Tài liệu bồi dưỡng hsg môn sinh học 10 phần vsv rất hay.Tài liệu bồi dưỡng hsg môn sinh học 10 phần vsv rất hay.Tài liệu bồi dưỡng hsg môn sinh học 10 phần vsv rất hay.Tài liệu bồi dưỡng hsg môn sinh học 10 phần vsv rất hay.Tài liệu bồi dưỡng hsg môn sinh học 10 phần vsv rất hay.Tài liệu bồi dưỡng hsg môn sinh học 10 phần vsv rất hay.
Trang 1Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi Sinh học 10 – Sinh học vi sinh vật
SINH HỌC VI SINH VẬT MỘT SỐ CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG CỦA TẾ BÀO VI SINH VẬT
I – Một số đặc điểm của tế bào nhân sơ
1 – Đặc điểm chung
- kích thước nhỏ
- cấu trúc đơn giản
+ chưa có màng nhân, vùng nhân chỉ chứa 1 phân tử AND dạng vòng
+ trong tế bào chất chỉ có riboxom và các hạt dự trữ, chưa có hệ thống nội màng
+ các bào quan chưa có màng bao bọc
+ thành tế bào cấu tạo từ peptidoglican
+ đại diện: vi khuẩn
2 – Hình thái
Có nhiều hình dạng khác nhau:
- hình cầu( cầu khuẩn ), tụ cầu khuẩn( các tế bào gắn với nhau từng đám giống chùm nho ), liên cầu khuẩn( các tế bào gắn với nhau chuỗi ), song cầu khuẩn( 2 tế bào luôn gắn với nhau từng đôi), tứ cầu khuẩn, bát cầu khuẩn,…
- vi khuẩn hình gậy gọi là trực khuẩn, các trực khuẩn gắn với nhau chuỗi gọi là liên trực khuẩn
- vi khuẩn hình xoắn gọi là xoắn khuẩn, hình sợi gọi là xạ khuẩn
II – Thành tế bào của vi khuẩn
- cấu tạo:
+ được cấu tạo từ peptidoglican:
+ ngoài ra còn có thêm axit teichoic và lớp màng ngoài
+ dựa vào việc có thêm lớp màng ngoài hay axit teichoic và lớp peptidoglican chia vi khuẩn thành 2 loại: vi khuẩn Gram (+) và vi khuẩn Gram (-)
- vi khuẩn Gram (+):
+ vd: tụ cầu khuẩn, liên cầu khuẩn, trực khuẩn, xạ khuẩn
+ vi khuẩn này có lớp peptidoglican dày và có thêm axit teichoic có điện tích âm, có vai trò trong vận chuyển ion dương vào tế bào
- vi khuẩn Gram (-):
+ vd: E.coli, vi khuẩn lậu
+ vi khuẩn này có lớp peptidoglican mỏng và được bao thêm 1 lớp màng ngoài có chức năng bảo vệ, ngăn chặn sự xâm nhập của chất kháng sinh và các chất độc khác
+ trên mặt ngoài của lớp màng này có lipopolisaccarit (LPS) – đây là 1 loại độc tố có thể gây bệnh
- phân biệt vi khuẩn Gram (+) với vi khuẩn Gram (-):
Đặc điểm Vi khuẩn Gram dương Vi khuẩn Gram âm
CHỦ ĐỀ
1
Trang 2Lipit và lipoprotein Ít Nhiều
Cấu trúc gốc tiêm mao 2 vòng ở đĩa gốc 4 vòng ở đĩa gốc
Khả năng chống chịu với tác nhân vật lí Cao Thấp
Mẫn cảm với lizozim Vách rất dễ bị phá vỡ Vách khó bị phá vỡ
- phân biệt thành phần hoá học của thành tế bào vi khuẩn Gram (+) và Gram (-):
Thành phần của thành tế bào Vi khuẩn Gram dương Vi khuẩn Gram âm
- phương pháp nhuộm Gram:
+ nhận biết vi khuẩn nhờ nhuộm Gram: khi nhuộm vi khuẩn bàng thuốc nhuộm kiềm ( tím kết tinh ) thì
vi khuẩn Gram âm sẽ không màu, vi khuẩn Gram dương có màu tím Nếu nhuộm thêm bằng axit
( fushin ) đỏ thì vi khuẩn Gram âm có màu đỏ, còn vi khuẩn Gram dương có màu tím
+ ứng dụng: nhuộm Gram vừa giúp phân loại vi khuẩn, vừa giúp lựa chọn kháng sinh phù hợp để chữa bệnh
+ cơ chế nhuộm Gram: sở dĩ VK Gram âm không màu còn VK Gram dương có màu tím khi nhuộm là
do thành tế bào là peptidoglican không bị nhuộm màu, nhưng lại ngăn cản sự thất thoát của thuốc nhuộm kiềm Khi tẩy bằng cồn thì ở VK Gram dương các lỗ ở peptidoglican dày lại, có nhiều liên kết chéo nên giữ được màu; trong khi đó ở VK Gram âm thì lớp peptidoglican mỏng, các lỗ lớn, vì vậy khi tẩy bằng dung môi sẽ làm tan lipit kích thước lỗ càng lớn hơn dễ thất thoát màu ra khỏi tế bào
VK Gram âm không có màu khi nhuộm
III – Lông roi, lông nhung và pili
1 – Lông roi
- VK chuyển động được là nhờ lông roi ( tiên mao )
- lông roi có cấu trúc dạng sợi mảnh nhưng chắc chắn
- lông roi được cấu tạo từ các thành phần:
+ thể gốc: chèn bên trong tế bào
+ móc: là 1 đoạn cong nối sợi lông với thể gốc
+ sợi roi: là phần dài vươn ra ngoài
- VK dùng lông roi chuyển động để đáp ứng 1 tín hiệu nào đó gọi là ứng động
Vd: khi VK chuyển động tới nơi có nguồn thức ăn, nơi có nồng độ cao của 1 chất nào đó ( như đường ) thì ứng động ấy gọi là hóa ứng động dương Còn nếu VK chuyển động chạy khỏi nơi có nồng độ cao
Trang 3Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi Sinh học 10 – Sinh học vi sinh vật
( như chất độc ) thì gọi là hóa ứng động âm Nếu VK chuyển động đến nơi có ánh sáng thì gọi là quang ứng động
2 – Lông nhung và pili
- ở nhiều VK Gram âm có các sợi rất mảnh, rỗng và ngắn hơn lông roi rất nhiều gọi là lông nhung hay pili Các sợi này giúp VK bám ( gắn ) vào giá thể
- về mặt cấu trúc thì lông nhung và pili giống nhau ( đều được cấu tạo từ protein pilin ), nhưng chức năng thì khác nhau
- nếu VK dùng các sợi này để gắn vào 1 VK khác ( như trong tiếp hợp ) gọi là pili
- nếu VK dùng các sợi này để gắn vào bề mặt giá thể nào đó hoặc gắn vào vật chủ gọi là lông nhung
IV – Glicocalix
- là lớp bao ngoài cùng của tế bào, nó bao gồm cả màng giáp ( capsule ) lẫn màng nhầy ( vỏ nhầy )
- glicocalix có chức năng bám và giúp bảo vệ VK thoát khỏi bị tiêu diệt bởi thực bào của tế bào bạch cầu
- thành phần hóa học của glicocalix tùy thuộc từng loài, có thể là polisaccarit, protein hoặc cả hai; nó còn chứa nước giúp tế bào vượt qua lúc khô hạn
- nếu glicocalix được tổ chức chặt chẽ gắn chắc vào thành tế bào thì gọi là màng giáp
- còn nếu glicocalix có cấu trúc lỏng lẻo, không gắn chắc vào thành tế bào thì gọi là màng nhầy ( vỏ nhầy )
TRAO ĐỔI CHẤT Ở VI SINH VẬT 1– Cơ sở trao đổi chất
- cơ sở của quá trình trao đổi chất là nhờ enzim
- không có phản ứng nào trong trao đổi chất mà không cần enzim
- enzim là protein xúc tác hoặc làm tăng tốc độ phản ứng ( enzim có thể làm tăng tốc độ của phản ứng lên hàng 10 triệu lần )
- mỗi enzim có 1 trung tâm hoạt động mà cấu hình không gian của nó bổ trợ ( liên kết, khớp ) chính xác với phân tử cơ chất Chúng gắn khít với nhau theo quy tắc khóa – chìa, vì thế enzim có tính đặc hiệu trong việc chọn cơ chất
- một số enzim muốn hoạt động được phải gắn với 1 phân tử hữu cơ gọi là côenzim Tất cả các côenzim đều là vitamin, trong đó có 3 côenzim quan trọng là: NAD+, NADP+ và FAD+ Chúng có khả năng chuyển electron trong nguyên tử hidro từ nơi này khác trong tế bào
2 – Con đường trao đổi chất
- trong trao đổi chất, khi tế bào tiến hành các biến đổi hóa học thì các phân tử này tương tác với 1 phân
tử kia, mối liên kết có thể bị phá vỡ và các phân tử khác có thể được tạo thành Năng lượng được truyền
từ 1 chất này cho 1 chất khác, nhưng các biến đổi này được tiến hành theo nhiều bước rất nhỏ
Vd: phản ứng OXH glucozo: C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O
Ở đây, khi có mặt oxi thì glucozo sẽ bị phân giải Nhưng tế bào không tiến hành chuyển hóa ngay 1 lúc,
vì nếu làm như vậy năng lượng sinh ra từ phản ứng là quá lớn và sẽ không được kiểm soát có thể phá hủy tế bào Khi thực hiện quá trình này tế bào tiến hành từ từ theo nhiều bước nhỏ, tức là theo nhiều
phản ứng chuỗi các phản ứng đó gọi là con đường trao đổi chất , trong đó sản phẩm của phản ứng
này sẽ là cơ chất ( nguyên liệu ) của phản ứng khác ( như ở trong hô hấp tế bào, sản phẩm của đường phân là cơ chất của Crep )
- con đường trao đổi chất có thể biểu diễn như sau:
E1 E2 E3 E4
A B C D P Trong đó: A là cơ chất ban đầu; P là sản phẩm cuối cùng; B, C, D là sản phẩm trung gian ( sản phẩm của phản ứng trước và cũng là cơ chất của phản ứng sau ); E1, E2, E3, E4 là enzim
3 – Đại cương về trao đổi chất ở vi sinh vật
CHỦ ĐỀ
2
Trang 4- tất cả các tế bào đều cần 3 nguồn vật chất cung cấp cho mọi hoạt động sống đó là: nguồn cacbon, nguồn năng lượng và nguồn electron
+ cần cacbon vì nó là nguyên tố chủ yếu của chất hữu cơ xây dựng nên cấu trúc tế bào ( như:
cacbohidrat, protein, lipit, axit nucleic,…)
+ cần năng lượng để phục vụ cho các quá trình như: vận chuyển, vận động, tổng hợp các thành phần của tế bào,…
+ cần nguồn electron vì sự truyền electron là 1 phần của trao đổi năng lượng và electron cũng cần cho các quá trình tổng hợp các thành phần của tế bào
- dựa vào 3 nguồn vật chất trên chia thành các kiểu dinh dưỡng sau:
Ánh sáng Quang dưỡng Electron Phân tử hữu cơ Dinh dưỡng hữu cơ
Phân tử vô cơ Dinh dưỡng vô cơ Cacbon Phân tử hữu cơ Dị dưỡng
Phân tử vô cơ Tự dưỡng ( xem thêm các kiểu dinh dưỡng ở vi sinh vật mục 2 – II – bài 22 sgk Sinh học 10 cơ bản )
4 – Hô hấp và lên men ở vi sinh vật
Nếu môi trường có oxi phân tử thì 1 số vi sinh vật tiến hành hô hấp hiếu khí ( bài 16 – Sinh học 10 cơ bản ), còn khi môi trường không có oxi phân tử thì vi sinh vật tiến hành hô hấp kị khí hoặc lên men
a – Hô hấp ở vi sinh vật
- hô hấp hiếu khí: khi có oxi phân tử ( bài 16 )
- hô hấp kị khí: phân giải cacbohidrat, chất nhận electron cuối cùng của chuỗi chuyền electron là phân tử
vô cơ ( không phải oxi )
Vd: chất nhận electron cuối cùng là NO3- trong hô hấp nitrat, là SO42- trong hô hấp sunfat
b – Lên men
- là quá trình OXH từng phần phân tử đường ( hay các chất trao đổi khác ) để giải phóng năng lượng bằng cách sử dụng 1 phân tử hữu cơ làm chất nhận electron cuối cùng chứ không phải là 1 chuỗi vận chuyển electron như trong hô hấp
- sự khác nhau giữa lên men lactic và lên men etylic: thể hiện qua sơ đồ:
Glucozo
2ADP 2NAD+
2ATP 2NADH + H+
2 piruvat ( axit piruvic )
2NADH + H+ 2CO2 ( làm nở bánh mì )
2NAD+ 2 axetaldehit
2NADH + H+
2NAD+
2 axit lactic 2 Etanol
qua sơ đồ trên ta thấy: 2 con đường lên men đều nhờ quá trình đường phân tạo ra 2 piruvat, 2 ATP, 2NADH + H+ Sau đó mỗi con đường biến đổi piruvat theo mỗi hướng khác nhau
Trang 5Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi Sinh học 10 – Sinh học vi sinh vật
SINH TRƯỞNG VÀ SINH SẢN Ở VI SINH VẬT
I – Sinh trưởng ở vi sinh vật( VSV )
1 – Thời gian thế hệ
- khái niệm: là thời gian cần thiết để 1 tế bào hoặc 1 quần thể phân chia gấp đôi( tăng gấp đôi số lượng )
- công thức tính số lượng tế bào của quần thể sau thời gian nuôi cấy t là: N = N0 x 2n ( trong đó: N0 là số lượng tế bào ban đầu, n là số lần phân chia )
- mối liên hệ giữa n, g, t: n = t/g
2 – Nuôi cấy không liên tục
- kn: là môi trường nuôi cây không được bổ sung thêm chất dinh dưỡng và không được lấy đi các chất tạo thành
- đặc điểm của 4 pha trong nuôi cấy không liên tục: xem sgk bài 25 – sinh 10 cơ bản
3 – Nuôi cấy liên tục
- kn: là môi trường nuôi cấy được liên tục bổ sung chất dinh dưỡng và liên tục lấy ra các sản phẩm
- nuôi cấu liên tục chỉ gồm 2 pha: lũy thừa và cân bằng ( không có pha tiềm phát vì VK không cần làm quen với môi trường, đã có sẵn enzim để phân giải các chất không có pha suy vong vì liên tục được lấy
đi các sản phẩm, trong đó có các sản phẩm độc hại nên hầu như VK không bị chết hoặc chết rất ít )
* môi trường nuôi cấy: có 2 loại môi trường chính:
- môi trường tổng hợp: được pha chế bằng cách cân chính xác các hóa chất biết rõ được thành phần hóa học và số lượng các chất trong môi trường
- môi trường bán tổng hợp: ngoài các chất hóa học còn có cả các dịch thủy phân thịt bò, cá, cao nấm men,… mà thành phần hóa học không biết chính xác được
Môi trường nuôi cấy có thể ở dạng lỏng( môi trường dịch thể ), ở dạng đặc( có thêm thạch ) hay ở dạng xốp
* các loại môi trường chuyên dụng dùng cho các mục đích khác nhau:
- môi trường chọn lọc: dùng cho sinh trưởng của 1 loại VSV vì có chứa chất ức chế sinh trưởng của VSV khác, vd: cho bicromat kali vào môi trường để ức chế VK nhằm phân lập xạ khuẩn dễ dàng hơn
- môi trường làm giàu: dùng cho sinh trưởng của 1 loại VSV vì có chứa chất rất cần cho sinh trưởng của VSV ấy Việc sử dụng môi trường này có thể tạo điều kiện cho chúng sinh trưởng tốt hơn để lấn át các VSV khác và đạt tới nồng độ quan sát được hoặc có thể phân lập được
- môi trường phân hóa: là môi trường có chứa thuốc nhuộm hoặc các hợp chất khác có thể tác động khi VSV thực hiện quá trình trao đổi chất, làm nổi bật lên đặc điểm đặc trưng khiến nhà VSV học có thể định loại được VSV đó 1 cách dễ dàng, vd: dùng thuốc nhuộm hidro cacbon nhạy cảm với pH sẽ làm đổi màu khi VK chuyển hóa đường sản sinh ra các sản phẩm thải có tính axit
II – Sinh sản ở VSV
1 – Sinh sản của VSV nhân sơ
a – Phân đôi
+ là hình thức chủ yếu của VK
+ tế bào VK hấp thụ và đồng hóa chất dinh dưỡng tăng kích thước sự phân chia, đồng thời màng sinh chất gấp nếp hạt mêzôxôm
+ Vòng ADN đính vào hạt mêzôxôm làm điểm tựa và nhân đôi thành 2 ADN
+ Thành tế bào thành vách ngăn để tạo ra 2 tế bào VK mới
b – N ảy chồi và tạo thành bào tử
- Sinh sản bằng ngoại bào tử: bào tử được hình thành ngoài tế bào sinh dưỡng
- Đại diện: vsv dinh dưỡng metan
c –
Sinh sản bằng bào tử đốt
- Bào tử đc h/thành do sự phân đốt của sợi sinh dưỡng( sợi xạ khuẩn ) và mỗi đốt h/thành 1 bào tử
- Đại diện: xạ khuẩn
d –
Sinh sản bằng nảy chồi
- Từ tế bào mẹ tạo thành 1 chồi, chồi lớn dần và tách ra vi khuẩn mới
- Đại diện: VK quang dưỡng màu tía
CHỦ ĐỀ
3
Trang 6* Đặc điểm chung của các bào tử sinh sản:
+ Tất cả các bào tử sinh sản chỉ có các lớp màng
+ Không có vỏ, không có hợp chất Canxi đipicôlinat
* Nội bào tử:
- một số Vk Gram(+) thường khi rơi vao tình trạng môi trường bất lợi như: khô hạn, thiếu thức ăn, nhiệt
độ cao hoặc bị tác động bởi bức xạ, các chất độc hại thì sẽ hình thành bên trong tế bào sinh dưỡng 1 cấu trúc đề kháng gọi là nội bào tử
- nội bào tử không phải là hình thức sinh sản mà chỉ là dạng nghỉ của tế bào
- nội bào tử được bao bọc bởi 1 lớp vỏ mỏng ngoài cùng gọi là vỏ ngoài, bên dưới là lớp protein dày, không thấm nước có chức năng thấm hóa chất gọi là áo bào tử Dưới lớp áo bào tử gọi là vỏ bào tử chứa peptidoglican Phía trong vỏ là thành bào tử bao bọc nguyên sinh chất hay lõi Lõi chứa riboxom và thể nhân nhưng ở dạng không hoạt động
- nội bào tử có khả năng chịu được nhiệt độ cao, thậm chí chịu được 20h trong nước sôi Khả năng này
có được chủ yếu do chứa canxidipicolinat – chất này có tác dụng làm bền axit nucleic Vì vậy việc tiêu diệt các VK gây bệnh mang nội bào tử gặp rất nhiều khó khăn( 1 số nội bào tử có thể tồn tại được 1000 năm )
- khi gặp điều kiện thuận lợi, nội bào tử có thể chuyển từ dạng nghỉ thể sinh dưỡng Tuy nhiên, trước hết nó phải được hoạt hóa nếu không thì nội bào tử không thể nảy mầm
2 – Sinh sản của VSV nhân thực
a – Sinh sản bằng bào tử
- Sinh sản vô tính:
+ Bằng bào tử kín như nấm Mucor
+ Bằng bào tử trần như nấm penicillium
- Sinh sản hữu tính: bằng bào tử qua giảm phân
b – Sinh sản bằng nảy chồi và phân đôi
- Sinh sản bằng nảy chồi:
+ Ví dụ: Nấm men rượu( Sacchromyces )
+ Từ tế bào mẹ mọc ra các chồi nhỏ rồi tách khỏi tế bào mẹ phát triển thành cơ thể mới
- Sinh sản bằng phân đôi
+ Ví dụ: Trùng đế dày, nấm men rượu rum
+ Từ tế bào mẹ phân đôi thành hai cơ thể con
* Ngoài ra còn có thể sinh sản bằng hình thức sinh sản hữu tính: hình thành bào tử chuyển động hay hợp
tử nhờ kết hợp giữa 2 tế bào
III – Nhu cầu về các chất dinh dưỡng của VSV
- giống như các tế bào của các sinh vật khác, tế bào vsv cũng cần các nguyên tố thiết yếu cho sinh trưởng và tạo các phân tử cần thiết để xây dựng tế bào như: lipit, protein, axit nucleic, cacbohidrat,… các yếu tố đó gọi là chất dinh dưỡng
- tế bào vsv cũng có nhu cầu về các chất dinh dưỡng với số lượng khác nhau Các chất được yêu cầu với
số lượng lớn gọi là các nguyên tố đại lượng( C, H, O, N,…), các nguyên tố yêu cầu với số lượng rất ít gọi là các nguyên tố vi lượng( Cu, Mg, Mo, Zn,…)
- các nhân tố sinh trưởng: xem sgk Sinh học 10 – cơ bản, tr 105
IV – Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng của VSV
1 – Một số chất hóa học gây ức chế hoặc tiêu diệt VSV
- chất kháng khuẩn: là các chất ức chế sinh trưởng hoặc giết chết VSV( gồm: chất sát trùng, chất kháng sinh, chất hóa trị liệu,…)
- chất sát trùng: là các chất ức chế hoặc diệt khuẩn không chọn lọc, dùng để chống nhiễm trùng( như: phenol, êtanol, halogen,…), các chất này không làm tổn thương da và các mô khác của cơ thể
- phenol: sử dụng dưới dạng dịch thể để sát trùng dụng cụ, ở nồng độ thấp thì ức chế, nồng độ cao thì tiêu diệt VSV Phenol có tác dụng làm mất tính bán thấm của màng sinh chất, nhưng không có tác dụng đối với bào tử
Trang 7Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi Sinh học 10 – Sinh học vi sinh vật
- êtanol: dùng sát trùng da trước khi tiêm, không có tác dụng đối với bào tử Cồn 70%( 700 ) có tác dụng sát trùng tốt hơn cồn 90% vì ở nồng độ cao, cồn làm rút nước của tế bào, ngăn cản sự xâm nhập của chính nó vào tế bào
- các halogen: có tác dụng độc đối với VK Các hợp chất chứa clo như: cloran, cloramin là các chất diệt khuẩn mạnh do hình thành axit clohidric và ôxi phân tử, có tác dụng OXH mạnh có thể phá hủy các thành phần của tế bào Cloramin được dùng để khử trùng nước trước khi đưa vào hệ thống nước máy hoặc làm sạch ao nuôi tôm, cá
- Iôt: có tác dụng sát trùng Iôt pha trong cồn( cồn iôt ) thường được dùng để sát trùng da, tẩy uế nước do
có tác dụng OXH mạnh các thành phần của tế bào
- bạc: có tác dụng diệt khuẩn mạnh do giải phóng ion vào môi trường AgNO3 được dùng làm chất sát trùng
- chất kháng sinh: một số chất như: penixillin, steptomixin, lincomycin,…là các hợp chất hữu cơ do VSV( vi nấm mốc, VK,…) hình thành nên, ngay cả ở nồng độ thấp cũng có khả năng ức chế hoặc tiêu diệt các VSV khác một cách chọn lọc Chất kháng sinh là vũ khí tuyệt vời nhất để chống nhiễm trùng Các chất hóa trị liệu như: sunphonamit, sunphamit tuy không phải là chất kháng sinh thực thụ nhưng có tính chất giống như kháng sinh nên vẫn được ghép vào chất kháng sinh
(xem thêm mục I – bài 27, sgk Sinh học 10 – cơ bản, tr 105, 106 )
2 – Các yếu tố vật lí ảnh hưởng tới sinh trưởng của VSV
- gồm: nhiệt độ, độ ẩm, pH, ánh sáng, áp suất thẩm thấu, ôxi
- các yếu tố: nhiệt độ, độ ẩm, pH, ánh sáng, áp suất thẩm thấu( xem mục II – bài 27, sgk Sinh học 10 –
cơ bản, tr 107, 108 )
- ảnh hưởng của ôxi:
+ với VK hiếu khí thì ôxi có lợi vì nó là chất nhận electron cuối cùng trong chuỗi chuyền electron con đường sản sinh nhiều ATP nhất ôxi cũng có hại vì nó là chất OXH mạnh, lấy electron của hợp chất khác làm cho các hợp chất quan trọng trong tế bào bị OXH hư hỏng không sửa chữa được
+ khi nhận electron thì ôxi có thể chuyển thành các gốc tự do rất độc như: superoxit( O2- ), peroxit hidro( H2O2 ),…
+ để tồn tại được khi có mặt ôxi, các VK hiếu khí phải sinh các enzim bảo vệ để giải độc các gốc ôxi tự
do như: enzim superoxit dismutaza( SOD ) chuyển hóa 2 gốc superoxit peroxit hidro( H2O2 ) và ôxi phân tử: SOD
2O2- + 2H+ H2O2 + O2
Peroxit hidro có thể được trung hòa nếu VK sinh các enzim catalaza hoặc peroxidaza:
catalaza
2H2O2 2H2O + O2
peroxidaza
H2O2 + 2H+ 2H2O
+ ảnh hưởng của ôxi tới tế bào tùy thuộc vào con đường trao đổi chất mà chúng sử dụng( hiếu khí, kị khí hay lên men ) và tùy thuộc cả vào việc chúng có khả năng sinh enzim giải độc hay không
+ với VK kị khí thì khi có mặt ôxi chúng bị chết vì không sinh được các enzim giải độc
+ dựa vào sự phản ứng với ôxi, VSV được chia làm 5 nhóm:
► kị khí bắt buộc: chết khi có ôxi như VK sinh metan
► kị khí chịu khí: có thể sống khi có ôxi, nhưng không dùng ôxi trong quá trình trao đổi chất
Có hay không có ôxi đều sinh trưởng như nhau, vd: Lactobacillus
► kị khí tùy tiện: có thể sử dụng ôxi trong trao đổi chất, sinh trưởng tốt khi có ôxi, nhưng vẫn
sống được khi không có ôxi, vd: E.Coli, nấm men
► vi hiếu khí: sinh trưởng tốt nhất ở nồng độ ôxi thấp nhất, vd: Helicobacterpylori ; bị chết khi
nồng độ ô xi là 21%
► hiếu khí bắt buộc: chỉ sinh trưởng được khi có mặt ôxi, vd: đa số các VK( xạ khuẩn, tụ cầu khuẩn,…)
Trang 8ĐẠI CƯƠNG VỀ VIRUT
I Khái niệm virut:
+ là thực thể chưa có cấu tạo tế bào
+ kích thước siêu nhỏ( 10 vài trăm nm )
+ cấu tạo đơn giản, hệ gen chỉ chứa 1 loại axit nucleic( ADN hoặc ARN ) được bao bọc bởi vỏ protein
II Đặc điểm khác biệt của virut với các nhóm sinh vật khác:
+ kích thước siêu nhỏ, không có cấu tạo tế bào
+ hệ gen chỉ chứa 1 loại axit nucleic( ADN hoặc ARN ), trong khi đó các tế bào có cả 2 loại
+ không có hệ thống trao đổi chất và sinh năng lượng riêng nên để nhân lên phải nhờ bộ máy tổng hợp của tế bào sống kí sinh nội bào bắt buộc
- Một số đặc điểm khác: không có hệ thống sinh tổng hợp protein riêng do không có riboxom, không có
hệ thống biến dưỡng riêng( không phân hủy thức ăn dể ATP ), không sinh trưởng cá thể, không sinh sản, không mẫn cảm với chất kháng sinh
- Virut là thể vô sinh khi nó ở ngoài tế bào vật chủ; còn khi virut đã xâm nhập vào tế bào vật chủ thì nó hoạt động như một thể sống
- Không thể nuôi cấy virut trên môi trường nhân tạo như vi khuẩn được vì đời sống của virut là kí sinh bắt buộc, chúng chỉ nhân lên được trong tế bào sống
III Cấu tạo của virut: có 2 loại virut:
1 Virut trần:
- không có vỏ ngoài
- cấu tạo gồm 2 thành phần cơ bản là: lõi axit nucleic và vỏ capsit
+ lõi axit nucleic: có thể là ADN( 1 mạch hay 2 mạch ) hoặc ARN( 1 mạch hay 2 mạch )
+ vỏ capsit: được cấu tạo từ các đơn vị protein gọi là capsôme
- tổ hợp axit nucleic và vỏ capsit nucleocapsit
2 Virut có vỏ ngoài
Ngoài 2 thành phần cơ bản là lõi axit nucleic và vỏ capsit thì một số virut có thêm vỏ ngoài:
- cấu tạo là lớp lipit kép và protein
- trên bề mặt có các gai glicoprotein( làm nhiệm vụ kháng nguyên và giúp virut bám lên bề mặt tế bào chủ )
- Vỏ ngoài thực chất là màng sinh chất của tế bào chủ nhưng bị virut cải tạo và mang kháng nguyên đặc trưng cho virut
- Virut không có vỏ ngoài gọi là virut trần, virut thiếu vỏ capsit hoặc lõi gọi là virut không nguyên vẹn hay virut khuyết tật
IV Hình thái của virut:
CHỦ ĐỀ
4
Trang 9Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi Sinh học 10 – Sinh học vi sinh vật
- mỗi virut được gọi là hạt vì chưa có cấu tạo tế bào
- ở ngoài tế bào thì virut tạo thành tinh thể
- hạt virut có 3 loại cấu trúc: xoắn, khối và hỗn hợp( phức tạp )
- Đặc điểm của các loại cấu trúc: nghiên cứu sgk
V Chu trình nhân lên của virut
1 Hấp phụ: Gai glycoprôtêin của virut khớp với thụ thể của tế bào.
2 Xâm nhập: Virut tiết lizôzôm phá huỷ màng tế bào:
- Đối với phagơ: VR chỉ bơm axit nuclêic vào tế bào chủ
- Đối với virut động vật: đưa cả axít nuclêic và prôtêin vào tế bào chủ
3 Sinh tổng hợp: VR dùng enzim và nguyên liệu của TB chủ tổng hợp axit nuclêic và prôtêin cho mình
4 Lắp ráp: Lắp axít nuclêic vào vỏ protêin tạo thành VR hoàn chỉnh.
5 Phóng thích: VR chui ra khỏi tế bào:
+ Virut nhân lên mà phá vở tế bào chủ gọi là virut độc, chu trình nhân lên là chu trình tan
+ Virut nhân lên mà không phá vở tế bào chủ gọi là virut ôn hoà, chu trình nhân lên là chu trình tiềm tan Khi có tác động từ bên ngoài VR ôn hoà có thể trở thành VR độc
VI Virut gây bệnh và ứng dụng:
1 Virut ký sinh ở thực vật:
- Có khoảng 100 loài gây bệnh ở thực vật
- Xâm nhập qua vết xây xát, vết tiêm chích của côn trùng hoặc truyền từ cây mẹ: hạt giống, cánh chiết
…
- Nhân lên và truyền sang tế bào khác qua cầu sinh chất
=> Hình thái cây thay đổi: thân lùn, còi cọc, lá đốm vàng, đốm nâu, sọc vằn, xoăn, héo hay vàng rồi rụng giảm năng suất, chất lượng
- Chưa có thuốc chống VR thực vật chọn giống sạch bệnh, vệ sinh đồng ruộng, tiêu diệt vật trung gian truyền bệnh, phát hiện ổ dich thì thu gom và đốt
2 Virút ký sinh ở VSV:
- Ký sinh gây bệnh ở nấm men, vi khuẩn
- Gây tổn thất cho ngành công nghiệp VSV sản xuất rượu, bia, mì chính, thuốc trừ sâu sinh học, kháng sinh, sinh khối…
3 Virut ký sinh ở côn trùng: Gồm 2 nhóm:
- Ký sinh gây bệnh ở côn trùng tiêu diệt côn trùng, bảo vệ thực vật
- Ký sinh côn trùng nhiễm vào người, động vật gây nhiều bệnh nguy hiểm cho người và ĐV: viêm nào ngựa, sốt xuất huyết, viêm gan B…
4 Virut ký sinh ở người và động vật:
- Gây bệnh ở người và động vật: sởi, đậu mùa, cúm, AIDS…
- Tuỳ loại mà cách lây nhiễm, tác hại khác nhau: đã biết hơn 500 bệnh do VR, nhiều bệnh lây lan nhanh thành dich: quai bị, đau mắt đỏ, sởi, sốt xuất huyết ảnh hưởng sức khoẻ và SX, nhiều bệnh nguy hiểm chưa chũa được: AIDS, SARS, Ebola…
- Hầu hết các bệnh do VR gây ra ở người và động vậtdddax được nghiên cứu kỹ nhưng nhiều bệnh chưa
có phương pháp điều trị hiệu quả phòng tránh là tốt nhất
5 Ứng dụng của VR trong thực tiễn:
- Sử dụng VR chết, nhược độc, phần kháng nguyên của VR để SX vac xin phòng chống có hiệu quả nhiều loại bệnh: đậu mùa, cúm, dại, viêm gan B, C…
- Sử dụng VR có gen không quan trọng làm thể truyền trong KT cấy gen tạo những chủng VSV có khả năng sản xuất trên quy mô công nghiệp những sản phẩm sinh học: hoocmon, enzim, prôtêin… trở giúp con người mắc một số bệnh di truyền, kích thích ST & PT ở ĐV: Insulin
- Sản xuất thuốc trừ sâu sinh học đặc hiệu, hiệu quả cao, không gây ô nhiễm MT, không gây thiệt hại cho người, ĐV và côn trùng có ích
- hạn chế sự phát triển của một số ĐV hoang dã tự nhiên: chuột, châu chấu… để bảo vệ MT
VII Bệnh truyền nhiễm và miễn dịch
1 Bệnh truyền nhiễm
a Khái niệm: Là bệnh lây lan từ cá thể này sang cá thể khác
Trang 10- Tác nhân gây bệnh rất đa dạng
- Muốn gây bệnh phải có đủ 3 điều kiện: Độc lực, số lượng, con đường xâm nhập
b Phương thức lây lan
* Truyền ngang: Qua Sol, qua đường tiêu hoá, qua tiếp xúc trực tiếp, qua động vật cắn hoặc côn trùng đốt
* Truyền dọc: Từ mẹ sang thai nhi qua nhau thai, nhiễm khi sinh nở hoặc qua sữa mẹ
c Các bệnh truyền nhiễm thường gặp do virut:
- Bệnh đường hô hấp
- Bệnh đường tiêu hoá
- Bệnh hệ thần kinh
- Bệnh đường sinh dục
- Bệnh da
2 Miễn dịch: Là khả năng của cơ thể chống lại một số tác nhân gây bệnh.
a Miễn dịch không đặc hiệu
- Mang tính bẩm sinh
- Miễn dịch không đặc hiệu không đòi hỏi có sự tiếp xúc trước với kháng nguyên
b Miễn dịch đặc hiệu: Xẩy ra khi có kháng nguyên xâm nhập gồm 2 loại:
- Miễn dịch thể dịch: Là miễn dịch sản xuất ra kháng thể
- Miễn dịch tế bào: Là miễn dịch có sự tham gia của các tế bào T độc
c Phòng chống bệnh truyền nhiễm
- Sử dụng thuốc kháng sinh
- Tiêm vắc xin
- Kiểm soát vật trung gian truyền bệnh
- Vệ sinh cá nhân và cộng đồng
BÀI TẬP VẬN DỤNG
của thuốc kháng sinh hiện nay?
Đáp án:
- đặc điểm chung của virút:
+ không có cấu tạo tế bào, sống kí sinh nội bào bắt buộc
+ chỉ có 1 loại axit nucleic( AND hoặc ARN )
+ không có hệ thống tổng hợp protein riêng( không có riboxiom ), không có hệ thống biến dưỡng riêng + không tạo màng lipit riêng( 1 số có màng bao enveloppe được tạo ra bằng cách biến đổi màng của tế bào chủ )
+ không bị tác động bởi các thuốc kháng sinh, không có khung xương tế bào, không tăng trưởng
- nguyên nhân giúp virút tránh được sự tiêu diệt của thuốc kháng sinh là do chúng kí sinh trong nhân tế bào và trong tế bào nên thuốc kháng sinh không thể trực tiếp tiếp cận để tiêu diệt được chúng
Câu 2:
a- Cho dịch huyền phù Bacillus subtilis( trực khuẩn cỏ khô ) vào môi trường có lizôzim và được đường hóa 2mol/lít Các vi khuẩn trên có thể bị nhiễm phagơ không? Vì sao?
b- Tại sao virút thực vật không thể tự xâm nhập được vào trong tế bào của thực vật? Virút thực vật lan truyền theo những con đường nào?
c- để phòng các bệnh cây trồng do virút thực vật gây ra cần có biện pháp gì?
Đáp án:
a – lizôzim có tác dụng phá hủy thành tế bào của vi khuẩn trên thành tế bào không còn thụ thể nên phagơ không thể gắn vào vi khuẩn được vi khuẩn không bị nhiễm phagơ
b - virút thực vật không thể tự xâm nhập được vào trong tế bào của thực vật vì thành tế bào thực vật dày
và không có thụ thể Đa số virút xâm nhập được vào tế bào thực vật là nhờ côn trùng: chúng ăn lá, hút
CHỦ ĐỀ
5