Docstoc

Chuyen_de_Vi_Sinh_Vat

Document Sample
Chuyen_de_Vi_Sinh_Vat Powered By Docstoc
					SINH HỌC VI SINH VẬT
A. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ VI SINH VẬT 1. Khái niệm : VSV gồm nhiều nhóm phân loại khác nhau, là những cơ thể đơn bào hay tập hợp đơn bào, có kích thước hiển vi. 2. Đặc tính chung - Kích thước vô cùng nhỏ bé, cấu tạo rất đơn giản

VK nano 0,05-0,2µm

Mycoplasma 0,3 µm

VK lam Oscillatoria 7µm

- Có khả năng sinh trưởng và phát triển cực kỳ nhanh. (TB nhỏ, DT bề mặt lớn->có lợi cho sự vận chuyển chất dinh dưỡng -> sinh trưởng nhanh ) - Có khả năng hấp thụ nhiều, chuyển hóa nhanh, sinh tổng hợp mạnh mẽ các chất có hoạt tính sinh học. ( TB nhỏ, tỷ lệ S/V lớn-> Bề mặt TĐC lớn ->sự TĐC với MT hiệu quả hơn. . 1cm3 VK có S = 6m2. . 1kg nấm men phân giải được 1000kg đường/ngày có nghĩa là trong 1h có thể phân giải lượng thức ăn gấp 110 lần khối lượng cơ thể.) - Phân bố rất rộng rãi nhờ khả năng thích ứng với nhiều điều kiện khác nhau của MT

Sulfolobus (ưa nhiệt Natronobacterium (ưa mặn sống ở suối nước ,sinh trưởng tối ưu ở pH 9,5 nóng nhiều S, pH 1) ( Bào tử nhiều Vk chịu được 10% AgCl trong 2h, trong phênol 5%5/15 ngày.) - Dễ phát sinh biến dị: • Tần số biến dị ở vi sinh vật là 10-5 – 10-10 • Biến dị thường gặp là đột biến gen - Đa dạng về chủng loại ( ĐV có 1,5 triệu loài, TV có 0,5 triệu loài, VSV có 100 000 loài (1/10 con số thực trong tư nhiên) Trong ruột người có 100 - 400 loại VSV, chiếm 1/3 khối lượng phân khô của người. Hàng năm bổ sung thêm 1500 loài mới.) 3. Phương pháp nuôi cấy VSV: a. Cơ sở: tạo các chủng VSV thần khiết b. Phương pháp: - Pha loãng mẫu trong nước vô trùng - Cấy dung dịch lên môi trường đặc ở nhiệt độ thích hợp  tạo khuẩn lạc VK H. pylori pH = 2-3
Tổ Sinh vật – Trường THPT Phan Bội Châu

Bào tử Cl.Botulinum chịu 180oC/10 phút

1

- Cấy từ khuẩn lạc sang môi trường mới  tạo chủng VSV thần khiết c. Cần phân biệt được MT tự nhiên và MT nuôi cấy của VSV - VSV phân bố rất rộng rãi trong đất, nước, đáy đại dương, trên cơ thể người, động vật, thực vật, …Các yếu tố trên được gọi là MT tự nhiên (nơi cung cấp các chất cần thiết cho sự ST và PT) của VSV - MT nuôi cấy VSV: do con người chủ động tạo ra để nuôi cấy các VSV trong phòng thí nghiệm. Dựa vào nguồn gốc của nguyên liệu chia 3 loại: + MT tự nhiên: Chứa các chất tự nhiên như sữa, thịt , trứng, huyết thanh, máu, …với số lượng và thành phần không xác định + MT tổng hợp: Đã biết thành phần hóa học và số lượng của các chất có trong MT: [ VD: (NH4)PO4-1,5; KH2PO4-1,0; MgSO4-0,2; CaCl2-0,1; NaCl – 5,0 ( g/l) ] + MT bán tổng hợp: chứa 1 số chất tự nhiên và một số chất hóa học đã biết rõ thành phầnvà số lượng  Vậy không khí có được coi là MT tự nhiên của VSV không? - Không, do kk không có các chất dinh dưỡng và các điều kiện khác cho sự ST và PTcủa VSV. - Không khí chỉ là nơi phát tán các VSV cùng với các bụi bẩn 4. VSV Có kiểu dinh dưỡng đa dạng hơn hẳn ĐV và TV - Kiểu dinh dưỡng là cách thức VSV sử dụng năng lượng và thức ăn trong MT. + Quang tự dưỡng : nguồn năng lượng là AS, nguồn C chủ yếu là CO2. Diệp lục CO2 + H2O (CH2O)n + O2 Khuẩn lục tố CO2 + H2S (CH2O)n + H2O + S

VK lam anabaena cylindrica

VK lưu huỳnh màu tía

+ Hoá tự dưỡng : nguồn năng lượng là các chất vô cơ, nguồn C chủ yếu là CO2. ( Chỉ có ở VK nitrát , nitrit hoá ) - Các vi khuẩn nitrít hóa: 2NH4+ + 3O2 → 2NO2- + 2H2O + 4H+ + 552,3kj - Các vi khuẩn nitrát hóa: NO2- + 1/2O2 → NO3- + 75,7 kj * Phản ứng tổng hợp chất hữu cơ Q [H] + CO2 → C6H12O6 + H2O Nitrosomonas (VK nitơrít hóa) Nitrobacter ( VK nitơrát hóa) VK sắt: 2Fe2+ + 1/2O2 + 2H+ → 2Fe3+ + H2O + 88,7kj (Q = 6% . 158 kcal ; = VK lưu huỳnh - 2H2S + O2 → 2H2O + 2S +209,6kj - 2S + 3O2 + 2H2O → 2H2SO4+626,8kj 2

Tổ Sinh vật – Trường THPT Phan Bội Châu

* Các VK tự dưỡng có thể sử dụng các con đường khác nhau để cố định CO2 do chúng xuất hiện rất sớm và đa dạng hoá theo thời gian. - Con đường khử Axetyl – CoenzimA - Chu trình ATC( chu trình Krebs) - Chu trình Calvin + Quang dị dưỡng : nguồn năng lượng là AS, nguồn C là các chất hữu cơ. Khuẩn lục tố CO2 + C3H7OH (CH2O)n + H2O + CH3 – CO – CH3

VK không chứa S màu lục (Rhodobacter )

VK không chứa S màu tía (Chloronema )

- Hoá dị dưỡng: nguồn năng lượng là các chất hữu cơ, nguồn C chủ yếu là chất hữu cơ Phần lớn các VSV:nấm, tất cả động vật nguyên sinh, VK lactic, Clostridium, Bacillus, Pseudomonas, VSV khử sun phat.

ĐV nguyên sinh

Nấm men

VK lactic

5 Vai trò của vi sinh vật a. Có lợi: - Sản xuất sinh khối, và các chất có hoạt tính sinh học + Sản xuất aa + Sản xuất chất xúc tác sinh học ( các enzim ngoại bào : amilaza, prôteaza..) + Sản xuất gôm sinh học: + Sản xuất chất kháng sinh
Sinh khối Spirulina giàu dinhdưỡng và vitamin được sử dụng làm thuốc, làm thức ăn bổ sung cho người và động vật

Vi khuẩn Lam (Anabaena spiroides) Sống cộng sinh trong bèo hoa dâu đượcdùng để bón phân cho lúa làm giảm chi phí sử dụng phân hóa học
Tổ Sinh vật – Trường THPT Phan Bội Châu

3

Tạo kháng sinh ampiciline chống các VK kháng thuốc từ penicilium

- Được sử dụng trong ngành công nghiệp lên men, nhiều sản phẩm lên men VSV đã đựoc sản xuất lớn ở qui mô công nghiệp Sử dụng coryneanbacterium glutamicum trong sản xuất mônônatriglutamat( mì chính)

Sử dụng vi khuẩn kị khí trong ruột cá để sản xuất nước mắm

Sử dụng nấm vàng hoa cau ( Aspegillus oryzae) để sản xuất nước tương Các sản phẩm của quá trình lên men rượu

Tổ Sinh vật – Trường THPT Phan Bội Châu

4

Sữa chua, nem chua là sản phẩm của quá trình lên men lactic

- Bảo vệ môi trường: + VSV tham gia tích cực vào quá trình phân giải các phế thải nông nghiệp, phế thải công nghiệp, rác sinh hoạt + Sử dụng nấm mốc Rhizopus oryzae để xử lý rác thải sinh hoạt + Tham gia vào quá trình tạo mùn, quá trình phân giải xác hữu cơ thành dạng đơn giản dùng làm thức ăn cho cây trồng - Có vai trò quan trọng trọng ngành năng lượng: Vd: các VSV chuyển hóa chất hữu cơ thành cồn, gas … - Trong nghiên cứu di truyền: + là đối tượng để nghiên cứu di truyền: số lượng nu ít, dễ phát sinh biến dị, số lượng biến dị/loài nhiều + Là đối tượng lí tưởng trong công nghệ di truyền, công nghệ sinh học… b.Có hại: - Gây bệnh cho người ĐV, TV Mycoplasma gây bệnh viêm phổi, viêm khớp

Richketxi gây bệnh sốt phát ban

Tổ Sinh vật – Trường THPT Phan Bội Châu

5

- VSV là nguyên nhân gây hư hỏng thực phẩm TĐC là điều kiện cho sự sinh trưởng và phát triển của mọi cơ thể  Tại sao nói glucoza là trung tâm của mọi con đường TĐCở VSV? + Glucoza là nguồn cung cấp năng lượng chủ yếu cho mọi hoạt động của cơ thể + VSV dễ đồng hóa nhất + Cung cấp các tiền chất cho hầu hết các quá trình sinh tổng hợp đại phân tử cho TB + Tồn tại ở dạng dự trữ góp phần duy trì sự ổn định tính chất sinh lý, áp suất thẩm thấu của TB

Glucoza có thể được VSV phân giải theo các con đường sau: Axit piruvic  Đường phân (EMP) - Diễn ra trong TBC, xuất hiện sớm nhất, ở hầu hết các VSV. 1G  2 axit piruvic + 2ATP (Năng lượng 51%)  Con đường HMP hay PP - Phổ biến ở rất nhiều VSV, sản xuất các Hô hấp hiếu khí Hô hấp kị khí tiền chất trao đổi dùng trong đồng hóa mà đường phân không tạo ra được. 1G  1 axit piruvic + 1ATP (Năng lượng 25,5%) CO2 + H2O Các hợp chất hữu cơ  Con đường ED - Các hợp chất - Rất ít VSV tham gia trừ Pseu. aeruginosa vô cơ và Enterococcus faecalis - Tạo ra các tiền chất trao đổi mà đường phân không tạo ra 1G  2 axit piruvic + 1ATP (Năng lượng 25,5%) C6H12O6  KDPG  NADH + H+ , NADPH + H+ + 2 CH3COCOOH + 1 ATP (KDPG : kêtô 3 đêoxi 6 phôtphoglucônat) . So sánh hô hấp và lên men

Lên men

A.Lác tíc, A.propionic, rươu etylic

Hô Hấp Lên Men  Oxy hoá hoàn toàn hydratcacbon  Phân giải kị khí hydratcacbon  Oxy hoá a.piruvic thành CO2 + H2O.  A. piruvic bị khử thành axit hữu cơ dạng khử  Các VSV hiếu khí  VSV kị khí không bắt buộc  1Glucoza 38ATP  1 Glucoza2 ATP  Sử dụng các chất nhận điện tử cuối cùng từ bên  Tạo ra các sp hữu cơ dạng khử từ các chất trung ngoài : nitrat, sunfat, oxy gian là chất nhận điện tử cuối cùng 5. Qúa trình tổng hợp ở vi sinh vật và ứng dụng a. Tổng hợp axit nucleic và protêin: Tương tự như ở mọi tế bào sinh vật b. Tổng hợp polisaccarit: - Ở vi khuẩn và tảo, việc tổng hợp tinh bột và glycogen cần có hợp chất mở đầu là ađenozin điphơtphat- glucôzơ ( ADP- Glucôzơ) - (Glucôzơ)n + (ADP – Glucôzơ)  (Glucôzơ)n+1 + ADP c. Tổng hợp lipit: Glyxêrol + axit béo  lipit
Tổ Sinh vật – Trường THPT Phan Bội Châu

6

 Sư khác nhau cơ bản giữa VK màu lục, VK lam, VK không S màu tía: + Về cấu trúc bộ máy quang hợp + Sắc tố quang hợp + Nơi phân bố Ví dụ: Về cấu trúc bộ máy quang hợp Sắc tố quang hợp Nơi phân bố VK S màu lục Cloroxom gồm các túi liên kết với protein nằm trong màng TBC. Là khuẩn diệp lục a,c, d, e. Sống ở đáy ao giàu chất hữu cơ phân giải VK lam Tilacoit và phicobilixom. Diệp lục a, caroten, phicoxianin, phicoeritrin Sống ở lớp nước bề mặt giàu oxy. VK không S màu tía Các vùng lõm vào của màng TBC. Là khuẩn diệp lục a,b. Sống ở lớp nước nông.

 Các sắc tố QH khác nhau
ở điểm nào? - Sắc tố QH là các phân tử hữu cơ có khả năng hấp thụ AS - Diệp lục a bắt AS ở bước sóng 680nm do đó tích được nhiều năng lượng hơn. - Khuẩn diệp lục bắt AS ở bước sóng 710- 1250nm nên tích năng lượng ít hơn.

Phi cobilixom nằm trong các khoang B. CÁC NHÓM VI SINH VẬT I. VI KHUẨN 1. Cấu tạo và hình thái

Cấu tạo một phicobilixom

2. Cấu trúc a. Màng nhầy - Có ở 1 số vi khuẩn - Thành phần chủ yếu là nước , polysaccarid, ngoài ra cũng có polypeptid và protein. - Chức năng chính: bảo vệ Ngoài ra còn có chức năng:
Tổ Sinh vật – Trường THPT Phan Bội Châu

7

+ Cung cấp chất dinh dưỡng cho vi khuẩn khi thiếu thức ăn + Là nơi tích luỹ một số sản phẩm trao đổi chất (dextran, xantan...) + Giúp vi khuẩn bám vào giá thể b.Thành tế bào, màng sinh chất, lông và roi: * Thành tế bào: • Chức năng : - Thành tế bào giúp duy trì hình thái của tế bào, - Hỗ trợ sự chuyển động của tiên mao - Giúp tế bào đề kháng với áp suất thẩm thấu, hỗ trợ quá trình phân cắt tế bào , - Cản trở sự xâm nhập của một số chất có phân tử lớn, - Liên quan đến tính kháng nguyên , tính gây bệnh, tính mẫn cảm với Thực khuẩn thể VK gram – ( bắt màu hồng hoặc đỏ)

Vk gram + ( bắt màu tím)

 So sánh thành tế bào vk G+ và GVK Gram dương: *Peptidoglycan là loại polyme xốp, khá bền vững, cấu tạo bởi 3 thành phần: - N-Acetylglucosamin - Acid N-Acetylmuramic - Tetrapeptid chứa cả D- và L- acid amin *Axit teichoic là polime của ribitol và glixerol photphat : vận chuyển các ion dương vào ra tế bào, giúp tế bào dự trữ phot phat. có liên quan đến kháng nguyên bề mặt và tính gây bệnh của 1 số vk gram dương. VK Gram âm:có 3 lớp: Màng ngoài : lipopolisaccarit( LPS): gồm 3 thành phần : + LipitA : 2 phân tử N acetyl glucozamin, 5 chuỗi dài axit béo: lipit A là nội độc tố của vi khuẩn, gây sốt, tiêu chảy, phá hủy hồng cầu… + Polisaccarit lõi + Kháng nguyên O : phần polisccarit vươn khỏi màng vào môi trường: quyết định nhiều đặc tính huyết thanh của các vi khuẩn có chưa 1LPS và vị trí gắn thụ thể của thể thực khuẩn Màng ngoài còn có thể có 1 số loại prôtein: prôtein cơ chất: vd porin (protein lỗ)ở E. coli, protein màng ngoài có năng lực vận chuyển chuyên biệt các phân tử lớn và lipoprotein : liên kết giữa lớp peptiđôglican bên trong với màng ngoài Không gian chu chất: + Chứa các protein tham gia vào sự thu nhận chất dinh dưỡng: vd các enzim proteinaza, ncleaza,các protein vận chuyển qua màng, protein thụ thể( làm hỗ bám của thể thực khuẩn + Các vi khuẩn phản nitrát hóa và hóa tự dưỡng vô cơ thường chứa các protein của chuỗi vận chuyển điện tử
Tổ Sinh vật – Trường THPT Phan Bội Châu

8

+ Chứa các enzim tham gia vào sự tổng hợp peptiđôglican và cải biến các hợp chất độc tố có thể gây hại cho tế bào. Các vi khuẩn gram dương có thể không chứa 1 khoang chu chất rõ rệt  chúng tiết ra các enzim ngoại bào ( giống với enzim chu chất của VK gram âm) Peptiđôglican mỏng Thành Phần Tỷ lệ % đối với khối lượng khô của thành tế bào G+ G30 - 95 5 - 20 Cao 0 Hầu như không có 20 Không có hoặc có ít Cao

Peptidoglycan Axit teicoic (Teichoic acid) Lipid Protein * Lông nhung và roi: - Lông: + Có chức năng như các thụ thể : tiếp nhận virut, tham gia vào quá trình tiếp hợp + Giúp vi khuẩn bám vào bề mặt tế bào chủ - Roi: + Giúp vi khuẩn di chuyển *Tế bào chất + Có ribôxôm loại 70S và các hạt dự trữ. + Không có các bao quan có màng và hệ thống nội màng + Không có khung tế bào * Vùng nhân: Không có màng nhân, thường chỉ có 1 phân tử DNA vòng. Kết luận: -Vi khuẩn có cấu trúc đơn giản gổm : + Màng sinh chất + Tế bào chất: có ribôxôm và các hạt dự trữ. + Vùng nhân: không có màng nhân, thường chỉ có 1 phân tử DNA vòng. - Có kích thước rất nhỏ  có tỉ lệ S/V lớn  trao đổi chất mạnh mẽ, phân chia nhanh , vận chuyển các chất trong tế bào nhanh 2. Hoạt động sống và sinh sản - Sinh sản: phân đôi, khoảng cách giữa 2 lần phân đôi rất ngắn - Khi gặp điều kiện bất lợi khối tế bào chất của vi khuẩn co đặc lại, hình thành nhiều lớp màng ở ngoài  bào tử - Muốn diệt bào tử : khử trùng ở nhiệt độ cao lớn hơn 120oC * Bào tử của vi khuẩn không có chức năng sinh sản 3. Một số vi khuẩn đặc biệt a. Xạ khuẩn - Hình sợi, khuẩn lạc có hình phóng xạ - Có 2 loại khuẩn ti: + Khuẩn ti cơ chất + Khuẩn ti khí sinh - Cấu trúc : tương tự vi khuẩn - Sống hoại sinh - Vai trò: phân giải chất hữu cơ, cố dịnh nitơ, dùng để sản xuất chất kháng sinh
Tổ Sinh vật – Trường THPT Phan Bội Châu

9

b. Micôplasma - Không có thành tế bào  biến hình - Thường có hình cầu hoặc hình sợi phân nhánh - Nuôi cấy được trên môi trường nhân tạo - Mycoplasma gây bệnh viêm phổi, viêm khớp ( Gây viêm phổi )

c. Rickettxi - Nhỏ hơn vi khuẩn, lớn hơn virut - Thường có hình cầu, hình que hoặc hình sợi - Không nuôi cấy được trên môi trường nhân tạo - Richketxi gây bệnh sốt phát ban, sốt nổi nốt ( Gây sốt phát ban ) d. Vi khuẩn lam - Cấu tạo tế bào: gần giống vi khuẩn ( Khác vi khuẩn: ở một số điểm: + Chứa sắc tố: diệp lục và carôtenoit + Có không bào khí  vi khuẩn nổi trên mặt nước ) - Hoạt động sống: tự dưỡng - Sinh sản: phân cắt hoặc đứt đoạn tại các tế bào dị hình

- Vai trò: + Cố dịnh nitơ từ không khí: Anabaena azollae + Làm thức ăn cho động vật thủy sinh + Làm giàu chất mùn cho đất + Cung cấp sinh khối giàu prôtêin và vi tamin cho người và động vật

Tổ Sinh vật – Trường THPT Phan Bội Châu

10

II. NẤM 1. Hình thái, cấu tạo a. Hình thái - Thường đơn bào - Hình cầu, hình trứng, hình ống - Kích thước thay đổi từ 1,5 – 12 – 20 micrômet b. Cấu tạo - Thành tế bào + Chủ yếu là các hợp chất: mannan – glucan và mannan – kitin + Chức năng: giông vi khuẩn - Màng tế bào chất : giống vi khuẩn - Tế bào chất: chứa các bào quan: + Ribôxôm, ti thể, bộ máy gôngi, lưới nội chất - Nhân: + Cấu tạo : Màng nhân có lỗ, chất nhân chứa NST: DNA + Chức năng: Mang và truyền thông tin di truyền Điều khiển mọi hoạt động của tế bào 2.Sinh sản: - Sinh sản vô tính = nảy chồi( phổ biến) = phân cắt = bào tử - Sinh sản hữu tính = bào tử túi Sinh sản vô tính = nảy chồi( phổ biến) ( Hình bên ) 3. Hoạt động sống: - Dị dưỡng hoại sinh, 1 số ít kí sinh 4. Vai trò: * Có lợi - Cung cấp sinh khối giàu prôtêin và vitamin để làm thức ăn cho người, ĐV - Sử dụng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm : sản xuất rượu, bia , bánh mì… - Sản xuất thuốc chữa bệnh * Có hại; -Gây bệnh cho người và gia súc - Gây hư hỏng thực phẩm
Tổ Sinh vật – Trường THPT Phan Bội Châu

11

III. NẤM SỢI 1. Hình thái, cấu tạo a. Hình thái - Dạng sợi dài phân nhánh, có hoặc không có vách ngăn - Các sợi nấm 1phát triển thành hệ sợi  khuẩn lạc * Nấm sợi có vách ngăn: gồm nhiều tế bào ngăn cách nhau = vách ngăn. Vách ngăn có nhiều lỗ  Tế bào chất và nhân giữa các tế bào thông nhau  nấm sợi có vách ngăn có cấu tạo đa bào chưa hoàn chỉnh

Nấm pilicillium

b. Cấu tạo - Thành tế bào + Khác nhau ở từng nhóm nấm: kitin, xenlulôzơ – glucan hay kitin - glucan + Chức năng: giống nấm men - Màng tế bào chất : tương tự nấm men - Tế bào chất: chứa các bào quan: + Ribôxôm, ti thể, bộ máy gôngi, lưới nội chất

- Nhân: + Cấu tạo : Màng nhân có lỗ, chất nhân chứa NST: DNA + Chức năng: Mang và truyền thông tin di truyền Điều khiển mọi hoạt động của tế bào 2.Sinh sản: - Sinh sản vô tính = đứt đoạn = bào tử ( Hình thứ 1)
Tổ Sinh vật – Trường THPT Phan Bội Châu

12

- Sinh sản hữu tính = bào tử tiếp hợp ( Hình thứ hai ) 3. Hoạt động sống: - Dị dưỡng hoại sinh, 1 số ít kí sinh, cộng sinh 4. Vai trò: * Có lợi - Sản xuất chất kháng sinh, vitamin - Trong công nghiệp thực phẩm: dùng nấm sợi để sản xuất tương, chao, nước tương, phomat, axit xitric… - Cung cấp sinh khối cho người, ĐV * Có hại; - Gây bệnh cho người và gia súc: hắc lào, lang ben, nấm tóc… - Gây bệnh cho cây trồng: đạo ôn, đốm nâu - Gây hư hỏng thực phẩm IV. VI TẢO 1. Hình thái, cấu tạo a. Hình thái - Gồm các loài tảo có kích thước hiển vi - Có khả năng sinh sản vói tốc độ nhanh - Có thể nuôi cấy được

( Bệnh đạo ôn lúa )

b. Cấu tạo - Thành tế bào + Chứa xenlulô sợi mảnh + Chức năng: giống nấm men - Màng tế bào chất : tương tự nấm men - Tế bào chất: chứa các bào quan: + Ribôxôm, ti thể, bộ máy gôngi, lưới nội chất + Chứa sắc tố quang hợp: - Nhân: + Cấu tạo : Màng nhân có lỗ, chất nhân chứa NST: DNA + Chức năng: Mang và truyền thông tin di truyền Điều khiển mọi hoạt động của tế bào 2.Sinh sản: - Sinh sản vô tính - Sinh sản hữu tính 3. Hoạt động sống: Tự dưỡng 4. Vai trò: * Có lợi - Làm thức ăn cho động vật thủy sinh - Cung cấp sinh khối cho người, ĐV - Góp phần làm sạch nguồn nước thải * Có hại; - Tảo phát triền nhanh  lùm tảo  nước nở hoa( tảo nước ngọt) , thủy triều đỏ ( tảo nước mặn ) ô nhiễm nguồn nước - Tranh chấp thức ăn với cây trồng - Một số tảo có độc tính cao  gây chết động vật thủy sinh Tổ Sinh vật – Trường THPT Phan Bội Châu 13

C. ỨNG DỤNG CÁC QUÁ TRÌNH LÊN MEN CỦA VI SINH VẬT I. Ứng dụng của các quá trình lên men truyền thống 1.Lên men rượu a. Khái niệm: Là quá trình phân giải kị khí đường thành rượu êtilic với sự tham gia của nấm men và 1 số vi sinh vật khác b. Cơ chế lên men Nấm men C6H12O6 C2H5OH + CO2 + 113.4 Kcalo c. Nhóm vi sinh vật thực hiện: Nấm men d. Điều kiện lên men: Không có ôxi, nhiệt độ: 37 – 40oC e. Ứng dụng - Sản xuất rượu, bia, rượu vang, cồn - Thu sinh khối nấm men  làm thức ăn - Sản xuất rượu nếp, rượu trắng, rượu cần Giai đoạn 1: Đường hóa tinh bột nhờ nấm mốc

(C6H12O6)n C6H12O6

Nấm mốc, VSV

nC6H12O6

Giai đoạn 2: Lên men rượu

Nấm men, kị khí pH 4-5

C2H5OH + CO2 + 113.4 Kcalo

- Sản xuất bia: + Nguyên liệu : Tinh bột, rỉ đường, hoa hublông ( hương bia) + Cơ chế : giống sản xuất rượu: - Sản xuất rượu vang: + Nguyên liệu: trái cây ( đường trái cây) Cơ chế: Nấm men C6H12O6

C2H5OH + CO2 + 113.4 Kcalo
2.Lên men lactic a. Khái niệm: Là quá trình phân giải kị khí đường thành axit lactic êtilic với sự tham gia của vi khuẩn lactic b. Cơ chế lên men VK Lactic C6H12O6 CH3CHOH COOH c. Nhóm vi sinh vật thực hiện: Vi khuẩn lactic d. Điều kiện lên men: Không có ôxi, nhiệt độ: 37 – 40oC, PH <7 e. Ứng dụng - Làm sữa chua, muối dưa, ủ chua thức ăn cho gia súc  Phân biệt quá trình lên men lactic đồng hình và dị hình: Đặc điểm so sánh Lên men lactic đồng hình 1. VSV thực hiện -Vi khuẩn lactic đồng hình

Lên men lactic dị hình -Vi khuẩn lactic dị hình 14

Tổ Sinh vật – Trường THPT Phan Bội Châu

2. Sản phẩm 3.Năng lượng

-Axit lactic, không tạo CO2 -Nhiều

-Ngoài axít lactíc còn có rượu, axit axêtic, glixêril, CO2 - Ít hơn

3. Sử dụng enzim prôtêaza trong ruột cá + vi sinh vật tạo hương để làm nước mắm:

- Tạo hương nhờ các vi sinh vật ưa mặn  mùi thơm đặc trưng của mắm 4. Sử dụng nấm sởi và vi khuẩn để làm tương: - Ử mốc Nấm sợi (C6H12O6)n nC6H12O6 - Ngâm nước đậu:

Prôtêin (đậu tương) C2H5OH
VK Axêtíc

Vi khuẩn

Axit amin

5. Sử dụng vi khuẩn axêtíc để làm giấm:

CH3COOH + H2O + Q
Axit piruvic

Hô hấp hiếu khí

Hô hấp kị khí

Lên men

CO2 + H2O

Các hợp chất hữu cơ - Các hợp chất
vô cơ

A.Lác tíc, A.propionic, rươu etylic

So sánh hô hấp và lên men      Hô Hấp Oxy hoá hoàn toàn hydratcacbon Oxy hoá a.piruvic thành CO2 + H2O. Các VSV hiếu khí 1Glucoza 38ATP Sử dụng các chất nhận điện tử cuối cùng từ bên ngoài : nitrat, sunfat, oxy      Lên Men Phân giải kị khí hydratcacbon A. piruvic bị khử thành axit hữu cơ dạng khử VSV kị khí không bắt buộc 1 Glucoza2 ATP Tạo ra các sp hữu cơ dạng khử từ các chất trung gian là chất nhận điện tử cuối cùng

Tổ Sinh vật – Trường THPT Phan Bội Châu

15

D. SINH TRƯỜNG VÀ SINH SẢN CỦA VI SINH VẬT I. SINH TRƯỞNG CỦA VI SINH VẬT 1. Khái niệm Ở SV có kích thước lớn, sự sinh trưởng là sự tăng có thứ tự thành phần cấu tạo tế bào.  Trong vi sinh học, sự sinh trưởng được hiểu là sự tăng số lượng TB của quần thể.  Thời gian thế hệ (kí hiệu là g) là thời gian từ khi sinh ra 1 tế bào cho đến khi tế bào đó phân chia hay quần thể nhân đôi về mặt số lượng cá thể n: số lần phân chia TB t: thời gian cần cho n lần phân chia * Thời gian thế hệ thay đổi nhiều ở các quần thể khác nhau và các điều kiện khác nhau.

g

t n

VK lao g = 12h

E. coli có g = 20 phút

Nấm men g = 1-2h

Nấm mốc g = 4 12h

 Nếu cấy 1VK vào MT thì số lượng TB sẽ tăng 1  2  4  8 16 32  64 …  Sự phân chia TB theo cấp số nhân 1  21  22  23  24  25  26......2n n: số lần phân chia TB  Nếu cấy số lượng VK ban đầu là No thì sau một thời gian nuôi, tổng số TB đạt là: N = N0.2n  Tốc độ sinh trưởng riêng của VSV ( μ ) là số lần phân chia trong một đơn vị thời gian của một chủng trong đk nuôi cấy cụ thể



2. VK được chọn làm mô hình để nghiên cứu sinh trưởng của VSV . Tại sao VK được chọn làm mô hình để nghiên cứu sinh trưởng của VSV? - Kích thước nhỏ, nghiên cứu sinh trưởng trên cả quần thể. - Sinh sản vô tính bằng trực phân, vòng đời ngắn - Cấu tạo đơn giản, chưa phân hóa cao. - Sự tăng khối lượng dẫn ngay đến sự phân chia - Sự sinh trưởng của VK đã được nghiên cứu rất sâu và khái quát hóa dưới dạng toán học. - Những kiến thức chung về sinh trưởng của VK cũng có thể áp dụng cho các sinh vật khác. 3. Sự sinh trưởng của quần thể vi khuẩn a. Nuôi cấy tĩnh * Khái niệm: Là nuôi cấy trong dụng cụ chứa MT lỏng không được bổ sung chất dinh dưỡng mới và không lấy đi các sản phẩm chuyển hóa vật chất. * Đặc điểm:
Tổ Sinh vật – Trường THPT Phan Bội Châu

n t

16

- Sinh trưởng của quần thể VK tuân theo những quy luật nhất định và được biểu thị bằng đường cong sinh trưởng. - Đồ thị phản ánh sự phụ thuộc logarit số lượng TB trong quần thể với thời gian - Đồ thị chia thành 4 pha:

* .Pha tiềm phát (pha lag) - Từ khi cấy VK vào MT cho đến khi đạt tốc độ sinh trưởng cực đại. - VK làm quen và thích nghi với MT mới. - Sự tổng hợp mạnh mẽ các thành phần TB (Protein, axit nucleic) các enzim TĐC (proteaza, amylaza) và tích lũy các chất cần thiết hình thành TB mới. - TB ở trạng thái hoạt động mạnh nhất nhưng số lượng TB chưa tăng (X= Xo) .  Các yếu tố ảnh hưởng đến pha lag a. Đặc điểm của giống cấy - Giống ở pha log được cấy vào cùng MT thì đồ thị không có pha lag. - Giống ở pha lag hay pha suy vong thì thời gian pha lag sẽ kéo dài. - Lượng giống cấy nhiều pha lag ngắn và ngược lại Thành phần môi trường: MT dinh dưỡng phong phú thì pha lag ngắn và ngược lại * Pha luỹ thừa ( pha logarit) • Quần thể VK sinh trưởng và phân chia theo lũy thừa thường xuyên, ở tốc độ không đổi. • Sinh khối TB tăng theo thời gian, tăng theo cấp số mũ và được tính theo công thức.

x  x0 .c t
 

C: hằng số tốc độ sinh trưởng

Trong pha log: μ là cực đại và luôn là một hằng số đối với một chủng VK nhất định trong điều kiện nuôi cấy cụ thể. Kích thước, TP hoá học, trạng thái sinh lý TB không thay đổi theo thời gian -> TB ở trạng thái động học (TB tiêu chuẩn) 17

Tổ Sinh vật – Trường THPT Phan Bội Châu

   • •

Các enzim được tổng hợp rất nhiều và có hoạt tính cao. Sự ST giảm dần vào cuối pha do sự đồng hóa mạnh mẽ các chất dinh dưỡng. Quần thể VK rất nhạy cảm với các chất kìm hãm TĐC như kháng sinh

Nếu mục đích thu các chất có hoạt tính sinh học, thu TB ở trạng thái hoạt động mạnh nên dừng tại đây. Trong phòng thí nghiệm, muốn nhuộm Gram chính xác, cần chọn giống ở pha log do thành TB hầu hết VK còn nguyên vẹn. • Thông thường trong tự nhiên, sự sinh trưởng của VSV trong pha logarit chỉ xảy ra định kỳ, phụ thuộc vào thức ăn. * Pha cân bằng • Quần thể VK ở trạng thái cân bằng động học (số TB mới sinh ra bằng số TB cũ chết đi). • Hiệu suất sinh trưởng giảm do chất dinh dưỡng cạn dần, chất độc hại tăng lên, pH môi trường thay đổi. • Sinh khối VK đạt cực đại, không đổi theo thời gian (số TB mới sinh ra bằng số TB cũ chết đi). μ = 0 μx = 0 dx/dt = 0 * Nếu mục đích nuôi cấy để thu sinh khối nên dừng ở đầu pha này. * Trong tự nhiên, các VSV thường nằm trong pha cân bằng. *. Pha suy vong + Số TB có khả năng sống giảm dần theo luỹ thừa dẫn đến sự chế hàng loạt các cá thể. + Chất độc hại tích lũy khá nhiều. Chất dinh dưỡng cạn kiệt dưới mức cần thiết. + Số TB bị tự phân bởi enzim, sự phân hủy các chất dự trữ cùng tăng lên. * Nếu mục đích để thu các sản phẩm TĐC thì nên dừng việc nuôi cấy ở pha này. Tóm lại: - Trong nuôi cấy tĩnh, do MT luôn thay đổinhịp điệu sinh trưởng, hình thái, sinh lý TB luôn thay đổi. - Sự sinh trưởng của quần thể VK tuân theo quy luật nhất định và phụ thuộc vào thời gian.  Ý nghĩa của việc nghiên cứu sinh trưởng của VK trong nuôi cấy tĩnh Nghiên cứu quá trình sinh trưởng của quần thể VSV. Nghiên cứu sự tạo thành các sản phẩm TĐC,các chất có hoạt tính sinh học, sinh khối TB.  Hiện tượng sinh trưởng kép và sinh trưởng thêm Nếu trong MT tổng hợp có hỗn hợp 2 loại hợp chất cacbon thì VK có xu hướng tổng hợp các enzim phân giải hợp chất các bon dễ đồng hoá trước.Sau mới tổng hợp tiếp enzim phân giải hợp chất thứ 2. Khi đó đồ thị ST sẽ có 2 pha lag, 2 pha log (đồ thị sinh trưởng kép).  Đồ thị sinh trưởng kép

  • •

Tổ Sinh vật – Trường THPT Phan Bội Châu

18

• Đồ thị sinh trưởng thêm Sau pha suy vong, một số VK sống sót và tiếp tục sinh trưởng nhờ các chất dinh dưỡng được giải phóng ra từ quá trình tự

phân. Đồ thị sinh trưởng kéo dài thêm 1 đoạn cong nhỏ gọi là hiện tượng sinh trưởng thêm.

Trong nuôi cấy tĩnh:  MT không được đổi mới, ĐKMT luôn đổi  Thời gian pha log ngắn  Giống VSV mau bị già  Thay đổi tốc độ sinh trưởng riêng.  Bất lợi cho quá trình công nghệ VS
Tổ Sinh vật – Trường THPT Phan Bội Châu

19

 Để khắc phục tình trạng trên, trong công nghệ sinh học đã sử dụng thiết bị nuôi cấy liên tục là Chêmostat và Turbidostat. b. Nuôi cấy liên tục  Nuôi cấy liên tục là quá trình nuôi người ta liên tục cho dòng MT mới đi vào đồng thời loại bỏ một lượng dịch nuôi cấy tương ứng ra.  Chêmostat và Turbidostat có khả năng: - Duy trì MT nuôi cấy luôn ổn định. - Giữ giống nuôi cấy trong cùng một trạng thái (pha log)

Nuôi cấy tĩnh Nuôi cấy liên tục - Thành phần MT không được đổi mới - MT luôn được đổi mới và ổn định - Chất dinh dưỡng cạn dần theo thời gian - Chất dd ổn định và dư thừa - Thời gian pha log ngắn - Thời gian pha log dài - Tốc độ sinh trưởng riêng, trạng thái sinh lý, sinh hóa - Tốc độ sinh trưởng riêng, trạng thái sinh lý, sinh hóa của tế bào luôn thay đổi của tế bào luôn ổn định. - Sinh khối TB đạt mức không cao - Sinh khối TB đạt mức cao nhất - Sự ST của quần thể theo các pha phụ thuộc vào thời - Sự ST theo lũy thừa thường xuyên ở mật độ không đổi gian theo thời gian - Việc điều khiển tự động khó thực hiện. - Việc điều khiển tự động thực hiện dễ dàng. 4. Ý nghĩa của nuôi cấy liên tục • NCLT được xem như một hệ thống mở có khuynh hướng dẫn đến một cân bằng động học. Nhờ điều khiển tự động, quần thể VK được cung cấp MT ổn định nên ST và PT tối đa. • Trong CN để thu sinh khối VK, thu các sản phẩm TĐC và các chất có hoạt tính sinh học phục vụ đời sống. 5. Sự khai thác của con người Hình 1 SX thuốc KS Penicillin bằng phương pháp lên men trực tiếp từ Penicillium chrysogenum

Hình 2 Sinh khối VK B. subtilis được sử dụng chế biến thức ăn cho thủy sản chrysogenum
Tổ Sinh vật – Trường THPT Phan Bội Châu

20

II. SINH SẢN CỦA SINH VẬT 1. Nội bào tử VK

Bacillus subtilis Vk than (A) và nội bào tử vi khuẩn than(B)

Cl. butyricum

- Là cấu trúc nghỉ, có tính đề kháng đặc biệt, có ở nhiều VK Gram dương - Nằm trong TB dinh dưỡng, cấu trúc rất phức tạp - Số lượng 1bào tử /TB - Không có chức năng sinh sản - Có tính đề kháng cao với các sốc của MT - Các VK mang BT đều gây bệnh rất nguy hiểm * Cấu tạo nội bào tử - Lớp màng ngoài:Cấu trúc xốp, cách nhiệt, thành phần chủ yếu là lipoprotêin, khó thấm - Lớp áo: chủ yếu là protêin và 1 ít là photpholipoprotêin, có tính đề kháng cao với lizozim, protêaza, chất hoạt động bề mắt - Lớp vỏ bào tử: chứa canxidicolinat giúp bào tử bền với nhiệt và chịu nhiệt cao - Lõi bào tử: có thành bào tử, màng bào tử, bào tử chất, vùng nhân bào tử.Lõi bào tử chứa enzim không hoạt động phản ứng sinh hóa không diễn ra, trao đổi chất cực thấp 2. Bào tử vi nấm - BT là cơ quan sinh sản vô tính hay hữu tính Số lượng và hình dạng phong phú Nằm trong hay ngoài TB

S. cerevisae

Nấm mucor (brunneogriseus)

Nấm cúc( Aspergillus conidia)

3. Sinh sản ở vi sinh vật nhân sơ a. Vi khuẩn - Phân đôi là hình thức ss vô tính chủ yếu ở hầu hết các vi khuẩn và các VSV cổ. - Nảy chồi là hình thức sinh sản của một số vi khuẩn sống trong nước hay 1 số VK quang hợp. TB mẹ tạo thành một chồi ở cực, chồi lớn lên, tách ra thành một vi khuẩn mới.
Tổ Sinh vật – Trường THPT Phan Bội Châu

21

b. Xạ khuẩn - Sinh sản vô tính bằng phân cắt phần đỉnh của sợi khí sinh thành chuỗi các bào tử. - Gặp điều kiện thuận lợi BT nảy mầm thành cơ thể mới. 4. Sinh sản ở vi sinh vật nhân chuẩn a. Nấm men * Sinh sản vô tính - Nảy chồi là hình thức sinh sản vô tính chủ yếu ( Hình bên : Saccharomyces cerevisiae ) - Phân đôi là hình thức sinh sản vô tính ít phổ biến và chỉ xảy ra ở 1 chi của nấm men là Schizosaccharomyces. ( Hình bên: Schizosaccharomyces )

Sinh sản hữu tính - Ss hữu tính bằng bào tử túi

Saccharomyces cerevisiae

b. Nấm mốc * Sinh sản vô tính: - Bằng bào tử trần hay còn gọi là ngoại bào tử. Bào tử vô tính được hình thành trên các đỉnh của sợi nấm khí sinh. - Sinh sản vô tính: bằng bào tử kín - Sinh sản vô tính bằng bào tử áo Bào tử được bao bọc bởi vách dày. * Sinh sản hữu tính - Sinh sản hữu tính bằng bào tử đảm + Có ở các nấm lớn như nấm rơm. + Mặt dưới mũ nấm có cấu trúc hình dùi cui gọi là đảm.
Tổ Sinh vật – Trường THPT Phan Bội Châu

+ Bào tử phát sinh trên các đỉnh của đảm gọi là bào tử đảm. - Sinh sản hữu tính bằng bào tử túi + Bào tử nằm bên trong các túi gọi là BT túi. - Sinh sản hữu tính bằng bào tử tiếp hợp + BT lớn được hình thành trong lớp thành rất dày - Sinh sản hữu tính bằng bào tử noãn Là bào tử lớn có lông roi và được hình thành ở các nấm thủy sinh 22

.

Sinh sản hữu tính bằng bào tử tiếp hợp

Sinh sản hữu tính bằng bào tử đảm

Sinh sản c.hữu tính Đặc điểm Ởbằng bào vi sinh vật tử Hình túi thức sinh sản rất

chung của sinh sản

phong phú và đơn giản.  Tốc độ sinh sản rất nhanh.  VSV có thể dễ dàng phát tán khắp nơi nhờ gió, nhờ nước và các SV khác.  Do đặc điểm này mà con người đã sản xuất sinh khối VSV để thu các sản phẩm với nhiều mục đích khác nhau. * Một vài ứng dụng - Sử dụng en zim amylaza và proteaza của A. oryae để SX nước tương, nước giải khát (murin-Nhật) - Sản xuất KS Xephalosporin từ nấm mốc Cephalosporium - Tảo Chlorella được con người nuôi cấy trên các tàu vũ trụ nhằm cung cấo oxy và thức ăn cho các nhà du hành vũ trụ. - 80% kháng sinh hiện biết có nguồn gốc từ xạ khuẩn. - Sử dụng các cây phi lao có xạ khuẩn cố định đạm để phủ xanh đồi trọc, tái sinh rừng. - Bón phân để VSV phát triển tại khu vực ô nhiễm dầu - Sử dụng các chế phẩm sinh học Probiotic phòng và trị một số bệnh đường ruột Tảo Chlorella Sử dụng các chế phẩm sinh học Probiotic phòng và trị một số bệnh đường ruột

E. Coli và Sal. typhimurium
Tổ Sinh vật – Trường THPT Phan Bội Châu

23

Shigella fnexneri

Vibrio cholerae

Shigella fnexneri

E. VIRÚT VÀ BỆNH TRUYỀN NHIỄM I/ Lược sử nghiên cứu virut - Từ cổ xưa cách đây 1500 năm trước CN, người ta đã tìm thấy bằng chứng về các bệnh bại liệt, bệnh dại, bệnh đậu mùa ở Ai Cập, Hy Lạp, Ấn Độ và Trung Hoa. - 1892 nhà sinh lý thực người Nga Dimitri Ivanopxkii đã tìm ra nguyên nhân gây bệnh đốm thuốc lá bằng thí nghiệm rất đơn giản sau đây: Tác nhân gây bệnh được gọi là virut, chúng có kích thước nhỏ hơn rất nhiều so với VK

Dimitri Ivanopxkii

- Năm 1935 Wendel M.Stanley đã thông báo gây chấn động rằng ông đã kết tinh được virut đốm thuốc lá khiến người ta nghi ngờ bản chất sống của virut. - Vào những năm 40 của thế kỷ này, sự ra đời của kính hiển vi điện tử và việc tìm ra phương pháp nuôi cấy virut trong bình nuôi cấy mô tế bào giúp con người nhận biết được hình thái, cấu trúc và bản chất của virut. - Những thành tựu về virut trong nhiều năm qua đã góp phần quan trọng đẩy lùi các bệnh do chúng gây ra ở người, vật nuôi và cây trồng, thúc đẩy sự phát triển chung của Sinh học hiện đại.  Vi rut là gì?
Tổ Sinh vật – Trường THPT Phan Bội Châu

24

Vi rut là một thực thể sống đặc biệt, chưa có cấu tạo tế bào, sống kí sinh bắt buộc, kích thước siêu hiển vi nên muốn quan sát chúng phải sử dụng đến kính hiển vi điện tử. II. Hình thái, cấu tạo virut 1. Hình thái, kích thước  Có 3 dạng hình thái cơ bản sau :

a. Đối xứng xoắn : trục đối xứng trùng với trục dọc cơ thể. Các cápsome sắp xếp theo kiểu xoắn lò xo đều hay không đều. Virut đốm thuốc lá Virut dại

b. Đối xứng khối: cơ thể có 3 trục đối xứng, các capsome xếp thành hình cầu hay khối cầu đa diện.

Tổ Sinh vật – Trường THPT Phan Bội Châu

25

Virut HIV

Virut bại liệt

c. Đối xứng phức hợp: + Phần đầu có cấu trúc đối xứng khối. + Phần đuôi có cấu trúc đối xứng xoắn.

d. Ngoài 3 dạng cơ bản trên, một số virut có hình dạng bất định như virut cúm.

 Vậy hình thái của VR phụ thuộc vào yếu tố nào?
Kích thước Virut có kích thước rất nhỏ: từ 10 -100 nm.  Virut nhỏ nhất = 1/100 vi khuẩn E. coli (virut bại liệt đường kính 10Ao)  Virut lớn nhất = 1/10 vi khuẩn E. coli (virut đậu mùa đường kính 300Ao) (1mm3 có thể chứa 10 vạn tỷ virut)

Tổ Sinh vật – Trường THPT Phan Bội Châu

26

* Vậy, để đo kích thước của VR người ta dùng các phương pháp sau : +Đo trực tiếp trên kính hiển vi điện tử. +Dùng phương pháp li tâm siêu tốc. +Cho qua màng lọc khi biết trước kích thước lỗ màng. 2. Cấu tạo chung của virut * Gồm 2 phần chính: - Phần vỏ - Phần nhân - Một số cấu trúc riêng : + Màng bao + Enzim a. Phần vỏ (capside) - Gồm các phân tử protein giống nhau có PTL từ 18 000 - 38 000 tập hợp thành các đvht hay còn gọi là capsome. + Các capsome liên kết với nhau thành vỏ capside. + Số lượng capsome từ vài chục đến vài ngàn trên một hạt virut. - Phức hợp axit nucleic- capside gọi là nucleocapside. * Kích thước virut liên quan đến số lượng các capsome trên vỏ capside. VD: VR hecpet có số lượng capsome: 72 kích thước 150 - 200nm. Parvovirut có số lượng capsome: 12 kích thước:18 – 26 nm * Chức năng phần vỏ - Chứa đựng và bảo vệ phần nhân - Giúp virut gắn vào vị trí đặc hiệu trên tế bào chủ nhờ các thụ thể. - Duy trì sự ổn định về hình thái, kích thước virut. - Quyết định tính kháng nguyên đặc hiệu cho virut. b. Phần nhân (axit nucleic)  Cấu tạo * Bộ gen của sinh vật nhân chuẩn luôn là ADN 2 sợi. * Bộ gen của virut chỉ chứa một trong 2 loại axit nucleic có thể là ADN hoặc ARN (1 sợi hoặc 2 sợi). * Số lượng axit nucleic chiếm 1-2% trọng lượng hạt VR. * Số lượng gen từ 4 - vài trăm gen tuỳ loài VR. * Chức năng của phần nhân -Mang thông tin di truyền đặc trưng cho từng virut. -Quyết định khả năng gây nhiễm của virut với tế bào chủ. -Quyết định chu kỳ nhân lên và tính bán kháng nguyên đặc hiệu của virut
Tổ Sinh vật – Trường THPT Phan Bội Châu

27

 Axit nucleic có vai trò quyết định và quy định mọi đặc điểm của virut c. Một số cấu trúc riêng -Màng bao là lớp màng bao ngoài vỏ capsit, được cấu tạo tương tự như màng cơ bản. Trên màng có các núm lồi hay còn gọi là các gai -Chức năng màng bao: + Giúp bảo vệ phần vỏ và ổn định KT của VR + Giúp VR bám vào vị trí đặc hiệu trên bề mặt TB chủ. + Tham gia lắp ráp và giải phóng VR. + Tạo nên các KN đặc hiệu trên bề mặt VK nhờ các gai lipoprotein. + Các enzim tham gia quá trình nhân lên của VR (lizozim, AND polimeraza, ARN polimeraza), …

 Phân biệt Viroit và Prion Các đặc điểm Bản chất phân tử Cơ chế gây bệnh Ví dụ

Viroit Phân tử protein Tế bào động vật

Prion

Phân tử ARN đơn dạng vòng Nhân lên nhờ hệ thống enzim của TB chủ

Đối tượng gây bệnh Tế bào thực vật

Bệnh củ khoai tây hình thoi Bệnh hại cây dừa III. Phân loại virut - Kiểu axit nucleic 1. Căn cứ vào vật chủ gây nhiễm: - Virut gây bệnh ở người và động vật. - Cấu trúc và kiểu đối xứng của - Virut gây bệnh ở thực vật. capside - Virut gây bệnh ở vi sinh vật - Có hay không có màng ngoài - Số lượng capsome 2. Căn cứ vào triệu chứng lâm sàng - Virut gây bệnh phổ biến - Kích thước của axit nucleic - Virut gây bệnh ở hệ thần kinh - Đường kính hạt virut - Virut gây bệnh ở da và niêm mạc - Vị trí lắp ráp với axit nucleic - Vị trí gắn màng ngoài 3. Căn cứ vào cấu trúc và đặc điểm sinh học của virut IV Chu trình nhân lên của Bacteriophage  Cấu trúc Bacteriophage (thực khuẩn thể T2 kí sinh trên E. coli) * Phần đầu: đối xứng 20 mặt. - 8 loại protein (212 đvht). - AND sợi kép (169 000 cặp nucleotit với 30 gen hoạt động chức năng) *- Phần đuôi: - Bao đuôi co rút - Trụ đuôi (8nm) - Đĩa gốc (gai đuôi và lông đuôi)
Tổ Sinh vật – Trường THPT Phan Bội Châu

Prion bình thường biến đổi thành prion độc gây thóai hóa hệ TK Bệnh bò điên (xốp não)

28

( Hình bên ) Chu kỳ nhân lên của bacteriophage gồm 5 giai đoạn: 1. Giai đoạn hấp phụ 2. Giai đoạn xâm nhập 3. Giai đoạn sinh tổng hợp 4. Giai đoạn lắp ráp 5. Giai đoạn giải phóng virut 1. Giai đoạn hấp phụ ( Hình 1) - Đầu mút của sợi lông đuôi gắn vào những vị trí nhất định trên bề mặt tế bào VK gọi là thụ thể nhờ các liên kết hoá học. - Thụ thể có tính đặc hiệu cao với từng loại virut. - Sự hấp phụ ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố: - Ngưỡng lây nhiễm: tỷ số tương quan giữa số lượng VR/ TBVK Sự có mặt của các nhân tố bổ trợ - Triptophan - TKT T4 - Biotin – VR nhiễm Corynerbacterium glutamicum - Nồng độ các ion (Ca++, Al+++) pH =7 - Nhiệt độ thích hợp cho sự sinh trưởng của VR 2. Giai đoạn xâm nhập: ( Hình 2) Diễn ra theo 2 cơ chế : *Cơ chế cởi áo: tiết men lizozim làm tan lớp peptidoglican ở thành tế bào để tuồn axit nucleic, phần vỏ để lại bên ngoài. *Cơ chế thực bào: các chân giả bao quanh hạt virut, tiết enzim làm tan vỏ, giải phóng axit nucleic vào TB 3. Giai đoạn sinh tổng hợp ( Hình 3) - Nguyên tắc của sự tổng hợp : Nguyên liệu, năng lượng lấy từ VK, khuôn mẫu của virut  sản phẩm tổng hợp ra là đặc trưng cho virut. Quá trình tổng hợp gồm 2 sự kiện chính: a.Ức chế sự tổng hợp các thành phần TBVK VR tiết enzim dezoxyribonucleaza để: +Phân huỷ axit nucleic, +Đình chỉ quá trình tổng hợp protein +Giải phóng các nucleotit tự do làm nguyên liệu cho quá trình tổng hợp. b. Tích cực tổng hợp các thành phần VR - Tổng hợp các enzim đặc hiệu (AND-ARN polymeraza) để tổng hợp các axit nucleic. - Tổng hợp protit theo nhu cầu từng giai đoạn: + Protein kì đầu (enzim sao chép mARN, gắn VR vào VK, điều khiển sự tổng hơp) + Protein kỳ giữa (protein vỏ và đuôi) + Protein kỳ cuối (enzim lắp ráp, phá huỷ thành TB) 4. Giai đoạn lắp ráp virut ( Hình 4) - Các thành phần đầu đuôi được tổng hợp riêng, sau có sự lắp ráp với nhau. - ADN nhân được sao chép nhờ ADN -polimeraza sẽ chui vào đầu tạo thành hạt virut hoàn chỉnh. AND thừa được phân giải nhờ nucleaza 5. Giai đoạn giải phóng virut ( Hình 5) Giải phóng từ từ: - VR tiết ra enzim chọc thủng thành TBVK. - TB chết từ từ
Tổ Sinh vật – Trường THPT Phan Bội Châu

29

. Giải phóng ồ ạt: - VR tiết enzim làm thành tế bào vỡ đột ngột. - TB chết rất nhanh Tóm lại: - Quá trình nhân lên chỉ xảy ra khi VR xâm nhập vào cơ thể sống. - Thực chất đó là sự nhân lên của 2 thành phần protein và axit nucleic, sau kết hợp lại thành hạt virut. - Thời gian của 1 chu kỳ khoảng 25 phút. - Số lượng phage được hình thành khoảng 100 - 200 hạt. V.Chu trình tiềm tan 1. Định nghĩa: - Là quá trình ADN của virut xâm nhập vào hệ gen TB chủ (prophage), nhân lên cùng hệ gen TB chủ và tồn tại trong đó suốt một thời gian dài gọi là chu trình tiềm tan. + VR tham gia vào quá trình này gọi là VR ôn hòa. + TB VK mang VR ôn hòa gọi là TB tiềm tan. + TB tiềm tan không bị tiêu diệt bởi phage độc.  Khi nào VR ôn hòa chuyển từ trạng thái tiềm tan sang trạng thái sinh tan? Khi gặp các tác nhân cảm ứng như tia UV, tia X, peroxyt hữu cơ, VR ôn hòa sẽ chuyển sang trạng thái sinh tan – phá hủy tế bào.

Tổ Sinh vật – Trường THPT Phan Bội Châu

30

HIV/AIDS
I. Khái niệm về HIV/AIDS  HIV: Virut gây suy giảm miễn dịch ở người (Human immuno – Defficiency Virut)  AIDS: Hội chứng suy giảm miễn dịch mắc phải (Acquired immuno deficiency Sydrome).  Tai sao virut HIV lại có khả năng gây bệnh AIDS?  VR HIV gây nhiễm và phá hủy tế bào của hệ thống miễn dịch cơ thể làm cơ thể mất khả năng miễn dịch.  Các VSV khác lợi dụng lúc cơ thể bị suy giảm miễn dịch tấn công (VSV cơ hội).  Cơ thể dễ bị nhiễm bệnh (bệnh cơ hội) Các tế bào mà HIV tấn công : Đại thực bào ( Hình 1) & TB lim phô T ( Hình 2)

1. Cấu trúc virut HIV …………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………. 2. Chu trình nhân lên của virut HIV trong tế bào lim pho T4 Các giai đoạn trong chu kỳ nhân lên của virut HIV 1. Giai đoạn hấp phụ 2. Giai đoạn xâm nhập 3. Giai đoạn sao mã ngược 4. Gắn vào hệ gen tế bào lim phô T 5. Sinh tổng hợp 6. Lắp ráp 7. Giải phóng virut 3. HIV lây truyền qua những con đường nào? - Máu - Tình dục - Từ mẹ sang con

4. Các giai đoạn phát triển của bệnh AIDS Giai đoạn Thời gian kéo dài Thời kỳ cửa sổ 2 tuần đến 3 tháng Thời kỳ không triệu chứng
Tổ Sinh vật – Trường THPT Phan Bội Châu

1 đến 10 năm

Đặc điểm Không có triệu chứng Số TB limphô >500/ml Xuất hiện một số triệu chứng bệnh. Số lượng lim phô bào còn >200 - 500/ml máu 31

Thời kỳ biểu hiện bệnh AIDS

Sau 1 đến 10 năm

Xuất hiện các triệu chứng điển hình của AIDS. Số TB limphô <200/ml

5. Phòng chống HIV/AIDS bằng cách nào  Hiểu biết về AIDS  Sống lành mạnh.  Loại trừ tệ nạn xã hội.  Vệ sinh y tế.  Có thể dùng thuốc kháng sinh để phòng và chống các bệnh do VR được không? Tại sao? Kháng sinh hoàn toàn không có tác dụng với VR do VR kí sinh bên trong tế bào nên các thuốc kháng sinh không tác động được đến VR.  Biện pháp tốt nhất để phòng chống các bệnh do VR là gì? Biện pháp tốt nhất để chống các bệnh do virut là tiêm vacxin phòng bệnh định kỳ tại các trung tâm y tế như vacxin phòng bệnh dại, sởi, đậu mùa, quai bị. 6. Tác hại của virut - Đa số vi rút có hại cho con người và sản xuất. - Là đối tượng để nghiên cứu sự sống - VR là nguyên nhân gây nên các đại dịch lớn, nguy hiểm nhất, gây thiệt hại lớn cho người và động vật.

MỘT SỐ VIRUT GÂY BỆNH

VR viêm não Nhật Bản

VR lở mồm long móng

VR lở bại liệt

Một số lá cây bị Virut gây bệnh
Tổ Sinh vật – Trường THPT Phan Bội Châu

32

F. BỆNH TRUYỀN NHIỂM VÀ MIỄN DỊCH I/ KHÁI NIỆM VỀ BỆNH TRUYỀN NHIỄM 1. Khái niệm - Bệnh truyền nhiễm là bệnh lây truyền từ cá thể này sang cá thể khác. - Điều kiện: Độc lực (mầm bệnh và độc tố), Số lượng nhiễm đủ lớn, Con đường xâm nhiễm thích hợp. - Tác nhân gây bệnh có thể rất đa dạng: virut, vi khuẩn, động vật, nấm … 2.Các phương thức lây truyền và phòng tránh Mỗi loại bệnh truyền nhiễm có một cách lây truyền riêng: - Lây truyền theo đường hô hấp; - Lây truyền theo đường tiêu hóa - Lây truyền qua tiếp xúc trực tiếp (qua da và niêm mạc bị tổn thương, qua vết cắn của động vật và côn trùng, qua đường tình dục) - Truyền từ mẹ sang thai nhi (khi sinh nở hoặc qua sữa mẹ) II. MIỄN DỊCH 1. Khái niệm - Miễn dịch là khả năng tự bảo vệ đặc biệt của cơ thể chống lại các tác nhân gây bệnh (cácvi sinh vật, độc tố vi sinh vật, các phân tử lạ…) khi mà chúng xâm nhập vào cơ thể. 2. Các loại miễn dịch a) Miễn dịch không đặc hiệu - Mang tính chất bẩm sinh, bao gồm các yếu tố bảo vệ tự nhiên của cơ thể: da, niêm mạc, các dịch do cơ thể tiết ra (dịch tiêu hóa, dịch mật, nước mắt, nước bọt…), dịch nhầy và lông rung ở hệ hô hấp, các đại thực bào, các bạch cầu trung tính đều có tác dụng tiêu diệt các tác nhân gây bệnh. - Miễn dịch không đặc hiệu có vai trò khi miễn dịch đặc hiệu chưa kịp phát huy. b) Miễn dịch đặc hiệu: Xảy ra khi có kháng nguyên xâm nhập vào, bao gồm 2 loại: miễn dịch tế bào và miễn dịch dịch thể * Miễn dịch dịch thể * Miễn dịch tế bào + Là miễn dịch có sự tham gia của các kháng thể nằm + Là miễn dịch có sự tham gia của tế bào limphô T trong dịch thể của cơ thể do tế bào limphô B tiết ra, độc. Các tế bào mang kháng thể này chịu trách nhiệm chúng được đưa vào tất cả các chất lỏng (thể dịch) tiêu diệt: các virut, vi sinh vật gây bệnh, thu gom các trong cơ thể: máu, hệ bạch huyết, dịch tuỷ sống, màng mảnh vụn trong cơ thể, bằng cách tiết ra loại prôtein phổi, màng bụng, dịch khớp và dịch màng ối. Chúng có làm tan các tế bào bị nhiễm độc, ngăn cản sự nhân lên thể có trong các chất lỏng do cơ thể bài tiết ra như nước của virut. tiểu, nước mắt, dịch mũi, dịch tiêu hóa (nước bọt, dịch + Trong những bệnh do virut gây ra, miễn dịch tế bào mật, dạ dày…). đóng vai trò chủ lực vì virut nằm trong tế bào nên thoát + Chúng có nhiệm vụ ngưng kết, bao bọc các loại virut, khỏi sự tấn công của kháng thể vi sinh vật gây bệnh, lắng kết các loại độc tố do chúng sinh ra. . III. INTEFÊRON(IFN) 1. Khái niệm - Intefêron là loại protein đặc biệt do nhiều loại tế bào của cơ thể tiết ra chống lại virut, chống tế bào ung thư và tăng cường khả năng miễn dịch. 2. Vai trò và các tính chất cơ bản của intefêron (IFN) - Intefêron có bản chất là các prôtein, khối lượng phân tử lớn. - Intefêron bền vững trước nhiều loại enzim (trừ prôtêaza), chịu được pH axit, nhiệt độ cao (ở vẫn giữ được hoạt tính). - Có tác dụng không đặc hiệu với virut có nghĩa là có thể kìm hãm sự nhân lên của bất kì virut nào. - Có tính đặc hiệu loài. Nó có thể bảo vệ tế bào sinh ra nó và các tế bào lân cận khỏi sự nhân lên của virut nhờ cơ chế enzim trong một thời gian ngắn chứ không thể bảo vệ tế bào của loài khác. - Nó làm tăng sức đề kháng của cơ thể bằng cách kích thích tăng số lượng của một loạt tế bào miễn dịch: đại thực bào, tế bào giết tự nhiên, tế bào limphô.  Vì vậy, nó được coi là yếu tố quan trọng nhất trong sức đề kháng của cơ thể chống virut và tế bào ung thư. - Hiện nay teferon đã được sản xuất bằng công nghệ gen để phòng chống bệnh ung thư và bệnh do virut.
Tổ Sinh vật – Trường THPT Phan Bội Châu

33


				
DOCUMENT INFO
Shared By:
Categories:
Tags:
Stats:
views:4120
posted:12/14/2009
language:Vietnamese
pages:33