Tài liệu ôn thi HSG sinh học 10 nâng cao

CHUYÊN ĐỀ I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THẾ GIỚI SỐNG ĐƠN VỊ PHÂN LOẠI VÀ CÁC BẬC PHÂN LOẠI * Đơn vị phân loại sở hệ thống tiến hóa lồi (species) * Các bậc phân loại chính: Loài (species) → Chi (genus) → Họ (familia) → Bộ (ordo) → Lớp (classis) → Ngành (divisio) → Giới * Ngồi có bậc trung gian: - Tơng (tribus): bậc họ chi - Nhánh hay tổ (sectio) loạt hay dãy (series): bậc chi loài - Thứ (varietas) dạng (forma): bậc loài * Bậc phụ thuộc: thêm tiếp đầu ngữ sub (phân, dưới), super (liên, trên) Ví dụ: Sub ordo: phân bộ, super ordo: liên * Taxon: nhóm cá thể thuộc mức độ thang chia bậc Hay taxon nhóm sinh vật có thật chấp nhận làm đơn vị phân loại mức độ Ví dụ: Lồi bậc bậc phân loại Ngô (Zea mays) taxon Như bậc bậc phân loại xác định vị trí loạt bậc nối tiếp nhau, bậc taxon bậc phân loại mà thành viên (Takhtajan 1966) CÁCH GỌI TÊN CÁC BẬC PHÂN LOẠI * 1753 Carolus Linnaeus(Linné) đưa cách đặt tên loài từ latinh ghép lại gọi danh pháp lưỡng nôm * Nguyên tắc đặt tên loài: - Từ đầu danh từ tên chi luôn viết hoa, từ sau tính từ lồi, khơng viết hoa; in nghiêng - Sau tên loài tên tác giả: thường viết tắt hay nguyên họ tác giả công bố tên đầu tiên, in thẳng đứng Ví dụ: Oryza sativa L Tên họ: Tên chi điển hình + -aceae Tên bộ: Tên họ điển hình, đổi -aceae thành -ales Tên lớp: Tên điển hình, đổi -ales thành -atae -opsida Tên ngành: tên lớp điển hình, đổi -psida thành -phyta Ví dụ: - Magnolia grandiflora L.: Ngọc lan hoa to - Magnolia(Chi Ngọc lan) → Magnoliaceae → Magnoliales → Magnoliopsida → Magnoliophyta * Đối với nấm tảo có thay đổi - Ngành nấm: mycota → Lớp nấm: -mycetes Ví dụ: Ngành Nấm Mycota → Lớp Nấm tiếp hợp Zygomycetes - Ngành tảo: -phyta → Lớp tảo: -phyceae Ví dụ: Ngành tảo Chlorophyta → Lớp Volvocophyceae * Nếu loài có thực chưa biết tên xác, chưa thể cơng bố tên viết tên chi kèm chữ sp Ví dụ: Acacia sp * Nếu nhiều lồi chi quần xã thực vật chưa xác định xác, người ta ghi tên chi kèm chữ spp Ví dụ: Acacia spp MỘT SỐ PHƯƠNG THỨC SỐNG VÀ DINH DƯỠNG, SINH SẢN CỦA SINH VẬT Phương thức dinh dưỡng Kiểu dinh dưỡng Nguồn lượng Nguồn cácbon Quang tự dưỡng Ánh sáng CO2 Hóa tự dưỡng Chất vô CO2 Quang dị dưỡng Ánh sáng Chất hữu Hóa dị dưỡng Chất hữu Chất hữu Phương thức sống:  Sống tự do:  Kí sinh: Là vi khuẩn sống bám dựa vào chất hữu thể sống khác  Hoại sinh: Là Vi khuẩn sống nhờ vào phân giải chất hữu có sẵn (xác động thực vật )  Cộng sinh: Sinh sản  Sinh sản vơ tính: Sinh sản sinh dưỡng, sinh sản bào tử  Sinh sản tiếp hợp (ở vi khuẩn)  Sinh sản hữu tính I Các cấp tổ chức giới sống - Các cấp tổ chức giới sống: Nguyên tử phân tử bào quan tế bào mô quan hệ quan thể quần thể quần xã hệ sinh thái sinh - Các cấp tổ chức sống chính: Tế bào, thể, quần thể, quần xã, hệ sinh thái Học thuyết tế bào: Mọi thể sống cấu tạo từ tế bào tế bào sinh cách phân chia tế bào Thế giới sinh vật tổ chức theo thứ bậc chặt chẽ, tế bào đơn vị tổ chức sống II Đặc điểm chung cấp tổ chức sống Tổ chức theo nguyên tắc thứ bậc - Tổ chức sống cấp làm tảng để xây dựng nên tổ chức sống cấp - Tổ chức sống cao khơng có đặc điểm tổ chức sống cấp thấp mà có đặc tính trội Hệ thống mở tự điều chỉnh - Hệ thống mở: Sinh vật tổ chức không ngừng trao đổi vật chất lượng với môi trường àsinh vật không chịu tác động mơi trường mà góp phần làm biến đổi môi trường - Mọi cấp độ tổ chức từ sống đến cao có chế tự điều chỉnh để đảm bảo trì điều hòa cân hệ thống hệ thống cân phát triển Thế giới sống liên tục tiến hóa - Thế giới sinh vật liên tục sinh sơi nảy nở khơng ngừng tiến hóa - Các sinh vật Trái Đất có đặc điểm chung có chung nguồn gốc ln tiến hóa theo nhiều hướng khác giới sống đa dạng phong phú III Giới hệ thống phân loại giới III.1 Khái niệm - Giới đơn vị phân loại lớn nhất, bao gồm ngành sinh vật có chung đặc điểm định - Hệ thống phân loại từ thấp đến cao sau : Loài ( species) chi (Genus) họ (family) (ordo) àlớp (class) ngành ( division) giới (regnum) III.2 Hệ thống phân loại giới - Dựa vào đặc điểm chung nhóm sinh vật, hai nhà khoa học : Whittaker Margulis đưa hệ thống phân loại giới: (1) Giới Khởi sinh (Monera) [Tế bào nhân sơ] (2) Nguyên sinh(Protista) (3) Giới Nấm(Fungi) (4) Giới Thực vật(Plantae) (5) Giới Động vật(Animalia) III.3 Đặc điểm giới Giới Khởi sinh (Monera) - Đại diện: vi khuẩn - Đặc điểm: nhân sơ, bé nhỏ (1-5 mm) - Phân bố: vi khuẩn phân bố rộng rãi - Phương thức sinh sống: hoại sinh, tự dưỡng, kí sinh… Giới Nguyên sinh (Protista) - Đại diện: tảo, nấm nhầy, động vật nguyên sinh - Tảo: sinh vật nhân thực, đơn bào đa bào, có sắc tố quang hợp, quang tự dưỡng, sống nước - Nấm nhầy: sinh vật nhân thực, dị dưỡng, hoại sinh Cơ thể tồn pha: pha đơn bào giống trùng amip, pha hợp bào khối chất nhầy chứa nhiều nhân - Động vật nguyên sinh: đa dạng Là sinh vật nhân thực, dị dưỡng tự dưỡng Giới Nấm (Fungi) - Đại diện: nấm men, nấm sợi, nấm đảm, địa y - Đặc điểm chung: nhân thực, thể đơn bào đa bào, cấu trúc dạng sợi, phần lớn thành tế bào có chứa kitin - Sinh sản: hữu tính vơ tính nhờ bào tử - Sống dị dưỡng Giới Thực vật (Plantae) - Giới Thực vật gồm ngành: Rêu, Quyết, Hạt trần, Hạt kín - Đặc điểm: đa bào, nhân thực, có khả quang hợp, sống tự dưỡng, có thành tế bào cấu tạo xenlulơzơ - Vai trò: cung cấp thức ăn cho giới động vật, điều hòa khí hậu, hạn chế xói mòn, sụt lở, lũ lụt, hạn hán, giữ nguồn nước ngầm, cung cấp sản phẩm phục vụ nhu cầu người Giới Động vật (Animalia) - Giới Động vật gồm ngành: Thân lỗ, Ruột khoang, Giun dẹp, Giun tròn, Giun đốt, Thân mềm, Da gai Động vật có dây sống - Đặc điểm: đa bào, nhân thực, dị dưỡng, có khả di chuyển, phản ứng nhanh, thể có cấu trúc phức tạp, chun hóa cao - Vai trò: góp phần làm cân hệ sinh thái, cung cấp thức ăn, nguyên liệu… cho người… C ác quan điểm phân chia giới sinh vật Thế giới sinh vật bao quanh vô phong phú đa dạng.Theo dự báo nhiều nhà khoa học cho biết số lượng loài sinh vật trái đất đạt đến - 33 triệu loài biết 1.392.485 loài thực vật; 1.500.000 loài nấm, 1.100.813 loài động vật Đơn vị phân loại sinh vật lớn Giới Tuy nhiên, sinh vật chia làm giới chưa thống nhà sinh học I Quan điểm giới - Aristote (năm 370 trước công nguyên) sinh giới chia thành giới Động vật Thực vật - Carlvon Linne (1707-1778) : Tiêu chí để phân chia sinh giới dựa vào khả di động sinh vật , phân chia sinh vật thành giới: (1) Animalia ( Động vật) : thể có khả vận động chủ động dinh dưỡng kiểu toàn dưỡng (dị dưỡng) (2) Plantae ( Thực vật): thể sống nơi cốđịnh quang hợp (tự dưỡng) Ưu điểm - Hệ thống phân chia sinh giới ông chưa hoàn thiện bước đầu giúp nhà khoa học phân loại sinh giới ngày hệ thống ơng sử dụng - Việc phân chia thành giới sinh vật nguyên sinh nhằm khắc phục khó khăn việc xếp sinh vật vừa mang tính chất động vật, vừa mang tính chất thực vật vào giới động vật (Animalia) hay giới thực vật (Plantae) Nhược điểm - Hệ thống phân loại Carlvon Linne nhiều thiếu sót - Hệ thống phân loại nhiều mâu thuẫn với tự nhiên Linne thừa nhận phương diện hệ thống ông thiếu hoàn chỉnh II Quan điểm giới Năm 1866, Ernst Haeckel đề xuất hệ thống giới với bổ sung Giới Protista giới chứa phần lớn vi sinh vật Ernst Haeckel chia sinh giới làm giới: (1) Giới Monera: Giới khởi sinh, tiền nhân (Vi khuẩn) (2) Giới Plantae (thực vật): Nấm, thực vật bậc thấp, thực vật bậc cao (3) Giới Animalia (động vật) : Protista (động vật nguyên sinh), động vật bậc thấp, động vật bậc cao Ưu điểm: Ernst Haeckel không dựa vào khả di động sinh vật để phân chia sinh vật mà dựa vào cấu tạo hoàn thiện nhân để phân chia có nhân thật hay chưa có nhân thật Nhược điểm: Ernst Haeckel đặt Tảo đỏ (Plorideae Plorideopyceae) Tảo lục lam (Archephyta Cyanobacteria) Giới Plantae(thực vật) Nhưng phân loại coi tương ứng thuộc Giới Protista Bacteria(Vi khuẩn) III Quan điểm vực giới * Quan điểm Edouard Chatton(1937) Edouard Chatton chia sinh giới làm vực: * Quan điểm Herbert Copenland (1956) Đề xuất Chatton không chọn ngay; hệ thống điển hình Herbert Copeland, ơng xếp sinh vật nhân sơ (Prokaryota) vào giới riêng, ban đầu gọi Mychota sau gọi Monera hay Bacteria thống bốn giới Copeland đặt tắt sinh vật nhân chuẩn mà không động vật hay thực vật vào giới Protista Những hạn chế - Khơng có vị trí cho nhóm Nấm, có kiểu dinh dưỡng hấp thụ - Protoctista tập hợp nhân tạo thể hai giới: Động vật Thực vật mà khơng thể tính đích thực giới riêng Khó vẽ ranh giới tách thể Protoctista đa bào với hai giới IV Quan điểm giới : Quan điểm Whittaker (1959) - Robert Whittaker công nhận giới bổ sung cho nấm Fungi - Kết Hệ thống năm giới, đề xuất năm 1968, trở thành tiêu chuẩn phổ biến với số cải tiến sử dụng nhiều tác phẩm sinh học, tạo thành tảng cho hệ thống nhiều giới Nó dựa chủ yếu vào khác biệt cách thức lấy chất dinh dưỡng (1) Monera: Bacteria, Khơng có nhân, thể bé nhỏ (0,5-5µ), sống Trái Đất cách khoảng 3,8 tỷ năm Đó Vi khuẩn Tảo lam (2) Protista: Protozoa (Amoeba, Ciliates, Diatoms, Dinoflagellates, etc.), thể có nhân, thể gồm tế bào, lớn (>10µ), sống cách 2,0-1,5 tỷ năm Đó sinh vật đơn bào (3) Fungi: thể đa bào, hoại sinh, sống cách hấp thu thức ăn qua màng tế bào, không quang hợp (4) Plantae: thể đa bào, tự dưỡng (quang hợp), có lục lạp, xuất cách 450 triệu năm Đó Tảo lớn, Rêu, Dương xỉ, Cây có hoa (5) Animalia: thể đa bào, dị dưỡng, sinh sản hữu tính xuất cách 700 triệu năm Đó Động vật khơng xương sống Động vật có xương sống V Quan điểm giới : Quan điểm Carl Woese (1977) - Bằng cách xác định trình tự nucleotid ARNr nhóm vi sinh vật khác C Woese có phát kiến bất ngờ vị trí chủng loại phát sinh vi khuẩn - Kết nhóm Vi khuẩn cổ (Archebacteria) gồm loài vi khuẩn sống môi trường đặc biệt suối nước nóng hồ nước mặn khác biệt với Vi khuẩn thật (Eubacteria) coi hai nhánh tiến hóa Prokaryota Trên sở Woese đưa hệ thống sinh giới gồm sáu giới (1) Eubacteria: Vi khuẩn (2) Archaeabacteria: Vi kuẩn cổ (VSV cổ) (3) Protista: Protozoa (Amoeba, Ciliates, Diatoms, Dinoflagellates, etc.), thể có nhân, thể gồm tế bào, lớn (>10µ), sống cách 2,0-1,5 tỷ năm Đó sinh vật đơn bào (4) Fungi: thể đa bào, hoại sinh, sống cách hấp thu thức ăn qua màng tế bào, không quang hợp (5) Plantae: thể đa bào, tự dưỡng (quang hợp), có lục lạp, xuất cách 450 triệu năm Đó Tảo lớn, Rêu, Dương xỉ, Cây có hoa (6) Animalia: thể đa bào, dị dưỡng, sinh sản hữu tính xuất cách 700 triệu năm Đó Động vật khơng xương sống Động vật có xương sống VI Quan điểm Vực - Trên sở thành tựu phân tích ADN ARNr nhiều tác giả đến thống đưa phạm trù bao trùm mang tính tổng qt liên giới / Tổng giới (Domain) Ý tưởng liên giới / Tổng giới (Superkingdom) đưa The Wellsprings of Life (Issac Arinov, 1960) Ba liên giới / Tổng giới: Archaea, Bacteria Eukarya (Eukaryota) lần Woose cộng (1990) thức đề nghị sau nhiều tác giả ủng hộ nhiều sách giới sử dụng giảng dạy (J.H Postlethwait and J.L Hopson 1995; P H Raven, Ray F Evert et Susan E Eichhorn 2003) II Câu hỏi Câu : Cơ thể sống có dấu hiệu riêng biệt mà giới vơ sinh khơng có ? - Cấu tạo thành phần protein axit nucleic đặc trưng Phân tử AND tự nhân đôi đảm bảo chế sinh sản di truyền trình tự sao, AND phát sinh biến dị di truyền qua nhiều hệ làm cho hệ gen ngày đa dạng - Thường xuyên tự đổi thành phần cấu tạo thể - Có khả tự điều hồ nhờ hoạt động hệ enzim hoocmon - Qua trao đổi chất lượng với môi trường thường dẫn đến sinh trưởng phát triển Trong vật thể vô sinh tương tác với môi trường thường bị biến tính dẫn đến phân huỷ Câu : Vì nói ngành Thực vật hạt kín ngành tiến hố nhất? - Có hệ mạch phát triển đưa chất dinh dưỡng nuôi khắp thể - Thụ phấn nhờ gió trùng khơng phụ thuộc vào nước khả thụ phấn cao - Thụ tinh kép: ngồi tạo hợp tử tạo phơi nhũ làm nguồn dinh dưỡng nuôi hợp tử - Giàu chất dinh dưỡng nuôi hợp tử phát triển nên tỉ lệ nảy mầm, sống sót cao - Hạt bảo vệ nên tránh tác động bất lợi Với đặc điểm mà có thực vật hạt kín có kể làm cho chúng có khả thích nghi cao với mơi trường sống, khu vực phân bố rộng ngành tiến hóa Câu : Loài sinh vật xem dạng trung gian thực vật đơng vật sao? Euglena sp - Nhà thực vật học xếp chúng vào thực vật nguyên sinh (tảo): tảo mắt - Nhà động vật học xếp chúng vào động vật nguyên sinh: trùng roi Euglena sp - Có lục lạp, mơi trường có ánh sáng quang hợp tạo chất hữu - Khi thiếu ánh sáng kéo dài, lục lạp thoái hoá, chúng di chuyển, bắt mồi dị dưỡng giống động vật Câu : Nêu điểm khác vi khuẩn lam tảo lục Khuẩn lam Tảo lục Thuộc giới khởi sinh Thuộc giới nguyên sinh Thành peptidoglycan Thành xenlulozo Nhân sơ Nhân thực Chưa có lục lạp Có lục lạp Đơn bào Đơn bào đa bào Ít bào quan Nhiều bào quan Câu : So sánh không bào tế bào động vật thực vật cấu tạo chưc năng? Không bào tế bào thực vật Không bào tế bào động vật Cấu - Kích thước lớn hơn, thường phổ biến - Kích thước nhỏ hơn, có số - loại tế bào - Chứa hợp chất hữu cơ, enzim - Hình thành tuỳ lúc trạng thái hoạt động tế bào Chức Tuỳ loại tế bào: dự trữ nước, muối khoáng, Tiêu hoá nội bào, tiết, co bóp điều hồ áp suất thẩm thấu, chứa sắc tố Câu 6: Vì địa y khơng thuộc giới thực vật, mà xếp vào giới nấm khơng hồn tồn xác Địa y kết mối quan hệ cộng sinh nấm tảo lục hay vi khuẩn lam (có chất diệp lục) - Địa y khơng phải thực vật khơng có cấu tạo tế bào đặc trưng thực vật khơng có cấu trúc mơ, quan thực vật đa bào bậc cao - Địa y không đơn nấm cấu tạo ngồi tế bào sợi nấm có tế bào tảo lục hay vi khuẩn lam có chất diệp lục Câu 7: Các vi sinh vật thường gặp đời sống ngày thuộc nhóm dinh dưỡng nào? Tại sao? + Hóa dị dưỡng + Vì chúng thường sinh trưởng loại thực phẩm chứa chất hữu Câu 8: Tại nói hệ sống hệ thống mở tự điều chỉnh? Cho ví dụ - Hệ sống hệ thống mở vì: + Thể mối quan hệ mật thiết hệ sống với môi trường + Biểu khả trao đổi chất lượng với môi trường VD: dùng thuốc trừ sâu để tiêu diệt sâu hại ảnh hưởng đến quần xã hệ sinh thái, sinh - Mọi cấp tổ chức hệ sống có chế tự điều chỉnh để trì cân động giúp tổ chức tồn phát triển VD: Ở quần thể, số lượng cá thể tăng lên cao, nguồn thức ăn trở nên khan hiếm, nơi nơi sinh sản chật chội nhiều cá thể bị chết, lúc mật độ quần thể điều chình mức cân Câu : Hãy xếp lồi người vào bậc thang phân loại Loài Người (Homo sapiens) Chi (giống) Người (Homo) Họ Người (Homonidae) Bộ Linh trưởng (Primates) Lớp Động vật có vú (Mammalia) Ngành Động vật có dây sống (Chordata) Giới Động vật (Animalia) tạo Chứa nước, chất khống hồ tan Hình thành dần trình phát triển tế bào, kích thước lớn dần CHỦ ĐỀ II: THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA TẾ BÀO I Các nguyên tố hóa học - Các ngun tố hố học cấu tạo nên giới sống không sống - Các nguyên tố C,H,O,N chiếm 96% khối lượng thể sống - C nguyên tố đặc biệt quan trọng tạo nên đa dạng đại phân tử hữu * Nguyên tố đa lượng: - Các nguyên tố có tỷ lệ > 0,01% - Tham gia cấu tạo đại phân tử prôtêin, axit nucleic,… VD : C, H, O, N, S, P, K… * Các nguyên tố vi lượng: - Các nguyên tố có tỷ lệ < 0,01% VD : F, Cu, Fe, Mn, Mo, Se, Zn, Co, B, Cr… *Vai trò : - Tham gia xây dựng nên cấu trúc tế bào - Thành phần enzim, vitamin…  Bổ sung: Các nhóm chức Nhóm chức nguyên tử hay nhóm nguyên tử xuất hợp chất hữu cơ, định tính chất hóa học đặc trưng hợp chất hữu Nhóm amin (-NH2) H –N Nhóm cacboxyl (-COOH) O – C H Nhóm anđêhit (-COH) H  – C OH Nhóm photphat (H3P04) OH  OH – P – OH O O Nhóm metyl (- CH3) H  H– C–  Nhóm este R-COO-R' –C–O– H Nhóm xeton ( - C0) –C– O O Nhóm rượu (-CH2OH) H  – C – OH  H Một số loại liên kết hóa học a, Khái niệm: Liên kết hóa học lực giữ cho nguyên tử phân tử hay tinh thể Sự hình thành liên kết hóa học nguyên tố để tạo nên phân tử hệ thống hóa thành lý thuyết liên kết hóa học b, Một số liên kết hoa học * Liên kết hóa trị * Liên kết este * Liên kết hidro * Liên kết ion * Liên kết Vandvan * Liên kết kỵ nước * Liên kết đisunfua * Liên kết peptit * Liên kết glicozit a, Liên kết ion: liên kết ion liên kết hoá học tạo thành lực hút tĩnh điện ion mang điện ngược dấu b, Liên kết cộng hóa trị  Khi hình thành liên kết cộng hóa trị, nguyên tử có khuynh hướng dùng chung cặp electron để đạt cấu trúc bền khí gần kề ( với electron lớp cùng)  Các cặp electron dùng chung góp chung hai nguyên tử tham gia liên kết (cộng hóa trị thơng thường) nguyên tử bỏ (cộng hóa trị phối trí)  Số electron góp chung nguyên tử thường - n (n: số thứ tự nhóm nguyên tố) Khi hết khả góp chung, liên kết với nguyên tử lại hình thành cặp electron nguyên tử bỏ (thường nguyên tử nguyên tố có độ âm điện nhỏ hơn) Ví dụ: Cơng thức phân tử H2O SO2 Công thức electron H H :O: O: :O:: S: Công thức cấu tạo H-O-H O= SO c Liên kết hidro - Liên kết hyđro liên kết hố học hình thành lực hút tĩnh điện yếu nguyên tử hyđro linh động với nguyên tử phi kim có độ âm điện lớn, mang điện tích âm phân tử khác phân tử VD O H O O C H H H H O H O H O H - Bản chất lực liên kết hyđro lực hút tĩnh điện - Liên kết hiđro thuộc loại liên kết yếu, có lượng liên kết vào khoảng 10-40 kJ/mol, yếu nhiều so với liên kết cộng hóa trị mà lượng liên kết vào khoảng trăm đến vài ngàn kJ/mol, nhng lại gây nên ảnh hởng quan trọng lên tính chất vật lí (nh nhiệt độ sơi tính tan nớc) nh tính chất hóa học (nh tính axit) nhiều chất hữu d, Liên kết Vanđecvan - Liên kết Vanđecvan liên kết hố học hình thành lực hút tĩnh điện yếu phân tử phân cực thường trực hay phân cực tạm thời - Lực liên kết Vanđecvan hình thành tập hợp chất rắn, lỏng, khí e, Liên kết glycozit: Là loại liên kết hóa học thường thấy Cacbohidrat Là liên kết hình thành nhóm -OH liên kết trực tiếp với C g, Liên kết kỵ nước: Hiện tượng nhóm khơng phân cực tự xếp cho chúng không tiếp xúc với phân tử nước.Các liên kết kị nước có ý nghĩa quan việc trì tính định hìnhcủa phân tử P với phân tử khác, kể việc phân bố p màng tế bào Những liên kết chiếm khoảng 1/2 tổng lượng tự q trình đóng gói p " II Nước Cấu trúc đặc tính lý hố nước: - Phân tử nước cấu tạo từ nguyên tử ôxy với nguyên tử hyđrơ liên kết cộng hố trị - Phân tử nước có tính phân cực - Giữa phân tử nước có lực hấp dẫn tĩnh điện( liên kết hyđrơ) tạo mạng lưới nước Vai trò nước tế bào: - Là thành phần cấu tạo dung mơi hồ tan vận chuyển chất cần cho hoạt động sống tế bào - Là môi trường nguồn nguyên liệu cho phản ứng sinh lý, sinh hoá tế bào - Tham gia điều hoà, trao đổi nhiệt tế bào thể… Vì nước đá thường nổi?  Nước đá thường - Sự hấp thụ tĩnh điện phân tử nước tạo nên mối liên kết hydro yếu Liên kết mạnh nằm đường thẳng qua trục O-H phân tử nước bên cạnh yếu lệch trục O-H - Trong nước đá, toàn liên kết mạnh cực đại  phân tử phân bố cấu trúc mạng lưới dạng chuẩn, khoảng cách phân tử nước đá xa so với khoảng cách phân tử nước dạng lỏng  nước đá có cấu trúc thưa  nhẹ mặt nước III Cacbohidrat Cacbohiđrat (gluxit, saccarit) hợp chất hữu tạp chức, thường có cơng thức chung Cn(H2O)m • Cacbohiđrat phân thành ba nhóm sau đây: - Monosaccarit: nhóm cacbohiđrat đơn giản nhất, khơng thể thủy phân Ví dụ: glucozơ, fructozơ (C6H12O6) - Đisaccarit: nhóm cacbohiđrat mà thủy phân sinh phân tử monosaccarit Ví dụ: saccarozơ, mantozơ (C12H22O11) - Polisaccarit: nhóm cacbohiđrat phức tạp mà thủy phân đến sinh nhiều phân tử monosaccarit Ví dụ: tinh bột, xenlulozơ (C6H10O5)n Monosaccait : (CH2O)n - Triose (C3H6O3) - Tetrose (C4H8O4) - Pentose (C5H10O5) - Hexose (C6H12O6): Xét cấu trúc, monosacarid dẫn xuất aldehyd ceton rượu nhiều nguyên tử tương tự ta có alôose cetose a Triose (C3H6O3) Đây monosacand có nguyên tử cathon Đại diện nhóm glycerylaldehyd dioxyaceton 10.So sánh hô hấp hiếu khí, lên men hơ hấp kị khí ? 11.Cho biết nấm men có hình thức trao đổi chất ? Muốn thu sinh khối nấm men người ta phải làm ? 12.Từ hiểu biết Quang hợp VSV, hãy: a.Phân biệt quang hợp thải oxy không thải oxy ? b.Nêu tên số VSV thuộc hai nhóm mà em biết ? c.Trong hai dạng trên, dạng tiến hoá ? 13.Trong quy trình sản xuất loại đồ uống chứa rượu bia, rượu vang, sake,…có điểm chung khác biệt ? 14.Hãy kể tên nhóm VSV có khả cố định nitrogen phân tử mà em biết ? Hiện tượng cố định nitrogen xuất vào thời trái đất ngun thuỷ, khí giàu hydro, chưa có oxy Theo em hệ thống enzyme cố định nitrogen VK phải có đặc điểm VSV sống điều kiện có khả cố định nitrogen ? Cho VD ? 15.Để nghiên cứu kiểu hô hấp loại vi khuẩn A, B, C người ta đưa chúng vào ống nghiệm không đậy nắp với môi trường nuôi cấy phù hợp, vô trùng Sau 48 người ta quan sát thấy ống sau: a.Cho biết kiểu hô hấp A, B C ? b.Lấy VD loại VK A, B, C ? c.Lấy VD VSV nhân chuẩn có kiểu hô hấp A, B ? 16.Trong điều kiện ánh sáng giàu CO2, loại VSV phát triển mơi trường có thành phần (g/l) sau: (NH4)3PO4: 1,5 ; KH2PO4 : 1,0 ; MgSO4: 0.2; CaCl2: 0,1 ; NaCl: 5,0 ; a.Môi trường loại mơi trường ? b.VSV phát triển mơi trường có kiểu dinh dưỡng ? c.Nguồn carbon, nguồn lượng nguồn nitrogen VSV ? 17.Bằng kiểu dinh dưỡng, chứng minh tính đa dạng VSV ? 18.Bằng kiểu chuyển hố, chứng minh tính đa dạng VSV ? Phần 3: Sinh trưởng sinh sản VSV 1.Tại nói VSV khuyết dưỡng có ý nghĩa to lớn kiểm nghiệm thực phẩm ? Lấy VD để giải thích ? 2.So sánh sinh trưởng VSV môi trường nuôi cấy không liên tục liên tục ? 3.Nêu điểm có lợi có hại ánh sáng sinh trưởng vi sinh vật ? 4.So sánh nội bào tử, ngoại bào tử ? 5.So sánh ưu nhược điểm phương pháp khử trùng Paster phương pháp khử trùng Tidan ? 6.Trong môi trường nuôi cấy không liên tục diễn pha tiềm phát pha thích nghi VK với điều kiện mơi trường sống Vậy cách VK thích nghi với mơi trường ? Nguyễn Viết Trung 79 7.Trong ni cấy VSV có trường hợp độ pH môi trường bị thay đổi Nguyên nhân đâu ? Để tránh thay đổi đột ngột pH, người ta phải làm ? 8.Trong mơi trường nuôi cấy A B Bổ sung lượng tương đương tế bào VK Staphylococus (Gr+) Ở môi trường A, thêm lysosyme vào dịch ni cấy đầu pha cấp số (luỹ thừa) Ở môi trường B, thêm lượng lysosyme tương đương vào dịch nuôi cấy cuối pha cấp số Theo em, số lượng tế bào VK hai mơi trường có khác khơng ? Giải thích ? 9.Người ta cho VK Clostrium tetani vào ống nghiệm, ống nghiệm có thành phần sau: Ống 1: Môi trường Ống 2: Môi trường + riboflavin (Vitamine B12) Ống 3: Môi trường + riboflavin + acid lipoic Ống 4: Môi trường + riboflavin + acid lipoic + NaClO Trong điều kiện nhiệt độ thích hợp, sau thời gian thấy ống trở nên đục, ống 1, 2, suốt a.VK Glostrium tetani thuộc loại VK ? b.Vai trò riboflavin, acid lipoic NaClO VK Clostrium tetani ? 10.Một lồi VK điều kiện ổn định có khả sinh sản theo kiểu phân đôi 20 phút lần Bạn đưa VK vào môi trường nuôi cấy, sau có VK mơi trường nuôi cấy ? Sau 10 ? Nếu loài tiếp tục tăng sinh kéo dài tượng xảy ? 11.Một huyền dịch Clostrium tetani giữ ống nghiệm 15 ngày nhiệt độ phòng, gọi huyền dịch A Một huyền dịch B chứa Clostrium tetani khác chuẩn bị từ ống nghiệm 24 tuổi a.Tiến hành nhuộm Gram huyền dịch Trình bày kết thu quan sát hai loại tiêu kính hiển vi ? b.Đun nóng huyền dịch tới 80oC 15 phút Sau cấy 0.1ml huyền dịch đun nóng lên mơi trường thích hợp, nhiệt độ thích hợp Sau thời gian người ta thấy có nhiều khuẩn lạc mọc đĩa thạch cấy A, khuẩn lạc mọc đĩa thạch cấy B Có thể kết luận đặc tính dạng VK ? Đặc tính liên quan đến đặc điểm đặc trưng ? Nguyeãn Vieát Trung 80 CHỦ ĐỀ V: CƠ SỞ VẬT CHẤT VÀ CƠ CHẾ DI TRUYỀN Phần I CƠ SỞ VẬT CHẤT VÀ CƠ CHẾ DI TRUYỀN Ở CẤP ĐỘ PHÂN TỬ I.1 Axit nucleic I.1.1 Tóm tắt lý thuyết I.1.1.1 Axit đêơxiribơnuclêic - (ADN) Cấu trúc hóa học ADN - ADN cấu tạo từ nguyên tố C, H, O, N, P - ADN đại phân tử, cấu trúc theo nguyên tắc đa phân gồm nhiều đơn phân nuclêôtit (viết tắt Nu) Cấu tạo nuclêôtit: - Đơn phân ADN Nucleotit, cấu trúc gồm thành phần: - Đường đêoxiribôza: C5H10O4 - Axit phốtphoric: H3PO4 - Bazơ nitơ: gồm loại chính: purin pirimidin: + Purin: nuclêơtit có kích thước lớn hơn: A (Adenin) G (Guanin) ( có cấu tạo vòng kép) + Pirimidin: nuclêơtit có kích thước nhỏ hơn: T (Timin) X (Xitozin) ( có cấu tạo vòng đơn) - Tất nuclêơtit giống thành phần đường photphat, nên người ta gọi tên thành phần bazơ nitơ tên Nu: Nu loại A, G, T, X - Bazơ nitơ liên kết với đường vị trí C thứ 1; nhóm photphat liên kết với đường vị trí C thứ tạo thành cấu trúc Nucleotit Sự tạo mạch - Khi tạo mạch, nhóm photphat Nuclêơtit đứng trước tạo liên kết với nhóm OH Nu đứng sau (tại vị trí C số 3) Liên kết liên kết photphodieste (nhóm photphat tạo liên kết este với OH đường tạo liên kết este thứ với OH đường Nuclêơtit => đieste) Liên kết này, tính theo số thứ tự đính với C đường hướng 3'-OH; 5'-photphat Cấu trúc không gian ADN: - Hai mạch đơn xoắn kép, song song ngược chiều - Xoắn từ trái qua phải, gọi xoắn phải, tạo nên chu kì xoắn định chu kì gồm 10 cặp nuclêơtit có chiều dài 34A0, đường kính 20 A0 Tính chất ADN: - Tính đa dạng sở số lượng, thành phần trình tự xếp nuclêơtit Q trình nhân đơi ADN - Thời điểm xảy ra: Trước tế bào thực trình phân chia (Ở sinh vật nhân thực, trình xảy nhiễm sắc thể tháo xoắn, pha S kỳ trung gian) - Thành pần tham gia: + DNA mẹ: Khn mẫu cho q trình nhân đơi + Nuclêôtit tự môi trường nội bào cung cấp (dưới dạng ATP, TTP, GTP, XTP): nguyên liệu cho q trình lắp ráp tạo thành chuỗi pơliênuclêơtit bổ sung Ngồi cần thêm loại ribơnuclêơtit loại A, U, G, X cho trình tổng hợp đoạn RNA mồi + Enzim: Gyraza (tháo xoắn phân tử DNA mẹ), Helicaza (cắt liên kết hiđrô hai mạch đơn phân tư DNA mẹ để giải lộ mạch khuôn, tạo chạc ba tái bản), RNA pôlimeraza hay Primaza (tổng hợp đoạn RNA mồi có đầu 3’ - OH tự do), DNA pôlimeraza (lắp ráp nuclêôtit tự thành chuỗi pôliênuclêôtit bổ sung dựa mạch khuôn gốc DNA), Ligaza (nối đoạn Okazaki thành chuỗi pơliênuclêơtit hồn chỉnh) + Năng lượng: Từ ATP + Thành phần khác: Prôtêin B (đánh dấu điểm khởi đầu nhân đơi), Prơtêin SSB (căng mạch đơn, ngăn cản đóng xoắn trở lại mạch khn) Nguyễn Viết Trung 81 - Nguyên tắc nhân đôi: + Nguyên tắc bổ sung: nuclêôtit tự môi trường nội bào cung cấp với nuclêôtit tương ứng mạch khn DNA, đó: A liên kết với T liên kết hiđrô, G liên kết với X liên kết hiđrơ ngược lại Q trình lắp ráp nuclêôtit thực theo chiều 5’ 3’ + Nguyên tắc bán bảo toàn: phân tử DNA có mạch cũ (của DNA mẹ) mạch (được lắp ráp từ nuclêôtit tự do) - Cơ chế: Diễn biến q trình nhân đơi gồm giai đoạn sau (Đánh dấu > tháo > cắt > căng > mồi -> lắp ráp ->nối ->hoàn chỉnh) + Giai đoạn khởi đầu nhân đôi: Gồm thao tác: Đánh dấu điểm khởi đầu nhân đôi Tháo xoắn phân tử DNA mẹ Cắt liên kết hiđrô hai mạch đơn để tạo chạc ba tái (chạc chữ Y) Căng mạch đơn, ngăn cản đóng xoắn trở lại, chuẩn bị khn sẵn sàng cho q trình tổng hợp mạch bổ sung + Giai đoạn tổng hợp mạch bổ sung:Để tiến hành tổng hợp mạch bổ sung, trước hết enzim RNA pơlimeraza có nhiệm vụ tổng hợp đoạn mồi (gồm khoảng 10 ribônuclêôtit) để tạo đầu 3’ - OH hai mạch khuôn DNA mẹ theo nguyên tắc bổ sung (A U, T A, G X, X G) Trong đó, mạch khn 3’ - 5’ có đoạn mồi đầu 3’; mạch khn 5’ - 3’ có nhiều đoạn mồi tổng hợp với khoảng cách hai đoạn liên tiếp khoảng từ 1000 - 2000 nuclêơtit Sau đó, enzim DNA pơlimeraza có nhiệm vụ nối tiếp đoạn mồi tiến hành tổng hợp kéo dài mạch bổ sung, cách sử dụng nuclêôtit tự môi trường nội bào cung cấp lượng để liên kết bổ sung nuclêôtit tương ứng với nuclêôtit mạch khuôn DNA mẹ theo chiều 5’ - 3’ (A T, G X ngược lại) Đặc biệt, mạch khuôn 3’ - 5’, trình lắp ráp kéo dài mạch bổ sung xảy liên tục; mạch khn 5’ - 3’, trình tổng hợp mạch bổ sung xảy ngắt quãng, tương ứng với đoạn mồi đoạn mạch khoảng 1000 - 2000 nuclêôtit (gọi đoạn Okazaki) Khi việc lắp ráp nucleotit hoàn tất, đoạn mồi enzim loại bỏ thay vào la trình tự nucleotit nhờ enzim ligaza, đoạn Okazaki nối lại với để tạo mạch bổ sung hoàn chỉnh * Lưu ý: Do enzim DNA pơlimeraza tiến hành lắp ráp nuclêôtit tự lại với kéo dài mạch bổ sung có sẵn đầu 3’ - OH tự (để tiếp tục photphoryl hóa nuclêôtit tự vào đầu 5’ mạch bổ sung) nên q trình nhân đơi DNA thiết phải có đoạn RNA mồi Trong chạc ba tái bản, số đoạn mồi = số đoạn Okazaki + Trong đơn vị tái bản, số đoạn mồi = số đoạn Okazaki + Hiện tượng tổng hợp nửa gián đoạn: Do phân tử DNA có hai mạch ngược chiều nhau, hoạt động lắp ráp nuclêơtit thực enzim ADN pôlimeraza xảy theo chiều 5’ 3’ nên mạch khuôn 5’ 3’ trình tổng hợp mạch bổ sung phải xảy ngắt qng + Giai đoạn hồn kết thúc: Giải phóng prơtêin ssb hai mạch DNA đóng xoắn trở lại - Kết quả: Từ phân tử DNA mẹ qua lần nhân đôi tạo DNA giống * Lưu ý: Cơ chế nhân đôi DNA sinh vật nhân thực nhân sơ giống Tuy nhiên có số khác biệt chi tiết sau: Nhân đôi DNA nhân sơ Nhân đơi DNA nhân thực - Chỉ có điểm khởi đầu nhân đôi, đơn vị tái gồm chạc chữ Y úp vào nhân thực- Có nhiều điểm khởi đầu nhân đơi, nhiều đơn vị tái (do kích thước DNA lớn cn xoắn nhiều lần nhiễm sắc thể) - Số lượng thành phần tham gia nhân thực - Số lượng thành phần tham gia nhiều - Enzim DNA pơlimeraza có loại I, II, III với chức nhiệm vụ khác Trong đó, DNA Nguyễn Viết Trung 82 pơlimeraza III chịu trách nhiệm lắp ráp mạch bổ sung DNA pơlimeraza I có chức sửa sai nhân đôi loại mồi nhân thực - Enzim DNA pơlimeraza có loại , , , , (Chức nhiệm vụ phức tạp hơn) - Tốc độ tổng hợp nhanh (ở vi khuẩn E.Coli 50000 nu/phút) nhân thực - Tốc độ tổng hợp chậm (ở nấm men 50 nu/giây) - Đoạn Okazaki đoạn mồi dài nhân thực - Đoạn Okazaki đoạn mồi ngắn - Hai DNA mạch vòng giống hệt giống DNA mẹ nhân thực - Hai DNA có mạch hở Trong có DNA có mạch bổ sung ngắn mạch khn có đoạn mồi (ở đầu 3’ mạch khuôn 3’ - 5’) bị loại bỏ không thay Do DNA nhân đơi nhiều lần phân tử ngắn (liên quan đến tuổi thọ tế bào) I.1.1.2 Axit ribônuclêic - ARN Khái niệm - ARN cấu tạo từ nucleotit ( có loại: mARN, tARN, rARN) - Có nhân, nhiễm sắc thể, ty thể, lạp thể, đặc biệt có nhiều ribơsơm - Trong ARN thường có nhiều base nitơ chiếm tỉ lệ 8-10% - Hầu hết có cấu trúc bậc (trừ mARN đoạn đầu) Cấu trúc a Thành phần cấu tạo - Là đại phân tử hữu cơ, cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, gồm nhiều đơn phân liên kết với tạo thành - Có cấu tạo từ nguyên tố hoá học : C,H,O,N, P b Cấu trúc đơn phân ( nuclêôtit) Một đơn phân ( nuclêôtit) cấu tạo thành phần: - Đường ribôz: C5H10O5 - Axit phốtphoric: H3PO4 - Bazơ nitric gồm loại chính: purin pirimidin + Purin: Nucleotit có kích thước lớn gồm A (Adenin) G (Guanin) + Pirimidin: Nucleotit có kích thước nhỏ gồm U (uraxin) X (Xitozin) Sự tạo thành mạch giống ADN Phân loại: gồm có loại: a ARN thơng tin - mARN - ARN có nhân, tế bào chất, cấu tạo mạch pơlynuclêơtit - Kích thước số lượng đơn phân phụ thuộc vào sợi đơn ADN khuôn - mARN thường có thời gian sống ngắn từ 2-3 phút tế bào chưa có nhân chuẩn từ 3-4 tế bào có nhân chuẩn - Chức năng: mARN khuôn trực tiếp trình dịch mã, truyền thơng tin từ ADN đến prơtêin b ARN vận chuyển - tARN - tARN cấu tạo từ mạch pơlynuclêơtit, có đoạn có liên kết với theo nguyên tắc bổ sung tạo thùy tròn Trong thùy có thùy chứa ba đối mã (anticodon) Đầu 3’ – XXA đối diện mang axit amin - Chức năng: mang axit amin đặc hiệu đến ribơxơm để tham gia q trình dịch mã c ARN ribôxôm - rARN - rARN thành phần chủ yếu ribôxôm địa điểm sinh tổng hợp chuỗi pôlypeptit, chứa 90% tổng hợp ARN tế bào 70-80% loại prôtein Phiên mã (Sao mã): trình tổng hợp ARN a) Thời điểm, nguyên tắc: - Thời điểm :diễn nhân tế bào, vào kì trung gian, lúc NST dạng dãn xoắn cực đại Nguyễn Viết Trung 83 - Ngun tắc : BS (A-U ; G-X) b) Cơ chế phiên mã : - MĐ: Đầu tiên ARN pôlimeraza bám vào vùng điều hoà làm gen tháo xoắn để lộ mạch mã gốc (có chiều 3’ 5’) bắt đầu tổng hợp mARN vị trí đặc hiệu - Kéo dài: ARN pơlimeraza trượt dọc theo mạch mã gốc gen có chiều 3’ 5’ để tổng hợp nên mARN theo nguyên tắc bổ sung (A - U ; G - X) theo chiều 5’  3’ - KT: Khi enzim di chuyển đến Câuối gen gặp tín hiệu kết thúc  phiên mã kết thúc, phân tử mARN giải phóng Vùng gen vừa phiên mã xong mạch đơn gen xoắn lại * Ở sinh vật nhân sơ: + mARN sau phiên mã sử tậpng trực tiếp dùng làm khuôn để tổng hợp prôtêin, từ gen  mARN dịch mã thành chuỗi pơlipeptit (phiên mã đến đâu dịch mã đến đó) + mARN tổng hợp từ gen tế bào mã hố cho nhiều chuỗi pơlipeptit * Sinh vật nhân thực : + Ở sinh vật nhân thực, mARN sau phiên mã phải chế biến lại cách loại bỏ đoạn khơng mã hố (intrơn), nối đoạn mã hoá (êxon) tạo mARN trưởng thành +mARN tổng hợp từ gen tế bào thường mã hoá cho chuỗi pơlipeptit * Có loại ARN(mARN; tARN; rARN) có cấu trúc gồm mạch pơliênucleotit Lưu ý: Khi nói q trình phiên mã xảy theo chiều 5'-3' mạch mới, hay mạch khuôn 3'-5' khơng có nghĩa mạch 3'-5' ADN ln mạch khuôn Phân tử ARN pol hoạt động đơn vị gen Nếu ADN có mạch 2, gen này, mạch gốc mạch 1, gen mạch gốc lại mạch Nắm rõ điều này, ta thấy, đột biến đảo đoạn NST Nếu đoạn đảo chứa gen ngun vẹn, khơng ảnh hưởng tới trình phiên mã gen (bỏ qua ảnh hưởng yếu tố điều hồ) Nguyễn Viết Trung 84 CHỦ ĐỀ VII: SINH HỌC VI SINH VẬT Câu 1: Cho sơ đồ chuyển hoá sau: NH3 Q ( hoá năng) + CO2 chất hữu HNO2 a Cho biết tên VSV tham gia sơ đồ chuyển hoá b Hình thức dinh dưỡng kiểu hơ hấp SV này? Giải thích? c Viết phương trình phản ứng chuyển hoá sơ đồ ĐA: a Tên VSV tham gia sơ đồ chuyển hoá trên: Nitrosomonas, Nitrobacter b Hình thức dinh dưỡng hơ hấp: - Hố tự dưỡng nhóm VSV tổng hợp chất hữu nhờ nguồn lượng thu từ trình oxi hoa chất,nguồn cacbon từ CO2 - Hiếu khí bắt buộc khơng có O2 khơng thể oxihoa chất khơng có lượng cho hoạt động sống c Phương trình phản ứng: - Vi khuẩn nitric hoá ( Nitrosomonas) 2NH3 + 3O2 → 2HNO2 + 2H2O + Q CO2 + 4H + Q′ (6%) → 1/6C6H12O6 + H2O - Các vi khuẩn nitrat hóa ( Nitrobacter) 2HNO2 + O2 → 2HNO3 + Q CO2 + 4H + Q′ (7%) → 1/6C6H12O6 + H2O Câu 2: a Hồn thành phương trình sau C6H12O6 Vi khuẩn êtilic ? + ? + Q C6H12O6 Vi khuẩn lactic ? + Q b Hai nhóm vi khuẩn thực kiểu chuyển hóa dinh dưỡng nào? Phân biệt kiểu chuyển hóa với kiểu chuyển hóa lại vi sinh vật hóa dưỡng theo bảng sau: Kiểu chuyển hóa dinh dưỡng Chất nhận electron cuối 2 ĐA: a Hồn thành phương trình : Vi khuẩn etilic C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + Q Vi khuẩn lactic C6H12O6 2CH3CHOHCOOH + Q b - Hai nhóm vi khuẩn chuyển hóa dinh dưỡng theo kiểu lên men - Phân biệt kiểu chuyển hóa dinh dưỡng: Nguyễn Viết Trung 85 Kiểu chuyển hóa dinh dưỡng Lên m n Hơ hấp hiếu khí Hơ hấp kị khí Chất nhận electron cuối phân tử hữu O2 chất vô Câu 3: a Hô hấp gì? Lên men gì? b So sánh q trình lên men vi khuẩn với hơ hấp xanh? ĐA: a Khái niệm hô hấp lên men - Hơ hấp q trình chuyển hóa lượng hợp chất hữu thành lượng ATP gồm hơ hấp kị khí hơ hấp hiếu khí - Lên men phân giải khơng hoàn toàn cacbohidrat xúc tác enzim điều kiện kị khí b So sánh: *Giống nhau: - Đề trình phân giải cacbonhidrat để sinh lượng - Nguyên liệu đường đơn - Có chung giai đoạn đường phân enzim C6H12O6 2CH3CO COOH (axitpi ruvic) + NADH + ATP *Khác nhau: Lên men - Xảy điều kiện yếm khí - Điện tử truyền cho phân tử hữu oxihố¸, chất nhận điện tử chất hữu - Chất hữu bị phân giải hoàn toàn - Sản phẩm tạo thành chất hữu cơ, CO2 - Năng lượng tạo (2 ATP) Hơ hấp hiếu khí xanh - Xảy điề kiện kị khí - Điện tử truyền cho oxi, chất nhận điện tử oixi phân tử - Chất hữu bị phân giải hoàn toàn - Sản phẩm tạo thành CO2, H2O, ATP - Năng lượng tạo nhiều (38ATP) Câu 4: a Quá trình muối dưa, cà ứng dụng kĩ thuật lên men nào, cần tác dụng loại vi sinh vật b Tại muối dưa cà người ta thường dùng vỉ tre để nén chặt, bên lại đè hoàn đá c Trong kĩ thuật muối dưa cà ngâm dung dịch muối 4- 6%.việc sử dụng muối có tác dụng gì? ĐA: a Việc muối dưa, cà ứng dụng trình lên men lactic Tác nhân tựong lên men lactic VK lactic sống kị khí b Để q¸ trình lên men diễn tốt đẹp người ta dùng vỉ tre để nén chặt sau dằn đá lên để tạo mơi trường kị khí cho vsv hoạt động tốt c Ngâm dung dịch nước muối tạo điều kiện để đường nước từ khơng bào rút ngồi, VK lactic có sẵn bề mặt dưa, cà phát triển tạo nhiều axit lactic Lúc đầu VK lên men thối (chiếm 80- 90%) phát triển với VK lactic lên men lactic tạo nhiều axit lactic, làm pH môi trường ngày axit, ức chế phát triển vi khuẩn gây thối cho phát triển VK gây thối Nồng độ cao axit lactic (1,2%) Vk gây thối bị tiêu diệt đồng thời ức chế hoạt động vi khuẩn lactic giai đoạn muối chua coi kết thúc Câu 5: Để nghiên cứu kiểu hô hấp loại vi khuẩn : trực khuẩn mủ xanh(1), trực khuẩn uốn Nguyễn Viết Trung 86 ván (2), người ta cấy sâu chúng vào mơi trường (A) gồm: thạch lỗng có nước thịt gan với thành phần sau (g/l): Nước chiết thịt gan- 30; Glucôzơ -2; Thạch - 6; Nước cất Sau 24 nuôi cấy nhiệt độ phù hợp người ta thấy: (1) phân bố phía ống nghiệm; (2) phân bố đáy ống nghiệm a Mơi trường (A) loại mơi trường gì? b Kiểu hô hấp vi khuẩn 1, ? c Chất nhận điện tử cuối vi khuẩn 1,2? ĐA: a Bán tổng hợp b – hô hấp hiếu khí ; 2- hơ hấp kị khí c Chất nhận điện tử cuối vi khuẩn 1– O ; – chất vô ( NO-3 SO2-4.) Câu Giải thích tượng sau: a Nếu dưa muối để lâu bị khú b Nếu siro (nước đậm đặc có đường) bình nhựa kín sau thời gian bình căng phồng (Viết phương trình) c Khi làm sữa chua, sữa chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái đặc sệt (đơng tụ) có vị chua (Viết phương trình) ĐA: a Giải thích : b Giải thích theo SGV NC (trang 162) + PT lên men rượu c Giải thích - Trong trình làm sữa chua sử dụng vi khuẩn lactic sữa chua thành phẩm có, 1% axit lactic, nhiều loại vitamin prơtein dễ tiêu, chứa vi khuẩn cú lợi cho đường tiờu húa - Trong trình làm sữa chua, sữa từ dạng lỏng sang trạng thái đặc sệt axit lactic hình thành, pH dung dịch sữa giảm, lượng nhiệt sinh ra, cazêin (prôtêin sữa) kết tủa gây trạng thái đặc sệt PT lên men lăctic - C6H12O6 VK lactic CH3CHOHCOOH (axit lactic) + Q Câu 7: a Nêu chất, tác nhân, sản phẩm, phương trình phản ứng trình lên men rượu? b Tại thực tế, trình lên men rượu thường phải giữ nhiệt độ ổn định? Độ pH thích hợp cho q trình lên men rượu bao nhiêu? Tăng pH >7 không? Tại sao? ĐA: - Cơ chât: tinh bột, đường glucôzơ a Tác nhân : nấm men có bánh men rượu, có số loại nấm mốc, vi khuẩn - Sản phẩm: mặt lý thuyết có Etanol 48,6%, CO2 46,6%, glixeron 33, 3%, axit sucxinic 0, 6%, sinh khôi tê bào 1,2% so với lượng glucơ sử dụng - Phương trình (C6H10O5 )n + nH2O Nâm mốc n C6H12O6 Nâm men rượu C2H5OH + CO2 + Q b Phải nhiệt độ ổn định nhiệt độ cao giảm hiệu suất sinh rượu, nhiệt độ thấp nấm kìm hãm hoạt động nấm men - Độ pH thích hợp cho trình lên men rượu : - 4,5 - Tăng pH lớn khơng Nếu pH lớn tạo glixêrin chủ yếu Câu 8: a Vi khuẩn lam tổng hợp chất hữu từ nguồn C nào? Kiểu dinh dưỡng chúng gì? Nguyễn Viết Trung 87 10 11 b Vì vi sinh vật kị khí bắt bc sống phát triển điều kiện khơng có oxy khơng khí? c Nêu ứng dụng vi sinh vật đời sống ĐA: Vi khuẩn lam có khả quang tự dưỡng: sử dụng nguồn C CO2 Vi khuẩn lam có khả cố định N2 tự ( N2 thành NH3 nhờ hệ enzim nitrogenaza ) Vi sinh vật kị khí bắt buộc sống phát triển điều kiện khơng có oxy khơng khí chúng khơng có enzim catalaza số enzim khác dó khơng thể loại sản phẩm oxi hoá độc hại cho tế bào H2O2, ion superoxit ứng dụng VSV - Xử lý nước thải, rác thải - Sản xuất sinh khối ( giàu prôtêin, vitamin, enzim, ) - Làm thuốc - Làm thức ăn bổ sung cho người gia súc - Cung câp O2 Câu 11 a Nêu đặc điểm nấm men? Căn vào nhu cầu O2 cần cho sinh trưởng, nấm men xếp vào nhóm vi sinh vật nào? b Hoạt động nấm men mơi trường có O2 mơi trường khơng có O2? ĐA: a- Đặc điểm nấm men: Đơn bào, nhân thực, sinh sản vơ tính nảy chồi phân cắt chủ yếu, dị dưỡng - Nấm men thuộc nhóm vi sinh vật: Kị khí khơng bắt buộc b Hoạt động nấm men: - Trong mơi trường khơng có O2 thực q trình lên men tạo rượu etylic - Trong mơi trường có O2 thực hơ hấp hiếu khí -> sinh trưởng sinh sản nhanh, tạo sinh khối lớn Câu 12 a Vì nói hơ hấp hiếu khí, hơ hấp kị khí, lên men q trình dị hố? Căn vào đặc điểm người ta phân biệt trình này? b Quá trình vận chuyển H+ từ xoang gian màng vào chất ti thể để tổng hợp ATP thực theo hình thức vận chuyển nào? Điều kiện để xẩy hình thức vận chuyển đó? ĐA: a Vì: Cả q trình trình phân giải chất hữu cơ, đồng thời giải phóng lượng * Căn vào chất nhận e cuối cùng: Hơ hấp hiếu khí (Chất nhận e cuối O2),hơ hấp kị khí (hợp chất vơ ), lên men (Chất nhận e cuối chất hữu cơ) b - Phương thức: Thụ động (khuếch tán) – H+ vận chyển từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp - Điều kiện: Cần phải có chênh lệch nồng độ, kênh prơtêin (Với chất cần kênh) Câu hỏi 13: a + So sánh trình lên men rượu từ nguyên liệu đường trình lên men lactic +Sự khác cấu tạo thể, hình thức sống sinh sản nhóm vi sinh vật tác nhân gây nên q trình Nguyễn Viết Trung 88 b.Vì q trình làm rượu khơng nên mở nắp bình rượu thường xuyên? c Cấu tạo hoạt động sống virut có đặc điểm khác so với nhóm sinh vật khác? Nêu số ứng dụng tác hại virut Đáp án -Giống nhau: +Đều tác động vi sinh vật +Ngun liệu glucơzơ + Trong điều kiện kị khí Điều qua giai đoạn đường phân, phân giải đường gluco thành axit pyruvic -Khác nhau: Lên men rượu từ nguyên liệu đường Lên men lactic -Tác nhân: Nấm men -Tác nhân: Vi khuẩn lactic -Sản phẩm: Rượu êtilic, CO2.Qua chưng cất -Sản phẩm: Axit lactic Không qua chưng cất thành phẩm -Phương trình phản ứng: -Phương trình phản ứng: C6H12O6  2C3H6O3 + Q C6H12O6  2C2H5OH + 2CO2 + Q Sự khác nhóm vsv này: Nấm men Vi khuẩn lactic -Tế bào nhân thực -Tế bào nhân sơ -Khơng có vỏ nhầy Nhân hồn chỉnh, tế bào -Có vỏ nhầy.Nhân chưa có màng.Tế bào chất chất có nhiều bào quan chưa có nhiều bào quan -Dị dưỡng hoại sinh -Tự dưỡng, dị dưỡng, có dạng di động -Sinh sản theo kiểu nảy chồi, bào tử hữu tính -Sinh sản chủ yếu phân đơi 12 Vì nấm men có khả hơ hấp hiếu khí thự q trình lên men -Khi khơng có O2 nấm men thực q trình lên men phân giải đường thành rượu -Khi có O2 nấm men chuyển sang hơ hấp hiếu khí phân giải glucozo thành CO2 H2O đồng thời kho có O2 rượu bị ơxi hóa thành giầm Do q trình làm cho nồng độ rượu giảm bị chua Câu 14: a Trình bày phương thức đồng hóa CO2 sinh vật tự dưỡng b Điểm khác vi khuẩn hóa tổng hợp vi khuẩn quang tổng hợp phương thức đồng CO2 ĐA: a Phương thức đồng hóa CO2 sinh vật tự dưỡng: Nhóm VSV tự dưỡng gồm có - VSV quang tự dưỡng: sử dụng lượng ánh sáng mặt trời để quang hợp + VD: Vi khuẩn lam, tảo đơn bào : lấy nguồn hidro từ nước, quang hợp giải phóng oxi + Vi khuẩn lưu huỳnh màu lục, màu tía: Lấy hidro từ khí hidro tự do, từ H2S, hợp chất có chứa H Quang hợp khơng giải phóng oxi - VSV hóa tự dưỡng: Sử dụng lượng sinh oxi hóa hợp chất vơ để tổng hợp chất hữu VD: + VK nitrit hóa: Sử dụng lượng sinh oxi hóa amon thành nitrit + VK nitrat hóa: oxi hóa nitrit thành nitrat để lấy lượng VK oxihoa lưu huỳnh: Lấy lượng từ oxi hóa H2S thành hợp chất chứa lưu huỳnh Nguyễn Viết Trung 89 13 14 b Điểm khác vi khuẩn hóa tổng hợp vi khuẩn quang tổng hợp sử dụng nguồn lượng từ oxi hóa hợp chất vơ Còn vi khuẩn quang tổng hợp sử dụng lượng từ ánh sáng mặt trời nhờ sắc tố qang hợp Câu 15: a Nêu nhóm VSV có hình thức tự dưỡng hóa tổng hợp Trong tự nhiên, nhóm có vai trò quan trọng nhất? sao? b Dựa vào nguồn cung cấp lượng cacbon phân biệt kiểu dinh dưỡng VSV sau: Nhóm 1: Tảo, VK lam, VK lưu huỳnh màu lục màu tía Nhóm 2: vi khuẩn nitrat hóa, VK luc, VK tía khơng có lưu huỳnh Nhóm 3: nấm, động vật nguyên sinh ĐA: a - nhóm VSV có hình thức tự dưỡng hóa tổng hợp: VK lưu huỳnh, VK sắt, VK chuyển hóa hợp chất chứa nito - Nhóm VK chuyển hóa hợp chất chứa nito có vai trò quan trọng vì: + nhóm đơng + Đảm bảo chu trình tuần hoàn vật chất tự nhiên b Phân biệt kiểu dinh dưỡng dựa vào nguồn cung cấp lượng cácbon VSV Kiểu dinh dưỡng Nguồn lượng Nguồn cácbon Tảo, VK lam, VK Quang tự dưỡng Ánh sáng CO2 lưu huỳnh màu lục màu tía vi khuẩn nitrat hóa Hóa tự dưỡng Chất vơ CO2 VK luc, VK tía Quang dị dưỡng Ánh sáng Chất hữu khơng có lưu huỳnh nấm, động vật Hóa dị dưỡng Chất hữu Chất hữu nguyên sinh Câu 16: a So sánh lên men hô hấp hiếu khí vi sinh vật? Sản xuất giấm có phải q trình lên men khơng? Tại b Cho ví dụ vai trò vi sinh vật việc phân giải chất độc hại ĐA: a So sánh hô hấp lên men vi sinh vật - Giống nhau: Đều qua giai đoạn đường phân diễn tế bào chất, phân giải chất hữu giải phóng ATP - Khác Điểm so sánh Lên men Hơ hấp hiếu khí Chất cho e Các phân tử hữu Các phân tử hữu Chất nhận e Các phân tử hữu Oxi phân tử Sản phẩm CO2, hợp chất hữu (axit CO2, H2O, lượng lactic, rượu etilic), lượng Năng lượng giải phóng ATP 38 ATP - Sản xuất giấm khơng phải qá trình lên men + Axit axetic tạo thành trình sản xuất giấm cổ truyền từ rượu etylic sản phẩm trình oxi hóa với tham gia oxi khơng khí: C2H5OH + O2 CH3COOH + H2O b ví dụ vai trò vi sinh vật việc phân giải chất độc hại Nguyễn Viết Trung 90 15 16 17 - Sử dụng chủng VSV có khả phân giải thuốc trừ sâu, diệt cỏ, diệt nấm tồn dư đât làm môi trường - Sử dụng VSV phân hủy polime, xellulozo xử lí giác thải Câu 17: a Phân biệt loại môi trường nuôi cấy VSV b Tại trình chế biến nước mắm từ cá, người ta không loại bỏ ruột cá ủ đậy kín thời gian dài? ĐA: a loại môi trường nuôi cấy VSV bản: - Môi trường tự nhiên: dùng chât tự nhiên VD: nước chiết thịt, sữa - Môi trường tổng hợp: gồm chất biết thành phần hóa học số lượng - Mơi trường bán tổng hợp: gồm chất tự nhiên chất hóa học b trình chế biến nước mắm từ cá, người ta không loại bỏ ruột cá ủ đậy kín thời gian dài vì: - Enzim thủy phân protein cá prteaza có ruột cá - Mặt khác: vi khuẩn lên men tạo hương cho nước mắm cá họat động điều kiện kị khí Câu 18: a Phân biệt kiểu chuyển hóa vật chất lượng vi sinh vật: lên men, hơ hấp kị khí hơ hấp hiếu khí? b Cho ví dụ mơi trường tự nhiên có VSV phát triển? Nêu tiêu chí để phân thành kiểu dinh dưỡng VSV? ĐA: a Phân biệt kiểu chuyển hóa vật chất lượng vi sinh vật: lên men, hơ hấp kị khí hơ hấp hiếu khí: Đặc điểm phân biệt Hơ hấp hiếu khí Hơ hấp kị khí Lên men Nơi xảy - VSV nhân thực xảy VSV nhân sơ xảy Xảy tế bào chất tế bào chất ti tế bà chất thể màng sinh chất VSV nhân sơ: xảy tế bào chất màng sinh chất Điều kiện môi Cần oxi Không cần oxi Không cần oxi trường Chất cho điện tử Chất hữu Chất hữu Chất hữu Chất nhận điện tử Oxi phân tử Chất vô cơ: NO3, SO4 Chất hữu Năng lượng giải Nhiều ATP(38ATP) Ít ATP (22 – 25 Rất (2 ATP) ph ng ATP) Sản phẩm cuối CO2, H2O, Chất vô cơ, chất hữu Chất hữu đặc lượng ATP cơ, lượng ATP trưng cho q trình, có CO2, Năng luợng ATP a - Ví dụ: Các môi trường dùng tự nhiên sữa cho vi khuẩn lawctic lên men, dịch cho nấm men rượu lên men, thể người môi trường cho nhiều nhóm VSV phát triển tiêu chí để phân chia VSV thành kiểu dinh dưỡng là: Nguồn lượng( ánh sáng, chất vô hay chất hữu cơ) nguồn cacsbon (CO2 hay chất hữu cơ) Câu 19: Nguyễn Viết Trung 91 18 a Đặc điểm trình phân giải VSV? Vì VSV phải tiết enzim VSV phải tiết enzim vào môi trường? b Cho 1-2 ví dụ lợi ích tác hại VSV có hoạt tính phân giải tinh bột protein? ĐA: a VSV có khả giải hợp chất cao phân tử sinh học như: Polisacarit, protein, axit nucleic, lipit - Qúa trình phân giải diễn tế bào (phân giải nội bào) diễn tế bào(phân giải ngoại bào) - VSV phân giải tiết enzim vào mơi trường vì: - Sự phân giải ngoại bào xảy tiếp xúc với chất cao phân tử Polisacarit, protein, axit nucleic, lipit vận chuyển qua màng sinh chất, VSV phải tiết vào môi trường enzim thủy phân chất thành chất đơn giản để hấp thụ c VD: - Lợi ích : Dùng nấm men rượu để lên men rượu, dùng nấm mốc phân giải protein làm tương, sử dụng hoạt tính phân giải tinh bột protein bột giặt để tẩy vết bẩn bột thịt Tác hại: vi sinh vật gây hư hỏng thực phẩm chứa bột thịt Câu 20: Trình bày đặc điểm chung VSV? Phân biệt vi khuẩn lactic đồng hình vi khuẩn lactic dị hình? ĐA: - Là thể nhỏ bé, kích thước hiển vi Phần lớn thể đơn bào nhân sơ nhân thực, số tập đoàn đơn bào VSV có đặc điểm chung hấp phụ chuyển hóa chất dinh dưỡng nhanh, sinh trưởng, sinh sản nhanh, phân bố rộng - VK lactic đồng hình VK chuyển hóa đường thành axit lactic, sản phẩm axit lactic Vi khuẩn lactic dị hình VK chuyển hóa đường, ngồi việc tạo sản phẩm axit lactic tạo số sản phẩm phụ CO2, rượu etylic Câu Hãy nêu đặc điểm pha sinh trưởng quần thể vi khuẩn Trả lời: 19 20 - Pha tiềm phát (pha lag): Vi khuẩn thích nghi với mơi trường, số lượng tế bào quần thể chưa tăng, enzim cảm ứng hình thành để phân giải chất - Pha lũy thừa (pha log): Vi khuẩn sinh trưởng với tốc độ lớn, số lượng tế bào quần thể tăng nhanh - Pha cân bằng: Số lượng vi khuẩn quần thể đạt đến cực đại không đổi theo thời gian - Pha suy vong: Số tế bào sống quần thể giảm dần tế bào quần thể bị phân hủy ngày nhiều, chất dinh dưỡng cạn kiệt, chất độc hại tích lũy nhiều Câu Vì trình sinh trưởng vi sinh vật ni cấy khơng liên tục có pha tiềm phát, ni cấy liên tục khơng có pha này? Nguyễn Viết Trung 92 21 Đ/A Khi ni cấy không liên tục vi khuẩn cần thời gian để làm quen với môi trường (các hợp chất môi trường cảm ứng để hình thành enzim tương ứng), nuôi cấy liên tục thi môi trường ổn định vi khuẩn có enzim cảm ứng nên khơng cần thiết phải có pha tiềm phát Câu Vì nuôi cấy không liên tục, vi sinh vật tự phân hủy pha suy vong, ni cấy liên tục tượng không xảy ra? TL Trong nuôi cấy không liên tục chất dinh dưỡng dần cạn kiệt, chất độc hại qua trao đổi tích lũy ngày nhiều Do đó, tính thẩm thấu màng bị thay đổi, làm cho vi khuẩn bị thủy phân Còn ni cấy liên tục chất dinh dưỡng chất trao đổi trạng thái tương đối ổn định nên khơng có tượng tự thủy phân vi khuẩn Nguyễn Viết Trung 93 ... chia sinh giới ơng chưa hồn thi n bước đầu giúp nhà khoa học phân loại sinh giới ngày hệ thống ơng sử dụng - Việc phân chia thành giới sinh vật nguyên sinh nhằm khắc phục khó khăn việc xếp sinh. .. xã hệ sinh thái sinh - Các cấp tổ chức sống chính: Tế bào, thể, quần thể, quần xã, hệ sinh thái Học thuyết tế bào: Mọi thể sống cấu tạo từ tế bào tế bào sinh cách phân chia tế bào Thế giới sinh. .. Kí sinh: Là vi khuẩn sống bám dựa vào chất hữu thể sống khác  Hoại sinh: Là Vi khuẩn sống nhờ vào phân giải chất hữu có sẵn (xác động thực vật )  Cộng sinh: Sinh sản  Sinh sản vơ tính: Sinh