Giải sgk sinh học 10 – kết nối tri thức bài (22)

Bài 21: Trao đổi chất, sinh trưởng và sinh sản ở vi sinh vật
A/ Câu hỏi mở đầu
Trả lời câu hỏi trang 122 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với cuộc sống:
E.coli là một loại vi khuẩn sống trong đường tiêu hóa của người và động vật. Chúng
sinh sản bằng cách phân đôi. Hãy tưởng tượng các em đang nuôi vi khuẩn E.coli, cứ
sau 20 phút, các em chụp ảnh qua kính hiển vi và đếm số lượng vi khuẩn tại thời
điểm đó (hình dưới). Theo em, sẽ có bao nhiêu vi khuẩn E.coli trong bức ảnh tiếp
theo? Em có nhận xét gì về q trình sinh sản của chúng?

Trả lời:
- Bức ảnh tiếp theo vi khuẩn E. coli sẽ nhân đôi được tất cả 5 lần. Suy ra số lượng tế
bào vi khuẩn ở bức ảnh tiếp theo là 25 = 32 tế bào.
- Nhận xét về quá trình sinh sản của vi khuẩn: Quá trình sinh sản của chúng diễn ra
nhanh hơn rất nhiều so với tế bào động vật và thực vật. Ví dụ: Cứ 20 phút, tế bào
E.coli lại phân chia một lần.
B/ Câu hỏi giữa bài
I. QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP VÀ PHÂN GIẢI CÁC CHẤT Ở VI SINH VẬT
Trả lời câu hỏi 1 mục “Dừng lại và suy ngẫm” trang 124 SGK Sinh học 10 - Kết
nối tri thức với cuộc sống: Nêu một số ví dụ về q trình tổng hợp và phân giải các
chất ở vi sinh vật.
Trả lời:
- Ví dụ về q trình tổng hợp:
+ Vi khuẩn lam có khả năng tổng hợp glucose thơng qua q trình quang hợp.


+ Vi khuẩn Rhizobium có khả năng chuyển hóa N2 khí quyển thành NH3 cung cấp
nguồn nitrogen cho q trình tổng hợp amino acid, từ đó tổng hợp protein.
+ Tổng hợp lipid từ acid béo và glycerol.
- Ví dụ về quá trình phân giải:
+ Phân giải protein thành các amino acid.
+ Phân giải đường đa thành đường đơn.

Trả lời câu hỏi 2 mục “Dừng lại và suy ngẫm” trang 124 SGK Sinh học 10 - Kết
nối tri thức với cuộc sống: Quá trình tổng hợp và phân giải các chất ở vi sinh vật
có gì giống và khác so với các quá trình này ở động vật và thực vật?
Trả lời:
• Giống nhau:
- Tổng hợp các chất là sự hình các hợp chất phức tạp từ các chất đơn giản và tiêu tốn
năng lượng.
- Phân giải các chất là quá trình phá vỡ các liên kết trong các phân tử sinh học để tạo
ra các phân tử nhỏ hơn đồng thời giải phóng năng lượng.
• Khác nhau:
Ở VSV

Tiêu chí

Ở động vật và thực vật

Tốc độ

Nhanh

Chậm hơn

Cơ chế

Đơn giản hơn

Phức tạp hơn

- VSV có khả năng tự tổng - Động vật khơng có khả năng tự
hợp các đại phân tử hữu cơ tổng hợp chất hữu cơ mà phải lấy

Khả năng
tổng hợp

từ các chất đơn giản hấp nguồn nguyên liệu và năng lượng
thụ từ mơi trường.

cho các q trình tổng hợp bắt
nguồn từ các sinh vật tự dưỡng như
thực vật, tảo, một số vi khuẩn.


- Xuất hiện nhiều con - Thực vật tổng hợp carbohydrate
đường

tổng

hợp bằng con đường quang hợp.

carbohydrate

khác

như

quang

hóa

tổng

khử,

hợp,…
- Phần lớn vi sinh vật có - Con người chỉ có thể tự tổng hợp
khả năng tự tổng hợp được được 11 amino acid cịn lại phải lấy
tồn bộ 20 amino acid từ từ các nguồn thức ăn khác nhau.
những sản phẩm của quá
trình phân giải đường và
nguồn nitrogen lấy từ môi
trường.
- Những vi sinh vật dị - Quá trình phân giải các chất đều
dưỡng hoại sinh thường tiết diễn ra trong cơ thể sinh vật.
Khả năng

enzyme ra bên ngoài để

phân giải

phân giải chất hữu cơ rồi
mới hấp thụ vào trong tế
bào để phân giải tiếp.

Trả lời câu hỏi 3 mục “Dừng lại và suy ngẫm” trang 124 SGK Sinh học 10 - Kết
nối tri thức với cuộc sống: Theo em, người ta có thể ứng dụng quá trình phân giải
đường đa, lipid và protein ở vi sinh vật vào những lĩnh vực nào? Giải thích và lấy ví
dụ minh họa.
Trả lời:
Người ta có thể ứng dụng quá trình phân giải đường đa, lipid và protein ở vi sinh vật
vào một số lĩnh vực như: sản xuất nông nghiệp, môi trường, sản xuất hàng tiêu
dùng,…

- Ứng dụng của phân giải đường đa:


+ Phân giải tinh bột để sản xuất kẹo, siro, rượu,…
+ Tận dụng bã thải thực vật làm nấm ăn.
+ Vi sinh vật tiết enzyme cellulase phân giải cellulose ⟶ Tạo chất mùn, làm giàu
chất dinh dưỡng cho đất, tránh ô nhiễm môi trường.
- Ứng dụng của phân giải lipid: Sản xuất nước tẩy rửa có chứa VSV hoặc enzyme
phân giải dầu mỡ, sử dụng VSV xử lí chất thải ô nhiễm (rác thải hữu cơ, dầu loang,
nước thải,…).
- Ứng dụng của phân giải protein: Nhờ protease của vi sinh vật phân giải protein thu
được các amino acid ứng dụng trong: làm tương, làm nước mắm,…
II. SINH TRƯỞNG CỦA QUẦN THỂ VI KHUẨN
Trả lời câu hỏi 1 mục “Dừng lại và suy ngẫm” trang 125 SGK Sinh học 10 - Kết
nối tri thức với cuộc sống: Khái niệm sinh trưởng ở vi sinh vật có gì khác so với
sinh trưởng ở thực vật và động vật? Giải thích vì sao lại có sự khác nhau đó?
Trả lời:
- Điểm khác giữa khái niệm sinh trưởng ở vi sinh vật với sinh trưởng ở thực vật và
động vật:
+ Sinh trưởng ở thực vật và động vật là sự tăng lên về kích thước, khối lượng của cơ
thể.
+ Sinh trưởng ở VSV là sự tăng lên về mặt số lượng tế bào trong quần thể VSV.
- Có sự khác nhau này vì: VSV có kích thước nhỏ, khơng nhìn thấy bằng mắt thường
nên sự tăng lên về kích thước của 1 cơ thể là rất khó nhận thấy, khơng giống như ở
thực vật và động vật. Chính vì thế nên xét sự tăng trưởng ở mức độ cao hơn là quần
thể.
Trả lời câu hỏi 2 mục “Dừng lại và suy ngẫm” trang 125 SGK Sinh học 10 - Kết
nối tri thức với cuộc sống: Nêu điểm khác nhau giữa quá trình sinh trưởng của quần
thể vi sinh vật trong môi trường nuôi cấy liên tục và môi trường nuôi cấy không liên
tục. Tại sao lại có sự khác nhau đó?

Trả lời:
• Điểm khác nhau giữa q trình sinh trưởng của quần thể vi sinh vật trong môi
trường nuôi cấy liên tục và môi trường nuôi cấy không liên tục:
Tiêu chí

Ni cấy khơng liên tục

Ni cấy liên tục

Đặc điểm Gồm 4 pha:

VSV sinh trưởng ổn định, khơng

sinh

có pha suy vong.

+ Pha tiềm phát

trưởng của + Pha lũy thừa
VSV

+ Pha cân bằng
+ Pha suy vong

• Có sự khác nhau giữa q trình sinh trưởng của quần thể vi sinh vật trong môi
trường nuôi cấy liên tục và môi trường nuôi cấy khơng liên tục vì:
Tiêu chí

Ni cấy khơng liên tục

Ni cấy liên tục

Đặc điểm - Không được bổ sung chất dinh - Được bổ sung chất dinh dưỡng
môi
trường
nuôi cấy

dưỡng mới.

mới liên tục.

- Không được lấy đi các sản phẩm - Đồng thời lấy ra 1 lượng dịch
chuyển hóa

ni cấy tương đương.

→ Môi trường không ổn định, chất → Môi trường ổn định, vi sinh vật
độc tích lũy, chất dinh dưỡng cạn ln có đủ chất dinh dưỡng và
kiệt khiến xuất hiện pha suy vong.

khơng bị tích lũy chất độc khiến
khơng xuất hiện pha suy vong.

Trả lời câu hỏi 3 mục “Dừng lại và suy ngẫm” trang 125 SGK Sinh học 10 - Kết
nối tri thức với cuộc sống: Trong công nghệ vi sinh, việc nuôi cấy vi sinh vật thu
sinh khối để sản xuất các chế phẩm sinh học có giá trị được thực hiện trên mơi trường
ni cấy nào? Vì sao?

Trả lời:


Trong công nghệ vi sinh, việc nuôi cấy vi sinh vật thu sinh khối để sản xuất các chế
phẩm sinh học có giá trị được thực hiện trên mơi trường ni cấy liên tục. Vì trong
ni cấy liên tục, mơi trường nuôi cấy ổn định, số lượng VSV sẽ được duy trì ở mức
độ cân bằng sao cho năng suất sản phẩm đạt cao nhất.
III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SINH TRƯỞNG CỦA QUẦN THỂ VI
KHUẨN
Câu hỏi 1 mục “Dừng lại và suy ngẫm” trang 128 SGK Sinh học 10 - Kết nối
tri thức với cuộc sống: Trình bày ảnh hưởng của các yếu tố bên ngoài đến sự sinh
trưởng của vi sinh vật. Con người đã ứng dụng những biểu biết này như thế nào
trong lĩnh vực y tế và đời sống hằng ngày? Cho một vài ví dụ minh họa.
Trả lời:
Yếu tố

Nhiệt độ

lí học
-

Làm

Độ ẩm

Áp suất

pH

thẩm thấu

- Nước là dung - Ảnh hưởng -

Áp

tính mơi của các chất đến tính thấm thẩm

biến

dinh

protein,

Ánh sáng

suất - Ánh sáng
thấu cần

thiết

dưỡng, qua màng, sự cao gây co cho

quá

nucleic acid. tham gia q chuyển hóa các ngun sinh trình quang
Ảnh
hưởng

Ảnh

hưởng

trình thủy phân chất trong tế ở tế bào vi hợp của các

đến các chất.

bào, hoạt hóa sinh

tốc độ của - Mỗi loại vi enzyme,
các phản ứng sinh vật sinh hình
sinh

hố trưởng

trong tế bào.
-

trong ATP,…

sự khiến chúng quang

tự

thành không phân dưỡng, tác
chia được.

một giới hạn độ - Dựa vào độ -

Chia 4 ẩm nhất định.

vật vi sinh vật

Áp

pH, vi sinh vật thẩm

động

đến

suất bào tử sinh
thấu sản,

tổng

nhóm: VSV

đưa chia làm 3 thấp làm các hợp sắc tố,

ưa

nhóm: vi sinh tế bào vi sinh chuyển

lạnh,


VSV ưa ấm,

vật ưa acid, vi vật bị trương động hướng

VSV

ưa

sinh

nhiệt

và

kiềm, vi sinh thể vỡ ra (đối

VSV ưa siêu

vật ưa pH trung với các vi

nhiệt.

tính.

vật

ưa nước và có sáng,…

khuẩn khơng
có thành tế
bào).

- Dùng nhiệt - Dùng nước để - Tạo điều kiện - Điều chỉnh - Dùng bức
độ cao để khống chế sinh ni cấy thích áp suất thẩm xạ điện từ

thanh trùng trưởng của các hợp với từng thấu để bảo để ức chế,
các

chất nhóm VSV có nhóm VSV.

lỏng,

thực hại

và

phẩm, dụng thích
Ứng
dụng

cụ,…

trưởng

quản

kích - Điều chỉnh pH phẩm.

thực tiêu diệt vi
sinh vật.

sinh môi trường để
với ức chế các VSV

- Dùng nhiệt nhóm VSV có gây hại và kích

độ thấp để ích.

thích VSV có

kìm hãm sự - Điều chỉnh độ ích.
sinh trưởng ẩm của lương
của vi sinh thực
vật.

thực

phẩm, đồ dùng
bằng phơi khô,
sấy khô.

- Bảo quản - Phơi khô, sấy - Muối chua - Ngâm rau - Bảo quản
Ví dụ

thức ăn trong khô lương thực, hoa quả là để trong
tủ lạnh.

nước rau củ quả

thực phẩm, các hạn chế sự phát muối,

làm bằng

đồ dùng.

ướp phương

triển của các vi siro,


- Dùng nhiệt

sinh vật gây muối,

độ cao để

thối.

khử

khuẩn

đường

ướp pháp chiếu
thực xạ.

phẩm.

các dụng cụ
y tế.
Câu hỏi 2 mục “Dừng lại và suy ngẫm” trang 128 SGK Sinh học 10 - Kết nối
tri thức với cuộc sống: Nêu tác dụng của kháng sinh trong việc điều trị các bệnh do
vi sinh vật gây ra. Thế nào là hiện tượng kháng kháng sinh, nêu nguyên nhân và tác
hại của hiện tượng này.
Trả lời:

- Tác dụng của kháng sinh trong việc điều trị các bệnh do vi sinh vật gây ra: Kháng
sinh giúp ức chế và tiêu diệt vi khuẩn có tính chọn lọc theo nhiều cơ chế khác nhau
như ức chế tổng hợp thành tế bào, protein hay nucleic acid… của vi khuẩn. Người
ta đã sử dụng kháng sinh để điều trị các bệnh gây ra bởi VSV, giúp cứu sống nhiều
người và thúc đẩy ngành chăn nuôi phát triển.
- Hiện tượng kháng kháng sinh:
+ Khái niệm: Hiện tượng kháng kháng sinh là hiện tượng xảy ra khi mầm bệnh hay
vi khuẩn có khả năng tạo ra cách chống lại thuốc kháng sinh làm cho kháng sinh
không thể tiêu diệt hoặc ngăn chặn được sự phát triển của chúng.
+ Nguyên nhân: Sử dụng thuốc kháng sinh không đúng theo chỉ định của bác sĩ hoặc
do bệnh nhân tự ý dùng thuốc, sử dụng rộng rãi thuốc kháng sinh trong chăn nuôi.
+ Hậu quả: Vi khuẩn kháng thuốc kháng sinh làm cho việc điều trị bệnh nhiễm
khuẩn trở nên khó khăn, thậm chí khơng thể điều trị được. Nhiễm khuẩn do vi khuẩn
đề kháng buộc bác sĩ phải sử dụng thuốc kháng sinh thay thế, thường có độc tính cao
hơn dẫn đến thời gian nằm viện kéo dài và gây ra tốn kém chi phí y tế.
Câu hỏi 3 mục “Dừng lại và suy ngẫm” trang 128 SGK Sinh học 10 - Kết nối
tri thức với cuộc sống: Loét dạ dày từng được cho là do ăn nhiều thức ăn cay hoặc


căng thẳng thần kinh, nay được biết là do vi khuẩn (Helicobacter pylori) gây ra. Với
phát hiện mới này, việc điều trị loét dạ dày đã thay đổi như thế nào?
Trả lời:
Loét dạ dày từng được cho là do ăn nhiều thức ăn cay hoặc căng thẳng thần kinh,
nay được biết là do vi khuẩn Helicobacter pylori) gây ra. Với phát hiện mới này,
việc điều trị loét dạ dày đã thay đổi: điều trị bằng thuốc kháng sinh để tiêu diệt vi
khuẩn HP.
IV. CÁC HÌNH THỨC SINH SẢN CỦA VI SINH VẬT
Câu hỏi 1 mục “Dừng lại và suy ngẫm” trang 129 SGK Sinh học 10 - Kết nối
tri thức với cuộc sống: Vi sinh vật có những hình thức sinh sản nào? Nêu đặc điểm
của mỗi hình thức đó và cho ví dụ.

Trả lời:
- Những hình thức sinh sản của VSV: phân đơi, nảy chồi, hình thành bào tử.
+ Phân đơi: là hình thức phổ biến nhất, từ một tế bào mẹ phân chia thành 2 tế bào
con giống nhau, có thể phân đơi vơ tính hoặc hữu tính theo cách tiếp hợp. Ví dụ:
Phân đơi ở trùng roi Euglena, trùng giày Paramecium.
+ Hình thành bào tử: Nấm có khả năng sinh sản bằng bào tử vơ tính hoặc hữu tính,
vi khuẩn cũng có thể sinh sản nhờ các ngoại bào tử. Có nhiều loại bào tử khác nhau
như bào tử đính ở nấm, bào tử tiếp hợp ở nấm tiếp hợp, ngoại bào tử hay bào tử đốt
ở xạ khuẩn. Ví dụ: Sinh sản bằng bào tử đính ở nấm.
+ Nảy chồi: là phương thức sinh sản vô tính đặc trưng của một số ít vi sinh vật như
vi khuẩn quang dưỡng màu tía, nấm men. Một cá thể con sẽ dần hình thành ở một
phía của cá thể mẹ. Cá thể con sau khi trưởng thành sẽ tách ra thành một cá thể độc
lập. Khác với phân đơi, một cá thể mẹ có thể nảy chồi ra nhiều cá thể con. Ví dụ:
Nảy chồi ở nấm men Saccharomyces cerevisiae.


Câu hỏi 2 mục “Dừng lại và suy ngẫm” trang 129 SGK Sinh học 10 - Kết nối
tri thức với cuộc sống: Các hình thức sinh sản của vi sinh vật nhân sơ (vi khuẩn)
có gì khác so với vi sinh vật nhân thực (vi nấm)?
Trả lời:
- VSV nhân sơ (vi khuẩn): chỉ sinh sản vơ tính; có thể phân đơi vơ tính, sinh sản nhờ
ngoại bào tử, nảy chồi là phương thức sinh sản vơ tính đặc trưng.
- VSV nhân thực (vi nấm): sinh sản theo cả hai phương thức vơ tính và hữu tính;
phân đơi hữu tính theo cách tiếp hợp, sinh sản bằng bào tử dạng vô tính hoặc hữu
tính, nảy chồi chỉ gặp ở một số đối tượng.
C/ Luyện tập và vận dụng
Trả lời câu hỏi 1 mục “Luyện tập và vận dụng” trang 130 SGK Sinh học 10 Kết nối tri thức với cuộc sống: Trong môi trường nuôi cấy không liên tục, số lượng
tế bào vi khuẩn tăng nhanh nhất ở pha nào?
A. Pha lũy thừa.
B. Pha cân bằng.

C. Pha suy vong.
D. Pha tiềm phát.
Trả lời:
Đáp án đúng là: A
Tại pha lũy thừa (vi khuẩn đã làm quen với môi trường đồng thời chất dinh dưỡng
đầy đủ), vi sinh vật phân chia mạnh mẽ theo tiềm năng, số lượng tế bào tăng theo
lũy thừa và đạt đến cực đại ở cuối pha.
Trả lời câu hỏi 2 mục “Luyện tập và vận dụng” trang 130 SGK Sinh học 10 Kết nối tri thức với cuộc sống: Hãy giải thích vì sao người ta có thể điều khiển
nhiệt độ, độ ẩm, độ pH, áp suất thẩm thấu để bảo quản thực phẩm.
Trả lời:


Người ta có thể điều khiển nhiệt độ, độ ẩm, độ pH, áp suất thẩm thấu để bảo quản
thực phẩm vì trong thực phẩm có chứa rất nhiều VSV. Để bảo quản được thực phẩm
lâu dài thì cần điều khiển sinh trưởng của VSV. Mà quá trình sinh trưởng của VSV
trong thực phẩm bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm, độ pH, áp suất
thẩm thấu. Cụ thể:
+ Nhiệt độ: ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng hóa học, sinh hóa học trong tế bào. Nhiệt
độ cao làm VSV chết, nhiệt độ thấp kìm hãm sự sinh trưởng của VSV.
+ Độ ẩm: mỗi loại VSV sinh trưởng trong một giới hạn độ ẩm nhất định, ngoài giới
hạn độ ẩm sẽ khiến sự sinh trưởng của VSV bị ức chế.
+ Độ pH: ảnh hưởng đến tính thấm qua màng, hoạt động chuyển hóa vật chất trong
tế bào, hoạt tính enzyme, sự hình thành ATP,… Mỗi loại VSV sinh trưởng trong một
giới hạn pH nhất định, ngoài giới hạn pH sẽ khiến sự sinh trưởng của VSV bị ức
chế.
+ Áp suất thẩm thấu: Áp suất thẩm thấu cao gây co nguyên sinh ở các tế bào VSV
khiến chúng không phân chia được. Áp suất thẩm thấu thấp làm cho các tế bào VSV
bị trương nước và có thể vỡ ra (đối với vi khuẩn khơng có thành tế bào).
Trả lời câu hỏi 3 mục “Luyện tập và vận dụng” trang 130 SGK Sinh học 10 Kết nối tri thức với cuộc sống: Vi sinh vật và hoạt động phân giải chất hữu cơ của
chúng là nguyên nhân chủ yếu gây hỏng thực phẩm. Dựa vào những kiến thức đã

học, em hãy đề xuất một số biện pháp bảo quản thực phẩm.
Trả lời:
Một số biện pháp bảo quản thực phẩm:
- Bảo quản lạnh.
- Bảo quản bằng phương pháp phơi khô, sấy khô.
- Bảo quản bằng ướp muối, ướp đường.
- Bảo quản bằng chiếu xạ.
- Bảo quản bằng phương pháp lên men, muối chua,…


Trả lời câu hỏi 4 mục “Luyện tập và vận dụng” trang 130 SGK Sinh học 10 Kết nối tri thức với cuộc sống: Hãy giải thích vì sao các bệnh do vi sinh vật gây ra
(bệnh tả, nấm,…) dễ xuất hiện và phát triển thành dịch ở vùng nhiệt đới hơn so với
vùng ơn đới. Vì sao thực phẩm và đồ dùng ở vùng nhiệt đới rất nhanh bị hỏng nếu
không được bảo quản đúng cách?
Trả lời:
Ở vùng nhiệt đới có nhiệt độ ấm, độ ẩm cao, là điều kiện thuận lợi cho các VSV gây
bệnh, VSV gây hỏng thực phẩm và đồ dùng sinh trưởng, phát triển mạnh hơn so với
ở vùng ơn đới có nhiệt độ thấp và độ ẩm thấp hơn. Do đó, các bệnh do vi sinh vật
gây ra (bệnh tả, nấm,…) dễ xuất hiện và phát triển thành dịch ở vùng nhiệt đới hơn
so với vùng ôn đới đồng thời thực phẩm và đồ dùng ở vùng nhiệt đới rất nhanh bị
hỏng nếu không được bảo quản đúng cách.
Trả lời câu hỏi 5 mục “Luyện tập và vận dụng” trang 130 SGK Sinh học 10 Kết nối tri thức với cuộc sống: Bạn A bị cảm lạnh, đau họng, ho, sổ mũi, nhức đầu.
Để đỡ mất thời gian đi khám, bạn đã ra hiệu thuốc mua thuốc kháng sinh về nhà tự
điều trị. Theo em việc làm của bạn có nên hay khơng? Vì sao?
Trả lời:
Theo em, việc làm của bạn là không nên vì: Bạn ấy chưa biết chính xác ngun nhân
gây bệnh, các triệu chứng gặp phải có thể do rất nhiều nguyên nhân khác nhau chứ
không nhất thiết là vi sinh vật. Kể cả nguyên nhân gây bệnh là vi sinh vật đi nữa thì
sử dụng kháng sinh khơng đúng cũng sẽ khơng đem lại hiệu quả. Thậm chí, việc làm
này có thể gây ra hiện tượng kháng kháng sinh, vi khuẩn kháng thuốc kháng sinh

làm cho việc điều trị bệnh nhiễm khuẩn trở nên khó khăn, thậm chí khơng thể điều
trị được.