Bài 21 Trao đổi chất, sinh trưởng và sinh sản ở vi sinh vật A/ Câu hỏi mở đầu Trả lời câu hỏi trang 122 SGK Sinh học 10 Kết nối tri thức với cuộc sống E coli là một loại vi khuẩn sống trong đường tiêu[.]
Bài 21: Trao đổi chất, sinh trưởng sinh sản vi sinh vật A/ Câu hỏi mở đầu Trả lời câu hỏi trang 122 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với sống: E.coli loại vi khuẩn sống đường tiêu hóa người động vật Chúng sinh sản cách phân đôi Hãy tưởng tượng em nuôi vi khuẩn E.coli, sau 20 phút, em chụp ảnh qua kính hiển vi đếm số lượng vi khuẩn thời điểm (hình dưới) Theo em, có vi khuẩn E.coli ảnh tiếp theo? Em có nhận xét trình sinh sản chúng? Trả lời: - Bức ảnh vi khuẩn E coli nhân đôi tất lần Suy số lượng tế bào vi khuẩn ảnh 25 = 32 tế bào - Nhận xét trình sinh sản vi khuẩn: Quá trình sinh sản chúng diễn nhanh nhiều so với tế bào động vật thực vật Ví dụ: Cứ 20 phút, tế bào E.coli lại phân chia lần B/ Câu hỏi I QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP VÀ PHÂN GIẢI CÁC CHẤT Ở VI SINH VẬT Trả lời câu hỏi mục “Dừng lại suy ngẫm” trang 124 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với sống: Nêu số ví dụ q trình tổng hợp phân giải chất vi sinh vật Trả lời: - Ví dụ trình tổng hợp: + Vi khuẩn lam có khả tổng hợp glucose thơng qua q trình quang hợp + Vi khuẩn Rhizobium có khả chuyển hóa N2 khí thành NH3 cung cấp nguồn nitrogen cho q trình tổng hợp amino acid, từ tổng hợp protein + Tổng hợp lipid từ acid béo glycerol - Ví dụ q trình phân giải: + Phân giải protein thành amino acid + Phân giải đường đa thành đường đơn Trả lời câu hỏi mục “Dừng lại suy ngẫm” trang 124 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với sống: Quá trình tổng hợp phân giải chất vi sinh vật có giống khác so với trình động vật thực vật? Trả lời: • Giống nhau: - Tổng hợp chất hình hợp chất phức tạp từ chất đơn giản tiêu tốn lượng - Phân giải chất trình phá vỡ liên kết phân tử sinh học để tạo phân tử nhỏ đồng thời giải phóng lượng • Khác nhau: Ở VSV Tiêu chí Ở động vật thực vật Tốc độ Nhanh Chậm Cơ chế Đơn giản Phức tạp - VSV có khả tự tổng - Động vật khơng có khả tự hợp đại phân tử hữu tổng hợp chất hữu mà phải lấy Khả tổng hợp từ chất đơn giản hấp nguồn nguyên liệu lượng thụ từ môi trường cho trình tổng hợp bắt nguồn từ sinh vật tự dưỡng thực vật, tảo, số vi khuẩn - Xuất nhiều - Thực vật tổng hợp carbohydrate đường tổng hợp đường quang hợp carbohydrate khác quang hóa tổng khử, hợp,… - Phần lớn vi sinh vật có - Con người tự tổng hợp khả tự tổng hợp được 11 amino acid cịn lại phải lấy tồn 20 amino acid từ từ nguồn thức ăn khác sản phẩm trình phân giải đường nguồn nitrogen lấy từ môi trường - Những vi sinh vật dị - Quá trình phân giải chất dưỡng hoại sinh thường tiết diễn thể sinh vật Khả enzyme bên để phân giải phân giải chất hữu hấp thụ vào tế bào để phân giải tiếp Trả lời câu hỏi mục “Dừng lại suy ngẫm” trang 124 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với sống: Theo em, người ta ứng dụng trình phân giải đường đa, lipid protein vi sinh vật vào lĩnh vực nào? Giải thích lấy ví dụ minh họa Trả lời: Người ta ứng dụng q trình phân giải đường đa, lipid protein vi sinh vật vào số lĩnh vực như: sản xuất nông nghiệp, môi trường, sản xuất hàng tiêu dùng,… - Ứng dụng phân giải đường đa: + Phân giải tinh bột để sản xuất kẹo, siro, rượu,… + Tận dụng bã thải thực vật làm nấm ăn + Vi sinh vật tiết enzyme cellulase phân giải cellulose ⟶ Tạo chất mùn, làm giàu chất dinh dưỡng cho đất, tránh ô nhiễm môi trường - Ứng dụng phân giải lipid: Sản xuất nước tẩy rửa có chứa VSV enzyme phân giải dầu mỡ, sử dụng VSV xử lí chất thải nhiễm (rác thải hữu cơ, dầu loang, nước thải,…) - Ứng dụng phân giải protein: Nhờ protease vi sinh vật phân giải protein thu amino acid ứng dụng trong: làm tương, làm nước mắm,… II SINH TRƯỞNG CỦA QUẦN THỂ VI KHUẨN Trả lời câu hỏi mục “Dừng lại suy ngẫm” trang 125 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với sống: Khái niệm sinh trưởng vi sinh vật có khác so với sinh trưởng thực vật động vật? Giải thích lại có khác đó? Trả lời: - Điểm khác khái niệm sinh trưởng vi sinh vật với sinh trưởng thực vật động vật: + Sinh trưởng thực vật động vật tăng lên kích thước, khối lượng thể + Sinh trưởng VSV tăng lên mặt số lượng tế bào quần thể VSV - Có khác vì: VSV có kích thước nhỏ, khơng nhìn thấy mắt thường nên tăng lên kích thước thể khó nhận thấy, khơng giống thực vật động vật Chính nên xét tăng trưởng mức độ cao quần thể Trả lời câu hỏi mục “Dừng lại suy ngẫm” trang 125 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với sống: Nêu điểm khác trình sinh trưởng quần thể vi sinh vật môi trường nuôi cấy liên tục môi trường nuôi cấy không liên tục Tại lại có khác đó? Trả lời: • Điểm khác trình sinh trưởng quần thể vi sinh vật môi trường nuôi cấy liên tục mơi trường ni cấy khơng liên tục: Tiêu chí Ni cấy không liên tục Nuôi cấy liên tục Đặc điểm Gồm pha: VSV sinh trưởng ổn định, không sinh có pha suy vong + Pha tiềm phát trưởng + Pha lũy thừa VSV + Pha cân + Pha suy vong • Có khác q trình sinh trưởng quần thể vi sinh vật môi trường nuôi cấy liên tục môi trường nuôi cấy khơng liên tục vì: Tiêu chí Ni cấy khơng liên tục Nuôi cấy liên tục Đặc điểm - Không bổ sung chất dinh - Được bổ sung chất dinh dưỡng môi trường nuôi cấy dưỡng mới liên tục - Không lấy sản phẩm - Đồng thời lấy lượng dịch chuyển hóa ni cấy tương đương → Môi trường không ổn định, chất → Mơi trường ổn định, vi sinh vật độc tích lũy, chất dinh dưỡng cạn ln có đủ chất dinh dưỡng kiệt khiến xuất pha suy vong không bị tích lũy chất độc khiến khơng xuất pha suy vong Trả lời câu hỏi mục “Dừng lại suy ngẫm” trang 125 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với sống: Trong công nghệ vi sinh, việc nuôi cấy vi sinh vật thu sinh khối để sản xuất chế phẩm sinh học có giá trị thực môi trường nuôi cấy nào? Vì sao? Trả lời: Trong cơng nghệ vi sinh, việc nuôi cấy vi sinh vật thu sinh khối để sản xuất chế phẩm sinh học có giá trị thực môi trường nuôi cấy liên tục Vì ni cấy liên tục, mơi trường ni cấy ổn định, số lượng VSV trì mức độ cân cho suất sản phẩm đạt cao III CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SINH TRƯỞNG CỦA QUẦN THỂ VI KHUẨN Câu hỏi mục “Dừng lại suy ngẫm” trang 128 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với sống: Trình bày ảnh hưởng yếu tố bên ngồi đến sinh trưởng vi sinh vật Con người ứng dụng biểu biết lĩnh vực y tế đời sống ngày? Cho vài ví dụ minh họa Trả lời: Yếu tố Nhiệt độ lí học - Làm Độ ẩm Áp suất pH thẩm thấu - Nước dung - Ảnh hưởng - Áp tính mơi chất đến tính thấm thẩm biến dinh protein, Ánh sáng suất - Ánh sáng thấu cần thiết dưỡng, qua màng, cao gây co cho nucleic acid tham gia chuyển hóa nguyên sinh trình quang Ảnh hưởng Ảnh hưởng trình thủy phân chất tế tế bào vi hợp đến chất bào, hoạt hóa sinh tốc độ - Mỗi loại vi enzyme, phản ứng sinh vật sinh hình sinh hố trưởng tế bào - ATP,… khiến chúng quang tự thành không phân dưỡng, tác chia giới hạn độ - Dựa vào độ - Chia ẩm định vật vi sinh vật Áp pH, vi sinh vật thẩm động đến suất bào tử sinh thấu sản, tổng nhóm: VSV đưa chia làm thấp làm hợp sắc tố, ưa nhóm: vi sinh tế bào vi sinh chuyển lạnh, VSV ưa ấm, vật ưa acid, vi vật bị trương động hướng VSV ưa sinh nhiệt kiềm, vi sinh thể vỡ (đối VSV ưa siêu vật ưa pH trung với vi nhiệt tính vật ưa nước có sáng,… khuẩn khơng có thành tế bào) - Dùng nhiệt - Dùng nước để - Tạo điều kiện - Điều chỉnh - Dùng độ cao để khống chế sinh ni cấy thích áp suất thẩm xạ điện từ trùng trưởng hợp với thấu để bảo để ức chế, chất nhóm VSV có nhóm VSV lỏng, thực hại phẩm, dụng thích Ứng dụng cụ,… trưởng quản kích - Điều chỉnh pH phẩm thực tiêu diệt vi sinh vật sinh môi trường để với ức chế VSV - Dùng nhiệt nhóm VSV có gây hại kích độ thấp để ích thích VSV có kìm hãm - Điều chỉnh độ ích sinh trưởng ẩm lương vi sinh thực vật thực phẩm, đồ dùng phơi khô, sấy khô - Bảo quản - Phơi khô, sấy - Muối chua - Ngâm rau - Bảo quản Ví dụ thức ăn khơ lương thực, hoa để tủ lạnh nước rau củ thực phẩm, hạn chế phát muối, làm đồ dùng ướp phương triển vi siro, - Dùng nhiệt sinh vật gây muối, độ cao để thối khử khuẩn đường ướp pháp chiếu thực xạ phẩm dụng cụ y tế Câu hỏi mục “Dừng lại suy ngẫm” trang 128 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với sống: Nêu tác dụng kháng sinh việc điều trị bệnh vi sinh vật gây Thế tượng kháng kháng sinh, nêu nguyên nhân tác hại tượng Trả lời: - Tác dụng kháng sinh việc điều trị bệnh vi sinh vật gây ra: Kháng sinh giúp ức chế tiêu diệt vi khuẩn có tính chọn lọc theo nhiều chế khác ức chế tổng hợp thành tế bào, protein hay nucleic acid… vi khuẩn Người ta sử dụng kháng sinh để điều trị bệnh gây VSV, giúp cứu sống nhiều người thúc đẩy ngành chăn nuôi phát triển - Hiện tượng kháng kháng sinh: + Khái niệm: Hiện tượng kháng kháng sinh tượng xảy mầm bệnh hay vi khuẩn có khả tạo cách chống lại thuốc kháng sinh làm cho kháng sinh tiêu diệt ngăn chặn phát triển chúng + Nguyên nhân: Sử dụng thuốc kháng sinh không theo định bác sĩ bệnh nhân tự ý dùng thuốc, sử dụng rộng rãi thuốc kháng sinh chăn nuôi + Hậu quả: Vi khuẩn kháng thuốc kháng sinh làm cho việc điều trị bệnh nhiễm khuẩn trở nên khó khăn, chí điều trị Nhiễm khuẩn vi khuẩn đề kháng buộc bác sĩ phải sử dụng thuốc kháng sinh thay thế, thường có độc tính cao dẫn đến thời gian nằm viện kéo dài gây tốn chi phí y tế Câu hỏi mục “Dừng lại suy ngẫm” trang 128 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với sống: Loét dày cho ăn nhiều thức ăn cay căng thẳng thần kinh, biết vi khuẩn (Helicobacter pylori) gây Với phát này, việc điều trị loét dày thay đổi nào? Trả lời: Loét dày cho ăn nhiều thức ăn cay căng thẳng thần kinh, biết vi khuẩn Helicobacter pylori) gây Với phát này, việc điều trị loét dày thay đổi: điều trị thuốc kháng sinh để tiêu diệt vi khuẩn HP IV CÁC HÌNH THỨC SINH SẢN CỦA VI SINH VẬT Câu hỏi mục “Dừng lại suy ngẫm” trang 129 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với sống: Vi sinh vật có hình thức sinh sản nào? Nêu đặc điểm hình thức cho ví dụ Trả lời: - Những hình thức sinh sản VSV: phân đơi, nảy chồi, hình thành bào tử + Phân đơi: hình thức phổ biến nhất, từ tế bào mẹ phân chia thành tế bào giống nhau, phân đơi vơ tính hữu tính theo cách tiếp hợp Ví dụ: Phân đơi trùng roi Euglena, trùng giày Paramecium + Hình thành bào tử: Nấm có khả sinh sản bào tử vơ tính hữu tính, vi khuẩn sinh sản nhờ ngoại bào tử Có nhiều loại bào tử khác bào tử đính nấm, bào tử tiếp hợp nấm tiếp hợp, ngoại bào tử hay bào tử đốt xạ khuẩn Ví dụ: Sinh sản bào tử đính nấm + Nảy chồi: phương thức sinh sản vơ tính đặc trưng số vi sinh vật vi khuẩn quang dưỡng màu tía, nấm men Một cá thể dần hình thành phía cá thể mẹ Cá thể sau trưởng thành tách thành cá thể độc lập Khác với phân đôi, cá thể mẹ nảy chồi nhiều cá thể Ví dụ: Nảy chồi nấm men Saccharomyces cerevisiae Câu hỏi mục “Dừng lại suy ngẫm” trang 129 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với sống: Các hình thức sinh sản vi sinh vật nhân sơ (vi khuẩn) có khác so với vi sinh vật nhân thực (vi nấm)? Trả lời: - VSV nhân sơ (vi khuẩn): sinh sản vơ tính; phân đơi vơ tính, sinh sản nhờ ngoại bào tử, nảy chồi phương thức sinh sản vô tính đặc trưng - VSV nhân thực (vi nấm): sinh sản theo hai phương thức vơ tính hữu tính; phân đơi hữu tính theo cách tiếp hợp, sinh sản bào tử dạng vơ tính hữu tính, nảy chồi gặp số đối tượng C/ Luyện tập vận dụng Trả lời câu hỏi mục “Luyện tập vận dụng” trang 130 SGK Sinh học 10 Kết nối tri thức với sống: Trong môi trường nuôi cấy không liên tục, số lượng tế bào vi khuẩn tăng nhanh pha nào? A Pha lũy thừa B Pha cân C Pha suy vong D Pha tiềm phát Trả lời: Đáp án là: A Tại pha lũy thừa (vi khuẩn làm quen với môi trường đồng thời chất dinh dưỡng đầy đủ), vi sinh vật phân chia mạnh mẽ theo tiềm năng, số lượng tế bào tăng theo lũy thừa đạt đến cực đại cuối pha Trả lời câu hỏi mục “Luyện tập vận dụng” trang 130 SGK Sinh học 10 Kết nối tri thức với sống: Hãy giải thích người ta điều khiển nhiệt độ, độ ẩm, độ pH, áp suất thẩm thấu để bảo quản thực phẩm Trả lời: Người ta điều khiển nhiệt độ, độ ẩm, độ pH, áp suất thẩm thấu để bảo quản thực phẩm thực phẩm có chứa nhiều VSV Để bảo quản thực phẩm lâu dài cần điều khiển sinh trưởng VSV Mà trình sinh trưởng VSV thực phẩm bị ảnh hưởng yếu tố nhiệt độ, độ ẩm, độ pH, áp suất thẩm thấu Cụ thể: + Nhiệt độ: ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng hóa học, sinh hóa học tế bào Nhiệt độ cao làm VSV chết, nhiệt độ thấp kìm hãm sinh trưởng VSV + Độ ẩm: loại VSV sinh trưởng giới hạn độ ẩm định, giới hạn độ ẩm khiến sinh trưởng VSV bị ức chế + Độ pH: ảnh hưởng đến tính thấm qua màng, hoạt động chuyển hóa vật chất tế bào, hoạt tính enzyme, hình thành ATP,… Mỗi loại VSV sinh trưởng giới hạn pH định, giới hạn pH khiến sinh trưởng VSV bị ức chế + Áp suất thẩm thấu: Áp suất thẩm thấu cao gây co nguyên sinh tế bào VSV khiến chúng không phân chia Áp suất thẩm thấu thấp làm cho tế bào VSV bị trương nước vỡ (đối với vi khuẩn khơng có thành tế bào) Trả lời câu hỏi mục “Luyện tập vận dụng” trang 130 SGK Sinh học 10 Kết nối tri thức với sống: Vi sinh vật hoạt động phân giải chất hữu chúng nguyên nhân chủ yếu gây hỏng thực phẩm Dựa vào kiến thức học, em đề xuất số biện pháp bảo quản thực phẩm Trả lời: Một số biện pháp bảo quản thực phẩm: - Bảo quản lạnh - Bảo quản phương pháp phơi khô, sấy khô - Bảo quản ướp muối, ướp đường - Bảo quản chiếu xạ - Bảo quản phương pháp lên men, muối chua,… Trả lời câu hỏi mục “Luyện tập vận dụng” trang 130 SGK Sinh học 10 Kết nối tri thức với sống: Hãy giải thích bệnh vi sinh vật gây (bệnh tả, nấm,…) dễ xuất phát triển thành dịch vùng nhiệt đới so với vùng ơn đới Vì thực phẩm đồ dùng vùng nhiệt đới nhanh bị hỏng không bảo quản cách? Trả lời: Ở vùng nhiệt đới có nhiệt độ ấm, độ ẩm cao, điều kiện thuận lợi cho VSV gây bệnh, VSV gây hỏng thực phẩm đồ dùng sinh trưởng, phát triển mạnh so với vùng ôn đới có nhiệt độ thấp độ ẩm thấp Do đó, bệnh vi sinh vật gây (bệnh tả, nấm,…) dễ xuất phát triển thành dịch vùng nhiệt đới so với vùng ôn đới đồng thời thực phẩm đồ dùng vùng nhiệt đới nhanh bị hỏng không bảo quản cách Trả lời câu hỏi mục “Luyện tập vận dụng” trang 130 SGK Sinh học 10 Kết nối tri thức với sống: Bạn A bị cảm lạnh, đau họng, ho, sổ mũi, nhức đầu Để đỡ thời gian khám, bạn hiệu thuốc mua thuốc kháng sinh nhà tự điều trị Theo em việc làm bạn có nên hay khơng? Vì sao? Trả lời: Theo em, việc làm bạn khơng nên vì: Bạn chưa biết xác nguyên nhân gây bệnh, triệu chứng gặp phải nhiều nguyên nhân khác không thiết vi sinh vật Kể nguyên nhân gây bệnh vi sinh vật sử dụng kháng sinh không không đem lại hiệu Thậm chí, việc làm gây tượng kháng kháng sinh, vi khuẩn kháng thuốc kháng sinh làm cho việc điều trị bệnh nhiễm khuẩn trở nên khó khăn, chí khơng thể điều trị ... kháng sinh để tiêu diệt vi khuẩn HP IV CÁC HÌNH THỨC SINH SẢN CỦA VI SINH VẬT Câu hỏi mục “Dừng lại suy ngẫm” trang 129 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với sống: Vi sinh vật có hình thức sinh. .. “Dừng lại suy ngẫm” trang 125 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với sống: Trong công nghệ vi sinh, việc nuôi cấy vi sinh vật thu sinh khối để sản xuất chế phẩm sinh học có giá trị thực mơi trường... trang 129 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với sống: Các hình thức sinh sản vi sinh vật nhân sơ (vi khuẩn) có khác so với vi sinh vật nhân thực (vi nấm)? Trả lời: - VSV nhân sơ (vi khuẩn): sinh