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?

Giải nhanh:

• Lát bánh mì bị mốc là do nấm mốc xâm nhập.
• Nấm mốc có khả năg sinh trưởng, sinh sản nhanh nên vết mốc sẽ 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?

Giải nhanh:

• Nhận xét sự thay đổi của khuẩn lạc nấm (quần thể nấm) Fusarium oxysporum theo thời gian: Khuẩn lạc của nấm lan rộng và phủ khắp bề mặt đĩa petri theo thời gian.
• Giải thích: Sự thay đổi kích thước khuẩn lạc là do quần thể nấm sinh sản nhanh tăng lên về 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?

Giải nhanh:

• Ở pha tiềm phát, chất dinh dưỡng đầy đủ mà mật độ quần thể vi khuẩn gần như không thay đổi vì: Ở pha này, vi khuẩn chưa phân chia mà mới bắt đầu thích ứng dần với môi trường, tổng hợp các enzyme trao đổi chất và DNA, chuẩn bị cho quá trình phân bào.
• Sinh khối vi khuẩn đạt cao nhất vào cuối pha lũy thừa, đầu pha cân bằng vì: Vào cuối pha lũy thừa, đầu pha cân bằng, mật độ tế bào vi khuẩn trong quần thể tăng nhanh, quần thể đạt tốc độ sinh trưởng tối đa, số lượng tế bào tăng theo lũy thừa và đạt đến cực đại.
• Số tế bào chết trong quần thể vi khuẩn tăng dần từ pha cân bằng đến pha suy vong do dinh dưỡng thiếu hụt và cạn kiệt, các chất độc hại cho sự sinh trưởng của quần thể vi khuẩn tích lũy tăng dần.

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

Giải nhanh:

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?

Giải nhanh:

• Số lượng tế bào của một quần thể vi khuẩn trong tự nhiên không tăng mãi.
• Vì: Trong tự nhiên, sự sinh trưởng của quần thể vi khuẩn bị giới hạn do khá nhiều nguyên nhân như: thức ăn hữu hạn, điều kiện môi trường thay đổi đột ngột, các chất độc hại xuất hiện,…

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?

Giải nhanh:

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?

Giải nhanh:

- 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.

Giải nhanh:

 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?

Giải nhanh:

- 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.

Giải nhanh:

- 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.

Giải nhanh:

- 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)?

Giải nhanh:

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.

Giải nhanh:

• Bình 3 có hiện tượng đục lên là do: Bình 3 có chủng nấm men và có nguồn dinh dưỡng là đường sucrose nên nấm men rượu sinh trưởng mạnh mẽ. Mật độ tế bào nấm men trong bình tăng lên làm đục dung dịch trong bình.
• Bình 1 thiếu chủng nấm men, bình 2 thiếu nguồn carbon hữu cơ nên không có hiện tượng nấm men sinh trưởng mạnh mẽ 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?

Giải nhanh:

• Nếu bổ sung thêm một lượng lớn NaOH vào bình 3 trước khi làm thí nghiệm thì kết quả thí nghiệm có thay đổi.
• Vì: Khi thêm NaOH vào bình 3 sẽ làm thay đổi pH (pH tăng) mà nấm men sinh trưởng tốt trong môi trường acid (pH là 4,5 – 5,0). Do đó, khi thêm lượng lớn NaOH, có thể gây chết nấm men.

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.

Giải nhanh:

• Trong bệnh viện, người ta thường dùng dung dịch nước muối sinh lí, cồn iod, nước oxi già, các chế phẩm ion bạc,... để rửa vết thương ngoài da hoặc tiệt trùng các dụng cụ y tế.
• Vì: Các dung dịch trên có thể gây biến tính và làm bất hoạt protein, phá hủy cấu trúc màng sinh chất,… khiến cho sự sinh trưởng của các vi sinh vật gây hại bị ức chế.

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.

Giải nhanh:

• 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 có sự thay đổi: Độ đục của bình 3 không được như trong thí nghiệm ban đầu.
• Vì: Nấm men rượu sinh trưởng tốt nhất ở nhiệt độ khoảng 28 – 32^oC. Bởi vậy, nếu tăng nhiệt độ lên 70^oC có thể khiến nấm men rượu giảm tốc độ sinh trưởng thậm chí là gây chết.

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.

Giải nhanh:

Bảo quản thịt, cá, trứng trong dung dịch muối đậm đặc hoặc ướp với muối hạt giúp tăng thời gian bảo quản thực phẩm vì: Muối làm thay đổi áp suất thẩm thấu của môi trường khiến hầu hết các vi sinh vật gây hại cho thực phẩm bị mất nước dẫn đến ức chế sự sinh trưởng của những vi sinh vật này.

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.

Giải nhanh:

• Các thuốc kháng sinh trên thị trường như penicilin, tetracylin, amocxicilin, phenicol, lincosamid,...
• Ý nghĩa của việc dùng thuốc kháng sinh trong điều trị bệnh nhiễm khuẩn: Thuốc kháng sinh là chế phẩm có khả năng tiêu diệt hoặc ức chế đặc hiệu sự sinh trưởng của một hoặc một vài nhóm vi sinh vật giúp điều trị các bệnh gây ra bởi vi khuẩn, cứu sống nhiều người và thúc đẩy ngành chăn nuôi phát triển. Tuy nhiên, không nên lạm dụng thuốc kháng sinh sẽ gây nhờn thuốc, khi đó điều trị bệnh không còn hiệu quả.

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.

Giải nhanh:

• 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 đặc hiệu đối với một hoặc một vài chủng vi khuẩn). Còn cồn – iodine diệt khuẩn không có tính chọn lọc.
• Ngoài ra, cồn – iodine chỉ có tác dụng sát khuẩn trên bề mặt vết thương chứ không thể dùng 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?

Giải nhanh:

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