BÀI 18 - SINH TRƯỞNG VÀ SINH SẢN Ở VI SINH VẬT

MỞ ĐẦU

Câu 1: Hình 18.1 là ảnh chụp lát bánh mì bị mốc. Vì sao lát bánh mì bị mốc và vết mốc lại lan rộng theo thời gian?

Đáp án chuẩn:

Lát bánh mì bị mốc do nấm mốc xâm nhập và sinh trưởng nhanh, làm cho vết mốc lan rộng theo thời gian.

I. SINH TRƯỞNG CỦA VI SINH VẬT

Câu 1: Quan sát hình 18.2 và nhận xét sự thay đổi của khuẩn lạc nấm (quần thể nấm) Fusarium oxysporum theo thời gian. Vì sao có sự thay đổi này?

Đáp án chuẩn:

Khuẩn lạc của nấm Fusarium oxysporum lan rộng và phủ khắp bề mặt đĩa petri theo thời gian do quần thể nấm sinh sản nhanh và tăng số lượng tế bào.

Câu 2: Từ các thông tin mô tả trong hình 18.3 và bảng 18.1, cho biết:

a) Vì sao ở pha tiềm phát, chất dinh dưỡng đầy đủ mà mật độ quần thể vi khuẩn gần như không thay đổi?

b) Sinh khối vi khuẩn đạt cao nhất vào thời điểm nào? Giải thích.

c) Vì sao số tế bào chết trong quần thể vi khuẩn tăng dần từ pha cân bằng đến pha suy vong?

Đáp án chuẩn:

- Ở pha tiềm phát, vi khuẩn chưa phân chia mà mới bắt đầu thích nghi với môi trường và tổng hợp enzyme trao đổi chất.

- Sinh khối vi khuẩn đạt cao nhất vào cuối pha lũy thừa, đầu pha cân bằng khi mật độ tế bào tăng nhanh đến đỉnh điểm sinh trưởng.

- Số tế bào chết trong quần thể vi khuẩn tăng từ pha cân bằng đến pha suy vong do thiếu hụt dinh dưỡng và tích lũy chất độc.

Vận dụng 1: Làm thế nào để khắc phục hiện tượng mật độ tế bào vi khuẩn không tăng ở pha cân bằng?

Đáp án chuẩn:

Nguyên nhân mật độ tế bào vi khuẩn không tăng ở pha cân bằng là do thiếu dinh dưỡng và sự tích tụ các chất độc gây hạn chế sinh trưởng của vi khuẩn. Để khắc phục tình trạng này, cần bổ sung dinh dưỡng và loại bỏ dịch nuôi cấy có chứa chất độc.

Vận dụng 2: Số lượng tế bào của một quần thể vi khuẩn trong tự nhiên có tăng mãi không? Vì sao?

Đáp án chuẩn:

- Số lượng tế bào của một quần thể vi khuẩn trong tự nhiên không tăng vô hạn.

- Vì: Sự sinh trưởng của quần thể vi khuẩn trong tự nhiên bị giới hạn bởi nhiều nguyên nhân như nguồn thức ăn hữu hạn, sự thay đổi đột ngột trong điều kiện môi trường, và sự xuất hiện của các chất độc.

II. SINH SẢN CỦA VI SINH VẬT

Câu 3: Sinh sản của vi sinh vật có vai trò gì đối với sự sinh trưởng của quần thể vi sinh vật?

Đáp án chuẩn:

Sinh trưởng của quần thể vi sinh vật là quá trình tăng số lượng tế bào trong quần thể, và sinh sản là quá trình tạo ra các tế bào vi sinh vật mới.

Câu 4: Sinh sản ở vi sinh vật nhân sơ có giống với vi sinh vật nhân thực không?

Đáp án chuẩn:

- Giống nhau: Sinh sản ở vi sinh vật nhân sơ và vi sinh vật nhân thực đều là quá trình tạo ra tế bào vi sinh vật mới, bao gồm các hình thức phân đôi, nảy chồi và hình thành bào tử vô tính.

- Khác nhau: Vi sinh vật nhân sơ chỉ sinh sản vô tính, trong khi vi sinh vật nhân thực có thể sinh sản cả vô tính và hữu tính (sinh sản bằng bào tử hữu tính).

Luyện tập 1: Phân biệt hình thức sinh sản phân đôi và nảy chồi ở vi khuẩn.

Đáp án chuẩn:

 Câu 5: Quan sát hình 18.7 và cho biết nảy chồi của nấm men có khác gì so với nảy chồi ở vi khuẩn?

Đáp án chuẩn:

- Ở nấm men, các chồi mọc lên trực tiếp mà không có các ống rỗng như nảy chồi ở vi khuẩn.

- Sự phân chia vật chất di truyền trong nảy chồi của nấm men theo kiểu phân bào có thoi vô sắc, trong khi ở vi khuẩn là phân bào không có thoi vô sắc.

Luyện tập 2: Nhóm vi sinh vật nào có hình thức sinh sản vừa bằng bào tử vô tính, vừa bằng bào tử hữu tính? Nêu ví dụ.

Đáp án chuẩn:

- Một số nhóm vi sinh vật nhân thực vừa có hình thức sinh sản vừa bằng bào tử vô tính, vừa bằng bào tử hữu tính.

- Ví dụ: Nấm mốc.

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

Luyện tập 3: Kể tên các nguyên tố đại lượng mà vi sinh vật sử dụng trong nguồn thức ăn của chúng. Nêu vai trò chính yếu của các nguyên tố này đối với vi sinh vật.

Đáp án chuẩn:

- Các nguyên tố là C, H, O, N, S, P, K, Ca, Na, ....

- Vai trò: Các nguyên tố đại lượng là các chất cung cấp nguồn dinh dưỡng chủ yếu giúp vi sinh vật tổng hợp nên các chất tham gia cấu tạo và các hoạt động sống của tế bào.

Luyện tập 4: Từ kết quả thí nghiệm trong hình 18.10, hãy cho biết: Điều gì sẽ xảy ra với nấm men S. cerevisiae nếu thiếu nguồn dinh dưỡng carbon (chỉ bổ sung 0,1 - 0,5 g sucrose vào bình 3 trước khi làm thí nghiệm)?

Đáp án chuẩn:

Thiếu nguồn dinh dưỡng carbon (bổ sung 0,1 - 0,5 g sucrose vào bình 3 trước khi thí nghiệm), nấm men S. cerevisiae chỉ sinh trưởng ngắn ngủi. Khi nguồn dinh dưỡng carbon cạn kiệt, quần thể nấm men sẽ nhanh chóng suy vong.

Câu 6: Thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của nguồn dinh dưỡng (đường sucrose) đến sinh trưởng của nấm men rượu S. cerevisiae được bố trí trong ba bình tam giác đều chứa 100mL dung dịch 1% (NH₄)SO₄ và bổ sung thêm: 0,5 g sucrose (bình 1); 10⁶ tế bào nấm men (bình 2); 5 g sucrose và 10⁶ tế bào nấm men (bình 3). Sau hai ngày để ở nhiệt độ phòng, thu được kết quả như hình 18.10. Dựa vào cách bố trí thí nghiệm và kết quả thí nghiệm cho biết: Tại sao bình 3 có hiện tượng đục lên sau hai ngày còn bình 1 và 2 không có hiện tượng này.

Đáp án chuẩn:

- Bình 3 đục lên do nấm men rượu sinh trưởng mạnh trong môi trường có đường sucrose làm tăng mật độ tế bào nấm men trong dung dịch.

- Bình 1 thiếu nấm men, bình 2 thiếu nguồn carbon hữu cơ nên không có hiện tượng nấm men sinh trưởng mạnh dẫn đến làm đục dung dịch trong bình.

Câu 7: Nếu bổ sung thêm một lượng lớn NaOH (ví dụ khoảng 4 g) vào bình 3 trước khi làm thí nghiệm (hình 18.10) thì kết quả thí nghiệm có thay đổi không? Vì sao?

Đáp án chuẩn:

Nếu bổ sung NaOH nhiều vào bình 3 trước khi làm thí nghiệm, kết quả có thể thay đổi vì nấm men sinh trưởng tốt ở pH acid (4,5 – 5,0), trong khi NaOH làm tăng pH.

Vận dụng 3: Trong bệnh viện, người ta thường dùng các dung dịch nào để rửa vết thương ngoài da hoặc tiệt trùng các dụng cụ y tế? Giải thích.

Đáp án chuẩn:

- Trong bệnh viện, người ta thường sử dụng dung dịch nước muối sinh lý, cồn iod, nước oxy già, các chế phẩm ion bạc để rửa vết thương hoặc tiệt trùng các dụng cụ y tế.

- Vì các dung dịch này có thể gây biến tính và làm bất hoạt protein, phá hủy cấu trúc màng sinh chất, làm ức chế sự sinh trưởng của các vi sinh vật gây hại.

Câu hỏi 8: Nếu bình 3 trong thí nghiệm ở hình 18.10 được để ở 70^oC (thay cho nhiệt độ phòng) thì kết quả thí nghiệm sau hai ngày thay đổi như thế nào? Giải thích.

Đáp án chuẩn:

- Nếu bình 3 trong thí nghiệm ở hình 18.10 được đặt ở 70°C thay vì nhiệt độ phòng, kết quả sau hai ngày sẽ khác đi vì nấm men rượu phát triển tốt nhất ở nhiệt độ khoảng 28-32°C. Nếu tăng nhiệt độ lên 70°C có thể làm giảm tốc độ sinh trưởng của nấm men rượu, thậm chí gây chết nấm men.

Vận dụng 4: Người ta thường bảo quản thịt, cá, trứng trong dung dịch muối đậm đặc hoặc ướp với muối hạt. Vì sao cách này giúp gia tăng thời gian bảo quản thực phẩm.

Đáp án chuẩn:

Muối làm thay đổi áp suất thẩm thấu của môi trường, làm giảm nước từ thực phẩm và ức chế sự sinh trưởng của vi sinh vật gây hại, từ đó gia tăng thời gian bảo quản thịt, cá, trứng.

Câu 9: Kể tên một số thuốc kháng sinh trên thị trường mà em biết. Nêu ý nghĩa của việc dùng thuốc kháng sinh trong điều trị bệnh nhiễm khuẩn.

Đáp án chuẩn:

- Các thuốc kháng sinh như penicillin, tetracycline, amoxicillin, phenicol, lincosamide,... 

- Có vai trò quan trọng trong điều trị các bệnh nhiễm khuẩn do khả năng tiêu diệt hoặc ức chế sự sinh trưởng của các vi sinh vật. Việc sử dụng kháng sinh giúp cứu sống nhiều người và thúc đẩy phát triển ngành chăn nuôi. Tuy nhiên, lạm dụng kháng sinh có thể gây ra sự nhờn thuốc và làm giảm hiệu quả điều trị bệnh.

Vận dụng 5: Dung dịch cồn - iodine có khả năng ức chế sinh trưởng và tiêu diệt hầu hết các loại vi sinh vật. Cồn và iodine có được coi là chất kháng sinh không? Giải thích.

Đáp án chuẩn:

Cồn và iodine không được coi là chất kháng sinh vì:

- Chất kháng sinh là những chất diệt khuẩn có tính chọn lọc (mỗi loại kháng sinh chỉ tác động đặc hiệu đối với một hoặc vài chuẩn vi khuẩn). Trong khi đó, cồn và iodine không có tính chọn lọc.

- Cồn và iodine chỉ có tác dụng sát khuẩn trên bề mặt vết thương, không thể được sử dụng để điều trị các bệnh nhiễm trùng trong cơ thể.

Vận dụng 6: Vì sao khi sử dụng thuốc kháng sinh phải tuân theo chỉ định của bác sĩ?

Đáp án chuẩn:

Sử dụng thuốc kháng sinh phải tuân theo chỉ định của bác sĩ vì nếu không sử dụng đúng loại, liều lượng, thời gian, điều trị bệnh không hiệu quả và có thể dẫn đến tình trạng kháng kháng sinh ở nhiều vi sinh vật gây bệnh. Điều này làm cho việc tiếp tục sử dụng kháng sinh đó để điều trị bệnh không còn hiệu quả.