CHUYÊN ĐỀ VI SINH VẬT

- Thời gian thế hệ của nấm men dài hơn,ví dụ với men rượu Saccharomyces cereviside là 120 phút .Nhiều vi sinh vật khác có thế hệ dài hơn nữa,ví dụ với tảo tiểu cầu Chlorallalà 7 giờ, với

Câu 1: Hãy trình bày các điểm chung của vi sinh vật ?

Giải.

1.Kích thước nhỏ bé:

- Vi sinh vật thường được đo kích thứoc bằng đơn vị µm (1 µm =1/103mm hay 1/106 m).Virut được đo kích thước bằng đơn

vị nn(1nn=1/106mm hay 1/10 9 m)

- Kích thước vi sinh vật càng nhỏ thì tổng diện tích bề mặt của các vi sinh vật trong 1 đơn vị thể tích càng lớn.Chẳng

hạn,đường kính của 1 cầu khuẩn (Coccus) chỉ có 1 mm ,nhưng nếu xếp đầy chúng thành một khối lập phương có thể tích là

1 cm3 thì chúng có diện tích bề mặt rộng tới 6 cm2.

2.Hấp thụ nhiều,chuyển hóa nhanh

- Tuy vi sinh vật có kích thước rất nhỏ nhưng chúng lại có năng lực hấp thụ và chuyển hóa vượt xa các sinh vật khác

- Chẳng hạn,1 vi khuẩn lactic (Lactobacillus ) trong 1 giờ có thể phân giải được latôzơ lớn hơn 100-10.000 lần so với khối

lượng của chúng.Tốc độ tổng hợp prôtêin của nấm men cao gấp 1000 lần so với đậu tương và sấp 10.000 lần so với trâu,bò

3.Sinh trưởng nhanh,phát triển mạnh

- Chẳng hạn,1 trực khuẩn đại tràng ( Escherchia coli ) trong điều kiện thích hợp chỉ sau 12-20 phút lại phân cắt 1 lần Nếu

lấy thời gian thế hệ là 20 phút thì mỗi giờ phân cắt 3 lần,sau 24 giờ phân cắt72 lần và tạo ra 4.722.366×1017 tế bào, tương đương với 4722 tấn.Tất nhiên,trong tự nhiên không có được các điều kiện tối ưu như vậy ( vì thiếu thức ăn, thiếu ôxi, dư thừa các sản phẩm chuyển hóa vật chất có hại…).Trong nồi lên men,với các điều kiện nuôi cấy thích hợp, sau 24 giờ,từ 1 tế bào có thể tạo ra khoảng 108-109 tế bào.

- Thời gian thế hệ của nấm men dài hơn,ví dụ với men rượu (Saccharomyces cereviside) là 120 phút Nhiều vi sinh vật khác

có thế hệ dài hơn nữa,ví dụ với tảo tiểu cầu (Chloralla)là 7 giờ, với vi khuẩn lam Nostoc là 23 giờ.Có thể nói,vi sinh vật có

tốc độ sinh sôi nảy nở nhanh nhất trong các loài sinh vật.

4.Có năng lực thích ứng mạnh à dễ dàng phát sinh biến dị

- Trong quá trình tiến hóa lâu dài, vi sinh vật đã tạo cho mình những cơ chế điều hòa vật chất để thích ứng đựoc với những điều kiện hết sức bất lợi mà các sinh vật khác thường không thể tồn tại được Có vi sinh vật sống được ở môi trường nóng đến 130oC, lạnh đến 0 - 5oC , mặn đến nồng độ 32% muối ăn,ngọt đến nồng độ mật ong,pH thấp đến 0,5 hoặc cao đến 10,7,áp suất cao đến trên 1103 at hay có độ phóng xạ cao đến 750.000rad nhiều vi sinh vật có thể phát triển tốt trong điều

kiện tuyệt đối kị khí, có loài nấm sợi có thể phát triển dày đặc trong bể ngâm tử thi với nồng độ formôn rất cao …

- Vì vi sinh vật đa số là đơn bào,đơn bội,sinh sản nhanh, số lượng nhiều,tiếp xúc trực tiếp với môi trường sống nên rất dễ phát sinh biến dị.Tần số biến dị thường ở mức 10-5-10-10.Chỉ sau một thời gian ngắn đã có thể tạo ra một số lượng rất lớn các

cá thể biến dị Những biến dị có ích sẽ mang lại hiệu quả rất lớn trong sản xuất.khi mới phát hiện ra pênixilin, hoạt tính chỉ đạt 20 đơn vị/ml dịch lên sản xuất Khi mới phát hiện ra pênixilin, hoạt tính chỉ đạt 20 đơn vị/ml dịch lên men (năm 1943 ) đến nay đã có thể đạt trên 100.000 đơn vị/ ml Khi mới phát hiện ra axit glutamic,hoạt tính hỉ đạt 1-2g/l thì nay đã đạt dến 150g/ml dịch lên men

5.Phân bố rộng, chủng loại nhiều:

- Vi sinh vật có mặt ở khắp mọi nơi trên Trái Đất: trong không khí,trong đất,trên núi cao,dứoi biển sâu,trên cơ thể ( người,động vật,thực vật ), trong thực phẩm,trên mọi đồ vật…

- Vi sinh vật tham gia tích cực vào việc thực hiện các vòng tuần hoàn sinh-địa-hóa học như vòng tuần hoàn C,vòng tuần hoàn N, vòng tuần hoàn P, vòng tuần hoàn S, vòng tuần hoàn Fe…

+ Trong nước, VSV có nhiều ở vùng duyên hải, vùng nước nông và ngay cả ở vùng nước sâu,vùng đáy ao hồ

+ Trong không khí,càng lên cao số lượng vi sinh vật càng ít số lượng vi sinh vật trong không khí ở các khu dân cư đông đúc cao hơn rất nhiều so với không khí trên mặt biển và nhất là trong không khí ở Bắc Cực, Nam Cực…

Hầu như không có hợp chất cacbon nào( trừ kim cương,đá graphit…) mà không là thức ăn của những nhóm vi sinh vật nào đó (kể cả dầu mỏ , khí thiên nhiên , formôn , điôxin… ).Vi sinh vật có nhiều kiểu dinh dưỡng khác nhau:quang tự

dưỡng,quang dị dưỡng,hóa tự dưỡng,hóa dị dưỡng,hóa tự dưỡng,tự dưỡng chất sinh trưởng, dị dưỡng chất sinh trưởng…

6 Xuất hiện đầu tiên trên Trái Đất

Trái Đất hình thành cách đây 4,6 tỉ năm nhưng cho đến nay mới chỉ tìm thấy dấu vết của sự sống từ cách đây 3,5 tỉ năm.Vi sinh vật hóa thạch cổ xưa nhất đã được phát hiện là những dạng rất giống với vi khuẩn lam ngày nay.Chúng được J.William Schopf tìm thấy tại các tầng đá cổ ở miền Tây Ôtrâylia Chúng có dạng đa bào đơn giản, nối thành sợi dài đến vài chục mm với đường kính khoảng 1-2mm và có thành tế bào khá dày Trước đó,các nhà khoa học cũng đã tìm thấy vết tích của chi

gloaodiniopsis có niên đại cách đây 1,5 tỉ năm và vết tích của chi Palaoeolybya có niên đại cách đây 950 triệu năm

Câu 2: Những câu sau đây đều sai Hãy chỉ ra sai chỗ nào?

a Vi sinh vật chia làm 3 nhóm chính: virut, vi khuẩn và nấm.

b Vi sinh vật là nhóm phân loại quan trọng trong hệ thống phân loại sinh học.

c Căn cứ vào cấu trúc thành tế bào, có thể chia VK thành 2 nhóm: Vi khuẩn kị khí và vi khuẩn hiếu khí Giải:

a Vi sinh vật chia làm 3 nhóm chính: Vi sinh vật chưa có cấu tạo tế bào, vi sinh vật nhân sơ, VSV nhân thực

b Vi sinh vật là không phải là nhóm phân loại quan trọng trong hệ thống phân loại sinh học Bởi vì VSV chứa nhiều nhóm khác nhau

c Căn cứ vào cấu trúc thành tế bào, có thể chia vi khuẩn thành 2 nhóm: Vi khuẩn G+ và vi khuẩn G-

Câu 3: a.Vi khuẩn lam tổng hợp chất hữu cơ của mình từ nguồn C nào? Kiểu dinh dưỡng của chúng là gì? b.Vì sao vi sinh vật kị khí bắt buộc chỉ có thể sống và phát triển trong điều kiện không có oxy không khí?

c Nêu ứng dụng của vi sinh vật trong đời sống.

Giải:

a Vi khuẩn lam có khả năng quang tự dưỡng: sử dụng nguồn C của CO2 Vi khuẩn lam có khả năng cố định N2 tự do ( N2

→ NH3)

b Chúng không có enzim catalaza và một số enzim khác do đó không thể loại được các sản phẩm oxi hoá độc hại cho tế

bào như H2O2, các ion superoxit

c Ứng dụng:

- Xử lý nước thải, rác thải - Sản xuất sinh khối ( giàu prôtêin, vitamin, enzim, )

- Làm thuốc - Làm thức ăn bổ sung cho người và gia súc - Cung cấp O2.

Câu 4: Vì những lý do gì mà trong điều kiện trên thế giới đang thiếu thức ăn như hiện nay người ta rất chú

ý đến phương hướng sản xuất các loại sinh khối vi sinh vật để làm thức ăn trong chăn nuôi và cho cả con người ?

Giải

* Tốc độ sinh sản của vi sinh vật rất nhanh  tăng số lượng sinh khối trong một thời gian ngắn

(Thời gian để thể trọng tăng gấp đôi : ở gà con là 200giờ, heo con là 600giờ, bê, nghé là 1.500giờ, nấm men là 1 – 2giờ, nấm sợi là 4 – 12giờ, tảo là 2 – 6giờ, vi khuẩn là 20 – 60phút)

* Sinh khối vi sinh vật rất giàu chất dinh dưỡng : chứa 30 – 70% prôtêin với nhiều axit amin không thay thế, nhiều vitamin, men

* Vi sinh vật rất dễ gây đột biến  dễ biến đổi các đặc điểm sinh học theo hướng có lợi nhất trong việc sản xuất sinh khối giàu dinh dưỡng

* Việc sản xuất ít tốn diện tích ; không phụ thuộc vào khí hậu, thiên tai, sâu bệnh ; bảo đảm năng suất và chất lượng sản phẩm được ổn định

Câu 5 : 1 Nêu ý nghĩa kinh tế của vi khuẩn lam.

2 Prôtêin đơn bào là gì? Sản xuất prôtêin đơn bào có ưu điểm gì so với sản xuất prôtêin đa bào.

Giải

1 Ý nghĩa kinh tế của vi khuẩn lam

- Một số vi khuẩn lam sống trôi nổi trong các thủy vực là nguồn thức ăn cho động vật thủy sinh

- Một số sống trên mặt đất khi chế sẽ làm giàu thêm chất mùn cho đất

- Một số có khả năng cố định nitơ không khí (như Anabaena sống cộng sinh trong bèo hoa dâu) được con người khai thác

sử dụng làm nguồn phân xanh

- Một số có cơ thể làm giàu chất dinh dưỡng (như Spirulina chứa tới 55 – 65% prôtêin, nhiều vitamin, enzim …) được con

người nuôi trồng để thu nhân sinh khối làm thốc, làm thức ăn bổ sung cho người và động vật

2 Prôtêin đơn bào

- Prôtêin đơn bào là thuật ngữ chỉ loại chất dinh dưỡng chứa nhiều prôtêin từ vi sinh vật (sản xuất từ vi sinh vật

: vi khuẩn, nấm men, nấm sợi và tảo)

- Ưu điểm

+ Vi sinh vật là cơ thể có tốc độ sinh sản mạnh, khả năng tăng trưởng nhanh

+ Hàm lượng prôtêin rất cao, chứa đầy đủ và cân đối cá axit amin

+ Hoàn toàn có thể sản xuất theo quy mô công nghiệp, không phụ thuộc vào khí hậu hay điều kiện địa lí, nguyên liệu rẻ tiền dễ kiếm

Câu 6: a Sự sinh trưởng ở vi sinh vật khác với sự sinh trưởng của cơ thể đa bào như thế nào?

b.Hãy giải thích vì sao vi khuẩn có cấu trúc đơn giản nhưng lại có tốc độ sinh trưởng và sinh sản rất cao Giải:

a.- Sự sinh trưởng ở cơ thể đa bào là quá trình tăng lên về số lượng, khối lượng và kích thước của tế bào làm cơ thể lớn lên.

- mỗi vi sinh vật là một cơ thể đơn bào với kích thước bé, do đó sự sinh trưởng của vi sinh vật là sự tăng số lượng tế bào

b.Vì: - Vi khuẩn có hệ enzim nằm trên màng sinh chất hoặc trong tế bào chất, enzim này có hoạt tính mạnh nên vi khuẩn

có khả năng đồng hóa mạnh và nhanh

- Vi khuẩn có tỉ lệ S/V lớn nên khả năng trao đổi chất mạnh

- Vi khuẩn dễ phát sinh biến dị nên khả năng thích nghi cao

 Tốc độ sinh trưởng rất nhanh  tốc độ sinh sản nhanh.

Câu 7: Dựa vào nguồn cung cấp năng lượng và cacbon hãy phân biệt các kiểu dinh dưỡng của những sinh vật sau đây : Tảo, Khuẩn lam, Vi khuẩn lưu huỳnh màu tía màu lục, Nầm men, Vi khuẩn lactic, vi khuẩn nitrat hoá, Vi khuẩn lục và vi khuẩn tía không có lưu huỳnh.

Giải:

- Tảo, khuẩn lam

- Vi khuẩn có lưu huỳnh màu tía,

màu lục

- Vi khuẩn không có lưu huỳnh màu

tía, màu lục

Câu 8 Ở vi khuẩn Lăctic nếu được nuôi cấy trong điều kiện pH = 3,5 thì thời gian thế hệ là 30 phút còn nếu nuôi cấy ở điều kiện pH = 4,5 thì thời gian thế hệ là 20 phút Một quần thể vi khuẩn Lăctic được nuôi cấy liên tục trong 3 giờ, 1/3 thời gian nuôi cấy trong môi trường có độ pH = 3,5; sau đó chuyển sang môi trường có độ pH = 4,5 Biết No = 105.

a Sau 3 giờ thì số lượng cá thế của quần thể vi khuẩn Lăctic là bao nhiêu, nếu cho rằng không có vi khuẩn nào bị chết và quần thể vi khuần luôn giữ ở pha luỹ thừa.

b Trình bày dãy bấm máy ra kết quả của câu a.

Giải

a Sau 3 giờ tổng số cá thể của quần thể vi khuẩn Lactic:

- Thời gian nuôi cấy trong môi trường có PH=3,5 là 1h - Số lần phân chia trong thời gian này là: 60/30 = 2 lần.

- Số cá thể vi khuẩn Lactic tạo ra sau 1 h là: Nt = N0 2n => 105.22

- Thời gian nuôi cấy trong môi trường có PH = 4,5 là 2h.- Số lần phân chia của vi khuẩn trong thời gian này là 120/20 =

6lần

- Vì môi trường nuôi cấy liên tục nên số cá thể của quần thể vi khuẩn này tạo ra là sau 3 h là: Nt= 4.105.106

b Trình bày dãy bấm (Học sinh tự làm)

Câu 9 1 Cho các bước trong quá trình tái bản của một loại virút như sau :

1/ Sự tổng hợp prôtêin virút 2/ Sự hợp nhất của phần vỏ virút với màng tế bào chủ.

3/ Sự lắp ráp các prôtêin virút 4/ Sự cắt bỏ phần vỏ virút.

5/ Sự phóng thích virút ra khỏi tế bào chủ 6/ Sự tái bản của axit nuclêic virút.

Trình tự đúng của các bước trong quá trình trên là : A 4 – 2 – 1 – 6 – 3 – 5 B 2 – 4 – 6 – 1 – 3 – 5

C 3 – 2 – 4 – 6 – 1 – 5 D 2 – 6 – 4 – 5 – 1 – 3 E 6 – 4 – 1 – 3 – 5 – 2

2 Nếu quá trình trên được diễn ra liên tục thì loại virút nói ở câu 1 trên đây là virút ôn hòa hay virút độc ? Trình bày khái niệm về hai loại virút này.

Giải

1 Chọn câu đúng :Câu B (2 – 4 – 6 – 1 – 3 – 5)

2 Giải thích: * Trả lời : Là VR độc

* VR độc : Là loại VR khi xâm nhập vào tế bào chủ  lập tức chủ động nhân lên một cách độc lập  rất nhiều VR  phá

vỡ tế bào chủ để phóng thích ra ngoài

* VR ôn hòa : là loại VR khi xâm nhập vào tế bào chủ sẽ gắn bộ gen của mình vào genome của tế bào chủ  không làm tan

mà tồn tại song song với tế bào chủ một thời gian (dài) (ở dạng tiền VR) Chỉ khi có các tác nhân kích ứng (UV, X, peroxit hữu cơ, etylen imin, cơ thể suy dinh dưỡng hay bị suy giảm miễn dịch ) chúng mới hoạt động (trở thành VR độc) và lúc đó mới làm tan tế bào chủ

Câu 10: Vì sao sau khi xâm nhập vào cơ thể người, HIV có khả năng lây nhiễm vào tế bào limphô T, tế bào đơn nhân, đại thực bào của hệ thống miễn dịch ? Vì sao người tiêm chích ma tuý lại dễ bị lây nhiễm HIV ?

Giải

* HIV có khả năng xâm nhập vào tế bào limphô T4, tế bào đơn nhân, đại thực bào vì: Màng các tế bào này có các thụ thể đặc hiệu giúp nó nhận ra và liên kết với kháng nguyên tương ứng (CD4) của HIV

* Những người nghiện ma tuý thường sử dụng bơm kim tiêm chung để tiêm, trích ma tuý, nên HIV có trong máu dính trên bơm kim tiêm lây nhiễm từ người bệnh sang người lành, từ người này sang người khác

-CÂU HỎI TỰ GIẢI:

Câu 1: Quan sát đồ thị sau

(1) (2) (3) (4)

Thời gian

Đồ thị về đường cong sinh trưởng của vi khuẩn trong môi trường nuôi cấy không liên tục; (1), (2), (3), (4) là các pha

a Theo đồ thị trên, vi khuẩn trong nuôi cấy không liên tục sinh trưởng theo những pha nào? Nêu các đặc điểm chính của mỗi pha

b Nếu nuôi cấy vi sinh vật không liên tục thì thu hoạch sinh khối vào thời điểm nào là thích hợp?

Câu 2: a) Dựa vào nhu cầu oxy cần cho sinh trưởng thì động vật nguyên sinh, vi khuẩn uốn ván, nấm men rượu

và vi khuẩn giang mai được xếp vào các nhóm vi sinh vật nào?

b) Hô hấp hiếu khí, hô hấp kỵ khí và lên men ở vi sinh vật khác nhau như thế nào về sản phẩm và chất nhận điện

tử cuối cùng?

Câu 3: Dưới kính hiển vi người ta có thể quan sát được một đơn vị diện tích chứa trung bình có 23 tế bào vi

khuẩn E.Coli Sau 8 giờ nuôi cấy người ta pha loãng 4194304 lần, người ta lại làm một tiêu bản hiển vi như cách làm ban đầu Lần này trên một đơn vị diện tích trung bình có 92 tế bào Giả thiết các tế bào được nuôi trong điều kiện tối ưu, không có tế bào bị chết.Thời gian thế hệ (kí hiệu là g) của vi khuẩn E.Coli là bao nhiêu phút?

Câu 4: 1 Người ta nuôi một chủng vi khuẩn với mật độ ban đầu là 102 tế bào trong 1ml môi trường Sau 7 giờ,

số tế bào thu được là 105/ml, vi khuẩn có thời gian thế hệ (vòng đời) là 40 phút Vi khuẩn có trải qua pha tiềm phát không? Nếu có thì kéo dài bao lâu

2 Rhodspirillium rubrum là một loài vi khuẩn cố định nitơ khí quyển thường gặp trong các nguồn nước tự nhiên

Chúng có thể sinh sản được trong điều kiện hiếu khí, trong bóng tối bằng cách sử dụng các chất hữu cơ khác nhau như rượu, axit amin, axit béo, Chúng có thể sinh sản trong điều kiện kị khí với điều kiện phải chiếu sáng cho chúng và có mặt của các chất hữu cơ nói trên cùng với CO2 của không khí.

a) Trong điều kiện hiếu khí, xác định kiểu dinh dưỡng của loài vi khuẩn này Vai trò của chất hữu cơ là gì? b) Trong điều kiện kị khí, xác định kiểu dinh dưỡng của loài vi khuẩn này Vai trò của các chất hữu cơ là gì? Loại chất nào có thể sử dụng làm chất nhận electrôn và prôtôn cuối cùng?

Câu 5: 1 Trình bày các kiểu dinh dưỡng ở vi sinh vật: kể tên, nguồn năng lượng, nguồn cacbon chủ yếu và đại

diện điển hình.

2 Hãy chỉ ra chỗ sai trong các câu sau đây: a Vi sinh vật chia làm ba nhóm chính: virut, vi khuẩn và nấm.

b Căn cứ vào cấu trúc thành tế bào, có thể chia vi khuẩn thành hai nhóm lớn là vi khuẩn kị khí và vi khuẩn hiếu khí c Vi khuẩn sinh sản bằng bào tử và phân đôi.

d Vi sinh vật có loại nhỏ như virut, vi khuẩn; có loại lớn như nấm rơm, nấm mỡ.

3 Một học sinh đã viết hai quá trình lên men kị khí như sau:

(1) C12H22O11 -> CH3CHOHCOOH ; (2) CH3CH2OH + O2 -> CH3COOH + H2O + Q

a Hãy chỉ ra chỗ nhầm lẫn của bạn

b Giải thích hai quá trình bạn đã viết về nguyên liệu, chất tạo thành và vi sinh vật thực hiện.

Câu 6: 1 Nêu các giai đoạn xâm nhập và phát triển của phagơ.

2 Nêu những điểm khác nhau cơ bản trong cấu trúc và biểu hiện chức năng của plasmit và phage ôn hòa ở vi

khuẩn

3 Một số loại virut gây bệnh ở người, nhưng người ta không thể tạo được vác xin phòng chống Hãy cho biết đó

là loại vi rút có vật chất di truyền là ADN hay ARN? Giải thích