vật, trong khi độ ẩm cũng là yếu tố quan trọng giúp vi sinh vật tồn tại và sinh trưởng, đồng thời làm tăng nguy cơ nhiễm khuẩn đối với thực phẩm và đồ dùng chứa nhiều nước.

Câu 5: 

- Kháng sinh chỉ có tác dụng tiêu diệt vi khuẩn, không có hiệu quả trong điều trị các bệnh do virus gây ra như cảm cúm. Không nên sử dụng kháng sinh trừ khi có nhiễm khuẩn.

- Khi cảm lạnh không đi kèm với nhiễm khuẩn, sử dụng kháng sinh không chỉ không có tác dụng điều trị mà còn có thể gây ra các tác dụng phụ như chóng mặt, buồn nôn, nhiễm nấm men hoặc tiêu chảy.

- Sử dụng kháng sinh không cần thiết theo thời gian có thể làm cho thuốc trở nên kém hiệu quả hơn ở các lần điều trị sau, do vi khuẩn có khả năng phát triển kháng thuốc kháng sinh sau khi tiếp xúc với chúng.