Tài liệu ôn tập Học sinh giỏi Sinh học Lớp 11 - Nội dung Sinh học Lớp 10

Nội dung tài liệu: Tài liệu ôn tập Học sinh giỏi Sinh học Lớp 11 - Nội dung Sinh học Lớp 10

1. Chương 3. CHUYỂN HĨA VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG TRONG TẾ BÀO Câu 1. Năng lượng hoạt hĩa là gì? Tại sao sự sống lại sử dụng Enzim để xúc tác cho các phản úng sinh hĩa mà khơng chọn cách làm tăng hiệt độ để các phản ứng xảy ra nhanh hơn? Câu 2. Tính mềm dẻo trong hơ hấp tế bào được biểu hiện như thế nào? Giải thích tại sao nhu cầu ATP của tế bào giảm thì hơ hấp của tế bào cũng giảm theo. Câu 3. Hơ hấp của thực vật diễn ra ở ;loại bào quan nào?hãy trình bày tĩm tắt các giai đoạn của quá trình hơ hấp cĩ tạo ra ATP? Câu 4. Quá trình hơ hấp nội bào diễn ra theo 3 giai đoạn . Hãy cho biết Nơi diễn ra, nguyên liệu, sản phẩm của mỗi giai đoạn. Mối quan hệ giữa chu trình Crep với chuỗi truyền electron hơ hấp. Câu 5. Sự tạo thành ATP trong hơ hấp diễn ra theo những con đường nào?ATP được sử dụng trong những quá trình sinh lí nào của cây? Câu 6. Trong quang hợp, tại sao pha tối khơng sử dụng ánh sáng nhưng khơng cĩ ánh sáng thì pha tối khơng diễn ra? * Học sinh trả lời 6 câu hỏi trên và nộp bài cho cơ Thiên Lan qua gmail: [email protected].
2. * Học sinh học bài trong các nội dung sau: PHẦN VI SINH VẬT 1- Khái niệm: VSV gồm nhiều nhĩm phân loại khác nhau, là những cơ thể đơn bào hay tập hợp đơn bào, cĩ kích thước hiển vi. 2- Đặc điểm chung: - Kích thước vơ cùng nhỏ bé, đường kính TB chỉ khoảng 0,2 – 2 µm ( đối với SV nhân sơ) và 10 – 100 µm ( đối với SV nhân thực); cấu tạo rất đơn giản. VK nano 0,05-0,2µm Mycoplasma 0,3 µm VK lam Oscillatoria 7µm - Cĩ khả năng sinh trưởng và phát triển cực kỳ nhanh. ( TB nhỏ, diện tích bề mặt lớn → cĩ lợi cho sự vận chuyển chất dinh dưỡng → sinh trưởng nhanh ) - Cĩ khả năng hấp thụ nhiều, chuyển hĩa chất dinh dưỡng nhanh, sinh tổng hợp mạnh mẽ các chất cĩ hoạt tính sinh học. ( TB nhỏ, tỷ lệ S/V lớn → Bề mặt TĐC lớn → sự TĐC với MT hiệu quả hơn: 1cm3 VK cĩ S = 6m2; 1kg nấm men phân giải được 1000kg đường/ngày cĩ nghĩa là trong 1h cĩ thể phân giải lượng thức ăn gấp 110 lần khối lượng cơ thể.) - Phân bố rất rộng rãi nhờ khả năng thích ứng với nhiều điều kiện khác nhau của mơi trường. ( Bào tử nhiều VK chịu được 10% AgCl trong 2h, trong phênol 5% /15 ngày.) Sulfolobus (ưa nhiệt sống ở suối Natronobacterium(ưa mặn, sinh VK H. pylori pH = 2-3 Bào tử Cl.Botulinum chịu 180oC/10 phút nước nĩng nhiều S, pH 1- 5 trưởng tối ưu ở pH 9,5 ) - Dễ phát sinh biến dị. ( Biến dị thường gặp là đột biến gen) - Đa dạng về chủng loại. ( ĐV cĩ 1,5 triệu lồi, TV cĩ 0,5 triệu lồi, VSV cĩ 100.000 lồi (1/10 con số thực trong tư nhiên). Trong ruột người cĩ 100 - 400 loại VSV, chiếm 1/3 khối lượng phân khơ của người. Hàng năm bổ sung thêm 1500 lồi mới.) 3. Phương pháp nuơi cấy VSV: a. Cơ sở: tạo các chủng VSV thần khiết b. Phương pháp: - Pha lỗng mẫu trong nước vơ trùng - Cấy dung dịch lên mơi trường đặc ở nhiệt độ thích hợp tạo khuẩn lạc - Cấy từ khuẩn lạc sang mơi trường mới tạo chủng VSV thần khiết c. Các loại mơi trường nuơi cấy cơ bản: MT tự nhiên và MT nuơi cấy của VSV - VSV phân bố rất rộng rãi trong đất, nước, đáy đại dương, trên cơ thể người, động vật, thực vật, Các yếu tố trên được gọi là MT tự nhiên ( nơi cung cấp các chất cần thiết cho sự ST và PT ) của VSV - MT nuơi cấy VSV: do con người chủ động tạo ra để nuơi cấy các VSV trong phịng thí nghiệm. Dựa vào nguồn gốc của nguyên liệu chia 3 loại: + MT tự nhiên: Chứa các chất tự nhiên như sữa, thịt, trứng, huyết thanh, máu, với số lượng và thành phần khơng xác định. + MT tổng hợp: Đã biết thành phần hĩa học và số lượng của các chất cĩ trong MT: VD: (NH4)PO4-1,5; KH2PO4-1,0; MgSO4-0,2; CaCl2-0,1; NaCl – 5,0 ( g/l) ] + MT bán tổng hợp: chứa 1 số chất tự nhiên và một số chất hĩa học đã biết rõ thành phần và số lượng.  Vậy khơng khí cĩ được coi là MT tự nhiên của VSV khơng? - Khơng, do khơng khí khơng cĩ các chất dinh dưỡng và các điều kiện khác cho sự ST và PTcủa VSV. - Khơng khí chỉ là nơi phát tán các VSV cùng với các bụi bẩn 4. Các kiểu dinh dưỡng: VSV cĩ kiểu dinh dưỡng đa dạng hơn hẳn ĐV và TV. Kiểu dinh dưỡng là cách thức VSV sử dụng năng lượng và thức ăn trong MT. Căn cứ vào nguồn năng lượng( ánh sáng, chất vơ cơ, chất hữu cơ) và nguồn Cacbon( CO2, chất vơ cơ, chất hữu cơ) cĩ 4 kiểu dinh dưỡng: * Quang tự dưỡng: nguồn năng lượng là AS; nguồn C chủ yếu là CO2 Diệp lục CO2 + H2O ( CH2O ) n + O2
3. Khuẩn lục tố CO2 + H2S ( CH2O ) n + H2O + S * Hố tự dưỡng : nguồn năng lượng là các chất vơ cơ, nguồn C chủ yếu là CO2 ( chỉ cĩ ở VK nitrát, nitrit hố ) 2 - Các vi khuẩn nitrít hĩa: 2NH4 + + 3O2 → 2NO - + 2H2O + 4H+ + 552,3KJ 2 3 - Các vi khuẩn nitrát hĩa: NO - + 1/2O2 → NO - + 75,7 KJ * Phản ứng tổng hợp chất hữu cơ: [H] + CO2 → C6 H12 O6 + H2 O (Q = 6% . 158 kcal ; Q = 7% . 38kcal ) 2 3 VK sắt: 2Fe + + 1/2O2 + 2H+ → 2Fe + + H2O + 88,7KJ VK lưu huỳnh: - 2H2S + O2 → 2H2O + 2S +209,6KJ - 2S + 3O2 + 2H2O → 2H2SO4 +626,8 KJ * Các VK tự dưỡng cĩ thể sử dụng các con đường khác nhau để cố định CO2 do chúng xuất hiện rất sớm và đa dạng hố theo thời gian: - Con đường khử Axetyl – CoenzimA - Chu trình ATC( chu trình Krebs - Chu trình Calvin * Quang dị dưỡng : nguồn năng lượng là AS, nguồn C là các chất hữu cơ. Khuẩn lục tố CO2 + C3H7OH (CH2O)n + H2O + CH3 – CO – CH3 * Hố dị dưỡng: nguồn năng lượng là các chất hữu cơ, nguồn C chủ yếu là chất hữu cơ. Phần lớn các VSV: nấm, tất cả động vật nguyên sinh, VK lactic, Clostridium, Bacillus, Pseudomonas, VSV khử sunphat. 5. Vai trị của vi sinh vật a. Cĩ lợi: - Sản xuất sinh khối, và các chất cĩ hoạt tính sinh học + Sản xuất aa + Sản xuất chất xúc tác sinh học ( các enzim ngoại bào : amilaza, prơteaza..) + Sản xuất gơm sinh học: + Sản xuất chất kháng sinh VD: - Sinh khối Spirulina giàu dinhdưỡng và vitamin được sử dụng làm thuốc, làm thức ăn bổ sung cho người và động vật. - Vi khuẩn Lam (Anabaena spiroides)Sống cộng sinh trong bèo hoa dâu đượcdùng để bĩn phân cho lúa làm giảm chi phí sử dụng phân hĩa học. - Tạo kháng sinh ampiciline chống cácVK kháng thuốc từ penicilium - Được sử dụng trong ngành cơng nghiệp lên men, nhiều sản phẩm lên men VSV đã đựoc sản xuất lớn ở qui mơ cơng nghiệp VD: - Sử dụng coryneanbacterium glutamicum trong sản xuất mơnơnatriglutamat( mì chính) - Sử dụng vi khuẩn kị khí trong ruột cá để sản xuất nước mắm - Sử dụng nấm vàng hoa cau( Aspegillus oryzae) để sản xuất nước tương - Các sản phẩm của quá trình lên men rượu - Sữa chua, nem chua là sản phẩm của quá trình lên men lactic - Bảo vệ mơi trường: + VSV tham gia tích cực vào quá trình phân giải các phế thải nơng nghiệp, phế thải cơng nghiệp, rác sinh hoạt + Sử dụng nấm mốc Rhizopus oryzae để xử lý rác thải sinh hoạt + Tham gia vào quá trình tạo mùn, quá trình phân giải xác hữu cơ thành dạng đơn giản dùng làm thức ăn cho cây trồng - Cĩ vai trị quan trọng trọng ngành năng lượng: VD: các VSV chuyển hĩa chất hữu cơ thành cồn, gas - Trong nghiên cứu di truyền: + Là đối tượng để nghiên cứu di truyền: số lượng nu ít, dễ phát sinh biến dị, số lượng biến dị/lồi nhiều. + Là đối tượng lí tưởng trong cơng nghệ di truyền, cơng nghệ sinh học b.Cĩ hại: - Gây bệnh cho người ĐV, TV. VD: Mycoplasma gây bệnh viêm phổi, viêm khớp: Richketxi gây bệnh sốt phát ban - VSV là nguyên nhân gây hư hỏng thực phẩm. TĐC là điều kiện cho sự sinh trưởng và phát triển của mọi cơ thể  Tại sao nĩi glucoza là trung tâm của mọi con đường TĐCở VSV? + Glucoza là nguồn cung cấp n/lượng c/yếu cho mọi hoạt động của cơ thể + VSV dễ đồng hĩa nhất. Cung cấp các tiền chất cho hầu hết các quá trình sinh tổng hợp đại phân tử cho TB + Tồn tại ở dạng dự trữ gĩp phần duy trì sự ổn định tính chất sinh lý, áp suất thẩm thấu của TB Axit piruvic Hơ hấp hiếu khí Hơ hấp kị khí Lên men Các hợp chất hữu A.Lactíc, cơ CO2 + H2O A.propionic, rươu Các hợp chất vơ cơ etylic
4. Glucoza cĩ thể được VSV phân giải theo các con đường sau: * Đường phân (EMP) - Diễn ra trong TBC, xuất hiện sớm nhất, ở hầu hết các VSV. 1G 2 axit piruvic + 2ATP ( Năng lượng 51%) * Con đường HMP hay PP - Phổ biến ở rất nhiều VSV, sản xuất các tiền chất trao đổi dùng trong đồng hĩa mà đường phân khơng tạo ra được. 1G 1 axit piruvic + 1ATP ( Năng lượng 25,5%) * Con đường ED - Rất ít VSV tham gia trừ Pseu. aeruginosa và Enterococcus faecalis - Tạo ra các tiền chất trao đổi mà đường phân khơng tạo ra 1G 2 axit piruvic + 1ATP ( Năng lượng 25,5%) + + C6 H12 O6 KDPG NADH + H , NADPH + H + 2 CH3 COCOOH + 1 ATP ( KDPG : kêtơ 3 đêoxi 6 phơtphoglucơnat) . So sánh hơ hấp và lên men Hơ Hấp Lên men . Oxy hố hồn tồn hydratcacbon . Phân giải kị khí hydratcacbon . Oxy hố a.piruvic thành CO2 + H2O. . A. piruvic bị khử thành axit hữu cơ dạng khử . Các VSV hiếu khí . VSV kị khí khơng bắt buộc . 1Glucoza 38ATP . 1 Glucoza 2 ATP . Sử dụng các chất nhận điện tử cuối cùng từ bên . Tạo ra các sp hữu cơ dạng khử từ các chất trung ngồi : nitrat, sunfat, oxy gian là chất nhận điện tử cuối cùng 5. Qúa trình tổng hợp ở vi sinh vật và ứng dụng a. Tổng hợp axit nucleic và protêin: Tương tự như ở mọi tế bào sinh vật b. Tổng hợp polisaccarit: - Ở vi khuẩn và tảo, việc tổng hợp tinh bột và glycogen cần cĩ hợp chất mở đầu là ađenozin điphơtphat- glucơzơ ( ADP- Glucơzơ) - (Glucơzơ)n + (ADP – Glucơzơ) (Glucơzơ)n+1 + ADP c. Tổng hợp lipit: Glyxêrol + axit béo lipit  Sư khác nhau cơ bản giữa VK màu lục, VK lam, VK khơng S màu tía: VK S màu lục VK lam VK khơng S màu tía Về cấu trúc bộ Cloroxom gồm các túi liên kết với protein Tilacoit và phicobilixom. Các vùng lõm vào của màng TBC. máy quang hợp nằm trong màng TBC. Sắc tố quang Là khuẩn diệp lục a,c, d, e. Diệp lục a, caroten, phicoxianin, Là khuẩn diệp lục a,b. hợp phicoeritrin Nơi phân bố Sống ở đáy ao giàu chất hữu cơ phân giải Sống ở lớp nước bề mặt giàu Sống ở lớp nước nơng. oxy.  Các sắc tố QH khác nhau ở điểm nào? - Sắc tố QH là các phân tử hữu cơ cĩ khả năng hấp thụ AS - Diệp lục a bắt AS ở bước sĩng 680nm do đĩ tích được nhiều năng lượng hơn. - Khuẩn diệp lục bắt AS ở bước sĩng 710- 1250nm nên tích năng lượng ít hơn. B. CÁC NHĨM VI SINH VẬT I. VI KHUẨN 1. Cấu tạo và hình thái 2. Cấu trúc a. Màng nhầy - Cĩ ở 1 số vi khuẩn - Thành phần chủ yếu là nước , polysaccarid, ngồi ra cũng cĩ polypeptid và protein. - Chức năng chính: bảo vệ Ngồi ra cịn cĩ chức năng: + Cung cấp chất dinh dưỡng cho vi khuẩn khi thiếu thức ăn + Là nơi tích luỹ một số sản phẩm trao đổi chất (dextran, xantan...) + Giúp vi khuẩn bám vào giá thể b.Thành tế bào, màng sinh chất, lơng và roi: * Thành tế bào: - Chức năng : + Thành tế bào giúp duy trì hình thái của tế bào, + Hỗ trợ sự chuyển động của tiên mao + Giúp tế bào đề kháng với áp suất thẩm thấu, hỗ trợ quá trình phân cắt tế bào , + Cản trở sự xâm nhập của một số chất cĩ phân tử lớn, + Liên quan đến tính kháng nguyên, tính gây bệnh, tính mẫn cảm với Thực khuẩn thể
5. VK gram – ( bắt màu hồng hoặc đỏ) Vk gram + ( bắt màu tím)  So sánh thành tế bào vk G+ và G- VK Gram dương: *Peptidoglycan là loại polyme xốp, khá bền vững, cấu tạo bởi 3 thành phần: - N-Acetylglucosamin - Acid N-Acetylmuramic - Tetrapeptid chứa cả D- và L- acid amin *Axit teichoic là polime của ribitol và glixerol photphat : vận chuyển các ion dương vào ra tế bào, giúp tế bào dự trữ phot phat. cĩ liên quan đến kháng nguyên bề mặt và tính gây bệnh của 1 số vk gram dương. VK Gram âm:cĩ 3 lớp: Màng ngồi : lipopolisaccarit( LPS): gồm 3 thành phần : + LipitA : 2 phân tử N acetyl glucozamin, 5 chuỗi dài axit béo: lipit A là nội độc tố của vi khuẩn, gây sốt, tiêu chảy, phá hủy hồng cầu + Polisaccarit lõi + Kháng nguyên O : phần polisccarit vươn khỏi màng vào mơi trường: quyết định nhiều đặc tính huyết thanh của các vi khuẩn cĩ chưa 1LPS và vị trí gắn thụ thể của thể thực khuẩn Màng ngồi cịn cĩ thể cĩ 1 số loại prơtein: prơtein cơ chất: vd porin (protein lỗ)ở E. coli, protein màng ngồi cĩ năng lực vận chuyển chuyên biệt các phân tử lớn và lipoprotein : liên kết giữa lớp peptiđơglican bên trong với màng ngồi Khơng gian chứa chất: + Chứa các protein tham gia vào sự thu nhận chất dinh dưỡng: vd các enzim proteinaza, ncleaza,các protein vận chuyển qua màng, protein thụ thể( làm hỗ bám của thể thực khuẩn + Các vi khuẩn phản nitrát hĩa và hĩa tự dưỡng vơ cơ thường chứa các protein của chuỗi vận chuyển điện tử + Chứa các enzim tham gia vào sự tổng hợp peptiđơglican và cải biến các hợp chất độc tố cĩ thể gây hại cho tế bào. Các vi khuẩn gram dương cĩ thể khơng chứa 1 khoang chu chất rõ rệt chúng tiết ra các enzim ngoại bào ( giống với enzim chứa chất của VK gram âm) Peptiđơglican mỏng Thành Phần Tỷ lệ % đối với khối lượng khơ của thành tế bào G+ G- Peptidoglycan 30 - 95 5 - 20 Axit teicoic (Teichoic acid) Cao 0 Lipid Hầu như khơng cĩ 20 Protein Khơng cĩ hoặc cĩ ít Cao * Lơng nhung và roi: - Lơng: + Cĩ chức năng như các thụ thể : tiếp nhận virut, tham gia vào quá trình tiếp hợp + Giúp vi khuẩn bám vào bề mặt tế bào chủ - Roi: Giúp vi khuẩn di chuyển *Tế bào chất: + Cĩ ribơxơm loại 70S và các hạt dự trữ. + Khơng cĩ các bao quan cĩ màng và hệ thống nội màng + Khơng cĩ khung tế bào * Vùng nhân: Khơng cĩ màng nhân, thường chỉ cĩ 1 phân tử ADN vịng. → Kết luận: -Vi khuẩn cĩ cấu trúc đơn giản gổm : + Màng sinh chất + Tế bào chất: cĩ ribơxơm và các hạt dự trữ. + Vùng nhân: khơng cĩ màng nhân, thường chỉ cĩ 1 phân tử ADN vịng. - Cĩ kích thước rất nhỏ cĩ tỉ lệ S/V lớn trao đổi chất mạnh mẽ, phân chia nhanh , vận chuyển các chất trong tế bào nhanh. 2. Hoạt động sống và sinh sản - Sinh sản: phân đơi, khoảng cách giữa 2 lần phân đơi rất ngắn - Khi gặp điều kiện bất lợi khối tế bào chất của vi khuẩn co đặc lại, hình thành nhiều lớp màng ở ngồi bào tử - Muốn diệt bào tử : khử trùng ở nhiệt độ cao lớn hơn 120oC * Bào tử của vi khuẩn khơng cĩ chức năng sinh sản 3. Một số vi khuẩn đặc biệt a. Xạ khuẩn c. Rickettxi( Gây sốt phát ban ) - Hình sợi, khuẩn lạc cĩ hình phĩng xạ - Nhỏ hơn vi khuẩn, lớn hơn virut - Cĩ 2 loại khuẩn ti: - Thường cĩ hình cầu, hình que hoặc hình sợi
6. + Khuẩn ti cơ chất - Khơng nuơi cấy được trên mơi trường nhân tạo + Khuẩn ti khí sinh - Richketxi gây bệnh sốt phát ban, sốt nổi nốt - Cấu trúc : tương tự vi khuẩn - Sống hoại sinh b. Micơplasma( Gây viêm phổi ) - Vai trị: phân giải chất hữu cơ, cố dịnh nitơ, dùng để sản - Khơng cĩ thành tế bào biến hình xuất chất kháng sinh - Thường cĩ hình cầu hoặc hình sợi phân nhánh - Nuơi cấy được trên mơi trường nhân tạo - Mycoplasma gây bệnh viêm phổi, viêm khớp d. Vi khuẩn lam: Cấu tạo tế bào: gần giống vi khuẩn - Vai trị: ( Khác vi khuẩn: ở một số điểm: + Cố dịnh nitơ từ khơng khí: Anabaena azollae + Chứa sắc tố: diệp lục và carơtenoit + Làm thức ăn cho động vật thủy sinh + Cĩ khơng bào khí vi khuẩn nổi trên mặt nước ) + Làm giàu chất mùn cho đất - Hoạt động sống: tự dưỡng + Cung cấp sinh khối giàu prơtêin và vi tamin cho người và động vật. - Sinh sản: phân cắt hoặc đứt đoạn tại các tế bào dị hình II. NẤM 1. Hình thái, cấu tạo a. Hình thái: Thường đơn bào - Hình cầu, hình trứng, hình ống - Kích thước thay đổi từ 1,5 – 12 – 20 micrơmet b. Cấu tạo - Thành tế bào: Chủ yếu là các hợp chất: mannan – glucan và mannan – kitin. Chức năng: giơng vi khuẩn Màng tế bào chất : giống vi khuẩn - Tế bào chất: chứa các bào quan: Ribơxơm, ti thể, bộ máy gơngi, lưới nội chất - Nhân: Cấu tạo : Màng nhân cĩ lỗ, chất nhân chứa NST: ADN. Chức năng: Mang và truyền thơng tin di truyền. Điều khiển mọi hoạt động của tế bào 2.Sinh sản: Sinh sản vơ tính: = nảy chồi( phổ biến); = phân cắt; = bào tử - Sinh sản hữu tính = bào tử túi 3. Hoạt động sống: Dị dưỡng hoại sinh, 1 số ít kí sinh 4. Vai trị: * Cĩ lợi - Cung cấp sinh khối giàu prơtêin và vitamin để làm thức ăn cho người, ĐV - Sử dụng rộng rãi trong cơng nghiệp thực phẩm : sản xuất rượu, bia , bánh mì - Sản xuất thuốc chữa bệnh * Cĩ hại: Gây bệnh cho người và gia súc. Gây hư hỏng thực phẩm III. NẤM SỢI 1. Hình thái, cấu tạo a. Hình thái - Dạng sợi dài phân nhánh, cĩ hoặc khơng cĩ vách ngăn - Các sợi nấm 1phát triển thành hệ sợi khuẩn lạc * Nấm sợi cĩ vách ngăn: gồm nhiều tế bào ngăn cách nhau = vách ngăn. Vách ngăn cĩ nhiều lỗ Tế bào chất và nhân giữa các tế bào thơng nhau nấm sợi cĩ vách ngăn cĩ cấu tạo đa bào chưa hồn chỉnh b. Cấu tạo: - Thành tế bào: + Khác nhau ở từng nhĩm nấm: kitin, xenlulơzơ – glucan hay kitin - glucan + Chức năng: giống nấm men - Màng tế bào chất : tương tự nấm men - Tế bào chất: chứa các bào quan: Ribơxơm, ti thể, bộ máy gơngi, lưới nội chất - Nhân: + Cấu tạo : Màng nhân cĩ lỗ, chất nhân chứa NST: DNA + Chức năng: Mang và truyền thơng tin di truyền. Điều khiển mọi hoạt động của tế bào. 2.Sinh sản: Sinh sản vơ tính = đứt đoạn; = bào tử . Sinh sản hữu tính = bào tử tiếp hợp 3. Hoạt động sống: Dị dưỡng hoại sinh, 1 số ít kí sinh, cộng sinh. 4. Vai trị: * Cĩ lợi: - Sản xuất chất kháng sinh, vitamin - Trong cơng nghiệp thực phẩm: dùng nấm sợi để sản xuất tương, chao, nước tương, phomat, axit xitric - Cung cấp sinh khối cho người, ĐV * Cĩ hại: - Gây bệnh cho người và gia súc: hắc lào, lang ben, nấm tĩc - Gây bệnh cho cây trồng: đạo ơn, đốm nâu - Gây hư hỏng thực phẩm IV. VI TẢO 1. Hình thái, cấu tạo
7. a. Hình thái: Gồm các lồi tảo cĩ kích thước hiển vi. Cĩ khả năng sinh sản vĩi tốc độ nhanh. Cĩ thể nuơi cấy được b. Cấu tạo - Thành tế bào: Chứa xenlulơ sợi mảnh. Chức năng: giống nấm men - Màng tế bào chất : tương tự nấm men - Tế bào chất: chứa các bào quan: Ribơxơm, ti thể, bộ máy gơngi, lưới nội chất. Chứa sắc tố quang hợp: - Nhân: Cấu tạo : Màng nhân cĩ lỗ, chất nhân chứa NST: ADN Chức năng: Mang và truyền thơng tin di truyền. Điều khiển mọi hoạt động của tế bào 2.Sinh sản: Sinh sản vơ tính. Sinh sản hữu tính 3. Hoạt động sống: Tự dưỡng 4. Vai trị: * Cĩ lợi: Làm thức ăn cho động vật thủy sinh. Cung cấp sinh khối cho người,ĐV. Gĩp phần làm sạch nguồn nước thải * Cĩ hại: Tảo phát triền nhanh lùm tảo nước nở hoa( tảo nước ngọt) , thủy triều đỏ ( tảo nước mặn ) ơ nhiễm nguồn nước Tranh chấp thức ăn với cây trồng. Một số tảo cĩ độc tính cao gây chết động vật thủy sinh C. ỨNG DỤNG CÁC QUÁ TRÌNH LÊN MEN CỦA VI SINH VẬT I. Ứng dụng của các quá trình lên men truyền thống 1.Lên men rượu a. Khái niệm: Là quá trình phân giải kị khí đường thành rượu êtilic với sự tham gia của nấm men và 1 số vi sinh vật khác Nấm men b. Cơ chế lên men C6H12O6 C2H5OH + CO2 + 113.4 Kcalo c. Nhĩm vi sinh vật thực hiện: Nấm men d. Điều kiện lên men: Khơng cĩ ơxi, nhiệt độ: 37 – 40oC e. Ứng dụng: - Sản xuất rượu, bia, rượu vang, cồn - Thu sinh khối nấm men làm thức ăn - Sản xuất rượu nếp, rượu trắng, rượu cần Nấm mốc, VSV Giai đoạn 1: Đường hĩa tinh bột nhờ nấm mốc (C6H12O6)n nC6H12O6 Nấm men, kị khí Giai đoạn 2: Lên men rượu C6H12O6 C2H5OH + CO2 + 113.4 Kcalo pH 4-5 - Sản xuất bia: + Nguyên liệu : Tinh bột, rỉ đường, hoa hublơng ( hương bia) + Cơ chế : giống sản xuất rượu: - Sản xuất rượu vang: Nguyên liệu: trái cây ( đường trái cây) Nấm men Cơ chế: C6H12O6 C2H5OH + CO2 + 113.4 Kcalo 2.Lên men lactic a. Khái niệm: Là quá trình phân giải kị khí đường thành axit lactic êtilic với sự tham gia của vi khuẩn lactic VK Lactic b. Cơ chế lên men: C6H12O6 CH3CHOH COOH c. Nhĩm vi sinh vật thực hiện: Vi khuẩn lactic 0 d. Điều kiện lên men: Khơng cĩ ơxi, nhiệt độ: 37 – 40 C, PH <7 e. Ứng dụng: Làm sữa chua, muối dưa, ủ chua thức ăn cho gia súc  Phân biệt quá trình lên men lactic đồng hình và dị hình: Đặc điểm so sánh Lên men lactic đồng hình Lên men lactic dị hình 1. VSV thực hiện -Vi khuẩn lactic đồng hình -Vi khuẩn lactic dị hình 2. Sản phẩm - Axit lactic, khơng tạo CO2 -Ngồi axít lactíc cịn cĩ rượu, axit axêtic, glixêril, CO2 3.Năng lượng - Nhiều - Ít hơn 3. Sử dụng enzim prơtêaza trong ruột cá + vi sinh vật tạo hương để làm nước mắm: Protein Proteaza trong ruột cá Peptit, axitamin - Tạo hương nhờ các vi sinh vật ưa mặn mùi thơm đặc trưng của mắm 4. Sử dụng nấm sởi và vi khuẩn để làm tương: Nấm sợi - Ủ mốc: (C6H12O6)n nC6H12O6 - Ngâm nước đậu: Prơtêin (đậu tương) Vi khuẩn Axit amin VK Axêtíc 5. Sử dụng vi khuẩn axêtíc để làm giấm: C2H5OH CH3COOH + H2O + Q  So sánh hơ hấp và lên men Hơ Hấp Lên Men . Oxy hố hồn tồn hydratcacbon . Phân giải kị khí hydratcacbon . Oxy hố a.piruvic thành CO2 + H2O. . A. piruvic bị khử thành axit hữu cơ dạng khử . Các VSV hiếu khí . VSV kị khí khơng bắt buộc . 1Glucoza 38ATP . 1 Glucoza 2 ATP . Sử dụng các chất nhận điện tử cuối cùng từ . Tạo ra các sp hữu cơ dạng khử từ các chất
8. bên ngồi : nitrat, sunfat, oxy trung gian là chất nhận điện tử cuối cùng D. SINH TRƯỜNG VÀ SINH SẢN CỦA VI SINH VẬT I. SINH TRƯỞNG CỦA VI SINH VẬT 1. Khái niệm Ở SV cĩ kích thước lớn, sự sinh trưởng là sự tăng cĩ thứ tự thành phần cấu tạo tế bào. . Trong vi sinh học, sự sinh trưởng được hiểu là sự tăng số lượng TB của quần thể. . Thời gian thế hệ (kí hiệu là g) là thời gian từ khi sinh ra 1 tế bào cho đến khi tế bào đĩ phân chia hay quần thể nhân đơi về mặt số lượng cá thể t n: số lần phân chia TB g t: thời gian cần cho n lần phân chia n * Thời gian thế hệ thay đổi nhiều ở các quần thể khác nhau và các điều kiện khác nhau. VK lao g = 12h E. coli cĩ g = 20 phút Nấm men g = 1-2h Nấm mốc g = 4 -12h . Nếu cấy 1VK vào MT thì số lượng TB sẽ tăng: 1 2 4 8 16 32 64 . Sự phân chia TB theo cấp số nhân n . Nếu cấy số lượng VK ban đầu là No thì sau một thời gian nuơi, tổng số TB đạt là: N = N0.2 ( n: số lần phân chia TB) . Tốc độ sinh trưởng riêng của VSV ( μ ) là số lần phân chia trong một đơn vị thời gian của một chủng trong đk nuơi cấy cụ thể n  t 2. VK được chọn làm mơ hình để nghiên cứu sinh trưởng của VSV . Tại sao VK được chọn làm mơ hình để nghiên cứu sinh trưởng của VSV? - Kích thước nhỏ, nghiên cứu sinh trưởng trên cả quần thể. - Sinh sản vơ tính bằng trực phân, vịng đời ngắn - Cấu tạo đơn giản, chưa phân hĩa cao. - Sự tăng khối lượng dẫn ngay đến sự phân chia - Sự sinh trưởng của VK đã được nghiên cứu rất sâu và khái quát hĩa dưới dạng tốn học. - Những kiến thức chung về sinh trưởng của VK cũng cĩ thể áp dụng cho các sinh vật khác. 3. Sự sinh trưởng của quần thể vi khuẩn a. Nuơi cấy tĩnh * Khái niệm: Là nuơi cấy trong dụng cụ chứa MT lỏng khơng được bổ sung chất dinh dưỡng mới và khơng lấy đi các sản phẩm chuyển hĩa vật chất. * Đặc điểm: - Sinh trưởng của quần thể VK tuân theo những quy luật nhất định và được biểu thị bằng đường cong sinh trưởng. - Đồ thị phản ánh sự phụ thuộc logarit số lượng TB trong quần thể với thời gian - Đồ thị chia thành 4 pha: * Pha tiềm phát (pha lag) - Từ khi cấy VK vào MT cho đến khi đạt tốc độ sinh trưởng cực đại. - VK làm quen và thích nghi với MT mới. - Sự tổng hợp mạnh mẽ các thành phần TB (Protein, axit nucleic) các enzim TĐC (proteaza, amylaza) và tích lũy các chất cần thiết hình thành TB mới. - TB ở trạng thái hoạt động mạnh nhất nhưng số lượng TB chưa tăng (X= Xo) .  Các yếu tố ảnh hưởng đến pha lag a. Đặc điểm của giống cấy - Giống ở pha log được cấy vào cùng MT thì đồ thị khơng cĩ pha lag. - Giống ở pha lag hay pha suy vong thì thời gian pha lag sẽ kéo dài. - Lượng giống cấy nhiều pha lag ngắn và ngược lại Thành phần mơi trường: MT dinh dưỡng phong phú thì pha lag ngắn và ngược lại * Pha luỹ thừa ( pha logarit) • Quần thể VK sinh trưởng và phân chia theo lũy thừa thường xuyên, ở tốc độ khơng đổi. • Sinh khối TB tăng theo thời gian, tăng theo cấp số mũ và được tính theo cơng thức. t C: hằng số tốc độ sinh trưởng x x0.c
9. . Trong pha log: μ là cực đại và luơn là một hằng số đối với một chủng VK nhất định trong điều kiện nuơi cấy cụ thể. . Kích thước, TP hố học, trạng thái sinh lý TB khơng thay đổi theo thời gian → TB ở trạng thái động học (TB tiêu chuẩn) . Các enzim được tổng hợp rất nhiều và cĩ hoạt tính cao. . Sự ST giảm dần vào cuối pha do sự đồng hĩa mạnh mẽ các chất dinh dưỡng. . Quần thể VK rất nhạy cảm với các chất kìm hãm TĐC như kháng sinh • Nếu mục đích thu các chất cĩ hoạt tính sinh học, thu TB ở trạng thái hoạt động mạnh nên dừng tại đây. • Trong phịng thí nghiệm, muốn nhuộm Gram chính xác, cần chọn giống ở pha log do thành TB hầu hết VK cịn nguyên vẹn. • Thơng thường trong tự nhiên, sự sinh trưởng của VSV trong pha logarit chỉ xảy ra định kỳ, phụ thuộc vào thức ăn. * Pha cân bằng • Quần thể VK ở trạng thái cân bằng động học (số TB mới sinh ra bằng số TB cũ chết đi). • Hiệu suất sinh trưởng giảm do chất dinh dưỡng cạn dần, chất độc hại tăng lên, pH mơi trường thay đổi. • Sinh khối VK đạt cực đại, khơng đổi theo thời gian (số TB mới sinh ra bằng số TB cũ chết đi). μ = 0 μx = 0 dx/dt = 0 * Nếu mục đích nuơi cấy để thu sinh khối nên dừng ở đầu pha này. * Trong tự nhiên, các VSV thường nằm trong pha cân bằng. * Pha suy vong + Số TB cĩ khả năng sống giảm dần theo luỹ thừa dẫn đến sự chế hàng loạt các cá thể. + Chất độc hại tích lũy khá nhiều. Chất dinh dưỡng cạn kiệt dưới mức cần thiết. + Số TB bị tự phân bởi enzim, sự phân hủy các chất dự trữ cùng tăng lên. * Nếu mục đích để thu các sản phẩm TĐC thì nên dừng việc nuơi cấy ở pha này. Tĩm lại: - Trong nuơi cấy tĩnh, do MT luơn thay đổi nhịp điệu sinh trưởng, hình thái, sinh lý TB luơn thay đổi. - Sự sinh trưởng của quần thể VK tuân theo quy luật nhất định và phụ thuộc vào thời gian.  Ý nghĩa của việc nghiên cứu sinh trưởng của VK trong nuơi cấy tĩnh . Nghiên cứu quá trình sinh trưởng của quần thể VSV. . Nghiên cứu sự tạo thành các sản phẩm TĐC,các chất cĩ hoạt tính sinh học, sinh khối TB.  Hiện tượng sinh trưởng kép và sinh trưởng thêm • Nếu trong MT tổng hợp cĩ hỗn hợp 2 loại hợp chất cacbon thì VK cĩ xu hướng tổng hợp các enzim phân giải hợp chất các bon dễ đồng hố trước.Sau mới tổng hợp tiếp enzim phân giải hợp chất thứ 2. • Khi đĩ đồ thị ST sẽ cĩ 2 pha lag, 2 pha log (đồ thị sinh trưởng kép). Đồ thị sinh trưởng kép Đồ thị sinh trưởng thêm Sau pha suy vong, một số VK sống sĩt và tiếp tục sinh trưởng nhờ các chất dinh dưỡng được giải phĩng ra từ quá trình tự phân. Đồ thị sinh trưởng kéo dài thêm 1 đoạn cong nhỏ gọi là hiện tượng sinh trưởng thêm. Trong nuơi cấy tĩnh: . MT khơng được đổi mới, ĐKMT luơn đổi . Thời gian pha log ngắn . Giống VSV mau bị già . Thay đổi tốc độ sinh trưởng riêng. . Bất lợi cho quá trình cơng nghệ VS  Để khắc phục tình trạng trên, trong cơng nghệ sinh học đã sử dụng thiết bị nuơi cấy liên tục là Chêmostat và Turbidostat. b. Nuơi cấy liên tục  Nuơi cấy liên tục là quá trình nuơi người ta liên tục cho dịng MT mới đi vào đồng thời loại bỏ một lượng dịch nuơi cấy tương ứng ra.  Chêmostat và Turbidostat cĩ khả năng: - Duy trì MT nuơi cấy luơn ổn định. - Giữ giống nuơi cấy trong cùng một trạng thái (pha log)
10. Nuơi cấy tĩnh Nuơi cấy liên tục - Thành phần MT khơng được đổi mới - MT luơn được đổi mới và ổn định - Chất dinh dưỡng cạn dần theo thời gian - Chất dd ổn định và dư thừa - Thời gian pha log ngắn - Thời gian pha log dài - Tốc độ sinh trưởng riêng, trạng thái sinh lý, sinh hĩa của tế bào - Tốc độ sinh trưởng riêng, trạng thái sinh lý, sinh hĩa của tế bào luơn thay đổi luơn ổn định. - Sinh khối TB đạt mức khơng cao - Sinh khối TB đạt mức cao nhất - Sự ST của quần thể theo các pha phụ thuộc vào thời gian - Sự ST theo lũy thừa thường xuyên ở mật độ khơng đổi theo thời - Việc điều khiển tự động khĩ thực hiện. gian - Việc điều khiển tự động thực hiện dễ dàng. 4. Ý nghĩa của nuơi cấy liên tục • NCLT được xem như một hệ thống mở cĩ khuynh hướng dẫn đến một cân bằng động học. Nhờ điều khiển tự động, quần thể VK được cung cấp MT ổn định nên ST và PT tối đa. • Trong CN để thu sinh khối VK, thu các sản phẩm TĐC và các chất cĩ hoạt tính sinh học phục vụ đời sống. II. SINH SẢN CỦA SINH VẬT 1- Nội bào tử VK - Là cấu trúc nghỉ, cĩ tính đề kháng đặc biệt, cĩ ở nhiều VK Gram dương - Nằm trong TB dinh dưỡng, cấu trúc rất phức tạp - Số lượng 1bào tử /TB - Khơng cĩ chức năng sinh sản - Cĩ tính đề kháng cao với các sốc của MT - Các VK mang BT đều gây bệnh rất nguy hiểm * Cấu tạo nội bào tử - Lớp màng ngồi:Cấu trúc xốp, cách nhiệt, thành phần chủ yếu là lipoprotêin, khĩ thấm - Lớp áo: chủ yếu là protêin và 1 ít là photpholipoprotêin, cĩ tính đề kháng cao với lizozim, protêaza, chất hoạt động bề mắt - Lớp vỏ bào tử: chứa canxidicolinat giúp bào tử bền với nhiệt và chịu nhiệt cao - Lõi bào tử: cĩ thành bào tử, màng bào tử, bào tử chất, vùng nhân bào tử.Lõi bào tử chứa enzim khơng hoạt động phản ứng sinh hĩa khơng diễn ra, trao đổi chất cực thấp 2- Bào tử vi nấm - Bào tử là cơ quan sinh sản vơ tính hay hữu tính - Số lượng và hình dạng phong phú - Nằm trong hay ngồi TB 3- Sinh sản ở vi sinh vật nhân sơ a. Vi khuẩn - Phân đơi là hình thức ss vơ tính chủ yếu ở hầu hết các vi khuẩn và các VSV cổ. - Nảy chồi là hình thức sinh sản của một số vi khuẩn sống trong nước hay 1 số VK quang hợp. - TB mẹ tạo thành một chồi ở cực, chồi lớn lên, tách ra thành một vi khuẩn mới. b. Xạ khuẩn - Sinh sản vơ tính bằng phân cắt phần đỉnh của sợi khí sinh thành chuỗi các bào tử. - Gặp điều kiện thuận lợi BT nảy mầm thành cơ thể mới. 4- Sinh sản ở vi sinh vật nhân chuẩn a. Nấm men * Sinh sản vơ tính: - Nảy chồi là hình thức sinh sản vơ tính chủ yếu - Phân đơi là hình thức sinh sản vơ tính ít phổ biến và chỉ xảy ra ở 1 chi của nấm men là Schizosaccharomyces. *Sinh sản hữu tính - Sinh sản hữu tính bằng bào tử túi b. Nấm mốc * Sinh sản vơ tính: + Bào tử phát sinh trên các đỉnh của đảm gọi là bào tử đảm. - Bằng bào tử trần hay cịn gọi là ngoại bào tử. - Sinh sản hữu tính bằng bào tử túi - Bào tử vơ tính hình thành trên các đỉnh của sợi nấm khí sinh. + Bào tử nằm bên trong các túi gọi là BT túi. - Sinh sản vơ tính: bằng bào tử kín - Sinh sản hữu tính bằng bào tử tiếp hợp - Ssản vơ tính bằng bào tử áo.Bào tử được bao bọc bởi vách dày. + BT lớn được hình thành trong lớp thành rất dày * Sinh sản hữu tính - Sinh sản hữu tính bằng bào tử nỗn - Sinh sản hữu tính bằng bào tử đảm Là bào tử lớn cĩ lơng roi và được hình thành ở các nấm thủy sinh + Cĩ ở các nấm lớn như nấm rơm. + Mặt dưới mũ nấm cĩ cấu trúc hình dùi cui gọi là đảm.
11. . c. Đặc điểm chung của sinh sản Ở vi sinh vật  Hình thức sinh sản rất phong phú và đơn giản.  Tốc độ sinh sản rất nhanh.  VSV cĩ thể dễ dàng phát tán khắp nơi nhờ giĩ, nhờ nước và các SV khác.  Do đặc điểm này mà con người đã sản xuất sinh khối VSV để thu các sản phẩm với nhiều mục đích khác nhau. * Một vài ứng dụng - Sử dụng en zim amylaza và proteaza của A. oryae để SX nước tương, nước giải khát (murin-Nhật) - Sản xuất KS Xephalosporin từ nấm mốc Cephalosporium - Tảo Chlorella được con người nuơi cấy trên các tàu vũ trụ nhằm cung cấo oxy và thức ăn cho các nhà du hành vũ trụ. - 80% kháng sinh hiện biết cĩ nguồn gốc từ xạ khuẩn. - Sử dụng các cây phi lao cĩ xạ khuẩn cố định đạm để phủ xanh đồi trọc, tái sinh rừng. - Bĩn phân để VSV phát triển tại khu vực ơ nhiễm dầu - Sử dụng các chế phẩm sinh học Probiotic phịng và trị một số bệnh đường ruột MỘT SỐ CÂU HỎI THAM KHẢO Câu 1 : Các câu sau đúng hay sai? Hãy giải thích? a. Vi khuẩn hĩa tự dưỡng đều oxi hĩa các hợp chất lưu huỳnh. 2 → Sai. Vì cĩ loại oxi hĩa các hợp chất Fe , NH 4 , NO 2 ... b. Dựa vào vùng nhân chia vi khuẩn thành hai loại là vi khuẩn Gram dương và vi khuẩn Gram âm. → Sai. Vì dựa vào cấu tạo màng. c. Đồ hộp bị phồng nắp chỉ cần đun sơi trước khi ăn là an tồn. → Sai. Vì đồ hộp phồng nắp chứng tỏ cĩ bào tử nấm, vi khuẩn vẫn khơng bị tiêu diệt nếu là loại nguy hiểm chúng phát triển gây bệnh cho người. Các vi sinh vật phát triển trong đồ hộp đã tích luỹ một số độc tố nguy hiểm, nhiều độc tố rất bền, ưa nhiệt nên khi đun sơi khơng thể tiêu diệt được các nội bào tử hoặc phân huỷ được chất độc. d. Dạ dày - ruột ở người là hệ thống nuơi cấy liên tục đối với vi sinh vật. →Đúng. Dạ dày - ruột thường xuyên được bổ sung thêm thức ăn và cũng thường xuyên phải thải ra ngồi các sản phẩm chuyển hĩa vật chất cùng với vi sinh vật, do đĩ tương tự như 1 hệ thống nuơi cấy liên tục. e. Trong hơ hấp kị khí, chất nhận điện tử cuối cùng là ơxi phân tử. → Sai. Vì trong hơ hấp kị khí, chất nhận điện tử cuối cùng là ơxi liên kết f. Vi sinh vật ký sinh trong cơ thể động vật là những vi sinh vật ưa ấm (300C đến 400C). → Đúng. Vì nhiệt độ trung bình người là 370C. Câu 2: a. Bình đựng nước thịt và bình đựng nước đường để lâu ngày, khi mở nắp mùi cĩ giống nhau khơng? Vì sao? Trả lời: - Bình đựng nước thịt để lâu ngày sẽ cĩ mùi thối vì cĩ hiện tượng khử amin từ các axit amin do quá dư thừa nitơ và thiếu cacbon. VSV sẽ sử dụng axit hữu cơ làm nguồn cacbon, do đĩ cĩ amơniăc bay ra. - Bình đựng nước đường sẽ cĩ mùi chua vì vsv thiếu nitơ và quá dư thừa cacbon cho nên chúng lên men tạo axit. b.Trong 1 quần thể vi khuẩn bị nhiễm virut thì điều gì cĩ thể xảy ra? Trả lời: Khi 1 quần thể vi khuẩn bị nhiễm virut, cĩ thể thấy 2 chiều hướng phát triển: - Ở nhiều tế bào, các virut phát triển làm tan tế bào, đây là virut độc. - Ở 1 số tế bào khác, bộ gen của virut gắn vào NST của tế bào, tế bào vẫn sinh trưởng bình thường, virut này gọi là virut ơn hồ và tế bào này gọi là tế bào tiềm tan. Chỉ khi cĩ 1 số tác động bên ngồi như tia tử ngoại cĩ thể chuyển virut ơn hồ thành virut độc làm tan tế bào. Câu 3 : a. Nêu đặc điểm ở các pha sinh trưởng của quần thể vi khuẩn trong mơi trường nuơi cấy khơng liên tục. Trả lời: - Pha tiềm phát (Lag): + Vi khuẩn thích ứng với mơi trường mới. + Tổng hợp ADN và enzim chuẩn bị cho sự phân bào - Pha lũy thừa (log): + Liên tục phân bào để đạt đến một hằng số cực đại + Quá trình trao đổi chất diễn ra mạnh mẽ nhất - Pha cân bằng: + Tốc độ sinh trưởng và TĐC giảm + Số lượng tế bào đạt cực đại và khơng đổi - Pha suy vong: + Chất dinh dưỡng cạn kiệt, chất độc hại tích lũy + Số lượng tế bào giảm. b. Phân biệt về số lượng tế bào trong cơ thể và phương thức dinh dưỡng của các nhĩm sinh vật thuộc giới nguyên sinh. Trả lời: Phân biệt các nhĩm sinh vật thuộc giới nguyên sinh: Điểm phân biệt ĐVNS TVNS Nấm nhầy
12. Số lượng TB trong cơ thể Đơn bào Đơn bào hoặc đa bào Đơn bào hoặc cộng bào Phương thức dinh dưỡng Dị dưỡng Quang tự dưỡng Dị dưỡng hoại sinh Câu 4: Xét một vi khuẩn hình cầu cĩ khối lượng khoảng 5.10–13gram, cứ 20 phút thì nhân đơi một lần. Trong điều kiện nuơi cấy tối ưu, tính thời gian cần thiết để quần thể vi khuẩn này đạt đến khối lượng 6.1027gram. Trả lời: - Số tế bào con được tạo ra = (6 . 1027) / (5 . 10–13) = (1,2 . 1040) tế bào. (Cơng thức tính số tế bào con (N) từ một tế bào mẹ qua n lần nhân đơi : N = 2n ) - Số lần nhân đơi : 2n = 1,2 . 1040 n = ( lg 1,2 + 40) / lg 2 = 132,956305  133 lần. - Thời gian cần thiết = 133 . (20 / 60) = 44 giờ 20 phút. Câu 5: Thời gian thế hệ (g) ở vi sinh vật là gì ? Thời gian thế hệ tùy thuộc những yếu tố nào ? Trả lời: * Thời gian thế hệ: Là thời gian để số lượng tế bào trong quần thể vi sinh vật tăng gấp đơi. * Yếu tố ảnh hưởng: - Lồi. - Điều kiện sống (nuơi cấy) : Nhiệt độ; điều kiện dinh dưỡng; sự cạnh tranh với các vi sinh vật khác. Câu 6: a. Trình bày tác động của độ pH đến sự sinh trưởng của vi sinh vật. Trả lời: Tác động của độ pH: Ảnh hưởng đến tính thấm chọn lọc của màng sinh chất ; hoạt động chuyển hĩa vật chất ; hoạt tính của enzim ; sự hình thành ATP trong tế bào qua đĩ ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của vi sinh vật. b. Vi khuẩn Helicobacter pylori gây viêm loét dạ dày ở người là một loại vi khuẩn thuộc nhĩm ưa trung tính. Giải thích tại sao loại vi khuẩn này vẫn cĩ thể sống được và gây tác hại trong mơi trường dạ dày người là nơi cĩ độ pH rất thấp (pH = 2 – 3). Trả lời: - Các vi khuẩn ưa trung tính thường cĩ khả năng điều chỉnh độ pH (nội bào) do đĩ vẫn cĩ thể sinh trưởng bình thường khi độ pH của mơi trường thay đổi (từ trung tính sang kiềm hay axit). + - Vi khuẩn H. pylori gắn vào tế bào tiết chất nhầy của dạ dày và tiết ra enzim urêaza phân giải urê thành ion NH4 (kiềm) nâng cao pH của mơi trường dạ dày sống được. Câu 7: a. Tại sao trong quá trình sản xuất rượu vang, nếu khơng thanh trùng đúng cách, rượu sẽ bị chua, khĩ bảo quản ? Trả lời: Trong quá trình lên men, rượu vang rất dễ bị nhiễm vi khuẩn lactic dị hình( Leuconostoc oenos ). - Nếu rượu vang khơng được thanh trùng đúng cách, vi khuẩn này cịn trong rượu vang sẽ biến đổi thành phần glucơzơ 1 thành axit lactic, CO2 , etanol, axit axetic,..→ Do đĩ rượu vang cĩ bọt và bị chua. b. Thế nào là tiếp hợp ở vi khuẩn ? Hiện tượng đĩ diễn ra như thế nào ? Trả lời: - Tiếp hợp là hình thức trao đổi vật chất di truyền, hình thức sơ khai của sinh sản hữu tính. - Cĩ hai “ giới” vi khuẩn do cĩ yếu tố F( F+) hay khơng cĩ yếu tố F ( F- ). Yếu tố F mã hĩa việc hình thành cầu sinh chất( lơng tơ) giữa 2 cá thể. - Yếu tố F theo cầu sinh chất truyền từ cá thể này sang cá thể kia. - Yếu tố F cĩ thể cài vào NST và khi đi sang cá thể kia cĩ thể kéo theo cả một số gen khác. Câu 8: Trước đây người ta hay chuyển gen của người vào tế bào vi khuẩn để sản sinh ra những protein nhất định của người với số lượng lớn. Tuy nhiên, các nhà sinh học phân tử hiện nay lại ưa dùng tế bào nấm men làm tế bào để chuyển gen của người vào hơn là dùng tế bào vi khuẩn. Giải thích tại sao? Trả lời: Vì tế bào nấm men là tế bào nhân thực nên cĩ enzym để loại bỏ intron khỏi ARN trong quá trình tinh chế để tạo mARN cịn tế bào nhân sơ, như vi khuẩn do chúng khơng cĩ gen phân mảnh nên khơng cĩ enzym cắt intron. Câu 9: Sự sinh trưởng của vi sinh vật khác với sự sinh trưởng của cơ thể đa bào như thế nào? Trả lời: - Sự sinh trưởng ở cơ thể đa bào là quá trình tăng lên về số lượng, khối lượng và kích thước của tế bào làm cơ thể lớn lên. - Mỗi vi sinh vật là 1 cơ thể đơn bào với kích thước bé, do đĩ sự sinh trưởng của vi sinh vật là sự tăng số lượng tế bào của quần thể vi sinh vật Câu 10: Hãy giải thích vì sao vi khuẩn cĩ cấu trúc đơn giản nhưng lại cĩ tốc độ sinh trưởng và sinh sản rất cao? Trả lời: - Vi khuẩn cĩ hệ enzim nằm trên màng sinh chất hoặc trong tế bào chất, enzim này cĩ hoạt tính mạnh nên vi khuẩn cĩ khả năng đồng hĩa mạnh và nhanh. - Vi khuẩn cĩ tỉ lệ S/V lớn nên cĩ khả năng trao đổi chất mạnh. - Vi khuẩn dễ phá sinh biến dị nên khả năng thích nghi cao. - Do tốc độ sinh trưởng rất nhanh nên tốc độ sinh sản nhanh. Câu 11: Hãy kể một số enzym vi sinh vật được dùng phổ biến trong đời sống và trong cơng nghiệp? Trả lời: - Trong đời sống: amilaza được dùng trong rượu nếp, làm tương; amilaza và proteaza được dùng làm chất trợ tiêu hố. - Trong cơng nghiệp: + amilaza được dùng trong cơng nghiệp bánh kẹo, cơng nghiệp dệt; + amilaza và proteaza được dùng trong cơng nghiệp sản xuất tương; + proteaza và lipaza được dùng trong cơng nghệ thuộc da;
13. + amilaza, proteaza, lipaza dùng trong cơng nghiệp chất tẩy rửa; xenlulaza được dùng trong cơng nghiệp chế biến rác thải Câu 12: Các vi sinh vật thường gặp trong đời sống hằng ngày thuộc nhĩm dinh dưỡng nào? Tại sao? Trả lời: Hĩa dị dưỡng. Vì chúng thường sinh trưởng trên các loại thực phẩm chứa các chất hữu cơ. Câu 13: Vi khuẩn cĩ những đặc điểm cơ bản nào mà người ta đã sử dụng rộng rãi chúng trong nghiên cứu di truyền học hiện đại. Trả lời: - Bộ gen đơn giản, thường gồm một NST và ở trạng thái đơn bội - Sinh sản nhanh vì vậy cĩ thể nghiên cứu trên một số lượng cá thể lớn trong thời gian ngắn. Cĩ thể nuơi cấy trong phịng TN một cách dễ dàng - Dễ tạo ra nhiều dịng biến dị - Là vật liệu sinh học nghiên cứu các quá trình biến nạp, tải nạp và tiếp hợp trong di truyền VSV Câu 14: Trong nuơi cấy khơng liên tục vi sinh vật cĩ trường hợp xảy ra hiện tượng sinh trưởng kép. Cho biết đặc điểm của hiện tượng này? Trả lời: - Trong nuơi cấy khơng liên tục vi sinh vật (VSV), khi cĩ hiện tượng sinh trưởng kép thì đường cong sinh trưởng của quần thể VSV gồm: 2 pha lag và 2 pha log - Vi khuẩn sinh trưởng kép khi mơi trường chứa nguồn cacbon gồm hỗn hợp 2 chất hữu cơ khác nhau. Khi sinh trưởng, vi khuẩn sẽ đồng hĩa trước tiên nguồn cacbon nào mà chúng “ưa thích” nhất. Khi nguồn cacbon thứ nhất cạn nguồn cacbon thứ hai cảm ứng tổng hợp E cần cho chuyển hĩa chúng. - Hiện tượng sinh trưởng kép khơng chỉ hạn chế ở nguồn cacbon và năng lượng mà thấy ở các nguồn Nitơ và Phơtpho. Câu 15: Hố tự dưỡng là gì? Viết phương trình tổng quát?Kể tên một số VK hĩa tự dưỡng? Trả lời: - Hĩa tổng hợp: là kiểu dinh dưỡng của 1 số vi sinh vật, chúng đồng hĩa CO2 (hoặc sử dụng nguồn cacbon là CO2) + - 2+ nhờ năng lượng (NL) từ các phản ứng oxi hĩa các hợp chất vơ cơ như NH4 , NO2 , H2, H2S, S, Fe , ..) để tổng hợp các chất hữu cơ khác nhau của cơ thể. - PTTQ : A (chất hữu cơ) + O2 VSV AO2 + NL (Q) CO2 + H2 + Q VSV Chất hữu cơ - Một số vi khuẩn hĩa tự dưỡng: + VK lấy NL từ hợp chất chứa Nitơ (Nitrosomonas) hoặc ( Nitrobacter) + VK lấy NL từ hợp chất chứa S, Fe ( Thiobacillus) + VK lấy NL hợp chất chứa hiđro (Hidrogenomonas) Câu16: Nội bào tử là gì? Đây có phải là hình thức sinh sản của vi khuẩn không? Vì sao? Nêu một số phương pháp tiêu diệt bào tử vi khuẩn bằng nhiệt ? Trả lời: - Nội bào tử là loại bào tử được hình thành trong tế bào vi khuẩn. - Đây không phải là hình thức sinh sản của vi khuẩn vì mỗi tế bào vi khuẩn chỉ tạo một nội bào tử và đây là hình thức bảo vệ tế bào vượt qua những điều kiện bất lợi của môi trường: chất dinh dưỡng cạn kiệt, nhiệt độ cao, chất độc hại - Khử trùng các dụng cụ mổ xẻ, vật liệu nuôi cấy bằng: + Sấy khô trong tủ sấy ở 1650C – 1700C trong 2h . + Hấp ướt bằng nồi hấp áp lực ở 1200C trong 20 -30 phút. Câu17: Phân biệt 3 kiểu chuyển hoá vật chất ở vi sinh vật: lên men, hô hấp hiếu khí, hô hấp kị khí (chất cho e-, chất nhận e- cuối cùng, năng lượng, vsv thực hiện) với nguyên liệu là cacbohidrat (glucozo). Trả lời: Chất Năng lượng thu được từ Chỉ tiêu so sánh Chất nhận e- cuối cùng VSV thực hiện cho e- 1mol gluco Hô hấp hiếu khí CHC O2 38ATP (40%NL) Phần lớn VSV - - Hô hấp kị khí CHC Oxi liên kết (SO 4, NO3 , CO2 ) 22-25ATP (25-30%NL) Các VK khử nitrat khử sunphat Lên men CHC CHC (axitpiruvic, aldehyt axetic ) 2ATP (2%NL) VK, nấm men Câu 18: Hãy nêu kiểu phân giải, chất nhận điện tử cuối cùng và sản phẩm khử của vi khuẩn lam, vi khuẩn sinh mê tan, vi khuẩn sunfat, nấm men rượu và vi khuẩn lactic đồng hình. Trả lời: Vi sinh vật Kiểu phân giải Chất nhận điện tử Sản phẩm Vi khuẩn lam Hơ hấp hiếu khí O2 H2O khử 2- Vi khuẩn sinh mêtan Hơ hấp kị khí CO3 C H4 2- Vi khuẩn khử sunfat Hơ hấp kị khí SO4 H2S
14. Nấm men rượi Lên men Chất hữu cơ, ví dụ: Êtanol Vi khuẩn lăctic đồng hình Axêtan đêhit Axit lăctic Axit piruvic Sử dụng vi khuẩn kị khí trong ruột cá để sản xuất nước mắm