Bổ sung tư liệu về vai trò của vi sinh vật trong giảng dạy phần ba sinh học vi sinh vật sinh học 10 CTC

Vì kiến thức của nó là sự kế thừa những kiến thức về tế bào trước đó như: cấu tạo tế bào, chuyển hóa vật chất và năng lượng trong tế bào… Cáckiến thức đó là nền tảng cho chúng ta nắm bắt

Một trong các ứng dụng đó phải kể đến là ứng dụng các đặc tính của visinh vật và các sản phẩm từ chúng Từ xưa tuy chưa hiểu biết về các vi sinhvật, loài người đã biết sử dụng chúng trong thực phẩm lên men cổ truyền như:rượu, bia, giấm Ngày nay, việc ứng dụng đó ngày càng tinh vi và phức tạphơn Vi sinh vật hiện diện hầu như trong tất cả các hệ sinh thái và có vai tròrất quan trọng trong sinh quyển, thiếu chúng sự sống trên trái đất khó tồn tại,đặc biệt là các vi sinh vật phân huỷ Vì không có chúng phân giải các chấtquanh ta thì chúng ta đã chết trên đống bùn rác, nước thải do chính chúng tathải ra.

Vi sinh vật với khả năng trao đổi chất của chúng là vô cùng phức tạp và

đa dạng Nhưng có thể coi vi sinh vật là nguồn lợi thiên nhiên mới chỉ khaithác được một ít, đặc biệt ở nước ta việc khai thác tài nguyên này chưa đượcnhiều Với mong muốn góp phần nâng cao chất lượng dạy và học nội dungkiến thức vi sinh vật học, đặc biệt là khai thác tính ứng dụng của kiến thức

trong dạy học tôi chọn đề tài: "Bổ sung tư liệu về vai trò của vi sinh vật

trong giảng dạy phần ba - Sinh học vi sinh vật - Sinh học 10 - CTC".

2 Mục đích của đề tài

Cung cấp kiến thức bổ sung, nâng cao chất lượng dạy và học nội dungkiến thức sinh học vi sinh vật - Sinh học 10 - SGK - CTC

Vận dụng những kiến thức đã học vào thực tiễn đời sống, sản xuất.Khẳng định tiềm năng của vi sinh vật sẽ góp phần tích cực vào nềnkinh tế quốc dân.

3 Nhiệm vụ

Phân tích vai trò của VSV

Phân tích vị trí, cấu trúc và nội dung của phần ba: Sinh học vi sinh vật Sinh học 10 - CTC

-Thiết kế bài giảng có bổ sung thêm về vai trò của vi sinh vật

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

4.1 Đối tượng

Kiến thức cơ bản về vi sinh vật ở THPT

Biện pháp khai thác ứng dụng vai trò của vi sinh vật trong dạy học

Vận dụng các kiến thức học được vào phục vụ đời sống con người Qua

đó hình thành thái độ đúng đắn với tự nhiên và với con người

6 Phương pháp nghiên cứu

6.1 Phương pháp lý thuyết

Nghiên cứu, phân tích, tổng hợp các nguồn tài liệu có liên quan như:sách giáo khoa, sách giáo viên, sách bài tập, sách tham khảo về vi sinh vật vàvai trò của chúng

6.2 Phương pháp điều tra cơ bản

Tiến hành quan sát sư phạm thăm dò, điều tra, phỏng vấn… tìm hiểuthực tiễn giảng dạy phần ba: “Sinh học vi sinh vật”, tiến hành trao đổi kinhnghiệm với các thầy cô có nhiều kinh nghiệm trong giảng dạy nhằm đưa ragiả thuyết và tìm kiếm các luận cứ thực tế cho đề tài

Tìm hiểu tình hình học tập của học sinh

NỘI DUNGChương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU VỀ VI SINH VẬT

1.1 Vi sinh vật

Vi sinh vật (Microorganisms) không phải là khái niệm phân loại, là tênchung dùng để chỉ tất cả các sinh vật nhỏ có kích thước hiển vi, chủ yếu làđơn bào hoặc tập đoàn đơn bào Chúng giống nhau về kích thước nhỏ bé,nhưng thuộc về các nhóm phân loại khác nhau

Xét trong hệ thống phân loại sinh vật theo Whitaker (1969) thì VSVthuộc 3 giới trong 5 giới:

+ Giới khởi sinh: vi khuẩn, vi khuẩn cổ

+ Giới nguyên sinh: ĐVNS, vi tảo, nấm nhầy

+ Giới nấm: vi nấm (nấm sợi, nấm men)

1.2 Đặc điểm chung của vi sinh vật

Đặc điểm nổi bật nhất của VSV là kích thước nhỏ bé Đặc điểm này chiphối hình dạng, hoạt động trao đổi chất và cả sự phân bố rộng trong

tự nhiên

1.2.1 Kích thước nhỏ bé

Phần lớn các VK có đường kính vài micromet Tế bào nấm men rượuSaccharomyces cerevisiae có lớn hơn nhiều cũng không quá 10 micromet.Chúng đều phải nhìn dưới KHV quang học mới thấy, còn virut thì phải cầnđến kính hiển vi điện tử

Kích thước càng nhỏ thì diện tích bề mặt của VSV trong một đơn vị thểtích càng lớn

Chúng có mặt ở khắp mọi nơi mà ta không thấy Khi nhiễm trên mẫuvật ở mức ít thì không thấy được, khi trông thấy được dấu vết thì chúng đãsinh sản đến hàng tỉ tỉ tế bào Do đó việc đánh giá sự hiện diện và số lượng

của chúng có khó khăn Hơn nữa các thao tác nuôi cấy và phân tích mẫu đềuphải thực hiện trong điều kiện vô trùng.

1.2.2 Dinh dưỡng

1.2.2.1 Hấp thụ chất dinh dưỡng trực tiếp qua bề mặt

Đa số VSV là đơn bào nên chúng nhận các chất dinh dưỡng bằng hấpthụ qua bề mặt tế bào, khác với TV là tự dưỡng và ĐV là nội tiêu hóa qua ốngtiêu hóa Chính điều này mà việc nuôi cấy VSV được thực hiện dễ dàng vànhanh chóng

1.2.2.2 Kiểu dinh dưỡng đa dạng

- Quang tự dưỡng (Photoautotrophes)

VSV dùng năng lượng ánh sáng khử CO2 như ở các VK tía, VK lam, tảo

- Quang dị dưỡng (Photoheterotrophes)

VSV dùng năng lượng ánh sáng để khử các hợp chất hữu cơ như ở các

VK tía và lục không có lưu huỳnh

- Hóa tự dưỡng (Chemoautrophes)

VSV thường dùng các điện tử từ các hợp chất vô cơ để khử CO2 như ởcác VK hidro, VK sắt, VK nitrat hóa

- Hóa dị dưỡng (Chemoheterotrophes)

VSV thường dùng các điện tử từ các hợp chất hữu cơ để khử các hợpchất hữu cơ như ở phần lớn các VK, nấm

Đa phần các VSV thuộc kiểu dinh dưỡng này và glucozơ là chất cungcấp năng lượng chủ yếu Nhờ vậy mà các VSV dễ nuôi từ các nguồn phụ phếphẩm khác nhau có glucozơ và một số loại đường khác

1.2.3 Sinh trưởng nhanh, phát triển mạnh

Do tỉ lệ của bề mặt trên thể tích lớn nên hoạt động sống của VSV diễn

ra nhanh hơn nhiều so với thực vật và động vật

Tương ứng với hoạt động sống nhanh, nhịp độ tăng trưởng của VSV rấtcao, thời gian thế hệ ngắn nên sinh sản nhanh, tạo sinh khối lớn khi có đủ chấtdinh dưỡng Ví dụ: tế bào E.coli nhân đôi chỉ trong 20 phút Nấm men nhânđôi chậm hơn cũng chỉ trong 2 -3 giờ

Quần thể VK sinh trưởng theo cấp số mũ

N t = N o 2 n

Trong đó: Nt : số tế bào sau khi phân chia

No : số tế bào ban đầu

n : số lần phân chia

1.2.4 Sự đa dạng của các phản ứng hóa học

Tuy VSV có kích thước nhỏ bé nhưng chúng lại có năng lực hấp thụ vàchuyển hóa vật chất vượt xa các sinh vật khác Ví dụ: VK lactic(lactobacillus) trong 1giờ có thể phân giải được một lượng đường lactozơ lớnhơn 100-10000 lần so với khối lượng của chúng

Các phản ứng sinh hóa trong cơ thể VSV thường đơn giản hơn nhiều sovới trong cơ thể ĐTV Nhưng mỗi loài lại có một số phản ứng riêng nên cácphản ứng sinh hóa của các loài khác nhau rất đa dạng Ví dụ: các sản phầmlên men của các loài khác nhau từ pyruvat

Dù một hợp chất phức tạp đến đâu trong thiên nhiên đều có các VSV sửdụng hoặc phân hủy chúng Sản phẩm do loài này tạo ra có thể được loài khác

sử dụng

Mỗi loài thường tạo ra một số chất trao đổi thứ cấp đặc biệt giúp chúngphát triển tốt hơn và kìm hãm một số loài khác Ví dụ: các loài nấm men rượuthích nghi với nồng độ đường cao và tạo ra rượu là chất hạn chế sự phát triểncủa nhiều loài khác Do đó sản phẩm khi bị nhiễm sẽ kìm hãm sự tăng trưởngcủa các chủng sản xuất

1.2.5 Có năng lực thích ứng mạnh, và dễ dàng phát sinh biến dị

Trong quá trình tiến hoá lâu dài VSV sẽ tạo cho mình những cơ chếđiều hoà TĐC để thích ứng được với điều kiện sống rất khác nhau kể cảnhững môi trường hết sức bất lợi được mà các sinh vật khác thường không thểtồn tại

VSV đa số là đơn bào, sinh sản nhanh, số lượng nhiều tiếp xúc trực tiếpvới môi trường sống do đó rất dễ dàng phát sinh biến dị Tần số biến dịthường ở mức 10-3 - 10-10 Chỉ sau một thời gian ngắn đã có thể tạo ra một sốlượng lớn các cá thể biến dị ở các thế hệ sau Những biến dị có ích sẽ đem lạihiệu quả rất lớn cho sản xuất Như khi mới phát hiện ra penicilin hoạt tính chỉđạt 20 đơn vị/ ml dịch lên men ( 1943 ) thì nay có thể đạt tới 100.000đơn vị /

ml Khi mới phát hiện ra axit glutamic chỉ đạt 1-2 g/ml thì nay đã đạt tới150g/ml dịch lên men

1.2.6 Phân bố rộng

VSV có mặt ở khắp nơi trên trái đất Nếu như sự phân bố rộng rãi của

TV dễ nhận thấy qua màu xanh thì các VSV là một thế giới vô hình khó nhìnthấy bằng mắt thường, nhưng chúng có mặt ở khắp mọi nơi trong không khí,đất, nước trên cơ thể TV, ĐV, con người , trong thực phẩm, trên mọi đồvật cả những nơi có điều kiện sống khắc nghiệt như ở độ sâu 10.000m củaĐông Thái Bình Dương nơi hoàn toàn tối tăm, lạnh lẽo và có áp suất caongười ta vẫn phát hiện thấy có khoảng 1 triệu - 1 tỉ vi khuẩn/ ml, hay ở núilửa, suối nước nóng đều thấy có VSV

VSV hiện diện hầu như trong tất cả các hệ sinh thái và có vai trò rấtquan trọng trong hệ sinh quyển, thiếu chúng sự sống trên trái đất khó tồn tại,đặc biệt là các VSV phân huỷ (decomposers) một số VK dị dưỡng sử dụngcác chất hữu cơ có sẵn Các loài VK quang hợp tổng hợp chất hữu cơ từ các

chất vô cơ nhờ năng lượng mặt trời Nhiều VSV phân huỷ các chất hữu cơlàm sạch môi trường, số khác phân huỷ độc tố.

1.3 Vai trò của vi sinh vật

Sản phẩm tử VSV là vô cùng phong phú và đa dạng Chúng được sửdụng như là các thực phẩm làm thức ăn, thức uống trực tiếp của con ngườinhư: rượu, bia, sữa chua, phomat … dùng làm thuốc bảo vệ cho con người,vậtnuôi, thực vật, bảo vệ môi trường…Nói chung xã hội loài người phát triểnkhông thể thiếu các sản phẩm từ VSV Con người sử dụng các sản phẩm nàytrong nhiều lĩnh vực như một số lĩnh vực sau:

1.3.1 Thực phẩm và dinh dưỡng

Từ lâu con người đã biết lợi dụng hoạt tính của VSV để làm sữa chua

từ sữa bò, làm nở bánh mì từ nấm men, biết làm phomat, làm dưa, làm giấm,nấu rượu, bia…Ngày nay, việc ứng dụng VSV ngày càng tinh vi và hoànthiện hơn

Axit glutamic với monosodium glutamat ( mì chính) được sản xuất từVSV là chất điều vị phổ biến trong thực phẩm Hàng năm sản lượng của sảnphẩm này tới hàng trăm ngàn tấn Việc dùng nhiều mì chính trong thức ănkhiến nhiều ngành bảo vệ sức khoẻ có lúc phải khuyến cáo nên giảm bớt hoặckhông nên dùng 1 cách tràn lan Ngoài mì chính là chất điều vị ngày nayngười ta còn sản xuất ra chất mới có độ ngọt đậm gấp hàng chục hàng trămlần mì chính như 5- nucleotit

Đối với dinh dưỡng việc sử dụng VSV sản xuất ra các axit amin, đặcbiệt là các axit amin không thay thế và protein, VTM ngày càng có ý nghĩa tolớn Cân đối dinh dưỡng bằng cách bổ sung protein từ VSV đã được làm sạch,các axit amin và VTM vào khẩu phần ăn là một việc làm cần thiết Nhưng vìthói quen truyền thống nên con người còn có những ngần ngại với loại thức

ăn mới mẻ này chăng? Các sản phẩm này sẽ có giá trị dinh dưỡng đầy đủ vàthuận tiện cho lối sống công nghiệp.

Trong công nghiệp thực phẩm và công nghiệp đồ uống, các enzim VSVngày càng được ứng dụng nhiều Tại các nhà máy rượu, bia aminlaza vàproteaza gây ra những biến đổi trong bột nhào khiến cho chất lượng của sảnphẩm được nâng cao

1.3.2 Dược phẩm và y tế

Trong lĩnh vực này con người cũng đã sản xuất ra được nhiều loạithuốc trị bệnh hữu hiệu, nhất là những bệnh nhiễm khuẩn như: chất khángsinh, VTM, vacxin, alcaloit…

Các chế phẩm enzim có vai trò quan trọng trong lĩnh vực này như

+ Các enzim được dùng trực tiếp như những thuốc chữa bệnh Ví dụStreptokinaza dùng để tiêu cục nghẽn, L- asparaginaza có tác dụng kìm hãm

sự sinh trưởng của những khối u nhất định

+ Các enzim được dùng để tổng hợp dược phẩm Như trong sản xuấtpenixilin bán tổng hợp thì enzim penixilin-axilaza đóng vai trò phân huỷpenixilin thành axit aminopenixilanic là chất khởi đầu cho sự tổng hợp vể sau

+ Phân tích bằng enzim: không thể có một sự chuẩn đoán lâm sàng hiệnđại trong PTN mà lại thiếu sự hỗ trợ của các enzim Nhờ enzim ta có thể xácđịnh một cách rất đặc biệt và chính xác những rối loạn về hàm lượng các chấttrao đổi, qua đó chuẩn đoán được bệnh

1.3.3 Nông nghiệp và đời sống

Trong chăn nuôi, việc cân đối hợp chất protein trong khẩu phần ăn chovật nuôi là vấn đề rất quan trọng Để giải quyết được vấn đề này người ta đãdựa vào công nghệ VSV sản xuất ra protein đơn bào - sinh khối nấm men

được nuôi trên phụ phẩm của các ngành công nghiệp thực phẩm, công nghiệp

gỗ, giấy…

Trong trồng trọt các chất hoạt động do VSV sinh ra được dùng làmthuốc trừ sâu bệnh và bảo vệ thưc vật VK Bacillus thuringiensis gây bệnhcho côn trùng và các chất trao đổi có tính độc của nó được dùng như chất diệtcôn trùng đặc hiệu Sự phát triển của các chất trừ sâu hại có nguồn gốc VSVmang ý nghĩa ngày càng lớn Chúng được sử dụng theo cách tương tự như cácsản phẩm tổng hợp hóa học và khác với những sản phẩm này là có tính đặchiệu cao và khả năng bị phân hủy, không gây ô nhiễm môi trường Nói chungkhông có vấn đề tích tụ các sản phẩm sinh học

Giberelin (GA) sản xuất bằng con đường lên men có ứng dụng rấtphong phú Đó là hoạt chất ảnh hưởng tới sinh trưởng và sự ra hoa của TV

GA được chế hỗn hợp với các nguyên tố vi lượng ở dạng muối của chúngthành các loại phân bón lá có tác dụng tốt với nhiều loại cây trồng, kích thích

ra hoa, kết trái, làm tăng năng suất GA được tìm thấy trong việc phá ngủ cácloại hạt giống, kích thích nảy mầm, được dùng nhiều trong việc khai thác maltcho làm bia

Một số VK trong đất, các chủng của giống VK Rhizobium sống cộngsinh với cây họ đậu có khả năng cố định nitơ từ không khí thành hợp chất nitơcây dễ hấp thụ

Để duy trì và tăng cường độ phì nhiêu của đất không thể không có sựtham gia của VSV Ở đây các quá trình phân giải và tổng hợp có vai trò nhấtđịnh Các chất mùn và chất nhầy do VSV tạo thành góp phần đáng kể vàoviệc cải tạo cấu trúc đất Phân bón và sử dụng các chất hoá học phát huy hiệuquả tốt khi ta quan tâm tới hoạt tính của VSV Từ lâu người ta đã giải thíchVSV quyết định độ phì nhiêu của đất Việc nghiên cứu độ phì nhiêu ấy lànhiệm vụ to lớn trong tương lai

Ngoài các lĩnh vực công nghiệp thực phẩm, y học, nông nghiệp…Còn

có một số các enzim được ứng dụng vào thực tiễn công nghiệp giấy, côngnghiệp dệt…Việc dùng enzim để bổ sung vào bột giặt và để tẩy các vết bẩn lànhững ví dụ đầu tiên về việc ứng dụng enzim trong công việc gia đình

1.3.4 Tuyển khoáng và khai thác nguyên liệu

Trong tự nhiên có nhiều loại quặng nghèo, đặc biệt là những quặng kimloại quý và uran Nếu khai thác theo phương pháp truyền thống thì sẽ khôngkinh tế Người ta có thể trông cậy vào VSV và phương pháp làm giàu quặng,tuyển khoáng bằng phương pháp leaching (tiếng anh có nghĩa là chắt lọc)

Tác nhân chắt lọc là các chủng giống VK Thiobacillus Chủng oxy hoácác hợp chất lưu huỳnh thành muối sunfat có thể hoà tan vào dung dịch.Phương pháp này đã được triển khai ở quy mô lớn trong việc khai thác đồng

từ quặng sunfit Khả năng này của VSV có thể áp dụng cho việc phân giải cácchất khó tan như quặng apatit thành các hợp chất dễ tan TV có thể hấp thụđược

VSV có khả năng hoà tan kim loại nhờ các chất tạo phức hữu cơ dochúng sinh ra và có thể tích luỹ kim loại ở các gian bào của chúng Nhờ đó

mà ta có thể thu nhận được kim loại dễ dàng hơn, kể cả vàng Vàng là mộtnguyên tố không bị hoà tan trong axit và kiềm Nhưng ở khu đất có vàngngười ta thấy các giống VSV có thể hoà tan được vàng Tác nhân hoà tan này

là do hỗn hợp các axit amin do VSV sinh ra như: xerin, glyxin, histidin, axitglutamic

VSV còn có khả năng lên men từ các dịch đường được thuỷ phân từ cácxenlulozơ - nguồn nguyên liệu phong phú có thể tái sinh thành các sản phẩm2,3 butadiol, axeton, butanol hoặc metan …Đây cũng là một hướng khai thácnguyên liệu trong tương lai có nhiều triển vọng tốt

1.3.5 Bảo vệ môi trường

VSV đóng vai trò quyết định trong việc bảo vệ môi trường, vì chúng cónhững chức năng then chốt trong vòng tuần hoàn vật chất tự nhiên, đặc biệt lànhững VSV phân huỷ Vì không có chúng phân giải các hợp chất quanh ta thìchúng ta đã chết trong chính đống bùn, rác, nước thải do chúng ta thải ra

Đối với rác thải, nước thải từ các nguồn ĐV, TV, VSV sẽ dễ dàng làmsạch trong quá trình hoạt động sống của chúng Tuy nhiên chúng ta cần phảiđưa các biện pháp kĩ thuật sao cho các tập đoàn VSV phát triển và hoạt độngtối ưu để rút ngắn thời gian phân huỷ phế thải

Vấn đề môi trường đáng lo ngại đặc biệt là các chất dường như khônghay khó bị phân huỷ của nước thải công nghiệp, trước hết của công nghiệphoá học Để loại trừ các chất lạ này cần phải lựa chọn các chủng có năng lựcphân hủy mới và mạnh Trong tự nhiên việc hình thành các năng lực mới đòihỏi một thời gian rất dài Tuy nhiên nhờ phương pháp di truyền học ta có khảnăng chọn được các chủng VSV dùng để giải độc môi trường

Để làm sạch nước thải một cách triệt để có thể sử dụng tảo và tảo lamtrong việc đồng hoá các chất vô cơ sinh ra trong quá trình phân huỷ chất hữu

cơ Bằng cách tách ra các tế bào tảo để thu nhận sinh khối mà các chất vô cơđược loại trừ và do vậy sự giàu dinh dưõng của thuỷ vực bị giảm đi Việc sửdụng VSV và tảo để làm sạch nước thải sẽ góp phần làm tăng hiệu quả kinh tếcủa phương pháp

Bên cạnh đó còn phải kể đến không ít các VSV có hại Chúng gây bệnhcho con người, cho gia súc, gia cầm, tôm cá, cho cây trồng, cây rừng Chúnglàm hư hao hoặc biến chất lương thực thực phẩm, nguyên liệu, vật liệu, hànghóa Chúng sản sinh các độc tố trong đó có các độc tố hết sức độc Chỉ cần1mg độc tố của Clostridium botulinum cũng đủ để giết hại tới 1000tấn cơ thểsinh vật Chỉ riêng sự tấn công của virut HIV (gây ra bệnh AIDS) cũng đủ gây

ra ở cuối thế kỷ 20 khoảng 30 - 40 triệu người mang HIV (90% thuộc về cácnước đang phát triển) Vào thời điểm ấy có khoảng 4,5 triệu trẻ em bị mẹtruyền HIV sang trong quá trình mang thai và khoảng 10 triệu trẻ em trởthành mồ côi vì bố mẹ đã bị chết vì bệnh AIDS.

Như vậy, VSV với khả năng trao đổi chất của chúng là vô cùng phứctạp và đa dạng Nhưng có thể coi VSV là nguồn lợi thiên nhiên mà chỉ khaithác một ít, đặc biệt ở nước ta thì việc khai thác tài nguyên VSV chưa đượcnhiều Ngành công nghệ vi sinh vật của ta mới bắt đầu Nhưng ngành côngnghệ VSV trên thế giới đã và đang phát triển nhanh chóng Điều này cho phépchúng ta tin vào tiềm năng VSV sẽ góp phần tích cực vào nền kinh tế quốcdân trong tương lai

Chương 2 PHÂN TÍCH CẤU TRÚC NỘI DUNG PHẦN BA: SINH HỌC VI SINH VẬT

2.1 Khái quát cấu trúc nội dung phần ba: Sinh học vi sinh vật

2.1.1 Vị trí

Phần ba: Sinh học vi sinh vật được đặt ở cuối chương trình sinh học 10

là rất hợp lí Vì kiến thức của nó là sự kế thừa những kiến thức về tế bào trước

đó như: cấu tạo tế bào, chuyển hóa vật chất và năng lượng trong tế bào… Cáckiến thức đó là nền tảng cho chúng ta nắm bắt kiến thức phần sinh học vi sinhvật một cách dễ dàng hơn

2.1.2 Cấu trúc

Gồm 3 chương:

- Chương I: Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở vi sinh vật

- Chương II: Sinh trưởng và sinh sản của vi sinh vật

- Chương III: Virut và bệnh truyền nhiễm

2.1.3 Nội dung

Chương I: “Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở vi sinh vật” đề cập tớicác kiểu dinh dưỡng và chuyển hóa vật chất ở VSV thông qua các quá trìnhtổng hợp và phân giải các chất đồng thời cũng nêu nên vai trò của VSV trong

tự nhiên và những ứng dụng của nó với đời sống con người

Chương II: “Sinh trưởng và sinh sản của vi sinh vật” đề cập tới sự sinhtrưởng và sinh sản của VSV, các yếu tố vật lý, hóa học ảnh hưởng tới sự sinhtrưởng

Chương III: “Virut và bệnh truyền nhiễm” đề cập tới các dạng virut, sựnhân lên của virut trong tế bào chủ và mối quan hệ của nó với các sinh vậtkhác Đặc biệt là hội chứng AIDS được chú trọng và bắt đầu đề cập tới cácvấn đề interferon, truyền nhiễm và miễn dịch

Trong ba chương trên thì chương II và chương III là quan trọng nhất.Chương I là cơ sở để tìm hiểu hai chương sau Chương này cung cấp nhữngkiến thức chung nhất về VSV: khái niệm VSV, MT nuôi cấy, dinh dưỡngchuyển hóa vật chất và năng lượng …Sau đó mới đi vào các kiến thức cụ thể

và các ứng dụng của nó

Các bài trong một chương có liên hệ với nhau rất chặt chẽ, nội dungchương trước là nền tảng để học tiếp chương sau Ví dụ nhờ có quá trìnhchuyển hóa vật chất và năng lượng mà VSV mới mới có thể sinh trưởng vàsinh sản hoặc sau khi đi tìm hiểu về sinh trưởng của VSV ta mới tìm hiểu vềcác yếu tố ảnh hưởng tới sinh trưởng của VSV…tính logic của các phần cònđược thể hiện ở các kiến thức đi từ khái quát tới cụ thể từ VSV nói chung chotới virut…

Trong mỗi bài đều được lồng ghép các kiến thức liên hệ thực tiễn từ đógiúp học sinh có ý thức hơn trong việc vận dụng kiến thức vào phục vụ đờisống tạo cho HS niềm đam mê khoa học

2.2 Phân tích nội dung các bài thuộc phần ba: Sinh học vi sinh vật

2.2.1 Phân tích nội dung chương I: Chuyển hoá vật chất và năng lượng ở vi sinh vật

2.2.1.1 Các bài nghiên cứu trong chương I

Bài 22: Dinh dưỡng, chuyển hoá vật chất và năng lượng ở vi sinh vậtBài 23: Quá trình tổng hợp và phân giải các chất ở vi sinh vật

2.2.1.2 Nhiệm vụ của chương I

Đây là chương mở đầu của phần vi sinh vật Chương này đề cập đếncác kiểu dinh dưỡng và trao đổi chất rất đa dạng ở vi sinh vật cùng với nhữngứng dụng của vi sinh vật trong đời sống của con người và vai trò của sinh vậttrong quá trình chuyển hóa vật chất

Sau khi học song chương này, người học sẽ nhận thức được quá trìnhchuyển hóa ở vi sinh vật diễn ra như thế nào? Sự tổng hợp và phân giải sẽđược thực hiện ra sao? Và người ta đã ứng dụng trong thực tiễn như thế nào?

Đó chính là nội dung của chương I

2.2.1.3 Phân tích nội dung các bài thuộc chương I

BÀI 22: DINH DƯỠNG CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT

VÀ NĂNG LƯỢNG Ở VI SINH VẬT

1 Vị trí của bài 22 trong chương

Chương I gồm 2 bài: Bài mở đầu là bài 22: “Dinh dưỡng chuyển hóavật chất và năng lượng ở vi sinh vật” Sau đó là bài 23: “Quá trình tổng hợp

và phân giải các chất ở VSV ” và cũng là bài cuối của chương

Như vậy trình tự nội dung kiến thức của chương I được sắp xếp là hoàntoàn hợp lý Bài 22 là bài rất quan trọng là cơ sở để học bài sau

Bài 22 trình bày các kiểu dinh dưỡng của vi sinh vật dựa theo nguồngốc cacbon và năng lượng Đồng thời phân biệt các kiểu hô hấp cơ bản và lênmen ở vi sinh vật Từ đó nêu được môi trường nuôi cấy cơ bản của vi sinhvật

2 Logic nội dung của bài 22

Để tìm hiểu quá trình dinh dưỡng và chuyển hóa vật chất ở vi sinh vậtdiễn ra như thế nào? Thì trước tiên chúng ta phải biết được vi sinh vật là gì?

Vì vậy mục I: Khái niệm vi sinh vật được đưa lên đầu

Từ những đặc điểm của vi sinh vật là cơ thể rất nhỏ bé chỉ có thể nhìn

rõ chúng dưới kính hiển vi, sinh trưởng và sinh sản nhanh, phân bố rộng, phầnlớn là cơ thể đơn bào nhân sơ hoặc nhân thực Do đó chúng cần phải cónhững môi trường và kiểu dinh dưỡng khác nhau để tăng nhanh số lượng vàphân bố rộng Đó là nội dung mục II: Môi trường và các kiểu dinh dưỡng

Sau khi hấp thụ các chất dinh dưỡng, nguồn năng lượng trong tế bàodiễn ra các phản ứng hóa sinh biến đổi các chất này theo các hướng khác nhautùy và môi trường Tại sao vi sinh vật lại có khả năng này? Câu hỏi này sẽđược giải đáp ở mục III: Hô hấp và lên men.

Như vậy có thể nói các mục trong bài được sắp xếp là hoàn toàn hợp lý

Vì vậy khi giáo viên dạy nên tuân theo trật tự này

3 Trình tự nội dung kiến thức của bài 22

3.1 Nội dung cơ bản của bài 22

Phần I Khái niệm vi sinh vật

Khái niệm: Vi sinh vật là những cơ thể nhỏ bé chỉ nhìn rõ chúng dướikính hiển vi Phần lớn vi sinh vật đơn bào nhân sơ hoặc nhân thực, một số làtập đoàn đơn bào

+ Giáo viên cần nhấn mạnh :

Vi sinh vật không phải là đơn vị phân loại mà là tập hợp một số sinhvật thuộc nhiều giới có chung đặc điểm: Cơ thể đơn bào (một số là tập hợpđơn bào) nhân sơ hoặc nhân thực, có kích thước hiển vi, hấp thụ nhiều,chuyển hóa chất dinh dưỡng nhanh, sinh trưởng và sinh sản nhanh, phân bốrộng và có khả năng thích ứng cao với môi trường sống

Virut không gọi là vi sinh vật

Phần II Môi trường và các kiểu dinh dưỡng

II 1 Các loại môi trường cơ bản

- Môi trường tự nhiên: Vi sinh vật được phân bố ở khắp mọi nơi

- Môi trường phòng thí nghiệm: Căn cứ và chất dinh dưỡng, môi trườngnuôi cấy người ta chia làm ba môi trường cơ bản:

+ Môi trường dùng chất tự nhiên: Gồm các chất tự nhiên

+ Môi trường tổng hợp: Bao gồm các chất đã biết thành phần hóa học

và số lượng

+ Môi trường bán tổng hợp: Gồm các chất tự nhiên và các chất hóa học

II.2 Các kiểu dinh dưỡng

- Theo nguồn cacbon:

+ Vi sinh vật tự dưỡng (nguồn cacbon là C02)

+ Vi sinh vật dị dưỡng (nguồn cacbon là hợp chất hữu cơ)

- Theo nguồn năng lượng:

+ Vi sinh vật quang dưỡng (năng lượng ánh sáng)

+ Vi sinh vật hóa dưỡng (năng lượng hóa học của các chất vô cơ hayhữu cơ)

- Theo nguồn cacbon và năng lượng chia làm 4 kiểu

+ Quang tự dưỡng bao gồm tất cả các vi sinh vật quang hợp có nhânthực, nhân sơ có vi khuẩn lam và một số vi khuẩn lưu huỳnh màu lục và màutía thuộc nhóm này

+ Quang dị dưỡng chỉ có một số vi khuẩn màu tía và màu lục

+ Hoá dị dưỡng bao gồm tất cả các động vật và đa số vi sinh vật thườnggặp ở dưa muối, thực phẩm bị thối giữa, đường ruột của người và động vật

+ Hoá tự dưỡng chỉ gặp ở một số vi khuẩn

Phần III Hô hấp và lên men

Trong môi trường có ôxi phân tử, một số vi sinh vật tiến hành hô hấphiếu khí Còn môi trường không có ôxi phân tử thì vi sinh vật tiến hành lênmen hoặc hô hấp kị khí

III.1 Hô hấp

a, Hô hấp hiếu khí:

- Khái niệm: Hô hấp hiếu khí là quá trình oxi hóa các hợp chất hữu cơ

mà chất nhận electron cuối cùng là oxi phân tử Ở sinh vật nhân sơ diễn ra

ngay trên màng sinh chất còn ở sinh vật nhân thực chuỗi chuyền electron ởmàng trong ty thể.

- Sản phẩm cuối cùng của quá trình phân giải đường, C02, H20 ở vikhuẩn khi phân giải một phân tử glucôzơ trung bình tích lũy được khoảng 36-38 ATP

PTPƯ: C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O +(36-38) ATP

- Một số vi khuẩn khi môi trường thiếu nguyên tố vi lượng làm rối loạnquá trình hô hấp Dẫn đến loại vi sinh vật này thực hiện hô hấp không hoàntoàn

Hô hấp hiếu khí không hoàn toàn: Khi thiếu một số enzim mặc dù cóoxi phân tử như vi sinh vật hô hấp hiếu khí có thể dừng lại ở pha phân giảithứ nhất (đường phân và chu trình Crep) Vì thế chúng thải ra môi trường cácsản phẩm phân giải dở dang nên gọi là hô hấp hiếu khí không hoàn toàn.Nhiều sản phẩm được giải phóng ra môi trường từ chu trình Crep

Ví dụ : hô hấp nitrat, hô hấp sunfat

+ Hô hấp nitrat: Vi sinh vật lấy oxi phân tử từ hợp chất nitrat làm chấtnhận electron cuối cùng trong chuỗi hô hấp Từ một mol glucozơ thu đượckhoảng 30% năng lượng

+ Hô hấp Sunfat: Vi sinh vật lấy oxi từ sunfat để làm chất nhận electroncuối cùng trong chuỗi vận chuyển electron Từ một mol glucozơ trung bìnhthu được khoảng 25% năng lượng của một mol glucozơ

III.2 Lên men :

- Lên men là quá trình chuyển hóa kị khí diễn ra trong tế bào chất.Trong đó chất cho electron, chất nhận electron là các phân tử hợp chất hữu cơ

- Sản phẩm của quá trình lên men ngoài C02 còn có hợp chất cacbonchưa được oxi hóa hoàn toàn như rượu, axit hữu cơ, anđehit …

- Lên men phổ biến : Lên men rượu, lên men lactic làm dưa chua, làmsữa chua

3.2 Kiến thức ứng dụng, thực tiễn có liên quan

Từ việc nghiên cứu quá trình dinh dưỡng chuyển hóa vật chất và nănglượng ở vi sinh vật ta ứng dụng và thực tiễn để sản xuất rượu, bia, làm sữachua, muối dưa …

Bài 23: QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP VÀ PHÂN GIẢI

CÁC CHẤT Ở VI SINH VẬT

1 Vị trí của bài trong chương

Bài 23 là bài thứ hai trong chương I sau bài 22 “Dinh dưỡng, chuyểnhóa vật chất và năng lượng” và cũng là bài cuối của chương là hoàn toàn hợplý

Sau khi học song bài này, người học sẽ có một cái nhìn khái quát vềquá trình tổng hợp và phân giải các chất ở vi sinh vật Từ đó ứng dụng đặcđiểm có lợi, hạn chế những đặc điểm có hại của quá trình tổng hợp và phângiải, để phục vụ cho đời sống và bảo vệ môi trường

2 Logic nội dung của bài 23

Quá trình tổng hợp của vi sinh vật diễn ra rất nhanh vì vi sinh vật sinhtrưởng rất nhanh Do đó quá trình hấp thụ chất dinh dưỡng, chuyển hóa vậtchất, năng lượng và sinh tổng hợp các chất trong tế bào cũng diễn ra rất

nhanh Phần lớn các vi sinh vật tự tổng hợp các chất như protein, lipit…người ta lợi dụng điều này để sản xuất những loại axit amin quý Đồng thờivới quá trình tổng hợp là quá trình phân giải và mối quan hệ qua lại giữachúng Vì vậy trình tự nội dung của bài 23:

+ Phần I Quá trình tổng hợp

+ Phần II Quá trình phân giải

+ Phần III.Mối quan hệ giữa tổng hợp và phân giải

là hoàn toàn hợp lý Khi dạy giáo viên nên tuân theo trình tự này

3 Trình tự nội dung kiến thức của bài 23

3.1 Nội dung kiến thức cơ bản của bài 23

Phần I: Quá trình tổng hợp

- Vi sinh vật sinh trưởng nhanh, do có quá trình hấp thụ chất dinhdưỡng, chuyển hóa vật chất, năng lượng và sinh tổng hợp các chất diễn ra ởtrong tế bào với tốc độ rất nhanh

-Đặc điểm của trình tổng hợp các chất ở vi sinh vật:

+ Diễn ra với vận tốc nhanh, phương thức tổng hợp đa dạng

+ Vi sinh vật có khả năng tổng hợp các chất là thành phần chủ yếu của

tế bào: axit nucleic, protein, polysaccarit… nhờ sử dụng năng lượng và cácenzim nội bào

 Tổng hợp protein

(axit amin)n lk peptit Protein

 Tổng hợp polysaccrit nhờ chất khởi đầu ADP - glucozơ

(Glucozơ)n + ADP - Glucozơ (Glucozơ)n + 1 + ADP

 Tổng hợp lipit từ glixerol và axit béo

Glixerol + axit béo lk este lipit

 Tổng hợp axit nucleic bằng cách kết hợp giữa bazơ nitơ với đường 5cacbon và axit photphoric để tạo tra các nucleotit, sự liên kết giữa cácnucleotit tạo ra axit nucleic.

Con người tạo ra các vi sinh vật để tạo ra các loại axit amin quý nhưaxit glutamic (nhờ VK corynebacterium glutamicum), lizim (nhờ các loài vikhuẩn Brevibacterium và tạo protein đơn bào (nhờ nấm men - loại vi sinh vậtđơn bào giàu protein )

Phần II: Quá trình phân giải

- Đặc điểm của quá trình phân giải

+ Diễn ra bên ngoài cơ thể nhờ các enzim do VSV tiết ra hoặc bêntrong tế bào Hình thức phân giải đa dạng

+ Với các chất có phân tử lớn như axit nucleic, protein, …không thểvận chuyển qua màng được, VSV phải tiết enzim ra ngoài môi trường (enzimngoài tế bào) để thủy phân các cơ chất trên thành các chất đơn giản Sau đótiếp tục phân giải để tạo năng lượng

II.1 Phân giải protein và ứng dụng:

- Quá trình phân giải protein phức tạp thành các axit amin diễn ra bênngoài vi sinh vật nhờ enzim proteaza, chúng phân giải protein thành axit aminsau đó các vi sinh vật hấp thụ để phân giải tạo ra năng lượng hoặc dùng thểtổng hợp các chất hữu cơ đặc trưng của VSV

- Khi môi trường thiếu cacbon và thừa nitơ thì vi sinh vật sẽ khử amincủa axit amin và sử dụng axit hữu cơ làm nguồn cacbon, do đó có amoniacbay ra

- Ứng dụng: quá trình phân giải protein của vi sinh vật để làm nướcmắm, nước chấm…

II.2.Phân giải polysaccarit và ứng dụng

- Nhiều loài vi sinh vật có khả năng phân giải ngoại bào các polisaccarit thành các đường đơn và phân giải tiếp theo con đường hiếu khí, kịkhí lên men

- Ứng dụng: chế biến thực phẩm.

a, Lên men rượu:

nấm (đường hóa)

(C H O ) C H O nấmmenrượu C H OH CO

b.Lên men lactic:

- Len men lactic là quá trình chuyển hĩa kị khí đường ( glucozơ,lactozơ…) thành sản phẩm chủ yếu là axit lactic cĩ hai loại lên men lactic làlên men đồng hình và lên men dị hình

    

VKlacticđồnghình VKlacticdịhình

c, Phân giải xenlulozơ:

Hợp chất chủ yếu trong xác thực vật là xenlulozơ Các vi sinh vật cĩkhả năng tiết enzim xenlulozơ để phân giải xenlulozơ thành các chất etanol,axit axetic, axit focmic, H2, CO2…

Vai trị: Thực hiện vịng tuần hồn vật chất trong tự nhiên làm tăng độphì của đất, giảm thiểu ơ nhiễm mơi trường Mặt khác, do quá trình phân giảitinh bột, protein, xenlulozơ…mà vi sinh vật làm hỏng thực phẩm, đồ uống,quần áo và thiết bị cĩ xenlulozơ

Phần III Mối quan hệ giữa tổng hợp và phân giải

Tổng hợp (đồng hĩa) và phân giải (dị hĩa) là hai quá trình ngược nhaunhưng thống nhất trong hoạt động sống của TB

+ Đồng hĩa tổng hợp các chất để cung cấp nguyên liệu cho dị hố+ Dị hĩa phân giải các chất cung cấp năng lượng, nguyên liệu cho đồnghĩa

3.2 Kiến thức ứng dụng, thực tiễn cĩ liên quan

Do tốc độ sinh sản cao nên con người đã sử dụng vi sinh vật để:

a Ứng dụng quá trình tổng hợp ở VSV

 Sản xuất sinh khối: (hoặc protein đơn bào)

Sinh khối vi khuẩn, nấm men, nấm sợi, vi tảo có nhiều protein nên gọi

là protein đơn bào (Single-cell protein - SCP)

Sinh khối của tế bào vi sinh vật luôn có hàm lượng protein cao năngsuất tạo protein của vi sinh vật cao hơn nhiều so với chăn nuôi nhỏ tốc độcsinh sản nhanh hơn nữa, các vi sinh vật có thể tạo SCP từ các nguyên liệu rẻtiền, thậm chí từ nhiều phụ phế liệu công, nông, lâm nghiệp

+ Nhiều loại nấm ăn ( nấm hương, nấm mỡ, nấm rơm…) là loại thựcphẩm qúy

+ Chất thải từ các xí nghiệp chế biến rau, quả, bột, rữa… là có chất lênmen để thu nhận sinh khối dùng làm thức ăn cho chăn nuôi…

 Sản xuất amin:

Nhiều thực phẩm có nguồn gốc từ thực vật chứa hàm lượng protein caonhưng lại không thể làm nguồn protein thức ăn cho con người và gia súc dothiếu một số axit amin không thay thế cần thiết

VD: Protein lúa mì nghèo lizin, protein ngô nghèo lizim và triptophan,protein đậu nghèo metionin…

Vì vậy để đảm bảo hiệu quả của thức ăn cho người và gia súc, cần phải

bổ sung các axit amin không thể thay thế nói trên vào thực phẩm có nguồngốc cây trồng

Các axit amin nói trên đều được thu nhận chủ yếu nhờ lên men vi sinhvật

Ví dụ : Riêng chủng vi khuẩn đột biến Cory nebacterium glutamcum đãđược sử dụng trong công nghiệp để sản xuất các axit amin như glutamic đượcdùng làm gia vị nhằm tăng độ ngon ngọt của các món ăn

 Sản xuất các chất xúc tác sinh học:

- Các enzim ngoại bào do vi sinh vật tổng hợp và tiết vào môi trườngkhi lên men được sử dụng rộng rãi trong đời sống con người và trong nềnkinh tế quốc dân.

+ Amilaza: (Thủy phân tinh bột) được dùng khi làm tương, rượu nếp,trong công nghiệp sản xuất bánh kẹo, công nghiệp dệt, sản xuất sirô

+ Proteaza: (Thủy phân protein) được dùng khi làm tương, chế biếnthịt, trong công nghiệp thuộc da, công nghiệp bột giặt…

+ Xenluloza : (Thủy phân xenlulozơ) dùng trong chế biến rác thải và sử

lý các bã thải dùng làm thức ăn cho chăn nuôi và sản xuất bột giặt

+ Lipaza : (Thủy phân lipit) dùng trong công nghiệp bột giặt và chất tẩyrửa

 Sản xuất gôm sinh học:

- Một số loại polisaccarit gọi là gôm do vi sinh vật tiết ra cũng đangđược sử dụng rộng rãi trong đời sống con người Gôm dùng trong côngnghiệp để sản xuất kem, sản xuất kem phủ bề mặt ngoài bánh và làm chất phụgia trong công nghiệp khai thác dầu hỏa Trong y học gôm được dùng làmchất thay huyết tương và trong sinh học dùng làm chất tách enzim

Tuy nhiên không phải sản phẩm tổng hợp nào của vi sinh vật cũng đều

có tiện ích Trên thực tế nhiều độc tố của vi sinh vật trong đó có một số làenzim đã đem lại cho con người biết bao thảm họa (ngộ độc, bệnh tật, tửvong)

Hơn nữa vi sinh vật không có “ý thức”, làm lợi hay làm hại cho conngười, chúng ta cần chủ động điều khiển chúng Chẳng hạn nếu ta chủ độngdùng các vi sinh vật có khả năng sản sinh ra aminlaza, protelaza, hoặcxenluloza để sử lý nước thải giàu tinh bột, protein, xenlulozơ, ta sẽ thu đượcnước thải sạch Trái lại cũng vẫn các vi sinh vật trên nếu đển chúng tự do sinhtrưởng trên các thực phẩm, dược phẩm thì tổn thất hoặc tai họa

sẽ đến

b Ứng dụng quá trình phân giải của vi sinh vật

 Sản xuất thực phẩm cho con người và thức ăn cho gia súc

Sử dụng các bã thải thực vật như: rơm rạ, lõi ngô… để trồng các loạinấm ăn

Sử dụng nước thải từ các xí nghiệp chế biến sắn, khoai tây, donggiềng… để nuôi cấy một số nấm men có khả năng đồng hóa tinh bột nhằm thusinh khối làm thức ăn cho gia súc…

 Cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trồng

Nhờ các hoạt tính phân giải của VSV mà xác các động vật và thực vậttrong đất được chuyển thành chất dinh dưỡng cho cây trồng Do đó tạo độ phìcho đất

 Tác hại của quá trình phân giải

+ Gây hư hỏng thực phẩm

+ Làm giảm chất lượng của các loại lương thực đồ dùng và hàng hóa

2.2.2 Phân tích nội dung chương II: Sinh trưởng và sinh sản của vi sinh vật

2.2.2.1 Các bài nghiên cứu trong chương II

Bài 25: Sinh trưởng của vi sinh vật

Bài 26 : Sinh sản của vi sinh vật

Bài 27: Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng của vi sinh vật

2.2.2.2 Nhiệm vụ của chương II

Đây là chương quan trọng của phần III: Sinh học vi sinh vật Chươngnày giúp ta hiểu được quá trình sinh trưởng, sinh sản của vi sinh vật diễn ranhư thế nào? Và các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng của vi sinh vật trong

đó nhấn mạnh đến nhân tố hóa học và lý học

2.2.2.3 Phân tích nội dung các bài trong chương II

Bài 25: SINH TRƯỞNG CỦA VI SINH VẬT

1 Vị trí của bài trong chương

Là bài đầu tiên của chương II

2 Logic nội dung của bài 25

Phần I: Khái niệm sinh trưởng

PhầnII: Sự sinh trưởng của quần thể vi khuẩn

1 Môi trường nuôi cấy không liên tục

2 Môi trường nuôi cấy liên tục

Như vậy logic của bài 25 là hoàn toàn hợp lý

3 Trình tự nội dung kiến thức của bài 25:

3.1 Nội dung kiến thức cơ bản:

Phần I Khái niệm sinh trưởng:

Khái niệm : Sự sinh trưởng của quần thể vi sinh vật được hiểu là sựtăng số lượng tế bào của quần thể đó

Thời gian từ khi sinh ra một tế bào cho đến khi tế bào đó phân chiahoặc số tế bào trong quần thể tăng gấp đôi gọi là thời gian thế hệ (kí hiệu là g )

Phần II Sinh trưởng của quần thể vi khuẩn:

II.1 Nuôi cấy không liên tục:

Khái niệm:

Nuôi cấy không liên tục là môi trường nuôi cấy không được bổ sungchất dinh dưỡng mới và không được lấy đi các sản phẩm chuyển hóa vật chấtđược gọi là môi trường nuôi cấy không liên tục.

Số tế bào trong bình sau n lần phân chia từ N0 tế bào ban đầu trong thờigian t là :

Nt = N0 x 2n

Quần thể vi khuẩn trong nuôi cấy không liên tục sinh trưởng theođường cong gồm 4 pha:

+ Pha tiềm phát: ( pha log)

Vi khuẩn thích nghi với môi trường, số lượng tế bào trong quần thểchưa tăng , enzim cảm ứng được hình thành để phân giải cơ chất

+ Pha lũy thừa (Pha log )

Vi khuẩn sinh trưởng với tốc độ lớn và không đổi, số lượng tế bàotrong quần thể tăng rất nhanh

+ Pha cân bằng:

Số lượng vi khuẩn trong quần thể đạt kết quả cực đại và không đổi theothời gian, vì số lượng tế bào sinh ra bằng số lượng tế bào chết đi

+ Pha suy vong:

Số tế bào sống trong quần thể giảm dần do tế bào trong quần thể bịphân hủy ngày càng nhiều, chất dinh dưỡng cạn kiệt, chất độc hại tích lũynhiều ức chế vi khuẩn sinh sản

II.2.Nuôi cấy liên tục:

Nuôi cấy liên tục là môi trường nuôi cấy luôn được bổ sung các chấtdinh dưỡng vào và đồng thời lấy ra một lượng dịch nuôi cấy tương đương gọi

là môi trường nuôi cấy liên tục

Ứng dụng:

Sử dụng phương pháp nuôi cấy liên tục trong sản xuất sinh khối để thunhận protein đơn bào, hợp chất có hoạt tính sinh học như amin, enzim, cácchất khoáng…

3.2 Những kiến thức ứng dụng, thực tiễn có liên quan

Giáo viên mở rộng:

+ Tỉ số nghịch đảo của thời gian thế hệ ( thường tính theo giờ ) là 3 đây

là hằng số tốc độ sinh trưởng riêng của E coli, tức trong 1 giờ trực khuẩnđường ruột có 3 lần phân chia

+ Khi sinh trưởng E.coli hấp thụ rất nhiều chất dinh dưỡng từ môitrường, làm cho chất dinh dưỡng cạn dần, đồng thời VK này thải ra môitrường các chất độc hại được tạo ra trong quá trình chuyển hóa VK không thểphân chia mãi trong điều kiện nuôi cấy không liên tục Nên để thu được tế bàoVSV tối đa thì nên dừng lại ở pha cân bằng

Giáo viên giới thiệu:

+ Để khắc phục những nhược điểm của nuôi cấy không liên tục (chấtdinh dưỡng cạn dần, chất độc chất độc hại được tạo ra trong quá trình chuyểnhóa ngày càng nhiều) người ta phải tiến hành nuôi cấy liên tục VSV trongbình lên men

+ Mục đích : Dùng để thu sinh khối và sản xuất các chất hoạt tính sinhhọc được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp

Như vậy từ những hiểu biết về sinh trưởng của VSV cho phép chúng tagiải thích được sự tăng lên với số lượng lớn VSV qua thời gian thế hệ

Từ sự hiểu biết về sự sinh trưởng của VK giúp ta giải thích được vì sao

ở nuôi cấy không liên tục sinh khối thu được không cao bằng nuôi cấy liêntục Từ đó ứng dụng vào thực tiễn để thu được các hợp chất sinh học nhưprotein, axit amin, enzim…

BÀI 26: SINH SẢN CỦA SINH VẬT

1 Vị trí của bài 26 trong chương

Bài 26 là bài thứ hai của chương sau bài 25 “Sinh trưởng của vi sinhvật” và trước bài 27 “Các yếu tố ảnh hưởng của vi sinh vật” là hợp lý Vì sựtăng số lượng cá thể vi sinh vật được xem là sự sinh sản

2 Logic của bài 26

Phần I: Sinh sản của vi sinh vật nhân sơ: được trình bày lần lượt theocác kiểu sinh sản: phân đôi, sinh sản bằng hình thức nảy chồi và tạo thành bàotử

Phần II : Sinh sản của vi sinh vật nhân thực: được trình bày theo cáckiểu sinh sản bằng bào tử, sinh sản bằng cách nảy chồi và phân đôi

Sự sắp xếp các mục như vậy là hoàn toàn hợp lí giúp chúng ta thấy quátrình tiến hóa của các hình thức sinh sản từ sinh sản vô tính đến sinh sản hữutính

3 Trình tự nội dung kiến thức của bài 26

3.1 Nội dung kiến thức cơ bản

Phần 1: Sinh sản của vi sinh vật nhân sơ

Một số vi khuẩn sinh sản bằng ngoại bào tử (bào tử được hình thànhbên ngoài tế bào sinh dưỡng) như VSV sinh dưỡng metan, hay bằng bào tửđốt ở xạ khuẩn, vi khuẩn quang dưỡng màu tía có hình thức phân nhánh vànảy chồi.

Khi gặp điều kiện bất lợi, một số vi khuẩn sinh dưỡng hình thành nộibào tử (endospore) Nội bào tử thực chất là giai đoạn nghỉ của tế bào khi điềukiện môi trường khó khăn không phải là hình thức sinh sản Nội bào tử có lớp

vỏ dày chứa canxidipicolinat

Phần 2: Sinh sản của vi sinh vật nhân thực

2.1 Sinh sản bằng bào tử

Nấm đặc biệt là nấm mốc sinh sản chủ yếu bằng bào tử Đây là hìnhthức sinh sản rất hiệu quả của nấm

Sinh sản bằng bào tử có 2 dạng: bào tử kín và bào tử trần

2.2 Sinh sản bằng cách nảy chồi và phân đôi

Nảy chồi: Đa số nấm men hình thức sinh sản chủ yếu là nảy chồi, một

số sinh sản bằng phân đôi hoặc bằng bào tử

Phân đôi: nấm men rượu, tảo lục đơn bào, tảo mắt…riêng trùng đế giầysinh sản vô tính bằng phân đôi và sinh sản hữu tính bằng cách hình thành bào

tử chuyển động hay hợp tử nhờ kết hợp giữa 2 tế bào

3.2 Những kiến thức ứng dụng, thực tiễn có liên quan

Hầu hết VK sinh trưởng không phải là sự tăng kích thước tế bào riêng

lẻ mà là sự tăng số lượng tế bào

Ví dụ: trong điều kiện thuậu lợi với thời gian là 120 phút, 1 tế bào VK

có thể tạo ra 1 quần thể có khối lượng 80 nghìn tấn xong trong tự nhiên donhiều yếu tố kìm hãm tốc độ sinh sản và tử vong cao Vì vậy với VK có lợichúng ta cần tạo điều kiện tối ưu để chúng sinh sản và thu sản phẩm với chất

lượng mong muốn Đối với VK có hại, gây bệnh cần tạo điều kiện bất lợi nhấtnhư muối dưa cần muối mặn hơn và nén chặt hơn để ngập nước trong vại.

VK khi có sự tiếp hợp, tải nạp, hoặc biến nạp VK nhận biết có thể tiếpnhận 1 NST của tế bào cho và biến thành hợp tử của từng phần (hợp tử khônghoàn toàn) VK ở tự nhiên luôn là những cơ thẻ đơn bội Từ đó ứng dụngtrong KTDT

Bào tử nấm có thể mang lại lợi ích cho con người nhưng cũng gây táchại không nhỏ như gây dị ứng, bệnh ung thư phổi…

Từ những hiểu biết về sinh sản của VSV mà nhười ta có cách điềuchỉnh làm cho những VK có lợi tăng số lượng lớn trong thời gian ngắn và kìmhãm những VK có hại cho con người tối đa nhất

Ứng dụng vào thực tiễn sản xuất những VK có lợi như nấm mốc…trong sản xuất bánh mì, rượu, bia

BÀI 27: CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SINH TRƯỞNG

CỦA VI SINH VẬT

1 Vị trí của bài 27 trong chương

Là bài thứ ba, sau bài 26 “Sinh sản ở vi sinh vật” và cũng là bài cuốicủa chương II: Sinh trưởng và phát triển của VSV Xếp như vậy là hoàn toànhợp lí, vì quá trình sinh sản chính là sự tăng về số lượng cá thể của VSV Saukhi tìm hiểu VSV sinh trưởng và sinh sản như thế nào, ta sẽ tiếp tục tìm hiểucác yếu tố ảnh hưởng tới quá trình sinh trưởng của VSV

2 Logic của nội dung bài 27

VSV sinh trưởng và sinh sản sẽ chịu tác động của các chất hóa học, cácchất này sẽ kích thích hay kìm hãm đến sự sinh trưởng, sinh sản của VSV

Như vậy sự tác động của các chất hóa học rất có ý nghĩa đối với sự sinhtrưởng và phát triển của VSV.

Ngoài ra VSV còn chịu tác động của các yếu tố lí học như nhiệt độ, độ

ẩm, độ PH, ánh sáng, áp suất thẩm thấu, các yếu tố này sẽ thúc đẩy sự sinhtrưởng của VSV khi phù hợp và nó sẽ là yếu tố diệt khuẩn hay ức chế nếudưới ngưỡng hoặc quá ngưỡng

Như vậy, chúng ta thấy logic được trình bày trong bài 27 là hoàn toànphù hợp

3 Trình tự nội dung kiến thức của bài 27

3.1 Nội dung và kiến thức cơ bản

- Phân biệt VSV khuyết dưỡng và VSV nguyên dưỡng

 VSV nguyên dưỡng là VSV tự tổng hợp được nhân tố sinh trưởng

 VSV khuyết dưỡng là VSV không tự tổng hợp được nhân tố sinhtrưởng

cao với môi trường giàu các chất dinh dưỡng trong điều kiện kí sinh, hoạt sinh.

- Ứng dụng: Có thể dùng E.coli tritophan ẩm để kiểm tra thực phẩm

1.2 Chất ức chế sinh trưởng

- Liệt kê một số chất hóa học dùng để ức chế sự sinh trưởng của VSV

- Cơ chế tác động của các chất hóa học: 4 cách

+ Oxi hoá các bộ phận tế bào

+ Ngăn cản quá trình TĐC, thay đổi tính thấm của màng sinh chất+ Làm biến tính protein

+ Phá huỷ màng sinh chất

+ Ứng dụng trong thực tiễn

Phần 2: Các yếu tố lí học

2.1 Nhiệt độ

- Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng của VSV

- Phân loại: Chia làm 4 nhóm là VSV ưa lạnh, VSV ưa ẩm, VSV ưanhiệt và VSV ưa siêu nhiệt

Ngưỡng tối ưu cho VSV phát triển nhất của từng nhóm:

+ VSV ưa lạnh: sống ở Nam cực to: 15o C

+ VSV ưa ấm: sống trong đất, nước kí sinh to: 20 - 40o C

+ VSV ưa nhiệt: Nấm, tảo, vi khuẩn to: 55 - 65o C

+ VSV ưa siêu nhiệt: Vi khuẩn đặc biệt to: 75 - 100o C

- Ứng dụng vào thực tiễn: sử dụng nhiệt độ cao để thanh trùng và nhiệt

độ thấp để kìm hãm sự sinh trưởng của VSV

2.2 Độ ẩm

- Vai trò của độ ẩm đối với sự sinh trưởng của VSV

- Ứng dụng vào thực tiễn: Có thể dùng nước để khống chế sự sinhtrưởng của VSV vì mỗi loại VSV sinh trưởng trong một giới hạn độ ẩm thíchhợp

2.3 pH

- Vai trò của pH đối với sự chuyển hóa của VSV

- Phân loại: Chia làm 3 nhóm:

+ VSV ưa axit: Đa số nấm, một số vi khuẩn pH: 46

+ VSV ưa trung tính: Vi khuẩn, động vật nguyên sinh pH: 68

+ VSV ưa kiềm: Vi khuẩn ở các hồ, đất kiềm pH: 9 11

2.4 Ánh sáng

- Vai trò của ánh sáng đối với vi khuẩn

- Ứng dụng vào thực tiễn: Có thể dùng bức xạ ánh sáng để tiêu diệthoặc ức chế VSV như tia tử ngoại, tia Rơnghen, gama làm biến tính, gâyion hóa và có thể dẫn đến đột biến hay gây chết

2.5 Áp suất thẩm thấu

- Ảnh hưởng của áp suất thẩm thấu lên sự sinh trưởng và phát triển củaVSV Nếu sự chênh lệch của nồng độ của một chất hai bên màng quá lớn sẽgây tác động xấu đến VSV làm VSV không phân chia được

- Vì vậy, khi đưa sinh vật vào môi trường nhiều đường, muối, tức môitrường ưu trương thì nước trong tế bào VSV bị rút ra ngoài, gây co nguyênsinh, do đó chúng không phân chia được

3.2 Những kiến thức ứng dụng, thực tiễn có liên quan

Chất hóa học có thể kích thích hoặc kìm hãm sự phát triển của VSV.Đối với VSV không có lợi người ta sử dụng các chất diệt khuẩn thông thường

là cồn, nước giaven, thuốc tím để tiêu diệt

Việc quảng cáo các loại xà phòng thơm trên tivi chỉ mang tính chấtquảng cáo để bán sản phẩm chứ không phải là chất diệt khuẩn mà chỉ loại vikhuẩn nhờ bọt xà phòng khi chúng ta rửa thì trôi đi

Các nhân tố vật lí sẽ trực tiếp tác động lên cơ thể VSV người ta có thể

sử dụng nhiệt độ để ức chế các vi khuẩn kí sinh, dùng pH để khống chế vikhuẩn kí sinh gây bệnh

2.2.3 Phân tích nội dung chương III: Virut và bệnh truyền nhiễm

2.2.3.1 Các bài nghiên cứu trong chương III

Bài 29: Cấu trúc các loại virút

Bài 30: Sự nhân lên của virút trong tế bào chủ

Bài 31: Virút gây bệnh, ứng dụng của virút trong thực tiễn

Bài 32: Bệnh truyền nhiễm và miễn dịch

2.2.3.2 Nhiệm vụ của chương III

Từ hình thái giải phẫu đến chức năng sinh lí và cuối cùng là ứng dụngtrong thực tiễn Ban đầu nghiên cứu cấu tạo chính của virut rồi đến hoạt độngsống của virut trong tế bào chủ Trên cơ sở hoạt động sống đó nghiên cứu một

số bệnh do chúng gây ra và ứng dụng hoạt động đó vào nghiên cứu di truyền

2.2.3.3 Phân tích nội dung các bài trong chương III

BÀI 29: CẤU TRÚC CÁC LOẠI VIRUT

1 Vị trí của bài trong chương

Là bài đầu tiên của chương đóng vai trò nền tảng để ta tìm hiểu các bàitiếp theo Trước bài 30 “Sự nhân lên của virut trong tế bào chủ” là hoàn toànhợp lí Bởi vì trước khi muốn tìm hiểu về hoạt động sống của virut thì chúng

ta phải có cái nhìn khái quát về virut được trình bày ở bài 29

Đây là kiến thức cơ bản, mở đầu để học sinh có cơ sơ tìm hiểu sâu hơn

về nhóm sinh vật đặc biệt này

2 Logic nội dung của bài

Cấu trúc của virut gồm cấu tạo và hình thái Vì vậy, logic nội dung củabài xếp theo thứ tự:

Phần 1 Cấu tạo

Phần 2 Hình thái