Bài 20: Sự đa dạng và phương pháp nghiên cứu vi sinh vật | Giải bài tập Sinh học 10 | Chương 6: Sinh Học Vi Sinh Vật - Lớp 10 - Kết Nối Tri Thức Với Cuộc Sống

Mở đầu trang 116 Sinh học 10: Vệt màu khổng lồ trên vùng biển Ireland (H.a), màu hồng đỏ của Laguna Salada de Torrevieja thuộc Tây Ban Nha (H.b), bãi biển phát sáng ở vịnh Jervis ở Australia (H.c) hay màu xanh đặc trưng của Hồ Gươm ở Việt Nam (H.d) dưới đây, tất cả đều được tạo thành từ hàng nghìn tỉ sinh vật nhỏ bé không thể nhìn thấy bằng mắt thường có tên gọi chung là vi sinh vật. Vậy vi sinh vật là gì? Với kích thước vô cùng nhỏ bé như vậy thì “thức ăn” của chúng là gì và chúng ta làm thế nào để có thể nghiên cứu về chúng?

Lời giải:

- Vi sinh vật là những sinh vật kích thước nhỏ bé, thường chỉ quan sát được dưới kính hiển vi.

- Thức ăn của vi sinh vật rất đa dạng phụ thuộc vào tùy từng loài: Có những loài hấp thu các chất vô cơ của môi trường để tự tổng hợp lên chất hữu cơ của cơ thể, có loài sử dụng các chất hữu cơ có sẵn trong thức ăn (vụn hữu cơ, các vi sinh vật khác,…) để tổng hợp nên chất hữu cơ của cơ thể.

- Để nghiên cứu vi sinh vật, người ta thường sử dụng các phương pháp như phương pháp quan sát dưới kính hiển vi (soi tươi, nhuộm đơn, nhuộm Gram), phương pháp phân lập và nuôi cấy vi sinh vật.

Dừng lại và suy ngẫm (trang 118)

Câu hỏi 1 trang 118 Sinh học 10: Vi sinh vật là gì? Quan sát hình 20.1, kể tên các nhóm vi sinh vật.

Lời giải:

- Vi sinh vật là những sinh vật có kích thước nhỏ bé, thường chỉ quan sát được dưới kính hiển vi.

- Dựa vào thành phần cấu tạo, vi sinh vật được chia thành 2 nhóm:

+ Vi sinh vật nhân sơ: gồm Archaea và vi khuẩn.

+ Vi sinh vật nhân thực: gồm vi sinh vật nhân thực đơn bào (nấm đơn bào, tảo đơn bào, động vật nguyên sinh) và vi sinh vật nhân thực đa bào (vi nấm, vi tảo và động vật đa bào kích thước hiển vi).

Câu hỏi 2 trang 118 Sinh học 10: Giải thích vì sao vi sinh vật có tốc độ trao đổi chất nhanh, sinh trưởng, sinh sản nhanh hơn so với thực vật và động vật.

Lời giải:

Vi sinh vật có tốc độ trao đổi nhanh, sinh trưởng và sinh sản nhanh hơn so với thực vật và động vật là bởi vì:

- Kích thước của vi sinh vật rất nhỏ (tỉ lệ S/V lớn) dẫn đến khả năng trao đổi chất với môi trường nhanh đáp ứng nhu cầu về vật chất và năng lượng để vi sinh vật sinh trưởng, sinh sản.

- Ngoài ra, vi sinh vật cũng có cấu tạo đơn giản hơn cho với thực vật và động vật.

Dừng lại và suy ngẫm (trang 118)

Câu hỏi 1 trang 118 Sinh học 10: Đọc bảng 20, phân biệt các kiểu dinh dưỡng ở vi sinh vật. So với thực vật và động vật, vi sinh vật có thêm những kiểu dinh dưỡng nào?

Lời giải:

• Phân biệt các kiểu dinh dưỡng ở vi sinh vật:

• So với thực vật (quang tự dưỡng sử dụng CO2) và động vật (hóa dị dưỡng), vi sinh vật có thêm những kiểu dinh dưỡng khác như hóa tự dưỡng, quang dị dưỡng, quang tự dưỡng sử dụng nguồn carbon không phải là CO2.

Câu hỏi 2 trang 118 Sinh học 10: Vi sinh vật có phạm vi phân bố rộng hơn rất nhiều so với những nhóm sinh vật khác nhờ đặc điểm nào? Giải thích

Lời giải:

Vi sinh vật có phạm vi phân bố rộng hơn rất nhiều so với những nhóm khác đó nhờ đặc điểm: Cấu tạo cơ thể đơn giản đồng thời tốc độ trao đổi chất nhanh, sinh trưởng và sinh sản nhanh nên vi sinh vật tạo được nhiều biến dị có độ đa dạng về mặt di truyền cao, thích nghi được với nhiều điều kiện môi trường.

Dừng lại và suy ngẫm (trang 121)

Câu hỏi 1 trang 121 Sinh học 10: Làm thế nào có thể phân loại được các vi sinh vật trong khi chúng ta không nhìn thấy chúng bằng mắt thường?

Lời giải:

Do vi sinh vật có kích thước rất nhỏ nên để phân loại được vi khuẩn, người ta thực hiện nhiều phương pháp nghiên cứu khác như quan sát tiêu bản vi khuẩn dưới kính hiển vi, phân lập và nuôi cấy, phân tích hóa sinh, phân tích di truyền,…

- Đối với phương pháp quan sát tiêu bản vi khuẩn dưới kính hiển vi: Có nhiều phương pháp làm tiêu bản từ đơn giản đến phức tạp như làm tiêu bản soi tươi, làm tiêu bản tạm thời, làm tiêu bản cố định kết hợp với nhuộm màu,… Mỗi phương pháp phù hợp với một mục đích và đối tượng quan sát riêng:

+ Soi tươi: dùng để quan sát trạng thái sống, khả năng di động của vi khuẩn.

+ Nhuộm đơn: dùng để kiểm tra sự hiện diện và đánh giá sơ bộ về hình ảnh, tính chất bắt màu, cách sắp xếp của vi khuẩn cũng như hình thái tế bào.

+ Nhuộm Gram: dùng để phân biệt vi khuẩn Gr+ và Gr-.

- Đối với phương pháp phân lập và nuôi cấy vi sinh vật: Trên môi trường đặc, mỗi tế bào vi khuẩn phát triển tạo thành một khuẩn lạc. Có thể căn cứ vào kích thước, hình dạng của khuẩn lạc để phân loại các vi khuẩn.

- Để định loại được chính xác từng loài và mối quan hệ họ hàng giữa các vi sinh vật, các nhà khoa học thường dùng phương pháp phân tích hóa sinh hay sinh học phân tử (phân tích DNA, RNA).

Câu hỏi 2 trang 121 Sinh học 10: Quan sát cấu tạo thành tế bào vi khuẩn Gr- và vi khuẩn Gr+ ở hình 7.3, hãy giải thích vì sao hai loại vi khuẩn này lại bắt màu khác nhau khi nhuộm Gram.

Lời giải:

- Vi khuẩn Gram dương có thành tế bào được cấu tạo chủ yếu từ peptidoglycan (lớp peptidoglycan dày). Các lớp dày peptidoglycan là nguyên nhân khiến cho vi khuẩn Gram dương có thể giữ lại hầu hết chất nhuộm tím trong quá trình nhuộm, khiến chúng có màu tím. 

- Trong khi đó, vi khuẩn Gram âm có thành tế bào gồm một lớp mỏng peptidoglycan và màng ngoài có lipopolysaccharid không có ở vi khuẩn Gram dương. Vì lớp peptidoglycan mỏng nên lớp này không giữ lại chất nhuộm tím của thuốc nhuộm ban đầu mà tạo ra màu đỏ trong quá trình nhuộm Gram.

Luyện tập và vận dụng (trang 121)

Câu 1 trang 121 Sinh học 10: 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. Cho biết kiểu dinh dưỡng của vi khuẩn này và giải thích?

Lời giải:

Sống trong hang động nên không có ánh sáng và chỉ cần amino acid loại methionine làm chất dinh dưỡng hữu cơ → Vi khuẩn này sử dụng nguồn năng lượng và nguồn carbon đều là chất hữu cơ → Kiểu dinh dưỡng của vi khuẩn này là hóa dị dưỡng.

Câu 2 trang 121 Sinh học 10: Hình dưới có hai loài vi khuẩn, một loài mọc tạo khuẩn lạc to, trắng và một loài mọc tạo thành những đường ziczac. Tuy nhiên, xung quanh khuẩn lạc to lại xuất hiện một vòng trong (gọi là vòng vô khuẩn). Em hãy giải thích hiện tượng trên.

Lời giải:

Giải thích hiện tượng xung quanh khuẩn lạc to lại xuất hiện một vòng trong (gọi là vòng vô khuẩn):

- Vòng vô khuẩn là vùng mà mắt thường không thể thấy được vi khuẩn mọc.

- Đường kính vòng vô khuẩn ghi nhận kết quả vi khuẩn nhạy hay trung gian hay kháng đối với kháng sinh thử nghiệm (đường kính của vòng vô khuẩn càng lớn thì vi khuẩn càng nhạy cảm với kháng sinh thử nghiệm).

+ Đường kính ≤ 11 mm: Vi khuẩn đề kháng với kháng sinh.

+ Đường kính 12 – 15 mm: Vi khuẩn đáp ứng mức độ trung bình với kháng sinh.

+ Đường kính ≥ 16mm: Vi khuẩn nhạy cảm với kháng sinh.

Câu 3 trang 121 Sinh học 10: Theo chẩn đoán ban đầu của bác sĩ, một người bị bệnh nhiễm khuẩn phổi. Theo em, bác sĩ sẽ ra chỉ định gì tiếp theo để có thể kê đơn thuốc chính xác giúp người này mau khỏi bệnh?

Lời giải:

Để kê đơn thuốc chính xác giúp người bị bệnh nhiễm khuẩn phổi mau khỏi, bác sĩ có thể đưa ra những chỉ định là:

- Chụp X-quang phổi: X-quang phổi giúp chẩn đoán viêm phổi.

- Xét nghiệm máu: Kiểm tra tình trạng nhiễm khuẩn phổi thông qua số lượng hồng cầu.

- Nuôi cấy đờm: Để tìm vi khuẩn gây bệnh, từ đó xác định khả năng kháng thuốc, nhạy cảm thuốc của vi khuẩn (kháng sinh đồ), làm cơ sở kê đơn kháng sinh tiếp theo.