I. QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP VÀ PHÂN GIẢI CÁC CHẤT Ở VI SINH VẬT
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Câu hỏi:
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.
Hướng dẫn trả lời:
Câu 1.
Một số ví dụ về quá trình tổng hợp và phân giải các chất ở vi sinh vật:
- Quá trình tổng hợp: Tổng hợp carbohydrate, tổng hợp protein, tổng hợp lipid, tổng hợp nucleic acid,...
- Quá trình phân giải: Phân giải protein, phân giải đường đa, phân giải lipid,...
Câu 2.
So sánh quá trình tổng hợp và phân giải các chất ở vi sinh vật với các quá trình ở động vật và thực vật:
- Quá trình tổng hợp:
Vi sinh vật | Động vật và thực vật |
|
|
- Quá trình phân giải
Vi sinh vật | Động và thực vật |
Có 2 quá trình phân giải các chất ở vi sinh vật, bao gồm:
- Xảy ra bên ngoài cơ thể vi sinh vật nhờ quá trình tiết prôtêaza của chúng. - Tạo ra sản phẩm là các axit amin. - Được ứng dụng trong sản xuất nước mắm, nước tương,...
- Xảy ra bên ngoài cơ thể vi sinh vật nhờ quá trình tiết các enzim phân giải pôlisaccarit của chúng. - Tạo ra sản phẩm là đường đơn (điển hình là glucôzơ). Đường đơn được vi sinh vật hấp thụ và phân giải theo con đường hiếu khí, kị khí hoặc lên men. - Phân giải pôlisaccarit được ứng dụng để sản xuất siro, kẹo mạch nha, rượu, dưa muối, cà muối, nem chua, làm sạch môi trường... |
Một phần năng lượng được giải phóng sẽ chuyển thành năng lượng tích luỹ trong phân tử ATP và một phần sẽ giải phóng ra dưới dạng nhiệt năng, các phân tử sinh học nhỏ và năng lượng từ ATP được tạo ra từ quá trình phân giải lại có thể được sử dụng để tổng hợp nên các phân tử sinh học mới cho tế bào,
|
Câu 3.
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
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Câu hỏi:
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?
Câu 1.
Khái niệm sinh trưởng ở vi sinh vật và sinh trưởng ở thực vật và động vật:
- Sinh trưởng ở động vật và thực vật là sự tăng lên về kích thước cơ thể sinh vật.
- Sinh trưởng của quần thể sinh vật là sự tăng lên về mặt 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:
Môi trường nuôi cấy không liên tục | Môi trường nuôi cấy liên tục |
Môi trường không được bổ sung chất dinh dưỡng mới và không được lấy đi các sản phẩm trao đổi chất | Môi trường thường xuyên được bổ sung chất dinh dưỡng mới và loại bỏ các sản phẩm trao đổi chất |
Số lượng tế bào trong quần thể sẽ bị giảm | Số lượng vi sinh vật sẽ được duy trì ở một mức độ cân bằng. |
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 liên tục 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, tránh các hiệu quả độc của thành phần môi trường, do đó các chế phẩm cho hiệu quả theo nhu cầu mong muốn.
III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SINH TRƯỞNG CỦA QUẦN THỂ VI SINH VẬT
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Câu hỏi:
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?
Câu 1.
Ảnh hưởng của các yếu tố bên ngoài đến sự sinh trưởng của vi sinh vật:
- Các yếu tố vật lý:
Yếu tố | Ảnh hưởng | Ứng dụng |
Nhiệt độ | Căn cứ vào nhiệt độ, vị sinh vật được chia thành các nhóm: - Vi sinh vật ưa lạnh (dưới 15 độ C) - Vi sinh vật ưa ấm (từ 20 – 40 độ C) - Vi sinh vật ưa nhiệt (từ 55 – 65 độ C) - Vi sinh vật siêu ưa nhiệt (từ 75-100 độ C) | Con người dùng nhiệt độ cao để thanh trùng các chất lỏng, thực phẩm, dụng cụ…, nhiệt độ thấp để kìm hãm sinh trưởng của vi sinh vật. |
Độ ẩm | Hàm lượng nước trong môi trường quyết định độ ẩm. Nước là dung môi hòa tan các chất. Mỗi loại vi sinh vật sinh trưởng trong một giới hạn độ ẩm nhất định. | - Dùng nước để khống chế sinh trưởng của các nhóm vi sinh vật có hại và kích thích sinh trưởng của nhóm vi sinh vật có ích cho con người. - Điều chỉnh độ ẩm của lương thực, thực phẩm, đồ dùng để bảo quản được lâu hơn bằng cách phơi khô, sấy khô. |
Độ pH | Ảnh hưởng đến tính thấm qua màng, sự chuyển hóa các chất trong tế bào, hoạt hóa enzyme, sự hình thành ATP,…Dựa vào độ pH của môi trường, vi sinh vật được chia thành 3 nhóm: vi sinh vật ưa acid, vi sinh vật ưa kiềm, vi sinh vật ưa pH trung tính. | - Tạo điều kiện nuôi cấy thích hợp với từng nhóm vi sinh vật. - Điều chỉnh độ pH môi trưởng để ức chế các vi sinh vật gây hại và kích thích các vi sinh vật có lợi. |
Ánh sáng | Cần thiết cho quá trình quang hợp của các vi sinh vật quang tự dưỡng, tác động đến bào tử sinh sản, tổng hợp sắc tố, chuyển động hướng sáng. | Dùng bức xạ điện tử để ức chế, tiêu diệt vi sinh vật. |
Áp suất thẩm thấu | Áp suất thẩm thấu cao gây co nguyên sinh ở các tế bào vi sinh vật 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 (đối với các vi khuẩn không có thành tế bào) | Điều chỉnh áp suất thẩm thấu để bảo quản thực phẩm như ướp muối, ướp đường,… |
- 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:
Chất hóa học | Ảnh hưởng | Ứng dụng |
Các hợp chất phenol | Biến tính protein, màng tế bào | Khử trùng phòng thí nghiệm, bệnh viện |
Các loại cồn (ethanol, izopropanol 70% đến 80%) | Làm biến tính protein, ngăn các chất qua màng tế bào | Diệt khuẩn trên da, tẩy trùng trong bệnh viện |
Iodine, rượu iodine (2%) | Oxy hóa các thành phần tế bào | Diệt khuẩn trên da, tẩy trùng trong bệnh viện |
Clo (cloramin, natri hypoclorid) | Oxy hóa mạnh các thành phần tế bào | Thanh trùng nước máy, nước bể bơi, công nghiệp thực phẩm |
Hợp chất kim loại nặng (Ag, Hg…) | Làm bất họat các protein | Diệt bào tử đang nảy mầm |
Các aldehyde (formaldehyde 2%) | Làm bất họat các protein | Sử dụng để thanh trùng nhiều đối tượng |
Các loại khí ethylene oxide (từ 10% đến 20%) | Oxy hóa các thành phần tế bào | Khử trùng các dụng cụ nhựa, kim loại |
Kháng sinh | Diệt khuẩn có tính chọn lọc | Dùng chữa các bệnh nhiễm khuẩn trong y tế, thú y,… |
Câu 2.
- Tác dụng của kháng sinh trong việc điều trị các bệnh do vi sinh vật gây ra: tiêu diệt hoặc kiềm hãm sự phát triển của vi khuẩn, từ đó giảm đáp ứng viêm gây ra bởi vi khuẩn.
=> Nguyên nhân: do việc sử dụng thuốc kháng sinh không đúng theo chỉ định của bác sĩ hoặc do bệnh nhân tự ý dùng thuốc. Ngoài ra con người có thể bị lây vi khuẩn kháng thuốc từ các động vật thông qua tiếp xúc, giết mổ,...
=> Tác hại: Vi khuẩn kháng thuốc kháng sinh làm cho 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. Nhiễm khuẩn do vi khuẩn đề kháng buộc bác sĩ phải sử dụng thuốc kháng sinh thay thế, phương pháp phức tạp hơn, thường có độc tính cao hơn dẫn đến thời gian nằm viện kéo dài và gây ra tốn kém chi phí y tế. Đặc biệt, nếu bạn không tìm được phương pháp, loại thuốc điều trị hiệu quả, bệnh sẽ diễn biến phức tạp và đe dọa trực tiếp tới tính mạng.
Câu 3.
- Loét dạ dày từng được cho là do ăn nhiều thức ăn cay hoặc căng thẳng thần kinh, và biện pháp tốt nhất được đề xuất chính là tập thể dục, giảm căng thẳng trong cuộc sống và sử dụng các liệu pháp thư giãn như yoga, thôi miên, thiền định, thư giãn cơ bắp tiến bộ, hình ảnh tâm thần, phản hồi sinh học, và thậm chí cả âm nhạc. Bên cạnh đó là có một chế độ ăn uống cân bằng, nhiều rau xanh, hoa quả tươi, hạn chế chất béo, tránh rượu, bia, các chất kích thích.
- Hiện nay được biết là do vi khuẩn (Helicobacter pylori) gây ra, trường hợp viêm loét dạ dày còn ở mức độ nhẹ, bác sĩ có thể chỉ định dùng một số loại thuốc Tây để điều trị. Một số loại thuốc thường được dùng để điều trị viêm loét dạ dày:
+ Thuốc kháng sinh: giúp kháng lại vi khuẩn, nấm,… gây hại trong dạ dày;
+ Thuốc kháng axit trong dạ dày: giúp điều chỉnh, trung hòa lượng axit trong dịch vị;
+ Thuốc ức chế bơm proton, giúp dạ dày hạn chế tiết dịch axit;
+ Thuốc uống tạo màng bọc bảo vệ ổ loét dạ dày, trung hòa axit;
+ Thuốc kháng vi khuẩn HP
Các loại thuốc 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 người bệnh viêm loét dạ dày đã ở mức độ nặng, bác sĩ sẽ chỉ định điều trị bằng phương pháp phẫu thuật loại bỏ phần dạ dày bị viêm loét hư hỏng, sau đó may lại, khi đó kích thước dạ dày sẽ nhỏ hơn.
IV. CÁC HÌNH THỨC SINH SẢN Ở VI SINH VẬT
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Câu hỏi:
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)?
Hướng dẫn trả lời:
Câu 1.
Các hình thức sinh sản của vi sinh vật: có ba hình thức sinh sản chính là phân đôi, hình thành bào tử và nảy chồi.
- Phân đôi: là hình thức sinh sản phổ biến nhất ở vi sinh vật, trong đó, một tế bào mẹ phân chia thành hai tế bào con giống nhau. Vi sinh vật nhân sơ (vi khuẩn) chỉ có thể phân đội vô tính, nhiều vi sinh vật nhân thực (ví dụ: trùng giày) có thể phân đội hữu tính theo cách tiếp hợp. Ví dụ: sinh sản phân đôi ở trùng roi Euglena, trùng amip Amoeba,...
Sinh sản bằng bào tử: Nấm có khả năng sinh sản bằng bào tử dạng vô tính hoặc hữu tính, vi khuẩn có thể sinh sản nhờ các ngoại bào tử. Tất cả các bào tử sinh sản ở vi khuẩn đều chỉ có các lớp màng, không có vỏ và không tìm thấy hợp chất calcium dipicolinate. Ví dụ: sinh sản bằng bào tử đốt ở xạ khuẩn, bào tử đính ở vi nấm,...
Nảy chồi: là phương thức sinh sản vô tính đặc trưng của một số ít vi sinh vật như vi khuẩn quang dưỡng màu tía, nấm men. Một cá thể con sẽ dần hình thành ở một phía của cá thể mẹ. Có thể con 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: Nảy chổi ở loài vi khuẩn quang hợp tía Rhodomicrobiumvanni eli, nảy chồi ở nấm men Saccharomyces cerevisiae,...
Câu 2.
Sự khác nhau giữa các hình thức sinh sản của vi sinh vật nhân sơ (vi khuẩn) và vi sinh vật nhân thực (vi nấm):
Vi sinh vật nhân sơ | Vi sinh vật nhân thực |
Chỉ sinh sản vô tính | Sinh sản theo cả hai hình thức vô tính và hữu tính |
Các hình thức: phân đội, tạo túi bào tử vô tính | Các hình thức: tạo túi bào tử vô tính hoặc hữu tỉnh, tiếp hợp giao tử, .. |
Đại diện: vi khuẩn | Đại diện: nấm men, nấm sợi, ... |
Bình luận