PHẦN VI SINH VẬT
A. Lý thuyết
Các điểm chung của vi sinh vật
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 → 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, dưới 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.
B. Luyện tập
Câu 1: 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.
Hướng dẫn 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 2:
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.
Hướng dẫn 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 3: 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 ?
Hướng dẫn giải:
* Tốc độ sinh sản của vi sinh vật rất nhanh à 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 à 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 4:
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.
Hướng dẫn 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 5:
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.
Hướng dẫn 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 của quần thể vi sinh vật.
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 à tốc độ sinh sản nhanh.
Câu 6: 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.
Hướng dẫn giải:
| Vi sinh vật | Kiểu dinh dưỡng | Nguồn năng lượng | Nguồn cacbon |
| - Tảo, khuẩn lam - Vi khuẩn có lưu huỳnh màu tía, màu lục | Quang tự dưỡng | Ánh sáng | CO2 |
| - Vi khuẩn không có lưu huỳnh màu tía, màu lục | Quang dị dưỡng | Ánh sáng | chất hữu cơ |
| - Vi khuẩn nitrat hoá | Hoá tự dưỡng | chất hữu cơ | CO2 |
| - Nấm men, vi khuẩn lactic | Hoá dị dưỡng | chất hữu cơ | chất hữu cơ |
{---Còn tiếp----}
Trên đây là trích dẫn một phần nội dung tài liệu Tổng ôn Phần vi sinh vật Sinh học 10. Để xem toàn bộ nội dung các em đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.
Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.
Các em quan tâm có thể tham khảo thêm các tài liệu cùng chuyên mục:
- Phương pháp giải Các dạng bài tập về Áp suất thẩm thấu của tế bào Sinh học 10
- Lý thuyết Các nguyên tố hóa học và nước - Sinh học 10
Chúc các em học tập tốt !
