Lý thuyết Sinh học Lớp 10 - Phần sinh học vi sinh vật

Nội dung text: Lý thuyết Sinh học Lớp 10 - Phần sinh học vi sinh vật

1. Lý thuyết sinh học lớp 10 - phần sinh học vi sinh vật Câu 1: Các kiểu dinh dưỡng của vi sinh vật? Khái niệm hô hấp? Phân biệt hô hấp hiếu khí, kị khí và lên men. Ví dụ? * Các kiểu dinh dưỡng của vi sinh vật: - Căn cứ nguồn cung cấp năng lượng, vi sinh vật đựoc chia làm 2 nhóm: + Vi sinh vật quang dưỡng: Nguồn năng lượng là ánh sáng mặt trời. (Vi khuẩn lam, tảo đơn bào, vi khuẩn không chứa lưu huỳnh màu lục và màu tía, ) + Vi sinh vật hóa dưỡng: Nguồn năng lượng là các hợp chất vô cơ hay hữu cơ. (Vi khuẩn nitrat hóa, nấm, ) - Căn cứ vào nguồn cung cấp cacbon, vi sinh vật được chia làm 2 nhóm: + Vi sinh vật tự dưỡng: Nguồn cacbon chủ yếu là CO2. (Vi khuẩn lam, vi khuẩn nitrat hóa, ) + Vi sinh vật dị dưỡng: Nguồn cacbon chủ yếu là các hợp chất hữu cơ. Như vậy, hình thức dinh dưỡng của vi sinh vật được chia thành 4 kiểu: + Quang tự dưỡng (vi khuẩn lam, tảo đơn bào ) + Hóa tự dưỡng (vi khuẩn nitrat hóa, vi khuẩn oxi hóa hiđrô ) + Quang dị dưỡng (vi khuẩn không chứa lưu huỳnh màu lục và màu tía ) + Hóa dị dưỡng (nấm, động vật nguyên sinh ) * Khái niệm hô hấp: Hô hấp là một hình thức hóa dị dưỡng các hợp chất cacbohiđrat. - Hô hấp hiếu khí: Xảy ra khi môi trường có ôxi phân tử. Hô hấp hiếu khí là quá trình ôxi hóa các phân tử hữu cơ. Trong đó, chất nhận electron cuối cùng là ôxi phân tử. Sản phẩm cuối cùng là CO2, H2O và giải phóng nhiều năng lượng. - Hô hấp kị khí: Xảy ra khi môi trường không có ôxi phân tử. Hô hấp kị khí là quá trình phân giải cacbohiđrat để thu năng lượng cho tế bào. Trong đó, chất nhận electron cuối cùng không phải là ôxi phân tử mà là các phân tử - 2- vô cơ như NO3 , SO4 * So sánh hô hấp hiếu khí, kị khí và lên men: - Giống nhau: + Hô hấp hiếu khí, kị khí và lên men đều là quá trình phân giải chất hữu cơ, chủ yếu là cacbohiđrat để tạo ra các chất cần thiết và thu năng lượng cho các hoạt động sống của cơ thể vi sinh vật. + Đều xảy ra quá trình chuyển hóa electron. - Khác nhau: Hô hấp hiếu khí Hô hấp kị khí Lên men Xảy ra trong điều kiện Xảy ra trong điều kiện Xảy ra trong điều kiện hiếu khí, có ôxi tham kị khí, không có sự tham kị khí, không có sự gia gia của ôxi tham gia của ôxi 1
2. Chất hữu cơ được phân Chất hữu cơ được phân Chất hữu cơ được phân giải không hoàn toàn giải không hoàn toàn giải hoàn toàn thành tạo các sản phẩm như tạo một số sản phẩm khí CO và H O rượu, axit lactic và có 2 2 trung gian thể có CO2 Chất nhận electron cuối Chất nhận electron cuối Chất nhận electron cuối cùng là một phân tử vô cùng là các phân tử cùng là ôxi phân tử cơ hữu cơ ở tế bào nhân thực: xảy ra trong ti thể. ở tế bào Xảy ra ở màng sinh Xảy ra trong tế bào nhân sơ: ở màng sinh chất sinh vật nơi kị khí chất Câu 2: So sánh nuôi cấy liên tục và không liên tục? Vì sao, quá trình sinh trưởng của vi sinh vật trong nuôi cấy không liên tục có pha tiềm phát, còn trong nuôi cấy liên tục thì không có pha này? Vì sao, trong nuôi cấy không liên tục, vi sinh vật tự phân hủy ở pha suy vong, còn trong nuôi cấy liên tục hiện tượng này không xảy ra? * So sánh nuôi cấy liên tục và không liên tục: - Giống nhau: đều có các pha cơ bản: + Pha lũy thừa (pha log), pha cân bằng. + Đều tạo ra sinh khối. - Khác nhau: Nuôi cấy không liên tục Nuôi cấy liên tục - Không bổ sung chất dinh dưỡng - Bổ sung thường xuyên chất dinh mới dưỡng mới - Không rút bỏ các chất thải và sinh - Thường xuyên rút bỏ các chất thải khối và sinh khối - Quần thể vi sinh vật sinh trưởng ở - Quần thể vi sinh vật sinh trưởng pha lũy thừa trong thời gian dài, theo 4 pha: tiềm phát, lũy thừa, cân mật độ vi sinh vật tương đối ổn định, bằng, suy vong không có pha tiềm phát. - Vi sinh vật tự phân hủy ở pha suy - Vi sinh vật không bị phân hủy ở vong pha suy vong 2
3. - Sử dụng trong công nghiệp sản xuất - Thường dùng quan sát hoạt động, sinh khối vi sinh như: làm thuốc đặc điểm của vi sinh vật để nghiên kháng sinh, viên vitamin, làm bia, cứu trong phòng thí nghiệm. rượu * Quá trình sinh trưởng của vi sinh vật trong nuôi cấy không liên tục có pha tiềm phát, còn trong nuôi cấy liên tục thì không có pha này vì: - Trong nuôi cấy không liên tục, vi khuẩn cần có thời gian làm quen với môi trường, tạo điều kiện để hình thành các enzim cảm ứng. Nghĩa là, trong nuôi cấy không liên tục cần phải có pha tiềm phát. - Trong nuôi cấy liên tục, môi trường đã ổn định, vi khuẩn đã có enzim cảm ứng nên không có pha tiềm phát. * Trong nuôi cấy không liên tục, vi sinh vật tự phân hủy ở pha suy vong, còn trong nuôi cấy liên tục hiện tượng này không xảy ra vì: - Trong nuôi cấy không liên tục, các chất dinh dưỡng dần cạn kiệt, đồng thời các chất độc hại được tạo ra qua quá trình chuyển hóa vật chất tích lũy ngày càng nhiều đã ức chế sự sinh trưởng của vi sinh vật, chúng tự phân hủy ở pha suy vong. - Trong nuôi cấy liên tục, các chất dinh dưỡng liên tục được bổ sung, các chất được tạo ra qua quá trình chuyển hóa cũng được lấy ra một lượng tương đương, do đó môi trường nuôi cấy luôn ở trong trạng thái tương đối ổn định nên không có hiện tượng vi sinh vật bị phân hủy. Câu 3: Nêu tên các yếu tố lí học, hóa học ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của vi sinh vật? Giải thích: - Vì sao có thể giữ thức ăn chứa trong tủ lạnh. - Vì sao thức ăn chứa nhiều nước rất dễ bị nhiễm vi khuẩn. - Vì sao trong sữa chua hầu như không có vi sinh vật gây bệnh. - Vì sao nên đun sôi lại thức ăn còn dư trước khi giữ trong tủ lạnh. - Vì sao nếu không diệt hết nội bào tử thì hộp thịt hộp để lâu ngày sẽ bị phồng, bị biến dạng * Các yếu tố lí học, hóa học ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của vi sinh vật: a/ Các chất hóa học: - Chất dinh dưỡng gồm cacbohiđrat, prôtêin, lipit ; các nguyên tố vi lượng như Zn, Mn, Mo có vai trò quan trọng trong quá trình hóa thẩm thấu, hoạt hóa enzim. Axit amin, vitamin là nhân tố sinh trưởng. Vi sinh vật nguyên dưỡng tự tổng hợp được các nhân tố sinh trưởng. Vi sinh vật khuyết dưỡng không tự tổng hợp được các nhân tố sinh trưởng. - Chất ức chế sự sinh trưởng: Một số chất hóa học thường được dùng để ức chế sự sinh trưởng của vi sinh vật như: + Các hợp chất phênol: Làm biến tính prôtêin, các loại màng tế bào. + Các loại cồn (êtanol, izôprôpanol, 70-80%): Làm thay đổi khả năng cho đi qua của lipit ở màng sinh chất. 3
4. + Iôt, rượu iôt (2%): Ôxi hóa các thành phần tế bào. + Clo (natri hipôclorit), cloramin: Ôxi hóa mạnh vì tạo ra ôxi nguyên tử. + Các hợp chất kim loại nặng (Hg, Ag, ): Gần vào nhóm SH của prôtêin làm prôtêin bất hoạt. + Các anđêhit ( phoocmanđêhit 2%): Bất hoạt các prôtêin. + Các loại khí êtilen ôxit (10-20%): Ôxi hóa các thành phần tế bào. + Các chất kháng sinh: Diệt khuẩn có tính chọn lọc. b/ Các yếu tố lí học: - Nhiệt độ: Nhiệt độ có ảnh hưởng đến tốc độ các phản ứng sinh hóa trong tế bào vi sinh vật làm cho vi sinh vật sinh sản nhanh hay chậm. Căn cứ vào khả năng chịu nhiệt, vi sinh vật đwocj chia thành 4 nhóm: + Vi sinh vật ưa lạnh + Vi sinh vật ưa ấm + Vi sinh vật ưa nhiệt + Vi sinh vật ưa siêu nhiệt - Độ ẩm: Mỗi loài vi sinh vật sinh trưởng trong một giới hạn độ ẩm nhất định. Nói chung, vi khuẩn đòi hỏi độ ẩm cao, nấm men đòi hỏi ít nước, nấm sợi có thể sống trong điều kiện độ ẩm thấp. - Độ pH: Độ pH ảnh hưởng đến tính thấm của màng, ảnh hưởng đến hoạt động chuyển hóa vật chất trong tế bào, hoạt tính của enzim, sự hình thành ATP Căn cứ vào độ pH thích hợp với sự sinh trưởng của vi sinh vật, người ta chia vi sinh vật thành 3 nhóm: + Vi sinh vật ưa axit. + Vi sinh vật ưa kiềm. + Vi sinh vật ưa pH trung tính. - ánh sáng cần cho quang hợp của vi khuẩn quang hợp, tác động đến sự hình thành bào tử sinh sản, tổng hợp sắc tố, chuyển động hướng sáng, bức xạ ánh sáng có thể tiêu diệt hoặc ức chế sự sinh trưởng của vi sinh vật. - áp suất thẩm thấu: áp suất thẩm thấu ảnh hưởng đến sinh trưởng của vi sinh vật vì có thể gây co nguyên sinh. * Vì sao có thể giữ thức ăn chứa trong tủ lạnh: Theo định luật Van-Hop, khi nhiệt độ tăng thêm 10 0C thì tốc độ các phản ứng hóa học tăng thêm gấp 2 đến 3 lần. Như vậy, nhiệt độ càng thấp, tốc độ diễn ra các phản ứng hóa học càng giảm. Trong tủ lạnh, các phản ứng sinh hóa diễn ra rất chậm, vì vậy, các vi sinh vật khó có thể gây ra các phản ứng gây thối hỏng. Riêng đối với thức ăn tươi (rau, củ, quả), hoạt động hô hấp rât chậm nên củ không bị nảy mầm, quả không bị chín, rau không bị vàng. * Vì sao thức ăn chứa nhiều nước rất dễ bị nhiễm vi khuẩn: Nước là dung môi hòa tan nhiều chất hóa học, là môi trường diễn ra các phản ứng sinh hóa. Những loại vi khuẩn gây thối hỏng lại là những vi sinh vật ưa ẩm, trong môi trường chứa nhiều nước, chúng dễ dàng thực hiện các hoạt động sống (các phản ứng hóa học) làm thối hỏng thức ăn. 4
5. * Vì sao trong sữa chua hầu như không có vi sinh vật gây bệnh: Trong sữa chua lên men tốt (lên men đồng hình) chứa rất nhiều vi khuẩn lactic, chúng tạo ra môi trường axit (pH thấp) ức chế hầu như mọi loại vi sinh vật gây bệnh (vì những vi sinh vật này quen sống trong môi trường pH trung tính). Do đó trong sữa chua hầu như không có vi sinh vật gây bệnh. * Vì sao nên đun sôi lại thức ăn còn dư trước khi giữ trong tủ lạnh: Đun sôi để diệt vi khuẩn ưa lạnh, khi cho vào tủ lạnh vi khuẩn còn rất ít, cộng với nhiệt độ thấp, vi khuẩn bị ức chế, sinh sôi chậm nên bảo quản được lâu. * Nếu không diệt hết nội bào tử, hộp thịt hộp để lâu ngày sẽ bị phồng, bị biến dạng, vì sao: Hầu hết các vi khuẩn có hại có thể bị tiêu diệt ở nhiệt độ 60-700 0C hay cao hơn nếu được đun nấu trong ít nhất 10 phút. Các bào tử khó bị tiêu diệt hơn nên cần khoảng nhiệt độ 100-1200 0C trong ít nhất 10 phút. Thịt đóng hộp nếu không được diệt khuẩn đúng quy trình, các nội bào tử mọc mầm phát triển và phân giải các chất, thải ra CO2 và các loại khí khác làm cho hộp thịt bị phồng lên, biến dạng. Câu 4: Cấu tạo virút? Sự nhân lên của virút trong tế bào chủ, chu trình nhân lên của virut HIV? Tại sao nói HIV gây hội chứng suy giảm miễn dịch? * Cấu tạo chung của virut: - Gồm 2 thành phần: lõi là axit nuclêic (hệ gen), vỏ là prôtêin (gọi là capsit), vỏ có vai trò bảo vệ lõi axit nuclêic. Phức hợp gồm axit nuclêic và vỏ capsit gọi là nuclêôcapsit. - Hệ gen của virut là ADN (chuỗi đơn hay chuỗi kép) hoặc ARN (chuỗi đơn hay chuỗi kép). - Vỏ capsit đwocj cấu tạo từ các đơn vị prôtêin được gọi là capsôme. - Một số virut còn có vỏ ngoài. Vỏ ngoài là lớp lipit kép và prôtêin. Trên mặt vỏ ngoài có các gai glicôprooteein làm nhiệm vụ kháng nguyên và giúp virut bám lên bề mặt tế bào chủ. Virut trần là virut không có vỏ ngoài. * Chu trình nhân lên của virut gồm 5 giai đoạn: a/ Sự hấp phụ: Virut bám vào bề mặt tế bào chủ nếu gai glicôprôtêin của virut phù hợp với thụ thể bề mặt của tế bào chủ. b/ Xâm nhập: Đối với phagơ: enzim lizôzim phá hủy thành tế bào để bơm axit niclêic vào tế bào chất của tế bào chủ, còn vỏ nằm bên ngoài. Đối với virut động vật: đưa cả nuclêôcapsit vào tế bào chất của tế bào chủ, sau đó "cởi vỏ" để giải phóng axit nuclêic. c/ Sinh tổng hợp: Virut sử dụng enzim và nguyên liệu của tế bào chủ để tổng hợp axit nuclêic và prôtêin cho riêng mình. Một số virut có enzim riêng tham gia vào quá trình tổng hợp axit nuclêic và prôtêin của virut. d/ Lắp ráp: Lắp axit nuclêic vào prôtêin vỏ để tạo virut hoàn chỉnh. e/ Phóng thích: Virut phá vỡ tế bào để ồ ạt chui ra ngoài. 5
6. * Chu trình nhân lên của virut HIV: HIV có thể lây truyền qua 3 con đường: con đường máu, qua đường tình dục, qua nhau thai - thai nhi và qua sữa mẹ. Ba giai đoạn phát triển của bệnh AIDS: - Giai đoạn sơ nhiễm hay gia đoạn "cửa sổ": Kéo dài 2 tuần đến 3 tháng, thường không biểu hiện triệu chứng hoặc biểu hiện nhẹ. - Giai đoạn không triệu chứng: Kéo dài 1-10 năm, lúc này số lượng tế bào limphô T-CD4 giảm dần. - Giai đoạn biểu hiện triệu chứng AIDS: Các bệnh cơ hội xuất hiện: tiêu chảy, viêm da, sưng hạch, lao, ung thư Kapôsi, mất trí, sốt kéo dài, sút cân Cuối cúng, người nhiễm HIV có thể chết. * Tại sao nói HIV gây hội chứng suy giảm miễn dịch: HIV là virut gây suy giảm miễn dịch ở người. Chúng có khả năng gây nhiễm và phá hủy một số loại tế bào của hệ thống miễn dịch (tế bào limphô T-CD4). Số lượng các tế bào này giảm sẽ làm mất khả năng miễn dịch của cơ thể. Câu 5: Miễn dịch là gì? Phân biệt miễn dịch đặc hiệu và không đặc hiệu. Miễn dịch là khả năng của cơ thể chống lại các tác nhân gây bệnh (các vi sinh vật, độc tố vi sinh vật, các phân tử lạ, ) khi chúng xâm nhập vào cơ thể. * Phân biệt: - Giống nhau: Đều là cơ chế miễn dịch của cơ thể, chống tác nhân gây bệnh. - Khác nhau: Miễn dịch đặc hiệu Miễn dịch không đặc hiệu Chỉ xảy ra khi có kháng nguyên xâm Miễn dịch tự nhiên mang tính bẩm nhập sinh, không đòi hỏi phải có tiếp xúc với kháng nguyên Cơ chế tác động: hình thành kháng Cơ chế tác động: ngăn cản không cho thể làm kháng nguyên không hoạt vi sinh vật, vi khuẩn xâm nhập vào động được cơ thể (da, niêm mạc ) - tiêu diệt các vi sinh vật xâm nhập Phản ứng đặc hiệu với loại kháng Không phân biệt kháng nguyên nguyên đã kích thích tạo ra miễn (kháng nguyên nào cũng có thể dịch đó chống được) Tính đặc hiệu: không có tính đặc Tính đặc hiệu: có tính đặc hiệu, hiệu hiệu, hiệu quả thấp hơn miễn dịch quả cao nhưng cần có thời gian nên đặc hiệu nhưng có sẵn nên tác dụng chậm thường xuyên, liên tuc, kịp thời Câu 6: Phân biệt miễn dịch thể dịch và miễn dịch tế bào? 6
7. - Giống nhau: đều là những loại miễn dịch đặc hiệu - Khác nhau: Miễn dịch thể dịch Miễn dịch tế bào Cơ thể sản xuất ra các kháng thể đặc Có sự tham gia của tế bào tê độc hiệu Kháng nguyên phản ứng đặc hiệu Tế bào tiết prôtêin độc làm tan tế bào với kháng thể làm cho kháng nguyên nhiễm, virut không thể nhân lên được không hoạt động được. Có nhiệm vụ ngưng kết, bao bọc các Trong những bệnh do virut gây ra, loại virut, vi sinh vật gây bệnh, lắng miễn dịch tế bào đóng vai trò chủ lực kết các loại độc tố do chúng sinh ra vì virut nằm trong tế bào nên thoát khỏi sự tấn công của kháng thể 7