Bài tập 1: Nêu các đặc điểm của vi sinh vật. Đặc điểm nào là thể mạnh mà công nghệ vi sinh vật đang tập trung khai thác? Vì sao?
Lời giải:– Vi sinh vật có một số đặc điểm như:
+ Kích thước nhỏ bé, số lượng nhiều và phân bố rộng, hấp thu và chuyển hoá vật chất nhanh, sinh trưởng và sinh sản nhanh.
– Khả năng sinh trưởng và sinh sản nhanh của vi sinh vật là một thể mạnh mà công nghệ sinh học đang tập trung khai thác vì nhờ khả năng sinh trưởng và sinh sản nhanh của vi sinh vật có thể đáp ứng việc tạo ra số lượng lớn sản phẩm cần dùng trong một thời gian ngắn.
Bài tập 2: Cầu khuẩn A có kích thước 1,5 µm x 1,5µm và trực khuẩn B (hinh trụ) có kích thước 2 µm x 1,2µm. Häy tinh tỉ lệ S/V của hai vi khuẩn này. Để nuôi thu sinh khối vi khuẩn thì em sẽ chọn cầu khuẩn A hay trực khuẩn B? Vi sao?
Lời giải:
* Cầu khuẩn A:
+ Diện tích: 18,8
+ Thể tích: 6,3
+ Tỉ lệ S/V: ≈ 3
* Trực khuẩn B
+ Diện tích: 24,1
+ Thể tích: 9
+ Tỉ lệ S/V: ≈ 2,7
Bài tập 3: Trình bày các pha sinh trưởng của quần thể vi khuẩn trong hệ kin. Để nuôi thu nhận sinh khối của vi khuẩn thì nên dừng ở pha nào? Vì sao?
Lời giải:
– Các pha sinh trưởng của quần thể vi sinh vật:
+ Pha tiềm phát (pha lag): Vi khuẩn thích ứng dần với môi trường, chúng tổng hợp các enzyme trao đổi chất và DNA, chuẩn bị cho quá trình phân bào. Ở giai đoạn này, mật độ tế bào vi khuẩn trong quần thể gần như không thay đổi. Dinh dưỡng đầy đủ cho sự sinh trưởng của quần thể vi khuẩn.
+ Pha lũy thừa (pha log): Vi khuẩn phân chia mạnh mẽ. Mật độ tế bào vi khuẩn trong quần thể tăng nhanh, quần thể đạt tốc độ sinh trưởng tối đa. Dinh dưỡng đầy đủ nhưng tiêu hao nhanh cho sự sinh trưởng của quần thể vi khuẩn.
+ Pha cân bằng: Số tế bào sinh ra cân bằng với số tế bào chết đi. Mật độ tế bào vi khuẩn trong quần thể hầu như không thay đổi. Dinh dưỡng bắt đầu thiếu hụt cho sự sinh trưởng của quần thể vi khuẩn.
+ Pha suy vong: Số tế bào chết hoặc bị phân hủy nhiều hơn số tế bào sinh ra. Mật độ tế bào vi khuẩn trong quần thể bắt đầu suy giảm. Dinh dưỡng cạn kiệt và các chất độc hại cho sự sinh trưởng của quần thể vi khuẩn tích lũy tăng dần.
– Để nuôi thu sinh khối thì cần dừng lại ở pha cân bằng vì ở thời điểm này, sinh khối vi khuẩn sẽ đạt cực đại.
Bài tập 4: So sánh các hình thức sinh sản của vi sinh vật nhân sơ và vi sinh vật nhân thực.
Lời giải:
– Giống nhau:
+ Đều là hình thức sinh sản thông qua nhân đôi tế bào.
+ Đều có các hình thức sinh sản vô tính là phân đôi, nảy chồi, hình thành bào tử vô tính.
– Khác nhau:
Bài tập 5: Liệt kê các yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của vi sinh vật. Chúng ta nên làm gì để hạn chế sự gây hại của vi sinh vật đối với lương thực ví dụ gạo , ngô, đỗ hoặc thực phẩm? Cho ví dụ.
Lời giải:
– Các yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của vi sinh vật:
+ Yếu tố hóa học: Nguồn dinh dưỡng, các chất hóa học như nồng độ H+, các kim loại nặng, các hợp chất phenol, các chất oxi hóa mạnh,…
+ Yếu tố vật lý: Nhiệt độ, độ ẩm, các bức xạ điện tử,…
+ Yếu tố sinh học: Mối quan hệ giữa các vi sinh vật khác, các thực vật và động vật sống trong cùng môi trường với chúng.
– Để hạn chế sự gây hại đối với lương thực, chúng ta cần bảo quản kĩ, không tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của chúng.
+ Ví dụ: Gạo, ngô, đỗ hoặc thực phẩm cần điều chỉnh các yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của vi sinh vật để hạn chế sự sinh trưởng, sinh sản của những vi sinh vật gây hại bằng một số biện pháp như: Bảo quản ở nơi khô ráo, tránh môi trường ẩm ướt; phơi nắng và đóng gói trong các bao kín.
Bài tập 6: Nêu một số ví dụ về quá trình tổng hợp ở vi sinh vật và ứng dụng của quá trình đó trong thực tiễn.
Lời giải:
* Ví dụ về quá trình tổng hợp ở vi sinh vật và ứng dụng:
– Quá trình cố định đạm ở các vi khuẩn nốt sần Rhizobium jaconicum.
→ Ứng dụng để cung cấp đạm cần thiết cho cây.
– Quá trình tổng hợp lipid của nấm men hoặc vi tảo
→ Ứng dụng để sản xuất dầu diesel sinh học.
– Quá trình tổng hợp amino acid ở vi khuẩn Corynebacterium glutamicum.
→ Ứng dụng để sản xuất amino acid.
– Quá trình tổng hợp kháng sinh của nấm mốc Penicillium chrysogenum
→ Ứng dụng để sản xuất kháng sinh penicillin.
– Quá trình quang hợp ở các vi khuẩn tía.
→ Ứng dụng để xử lý sulfide trong nguồn nước bị ô nhiễm.
Bài tập 7: Trình bày một số ví dụ về quá trình phân giải ở vi sinh vật và ứng dụng của quá trình đo trong thực tiễn
Lời giải:
* Ví dụ về quá trình phân giải ở vi sinh vật và ứng dụng:
– Quá trình phân giải các tinh bột ở nấm men Saccharomyces cerevisiae.
→ Ứng dụng trong sản xuất rượu, bia.
– Quá trình phân giải Cellulose ở vi khuẩn Clostriduim cellulolyticum.
→ Ứng dụng để sản xuất ethanol sinh học.
– Quá trình phân giải protein ở nấm mốc Aspergillus oryzae
→ Ứng dụng trong sản xuất nước mắm.
Bài tập 8: Liệt kê ít nhất ba yếu tố ảnh hưởng đến quá trình làm sữa chua, dưa chua hoặc bánh mì. Nêu biện pháp kiểm soát hoặc điều khiển các yếu tố đó theo hướng có lợi cho sự phát triển của vi sinh vật.
Lời giải:
– Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình làm sữa chua, dưa chua, bánh mì:
+ Nhiệt độ: Ảnh hưởng đến tốc độ, sự phát triển của quá trình lên men.
+ Lượng cơ chất (đường, muối, polysaccharide,…): Ảnh hưởng đến hương vị.
+ Lượng vi sinh vật tham gia quá trình lên men: Ảnh hưởng đến cấu trúc và chất lượng.
– Biện pháp kiểm soát hoặc điều khiển các yếu tố:
+ Sử dụng biện pháp ủ để duy trì nhiệt độ ổn định, sử dụng nhiệt kế để kiểm tra nhiệt độ khi ủ và hạn chế lượng O2 cho sự sinh sản của vi sinh vật.
+ Sử dụng cân để đảm bảo đủ lượng cơ chất, phù hợp với lượng vi sinh vật thực hiện lên men.
Bài tập 9: Vì sao lại xếp virus ở ranh giới trung gian giữa vật sống và vật không sống?
Lời giải:
– Xếp virus ở ranh giới trung gian giữa vật sống và vật không sống vì:
+ Không có cấu tạo tế bào
+ Không trao đổi chất với môi trường, không có khả năng tự trao đổi chất
+ Sống phụ thuộc vào tế bào chủ.
+ Không phải là vật không sống vì chúng có khả năng nhân tạo ra virus mới.
Bài tập 10: Liệt kê các giai đoạn trong chu trình nhân lên của virus. Ức chế giai đoạn nào thi sẽ ức chế được sự nhân lên của virus?
Lời giải:
– Chu trình nhân lên của virus gồm 5 giai đoạn:
+ Bám dính (hấp phụ): Virus cố định trên bề mặt tế bào chủ nhờ mối liên kết đặc hiệu giữa thụ thể của virus và thụ thể của tế bào chủ.
+ Xâm nhập: Virus trần đua trực tiếp vật chất di truyền vào trong tế bào chủ, virus có màng bọc thi đưa cấu trúc nucleocapsid hoặc cả virus vào trong tế bào chủ rồi mới phá bỏ các cấu trúc bao quanh (cởi áo) để giải phóng vật chất di truyền.
+ Sinh tổng hợp: Virus sử dụng các vật chất có sẵn của tế bào chủ tiến hành tổng hợp các phân từ protein và nucleic acid nhờ enzyme của tế bào chủ hoặc enzyme do virus tổng hợp.
+ Lắp ráp: Các thành phần của virus sẽ hợp nhất với nhau để hình thành cấu trúc nucleocapsid.
+ Giải phóng: Virus có thể phá huỷ tế bào chủ để giải phóng đồng thời các hạt virus hoặc chui từ từ ra ngoài và làm tế bào chủ chết dần.
– Để ức chế sự nhân lên của virus cần ức chế giai đoạn bám dính hoặc xâm nhập hoặc sinh tổng hợp.
+ Giai đoạn bám dính: Sử dụng các loại chất ức chế hoặc kháng sinh cản trở sự kết hợp giữa virus và tế bào.
+ Giai đoạn xâm nhập: Ngăn chặn quá trình xâm nhập bằng cách ức chế các cơ chế cần thiết cho việc nội tiết virus vào tế bào chủ.
+ Giai đoạn sinh tổng hợp: Sử dụng các loại thuốc chống virus để ngăn chặn sự sao chép của virus.
Bài tập 11: Nêu và cho ví dụ về một số lợi ích và tác hại của virus đối với con người.
Lời giải:
- Lợi ích của virus: Sản xuất vaccine, kháng thể
Ví dụ: Sản xuất vaccine dại, vaccine cúm,..
- Tác hại: Gây bệnh cho con người, gây nên các tổn thương đến các cơ quan.
- Ví dụ: Bệnh dại gây ảnh hưởng đến hệ thần kinh và gây tử vong.
Bài tập 12: Nêu các phương thức lây truyền virus ở người. Giải thích ý nghĩa của thông điệp 5K trong phòng chống dịch COVID-19.
Lời giải:
– Các phương thức lây truyền virus ở người:
+ Lây truyền dọc: (mang thai, sinh nở, chăm sóc,…)
+ Lây truyền ngang (đường hô hấp, tiêu hóa, vết trầy xước, quan hệ tình dục, đường máu,…)
– Ý nghĩa của thông điệp 5K trong phòng chống dịch COVID-19:
+ Thông điệp 5K nhằm giảm nguy cơ mắc bệnh SAR – CoV– 2 từ người sang người, từ đó làm tăng hiệu quả phòng, chống chống dịch COVID-19 do SARS- CoV-2 gây ra.
Bài tập 13: Tại sao chất kháng sinh lại không có tác dụng đối với những bệnh do virus?
Lời giải:
– Kháng sinh chỉ điều trị các bệnh do các vi khuẩn nhất định gây ra vì vi khuẩn kí sinh ngoài tế bào nên kháng sinh có thể diệt nguyên vi khuẩn còn virus nằm trong vật chất di truyền của tế bào chủ cho nên kháng sinh không có tác dụng với virus. Nếu kháng sinh diệt virus thì đồng nghĩa với diệt cả tế bào của chủ.
Bài tập 14: Trình bày các biện pháp phòng bệnh do virus. Biện pháp nào sẽ giúp cơ thể chúng ta chủ động hình thành kháng thể kháng virus?
Lời giải:
– Các biện pháp phòng bệnh do virus:
+ Duy trì lối sống lành mạnh, vệ sinh, tập luyện, giữ gìn cho cơ thể sạch sẽ, khoẻ mạnh.
+ Ăn uống đủ chất, bảo đảm an toàn vệ sinh thực phẩm.
+ Phun thuốc khử trùng, tiêu diệt sinh vật trung gian truyền bệnh như muỗi, bọ chét,…
+ Thường xuyên rửa tay bằng xà phòng và đeo khẩu trang khi đi ra đường.
+ Cách ly người bệnh, hạn chế tiếp xúc với người bệnh. Nếu phải tiếp thì cần sử dụng các dụng cụ bảo hộ y tế.
+ Khoanh vùng, tiêu hủy động vật bị bệnh nếu có.
+ Tiêm vaccine cho người và vật nuôi, gia súc, gia cầm
+ Không dùng chung đồ dùng cá nhân như bàn chải đánh răng, khăn mặt, dao cạo râu, bơm kim tiêm…
+ Đối với các bệnh lây lan qua đường hô hấp thì cần có các biện pháp cách li và hạn chế tiếp xúc với người bệnh, khi tiếp xúc với người bệnh phải sử dụng các dụng cụ bảo hộ ví dụ như găng tay, khẩu trang y tế,…
+ Để cơ thể chúng ta chủ động hình thành kháng thể kháng virus. Tiêm vaccine chính là biện pháp hàng đầu hiện nay. Vaccine giúp cơ thể kích thích hệ miễn dịch tạo ra kháng thể phù hợp chống lại kháng nguyên của virus gây bệnh, đồng thời hệ miễn dịch ghi nhớ để nếu có kháng nguyên tương tự xâm nhập vào thì cơ thể sẽ chủ động hình thành kháng thể để bất hoạt kháng nguyên đó. Từ đó ngăn chặn các loại bệnh trong cơ thể.
Bài tập 15: Tại sao virus gây bệnh cúm A hay HIV/AIDS lại thường có nhiều biển thể? Đặc điểm đó gây khó khăn gi trong phát triển vaccine phòng bệnh và thuốc chữa bệnh?
Lời giải:
– Virus gây bệnh cúm A hay HIV/AIDS là những virus có hệ gene là RNA, enzyme polymerase do chúng tổng hợp không có cơ chế sửa sai nên có tần số và tốc độ đột biến rất cao. Bên cạnh đó, các biến chủng cũng được tạo ra do cơ chế tái tổ hợp virus từ nhiều nguồn khác nhau. Do vậy, virus gây bệnh cúm A hay HIV/AIDS thường có nhiều biến thể.
– Việc virus có nhiều biến thể dẫn đến khả năng kháng thuốc của chúng rất nhanh. Khi các biến thể mới tạo ra thì có thể phải tạo ra một loại vaccine mới thì mới chống lại được biến thể đó. Mặt khác, trong khi chúng ta tạo ra vaccine để chống lại biến thể mới thì chúng lại phát triển thành một loại biến thể khác. Việc này đòi hỏi phải điều chế thuốc mới liên tục, gây khó khăn trong phát triển vaccine phòng bệnh và thuốc chữa bệnh.