Bài 25. Sinh trưởng và sinh sản ở vi sinh vật trang 119, 120, 121, 123 Sinh 10 Chân trời sáng tạo

>> Xem chi tiết: Lý thuyết sinh trưởng và sinh sản ở vi sinh vật - Sinh 10 Chân trời sáng tạo

Mở đầu 

Hãy đọc những thông tin in trên phần nắp để tìm hiểu cách bảo quản và thành phần vi khuẩn có trong hộp sữa chua. Vào mùa hè, một số cửa hàng tạp hoá để các lốc sữa chua trên kệ ở nhiệt độ thường (khoảng 28 – 30°C). Một vài hộp sữa chua có hiện tượng phồng nắp lên. Hãy nhận xét cách bảo quản sữa chua của cửa hàng tạp hóa trên và giải thích vì sao nắp hộp sữa bị phồng lên.

Hướng dẫn giải:

- Sữa chua là sản phẩm của quá trình lên men sữa tươi của vi khuẩn Streptococcus thermophilus và Lactobacillus bulgaricus tạo thành acid lactic.

- Sữa chua cần được bảo quản lạnh 6 -8°C để giảm bớt quá trình lên men của các vi khuẩn có trong sữa chua.

Lời giải chi tiết:

Cách bảo quản của cửa hàng trên là không đúng. Khi để sữa chua ở nhiệt độ thường sẽ thúc đẩy hoạt động lên men của vi khuẩn và làm tăng số lượng vi khuẩn trong sữa chua, sinh ra khí khiến các hộp sữa chua bị phồng lên.

Câu hỏi 

Câu 1: Dựa vào Hình 25.2, hãy nhận xét số lượng tế bào vi khuẩn E. coli sau mỗi lần phân chia. Từ đó, hãy cho biết khái niệm sinh trưởng ở vi sinh vật.

Câu 2: Vi sao nói sinh trưởng ở vi sinh vật là sinh trưởng của quần thể?

Hướng dẫn giải:

- So sánh số lượng tế bào ở thế hệ sau so với thể hệ trước và đưa ra nhận xét.

- Vi sinh vật là những sinh vật có kích thước nhỏ thường được quan sát bằng kính hiển vi.

Lời giải chi tiết:

Câu 1:

- Số lượng tế bào vi khuẩn E.coli sau mỗi lần phân chia gấp đôi so với thế hệ trước.

- Khái niệm sinh trưởng ở vi sinh vật: Sinh trưởng ở vi sinh vật là sự gia tăng số lượng cá thể của quần thể vi sinh vật.

Câu 2: Vi sinh vật có kích thước rất nhỏ nên rất khó nhận ra sự gia tăng về kích thước và khối lượng. Do đó, sinh trưởng ở vi khuẩn cần được xem xét trên phạm vi quần thể.

Luyện tập

Hãy so sánh sự sinh trưởng của quần thể vi sinh vật với sự sinh trưởng của các sinh vật đa bào.

Hướng dẫn giải:

Tốc độ trao đổi chất của tế bào sinh vật phụ thuộc vào tỉ lệ S/V (tỉ lệ giữa diện tích bề mặt và thể tích tế bào). Tỉ lệ S/V càng lớn thì tốc độ trao đổi chất càng lớn và ngược lại.

Lời giải chi tiết:

Vì kích thước của vi sinh vật nhỏ hơn so với các sinh vật đa bào (tỉ lệ S/V của vi sinh vật lớn hơn so với sinh vật đa bào) nên tốc độ sinh trưởng và sinh sản của quần thể quần thể vi sinh vật nhanh hơn rất nhiều so với các sinh vật đa bào.

Câu hỏi 

Câu 3: Đọc thông tin trên và quan sát Hình 25.3, hãy trình bày đặc điểm các pha sinh trưởng của quần thể vi khuẩn trong nuôi cấy không liên tục.

Câu 4: Hãy vẽ và giải thích đường cong sinh trưởng trong nuôi cấy liên tục.

Hướng dẫn giải:

- Quan sát hình 25.3 và thông tin trong sách để trình bày đặc điểm các pha sinh trưởng của quần thể vi khuẩn trong nuôi cấy không liên tục.

- Dựa vào hình 25.3 và đặc điểm của các pha, vẽ đường cong sinh trưởng và giải thích sự thay đổi của đường cong sinh trưởng.

Lời giải chi tiết:

Câu 3: Đặc điểm các pha sinh trưởng của quần thể vi khuẩn trong nuôi cấy không liên tục:

- Pha tiềm phát: Vi khuẩn thích nghi với môi trường sống mới, chúng tổng hợp các enzyme trao đổi chất và các nguyên liệu để chuẩn bị cho quá trình phân chia.

- Pha luỹ thừa: Vi khuẩn trao đổi chất, sinh trưởng mạnh và tốc độ phân chia của vi khuẩn đạt tối đa do chất dinh dưỡng dồi dào.

- Pha cân bằng: Song song với quá trình phân chia, vi khuẩn bị chết do chất dinh dưỡng giảm dần. Số lượng tế bào vi khuẩn sinh ra cân bằng với số lượng tế bào vi khuẩn chết đi.

- Pha suy vong: Số lượng vi khuẩn chết tăng dần do chất dinh dưỡng cạn kiệt, chất độc hại tích lũy nhiều.

Câu 4:

- Vẽ đường cong sinh trường:

- Giải thích đường cong sinh trưởng trong nuôi cấy liên tục:

+ Ở pha tiềm phát, đường cong sinh trường thể hiện số lượng tế bào lúc bắt đầu nuôi cấy, lúc này các tế bào vi sinh vật bắt đầu thích nghi với môi trường nên số lượng tế bào sống bằng tế bào chết đi.

+ Ở pha lũy thừa, đường cong sinh trưởng tăng do mật độ bắt đầu tăng, và đạt cực đại tại cuối pha. Trong pha này, các tế bào đã thích nghi được với môi trường nên số lượng tế bào sinh ra nhiều hơn so với tế bào chết đi.

+ Ở pha cân bằng, đường cong sinh trưởng hầu như thẳng do mật độ hầu như không thay đổi. Lúc này dinh dưỡng bắt đầu thiếu hụt dần nên số lượng tế bào sinh ra bằng số lượng tế bào chết.

+ Ở pha suy vong, đường cong sinh trường giảm xuống do dinh dưỡng cạn kiệt đồng thời các chất độc hại cho sự sinh trưởng của quần thể được tích lũy nên số lượng tế bào chết đi lớn hơn số lượng tế bào sinh ra làm mật độ tế bào suy giảm.

Luyện tập 

Hãy so sánh sự sinh trưởng của quần thể vi khuẩn trong nuôi cấy liên tục và không liên tục.

Hướng dẫn giải:

Môi trường nuôi cấy không liên tục là môi trường chỉ cung cấp một lượng dinh dưỡng nhất định cho sự sinh trưởng của vi sinh vật.

Môi trường nuôi cấy liên tục là môi trường cung cấp dinh dưỡng nhất định cho sự sinh trưởng của vi sinh vật một cách thường xuyên.

Lời giải chi tiết:

- Giống nhau: Sự sinh trưởng của của quần thể vi khuẩn trong cả hai môi trường nuôi cấy liên tục và không liên tục đều trải qua 3 giai đoạn pha tiềm phát, pha lũy thừa và pha suy vong.

- Khác nhau: Ở môi trường nuôi cấy không liên tục, dinh dưỡng là có hạn nên khi bắt đầu cạn kiệt dinh dưỡng, quần thể vi khuẩn bắt đầu giảm dần (pha suy vong), nhưng ở môi trường nuôi cấy liên tục, do dinh dưỡng được cung cấp liên tục nên quần thể vi sinh vật luôn được duy trì và có thể tăng lên ở pha cân bằng, do đó không có pha suy vong ở môi trường này.

Câu hỏi 

Câu 5: Đọc thông tin mục III và quan sát Hình 25.4, 25.5, hãy phân biệt các hình thức sinh sản của vi sinh vật nhân sơ và vi sinh vật nhân thực.

Câu 6: Quan sát Hình 25.5c , hãy cho biết trong vòng đời của nấm sợi tồn tại những hình thức sinh sản nào?

Hướng dẫn giải:

- Vi sinh vật nhân sơ chỉ có hình thức sinh sản vô tính, bản chất là quá trình phân bào trực phân bằng cách phân đôi hoặc bằng bào tử trần.

- Vi sinh vật nhân thực có cả hai hình thức sinh sản vô tính (phân đôi, nảy chồi, bào tử) và hữu tính (bào tử).

Lời giải chi tiết:

Câu 5:

- Hình thức nhân đôi:

+ Có ở cả sinh vật nhân sơ và nhân thực.

+ Phân tử DNA của tế bào mẹ nhân đôi, tế bào kéo dài ra, tách thành hai phần bằng nhau và tạo thành hai cơ thể con.

- Hình thức bào tử vô tính:

+ Có ở cả sinh vật nhân sơ và nhân thực.

+ Bào tử khi gặp điều kiện thuận lợi mới nảy mầm tạo thành cơ thể mới.

+ Ở sinh vật nhân sơ: ADN nhân đôi nhiều lần, sợi sinh khí kéo dài và cuộn lại hình thành dãy các bào tử, mỗi bào tử chứa 1 ADN.

Ở sinh vật nhân thực: Tế bào nguyên phân nhiều lần tạo các bào tử độc lập.

- Hình thức nảy chồi:

+ Có ở sinh vật nhân thực.

+ Bộ nhiễm sắc thể của tế bào mẹ nhân đôi, tạo thành hai nhân. Tế bào mẹ mọc thành u lồi, một nhân và tế bào chất di chuyển vào u lồi tạo thành chồi. Chồi có thể dính liền với cơ thể mẹ tạo thành tập đoàn hoặc tách ra tạo thành cơ thể mới.

- Hình thức bào tứ hữu tính:

+ Có ở sinh vật nhân thực.

+ Có sự giảm phân để tạo các giao tử khác giới và kết hợp của hai loại giao tử để tạo cơ thể mới.

Câu hỏi 

Câu 7: Hãy trình bày các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng của vi sinh vật.

Hướng dẫn giải:

- Quá trình sinh trưởng của vi sinh vật chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố khác nhau trong môi trường sống, đó là các yếu tố hoá học và các yếu tố vật lý.

- Tuỳ từng điều kiện cụ thể mà những yếu tố này ảnh hưởng đến sự trao đổi chất, quá trình sinh trưởng của vi sinh vật theo hướng tích cực hoặc ức chế, tiêu diệt vi sinh vật.

Lời giải chi tiết:

Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng của vi sinh vật:

- Các chất dinh dưỡng:

+ Gồm các chất hữu cơ như carbohydrate, protein,...; các nguyên tố đa lượng (C, H, O, N, P,...) và vi lượng (Zn, Mn, Mo,...) và các nhân tố sinh trưởng như vitamin, amino acid,...

+ Các chất này ảnh hưởng đến quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng của vi sinh vật.

- Chất sát khuẩn:

+ Ví dụ: ethanol, phenol, các chất oxi hóa mạnh,...

+ Là các chất có khả năng tiêu diệt hoặc ức chế không chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh thông qua làm biến tính hoặc bất hoạt protein, phá hủy cấu trúc màng,...

- Chất kháng sinh: Tiêu diệt hoặc ức chế hoạt động của vi sinh vật bằng cách ức chế tổng hợp protein, thành tế bào,...

- pH: Ảnh hưởng đến tính thấm của màng, hoạt động chuyển hóa vật chất trong tế bào,....

- Nhiệt độ:

+ Ảnh hưởng đến tốc độ các phản ứng sinh hóa trong tế bào.

+ Dựa vào phạm vi nhiệt độ có thể chia thành bốn nhóm: ưa lạnh, ưa ẩm. ưa nhiệt, ưa siêu nhiệt.

- Độ ẩm:

+ Ảnh hưởng đến tốc độ các phản ứng sinh hóa trong tế bào.

+ Các loài sinh vật khác nhau đòi hỏi độ ẩm khác nhau như vi khuẩn (độ ẩm cao); nấm mốc, nấm men (độ ẩm thấp).

- Áp suất thẩm thấu: Ảnh hướng đến sự hấp thụ các chất hóa học, đặc biệt là các chất dinh dưỡng cần thiết cho các hoạt động của vi sinh vật.

- Ánh sáng: Ảnh hưởng đến quá trình hấp thu năng lượng ánh sáng của các sinh vật quang tự dưỡng và quang dị dưỡng, sự hình thành bào tử, chuyển động hướng sáng,... Những tia sáng có bước sóng ngắn có thể ức chế hoặc tiêu diệt vi khuẩn bằng cách gây đột biến, làm biến tính protein,...

Luyện tập

Câu 1: Hãy kể tên các chất sát khuẩn thường được dùng trong gia đình và trường học. Xà phòng có phải là chất sát khuẩn không?

Câu 2: Tim các ví dụ về việc sử dụng các yếu tố vật lý để tiêu diệt hoặc ức chế vì sinh vật trong bảo quản thức ăn.

Hướng dẫn giải:

Quá trình sinh trưởng của vi sinh vật chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố khác nhau trong môi trường sống, đó là các yếu tố hoá học (các chất dinh dưỡng, các chất sát khuẩn, các chất kháng sinh) và các yếu tố vật lý (pH, nhiệt độ, ánh sáng,...).

Lời giải chi tiết:

Câu 1:

- Các chất sát khuẩn thường được dùng trong gia đình và trường học: Cồn iốt, êtanol, formaldehyde 2%, thuốc kháng sinh, oxy già, thuốc tím…

- Xà phòng không phải chất diệt khuẩn, chúng chỉ có tác dụng rửa trôi vi khuẩn.

Câu 2: Ví dụ về việc sử dụng các yếu tố vật lý để tiêu diệt hoặc ức chế vì sinh vật:

- Sử dụng ánh sáng có bước sóng thấp để tiệt trùng các thực phẩm như sữa, sản phẩm đóng hộp,....

- Làm mất nước trong cơ thể vi sinh vật, thay đổi áp suất thẩm thấu: ngâm nước muối các loại rau, quả; làm khô thực phẩm; ướp muối và đường thực phẩm ở nồng độ cao,...

- Sử dụng nhiệt độ để ức chế hoặc tiêu diệt vi sinh vật như: bảo quản các loại thực phẩm ở nhiệt độ cao (đun sôi, tiệt trùng,...) hoặc bảo quản thực phẩm ở nhiệt độ thấp như đông đá, làm mát,..

- Thay đổi pH môi trường: Muối chua rau củ.

-...

Câu hỏi 

Câu 8: Hãy nêu ý nghĩa của việc sử dụng kháng sinh để ức chế hoặc tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh.

Hướng dẫn giải:

Kháng sinh là những hợp chất hữu cơ do vi sinh vật (xạ khuẩn, nấm..) hoặc do con người tổng hợp có khả năng tiêu diệt hoặc ức chế một hoặc một vài nhóm vi sinh vật.

Lời giải chi tiết:

Kháng sinh có khả năng tiêu diệt hoặc ức chế vi sinh vật gây bệnh một cách chọn lọc ngay cả ở nồng độ thấp (penicillin, cephalosporin, aminosid, tetracycline, aminoglycoside,.).

→ Ứng dụng trong điều trị các bệnh do vi sinh vật gây ra cho cơ thể người và vật nuôi, góp phần nâng cao sức khoẻ, giảm tỉ lệ tử vong cho con người và phát triển ngành chăn nuôi gia súc, gia cầm, thuỷ sản,...

Vận dụng

Ý kiến của em như thế nào về tình trạng người dân tự ý đi mua thuốc kháng sinh về điều trị bệnh cho người và gia súc?

Hướng dẫn giải:

- Kháng sinh là những hợp chất hữu cơ có khả năng tiêu diệt hoặc ức chế một hoặc một vài nhóm vi sinh vật.

- Nếu lạm dụng thuốc kháng sinh trong chữa bệnh cho người và động vật thì sẽ gây ra sự kháng kháng sinh (nhờn kháng sinh), về sau khi cần sử dụng kháng sinh để tiêu diệt vi khuẩn gây bệnh thì sẽ không còn tác dụng nữa.

Lời giải chi tiết:

Người dân tự ý mua thuốc kháng sinh về điều trị bệnh cho người và gia súc là sai. Vì khi không có chỉ dẫn về thuốc, người dân có thể sử dụng sai thuốc, sai nồng độ dẫn đến kháng sinh không có hiệu quả và có thể gây ra sự nhờn kháng sinh, khiến con người và gia súc không những không trị được bệnh mà còn có thể gây ra các bệnh khác.

Vận dụng

Hãy để xuất các biện pháp sử dụng thuốc kháng sinh hợp lý.

Hướng dẫn giải:

- Kháng sinh là những hợp chất hữu cơ được ứng dụng để tiêu diệt hoặc ức chế một hoặc một vài nhóm vi sinh vật.

- Nếu lạm dụng thuốc kháng sinh trong chữa bệnh cho người và động vật thì sẽ gây ra sự kháng kháng sinh (nhờn kháng sinh), về sau khi cần sử dụng kháng sinh để tiêu diệt vi khuẩn gây bệnh thì sẽ không còn tác dụng nữa.

Lời giải chi tiết:

Các biện pháp sử dụng thuốc kháng sinh hợp lý:

- Tìm hiểu về bệnh do con người hoặc động vật mắc phải, thể trạng người bệnh để sử dụng hợp lý kháng sinh.

- Tham khảo ý kiến của các bác sĩ, chuyên gia để sử dụng đúng thuốc và đúng liều lượng, đúng và đủ thời gian.

- Chỉ sử dụng kháng sinh khi thật sự bị bệnh nhiễm khuẩn.

- Phải dùng kháng sinh đủ thời gian quy định,

- Chỉ phối hợp nhiều loại kháng sinh khi thật cần thiết.

- ...

Bài tập

Câu 1: Nêu một số ứng dụng của phương pháp nuôi cấy không liên tục và liên tục trong đời sống hằng ngày.

Câu 2: Khảo sát thực trạng sử dụng các phương pháp diệt khuẩn tại địa phương.

Câu 3: Bạn A bị nhiễm trùng vết thương ở tay, mẹ bạn đã lấy thuốc kháng sinh đang còn của anh trai cho A uống. Bạn A nhất quyết không uống và yêu cầu đi khám bác sĩ để lấy thuốc. Theo em, bạn A làm đúng hay sai?

Hướng dẫn giải:

- Môi trường nuôi cấy không liên tục là môi trường chỉ cung cấp một lượng dinh dưỡng nhất định cho sự sinh trưởng của vi sinh vật.

- Môi trường nuôi cấy liên tục là môi trường cung cấp dinh dưỡng nhất định cho sự sinh trưởng của vi sinh vật một cách thường xuyên.

- Kháng sinh là những hợp chất hữu cơ có khả năng tiêu diệt hoặc ức chế một hoặc một vài nhóm vi sinh vật. Nếu lạm dụng thuốc kháng sinh trong chữa bệnh cho người và động vật thì sẽ gây ra sự kháng kháng sinh (nhờn kháng sinh), về sau khi cần sử dụng kháng sinh để tiêu diệt vi khuẩn gây bệnh thì sẽ không còn tác dụng nữa.

Lời giải chi tiết:

Câu 1: Một số ứng dụng của phương pháp nuôi cấy không liên tục và liên tục trong đời sống hằng ngày:

- Tạo ra các hoạt chất sinh học như acid amin, kháng sinh, hormone,...

- Sản xuất các thực phẩm như sữa chua, phomai,...

- Tạo các loại thực phẩm muối từ rau, củ, quả,...

Câu 2:

Em có thể khảo sát  thực trạng sử dụng các phương pháp diệt khuẩn tại địa phương dựa theo các thông tin sau:

- Tần suất người dân sử dụng kháng sinh.

- Các bệnh người dân cho rằng cần sử dụng kháng sinh.

- Các loại kháng sinh cần dùng.

- Hiệu quả của kháng sinh trong các lần sử dụng,

- ....

Câu 3: Bạn A làm đúng. Vì nếu bạn A sử dụng thuốc kháng sinh đang còn của anh trai có thể dẫn đến sự nhờn thuốc do không đúng thuốc, sai liều lượng,...; gây ảnh hưởng đến sức khỏe bạn A sau này.