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

MỞ ĐẦU

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?

Giải rút gọn:

• 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.

• Cứ sau 20 phút thì số lượng vi khuẩn E.coli tăng gấp đôi, nên sẽ có 16 × 2 = 32 vi khuẩn E.coli trong bức ảnh tiếp theo.
• Nhận xét: Quá trình sinh sản của E.coli tăng nhanh về số lượng tế bào trong quần thể..

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.

Giải rút gọn:

• Quá trình tổng hợp: Tổng hợp carbohydrate, tổng hợp protein,...
• Quá trình phân giải: Phân giải protein, phân giải lipid,…

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?

Giải rút gọn:

• Quá trình tổng hợp:

• Quá trình phân giải

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.

Giải rút gọn:

• Ứng dụng vào lĩnh vực sản xuất nông nghiệp như sản xuất thực phẩm cho người và thức ăn cho gia súc. 
• Ví dụ: Nhờ prôtêaza của vi sinh vật mà prôtêin của cá, đậu tương... được phân giải tạo ra các axit amin, dùng nước muối chiết chứa các axit amin này ta được các loại nước mắm, nước chấm…

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.

Giải rút gọn:

Khái niệm sinh trưởng ở vi sinh vật và sinh trưởng ở động thực vật:

• Sinh trưởng ở động thực vật là sự tăng lên về kích thước cơ thể sinh vật.
• Sinh trưởng ở vi sinh vật là sự tăng lên về mặt số lượng tế bào trong quần thể.

Có sự khác nhau đó là do vi khuẩn có kích thước vô cùng nhỏ không thể nhìn thấy bằng mất thường và sống theo quần thể chứ không tồn tại độc lập từng cá thể như động, thực vật. 

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?

Giải rút gọn:

• Có sự khác nhau vì trong môi trường nuôi cấy không liên tục, không bổ sung thêm chất dinh dưỡng và không được lấy đi chất thải ® sau một thời gian ® chất dinh dưỡng cạn kiệt, chất độc hại tích lũy càng nhiều ® số lượng tế bào sinh ra ít hơn số lượng tế bào chết đi.
• Trong môi trường nuôi cấy liên tục, thường xuyên được bổ sung chất dinh dưỡng và loại bỏ các sản phẩm trao đổi chất nên vi sinh vật liên tục phát triển.

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?

Giải rút gọn:

Vì chúng ta có thể điều chỉnh các điều kiện và quá trình trong nuôi cấy, loại bỏ các ảnh hưởng khắc nghiệt của các thành phần môi trường, do đó các chế phẩm cho hiệu quả như mong muốn.

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.

Giải rút gọn:

• 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 nhiều chất dinh dưỡng 
• 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: 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.

Giải rút gọn:

• Tác dụng của kháng sinh: tiêu diệt hoặc kiềm hãm sự phát triển của vi khuẩn.
• Hiện tượng kháng kháng sinh là hiện tượng xảy ra khi mầm bệnh hay vi khuẩn có khả năng chống lại thuốc kháng sinh.
• Nguyên nhân: do việc sử dụng thuốc kháng sinh không đúng theo chỉ định của bác sĩ. 
• Tác hại: khiến việc điều trị bệnh nhiễm khuẩn trở nên khó khăn, bệnh có thể diễn biến nặng hơn, phức tạp hơn rất nhiều, bệnh nhân mất rất nhiều thời gian để bình phục sức khỏe, có nguy cơ tái phát nhiều lần và gây ảnh hưởng không nhỏ tới sức khỏe, thậm chí không thể điều trị được. 

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?

Giải rút gọn:

• Hiện nay được biết là do vi khuẩn (Helicobacter pylori) gây ra, trường hợp nhẹ, bác sĩ có thể chỉ định dùng một số loại thuốc để điều trị như: thuốc kháng sinh; thuốc kháng axit trong dạ dày; thuốc uống tạo màng bọc bảo vệ ổ loét dạ dày; trung hòa axit; thuốc kháng vi khuẩn HP
• Các loại thuốc này có tác dụng kháng viêm, loại bỏ vi khuẩn gây bệnh và giúp cho người bệnh giảm cảm giác đau rát trong dạ dày. Trường hợp nặng, bác sĩ sẽ chỉ định điều trị bằng phương pháp phẫu thuật.

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.

Giải rút gọn:

• Vi sinh vật có 3 hình thức sinh sản chính gồm: phân đôi, bào tử, nảy chồi.
• Đặc điểm của các hình thức sinh sản ở vi sinh vật:
• Hình thức phân đôi: một tế bào mẹ phân chia thành hai tế bào con giống nhau. Ví dụ: Trùng giày, trùng roi, trùng amip 
• Sinh sản bằng bào tử: dạng vô tính hoặc hữu tính. Ví dụ: Bào tử đốt ở xạ khuẩn, bào tử đính ở nấm,…
• Nảy chồi: một cá thể con sẽ dần hình thành ở một phía của cá thể mẹ, sau khi trưởng thành sẽ tách ra thành một cá thể độc lập, một cá thể mẹ có thể nảy chồi ra nhiều cá thể con.Ví dụ: Vi khuẩn quang dưỡng màu tía, nấm men có hình thức sinh sản nảy chồi.

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)?

Giải rút gọn:

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.

Giải rút gọn:

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

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.

Giải rút gọn:

Vì trong thực phẩm có chứa rất nhiều vi sinh vật. Mà quá trình sinh trưởng của quần thể sinh vật có thể bị ảnh hưởng bới các yếu tố:

• Nhiệt độ: ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng hoá học, sinh hoá học trong tế bào. 
• Độ ẩm: Mỗi loại sinh vật sinh trưởng trong một giới hạn độ ẩm nhất định.
• Độ pH: Ảnh hưởng đến tính thấm qua màng, hoạt động chuyển hóa vật chất trong tế bào,...
• Áp suất thẩm thấu: Áp suất thẩm thấu cao sẽ gây co nguyên sinh khiến chúng không phân chia được. Áp suất thẩm thấu thấp làm các tế bào vi sinh vật bị trương nước và có thể vỡ ra.

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.

Giải rút gọn:

Một số biện pháp: đông lạnh, hút chân không, sấy khô

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?

Giải rút gọn:

• Các bệnh do vi sinh vật gây ra dễ xuất hiện và phát triển thành dịch ở vùng nhiệt đới do khí hậu khô - nóng hoặc nóng - ẩm, đây là điều kiện nhiệt độ thích hợp để vi khuẩn phát triển. 
• Thực phẩm và đồ dùng ở vùng nhiệt đới rất nhanh bị hỏng vì hầu hết các phản ứng sinh hóa hoạt động trao đổi chất của vi sinh vật đều bị ảnh hưởng bởi yếu tố nhiệt độ

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?

Giải rút gọn:

Việc làm của bạn A là không nên bởi kháng sinh chỉ giúp tiêu diệt vi khuẩn chứ không có hiệu quả trong điều trị các bệnh do virus gây ra, trong đó có cảm cúm và không nên sử dụng trừ khi bị nhiễm khuẩn.