Sinh học lớp 10 Bài 21: Trao đổi chất, sinh trưởng và sinh sản ở vi sinh vật
A. Lý thuyết Sinh học 10 Bài 21: Trao đổi chất, sinh trưởng và sinh sản ở vi sinh vật
I. Quá trình tổng hợp và phân giải các chất ở vi sinh vật
1. Quá trình tổng hợp:
Sinh tổng hợp (đồng hóa) là quá trình tế bào sử dụng năng lượng để liên kết các phân tử đơn giản thành các phân tử hữu cơ phức tạp cần thiết.
a) Tổng hợp carbohydrate:
Vi sinh vật tổng hợp glucose theo 2 cách:
-
Quang hợp ở vi khuẩn lam, tảo là con đường phổ biến và quan trọng nhất.
-
Quang khử ở vi khuẩn màu lục, màu tía
-
Hóa tổng hợp ở vi khuẩn sắt, vi khuẩn nitrate
Glucose làm nguyên liệu xây dựng tế bào và dự trữ năng lượng, Chitin cấu tạo nấm, peptidoglycan tạo thành vi khuẩn và cellulose cấu tạo thành tảo lục.
b) Tổng hợp protein:
Phần lớn vi sinh vật có khả năng tổng hợp được toàn bộ 20 loại amino acid, trong khi còn người không làm được.
Một số vi sinh vật (vi khuẩn lam, Rhizobium) có thể chuyển hóa N2 của khí quyển thành ammonia (NH3) cung cấp nitrogen cho cả hệ sinh thái.
c) Tổng hợp lipid:
Ở vi sinh vật, lipid được tổng hợp từ các acid béo và glycerol. Lipid là thành phần chính của màng tế bào và màng ngoài của vi khuẩn Gram âm.
d) Tổng hợp nucleic acid:
Nucleotide được tổng hợp từ 1 gốc đường 5 cacbon + amino acid + phosphoric acid. Tất cả các phản ứng đều sử dụng ATP.
2. Phân giải các chất:
Các vi sinh vật dị dưỡng phân giải các hợp chất hữu cơ do vi sinh vật khác cung cấp để lấy làm nguyên liệu cho hoạt động sống của chúng.
II. Sinh trưởng của quần thể vi khuẩn
Sinh trưởng của quần thể sinh vật là sự tăng lên về mặt số lượng tế bào trong quần thể.
Thời gian thế hệ (g) là thời gian tính từ khi tế bào sinh ra đến khi tế bào đó phân chia, thời gian thế hệ của một quần thể là hằng số.
Mỗi loài có một thời gian thế hệ khác nhau.
Ví dụ: Thời gian thế hệ của E.coli là g = 20 phút, còn ở vi khuẩn lao g = 12 giờ.
Ở điều kiện lí tưởng, sau n lần phân chia từ No tế bào ban đầu, trong thời gian t, số tế bào tạo thành Nt là:
1. Nuôi cấy không liên tục:
Môi trường nuôi cấy không liên tục là môi trường không được bổ sung chất dinh dưỡng mới và không được lấy đi các chất thải từ quá trình trao đổi chất. Sinh trưởng của vi khuẩn chia thành 4 pha:
2. Nuôi cấy liên tục:
Môi trường nuôi cấy liên tục là môi trường thường xuyên được bổ sung chất dinh dưỡng và loại bỏ các sản phẩm trao đổi chất. Vi khuẩn nuôi để sản xuất sinh khối (enzyme, vitamin …).
III. Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng của quần thể vi sinh vật:
Trong tự nhiên, có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ sinh trưởng của quần thể sinh vật.
1. Các yếu tố vật lí:
2. Các yếu tố hóa học
a) Chất dinh dưỡng:
Vi sinh vật chỉ có thể tồn tại trong môi trường có chất dinh dưỡng (protein, carbohydrate …) và các nhân tố sinh trưởng (amino acid, vitamin hoặc nguyên tố vi lượng).
Vi sinh vật không tự tổng hợp được các nhân tố sinh trưởng gọi là vi sinh vật khuyết dưỡng, loài có thể tự tổng hợp được gọi là vi sinh vật nguyên dưỡng.
b) Chất ức chế:
Một số chất hóa học ức chế sự sinh trưởng của vi sinh vật là:
3. Kháng sinh, ý nghĩa của kháng sinh và tác hại của việc lạm dụng kháng sinh:
Vi sinh vật trong quá trình sinh trưởng có thể tiết ra môi trường chất ức chế phát triển hoặc tiêu diệt vi khuẩn khác, gọi là chất kháng sinh.
Dựa vào đặc điểm này, con người đã phát triển và sử dụng rộng rãi các loại thuốc kháng sinh điều trị bệnh gây ra bởi vi khuẩn.
Lạm dụng thuốc kháng sinh không theo chỉ dẫn của bác sĩ gây hiện tượng kháng thuốc.
Lạm dụng thuốc kháng sinh trong chăn nuôi cũng tăng nguy cơ xuất hiện vi khuẩn kháng thuốc.
IV. Hình thức sinh sản ở vi sinh vật
Vi sinh vật có 3 hình thức sinh sản chính: phân đôi, hình thành bào tử và nảy chồi.
1. Phân đôi:
Là hình thức sinh sản phổ biến nhất, tế bào mẹ phân chia thành 2 tế bào con giống nhau. Có 2 hình thức phân đôi: vô tính (vi khuẩn nhân sơ) và hữu tính (trùng giày).
2. Sinh sản bằng bào tử:
Nấm và vi khuẩn sinh sản bằng bào tử dạng vô tính hoặc hữu tính. Có nhiều loại bào tử: ngoại bào tử chỉ có màng mỏng giúp sinh sản, nội bào tử có lớp vỏ dày chứa calcium dipicolinate giúp vi khuẩn tiềm sinh ở điều kiện bất lợi.
3. Nảy chồi:
Là phương thức sinh sản vô tính đặc trưng của số ít vi khuẩn quang dưỡng (vi khuẩn tía, nấm men …). Một cá thể con sẽ dần hình thành ở một phần cơ thể mẹ, sau khi trưởng thành sẽ tách ra và sống độc lập.
Sơ đồ tư duy trao đổi chất, sinh trưởng và sinh sản ở vi sinh vật:
B. Bài tập trắc nghiệm Sinh học 10 Bài 21: Trao đổi chất, sinh trưởng và sinh sản ở vi sinh vật
Câu 1: Khi nói về các kiểu dinh dưỡng của các vi sinh vật, phát biểu nào sau đây không đúng?
A. Vi khuẩn lam dinh dưỡng theo kiểu quang tự dưỡng.
B. Vi khuẩn không lưu huỳnh màu lục và màu tía dinh dưỡng theo kiểu quang dị dưỡng.
C. Vi nấm dinh dưỡng theo kiểu hóa dị dưỡng.
D. Vi khuẩn nitrate hóa dinh dưỡng theo kiểu hóa dị dưỡng.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: D
D. Sai. Vi khuẩn nitrate hóa dinh dưỡng theo kiểu hóa tự dưỡng.
Câu 2: Một loại vi khuẩn chỉ cần amino acid loại methionine làm chất dinh dưỡng hữu cơ và sống trong hang động không có ánh sáng. Kiểu dinh dưỡng của loại vi khuẩn này là
A. quang tự dưỡng.
B. quang dị dưỡng.
C. hóa dị dưỡng.
D. hóa tự dưỡng.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: C
Vi khuẩn này sống trong hang động không có ánh sáng → hình thức dinh dưỡng là hóa dưỡng (loại A và B). Mặt khác, vi khuẩn này cần sử dụng chất hữu cơ → hình thức dinh dưỡng là hóa dị dưỡng (loại D).
Câu 3: Khi quan sát vi sinh vật thường phải làm tiêu bản rồi đem soi dưới kính hiển vi vì
A. vi sinh vật có kích thước nhỏ bé.
B. vi sinh vật có cấu tạo đơn giản.
C. vi sinh vật có khả năng sinh sản nhanh.
D. vi sinh vật có khả năng di chuyển nhanh.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: A
Vi sinh vật có kích thước nhỏ nên để quan sát được chúng người ta cần phải làm tiêu bản rồi quan sát chúng dưới kính hiển vi.
Câu 4: Phương pháp nhuộm Gram được sử dụng để phân biệt 2 loại vi sinh vật nào sau đây?
A. Vi sinh vật tự dưỡng và vi sinh vật dị dưỡng.
B. Vi khuẩn Gr– và vi khuẩn G+.
C. Vi khuẩn hóa dưỡng và vi khuẩn quang dưỡng.
D. Vi sinh vật nhân sơ và vi sinh vật nhân thực.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: B
Phương pháp nhuộm Gram được sử dụng để phân biệt 2 loại vi khuẩn là Gr- và Gr+. Dựa trên kết quả nhuộm Gram, các bác sĩ có thể lựa chọn được loại thuốc hiệu quả để điều trị các bệnh nhiễm khuẩn.
Câu 5: Khuẩn lạc là
A. một tập hợp các tế bào được sinh ra từ một tế bào ban đầu trên môi trường thạch và có thể quan sát được bằng mắt thường.
B. một tập hợp các tế bào được sinh ra từ một tế bào ban đầu trên môi trường thạch và phải quan sát dưới kính hiển vi.
C. một tập hợp các tế bào được sinh ra từ nhiều tế bào ban đầu trên môi trường thạch và có thể quan sát được bằng mắt thường.
D. một tập hợp các tế bào được sinh ra từ nhiều tế bào ban đầu trên môi trường thạch và phải quan sát dưới kính hiển vi.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: A
Khuẩn lạc là một tập hợp các tế bào được sinh ra từ một tế bào ban đầu trên môi trường thạch và có thể quan sát được bằng mắt thường.
Câu 6: Đặc điểm tiên quyết để xếp một loài sinh vật vào nhóm vi sinh vật là
A. kích thước nhỏ bé, thường chỉ quan sát được dưới kính hiển vi.
B. cấu tạo đơn giản, vật chất di truyền không được bao bọc bởi màng nhân.
C. tốc độ chuyển hóa vật chất và năng lượng, sinh trưởng và sinh sản nhanh.
D. khả năng thích nghi cao với mọi loại môi trường sống.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: A
Vi sinh vật là những sinh vật kích thước nhỏ bé, thường chỉ quan sát được dưới kính hiển vi.
Câu 7: Nhóm sinh vật nào sau đây không phải là vi sinh vật?
A. Vi khuẩn.
B. Vi nấm.
C. Động vật nguyên sinh.
D. Côn trùng.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: D
Mặc dù côn trùng có kích thước nhỏ nhưng vẫn có thể quan sát bằng mắt thường → Côn trùng không phải là vi sinh vật.
Câu 8: Đặc điểm nào sau đây không phải của vi sinh vật?
A. Kích thước cơ thể nhỏ bé, chỉ nhìn rõ dưới kính hiển vi.
B. Cơ thể đơn bào hoặc tập đoàn đơn bào nhân sơ.
C. Sinh trưởng, sinh sản rất nhanh.
D. Có nhiều kiểu chuyển hóa vật chất và năng lượng.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: B
B. Sai. Vi sinh vật có thể có cấu tạo nhân sơ hoặc nhân thực.
Câu 9: Số kiểu dinh dưỡng ở vi sinh vật là
A. 4 kiểu.
B. 3 kiểu.
C. 2 kiểu.
D. 5 kiểu.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: A
Dựa vào nguồn năng lượng và nguồn carbon chủ yếu, vi sinh vật có 4 kiểu dinh dưỡng là: quang tự dưỡng, quang dị dưỡng, hóa tự dưỡng và hóa dị dưỡng.
Câu 10: Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về sự khác nhau giữa quang tự dưỡng và hóa tự dưỡng?
A. Quang tự dưỡng sử dụng nguồn năng lượng là ánh sáng còn hóa tự dưỡng sử dụng nguồn năng lượng là các chất hữu cơ.
B. Quang tự dưỡng sử dụng nguồn năng lượng là ánh sáng còn hóa tự dưỡng sử dụng nguồn năng lượng là các chất vô cơ.
C. Quang tự dưỡng sử dụng nguồn carbon là CO2 còn hóa tự dưỡng sử dụng nguồn carbon là các chất hữu cơ.
D. Quang tự dưỡng sử dụng nguồn carbon là chất hữu cơ còn hóa tự dưỡng sử dụng nguồn carbon là CO2.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: B
– Quang tự dưỡng và hóa tự dưỡng khác nhau về nguồn năng lượng: Quang tự dưỡng sử dụng nguồn năng lượng là ánh sáng còn hóa tự dưỡng sử dụng nguồn năng lượng từ các chất vô cơ.
– Quang tự dưỡng và hóa tự dưỡng đều sử dụng nguồn carbon từ CO2, HCO3– hoặc các chất vô cơ tương tự.
Xem thêm các bài tóm tắt lý thuyết Sinh học 10 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:
Bài 20: Sự đa dạng và phương pháp nghiên cứu vi sinh vật
Bài 22: Vai trò và ứng dụng của vi sinh vật
Bài 24: Khái quát về virus
Bài 25: Một số bệnh do virus và các thành tựu nghiên cứu ứng dụng virus