Tại sao khi nuôi cấy vi sinh vật đã có môi trường dinh dưỡng ta phải thêm một số chất khác

Nội dung chuyên đề: Dinh dưỡng ở vi sinh vậtNgười viết: Ngô Thị Phương Thanh – Chuyên Yên Bái.I. Các chất dinh dưỡng của vi sinh vật1. Các chất dinh dưỡng cần thiết1.1. Nguyên tố đa lượngC, H, O, N, P, S và K. Các nguyên tố này có mặt trong tất cả các hợp chất(như protein, axit nucleic…) cấu tạo nên tế bào, cơ thể vi sinh vật. Riêng cácnguyên tố C, H, O, N chiếm tới 90% đến 96% toàn bộ chất khô của tế bào.1.2. Nguyên tố vi lượngGồm các nguyên tố mà vi sinh vật cần với hàm lượng rất nhỏ nhưng khôngthể thiếu cho sự tăng trưởng, sinh sản của vi sinh vật. Các nguyên tố đó tham giavào cấu tạo enzim, hoạt hóa enzim…đóng vai trò quan trọng trong các quá trìnhchuyển hóa. Ví dụ như: Mo, Mn...Lượng các nguyên tố cần ở các vi sinh vật khác nhau là không giống nhau.Trong các điều kiện nuôi cấy khác nhau, tương ứng với các giai đoạn phát triểnkhác nhau, lượng các nguyên tố cần trong cùng một loài vi sinh vật cũng khônggiống nhau.1.3. Nhu cầu về chất sinh trưởng của vi sinh vậtMột số vi sinh vật muốn phát triển cần phải được cung cấp những chất sinhtrưởng nhất định gọi là nhân tố sinh trưởng. Nhân tố sinh trưởng là những chất hữucơ cần thiết cho hoạt động sống của một loài vi sinh vật nào đó mà chúng không tựtổng hợp được từ các chất khác. Như vậy những chất được coi là nhân tố sinhtrưởng của loại vi sinh vật này hoàn toàn có thể không phải là nhân tố sinh trưởngđối với một loại vi sinh vật khác.Vi sinh vật tự dưỡng và một số vi sinh vật dị dưỡng (như Escherichia coli)thậm chí có thể sinh trưởng mà không cần bất kỳ nhân tố sinh trưởng nào. Mặtkhác, cùng một loài vi sinh vật nhưng nhu cầu đối với nhân tố sinh trưởng cũngthay đổi tuỳ theo điều kiện môi trường. Ví dụ Mucor rouxii khi sinh trưởng trongđiều kiện kị khí thì cần thiamin (B1) và biotin (H), nhưng trong điều kiện hiếu khíthì lại tự tổng hợp được các vitamin này. Thông thường, bổ sung vào môi trườngcác chất hữu cơ như cao nấm men, cao thịt, dịch đun động thực vật (nhộng, giáđỗ…) là có thể đáp ứng được nhu cầu về nhân tố sinh trưởng.Nhân tố sinh trưởng đối với một loại vi sinh vật nào đó có thể là một trongcác chất sau đây: các gốc kiềm purin, pirimidin và các dẫn xuất của chúng, các axitbéo và các thành phần của màng tế bào, các vitamin thông thường...Câu hỏi vận dụngCâu 1: Nêu khái niệm vi sinh vật nguyên dưỡng, vi sinh vật khuyết dưỡng. Làmthế nào để nhận ra được vi sinh vật khuyết dưỡng. Hiểu về vi sinh vật khuyếtdưỡng có ứng dụng gì trong thực tiễn.Trả lời:- Khái niệm+ Vi sinh vật nguyên dưỡng là vi sinh vật có khả năng tự tổng hợp các nhân tố sinhtrưởng cho chu kỳ sống của chúng.+ Vi sinh vật khuyết dưỡng là vi sinh vật không có khả năng tổng hợp được nhântố sinh trưởng (1 hoặc nhiều) cho chu trình sống của chúng.- Phương pháp+ Tạo các môi trường nuôi cấy trong đó mỗi môi trường nuôi cấy thiếu một nhântố sinh trưởng. Ở những môi trường nuôi cấy mà không thấy xuất hiện khuẩn lạccủa vi sinh vật thì sẽ biết được vi sinh vật khuyết dưỡng về nhân tố sinh trưởng đó.- ứng dụng+ Sử dụng vi sinh vật khuyết dưỡng người ta có thể xác định được loại thực phẩmgiàu chất dinh dưỡng nào hoặc nghèo chất dinh dưỡng nào.+ Hiểu được vi sinh vật khuyết dưỡng về nhân tố sinh trưởng nào mà người ta cóthể tạo môi trường nuôi cấy thích hợp cho vi sinh vật phục vụ cho sản xuất sinhkhối vi sinh vật.Câu 2. Nuôi vi khuẩn lactic trên các môi trường tổng hợp khác nhau chứa mộtdung dịch cơ sở (CS), rồi bổ sung thêm các thành phần, người ta thu được các kếtquả sau:Môi trường 1: CS + axit folic + piridoxin: không mọcMôi trường 2: CS + riboflavin + piridoxin: không mọcMôi trường 3: CS + axit folic + riboflavin + piridoxin: mọcMôi trường 4: CS + axit folic + riboflavin: không mọca.Cho biết các chất thêm vào môi trường cơ sở có vai trò như thế nào với vi khuẩnlactic?b. Người ta muốn định lượng hàm lượng axit folic trong cao nấm men bằng cáchsử dụng chủng vi khuẩn trên. Có thể sử dụng môi trường nào?Trả lời:a. Các chất thêm vào môi trường CS là nhân tố sinh trưởng của vi khuẩn lactic, vìthiếu 1 trong 3 hợp chất trên vi khuẩn lactic không thể phát triển được.b. Vì trong cao nấm men có axit folic nên có thể sử dụng môi trường 2 khi đó môitrường nuôi cấy có đủ các nhân tố sinh trưởng thì vi khuẩn sẽ phát triển.Câu 3. Để nghiên cứu tác động của tryptophan lên sinh trưởng của vi trùng thươnghàn, người ta cấy song song dịch huyền phù vi sinh vật này lên môi trường dinhdưỡng không chứa tryptophan và môi trường dinh dưỡng có chứa 30mg/ltryptophan. Sau 24 giờ nuôi ở nhiệt độ phù hợp người ta chỉ thấy có sự sinh trưởngcủa vi khuẩn trên môi trường có chứa tryptophan.a. Tryptophan là loại hợp chất gì đối với trùng thương hàn?b. Từ vi khuẩn thương hàn bằng cách chiếu tia tử ngoại (UV) với liều lượng hạn chếngười ta thu được chủng 2 có khả năng tự tổng hợp được tryptophan. Vì sao?c. Để xác định nhu cầu tryptophan đối với vi trùng thương hàn có người nói nên sửdụng chủng 2 có đúng không?Trả lời:a. Tryptophan là nhân tố sinh trưởng của vi trùng thương hàn, vì thiếu hợp chất nàychúng không phát triển được.b. Đã tạo chủng đột biến có khả năng tự tổng hợp được tryptophanc. Không nên sử dụng chủng 2 mà phải dùng chủng 1 là chủng khuyết dưỡng vớitryptophan.Câu 4a. Vi khuẩn lactic chủng 1 tự tổng hợp được axit folic và không tự tổng hợp đượcpheninalanin, còn vi khuẩn lactic chủng 2 thì ngược lại. Có thể nuôi 2 chủng nàytrên môi trường thiếu axit folic và pheninalanin nhưng đủ các chất dinh dưỡngkhác được không? vì sao?b. Để vi khuẩn của chủng tụ cầu vàng sinh trưởng phát triển bình thường cần cónhân tố sinh trưởng là tiamin (VTM B1). Khi nuôi chủng tụ cầu vàng trong môitrường gồm nước, muối khoáng và nước thịt, chúng vẫn sống được. Hãy cho biếtmôi trường trên là môi trường gì? Giải thích tại sao chủng tụ cầu vàng lại sốngđược trên môi trường đóTrả lời:a. Hai chủng vi khuẩn lactic 1 và 2 là chủng vi khuẩn khuyết dưỡng. Khi nuôitrong cùng một môi trường không có nhân tố sinh trưởng là axit foclic vàpheninalanin, chúng có thể phát triển được...b. Môi trường nuôi chủng tụ cầu vàng là môi trường bán tổng hợp vì thành phầncủa môi trường này gồm có muối khoáng và nước thịt.- Tiamin là nhân tố sinh trưởng của tụ cầu vàng, tuy nhiên trong nước thịt đã cónhân tố sinh trưởng nên chủng tụ cầu vàng này vẫn sống được trong môi trườnggồm có muối khoáng và nước thịt.2. Các nguồn dinh dưỡng thường sử dụng trong nuôi cấy vi sinh vật.2.1. Nguồn thức ăn cacbon của vi sinh vậtCăn cứ vào nguồn thức ăn cacbon người ta chia sinh vật thành các nhóm tựdưỡng và dị dưỡng. Tuỳ nhóm vi sinh vật mà nguồn cacbon được cung cấp có thểlà các chất vô cơ (CO2...) hoặc chất hữu cơ (C6H12O6…).Thường sử dụng cacbohydrat làm nguồn cacbon khi nuôi cấy phần lớn cácvi sinh vật dị dưỡng.Ví dụ: Xenlulo được đưa vào các môi trường nuôi cấy vi sinh vật phân giảixenlulo dưới dạng giấy lọc, bông hoặc các dạng xenlulo; Trong công nghiệp lênmen, rỉ đường là nguồn cacbon rẻ tiền và rất thích hợp cho sự phát triển của nhiềuloại vi sinh vật khác nhau.Ngoài ra, người ta có thể sử dụng các nguồn hữu cơ khác như lipit, proteinlàm nguồn cacbon.Ví dụ: Khi sử dụng lipit, parafin, dầu mỏ... làm nguồn cacbon nuôi cấy mộtsố loài vi sinh vật, phải thông khí mạnh để tạo từng giọt nhỏ có thể tiếp xúc đượcvới thành tế bào của vi sinh vật.Các hợp chất hữu cơ chứa cả C và N (pepton, nước thịt, nước chiết ngô,nước chiết nấm men, nước chiết đại mạch, nước chiết giá đậu...) có thể sử dụngvừa làm nguồn C vừa làm nguồn N đối với vi sinh vật.2.2. Nguồn thức ăn nitơ của vi sinh vậtNguồn nitơ dễ hấp thụ nhất đối với vi sinh vật là NO 3- và NH4+. NH4+ sau khiđược tế bào hấp thu có thể được trực tiếp sử dụng, còn NO 3- sau khi được hấp thụcần khử thành NH4+ rồi mới được vi sinh vật sử dụng.Muối nitrat là nguồn thức ăn nitơ thích hợp đối với nhiều loại tảo, nấm sợivà xạ khuẩn nhưng ít thích hợp đối với nhiều loại nấm men và vi khuẩn. Thườngsử dụng muối NH4NO3 để làm nguồn nitơ cho nhiều loại vi sinh vật.Nguồn nitơ dự trữ nhiều nhất trong tự nhiên chính là nguồn khí nitơ tự do(N2) trong khí quyển.Vi sinh vật còn có khả năng đồng hoá rất tốt nitơ chứa trong các thức ăn hữu cơ.Nguồn nitơ hữu cơ thường được sử dụng để nuôi cấy vi sinh vật là peptonloại chế phẩm thuỷ phân không triệt để của một nguồn protein nào đấy.2.3. Nguồn thức ăn khoáng của vi sinh vậtKhi tạo các môi trường tổng hợp (dùng nguyên liệu là hoá chất) bắt buộcphải bổ sung đủ các nguyên tố khoáng cần thiết. Nhu cầu khoáng của vi sinh vậtcũng không giống nhau đối với từng loài, từng giai đoạn phát triển.II. Phân loại môi trường nuôi cấy vi sinh vậtKiểu nuôi cấy chỉ chứa một loại vi sinh vật được gọi là nuôi cấy thuần khiết ,còn nuôi cấy hỗn hợp là kiểu nuôi cấy chứa nhiều hơn một loại vi sinh vật. Cácbước cần thiết cho nuôi cấy vi sinh vật như sau:- Chuẩn bị môi trường nuôi cấy phù hợp với vi sinh vật, giúp cho sự sinh trưởngtốt nhất.- Tiệt trùng môi trường nuôi trước đó để loại bỏ các sinh vật sống không mongmuốn có sẵn trong môi trường nuôi cấy.- Cấy vi sinh vật vào môi trường đã chuẩn bị.Thông thường môi trường nuôi cấy được chuẩn bị trong các bình nuôi phổbiến như ống nghiệm, bình tam giác, đĩa petri, nồi lên men… Môi trường dinhdưỡng thường khác nhau về tỷ lệ thành phần các chất dinh dưỡng. Ngoài ra vềtrạng thái môi trường nuôi cấy có hai dạng phổ biến là dạng rắn và dạng lỏng, dạnglỏng thường được áp dụng cho hệ thống nuôi cấy liên tục trong công nghiệp.* Căn cứ vào thành phần môi trường ta có 4 loại môi trường nuôi cấy: môitrường tự nhiên, môi trường tổng hợp, môi trường bán tổng hợp và môi trườngsống. Các loại môi trường này khác nhau rất nhiều về hình thức và thành phần tùytheo loài vi sinh vật cần nuôi cấy cũng như tùy thuộc vào mục đích của công tácnuôi cấy.1. Môi trường nuôi cấy tự nhiênMôi trường thuộc nhóm này được phân lập ra dựa trên kinh nghiệm hơn làdựa vào sự hiểu biết về thành phần dinh dưỡng đối với vi sinh vật nuôi cấy. Cácmôi trường tự nhiên được dùng phổ biến là: sữa, nước thịt bò, nước các loại rau củhoặc ngũ cốc … Các loại môi trường này thường chứa đựng nhiều chất hữu cơ vàvô cơ tan trong nước có thể đáp ứng yêu cầu về dưỡng chất của một số lớn vi sinhvật (không phải là tất cả).Ưu điểm: Dễ chuẩn bị và có thể sử dụng cho nhiều mục đích thông thườngtrong nghiên cứu vi sinh vật.Nhược điểm của loại môi trường tự nhiên là không biết chính xác thànhphần dinh dưỡng cũng như thành phần dinh dưỡng của những lần chuẩn bị khácnhau sẽ rất khác nhau. Do đó kết quả nuôi cấy của các lần chuẩn bị môi trườngkhác nhau có thể sẽ không giống nhau.2. Môi trường nuôi cấy tổng hợpĐể khắc phục nhược điểm của môi trường nuôi cấy tự nhiên, người ta đãthiết lập các môi trường nuôi cấy tổng hợp, trong đó các thành phần dinh dưỡngcủa môi trường được xác định rõ về số lượng và chất lượng.Ưu điểm của các loại môi trường nuôi cấy tổng hợp là ta có thể biết rõ cũngnhư điều khiển thành phần dinh dưỡng của môi trường một cách dễ dàng. Với biệnpháp tăng thêm hoặc bỏ bớt chất dinh dưỡng trong môi trường, chúng ta có thể biếtrõ tác động của chất dinh dưỡng đối với vi sinh vật. Ngoài ra, đây là loại môitrường rất chính xác nhờ đó tránh được sự thay đổi trong các lần chuẩn bị môitrường, cũng như sẽ là môi trường rất tốt cho các loại vi sinh vật đã được biết rõnhu cầu dinh dưỡng của chúng.Nhược điểm của môi trường tổng hợp là giá thành cao, chuẩn bị khá phứctạp và mất thời gian hơn đối với môi trường tự nhiên và chỉ sử dụng cho từng loàivi sinh vật xác định được nhu cầu dinh dưỡng. Trường hợp vi sinh vật chưa xácđịnh, không thể nuôi cấy trên môi trường loại này một cách bảo đảm.Kiểu môi trường này thích hợp sử dụng trong phạm vi phòng thí nghiệm.3. Môi trường nuôi cấy bán tổng hợpMôi trường nuôi cấy bán tổng hợp là môi trường nuôi cấy tự nhiên được bổsung thêm với một số chất dinh dưỡng được xác định.Ví dụ: khi nuôi cấy vi khuẩn Xanthomonas campestris pv. oryzae người tathường dùng môi trường tự nhiên. Tuy nhiên trong lúc cần phân lập và tách dòngvi khuẩn từ một tế bào thì vi khuẩn này mọc không được tốt trên môi trường đó.Để thực hiện công tác này người ta phải thêm vào môi trường một số lượng rất nhỏFe. Vi khuẩn sẽ mọc thành các khuẩn lạc rất tốt trên môi trường mới này.4. Môi trường nuôi cấy sốngDùng để nuôi cấy một số vi sinh vật đặc biệt có tính kí sinh bắt buộc. Ví dụ:Virut không nuôi cấy được trên môi trường nuôi cấy nhân tạo, do đó cần nuôi cấychúng trên sinh vật đang sống.Ví dụ: đối với virut gây bệnh đậu mùa, người ta nuôi cấy chúng trên con bòcòn sống và sau đó thu thập virut trên con bò ấy để làm vacxin chủng bệnh đậumùa. Phần lớn các virut ký sinh trên động vật chúng ta phải nuôi cấy trong phôicủa trứng gà lộn hoặc trên chuột, thỏ…* Các loại môi trường chuyên dụng dùng cho các mục đích khác nhau như:- Môi trường chọn lọc: dùng cho sinh trưởng của một loại vi sinh vật bởi vìcó chứa hóa chất ức chế sự sinh trưởng của vi sinh vật khác.Ví dụ: đưa bicromat kali vào môi trường để ức chế vi khuẩn nhằm phân lậpxạ khuẩn dễ dàng hơn.- Môi trường làm giàu: Dùng cho sinh trưởng của một loại vi sinh vật, vìcó chứa hóa chất rất cần cho sự sinh trưởng của vi sinh vật ấy. Vi sinh vật này cóthể rất hiếm trong tự nhiên. Việc sử dụng môi trường này có thể tạo điều kiện chochúng sinh trưởng tốt hơn lấn át các vi sinh vật khác, tới nồng độ quan sát đượchoặc có thể phân lập được.Ví dụ: trong cát có rất ít vi sinh vật phân giải dầu mỏ so với các vi sinh vậtkhác. Để phân lập, người ta dùng dầu mỏ là nguồn cacbon duy nhất. Sau một thờigian ủ, số lượng các vi sinh vật phân giải dầu mỏ sẽ tăng lên.- Môi trường phân hóa: Môi trường có chứa thuốc nhuộm hoặc các hợpchất khác có thể tác động khi vi sinh vật thực hiện quá trình trao đổi chất, làm nổibật đặc điểm đặc trưng giúp chúng ta định loại được vi sinh vật đó một cách dễdàng.Ví dụ: một loại thuốc nhuộm hydrocacbon nhạy cảm với pH sẽ làm đổi màukhi vi khuẩn chuyển hóa đường sản sinh ra các sản phẩm thải có tính axit.* Căn cứ vào trạng thái của môi trường, người ta chia thành môi trường đặcvà môi trường lỏng.- Môi trường đặc: là loại môi trường được làm đông đặc lại nhờ có bổ sungthêm thạch (agar), gelatin hay silica gel.- Môi trường lỏng là các môi trường không bổ sung các chấy làm đông đặcmôi trường. Để thông khí phải dùng tới máy lắc hay các nồi lên men có hệ thốngthổi khí vô trùng và hệ thống khuấy đảo làm tan đều bọt khí. Môi trường lỏngngoài việc sử dụng trong nghiên cứu tại phòng thí nghiệm còn được sử dụng rộngrãi trong sản xuất lớn tại các nhà máy lên men công nghiệp.Câu hỏi vận dụngCâu 5. Làm thế nào để nuôi cấy vi sinh vật trên môi trường đặc?- Để nuôi cấy VSV trên môi trường đặc, người ta thêm vào môi trường lỏng1.52% thạch – aga. Đây là loại polisaccarit phức tạp chiết rút từ tảo đỏ ở biển vàcó một số ưu điểm phù hợp với việc nuôi cấy VSV.- Thạch không bị VSV phân giải, nóng chảy ở 100 oC, đông đặc khi để nguội40- 40oC.Câu 6. Người ta cấy vi khuẩn Proteus vulgaris trên các môi trường lỏng có thànhphần tính theo đơn vị g/l:NH4Cl – 1; FeSO4.7H2O - 0,01 ; K2HPO4 – 1; CaCl2 - 0,01; MgSO4.7H2O - 0,2;H2O - 1 lít; Các nguyên tố vi lượng (Mn, Mo,Cu, Zn): mỗi loại 2. 10-5Bổ sung thêm vào mỗi loại môi trường:Các loại môi trườngM1M2Glucose05gAxit nicotinic 00Cao nấm men 00Chất bổ sungM35g0,1mg0M45g05gSau 24h nuôi trong tủ ấm ở nhiệt độ phù hợp, người ta thấy có sự sinhtrưởng của vi khuẩn trên các môi trường M3, M4 còn trên môi trường M1 và M2không có vi khuẩn phát triển.- Các môi trường M1, M2, M3 và M4 thuộc loại môi trường gì?- Nêu vai trò của axit nicotinic đối với vi khuẩn Proteus vulgaris?- Vai trò của cao nấm men trong môi trường nuôi cấy là gì?Trả lời:- M1: MT tối thiểu.- M2, M3: MT tổng hợp.- M4: MT bán tổng hợp.- Axit nicotinic là nhân tố sinh trưởng vì thiếu nó (môi trường M1, M2) vi khuẩnkhông phát triển.- Cao nấm men: giàu các hợp chất vitamin ( nhất là vitamin nhóm B) và các axit aminquan trọng khác trong đó có thành phần axit nicotinic, do đó cũng đóng vai trò cungcấp nhân tố sinh trưởng cho vi sinh vậtIII. Phương pháp nghiên cứu vi sinh vật1. Phương pháp nghiên cứu virut.* Môi trường nuôi cấy virut- Nuôi cấy trong cơ thể sinh vật là vật chủ của virut.- VR không nuôi cấy được ở trong các môi trường khác: vì virut thiếu các enzimdành cho chuyển hóa vật chất, không có riboxom và các thành phần khác của bộmáy tổng hợp protein, nên phải dựa hoàn toàn vào tế bào chủ => VR sống kí sinhnội bào bắt buộc.* Ứng dụng:- Nuôi cấy virut nhằm phục vụ các công tác như nghiên cứu để sản xuất vacxin, sửdụng virut trong kĩ thuật di truyền với vai trò là vectơ chuyển gen…* Chu trình nhân lên của virut: Gồm 5 giai đoạn: Hấp phụ, xâm nhập, sinh tổnghợp, lắp ráp và phóng thích.Câu hỏi vận dụngCâu 7. Năm 1957, Franken và Conrat đã tiến hành thí nghiệm chứng minh vật chấtdi truyền của virut là axit nucleic như thế nào?Trả lời:- Thí nghiệm của franken và conrat:+ Chọn 2 chủng virut A và B đều có khả năng gây bệnh khảm thuốc lá, nhưng khácnhau ở các vết tổn thương trên lá.+ Tách lõi ARN ra khỏi vỏ protein của hai chủng virut A và B.+ Lấy axit nucleic của chủng A trộn với protein của chủng B →virut lai.+ Cho nhiễm chủng virut lai vào cây → cây bị bệnh.+ Phân lập từ lá cây bị bệnh sẽ được chủng virut A.Câu 8. Có một loài virut gây bệnh mới được phát hiện, virut này có thể nuôi cấytrong phòng thí nghiệm bằng cách cho lây nhiễm vào các tế bào vi khuẩn. Hãy môtả thí nghiệm dùng để xác định xem virut này có vật chất di truyền là ADN hayARN trên cơ sở sử dụng phương pháp dùng đồng vị phóng xạ.Trả lời:- Tiến hành nuôi cấy vi khuẩn trên hai môi trường:+ Môi trường 1: được bổ sung uracil (U) đánh dấu phóng xạ.+ Môi trường 2: được bổ sung thymine (T) đánh dấu phóng xạ.- Rồi cho virut lây nhiễm vào vi khuẩn ở hai môi trường. Sau khi virut đã lâynhiễm vào tế bào vi khuẩn và tạo ra các hạt virut mới, thu các hạt virut được tổnghợp mới (từ các vết tan).- Xác định xem mẻ nuôi cấy trong môi trường nào phát xạ. Nếu virut chứa ARNthì các virut thu được tử mẻ nuôi cấy trong môi trường 1 sẽ phát phóng xạ, trongkhi các virut thu được ở môi trường 2 thì không. Nếu virut chứa ADN thì virut thuđược từ mẻ nuôi cấy trong môi trường 2 sẽ phát phóng xạ, trong khi các virut thuđược từ môi trường 1 thì không.Câu 9. Chứng minh phagơ chỉ đưa axit nucleic vào mà không đưa vỏ protein.Trả lời:Sử dụng phương pháp đánh dấu phóng xạ, dùng virut có lõi axit nucleic P 32,vỏ S35 cho tấn công Ecoli. Khi virut nhân lên trong tế bào chủ thì thế hệ virut conmang vỏ protein mới không chứa chất đồng vị phóng xạ => chỉ có axit nucleic P 32trong tế bào vi khuẩn, vỏ nằm ngoài thành tế bào chủ.Câu 10. Bằng cách gây đột biến, người ta có thể tạo ra các tế bào hồng cầu củangười mang thụ thể CD4 trên bề mặt. Điều gì sẽ xảy ra nếu đưa các tế bào này vàobệnh nhân nhiễm HIV?Trả lời:- Virut chỉ xâm nhập vào tế bào nếu chúng tìm được thụ thể phù hợp. Trong quátrình biệt hoá từ tế bào gốc, tế bào hồng cầu bị mất nhân, tức là không có ADN.Nếu virut xâm nhập vào tế bào hồng cầu thì không nhân lên được. Đây có thể làmột giải pháp chống HIV trong tương lai.Câu 11. Vacxin là gì? Cơ chế tác động của vacxin.+ Vacxin là những vi sinh vật gây bệnh đã được làm suy yếu, tiêm vào cơ thể,vacxin đóng vai trò kháng nguyên kích thích các tế bào tủy xương tăng cường sảnxuất bạch cầu limpho. Các bạch cầu có chức năng sản xuất kháng thể đặc hiệuchống lại kháng nguyên gây bệnh. Phản ứng được ghi nhớ trong tế bào tủy xương.+ Khi có vi sinh vật thực sự xâm nhập vào cơ thể thì tế bào nhớ nhanh chóng sảnxuất ra một số lượng lớn bạch cầu limpho → sản xuất ra nhiều kháng thể tiêu diệtkháng nguyên gây bệnh.Kháng nguyên + kháng thể → phản ứng miễn dịch đặc trưng.2. Phương pháp nghiên cứu các vi sinh vật kháca. Phương pháp tạo chủng vi sinh vật thuần khiết- Để tách một tế bào vi sinh vật ra và nuôi cấy thành một chủng thuần khiết hiệnnay người ta sử dụng phương pháp Roberkoch.- Roberkoch là người sáng lập ra phương pháp tách biệt vi khuẩn bằng cách dùngmôi trường đặc.- Các bước:Bước 1: Chế tạo môi trường dinh dưỡng thích hợp: môi trường có pha thêm thạchhoặc gelatin.Bước 2: Pha loãng mẫu trong nước vô trùng rồi cấy lên môi trường đặc.Bước 3: Nuôi cấy mẫu ở nhiệt độ thích hợp từ một tế bào sinh sản tạo khuẩn lạc lànhững đốm nhỏ, mỗi khuẩn lạc gồm nhiều cá thể bắt đầu từ một tế bào ban đầu.- Dựa vào khuẩn lạc người ta có thể:+ Đếm khuẩn lạc xác định số lượng vi khuẩn ban đầu.+ Tách biệt từng loại vi khuẩn để nghiên cứu riêng.Bước 4: Dùng đũa cấy vô trùng cấy khuẩn lạc sang môi trường mới là ống thạchđể nghiêng được chủng vi sinh vật thuần khiết.* Ứng dụng:- nhờ phân lập mà ta thu được các chủng vi sinh vật thuần khiết từ môi trường tựnhiên hoặc từ các ống giống đã bị nhiễm các vi sinh vật khác.- Nhờ các chủng vi sinh vật thuần khiết mà ta nghiên cứu được các mặt hình thái,sinh lý, sinh hóa, di truyền của vi sinh vật để chủ động ứng dụng vào sản xuất.Câu hỏi vận dụngCâu 12. Dưới kính hiển vi người ta có thể quan sát được 1 đơn vị diện tích chứatrung bình 50 tế bào nấm men. Sau 4 giờ dung dịch được pha loãng 10 lần. Ngườita lại làm tiêu bản hiển vi như cách làm ban đầu. Lần này trên 1 đơn vị diện tíchtrung bình có 80 tế bào. Hãy cho biết thời gian thế hệ là bao nhiêu giờ? (nguồn: đềYên Bái 2010 – 2011)Trả lời:Áp dụng công thức: Nt = N0. 2x Dung dịch pha loãng 10 lần => số tế bào sau 4 giờ trên 1 đơn vị diện tích là:Nt = 80 x 10 = 800 =>50. 2x = 800 => x = 4 (thế hệ)Thời gian thế hệ là: 4 giờ : 4 = 1 giờTừ 5 tấn tôm nguyên liệu mới nhập về, nhân viên phòng TN đã lấy 1 kg mẫu đem xác định visinh vật.Câu 13. Có 250 g nguyên liệu được đem nghiền nát trong máy chuyên dụng sau đóđược bổ sung nước cất vô trùng cho đủ 500 mlNhân viên phòng thí nghiệm chuẩn bị 5 ống nghiệm, mỗi ống chứa 9ml nước cấtvô trùng.Lấy 1ml dịch nghiền cho vào ống nghiệm thứ nhất rồi lắc đều ống nghiệm, sau đólại hút 1 ml huyền phù từ ống nghiệm 1 cho vào ống nghiệm 2 và tiếp tục làm nhưthế cho tới khi 1 ml huyền phù từ ống nghiệm 4 được cho vào ống nghiệm 5.Lấy 3 hộp petri mỗi hộp cho vào 1 ml huyền phù từ ống nghiệm 5 để nuôi cấy vớimục đích xác định vsv tổng số.Kết quả đĩa 1 có 78 khuẩn lạc, đĩa 2 có 57 khuẩn lạc, đĩa 3 có 60 khuẩn lạc, hãycho biếta. Mục đích của việc sử dụng 5 ống nghiệm nói trên.b. So sánh mật độ vi khuẩn giữa các ống nghiệm.c. Số vi khuẩn có trong 1 kg tôm nguyên liệu.d. Nhân viên thu mẫu nhưng để qua đêm mới làm thì kết quả kiểm nghiệm còn ýnghĩa không? Tại sao.Trả lời:a. việc sử dụng 5 ống nghiệm nước cất nhằm mục đích pha loãng VSV từ mẫu banđầu.b.mật độ vi khuẩn của ống nghiệm sau bằng 1/10 mật độ ở ống nghiệm liền trướcc. ở VSV qua quá trình nuôi cây bằng phương pháp pha loãng 1 khuẩn lạc cónguồn gốc từ 1 VK- số VK trong 1ml huyền phù từ ống nghiệm 5 là (78 + 57 + 60)/3 = 65- Số VK có trong 1 ml dịch nghiền là 65 x 105- Số VK có trong 250 g mẫu là 65 x 105 x 500- số VK có trong 1 kg mẫu là 65 x 105 x 500 x 4d. Nếu không bảo quản lạnh, thời gian giữ mẫu qua đêm kết quả kiểm tra khôngcòn ý nghĩa. Số VSV đếm được có thể tăng nhiều so với thời điểm lấy mẫuCâu 14.Từ một dịch nuôi phagơ T4 (lây nhiễm vi khuẩn E. coli) có mật độ chưa biết (ống), người ta tiến hành pha loãng theo dãy như hình dưới đây. Từ ống cuối (ống), dùng pipet hút ra 3 lần, mỗi lần 0,1 mL (mililít) rồi tiến hành cấy trải trên 3 đĩaPetri chứa môi trường giàu dinh dưỡng. Qua đêm, người ta xác định được số lượngvết tan trên 3 đĩa Petri lần lượt là 11, 12 và 16. Giả sử mỗi vết tan tương ứng vớimột phagơ T4, thì mật độ phagơ T4 trong 1,0 mL dịch nuôi ban đầu (ống ) là baonhiêu? Nêu cách tính. (Đề QG 2013)0,1 mLỐng 0,1 mL1,0 mL9,9 mLmôitrườnglỏng9,9 mLmôitrườnglỏngỐng Ống 3,1 mL9,0 mLmôitrườnglỏngỐng 0,1 mL6,9 mLmôitrườnglỏngỐng Trả lời:- Mức pha loãng từ ống  đến ống  là:10-2 x 10-2 x 10-1 x 3,1 x 10-1 = 3,1 x 10-6- Nếu coi mỗi vết tan tương ứng với 1 (đơn vị lây nhiễm) phagơ T4 thì từ kết quảthí nghiệm xác định được mật độ phagơ trong ống  là:Số tế bào trung bình (11, 12, 16) x 101 = 13 x 10Vậy mật độ của phagơ T4 ở ống  là:[13x10/3,1] x 106 ≈ 4,2 x 107 phagơ / mlb. Phương pháp nhuộm màu tế bào sinh vậtPhương pháp được sử dụng khi muốn xác định hình dạng tế bào, nhận biết vikhuẩn gram dương, vi khuẩn gram âm hoặc quan sát NST qua tiêu bản tế bào visinh vật…v.v…* Phương pháp nhuộm đơn tế bàoChuẩn bị: thuốc nhuộm xanh metilen, fucshin, dung dịch nấm men.Cách tiến hành:Bước 1: Dùng que cấy lấy một ít dịch nấm men cho vào ống nghiệm có sẵn 5mlnước, khuấy đềuBước 2: Dùng que cấy lấy một giọt dung dịch này cho lên lam kính → hong khô.Bước 3: Dùng pipet nhỏ một giọt fucshin vào vị trí đã nhỏ giọt dung dịch khô.Bước 4: Để 1 phút rồi nghiêng phiến kính đổ fucshin đi.Bước 5: Rửa nhẹ tiêu bản → hong khô, soi kính.* Phương pháp nhuộm GramChuẩn bị: Dung dịch tím kết tinh, dung dịch lugol, dung dịch tẩy màu: cồn 95 o;dung dịch nhuộm bổ sung fucshin.- Đèn cồn, lam kính, lamen, kính hiển vi, que cấy.Cách tiến hànhBước 1: Chuẩn bị vết bôi: dùng que cấy vô trùng lấy một ít vi khuẩn từ thạch (saukhi cấy 24 giờ) hoà vào một giọt nước cất ở giữa phiến kính, làm khô trong khôngkhí.Bước 2: Cố định tế bào: hơ nhanh vết bôi trên ngọn lửa đèn cồn 2-3 lần.Bước 3: Nhuộm bằng dung dịch tím kết tinh trong 1 phút, rửa nước, thấm khô.Bước 4: Nhuộm lại bằng dung dịch lugol trong 1 phút, rửa nước, thấm khô => iottạo phức với tím kết tinh -> giúp bền màuBước 5: Nhỏ dịch tẩy màu (cồn), giữ khoảng 30 giây (cho đến khi vừa thấy mấtmàu), rửa nước, thấm khô. => gram – không màu; gram + màu tím.Bước 6: Nhuộm bổ sung bằng dung dịch fucshin đỏ trong 2-3 phút, rửa nước, đểkhô trong không khí.Bước 7: Soi kính: dùng vật kính dầu 100´.Kết quả: G + màu tím, Gram – màu đỏGiải thích: bản thân PG không bị nhuộm màu, nhưng ngăn cả sự thất thoát của tímkết tinh. Khi tẩy bằng cồn, G+ do có thành dày nên giữ được màu, G- lớp PGmỏng nên khi tẩy cồn làm mất màu, màu hồng của G – là màu của thuốc nhuộm bổsungCâu 15. Nêu cơ sở hóa học của phương pháp nhuộm Gram? Ý nghĩa của phươngpháp nhuộm Gram?Trả lời:- Phương pháp nhuộm Gram là phương pháp nhuộm kép. Một lần nhuộm bằngthuốc nhuộm màu tím, một lần bằng thuốc nhuộm màu đỏ.- Cơ sở hóa học: Do cấu tạo thành TB VK Gram (–) và Gram (+) khác nhau nênbắt màu thuốc nhuộm khác nhau.+ VK Gram (-): Có lớp peptidoglucan mỏng, nằm giữa lớp màng sinh chất vàmàng ngoài. Màu tím kết tinh dễ dàng bị rửa trôi khỏi tế bào chất và TB có màuhồng hoặc đỏ của thuốc nhuộm bổ sung.+ VK Gram (+): có thành TB dày, được tạo thành từ peptidoglucan. Hợp chất nàygiữ màu tím kết tinh trong tế bào chất. Việc rửa cồn không loại bỏ được tím kếttinh, ngăn chặn màu hồng hoặc đỏ.- Ý nghĩa:+ sinh học: Phân loại được vi khuẩn dựa trên sự khác biệt về thành phần thành tế bào.+ thực tiễn: Ứng dụng điều trị. Phần lipit của lớp LPS trong thành của vi khuẩn Glà độc, gây sốt hoặc gây sốc; màng ngoài giúp bảo vệ tế bào khỏi hàng rào bảo vệcủa cơ thể. Vi khuẩn G- có xu hướng kháng lại kháng sinh tốt hơn vi khuẩn G+ dolớp màng ngoài ngăn cản thuốc vào trong tế bào.c. Phương pháp nuôi cấy vi sinh vậtĐiểm phân biệtĐặc điểmMục đíchKết quảNuôi cấy không liên tụcMôi trường nuôi cấy:không bổ sung thêm chấtdinh dưỡng không lấy đicác chất tạo thành.Nghiên cứu quá trình sinhtrưởng của vi sinh vật.Xảy ra pha suy vong. Tuynhiên, một số tế bào cóthể hình thành bào tử.Nuôi cấy liên tụcLiên tục bổ sung chất dinhdưỡng và lấy đi các sảnphẩm tạo thành.Thu nhận sinh khối, sảnxuất chất kháng sinh…Không xảy ra pha suyvong.Câu 16. Nuôi vi khuẩn E.coli trong môi trường có cơ chất là gluco cho đến khiđang ở pha log, đem cấy chúng sang các môi trường sau:- Môi trường 1: có cơ chất là gluco.- Môi trường 2: có cơ chất là manto.- Môi trường 3: có cơ chất là gluco và manto.Các môi trường đều trong hệ thống kín. Đường cong sinh trưởng của vi khuẩnE.coli gồm những pha nào trong từng môi trường nói trên? Giải thích.Trả lời:- Các môi trường đều trong hệ thống kín, có nghĩa là cơ chất chỉ được cung cấpmột lần và chất thải không được lấy ra.- Đường cong sinh trưởng của vi khuẩn trong hệ thống kín gồm 4 pha: pha lag, phalog, pha cân bằng, pha suy vong.- Đường cong sinh trưởng của vi khuẩn tương ứng với các môi trường như sau:+ Môi trường 1: cơ chất là gluco, đường cong sinh trưởng gồm 3 pha: pha log, phacân bằng, pha suy vong. Vì môi trường cũ và mới đều có cơ chất là gluco, mà ởmôi trường cũ vi khuẩn đang ở pha log, nên cấy sang môi trường gluco mới, vikhuẩn không phải qua giai đoạn thích ứng với cơ chất mới nên không có pha lag.+ Môi trường 2: Đường cong sinh trưởng gồm đầy đủ cả 4 pha: pha lag, pha log,pha cân bằng, pha suy vong. Vì manto là cơ chất mới, nên vi khuẩn phải trải quagiai đoạn thích ứng, tiết ra các enzim phân giải cơ chất mới nên có pha lag.+ Môi trường 3: Đường cong sinh trưởng gồm 1 pha lag, 2 pha log, 1 pha cânbằng, 1 pha suy vong. Vì vi khuẩn đang ở pha log trong môi trường gluco ban đầuđược cấy sang môi trường mới có đồng thời hai cơ chất gluco và manto thì vikhuẩn sẽ sử dụng gluco trước, nó sẽ sinh trưởng theo pha log, khi sử dụng hếtgluco thì chúng phải thích ứng với cơ chất mới nên các pha tiếp theo là pha lag,pha log, pha cân bằng và pha suy vong.IV. Các kiểu dinh dưỡng ở vi sinh vật1. Dinh dưỡng CacbonVi sinh vật có thể được chia thành các loại khác nhau về kiểu dinh dưỡng.Các cơ thể hấp thu năng lượng từ ánh sáng được gọi là quang dưỡng và các cơ thểhấp thu năng lượng từ các hợp chất hóa học được gọi là hóa dưỡng. Các cơ thể chỉcần các hợp chất vô cơ như CO2 làm nguồn cacbon được gọi là tự dưỡng. Trái lạicác cơ thể dị dưỡng đòi hỏi ít nhất một chất dinh dưỡng hữu cơ như glucô để hìnhthành các hợp chất hữu cơ khác. Kết hợp các khả năng trên về nguồn năng lượng vànguồn cacbon người ta chia các hình thức dinh dưỡng thành 4 kiểu được tóm tắt ở sơđồ dưới đây:Hóa họcNguồn năng lượngÁnh sángHÓA DƯỠNGQUANG DƯỠNGNguồn CacbonNguồn CacbonChất hữu cơHÓA DỊ DƯỠNGNấm, động vậtnguyên sinh,phần lớn vikhuẩn khôngquang hợp.CO2HÓA TỰ DƯỠNGChất hữu cơQUANG DỊ DƯỠNGCác vi khuẩnoxi hóa hidro,vi khuẩn nitrathóa, vi khuẩnsắt, vi khuẩnoxi hóa lưuhuỳnh.CO2QUANG TỰ DƯỠNGVi khuẩnkhông chứalưu huỳnhmàu lục, màutíaVi khuẩn lam,tảo đơn bào,vi khuẩn lưuhuỳnh màulục, màu tía.a. Các con đường trao đổi chất cơ bản ở vi sinh vật tự dưỡng* Quang tự dưỡng (quang hợp):Quang hợp là quá trình sử dụng năng lượng ánh sáng để tổng hợp chất hữu cơtừ các nguyên liệu vô cơ.Quá trình quang hợp ở vi khuẩn tương tự như ở thực vật, cũng gồm hai pha:pha sáng (pha quang photphoril hóa) và pha tối (pha cố định CO2).Ở pha sáng: năng lượng ánh sáng được truyền sang ATP; electron từ nguồnvô cơ (chất cho e) truyền sang NAD +, khử NAD+ thành NADH. Tuy nhiên vi khuẩnquang hợp được chia thành hai loại: vi khuẩn quang hợp thải oxi và vi khuẩn quanghợp không thải oxi. Sự khác nhau giữa hai loại quang hợp này được thể hiện trongbảng sau:Tiêubiệtchíphân QUANG TỰ DƯỠNGQuang hợp thải oxiQuang hợp không thải oxiĐại diệnVi khuẩn lam, tảo lụcVi khuẩn lưu huỳnh màu lục,màu tíaSắc tô quang hợpChlorophin aKhuẩn diệp lụcQuang hệ IICóKhôngChất cho electron H2OH2S hoặc SGiải phóng oxiKhôngSản phẩmthànhCótạo ATP và NADHATPQuang hợp thải oxi ở vi khuẩn lam và tảo lục giống như ở thực vật, phươngtrình tổng quát có dạng như sau: CO2 + H2O (ánh sáng)  (CH2O) + O2.Quang hợp không thải oxi đã được Van Niel chứng minh năm 1931 và đưa raphương trình chung: CO2 + 2H2A (ánh sáng)  (CH2O) + H2O + 2A.Trong đó: H2A là chất cho điện tử, ở vi khuẩn lưu huỳnh là H 2S, do đó khi oxi hóaH2S sẽ dẫn đến giải phóng S hoặc H2SO4:CO2 + 2H2S (ánh sáng)  (CH2O) + H2O + 2S2CO2 + H2S + 2H2O (ánh sáng)  2(CH2O) + H2SO4Ngoài ra nhóm vi khuẩn này còn có thể dùng S làm chất cho điện tử:3CO2 + 2S + 5H2O (ánh sáng)  3(CH2O)+ 2H2SO4.Năng lượng thu được từ quá trình quang photphoril hóa được vi sinh vật tựdưỡng dùng để cố định CO2 ở pha tiếp theo.* Hóa tự dưỡng:Hóa tự dưỡng là quá trình sử dụng năng lượng hóa học từ các chất vô cơ nhưH2S, NH3, Fe2+... để tổng hợp chất hữu cơ từ chất vô cơ là CO2. Kiểu dinh dưỡng nàychỉ có ở một số sinh vật nhân sơ.Phương trình tổng quát:A (Chất vô cơ) + O2 -> AO2 + QCO2 + RH2 + Q -> chất hữu cơPhân biệt các nhóm vi khuẩn hóa tổng hợpNhómvi Đặc điểmkhuẩn hóatự dưỡngNhómPhương trình tổng quátvi Oxi hóa H2S tạo ra 2H2S + O2 -> 2H2O + 2S + QVai tròGópphầnkhuẩn lấynăng lượngtừ các hợpchất chứalưu huỳnhnăng lượng rồi sử 2S + 2H2O + 3O2 -> 2H2SO4 + Qdụng một phầnCO2 + 2H2S + Q -> 1/6C6H12O6 + H2O + 2Snhỏ năng lượng đóđể tổng hợp chấthữu cơ.làmsạchmôi trườngnướcNhómvikhuẩn lấynăng lượngtừ các hợpchất chứanitơVi khuẩn nitrit 2NH3 + 3O2 -> 2HNO2 + 2H2O + Q.hóa(nitrosomanas:CO2 + 4H + Q -> 1/6C6H12O6 + H2Ooxi hóa NH3 thànhaxit nitrơ để lấynăng lượng.Đảmbảochutrìnhtuần hoànvậtchấttrongtựnhiên.Nhómvikhuẩn lấynăng lượngtừ các hợpchất chứasắtOxi hóa Fe2+ thành 4FeCO3 + O2 + 6H2O -> 4Fe(OH)3+ 4CO2+ Q.Fe3+ để lấy năngCO2 + 4H + Q -> 1/6C6H12O6 + H2Olượng.NhómkhuẩnhidroVi khuẩn nitrat 2HNO2 + O2 -> 2HNO3 + Q.hóa (nitrobacter):CO2 + 4H + Q -> 1/6C6H12O6 + H2Ooxi hóa HNO2thành HNO3.Một phần nănglượng được sửdụng để tổng hợpchất hữu cơ.TạoFe(OH)3lắng đọng mỏ sắt.vi Oxi hóa H2 và sử dụng một phần năng lượng được sử dụng để tổng hợp chất hữucơ.b. Các con đường trao đổi chất cơ bản ở vi sinh vật dị dưỡng* Hóa dị dưỡngLà kiểu dinh dưỡng mà cơ thể thu nhận nguồn cacbon và năng lượng từ cácphân tử hữu cơ như đường, protein, chất béo. Trong quá trình này nhiều chất trunggian chứa cacbon khác nhau được tạo thành, và tế bào sử dụng chúng để tổng hợpcác chất xây dựng tế bào trong quá trình đồng hóa.Oxi hóa các chất hữu cơ để thu nhận năng lượng và các sản phẩm hữu cơtrung gian được tiến hành thông qua quá trình hô hấp hiếu khí hoặc hô hấp kị khíhoặc lên men tùy từng nhóm sinh vật.Trong loại hình hóa dị dưỡng lại chia thành hai nhóm: hoại sinh và kí sinh.Vi sinh vật hoại sinh: gồm các nấm dị dưỡng và các vi khuẩn, chúng lấycacbon từ chất hữu cơ còn nguyên vẹn ở chung quanh nó, từ nước cống rãnh hoặctừ một sinh vật đã chết.Vi sinh vật kí sinh: kí sinh trên cơ thể thực vật, người và động vật để hấpthu chất dinh dưỡng. Trong bệnh học, các vi sinh vật kí sinh là nguyên nhân phầnlớn bệnh của động vật và thực vật. Trong nhóm vi sinh vật kí sinh còn có thể chiara làm hai tiểu nhóm, kí sinh bắt buộc và kí sinh tùy ý.- Kí sinh bắt buộc là những vi sinh vật chỉ có thể sống kí sinh trên một môcòn sống của một sinh vật khác và nó không thể sống hoại sinh, tức sống trên môđã chết hoặc trên vật chất không là sinh vật. Thí dụ: virut là kí sinh bắt buộc. Nấmgây bệnh rỉ trên cây trồng cũng là kí sinh bắt buộc vì chỉ sống trên lá, thân cây cònsống và không thể sống được trên môi trường nuôi cấy nhân tạo.- Kí sinh tùy ý là những vi sinh vật vừa có thể kí sinh trên mô sống của mộtsinh vật khác, nhưng cũng có thể sống hoại sinh trên mô đã chết cũng như trên vậtchất thích hợp. Thí dụ: vi khuẩn gây bệnh cho người, gia súc và cây trồng vừa sốngđược trong mô của ký chủ, vừa có thể nuôi cấy được (sống được) trên môi trườngnuôi cấy nhân tạo (vật chất, không sống).* Quang dị dưỡngLà kiểu dinh dưỡng mà cơ thể vi sinh vật có thể sử dụng năng lượng ánhsáng nhưng bắt buộc phải thu cacbon từ dạng hữu cơ. Kiểu dinh dưỡng này chỉ cóở một số sinh vật nhân sơ biển và ưa mặn.Tuy nhiên, một số vi sinh vật có thể thay đổi loại hình dinh dưỡng khi sinhtrưởng trong những điều kiện khác nhau. Ví dụ vi khuẩn không chứa lưu huỳnhmàu tía, khi không có chất hữu cơ có thể đồng hóa CO 2 và thuộc loại vi sinh vật tựdưỡng, nhưng khi có chất hữu cơ tồn tại thì chúng lại có thể sử dụng chất hữu cơđể sinh trưởng và lúc đó chúng là các vi sinh vật dị dưỡng. Hơn nữa, vi khuẩnkhông chứa lưu huỳnh màu tía trong điều kiện kỵ khí và có chiếu sáng có thể sinhtrưởng nhờ năng lượng của ánh sáng và thuộc loại dinh dưỡng quang năng; nhưngtrong điều kiện hiếu khí và không chiếu sáng thì chúng lại sinh trưởng nhờ nănglượng sinh ra từ quá trình oxy hóa chất hữu cơ và thuộc loại dinh dưỡng hóa năng.Tính biến đổi loại hình dinh dưỡng ở vi sinh vật rõ ràng là có lợi cho việc nâng caonăng lực thích ứng của chúng đối với sự biến đổi của điều kiện môi trường.Câu hỏi vận dụngCâu 17. (Đề QG 2013)a) Trong các kiểu dinh dưỡng cơ bản của sinh vật, những kiểu dinh dưỡng nào chỉcó ở vi khuẩn? Những kiểu dinh dưỡng này có đặc điểm gì về nguồn năng lượngvà nguồn cacbon?b) Giả sử có một loài vi khuẩn mới được phát hiện và có tên khoa học làLactobacillus vietnamensis. Dựa vào tên khoa học, có thể biết được kiểu dinhdưỡng của loài vi khuẩn này không? Giải thích.Trả lời:a) Sinh vật có 4 kiểu dinh dưỡng: quang tự dưỡng, hóa tự dưỡng, quang dị dưỡngvà hóa dị dưỡng. Trong đó hai kiểu dinh dưỡng là hóa tự dưỡng và quang dị dưỡnghiện mới chỉ tìm thấy ở sinh vật nhân sơ (vi khuẩn).Đặc điểm của kiểu dinh dưỡng hóa tự dưỡng có nguồn năng lượng là chất vô cơ,còn nguồn cacbon là CO2; trong khi đó quang dị dưỡng có nguồn năng lượng làánh sáng, còn nguồn cacbon là chất hữu cơ.b) Dựa vào tên loài, có thể xác định vi khuẩn này thuộc chi Lactobacillus. Vikhuẩn này thuộc nhóm trực khuẩn (bacillus) có khả năng lên men đường lactôzơ,và có kiểu dinh dưỡng là hóa dị dưỡng (nguồn năng lượng và cacbon là hợp chấthữu cơ).Câu 18. QG 2008a) Viết sơ đồ tóm tắt quá trình nitrat hóa trong đất từ amôni thành nitrit do vi khuẩnNitrosomonas và từ nitrit thành nitrat do vi khuẩn Nitrobacter.b) Kiểu dinh dưỡng của hai loại vi khuẩn trên như thế nào?Trả lời:a. Sơ đồ tóm tắt 2 giai đoạn+ Giai đoạn nitrit hóa do vi khuẩn Nitrosomonas:NH4+ + 3/2 O2 → NO2- + H2O + 2H+ + năng lượng(hoặc viết là NH3 → NH2OH → NO2- )+ Giai đoạn nitrat hóa do vi khuẩn Nitrobacter:NO2- +1/2 O2 → NO3- + năng lượng (hoặc viết là NO2- → NO3-)b. + Là những vi sinh vật hóa tự dưỡng, vì nguồn năng lượng thu được từ quá trìnhoxy hóa NH3 → NO2- và NO2- → NO3- ; nguồn C từ CO2 để tạo thành cacbonhydrat cho tế bào của mình.Câu 18. Một loài vi khuẩn có chứa khuẩn lục tố a dinh dưỡng theo sơ đồ sauQuang năngKhuẩn lục tốChất A + H2S[CH2O]n + H2O + Sa. Kiểu dinh dưỡng của loài vi khuẩn trên được gọi là gì? Kiểu dinh dưỡngnày khác với kiểu dinh dưỡng ở thực vật xanh chỗ nào?b. Chất A trong sơ đồ trên phải là chất gì? Nêu vai trò của H 2S trong quátrình này?Trả lời:a. - Kiểu dinh dưỡng của loài vi khuẩn trên được gọi là quang tự dưỡng- Kiểu dinh dưỡng này khác với kiểu dinh dưỡng ở thực vật xanh ở không sinhra ôxib. - Chất A trong sơ đồ trên phải là CO2- Vai trò của H2S là nguồn cung cấp hidroCâu 19. Làm thế nào người ta xác định được phương thức trao đổi chất của mộtchủng vi khuẩn?Trả lời:- Xác định phương thức đồng hóa: căn cứ vào nguồn C, nguồn năng lượng.Nuôi cấy vi khuẩn trong các môi trường khác nhau: khuẩn lạc vi khuẩn mọc (+),không mọc (-)=> xác định được kiểu đồng hóa của vi khuẩn đó.Môi trườngVi khuẩn 2Vi khuẩn 3Vi khuẩn 4CO2, muối vô +cơ---CO2, muối vô cơ, chiếu sáng+--CHC-+-CHC,sángVi khuẩn 1chiếuKết luận+Vi khuẩn 1: VK2: quang VK3: hóahóa tự dưỡngtự dưỡngdưỡngdị VK4: quang dịdưỡngXác định phương thức dị hóa: cho 3 chủng vi khuẩn vào 3 ống nghiệm chứa nguồndinh dưỡng sau đó lắc đều rồi để yên. Quan sát:- Khuẩn lạc mọc trên bề mặt => vi khuẩn hiếu khí- Bọt khí đẩy từ giữa ống nghiệm lên => vi khuẩn vi hiếu khíBọt khí đẩy từ đáy ống nghiệm => vi khuẩn kị khíCâu 20. Hãy cho biết các loại vi sinh vật sau đây có kiểu dinh dưỡng nào? Nguồnnăng lượng, nguồn cacbon chủ yếu, hình thức sống của mỗi loại vi sinh vật đó (vikhuẩn lactic, vi khuẩn lam Anabaena, vi khuẩn tả).Trả lời:Loạikhuẩnvi Kiểu dinh NguồnnăngdưỡnglượngNguồncacbonVi khuẩn Hoádị Chất hữu ChấtlacticdưỡngcơcơVi khuẩn Quang tự Ánh sánglamdưỡngAnabaenaVi khuẩn tảHoáHình thức sốnghữu Sống tự do trong môi trườnggiàu dinh dưỡng.CO2Cộng sinh, có khả năng cốđịnh nitơ.dị Chất hữu Chấthữu Ký sinh trong đường ruộtdưỡngcơcơđộng vật và ngườiCâu 21. Cho một loài vi khuẩn cố định nitơ khí quyển thường gặp trong các nguồnnước tự nhiên. Chúng có thể sinh sản được trong điều kiện hiếu khí, trong bóng tốibằng cách sử dụng các chất hữu cơ khác như rượu, axit amin, axit béo,...Chúngcũng có thể sinh sản được trong điều kiện kị khí với điều kiện phải chiếu sáng chochúng và có mặt của chất hữu cơ nói trên cùng với CO 2 của không khí. Hãy xácđịnh kiểu dinh dưỡng và vai trò của các chất hữu cơ đối với vi khuẩn trong điềukiện kị khí và yếm khí.Trả lời:Trong đk hiếu khí:- Kiểu dinh dưỡng của loài VK này là hoá dị dưỡng hữu cơ.- Vai trò của các chất hữu cơ là nguồn cacbon và năng lượngTrong đk kị khí:- Kiểu dinh dưỡng của loại VK này là quang tự dưỡng hữu cơ.- Vai trò của các chất hữu cơ là chất cho electronCâu 22. Phân tích kiểu dinh dưỡng của một chủng vi khuẩn dựa vào sự quan sátkhi nuôi cấy chúng trên các môi trường A, B. Thành phần các môi trườngđược tính bằng g/l:- Môi trường A: (NH4)3PO4 – 0,2; CaCl2 – 0,1; KH2PO4 – 1,0; NaCl – 5,0; MgSO4– 0,2.- Môi trường B: Môi trường A + xitrat trisodic – 2,0.Sau khi cấy chủng vi khuẩn đó, nuôi ủ trong tủ ấm với thời gian và nhiệt độ thíchhợp, người ta thấy trong môi trường A không có khuẩn lạc, còn trong môi trường Bcó khuẩn lạc.a. Môi trường A là loại môi trường gì?b. Kiểu dinh dưỡng theo nguồn cacbon của chủng vi khuẩn đó.c. Một số vi khuẩn có thể phát triển trên môi trường A với điều kiện phải đểchúng ở nơi giàu CO2. Đó là kiểu dinh dưỡng gì?Trả lời:1. a. Môi trường A là môi trường tối thiểu, chỉ có chất khoáng, vi sinh vật nguyêndưỡng mới phát triển.