BÀI 25 - SINH TRƯỞNG VÀ SINH SẢN Ở VI SINH VẬT

MỞ ĐẦU

Câu 1: Hãy đọc những thông tin in trên phần nắp để tìm hiểu cách bảo quản và thành phần vi khuẩn có trong hộp sữa chua. Vào mùa hè, một số cửa hàng tạp hóa để các lốc sữa chua trên kệ ở nhiệt độ thường (khoảng 28 – 30^oC). Một vài hộp sữa chua có hiện tượng phồng nắp lên. Hãy nhận xét cách bảo quản sữa chua của cửa hàng tạp hóa trên và giải thích vì sao nắp hộp sữa bị phồng lên.

Đáp án chuẩn:

- Cửa hàng tạp hóa sai khi bảo quản sữa chua ở nhiệt độ phòng thay vì ở nhiệt độ từ 6oC – 8oC như ghi trên nắp hộp.

- Nắp hộp sữa chua bị phồng lên do vi khuẩn lactic trong sản phẩm tiếp tục hoạt động ở nhiệt độ cao (28 – 30oC), tạo ra lactic acid và khí CO2, làm cho nắp hộp bị phồng.

I. KHÁI NIỆM SINH TRƯỞNG Ở VI SINH VẬT

Câu 1: Dựa vào Hình 25.2, hãy nhận xét số lượng tế bào vi khuẩn E. coli sau mỗi lần phân chia. Từ đó hãy cho biết khái niệm sinh trưởng ở sinh vật.

Đáp án chuẩn:  

- Số lượng tế bào vi khuẩn E. coli tăng gấp đôi sau mỗi lần phân chia.

- Sinh trưởng ở sinh vật là sự gia tăng số lượng cá thể trong quần thể sinh vật.

Câu 2: Vì sao nói sinh trưởng ở vi sinh vật là sinh trưởng của quần thể?

Đáp án chuẩn:

Vi sinh vật với kích thước nhỏ khó nhận ra sự gia tăng về kích thước và khối lượng, do đó ta cần xem xét trên phạm vi quần thể để đánh giá.

Luyện tập: Hãy so sánh sự sinh trưởng của quần thể vi sinh vật với sự sinh trưởng của các sinh vật đa bào.

Đáp án chuẩn:

II. SINH TRƯỞNG CỦA QUẦN THỂ VI SINH VẬT

Câu 3: Đọc thông tin trên và quan sát hình 25.3, hãy trình bày đặc điểm các pha sinh trưởng của quần thể vi khuẩn trong nuôi cấy không liên tục.

Đáp án chuẩn: 

1. Pha tiềm phát: Sự trao đổi chất và sinh trưởng của quần thể vi khuẩn trong môi trường nuôi cấy không liên tục.

2. Pha lũy thừa: Sự sinh trưởng mạnh mẽ và tốc độ phân chia của vi khuẩn đạt tối đa nhờ vào nguồn dinh dưỡng dồi dào.

3. Pha cân bằng: Vi khuẩn sinh ra với tốc độ bằng số lượng vi khuẩn chết do sự giảm dần của nguồn dinh dưỡng.

4. Pha suy vong: Sự tăng dần số lượng vi khuẩn chết do cạn kiệt nguồn dinh dưỡng và tích lũy chất độc hại.

Câu 4: Hãy vẽ và giải thích đường cong sinh trưởng trong nuôi cấy liên tục.

Đáp án chuẩn:

- Ở pha tiềm phát, đường cong sinh trưởng thể hiện sự bắt đầu của quá trình nuôi cấy, với số lượng tế bào sống bằng số lượng tế bào chết.

- Ở pha lũy thừa, đường cong sinh trưởng tăng mạnh khi mật độ tế bào tăng, đạt cực đại vào cuối pha.

- Ở pha cân bằng, đường cong sinh trưởng thẳng do mật độ tế bào ít thay đổi. Dinh dưỡng khan hiếm dần nên số lượng tế bào sinh ra bằng số lượng tế bào chết.

- Ở pha suy vong, đường cong sinh trưởng giảm do dần cạn kiệt dinh dưỡng và tích lũy chất độc hại, dẫn đến số lượng tế bào chết nhiều hơn số lượng tế bào sinh ra.

Luyện tập: Hãy so sánh sự sinh trưởng của quần thể vi khuẩn trong nuôi cấy liên tục và không liên tục

Đáp án chuẩn:

- Giống nhau: Quần thể vi khuẩn trong cả hai môi trường nuôi cấy liên tục và không liên tục trải qua ba giai đoạn: pha tiềm phát, pha lũy thừa và pha suy vong.

- Khác nhau: Trong môi trường nuôi cấy không liên tục, khi dinh dưỡng cạn kiệt, quần thể vi khuẩn giảm dần (pha suy vong). Trái lại, trong môi trường nuôi cấy liên tục, do dinh dưỡng được cung cấp liên tục, quần thể vi khuẩn được duy trì và có thể tăng lên ở giai đoạn pha cân bằng, không gặp pha suy vong.

III. MỘT SỐ HÌNH THỨC SINH SẢN Ở SINH VẬT

Câu 5: Đọc thông tin trong mục III và quan sát Hình 25.4, 25.5, hãy phân biệt các hình thức sinh sản của vi sinh vật nhân sơ và vi sinh vật nhân thực.

Đáp án chuẩn:

* Hình thức nhân đôi:

  - Có ở cả sinh vật nhân sơ và nhân thực.

  - Phân tử DNA của tế bào mẹ nhân đôi, kéo dài và tách thành hai phần bằng nhau để tạo ra hai cơ thể con.

* Hình thức bào tử vô tính:

  - Có ở cả sinh vật nhân sơ và nhân thực.

  - Bào tử nảy mầm khi có điều kiện thuận lợi, tạo thành cơ thể mới.

  - Ở sinh vật nhân sơ: ADN nhân đôi nhiều lần, tạo thành dãy bào tử, mỗi bào tử chứa một bản sao ADN.

  - Ở sinh vật nhân thực: Tế bào nguyên phân nhiều lần để tạo ra các bào tử độc lập.

* Hình thức nảy chồi:

  - Chỉ có ở sinh vật nhân thực.

  - Bộ nhiễm sắc thể của tế bào mẹ nhân đôi và tạo thành hai nhân.

  - Tế bào mẹ mọc thành u lồi, một nhân, và tế bào chất di chuyển vào u lồi để tạo thành chồi.

  - Chồi có thể dính liền với cơ thể mẹ để tạo thành tập đoàn hoặc tách ra để tạo thành cơ thể mới.

* Hình thức bào tứ hữu tính:

  - Chỉ có ở sinh vật nhân thực.

  - Giảm phân để tạo ra giao tử khác giới, sau đó kết hợp hai loại giao tử để tạo ra cơ thể mới.

Câu 6: Quan sát hình 25.5c, hãy cho biết trong vòng đời của nấm sợi tồn tại những hình thức sinh sản nào.

Đáp án chuẩn:

- Sinh sản hữu tính và sinh sản vô tính. 

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

Câu 7: Hãy trình bày các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng của vi sinh vật.

Đáp án chuẩn:

1. Các chất dinh dưỡng:

  - Bao gồm carbohydrate, protein, nguyên tố đa lượng (C, H, O, N, P) và vi lượng (Zn, Mn, Mo), các nhân tố sinh trưởng như vitamin, amino acid.

 - Ảnh hưởng đến quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng.

2. Chất sát khuẩn:

 - Ví dụ: ethanol, phenol, các chất oxi hóa mạnh.

 - Tiêu diệt hoặc ức chế vi sinh vật gây bệnh bằng cách biến tính hoặc bất hoạt protein, phá hủy cấu trúc màng.

3. Chất kháng sinh:

 - Tiêu diệt hoặc ức chế vi sinh vật bằng cách ức chế tổng hợp protein, thành tế bào.

4. pH:

- Ảnh hưởng đến tính thấm của màng và hoạt động chuyển hóa vật chất.

5. Nhiệt độ:

- Ảnh hưởng đến tốc độ các phản ứng sinh hóa trong tế bào.

 - Vi sinh vật chia thành bốn nhóm: ưa lạnh, ưa ẩm, ưa nhiệt, ưa siêu nhiệt.

6. Độ ẩm:

 - Ảnh hưởng đến tốc độ các phản ứng sinh hóa trong tế bào.

 - Các loài sinh vật khác nhau yêu cầu độ ẩm khác nhau: vi khuẩn (độ ẩm cao), nấm mốc và nấm men (độ ẩm thấp).

7. Áp suất thẩm thấu:

 - Ảnh hưởng đến sự hấp thụ các chất hóa học, đặc biệt là các chất dinh dưỡng cần thiết.

8. Ánh sáng:

 - Ảnh hưởng đến quá trình hấp thu năng lượng ánh sáng của các sinh vật quang tự dưỡng và quang dị dưỡng, sự hình thành bào tử, chuyển động hướng sáng.

 - Tia sáng có bước sóng ngắn có thể ức chế hoặc tiêu diệt vi khuẩn bằng cách gây đột biến, biến tính protein.

Luyện tập: 

• Hãy kể tên các chất sát khuẩn thường được dùng trong gia đình và trường học. Xà phòng có phải chất sát khuẩn không? 
• Tìm các ví dụ về việc sử dụng các yếu tố vật lí để tiêu diệt hoặc ức chế vi sinh vật trong bảo quản thức ăn.

Đáp án chuẩn:

1. Các chất sát khuẩn thường dùng: cồn iod, ethanol, formaldehyde 2%, thuốc kháng sinh, oxy già, thuốc tím.

2. Xà phòng không phải chất diệt khuẩn, chỉ làm sạch vi sinh vật.

3. Các yếu tố vật lí để tiêu diệt vi sinh vật trong bảo quản thực phẩm:

   - Tăng nhiệt độ: đun sôi, sấy khô.

   - Hạ thấp nhiệt độ: bảo quản tủ lạnh.

   - Tạo pH thấp: muối dưa cà, làm sữa chua.

   - Phơi nắng: phơi cá khô.

   - Tạo áp suất thấm thấu cao: ngâm hoa quả, ủ muối.

V. Ý NGHĨA CỦA KHÁNG SINH VÀ TÁC HẠI CỦA VIỆC LẠM DỤNG KHÁNG SINH

Câu 8: Hãy nêu ý nghĩa của việc sử dụng kháng sinh để ức chế hoặc tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh.

Đáp án chuẩn:

- Kháng sinh có khả năng tiêu diệt hoặc ức chế vi sinh vật gây bệnh ngay cả ở nồng độ thấp như penicillin, cephalosporin, aminosid, tetracycline, aminoglycoside. 

- Điều này được áp dụng trong điều trị các bệnh do vi sinh vật gây ra ở người và động vật nuôi, giúp nâng cao sức khỏe và giảm tỉ lệ tử vong, đồng thời phát triển ngành chăn nuôi gia súc, gia cầm và thuỷ sản.

Luyện tập: Ý kiến của em như thế nào về tình trạng người dân tự ý đi mua thuốc kháng dinh về điều trị bệnh cho người và gia súc?

Đáp án chuẩn:

Người dân tự ý mua thuốc kháng sinh về điều trị bệnh cho người và gia súc là sai. Vì khi không có chỉ dẫn về thuốc, người dân có thể sử dụng sai thuốc, sai nồng độ dẫn đến kháng sinh không có hiệu quả và có thể gây ra sự nhờn kháng sinh, khiến con người và gia súc không những không trị được bệnh mà còn có thể gây ra các bệnh khác.

Vận dụng: Hãy đề xuất các biện pháp sử dụng thuốc kháng sinh hợp lí?

Đáp án chuẩn:

- Tìm hiểu về loại bệnh và tình trạng sức khỏe của bệnh nhân để sử dụng thuốc kháng sinh một cách hợp lý.

- Tham khảo ý kiến của các bác sĩ, chuyên gia để sử dụng đúng loại thuốc, đúng liều lượng và thời gian cần thiết.

- Chỉ sử dụng kháng sinh khi thực sự cần thiết để điều trị nhiễm khuẩn.

- Tuân thủ đầy đủ thời gian sử dụng thuốc kháng sinh theo quy định.

- Chỉ kết hợp nhiều loại kháng sinh khi thực sự cần thiết.

BÀI TẬP

Bài 1: Nêu một số ứng dụng của phương pháp nuôi cấy không liên tục và liên tục trong đời sống hằng ngày.

Đáp án chuẩn:

- Nuôi cấy liên tục: nuôi con giấm; sản xuất sinh khối để thu nhận protein đơn bào; sản xuất các hợp chất có hoạt tính sinh học như kháng sinh, các chế phẩm sinh.

- Nuôi cấy không liên tục: muối dưa cải, làm chao, làm sữa chua, lên men rượu.

Bài 2: Khảo sát thực trạng sử dụng các phương pháp diệt khuẩn tại địa phương.

Đáp án chuẩn:

Có thể khảo sát  thực trạng sử dụng các phương pháp diệt khuẩn tại địa phương dựa theo các thông tin sau:

• Tần suất người dân sử dụng kháng sinh.
• Các bệnh người dân cho rằng cần sử dụng kháng sinh.
• Các loại kháng sinh cần dùng.
• Hiệu quả của kháng sinh trong các lần sử dụng,

Bài tập: Bạn A bị cảm cúm, mẹ bạn đã lấy thuốc của anh trai cho A uống. Bạn A nhất quyết không uống và yêu cầu đi khám bác sĩ để lấy thuốc. Theo em, bạn A làm đúng hay sai?

Đáp án chuẩn:

Bạn A làm đúng khi không sử dụng thuốc kháng sinh còn lại của anh trai, để tránh nguy cơ sử dụng sai loại thuốc, sai liều lượng, gây hại đến sức khỏe của bạn A sau này.