HỆ THỐNG KIẾN THỨC SINH 10 CÁNH DIỀU
HỌC KỲ II
BÀI 13: CHU KÌ TẾ BÀO VÀ NGUYÊN PHÂN
I. Chu kì tế bào
- Khái niệm: Chu kì tế bào là một vòng tuần hoàn các hoạt động sống xảy ra trong một tế bào từ khi tế bào được hình thành đến khi tế bào phân chia thành tế bào mới.
- Diễn biến: Chu kì tế bào chia làm 2 giai đoạn là kì trung gian và quá trình phân bào. Trong đó:
Giai đoạn Pha Mô tả Kì trung
gian Pha G1: Sinh trưởng, cơ sở cho nhân đôi DNA Các chất cần thiết cho sự sinh trưởng và hoạt động của tế bào được tổng hợp. Khi tế bào tăng kích thước, nếu nhận được tín hiệu đủ điều kiện nhân đôi DNA tại điểm kiểm soát G1 thì chuyển sang pha S. Nếu không nhận được tín hiệu đi tiếp, tế bào ra khỏi chu kì và bước vào pha G0 (không phân chia). Nếu tế bào ở G0 duy trì khả năng phân chia thì khi xuất hiện nhu cầu (như hồi phục tổn thương) sẽ đi vào pha G1. Pha S: Nhân đôi DNA và nhiễm sắc thể nhân đôi, mỗi nhiễm sắc thể gồm hai chromatid dính ở tâm động, tế bào tiếp tục tăng trưởng. Pha G2: Sinh trưởng và chuẩn bị cho phân bào Tế bào tiếp tục sinh trưởng và tổng hợp tất cả các chất cần thiết cho quá trình phân chia tế bào. Nếu tế bào vượt qua điểm kiểm soát G2 thì chuyển sang pha M. Phân bào Pha
M Kì đầu, kì giữa, kì sau, kì cuối Tế bào ngừng sinh trưởng và toàn bộ năng lượng được tập trung vào phân chia tế bào. Trong pha này có điểm kiểm soát M điều khiển hoàn tất quá trình phân bào. Phân chia tế bào
chất - Chu kì tế bào được điều khiển rất chặt chẽ nhờ các điểm kiểm soát, đảm bảo sự sinh trưởng và phát triển bình thường của cơ thể.
II. Sinh sản của tế bào theo cơ chế nguyên phân 1. Khái niệm sinh sản của tế bào
- Là quá trình các tế bào mới được tạo ra từ tế bào ban đầu, làm tăng số lượng tế bào qua phân bào và thay thế các tế bào chết.
- Trong quá trình sinh sản của tế bào, DNA được truyền đạt chính xác từ thế hệ tế bào này cho thế hệ tế bào tiếp th
HỆ THỐNG KIẾN THỨC SINH 10 CÁNH DIỀU
HỌC KỲ II
BÀI 13: CHU KÌ TẾ BÀO VÀ NGUYÊN PHÂN
I. Chu kì tế bào
- Khái niệm: Chu kì tế bào là một vòng tuần hoàn các hoạt động sống xảy ra trong một tế bào từ khi tế bào được hình thành đến khi tế bào phân chia thành tế bào mới.
- Diễn biến: Chu kì tế bào chia làm 2 giai đoạn là kì trung gian và quá trình phân bào. Trong đó:
Giai đoạn Pha Mô tả Kì trung
gian Pha G1: Sinh trưởng, cơ sở cho nhân đôi DNA Các chất cần thiết cho sự sinh trưởng và hoạt động của tế bào được tổng hợp. Khi tế bào tăng kích thước, nếu nhận được tín hiệu đủ điều kiện nhân đôi DNA tại điểm kiểm soát G1 thì chuyển sang pha S. Nếu không nhận được tín hiệu đi tiếp, tế bào ra khỏi chu kì và bước vào pha G0 (không phân chia). Nếu tế bào ở G0 duy trì khả năng phân chia thì khi xuất hiện nhu cầu (như hồi phục tổn thương) sẽ đi vào pha G1. Pha S: Nhân đôi DNA và nhiễm sắc thể nhân đôi, mỗi nhiễm sắc thể gồm hai chromatid dính ở tâm động, tế bào tiếp tục tăng trưởng. Pha G2: Sinh trưởng và chuẩn bị cho phân bào Tế bào tiếp tục sinh trưởng và tổng hợp tất cả các chất cần thiết cho quá trình phân chia tế bào. Nếu tế bào vượt qua điểm kiểm soát G2 thì chuyển sang pha M. Phân bào Pha
M Kì đầu, kì giữa, kì sau, kì cuối Tế bào ngừng sinh trưởng và toàn bộ năng lượng được tập trung vào phân chia tế bào. Trong pha này có điểm kiểm soát M điều khiển hoàn tất quá trình phân bào. Phân chia tế bào
chất - Chu kì tế bào được điều khiển rất chặt chẽ nhờ các điểm kiểm soát, đảm bảo sự sinh trưởng và phát triển bình thường của cơ thể.
II. Sinh sản của tế bào theo cơ chế nguyên phân 1. Khái niệm sinh sản của tế bào
- Là quá trình các tế bào mới được tạo ra từ tế bào ban đầu, làm tăng số lượng tế bào qua phân bào và thay thế các tế bào chết.
- Trong quá trình sinh sản của tế bào, DNA được truyền đạt chính xác từ thế hệ tế bào này cho thế hệ tế bào tiếp theo.
2. Cơ chế sinh sản của tế bào – nguyên phân
2.1. Loại tế bào diễn ra: ở tất cả các tế bào trừ tế bào sinh dục chín.
2.2. Diễn biến: Sinh sản của tế bào theo cơ chế nguyên phân bao gồm: phân chia nhân (nguyên phân) và phân chia tế bào chất.
Nguyên phân Diễn biến Phân chia nhân Kì đầu - Màng nhân và nhân con tiêu biến.
- Thoi phân bào hình thành.
- Các NST kép bắt đầu đóng xoắn, co ngắn và đính với thoi phân bào ở tâm động. Kì giữa - Các NST kép đóng xoắn cực đại và xếp một hàng trên mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào. Kì sau - Hai chromatid của NST phân li đồng đều thành hai NST đơn và di chuyển về hai cực của tế bào. Kì cuối - Màng nhân và nhân con xuất hiện trở lại. - NST dãn xoắn. Phân chia tế bào chất - Diễn ra đồng thời với kì cuối, các bào quan trong tế bào được phân chia về hai tế bào con.
+ Ở tế bào thực vật: Hình thành vách ngăn phân chia thành hai tế bào.
+ Ở tế bào động vật: Màng sinh chất lõm vào hình thành eo thắt phân chia thành hai tế bào. 2.3. Kết quả: từ một tế bào mẹ (2n) → hai tế bào con (2n) giống nhau và giống tế bào mẹ.
2.4. Ý nghĩa
- Làm tăng số lượng tế bào giúp cơ thể sinh trưởng và phát triển. - Giúp thay thế các tế bào bị chết, tái sinh những mô, cơ quan bị tổn thương.
- Là cơ sở của các phương thức sinh sản ở sinh vật đơn bào và sinh vật đa bào sinh sản vô tính.
III. Ung thư và cách phòng tránh 1. Chu kì tế bào mất kiểm soát gây ung thư
- Khi chu kì tế bào bị mất kiểm soát sẽ dẫn đến rối loạn phân bào, các tế bào phân chia liên tục có thể tạo ra khối u. Khối u có hai loại, lành tính và ác tính (hay còn gọi là ung thư).
+ Ở khối u lành tính, tế bào không lan rộng đến vị trí khác.
+ Ở khối u ác tính, tế bào ung thư có khả năng lây lan (di căn) sang các mô lân cận và các cơ quan xa.
2. Tình hình ung thư ở Việt Nam
- Đang có xu hướng ngày một gia tăng và có thể gặp ở mọi lứa tuổi.
- Các loại ung thư phổ biến ở Việt Nam là ung thư gan, ung thư phổi, ưng thư vú, ung thư dạ dày, ung thư đại trực tràng,…
3. Phòng tránh ung thư
- Nguyên nhân gây ra ung thư: Sống trong môi trường ô nhiễm, sử dụng thực phẩm không an toàn, lối sống không lành mạnh,… và các yếu tố di truyền, độ tuổi có thể dẫn đến bệnh ung thư. - Một số biện pháp phòng tránh ung thư:
+ Không hút thuốc lá, thuốc lào; không sử dụng rượu bia, chất kích thích,…
+ Có chế độ ăn uống, dinh dưỡng phù hợp: ăn nhiều rau, quả; hạn chế sử dụng chất béo, thịt đỏ, thức ăn chứa nhiều muối; tránh lạm dụng đồ uống có đường; không ăn thực phẩm mốc hay ôi thiu; thực phẩm nhiễm hóa chất như thuốc trừ sâu, chất kích thích tăng trọng;…
+ Xây dựng chế độ tập luyện, nghỉ ngơi hợp lí; giữ tinh thần thoải mái, tích cực.
+ Quan hệ tình dục lành mạnh, an toàn.
+ Thực hiện tiêm chủng: viêm gan B, HPV,…
+ Đẩy mạnh công tác tuyên truyền để cộng đồng hiểu nguyên nhân và cách phòng tránh bệnh ung thư. + Giữ cho môi trường sống trong lành; phát triển nông nghiệp sạch nhằm tạo nguồn lương thực, thực phẩm an toàn.
+ Duy trì thói quen khám sức khỏe định kì: Khi có bất kì dấu hiệu nghi ngờ ung thư cần đến các cơ sở y tế chuyên khoa để được thăm khám, phát hiện sớm hoặc loại trừ bệnh ung thư.
BÀI 16: CÔNG NGHỆ TẾ BÀO
Công nghệ tế bào
- Khái niệm: Công nghệ tế bào là một lĩnh vực của công nghệ sinh học, bao gồm các quy trình kĩ thuật chọn tạo và nuôi cấy tế bào, mô trong ống nghiệm (in vitro) nhằm duy trì và tăng sinh tế bào, mô; từ đó sản xuất các sản phẩm phục vụ đời sống con người.
- Công nghệ tế bào được phát triển dựa trên nền tảng kết hợp của một số lĩnh vực như sinh học tế bào, sinh học phân tử,…
II. Nguyên lí công nghệ tế bào
- Dựa trên nguyên lí về tính toàn năng của tế bào, khả năng biệt hóa và phản biệt hóa của tế bào + Tính toàn năng của tế bào là khả năng một tế bào phân chia, phát triển thành mô, cơ quan, cơ thể hoàn chỉnh trong môi trường thích hợp.
+ Biệt hóa là quá trình một tế bào biến đổi thành một loại tế bào mới, có tính chuyên hóa về cấu trúc và chức năng; từ đó phân hóa thành các mô, cơ quan đặc thù trong cơ thể.
+ Phản biệt hóa là quá trình kích hoạt tế bào đã biệt hóa thành tế bào mới giảm hoặc không còn tính chuyên hóa về cấu trúc và chức năng. Tế bào sinh dưỡng khi được kích hoạt phản biệt hóa sẽ hình thành mô sẹo ở thực vật và tế bào gốc ở động vật.
- Tính toàn năng, khả năng biệt hóa và phản biệt hóa có sự khác nhau giữa tế bào động vật và tế bào thực vật:
+ Phản biệt hóa có thể thực hiện được ở hầu hết các loại tế bào khác nhau của cơ thể thực vật.
+ Phản biệt hóa ở tế bào động vật thường khó thực hiện hơn tế bào thực vật. Tính toàn năng, khả năng biệt hóa và phản biệt hóa của tế bào động vật có sự khác biệt rất lớn giữa các loại tế bào, mô và cơ quan.
III. Một số thành tựu của công nghệ tế bào
Một số thành tựu Ứng dụng Công
nghệ tế bào thực vật Nhân nhanh các giống cây trồng (vi nhân giống) + Nhân nhanh các giống cây trồng quý hiếm như các cây dược liệu, cây gỗ quý, cây thuộc loài nằm trong sách đỏ.
+ Tạo ra các giống cây sạch bệnh virus.
+ Tạo ra nguyên liệu khởi đầu cho các quy trình nuôi dịch huyền phù tế bào thực vật, chuyển gene vào tế bào thực vật. Tạo giống cây trồng
mới - Dung hợp tế bào trần:
+ Tạo cây lai mang các đặc tính tốt của hai dòng tế bào ban đầu. Ví dụ: cây pomato mang đặc điểm của cả cây cà chua và cây khoai tây.
+ Dung hợp dòng tế bào trần đơn bội (n) với dòng tế bào trần lưỡng bội (2n) cùng loài → các giống cây tam bội (3n) không hạt. Ví dụ: dưa hấu không hạt, bưởi và cam không hạt,…
- Chuyển các gene kháng sâu bệnh, kháng thuốc diệt cỏ hoặc các gene hỗ trợ nâng cao chất lượng cây trồng.
- Chuyển gene quy định protein kháng nguyên. Sản xuất các chất có hoạt tính sinh học - Công nghệ nuôi cấy dịch huyền phù tế bào thực vật, nuôi cấy rễ tơ,… cho phép sản xuất một số vaccine ăn được, hormone sinh trưởng, các hợp chất alkaloid, anthocyanin, .... Công
nghệ tế bào
động vật Tạo mô, cơ quan thay thế - Nuôi cấy, biệt hoá tế bào gốc thành tế bào mỡ dùng trong công nghệ thẩm mĩ.
- Tạo tế bào cơ, tế bào sụn, nguyên bào xương dùng trong điều trị nhiều bệnh tổn thương tim mạch, thoái hoá xương, khớp, các bệnh viêm nhiễm,…
- Tạo nên mô da để cấy ghép trở lại cho người bị bỏng nặng. Tạo dòng tế bào và động vật chuyển
gene - Gà chuyển gene để sản xuất trứng làm thuốc chữa bệnh Wolman - suy giảm lipase trong lysosome.
- Dê chuyển gene để sản xuất sữa làm thuốc chữa bệnh suy giảm antithrombin alfa - một yếu tố chống đông máu. Nhân bản vô tính động vật - Tạo ra cừu Dolly, chó, lợn, dê,…
- Tạo ra các mô, cơ quan thay thế để điều trị bệnh hoặc làm mô hình sàng lọc thuốc.
BÀI 17: VI SINH VẬT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VI SINH VẬT
Vi sinh vật
- Khái niệm: là các sinh vật có kích thước nhỏ, thường không nhìn thấy bằng mắt thường mà chỉ quan sát được bằng kính hiển vi. Ví dụ: vi khuẩn lactic, nấm men, trùng roi, trùng giày, tảo silic,…)
- Gồm có các nhóm: vi khuẩn và vi sinh vật cổ (giới Khởi sinh), tảo đơn bào và nguyên sinh động vật (giới Nguyên sinh), vi nấm (giới Nấm).
- Đặc điểm chung:
+ Kích thước nhỏ, số lượng nhiều và phân bố rộng.
+ Hấp thu và chuyển hóa vật chất nhanh (phụ thuộc vào tỉ lệ S/V; S/V càng lớn thì tốc độ trao đổi chất càng nhanh và ngược lại), sinh trưởng và sinh sản nhanh.
- Khả năng sinh trưởng và sinh sản nhanh của vi sinh vật là một thế mạnh mà công nghệ sinh học đang tập trung khai thác.
II. Các kiểu dinh dưỡng ở vi sinh vật
- Dựa vào nguồn cung cấp năng lượng và nguồn carbon sử dụng, vi sinh vật có 4 kiểu dinh dưỡng là: Quang dị dưỡng, hóa dị dưỡng, quang tự dưỡng và hóa tự dưỡng.
Nguồn cacbon Nguồn năng lượng Ánh sáng Phản ứng hóa học Hữu cơ Quang dị dưỡng
Vi khuẩn không chứa lưu huỳnh màu lục và màu tía. Hóa dị dưỡng
Vi nấm, nguyên sinh động vật, đa số vi khuẩn. CO2 Quang tự dưỡng
Vi khuẩn lam, vi tảo, vi khuẩn lưu huỳnh màu tía và màu lục. Hóa tự dưỡng
Vi khuẩn oxi hóa hydrogen, lưu huỳnh, sắt hoặc nitrate hóa. III. Một số phương pháp nghiên cứu vi sinh vật
- Một số phương pháp nghiên cứu: phân lập, nuôi cấy và giữ giống, quan sát hình thái, nghiên cứu đặc điểm hóa sinh, sinh lí, di truyền,…
- Mục đích: Giúp người nghiên cứu hiểu rõ hơn về hình thái, cấu tao, sinh lí, di truyền, sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật; Khai thác, ứng dụng vi sinh vật trong đời sống.
1. Phân lập vi sinh vật
- Nhằm tách riêng từng loài vi sinh vật từ hỗn hợp nhiều loài vi sinh vật bằng cách pha loãng và trải đều mẫu trên môi trường đặc. - Tế bào từng loài vi sinh vật phát triển trên bề mặt môi trường đặc sẽ tạo ra những khuẩn lạc có hình thái đặc trưng nên có thể dựa vào đó để phân biệt và tách riêng từng khuẩn lạc vi sinh vật cần nghiên cứu:
+ Khuẩn lạc vi khuẩn thường nhầy ướt, bề mặt thường dẹt và có nhiều màu sắc (trắng sữa, vàng, đỏ, hồng, cam,…), một số khuẩn lạc đặc biệt có dạng bột mịn.
+ Khuẩn lạc nấm men thường khô, tròn đều và lồi ở tâm, khuẩn lạc thường có màu trắng sữa.
+ Khuẩn lạc nấm mốc thường lan rộng do tế bào nấm mốc phát triển tạo thành dạng sợi dài, xốp, khuẩn lạc có nhiều màu sắc khác nhau như trắng, vàng, đen, xanh,…
2. Nghiên cứu hình thái vi sinh vật
- Thường được sử dụng để nhận biết nhóm vi sinh vật.
- Quy trình: gồm 2 bước là chuẩn bị mẫu và quan sát bằng kính hiển vi.
+ Tùy từng đối tượng mà quy trình thực hiện nghiên cứu hình thái có thể có những điểm khác nhau nhất định. Ví dụ: Mẫu vi khuẩn và nấm men thường sẽ làm vết bôi, nhuộm với xanh methylene hoặc fuchsin sau đó quan sát bằng kính hiển vi ở vật kính 100×, nấm mốc và nguyên sinh vật có thể quan sát trực tiếp bằng kính hiển vi ở vật kính 10× hoặc 40×.
3. Nghiên cứu đặc điểm hóa sinh của vi sinh vật
- Các hợp chất tham gia cấu tạo và thực hiện các chức năng sống của tế bào vi sinh vật có thể được nhận biết thông qua một số phản ứng hóa học.
- Quy trình gồm 2 bước: chuẩn bị mẫu và thực hiện phản ứng hóa học để nhận biết các chất có ở vi sinh vật.
+ Ví dụ: Nhận biết sự có mặt của enzyme catalase trong hai mẫu vi khuẩn: mẫu vi khuẩn có catalase sẽ phản ứng với nước oxi già (H2O2) để tạo ra nước và oxygen, ngược lại, vi khuẩn không có catalase sẽ không phản ứng với nước oxi già.
BÀI 18: SINH TRƯỞNG VÀ SINH SẢN Ở VI SINH VẬT
Sinh trưởng của vi sinh vật 1. Khái niệm về sinh trưởng của vi sinh vật
- Là sự tăng lên về số lượng tế bào của quần thể vi sinh vật thông qua quá trình sinh sản.
2. Các pha sinh trưởng của quần thể vi khuẩn
- Trong hệ kín (môi trường mà các chất dinh dưỡng không được bổ sung thêm đồng thời không rút bớt sản phẩm và chất thải trong suốt quá trình nuôi), sự sinh trưởng của quần thể vi khuẩn được diễn ra theo 4 pha:
Đặc điểm Pha tiềm phát (pha lag) Pha lũy thừa (pha log) Pha cân bằng Pha suy vong Quần thể
vi khuẩn - Vi khuẩn thích ứng dần với môi trường, chúng tổng hợp các enzyme trao đổi chất và DNA, chuẩn bị cho quá trình phân bào.
- Mật độ tế bào vi khuẩn trong quần thể gần như không thay đổi. - Vi khuẩn phân chia mạnh mẽ.
- Mật độ tế bào vi khuẩn trong quần thể tăng nhanh, quần thể đạt tốc độ sinh trưởng tối đa. - Số tế bào sinh ra cân bằng với số tế bào chết đi.
- Mật độ tế bào vi khuẩn trong quần thể hầu như không thay đổi. - Số tế bào chết hoặc bị phân hủy nhiều hơn số tế bào sinh ra.
- Mật độ tế bào vi khuẩn trong quần thể bắt đầu suy giảm. Dinh dưỡng - Dinh dưỡng đầy đủ cho sự sinh trưởng của quần thể vi khuẩn. - Dinh dưỡng đầy đủ nhưng tiêu hao nhanh cho sự sinh trưởng của quần thể vi khuẩn. - Dinh dưỡng bắt đầu thiếu hụt cho sự sinh trưởng của quần thể vi khuẩn. - Dinh dưỡng cạn kiệt và các chất độc hại cho sự sinh trưởng của quần thể vi khuẩn tích lũy tăng dần. II. Sinh sản của vi sinh vật 1. Sinh sản ở vi sinh vật nhân sơ
1.1. Phân đôi
- Là kiểu sinh sản vô tính của phần lớn các vi sinh vật nhân sơ (vi khuẩn) và là hình thức phân bào không có thoi vô sắc (trực phân). - Cơ chế:
+ Nhiễm sắc thể mạch vòng của chúng bám vào cấu trúc gấp nếp trên màng sinh chất (gọi là mesosome) làm điểm tựa để nhân đôi và phân chia về hai tế bào con.
+ Tế bào kéo dài, thành và màng tế bào chất thắt lại, hình thành vách ngăn để phân chia tế bào chất và chất nhân về hai tế bào mới.
1.2. Nảy chồi
- Là kiểu sinh sản vô tính có ở một số vi khuẩn (vi khuẩn màu tía R. vannielli
- Cơ chế: Màng tế bào phát triển về một phía hình thành ống rỗng → Chất di truyền nhân đôi → Một phần tế bào chất và chất di truyền chuyển dịch vào phần cuối của ống rỗng làm phình to ống rỗng, hình thành chồi, tạo nên tế bào con.
1.3. Hình thành bào tử
- Xạ khuẩn (nhóm vi khuẩn Gram (+) đặc biệt có tế bào dạng sợi) có hình thức sinh sản vô tính. - Cơ chế:
+ Phân cắt ở đầu các sợi khí sinh (sợi phát triển trong không khí) để hình thành chuỗi bào tử.
+ Các bào tử có thể đứt ra, phân tán trong môi trường. Khi gặp điều kiện thuận lợi, chúng nảy mầm và phát triển thành cơ thể mới.
2. Sinh sản ở vi sinh vật nhân thực
Có hình thức sinh sản vô tính (nảy chồi, phân đôi hoặc hình thành bào tử vô tính) và sinh sản hữu tính (hình thành bào tử túi, bào tử tiếp hợp,…).
2.1. Phân đôi và nảy chồi
- Ví dụ: nảy chồi ở nấm men rượu S. cerevisiae.
- Chúng thực hiện theo kiểu phân bào có thoi vô sắc.
2.2. Sinh sản bằng bào tử vô tính
- Bào tử vô tính được hình thành từ các sợi nấm sinh dưỡng, không có sự kết hợp của các giao tử đực và cái:
+ Các nấm mốc thuộc chi Aspergillus và chi Penicillium hình thành bào tử đính dạng hở trên sợi khí sinh.
+ Nấm mốc chi Mucor hình thành bào tử đính dạng kín trên sợi khí sinh.
2.3. Sinh sản bằng bào tử hữu tính
- Có sự kết hợp của các bào tử khác giới, có hình thức phân bào giảm phân.
- Một số hình thức thường thấy là bào tử túi, bào tử đảm, bào tử tiếp hợp và bào tử động (còn gọi là bào tử noãn):
+ Bằng bào tử túi ở nấm men rượu S. cerevisiae. + Bằng bào tử tiếp hợp ở tảo lục E. spirogyra.
III. Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng của vi sinh vật 1. Các yếu tố hóa học
1.1. Nguồn dinh dưỡng
- Nguồn cung cấp: Từ môi trường.
- Vai trò: Ảnh hưởng trực tiếp đến sinh trưởng của vi sinh vật. Thiếu hụt dinh dưỡng → vi sinh vật sinh trưởng chậm hoặc ngừng sinh trưởng. - Phân loại:
+ Các nguyên tố đại lượng (C, H, O, N, S, P, Na, K, Ca,…) giúp vi sinh vật tổng hợp nên các chất tham gia cấu tạo và các hoạt động sống của tế bào.
+ Các nguyên tố vi lượng (Fe, Zn, Cu,…) là thành phần quan trọng của nhiều enzyme, các vitamin,…
1.2. Các chất hóa học khác (Độ pH và chất ức chế sinh trưởng)
- Độ pH: Ảnh hưởng đến sinh trưởng của vi sinh vật. Mỗi vi sinh vật chỉ có thể sinh trưởng trong khoảng pH thích hợp:
+ Đa số vi khuẩn và nguyên sinh vật phát triển tốt trong môi trường trung tính.
+ Nhiều loại nấm sinh trưởng tốt trong môi trường acid.
+ Một số nhóm vi sinh vật sống trong các hồ nước mặn có độ pH cao.
- Chất ức chế sinh trưởng: Một số chất như kim loại nặng, các hợp chất phenol, các chất oxi hóa mạnh, alcohol,… → có thể ức chế sự sinh trưởng của vi sinh vật: gây biến tính và làm bất hoạt protein, phá hủy cấu trúc màng sinh chất,… Do vậy, một số chất này thường được dùng để diệt khuẩn.
2. Các yếu tố vật lí:
- Như nhiệt độ, độ ẩm hoặc các bức xạ điện tử (tia UV, tia X,…) có ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của vi sinh vật thông qua ảnh hưởng tới các phân tử sinh học trong tế bào vi sinh vật.
+ Nhiệt độ: Hầu hết vi sinh vật sinh trưởng tốt ở nhiệt độ thường (20 – 450C), chúng thuộc nhóm ưa ấm. Các vi sinh vật sống ở các khu vực gần Bắc hoặc Nam cực, có thể sinh trưởng được ở nhiệt độ gần 00C (nhóm ưa lạnh). Nhóm vi sinh vật ưa nhiệt và ưa nhiệt cao được tìm thấy tại nơi có suối nước nóng, vùng núi lửa phun trào dưới đáy biển.
+ Áp suất: Hầu hết các vi sinh vật thích ứng sinh trưởng ở điều kiện áp suất thường. Trong khi đó, các nhóm vi sinh vật ưa áp suất cao, ưa áp suất thấp,… được tìm thấy ở các điều kiện sống có áp suất khác nhau (ví dụ dưới đáy biển sâu hay trên núi cao).
+ Độ ẩm: Phần lớn vi sinh vật thích ứng sinh trưởng ở độ ẩm trên 90%. Một số ít các vi sinh vật như xạ khuẩn, nấm sợi có khả năng sinh trưởng ở độ ẩm thấp dưới 90%.
3. Các yếu tố sinh học
- Là từ các vi sinh vật, thực vật và động vật trong cùng môi trường với chúng.
+ Một số sinh vật có khả năng sinh các chất kích thích các nhóm vi sinh vật khác nhau sinh trưởng. Ví dụ: Một số thực vật tiết các chất hữu cơ đặc thù qua rễ, kích thích sự phát triển của khu hệ vi sinh vật vùng rễ.
+ Nhiều nhóm vi sinh vật có khả năng sinh các chất ức chế như kháng sinh, bacteriocin,… để ức chế sinh trưởng của các vi sinh vật xung quanh.
4. Thuốc kháng sinh
- Là chế phẩm có khả năng tiêu diệt hoặc ức chế đặc hiệu sự sinh trưởng của một hoặc một vài nhóm vi sinh vật.
- Được dùng điều trị các bệnh nhiễm trùng ở người, động vật và thực vật.
- Việc lạm dụng thuốc kháng sinh gây hiện tượng nhờn thuốc nhanh chóng ở nhiều vi sinh vật gây bệnh, làm cho việc tiếp tục sử dụng kháng sinh đó để điều trị bệnh không còn hiệu quả.
BÀI 19: QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP, PHÂN GIẢI Ở VI SINH VẬT VÀ ỨNG DỤNG
I. Quá trình tổng hợp ở vi sinh vật
- Quá trình tổng hợp hình thành các hợp chất (vật liệu) để xây dựng và duy trì các hoạt động của vi sinh vật, đồng thời cũng là quá trình tích lũy năng lượng ở vi sinh vật.
1. Quang tổng hợp ở vi sinh vật và ứng dụng
- Vi sinh vật tổng hợp chất hữu cơ từ chất vô cơ nhờ năng lượng ánh sáng.
- Phân loại: gồm hai nhóm: quang hợp không thải O2 – quang khử (vi khuẩn màu tía và màu lục) và quang hợp thải O2 (vi khuẩn lam và vi tảo).
- Vai trò: góp phần tạo ra hợp chất hữu cơ cho sinh giới, cung cấp O2 cho con người và các sinh vật trên Trái Đất.
- Ứng dụng: con người đã sử dụng tảo và vi khuẩn lam để sản xuất thực phẩm, dược phẩm, nhiên liệu.
2. Tổng hợp amino acid, protein và ứng dụng
- Phần lớn vi sinh vật có khả năng tự tổng hợp được các amino acid. Thông qua quá trình dịch mã, ribosome sẽ liên kết các amino acid để tổng hợp protein.
- Vai trò: Một số protein tham gia hình thành