Hướng dẫn soạn Sinh học 10 KNTT Bài 21: Trao đổi chất, sinh trưởng và sinh sản ở vi sinh vật bám sát nội dung sách giáo khoa Sinh học 10 KNTT mới nhất

1. Nêu một số ví dụ về quá trình tổng hợp và phân giải các chất ở vi sinh vật. Quá trình tổng hợp và phân giải các chất ở vi sinh vật có gì giống và khác so với các quá trình này ở động vật và thực vật? Theo em, người ta có thể ứng dụng quá trình phân giải đường đa, lipid và protein ở vi sinh vật vào những lĩnh vực nào? Giải thích và lấy ví dụ minh hoạ.

Trả lời:

a. Một số ví dụ về quá trình tổng hợp và phân giải các chất ở vi sinh vật:

– Quá trình tổng hợp: Tổng hợp carbohydrate, tổng hợp protein, tổng hợp lipid, tổng hợp nucleic acid,…

– Quá trình phân giải: Phân giải protein, phân giải đường đa, phân giải lipid,…

b. So sánh quá trình tổng hợp và phân giải các chất ở vi sinh vật với các quá trình ở động vật và thực vật:

– Quá trình tổng hợp:

Vi sinh vật Động vật và thực vật
– Quá trình tổng hợp diễn ra rất nhanh

– Phần lớn vi sinh vật có khả năng tự tổng hợp được các loại axit amin.

– Vi sinh vật sử dụng năng lượng và enzim nội bào để tổng hợp các chất.

– Là sự hình thành hợp chất phức tạp từ các chất đơn giản và tiêu tốn năng lượng.

– Quá trình tổng hợp giúp tạo ra các hợp chất phức tạp xây dựng nền tế bào và cơ thể, đồng thời cung cấp cho các hoạt động sống khác.

–  Nguồn năng lượng và nguyên liệu cho các quá trình tổng hợp đều bắt nguồn từ các sinh vật tự dường như thực vật, tảo và một số vi khuẩn.

– Quá trình phân giải

Vi sinh vật Động và thực vật
Có 2 quá trình phân giải các chất ở vi sinh vật, bao gồm:

–  Phân giải prôtêin:

+ Xảy ra bên ngoài cơ thể vi sinh vật nhờ quá trình tiết prôtêaza của chúng.

+ Tạo ra sản phẩm là các axit amin.

+ Được ứng dụng trong sản xuất nước mắm, nước tương,…

– Phân giải pôlisaccarit:

+ Xảy ra bên ngoài cơ thể vi sinh vật nhờ quá trình tiết các enzim phân giải pôlisaccarit của chúng.

+ Tạo ra sản phẩm là đường đơn (điển hình là glucôzơ). Đường đơn được vi sinh vật hấp thụ và phân giải theo con đường hiếu khí, kị khí hoặc lên men.

+ Phân giải pôlisaccarit được ứng dụng để sản xuất siro, kẹo mạch nha, rượu, dưa muối, cà muối, nem chua, làm sạch môi trường…

–  Phân giải là quá trình phá vỡ các liên kết trong các phân tử sinh học để tạo ra các phần tử nhỏ hơn đồng thời giải phóng năng lượng.

Một phần năng lượng được giải phóng sẽ chuyển thành năng lượng tích luỹ trong phân tử ATP và một phần sẽ giải phóng ra dưới dạng nhiệt năng, các phân tử sinh học nhỏ và năng lượng từ ATP được tạo ra từ quá trình phân giải lại có thể được sử dụng để tổng hợp nên các phân tử sinh học mới cho tế bào,

– Quá trình phân giải đường diễn ra theo ba con đường: Hô hấp tế bào,  hô hấp kị khí và lên men, không có chuỗi truyền electron.

c. Ứng dụng vào lĩnh vực sản xuất nông nghiệp như sản xuất thực phẩm cho người và thức ăn cho gia súc.

Ví dụ: Nhờ prôtêaza của vi sinh vật mà prôtêin của cá, đậu tương… được phân giải tạo ra các axit amin, dùng nước muối chiết chứa các axit amin này ta được các loại nước mắm, nước chấm…

2. Khái niệm sinh trưởng ở vi sinh vật có gì khác so với sinh trưởng ở thực vật và động vật? Giải thích vì sao lại có sự khác nhau đó. Nêu điểm khác nhau giữa quá trình sinh trưởng của quần thể vi sinh vật trong môi trường nuôi cấy liên tục và môi trường nuôi cấy không liên tục. Tại sao lại có sự khác nhau đó? Trong công nghệ vi sinh, việc nuôi cấy vi sinh vật thu sinh khối để sản xuất các chế phẩm sinh học có giá trị được thực hiện trên môi trường nuôi cấy nào? Vì sao?

Trả lời:

a. Khái niệm sinh trưởng ở vi sinh vật và sinh trưởng ở thực vật và động vật:

– Sinh trưởng ở động vật và thực vật là sự tăng lên về kích thước cơ thể sinh vật.

– Sinh trưởng của quần thể sinh vật là sự tăng lên về mặt số lượng tế bào trong quần thể.

Sở dĩ có sự khác nhau đó là do vi khuẩn có kích thước vô cùng nhỏ không thể nhìn thấy bằng mất thường và sinh sống bằng cách xâm nhập vật chủ và sống theo quần thể chứ không tồn tại độc lập từng cá thể như động, thực vật. Do đó khi nói đến sinh trưởng ở vi khuẩn là nói đến sự tăng lên về số lượng tế bào trong quần thể.

b. Điểm khác nhau giữa quá trình sinh trưởng của quần thể vi sinh vật trong môi trường nuôi cấy liên tục và môi trường nuôi cấy không liên tục:

Môi trường nuôi cấy không liên tục Môi trường nuôi cấy liên tục
Môi trường không được bổ sung chất dinh dưỡng mới và không được lấy đi các sản phẩm trao đổi chất Môi trường thường xuyên được bổ sung chất dinh dưỡng mới và loại bỏ các sản phẩm trao đổi chất
Số lượng tế bào trong quần thể sẽ bị giảm Số lượng vi sinh vật sẽ được duy trì ở một mức độ cân bằng.

c. Trong công nghệ vi sinh, việc nuôi cấy vi sinh vật thu sinh khối để sản xuất các chế phẩm sinh học có giá trị được thực hiện trên môi trường nuôi cấy liên tục vì chúng ta có thể điều chỉnh các điều kiện và quá trình trong nuôi cấy, loại bỏ các ảnh hưởng khắc nghiệt của các thành phần môi trường, tránh các hiệu quả độc của thành phần môi trường, do đó các chế phẩm cho hiệu quả theo nhu cầu mong muốn.

3. Trình bày ảnh hưởng của các yếu tố bên ngoài đến sự sinh trưởng của vi sinh vật. Con người đã ứng dụng những hiểu biết này như thế nào trong lĩnh vực y tế và đời sống hằng ngày? Cho một vài ví dụ minh hoạ. Nêu tác dụng của kháng sinh trong việc điều trị các bệnh do vi sinh vật gây ra. Thế nào là hiện tượng kháng kháng sinh, nêu nguyên nhân và tác hại của hiện tượng này.  Loét dạ dày từng được cho là do ăn nhiều thức ăn cay hoặc căng thẳng thần kinh, nay được biết là do vi khuẩn (Helicobacter pylori) gây ra. Với phát hiện mới này, việc điều trị loét dạ dày đã thay đổi như thế nào?

Trả lời:

a. Ảnh hưởng của các yếu tố bên ngoài đến sự sinh trưởng của vi sinh vật:

-Các yếu tố vật lý:

– Các yếu tố hoá học:

Chất dinh dưỡng: Các loài vi sinh vật chỉ có thể tồn tại và sinh sản trong môi trường có các chất dinh dưỡng như protein, carbohydrate, lipid, ion khoáng,…

Chất ức chế: Một số chất hoá học có khả năng ức chế sự sinh trưởng của vi sinh vật theo các cơ chế khác nhau:

b. Tác dụng của kháng sinh trong việc điều trị các bệnh do vi sinh vật gây ra: tiêu diệt hoặc kiềm hãm sự phát triển của vi khuẩn, từ đó giảm đáp ứng viêm gây ra bởi vi khuẩn.

– Hiện tượng kháng kháng sinh là hiện tượng xảy ra khi mầm bệnh hay vi khuẩn có khả năng tạo ra cách chống lại thuốc kháng sinh làm cho kháng sinh không thể tiêu diệt hoặc ngăn chặn được sự phát triển của chúng.

+ Nguyên nhân: do việc sử dụng thuốc kháng sinh không đúng theo chỉ định của bác sĩ hoặc do bệnh nhân tự ý dùng thuốc. Ngoài ra con người có thể bị lây vi khuẩn kháng thuốc từ các động vật thông qua tiếp xúc, giết mổ,…

+ Tác hại: Vi khuẩn kháng thuốc kháng sinh làm cho việc điều trị bệnh nhiễm khuẩn trở nên khó khăn, bệnh có thể diễn biến nặng hơn, phức tạp hơn rất nhiều, bệnh nhân mất rất nhiều thời gian để bình phục sức khỏe, có nguy cơ tái phát nhiều lần và gây ảnh hưởng không nhỏ tới sức khỏe, thậm chí không thể điều trị được. Nhiễm khuẩn do vi khuẩn đề kháng buộc bác sĩ phải sử dụng thuốc kháng sinh thay thế, phương pháp phức tạp hơn, thường có độc tính cao hơn dẫn đến thời gian nằm viện kéo dài và gây ra tốn kém chi phí y tế. Đặc biệt, nếu bạn không tìm được phương pháp, loại thuốc điều trị hiệu quả, bệnh sẽ diễn biến phức tạp và đe dọa trực tiếp tới tính mạng.

c. Loét dạ dày từng được cho là do ăn nhiều thức ăn cay hoặc căng thẳng thần kinh, và biện pháp tốt nhất được đề xuất chính là tập thể dục, giảm căng thẳng trong cuộc sống và sử dụng các liệu pháp thư giãn như yoga, thôi miên, thiền định, thư giãn cơ bắp tiến bộ, hình ảnh tâm thần, phản hồi sinh học, và thậm chí cả âm nhạc. Bên cạnh đó là có một chế độ ăn uống cân bằng, nhiều rau xanh, hoa quả tươi, hạn chế chất béo, tránh rượu, bia, các chất kích thích.

   Hiện nay được biết là do vi khuẩn (Helicobacter pylori) gây ra, trường hợp viêm loét dạ dày còn ở mức độ nhẹ, bác sĩ có thể chỉ định dùng một số loại thuốc Tây để điều trị. Một số loại thuốc thường được dùng để điều trị viêm loét dạ dày là: Thuốc kháng sinh: giúp kháng lại vi khuẩn, nấm,… gây hại trong dạ dày; thuốc kháng axit trong dạ dày: giúp điều chỉnh, trung hòa lượng axit trong dịch vị; thuốc ức chế bơm proton, giúp dạ dày hạn chế tiết dịch axit; thuốc uống tạo màng bọc bảo vệ ổ loét dạ dày, trung hòa axit; thuốc kháng vi khuẩn HP. Các loại thuốc thuốc này có tác dụng kháng viêm, loại bỏ vi khuẩn gây bệnh và giúp cho người bệnh giảm cảm giác đau rát trong dạ dày. Trường hợp người bệnh viêm loét dạ dày đã ở mức độ nặng, bác sĩ sẽ chỉ định điều trị bằng phương pháp phẫu thuật loại bỏ phần dạ dày bị viêm loét hư hỏng, sau đó may lại, khi đó kích thước dạ dày sẽ nhỏ hơn.

4. Vi sinh vật có những hình thức sinh sản nào? Nêu đặc điểm của mỗi hình thức đó và cho ví dụ. Các hình thức sinh sản của vi sinh vật nhân sơ (vi khuẩn) có gì khác so với vi sinh vật nhân thực (vi nấm)?

Trả lời:

a. Các hình thức sinh sản của vi sinh vật: có ba hình thức sinh sản chính là phân đôi, hình thành bào tử và nảy chồi.

– Phân đôi: là hình thức sinh sản phổ biến nhất ở vi sinh vật, trong đó, một tế bào mẹ phân chia thành hai tế bào con giống nhau. Vi sinh vật nhân sơ (vi khuẩn) chỉ có thể phân đội vô tính, nhiều vi sinh vật nhân thực (ví dụ: trùng giày) có thể phân đội hữu tính theo cách tiếp hợp. Ví dụ: sinh sản phân đôi ở trùng roi Euglena, trùng amip Amoeba,…

– Sinh sản bằng bào tử: Nấm có khả năng sinh sản bằng bào tử dạng vô tính hoặc hữu tính, vi khuẩn có thể sinh sản nhờ các ngoại bào tử. Tất cả các bào tử sinh sản ở vi khuẩn đều chỉ có các lớp màng, không có vỏ và không tìm thấy hợp chất calcium dipicolinate. Ví dụ: sinh sản bằng bào tử đốt ở xạ khuẩn, bào tử đính ở vi nấm,…

– Nảy chồi: là phương thức sinh sản vô tính đặc trưng của một số ít vi sinh vật như vi khuẩn quang dưỡng màu tía, nấm men. Một cá thể con sẽ dần hình thành ở một phía của cá thể mẹ. Có thể con sau khi trưởng thành sẽ tách ra thành một cá thể độc lập. Một cá thể mẹ có thể nảy chồi ra nhiều cá thể con. Ví dụ: Nảy chổi ở loài vi khuẩn quang hợp tía Rhodomicrobiumvanni eli, nảy chồi ở nấm men Saccharomyces cerevisiae,…

b. Sự khác nhau giữa các hình thức sinh sản của vi sinh vật nhân sơ (vi khuẩn) và vi sinh vật nhân thực (vi nấm):

Vi sinh vật nhân sơ Vi sinh vật nhân thực
Chỉ sinh sản vô tính Sinh sản theo cả hai hình thức vô tính và hữu tính
Các hình thức: phân đội, tạo túi bào tử vô tính Các hình thức: tạo túi bào tử vô tính hoặc hữu tỉnh, tiếp hợp giao tử, ..
Đại diện: vi khuẩn Đại diện: nấm men, nấm sợi, …

5. Trong môi trường nuôi cấy không liên tục, số lượng tế bào vi khuẩn tăng nhanh nhất pha nào?

A. Pha luỹ thừa.                             B. Pha cân bằng.

C. Pha suy vong.                            D. Pha tiềm phát.

Trả lời:

Trong môi trường nuôi cấy không liên tục, số lượng tế bào vi khuẩn tăng nhanh nhất pha luỹ thừa.

6. Hãy giải thích vì sao người ta có thể điều khiển nhiệt độ, độ ẩm, độ pH, áp suất thẩm thấu để bảo quản thực phẩm.

Trả lời:

Người ta có thể điều khiển nhiệt độ, độ ẩm, độ pH, áp suất thẩm thấu để bảo quản thực phẩm vì trong thực phẩm có chứa rất nhiều vi sinh vật. Mà quá trình sinh trưởng của quần thể sinh vật có thể bị ảnh hưởng bới các yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm, độ pH, áp suất thẩm thấu,…

– Nhiệt độ: ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng hoá học, sinh hoá học trong tế bào. Nếu nhiệt độ cao vi sinh vật sẽ chết, còn nếu nhiệt độ thấp sẽ kìm hãm sự sinh trưởng của vi sinh vật.

– Độ ẩm: Mỗi loại sinh vật sinh trưởng trong một giới hạn độ ẩm nhất định.

– Độ pH: Ảnh hưởng đến tính thấm qua màng, hoạt động chuyển hóa vật chất trong tế bào, hoạt tính enzim, sự hình thành ATP…

– Áp suất thẩm thấu: Sự chênh lệch nồng độ của một chất giữa 2 bên màng sinh chất gây nên một áp suất thẩm thấu. Áp suất thẩm thấu cao sẽ gây co nguyên sinh ở các tế bào vi sinh vật khiến chúng không phân chia được. Áp suất thẩm thấu thấp làm các tế bào vi sinh vật bị trương nước và có thể vỡ ra.

7. Vi sinh vật và hoạt động phân giải chất hữu cơ của chúng là nguyên nhân chủ yếu gây hỏng thực phẩm. Dựa vào những kiến thức đã học, em hãy đề xuất.

Trả lời:

Một số biện pháp bảo quản thực phẩm:

– Phương pháp đông lạnh

– Hút chân không

– Đóng hộp, chai, lọ

– Sấy khô

– Hun khói

8. Hãy giải thích vì sao các bệnh do vi sinh vật gây ra (bệnh tả, nấm,…) dễ xuất hiện và phát triển thành dịch ở vùng nhiệt đới hơn so với vùng ôn đới. Vì sao thực phẩm và đồ dùng ở vùng nhiệt đới rất nhanh bị hỏng nếu không được bảo quản đúng cách?
Trả lời:

– Các bệnh do vi sinh vật gây ra (bệnh tả, nấm,…) dễ xuất hiện và phát triển thành dịch ở vùng nhiệt đới hơn so với vùng ôn đới do đặc trưng khí hậu ở vùng nhiệt đới là khô – nóng hoặc nóng – ẩm, đây là điều kiện nhiệt độ thích hợp để vi khuẩn phát triển. Thời tiết như vậy thường gây ra những rối loạn quá mức về điều hòa nhiệt, dẫn tới tình trạng ngất, co rút, say nóng, suy kiệt do mất nhiều nước trong cơ thể, các vi khuẩn dễ phát triển dịch bệnh. Ở vùng nhiệt đới thì sự thay đổi thời tiết khí hậu rõ ràng và khắc nghiệt hơn so với các nước ôn đới nên dễ làm xuất hiện các loại bệnh xuất hiện theo mùa, do cơ thể bị giảm sức đề kháng hoặc do khí hậu tạo thuận lợi cho các bệnh nhiễm trùng lây lan.

– Thực phẩm và đồ dùng ở vùng nhiệt đới rất nhanh bị hỏng nếu không được bảo quản đúng các vì hầu hết các phản ứng sinh hóa hoạt động trao đổi chất của vi sinh vật đều bị ảnh hưởng bởi yếu tố nhiệt độ. Các vùng nhiệt đới có nhiệt độ trung bình trong khoảng 18-20oC, đây là nhiệt độ thích hợp làm tăng cường hoạt tính của enzyme và hoạt động của vi sinh vật. Nhiệt độ cao sẽ làm tăng cường độ của các biến đổi về hóa học, hóa sinh và sinh học, tăng cường sự trao đổi chất của tế bào, sự sinh trưởng của vi sinh vật sẽ tăng dần. Độ ẩm không khí là cũng một yếu tố quan trọng giúp vi sinh vật tồn tại và sinh trưởng, vì vậy các thức ăn chứa nhiều nước sẽ dễ bị nhiễm khuẩn. Nhiệt độ nóng ẩm, nóng khô sẽ làm tăng độ hư hỏng do nhóm vi sinh vật ưa ẩm gây ra.

9. Bạn A bị cảm lạnh, đau họng, ho, sổ mũi, nhức đầu. Để đỡ mất thời gian đi khám, bạn đã ra hiệu thuốc mua thuốc kháng sinh về nhà tự điều trị. Theo em, việc làm của bạn là nên hay không nên? Vì sao?
Trả lời:

Việc làm của bạn A là không nên bởi kháng sinh chỉ giúp tiêu diệt vi khuẩn chứ không có hiệu quả trong điều trị các bệnh do virus gây ra, trong đó có cảm cúm và không nên sử dụng trừ khi bị nhiễm khuẩn. Khi cảm lạnh không kèm nhiễm khuẩn, uống kháng sinh không những không có tác dụng điều trị mà còn gây ra các tác dụng phụ. Các tác dụng phụ thông thường như chóng mặt, buồn nôn hoặc nôn, nhiễm trùng nấm men hoặc có thể bị tiêu chảy. Còn tác dụng phụ mà gây ra các vấn đề nghiêm trọng nhưng hiếm gặp có thể là phản ứng dị ứng, khó thở, tổn thương đại tràng. Sử dụng thuốc kháng sinh không cần thiết và theo thời gian thuốc sẽ trở nên kém hiệu quả hơn ở những lần điều trị tiếp theo. Do vi khuẩn tiếp xúc nhiều với kháng sinh chúng có thể biến đổi để tiếp tục sống sót và có khả năng kháng lại thuốc kháng sinh.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.