CHUYEN DE ST vi sinh vat (1)

TÊN CHUYÊN ĐỀ: SINH TRƯỞNG VI SINH VẬT Mục tiêu: -Trình bày đặc điểm chung sinh trưởng VSV giải thích sinh trưởng chúng điều kiện nuôi cấy liên tục không liên tục - Nắm đặc điểm số chất hóa học có ảnh hưởng đến sinh trưởng vi sinh vật -Trình bày khái niệm nhận tố sinh trưởng Phân biệt vi sinh vật nguyên dưỡng vi sinh vật khuyết dưỡng - Trình bày số yếu tố vật lí ảnh hưởng lên sinh trưởng VSV - Vận dụng ảnh hưởng yếu tố vật lí để điều chỉnh sinh trưởng VSV ứng dụng đời sống người -Rèn kỹ tính tốn, hoạt động nhóm - Giáo dục cho học sinh có ý thức giữ gìn vệ sinh ăn uống sử dụng hợp lí số chất hóa học, nhân tố vật lí để kích thích hay kìm hãm sinh trưởng phát triển quần thể vi sinh vật đời sống hàng ngày - Giáo dục cách bảo quản, chế biến thực phẩm giải thích số tượng diễn đời sống ngày A HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG HS xem đoạn video :Thế giới sinh vật bạn, vòng phút Yêu cầu HS nhắc lại đặc điểm VSV cho biết đoạn video nói lên điều gì? Vấn đề đặt ra: Mỗi người trải qua giai đoạn bào tử, hợp tử,trẻ con, người trưởng thành, người già VSV có phải trải qua giai đoạn hay không? Với tốc độ sinh trưởng sinh sản nhanh phân bố rộng trình sinh trưởng sinh sản chúng diễn nào? Và Những yếu tố ảnh hưởng đến trính sinh trưởng VSV? B HÌNH THÀNH KIẾN THỨC I Sinh trưởng vi sinh vật Định nghĩa Quan sát sinh trưởng vi sinh vật qua đoạn phim -Thế sinh trưởng vsv? ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… -Sinh trưởng vsv có khác với sinh trưởng thể đa bào? ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… Công thức tính Thời gian (phút) Số lần phân chia (n) 2n Số tế bào quần thể (No x 2n) 0 20 = 1 20 21 = 2 40 22 = 4 60 23 = 8 80 24 = 16 16 100 25 = 32 32 120 26 = 64 64 -Quan sát bảng, nêu cơng thức tính số lượng tế bào vsv tạo sau t thời gian phân chia ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… Các hình thức ni cấy a Nuôi cấy không liên tục Thời gian 1h Sự thay đổi môi trường nuôi cấy 2h 3h 5h 8h Khối lượng (g) 0,9 Thời gian Số lượng 1h 2h 0,8 0,75 0,6 Sự thay đổi số lượng tế bào 3h 5h 8h 10h 12h 0,55 0,45 10h 12h 16 14 Yêu cầu học sinh thảo luận theo nhóm : • Vẽ biểu đồ thể thay đổi số lượng tế bào theo thơi gian • Từ biểu đồ kết hợp đọc SGK, đặt tên cho môi trường nuôi cấy pha q trình sinh trưởng vi sinh vật • Giải thích thay đổi mơi trường ni cấy • Đề xuất biện pháp để số lượng tế bào không giảm theo thời gian b Nuôi cấy liên tục - Có ý kiến cho q trình tiêu hóa từ dày đến ruột người hệ thống nuôi cấy liên tục vi sinh vật Điều có khơng?Vì sao? ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… -Thế nuôi cấy liên tục? ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… Theo em, nuôi cấy chủng nấm men để thu sinh khối ta phải cung cấp điều kiện gì? II CÁC CHẤT DINH DƯỠNG CHÍNH GV: Chiếu bảng số liệu thành phần nguyên tố hóa học chủ yếu cấu trúc nên tế bào vi khuẩn E coli Bảng 1.1 Thành phần nguyên tố chủ yếu tế bào vi khuẩn E.Coli (S.E.Luria) Nguyên tố C % Chất khô 50 O N H P S K Na Ca Mg Cl Fe Các nguyên tố khác 20 14 1 0,5 0,5 0,2 0,5 0,3 Hỏi: 1.Kể tên nguyên tố tham gia vào cấu trúc tế bào vi khuẩn E coli ……………………………………………………………………………………………………………… (C, H, O, N, P, S, K Na…) 2.Những nguyên tố chiếm tỉ lệ chủ yếu thành khối lượng chất khô tế bào vi khuẩn E coli? ……………………………………………………………………………………………………………… (C, H, O, N, P, S, K Na chiếm đến 98% khối lượng khô tế bào vi khuẩn E.Coli.) Nguyên tố chiếm tỉ lệ cao nhất?Cacbon ……………………………………………………………………………………………………………… Vì cacbon có tỉ lệ cao nhất? ……………………………………………………………………………………………………………… (- Cacbon yếu tố dinh dưỡng quan trọng sinh trưởng vi sinh vật - Là khung cấu trúc chất sống - Cần cho tất hợp chất hữu cấu tạo nên tế bào.) GV: Chiếu ví dụ nhu cầu oxi số vi sinh vật: + Nấm, VK, tảo, ĐVNS: môi trường có ơxi sinh trưởng, khơng có oxi ngừng sinh trưởng + VK uốn ván : mơi trường khơng có ôxi sinh trưởng ,có ôxi ngừng sinh trưởng + Nấm men rượu, VK E.coli…: mơi trường có ơxi thực q trình phân giải kị khí, khơng có ơxi tiến hành lên men + VK giang mai, VK tả : mơi trường có nồng độ ơxi thấp ( – 10% ) chúng sinh trưởng, nồng độ oxi cao 20% chúng bị chết Hỏi: Nhận xét vai trò ơxi nhóm vi sinh vật ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ………… (- Là yếu tố thiếu sinh trưởng vi sinh vật hiếu khí - Giết chết ức chế sinh trưởng vi sinh vật kị khí.) GV: Chiếu bảng Vai trò vitamin vi sinh vật Vitamin Dạng coenzim Chức Tiamin (avevrin, B1) Tiamin pirophotphat (TPP) Oxi hoá khử cacboxyl ketoaxit, chuyển nhóm aldeit Riboflavin (lactoflavin, B2) Flavinmononucleotit(FMN), flavin adenin dinucleotit (FAD) Chuyển hydro Axit pantotenic (B3) Coenzim A Oxi hoá ketoaxit tham gia vào trao đổi chất axit béo Niaxin (a nicotinic, nicotinamin, B5) Nicotin adeninDinucleotit (NAD) Khử hydro chuyển hydro NADP Piridoxin (pirdoxal, piridoxamin, B6) Piridoxal photphat Chuyển amin, khử amin, khử cacboxyl raxemin hoá axit amin Biotin (B7, H)Axit folic (folaxin, B9, M, Bc ) Biotin Axit tetrahidrofolic Chuyển CO2 nhóm cacboxilicChuyển đơn vị cacbonChuyển CO2 nhóm cacboxilic (Axit APAB paraaminobenzoic, B10) Axit tetrahidrofolic Chuyển đơn vị cacbon Xianocobalamin (cobalamin, B12) Metilxianocobalamit Chuyển nhóm metyl Axit lipoic Lipoamit Chuyển nhóm axyl nguyên tử hydro Axit ascocbic(Vitamin C) Là cofacto hydroxyl hoá Ecgocanxiferol(Vitamin 1,25 - dihidroxicole-canxiferol D2) Trao đổi canxi photpho Nhận xét vai trò vitamin sinh trưởng vi sinh vật ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ………… (- Là chất hữu quan trọng cần cho sinh trưởng VSV chúng không tự tổng hợp được.) GV:Cung cấpthông tin :Có vi sinh vật tự dưỡng chất sinh trưởng (auxoautotroph) chúng tự tổng hợp vitamin cần thiết Nhưng có nhiều loại vi sinh vật dị dưỡng chất sinh trưởng (auxoheterotroph), chúng đòi hỏi phải cung cấp nhiều loại vitamin khác u cầu: Từ thơng tin hồnthành nội dung bảng : Tìm hiểu vai trò chất dinh dưỡng Các chất dinh dưỡng Vai trò Cácbon Nitơ, lưu huỳnh, phơpho Ơxi Các yếu tố sinh trưởng Đáp án: Tìm hiểu vai trò chất dinh dưỡng Các chất dinh Vai trò dưỡng Cácbon - Cacbon yếu tố dinh dưỡng quan trọng sinh trưởng vi sinh vật - Là khung cấu trúc chất sống - Cacbon chiếm 50% khối lượng khô tế bào vi khuẩn Nitơ, lưu huỳnh, - N, P tham gia cấu tạo nên AND, ARN, prôtêin chất khác tế phôpho bào - S dùng để tổng hợp ATP, axít amin chứa lưu huỳnh xistêin, mêthionin - N chiếm 14%, S, P chiếm 4% Ơxi - Là yếu tố khơng thể thiếu sinh trưởng vi sinh vật hiếu khí - Giết chết ức chế sinh trưởng vi sinh vật kị khí - Căn vào nhu cầu ơxi chia làm nhóm + VSV hiếu khí bắt buột: Sinh trưởng mơi trường có ơxi (nấm, VK, tảo, ĐVNS) + VSV kị khí bắt buột: Sinh trưởng mơi trường khơng có ơxi (VK uốn ván) + VSV kị khí khơng bắt buột: Sinh trưởng mơi trường có khơng có ơxi (nấm men rượu, VK E.coli…) + VSV vi hiếu khí: Sinh trưởng mơi trường có nồng độ ơxi thấp ( – 10% ) nồng độ ơxi khí (VK giang mai, VK tả) Các yếu tố sinh - Là số chất hữu quan trọng cần cho sinh trưởng VSV trưởng chúng không tự tổng hợp - VD: Vitamin, axit amin… - Gồm nhóm: + Vi sinh vật nguyên dưỡng: Là vi sinh vật có khả sinh trưởng mơi trường tối thiểu + Vi sinh vật khuyết dưỡng: Là vi sinh vật khơng có khả sinh trưởng mơi trường tối thiểu Rút kết luận chất dinh dưỡng? ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ………………………… (- Chất dinh dưỡng chất giúp VSV đồng hóa tăng sinh khối lượng thu lượng - Các hợp chất hữu cacbohidrat, lipit, protein…là chất dinh dưỡng cần thiết cho sinh trưởng vi sinh vật - Các chất vô chứa ngun tố vi lượng như: Mn, Zn, Mo…có vai trò q trình thẩm thấu, hoạt hóa enzim… ) Nghiên cứu chất dinh dưỡng ảnh hưởng đến sinh trưởng VSV có ý nghĩa đời sống sản xuất? ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………… (- Đối với vi sinh vật có lợi: Tạo điều kiện mơi trường thuận lợi giúp chúng sinh trưởng thu sinh khối - Đối với vi sinh vật có hại: Tạo điều kiện môi trường bất lợi để chúng không sinh trưởng được.) III CHẤT ỨC CHẾ SINH TRƯỞNG Chiếu bảng thông tin số chất ức chế sinh trưởng Bảng 2: Ảnh hưởng chất ức chế đến sinh trưởng VSV Các chất ức chế sinh trường Cơ chế tác động ứng dụng thực tiễn VSV Các loại hợp chất phenol Gây biến tính prơtêin Khử trùng Các loại cồn Các halogen( clo, brơm, Iốt…) Các chất ơxi hóa(perơxihiđrơ, ôzôn…) Các hợp chất kim loại nặng (thủy ngân, bạc…) Cácanđêhit (formalin) Các chất hoạt động bề mặt (xà phòng) Chất kháng sinh Thay đổi khả cho qua lipit màng Gây biến tính protein Ơxi hóa thành phần tế bào VSV, biến tính prơtêin Gây bất hoạt prơtêin Gây biến tính, làm bất hoạt protein Làm giảm sức căng bề mặt, gây hư hại màng sinh chất Diệt khuẩn có tính chon lọc Thanh trùng phòng thí nghiệm Thanh trùng nước máy, nước bể bơi… Sát trùng, trùng, làm nước Diệt vi khuẩn kháng kháng sinh, bào tử đanmg chồi Dung tẩy uế, ướp xác Tẩy rửa, loại bỏ VSV Dung y tế, thú y Yêu cầu HS nghiên cứu thông tin bảng giải thích số câu hỏi sau: Tại bị thương da thường dùng ôxi già để rửa vết thương? ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ………… (Ơxi già có tác dụng kháng khuẩn, nên sử dụng ôxi già để rửa vết thương giúp hạn chế vi khuẩn xâm nhiễm vết thương mau lành hơn) Vì người thường khuyên nên rửa tay xà phòng sau vệ sinh trước ăn? ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ………… (Tay thường dễ nhiễm khuẩn tiếp xúc với môi trường Xà phòng có tác dụng loại bỏ vi khuẩn nhờ khả tạo bột Nên rửa tay xà phòng giúp loại bỏ vi khuẩn khỏi thể) 4 Vì bị sốt viêm họng, bác sĩ thường cho uống kháng sinh? ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ………… (Viêm họng vi khuẩn gây nên, thuốc kháng sinh có vai trò giết chết ức chế sinh trưởng vi sinh vật) Ở bò sau chữa bệnh penicelin mà vắt sữa sữa tồn dư kháng sinh Loại sữa khơng thể dùng làm sữa chua sao? ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ………… (penicilin ức chế tổng hợp thành peptiđôglican vi khuẩn lactic dẫn đến vi khuẩn không sinh trưởng được)  Rút kết luận chất ức chế sinh trưởng? ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ………… (Chất ức chế sinh trưởng chất làm cho VSV không sinh trưởng làm chậm tốc độ sinh trưởng VSV) Kể tên vài chất ức chế sinh trưởng nêu ứng dụng chúng đời sống? ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ………… (Các chất diệt khuẩn thông thường cồn, nước giaven, thuốc tím, thuốc kháng sinh, ứng dụng ghi nội dung theo bảng 2) IV ẢNH HƯỞNG CÁC YẾU TỐ VẬT LÍ Nhiệt độ a Ảnh hưởng Thời tiết nóng làm thức ăn mau hỏng nên người ta thường cho thức ăn vào tủ lạnh Cơ sở khoa học việc làm gì? - Nhiệt độ ảnh hưởng đến sinh trưởng vi sinh vật? - Tại nhiệt độ ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng sinh hóa tế bào VSV? Quan sát bảng trả lời câu hỏi Vi sinh vật Giới hạn nhiệt độ sinh trưởng Xạ khuẩn Vi khuẩn E.coli Vi khuẩn sắt Cực tiểu 30-45oC 11 Em kể tên số vi khuẩn ưa axit thường gặp thức ăn hàng ngày Con người ứng dụng ảnh hưởng pH lên sinh trưởng VSV thực tế nào? Độ ẩm Nước có vai trò trình sinh trưởng VSV? - Tại thực phẩm chứa nhiều nước mau hỏng? - Con người ứng dụng ảnh hưởng nước đến sinh trưởng VSV vào thực tiễn nào? Cơ sở khoa học việc bảo quản thịt, cá ướp muối gì? -Nồng độ chất tan môi trường cao ảnh hưởng tới sinh trưởng VSV nào? Đa số VK sinh trưởng tốt nồng độ muối < 2% Nhiều vi khuẩn, cổ khuẩn sống biển có nồng độ muối cao (3.5%) hay hồ muối (nồng độ NaCl 15%) → ưa mặn Chúng sử dụng Na+ trì thành màng sinh chất Chúng cân ASTT với mơi trường cách tích lũy K + hay axit amin, glyxerin TBC Nồng độ đường cao làm TB VSV nước Làm mứt biện pháp chế biến bảo quản trái cây.Một số nấm mốc sinh trưởng bình thường loại mứt  VSV ưa thẩm thấu(ưa saccarozơ) Khi sinh trưởng môi trường nghèo dinh dưỡng (nhược trương), tế bào chất vi khuẩn rút nước từ bên vào làm tế bào căng lên Tế bào vi khuẩn bị vỡ áp suất thẩm thấu nội bào tăng lên hay không? Tại sao? Bức xạ a Bức xạ ion hóa Tia gamma, tia X ảnh hưởng đến sinh trưởng VSV ntn? b Bức xạ khơng ion hóa Tia tử ngoại ảnh hưởng đến sinh trưởng VSV ntn? Trong thực tế, người ứng dụng ảnh hưởng xạ để tiêu diệt VSV có hại nào? Bảo quản thực phẩm(rau, quả) phương pháp chiếu xạ có ưu, nhược điểm gì? C LUYỆN TẬP Trong môi trường nuôi cấy không bổ sung chất dinh dưỡng trình sinh trưởng vi sinh vật biểu pha? A B C D Trong môi trường nuôi cấy vi sinh vật có q trình trao đổi chất mạnh A Pha tiềm phát C Pha lũy thừa B Pha cân D Pha suy vong Vì môi trường nuôi cấy liên tục pha lũy thừa ln kéo dài? A Có bổ sung chất dinh dưỡng C Cả A B B Loại bỏ chất độc thải khỏi môi trường D Chỉ A Vi khuẩn uốn ván sinh trưởng điều kiện nào? A có oxi B khơng có oxi C nồng độ oxi cao nồng độ oxi khí D nồng độ oxi thấp nồng độ oxi khí Cơ chế tác động chất hoạt động bề mặt A diệt khuẩn có tính chọn lọc, kìm hãm tổng hợp axit nucleic protein B làm giảm sức căng bề mặt nước gây hư hại màng sinh chất C gây biến tính bất hoạt prơtêin D diệt khuẩn có tính chọn lọc, gây biến tính prơtêin Chất khơng có khả ức chế sinh trưởng vi sinh vật A.rượu B xà phòng.C thuốc kháng sinh.D hợp chất vô chứa Mn, Zn, Mo Những chất sau có khả gây biến tính protein vi sinh vật? (1) Phenol (2) Halogen (3) Chất kháng sinh (4) Xà phòng (5) Kim loại nặng (6) Anđêhit A (1), (2), (4), (6) B (1), (2), (5), (6) C (1), (3), (5), (6) D (1), (2), (3), (4) Nhiệt độ A gây oxi hóa thành phần tế bào vi khuẩn B làm tăng hoạt tính enzim tế bào vi khuẩn C ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng sinh hóa tế bào vi khuẩn D làm thay đổi áp suất thẩm thấu nội bào vi khuẩn Vi khuẩn E.coli kí sinh hệ tiêu hóa người thuộc nhóm vi sinh vật ưa A nhiệt B axit C ấm D kiềm 10 Trong sữa chua khơng có vi sinh vật gây bệnh A lactozơ sữa chua nhiều B đường sữa chua bị vi khuẩn lactic sử dụng hết C axit lactic sữa chua kìm hãm vi sinh vật gây bệnh D thành phần sữa chua có chất kháng sinh 11 Yếu tố ức chế sinh trưởng vi sinh vật có hại q trình muối chua rau A nhiệt độ B ánh sáng C độ ẩm D độ pH 12 Vi khuẩn lactic thuộc nhóm vi sinh vật ưa A axit B trung tính C thẩm thấu D kiềm * Trả lời ngắn gọn câu hỏi sau Vì rửa rau nên ngâm nước muối 5-10 phút? Vì sữa chua khơng có vi sinh vật gây bệnh? Vì giữ thức ăn lâu tủ lạnh? Vì thức ăn chứa nhiều nước dễ bị nhiễm vi khuẩn? Bài tập 2: Sắp xếp diễn biến pha sinh trưởng quần thể vi khuẩn vào pha cho phù hợp Tên pha Diễn biến Pha tiềm phát Tổng hợp mạnh mẽ AND enzyme chuẩn bị cho phân bào Pha lũy thừa Tốc độ sinh trưởng trao đổicủa vi khuẩn giảm dần Pha cân Số lượng tế bào chết cân với số lượng tế bào sống Pha suy vong Số lượng tế bào chết cân với số lượng tế bào hình thành Vi khuẩn bắt đầu phân chia, số lượng tế bào tăng theo lũy thừa Một số vi khuẩn chứa enzyme tự phân giải tế bào Kích thước tế bào vi khuẩn nhỏ pha log Một số có hình dạng tế bào thay đổi tạo thành tế bào bị hư hại Bài tập 3: Trả lời ngắn gọn câu hỏi sau 1.Vì nhiều VK trung tính tạo chất thải có tính axit kiềm chúng sinh trưởng bình thường? Cơng nghiệp xà phòng bột chất tẩy rửa sử dụng số enzim vi sinh vật Các enzim phải có đặc tính gì? Vì sao? Tác nhân gây hư hại loại thường nấm mốc mà vi khuẩn Hãy giải thích sao? Gặp hôm trời nắng to, muốn mang phơi số đồ dùng quần áo, chăn chiếu Việc phơi nắng có tác dụng gì? D VẬN DỤNG VÀ TÌM TỊI MỞ RỘNG Viêm loét ung thư dày bệnh phổ biến người Nhưng năm gần đây, nhà khoa học phát “ thủ phạm” bệnh loài vi khuẩn có tên Helicobacter pylori Như ta biết màng nhầy dày tiết dịch chứa enzim phân giải protein HCl dùng hoạt hóa enzim Các tế bào chuyên hóa khác sản sinh lớp nhầy bảo vệ dày khỏi bị tự tiêu hóa Dịch dày có pH 2-3 Do vi khuẩn không ưa axit thường không tồn H.pylori gắn vào tế bào tiết chất nhầy dày tiết enzim ureaza phân giải ure thành ion NH4+ Chúng nâng cao pH chỗ đàng hoàng ngự trị dày Đúng kẻ “ranh mãnh” đáng khâm phục - Vi khuẩn Helicobacter pylori thuộc nhóm nào? - Làm để phòng tránh bệnh đau dày? Vì người ta sử dụng nhóm vi sinh vật khuyết dưỡng để kiểm tra mơi trường có hay khơng có chất đó? ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ... ……………………………………………………………………………………………………………… ………… (- Là yếu tố thiếu sinh trưởng vi sinh vật hiếu khí - Giết chết ức chế sinh trưởng vi sinh vật kị khí.) GV: Chiếu bảng Vai trò vitamin vi sinh vật Vitamin Dạng coenzim Chức Tiamin... yếu tố sinh - Là số chất hữu quan trọng cần cho sinh trưởng VSV trưởng chúng không tự tổng hợp - VD: Vitamin, axit amin… - Gồm nhóm: + Vi sinh vật nguyên dưỡng: Là vi sinh vật có khả sinh trưởng... tính protein vi sinh vật? (1) Phenol (2) Halogen (3) Chất kháng sinh (4) Xà phòng (5) Kim loại nặng (6) Anđêhit A (1), (2), (4), (6) B (1), (2), (5), (6) C (1), (3), (5), (6) D (1), (2), (3),