I. CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG
1. Các kiểu dinh dưỡng của vi sinh vật
(1) $ longrightarrow$ Quang tự dưỡng: vi khuẩn lam, tảo đơn bào, vi khuẩn lưu huỳnh màu tía và màu lục.
(2) $ longrightarrow$ Quang dị dưỡng: vi khuẩn không chứa lưu huỳnh màu lục và màu tía.
(3) $ longrightarrow$ Hóa tự dưỡng: vi khuẩn nitrat hóa, vi khuẩn ôxi hóa hiđrô, ôxi hóa lưu huỳnh.
(4) $ longrightarrow$ Hóa dị dưỡng: nấm, động vật nguyên sinh, phần lớn vi khuẩn không quang hợp.
2. Nhân tố sinh trưởng
– Vi sinh vật nguyên dưỡng: là vi sinh vật có thể tự tổng hợp được các nhân tố sinh trưởng.
– Vi sinh vật khuyết dưỡng: là vi sinh vật không tự tổng hợp được một hay vài nhân tố sinh trưởng.
3. Những ví dụ đại diện cho các kiểu hô hấp hay lên men
Kiểu hô hấp hay lên menChất nhận electronSản phẩm khửVí dụ nhóm vi sinh vậtHiếu khí$ O_{2}$$ H_{2}O$Các loại nấm mốc, động vật nguyên sinh, vi khuẩn hiếu khí.Kị khí$ NO_3^- $$ NO_2^- $, $ N_{2}O$, $ N_{2}$Vi khuẩn đường ruột Pseudomonas, Baccillus$ SO_4^{2-} $$ H_{2}S$Vi sinh vật khử lưu huỳnh$ CO_{2}$$ CH_{4}$Vi sinh vật sinh mêtanLên men
Chất hữu cơ ví dụ:
– Axêtanđêhit
– Axit piruvic
– Êtanol
– Axit lactic
– Nấm men rượu
– Vi khuẩn lactic
4. Tế bào vi khuẩn sử dụng năng lượng chủ yếu vào 3 hoạt động
– Tổng hợp ATP, rồi sử dụng tổng hợp các chất.
– Vận chuyển các chất.
– Quay tiêm mao, chuyển động.
II. SINH TRƯỞNG CỦA VI SINH VẬT
1. Giải thích các pha đường cong sinh trưởng của quần thể vi khuẩn trong nuôi cấy không liên tục. Ở pha sinh trưởng nào trong nuôi cấy không liên tục có thời gian của một thế hệ (g) là giá trị không đổi? Nêu nguyên tắc và ứng dụng của nuôi cấy liên tục.
a) Nuôi cấy không liên tục
– Là môi trường nuôi cấy không được bổ sung chất dinh dưỡng mới và không được lấy đi các sản phẩm trao đổi chất.
– Quần thể vi khuẩn trong nuôi cấy không liên tục sinh trưởng theo một đường cong gồm 4 pha:
+ Pha tiềm phát: Vi khuẩn thích nghi với môi trường, số lượng tế bào trong quần thể chưa tăng. Enzim cảm ứng được hình thành để phân giải cơ chất.
+ Pha lũy thừa: Vi khuẩn sinh trưởng với tốc độ lớn nhất và không đổi, số lượng tế bào trong quần thể tăng lên rất nhanh.
+ Pha cân bằng: Số lượng vi khuẩn trong quần thể đạt cực đại và không đổi theo thời gian, số lượng tế bào sinh ra bằng số lượng tế bào chết đi.
+ Pha suy vong: Số tế bào sống trong quần thể giảm dần do tế bào trong quần thể bị phân hủy ngày càng nhiều, chất dinh dưỡng cạn kiệt, chất độc hại tích lũy quá nhiều.
b) Ở pha lũy thừa trong nuôi cấy không liên tục có thời gian của một thế hệ (g) là giá trị không đổi.
c) Nuôi cấy liên tục
– Nguyên tắc: Môi trường nuôi cấy được bổ sung liên tục các chất dinh dưỡng vào, đồng thời lấy ra một lượng dịch nuôi cấy tương đương.
– Ứng dụng: sử dụng nuôi cấy liên tục trong sản xuất sinh khối để thu nhận prôtêin đơn bào, các hợp chất có hoạt tính sinh học như các axit amin, enzim, các kháng sinh, hoocmôn…
2. Độ pH phù hợp với sự sinh trưởng của vi sinh vật
Nhóm vi sinh vật pH tối ưu đối với phần lớn vi sinh vật Ví dụ môi trường tự nhiên tương ứng Vi khuẩn Gần trung tính – Vi khuẩn sống trên da người Tảo đơn bào Hơi axit- Tảo xanh trên mặt nước ao tù Nấm Axit – Mốc cơm nguội Động vật đơn bào Gần trung tính – Trùng roi ở nước bẩn ven bờ ao
III SINH SẢN CỦA VI SINH VẬT
1. Vi khuẩn có thể hình thành các loại bào tử nào? Sự khác biệt giữa bào tử sinh sản và nội bào tử ở vi khuẩn? Bào tử vô tính và bào tử hữu tính ở nấm khác nhau như thế nào?
– Vi khuẩn có thể hình thành các loại bào tử sinh sản: ngoại bào tử, bào tử đốt, nảy chồi.
– Sự khác biệt giữa bào tử sinh sản và nội bào tử ở vi khuẩn:
+ Bào tử sinh sản chỉ có các lớp màng, không có vỏ và không chứa hợp chất canxiđipicôlinat.
+ Nội bào tử có lớp vỏ dày và chứa canxiđipicôlinat, giúp tế bào bền nhiệt.
– Sự khác nhau giữa bào tử vô tính và bào tử hữu tính ở nấm:
+ Bào tử vô tính ở nấm là bào tử kín hoặc bào tử trần được hình thành từ sự phân chia nguyên nhiễm.
+ Bào tử hữu tính được hình thành qua sinh sản hữu tính.
2. Ví dụ về ứng dụng sự sinh sản của vi sinh vật để phục vụ đời sống con người
– Do có tốc độ sinh sản và tổng hợp vật chất cao, sự trao đổi chất có tính đa dạng, vi sinh vật đã được con người quan tâm khai thác:
+ Bào tử nấm dùng làm nguồn nguyên liệu để thu nhận các chế phẩm như thực phẩm (tương), thức ăn bổ sung cho chăn nuôi, thuốc trừ sâu sinh học…
+ Do tốc độ sinh sản nhanh, vi khuẩn (phổ biến là vi khuẩn E.coli) được dùng trong kĩ thuật cấy gen sản xuất trên quy mô công nghiệp nhiều loại sản phẩm sinh học như axit amin, prôtêin, enzim, hoocmôn (insulin), kháng thể…
+ Chế biến và bảo quản một số thực phẩm cho người và gia súc: dưa chua, nem chua, sữa chua, rau cỏ ủ chua (cho gia súc).
+ Sản xuất prôtêin đơn bào dùng làm thức ăn bổ sung cho người và gia súc.
IV. CÁC BIỆN PHÁP KIỂM SOÁT SỰ SINH TRƯỞNG CỦA VI SINH VẬT
1. Đường dùng để nuôi cấy vi sinh vật và dùng để ngâm các loại quả. Vì sao lại có thể dùng đường với 2 mục đích hoàn toàn khác nhau? Lấy ví dụ về hợp chất khác có vai trò tương tự.
– Đường dùng nuôi cấy vi sinh vật vì đường là nguồn dinh dưỡng cung cấp năng lượng cho chúng. Nhưng, nếu nồng độ đường quá cao sẽ gây co nguyên sinh ở sinh vật.
– Hợp chất có vai trò tương tự đường là muối.
2. Ví dụ về các yếu tố vật lí có ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của vi sinh vật. Phân tích khả năng sử dụng một số yếu tố vật lí để kiểm soát sự sinh trưởng của vi sinh vật.
– Nhiệt độ: Bảo quản thức ăn trong tủ lạnh, sử dụng nhiệt độ cao để thanh trùng: đun sôi để ức chế sinh trưởng của vi sinh vật.
– Độ ẩm: Bảo quản thực phẩm bằng cách phơi khô vì thực phẩm chứa nhiều nước là môi trường thuận lợi cho sự sinh trưởng của vi sinh vật.
– Độ pH: Trong sữa chua, dưa chua có độ pH thấp ức chế sự sinh trưởng của mọi vi khuẩn kí sinh gây bệnh.
– Ánh sáng: Nhà ở có đủ ánh sáng thì sạch vì ánh sáng diệt khuẩn.
– Áp suất thẩm thấu: Dùng muối ướp vào cá, thịt gây co nguyên sinh ức chế sinh trưởng của vi sinh vật $ rightarrow$ thịt, cá được bảo quản lâu hơn.
V. VIRUT
1. Virut nằm ở ranh giới giữa cơ thể sống và vật không sống vì chúng có đặc điểm thuộc cả hai loại này
– Đặc điểm vô sinh: kích thước nhỏ chỉ quan sát được dưới kính hiển vi điện tử, không có cấu tạo tế bào (một số virut thực vật có thể biến thành tinh thể khi ở ngoài tế bào), không có trao đổi chất riêng, không có cảm ứng…
– Đặc điểm của cơ thể sống: có tính di truyền đặc trưng, một số virut có enzim riêng, nhân lên trong cơ thể chủ để phát triển.
2. Ví dụ về một số loại virut
STTVirutLoại axit nuclêicVỏ capsit có đối xứngCó vỏ bọc ngoài vỏ capsitVật chủPhương thức lan truyền1HIV ARN (một mạch, 2 phân tử) KhốiCóNgườiQua máu2Virut khảm thuốc lá (Tobamo virus) ARN (một mạch) XoắnKhôngCây thuốc láChủ yếu do động vật chích đốt 3Phagơ $T_{2}$ ADN (hai mạch) Hỗn hợpKhôngE.coliQua nhiễm dịch phagơ 4Virut cúm (Influenza virus)ARN (một mạch)XoắnCóNgườiChủ yếu qua sol khí
3. Cho sơ đồ sau
a) Miễn dịch thể dịch (1)
– Cơ thể sản xuất ra kháng thể đặc hiệu. Các kháng thể này được đưa vào tất cả các chất lỏng (thể dịch) trong cơ thể để phản ứng với kháng nguyên, trung hòa kháng nguyên, làm kháng nguyên không hoạt động được.
b) Miễn dịch tế bào (2)
– Là hình thức miễn dịch có sự tham gia của các tế bào T độc. Các tế bào này tiết prôtêin độc làm tan tế bào nhiễm khiến virut không nhân lên được.
– Trong những bệnh do virut gây ra, miễn dịch tế bào đóng vai trò chủ lực vì virut nằm trong tế bào nên thoát khỏi sự tấn công của kháng thể.
4. Cần biết
– Bệnh viêm gan B là do một loại virut được truyền chủ yếu qua đường máu, nước bọt, đường sinh dục.
– So với các loại sữa bột hay sữa đặc có đường thì sữa mẹ có rất nhiều ưu điểm. Một lợi thế rõ rệt là sữa mẹ có khả năng giúp trẻ chống nhiễm trùng vì trong sữa mẹ có nhiều loại kháng thể và các lizôzim.
– Trẻ nhỏ và người cao tuổi dễ mẫn cảm với các bệnh nhiễm trùng vì hệ thống miễn dịch của họ hoặc yếu hay ít hoặc không hoạt động nữa.