Giải Sinh học 10 Bài 17: Vi sinh vật và các phương pháp nghiên cứu vi sinh vật
Lời giải:
- Vi sinh vật thuộc giới Khởi sinh (vi khuẩn), giới Nguyên sinh (tảo đơn bào và nguyên sinh động vật), giới Nấm (vi nấm).
- Đặc điểm chủ yếu để phân biệt vi sinh vật với các sinh vật khác là kích thước cơ thể: Vi sinh vật là các sinh vật có kích thước nhỏ, thường không nhìn thấy bằng mắt thường mà chỉ quan sát được bằng kính hiển vi.
I. Khái niệm vi sinh vật
Lời giải:
Vi khuẩn lactic có trong sữa chua và nấm men có trong cơm rượu nếp là các vi sinh vật có kích thước nhỏ bé, thường chỉ quan sát được dưới kính hiển vi.
Lời giải:
- Đường kính cơ thể của nấm men gấp đôi đường kính cơ thể của vi khuẩn E.coli còn chu kì tế bào của nấm men dài hơn chu kì tế bào của vi khuẩn → Nhận xét về mối liên hệ giữa hai thông số kích thước và thời gian chu kì tế bào của E. coli và S. cerevisiae: Kích thước cơ thể càng nhỏ (S/V càng lớn) thì chu kì tế bào càng ngắn (tốc độ sinh sản càng nhanh).
- Giải thích: Tốc độ trao đổi chất của tế bào sinh vật phụ thuộc vào tỉ lệ S/V (tỉ lệ giữa diện tích bề mặt và thể tích tế bào). Kích thước càng nhỏ, tỉ lệ S/V càng lớn thì tốc độ trao đổi chất càng lớn khiến cho tốc độ sinh trưởng và sinh sản của tế bào càng nhanh (chu kì tế bào càng ngắn).
Lời giải:
Bảng 17.1. Đặc điểm của các nhóm vi sinh vật
|
Đặc điểm |
Giới sinh vật |
|
Sinh vật nhân thực, đơn bào hoặc tập hợp đơn bào, dị dưỡng hoặc tự dưỡng. |
Giới Nguyên sinh |
|
Sinh vật nhân sơ, đơn bào, dị dưỡng hoặc tự dưỡng. |
Giới Khởi sinh |
|
Sinh vật nhân thực, đơn bào hoặc tập đoàn đơn bào, dị dưỡng |
Giới Nấm |
II. Các kiểu dinh dưỡng ở vi sinh vật
Lời giải:
- Hoá dị dưỡng: vi khuẩn lactic, nấm men, nấm mốc, trùng giày.
- Quang tự dưỡng: tảo silic.
- Trùng roi xanh có kiểu dinh dưỡng là hóa dị dưỡng (khi ở trong tối) hoặc quang tự dưỡng (khi ở ngoài sáng).
Lời giải:
Nếu chỉ cung cấp nguồn carbon và năng lượng thì vi sinh vật không thể phát triển được. Vì bên cạnh việc cung cấp nguồn carbon và năng lượng phù hợp, sự sinh trưởng phát triển của các vi sinh vật cũng cần nhiều yếu tố khác.
III. Một số phương pháp nghiên cứu vi sinh vật
Lời giải:
- Một số phương pháp nghiên cứu vi sinh vật: phân lập vi sinh vật, nuôi cấy và giữ giống, nghiên cứu hình thái vi sinh vật, nghiên cứu đặc điểm hóa sinh của vi sinh vật,…
- Ý nghĩa của việc nghiên cứu vi sinh vật:
+ Giúp người nghiên cứu hiểu rõ hơn về hình thái, cấu tạo, sinh lí, di truyền, sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật.
+ Là cơ sở để con người có thể khai thác, ứng dụng vi sinh vật trong cuộc sống.
Lời giải:
- Mục đích: Phương pháp phân lập nhằm tách riêng từng loài vi sinh vật từ hỗn hợp nhiều loài vi sinh vật.
- Ý nghĩa: Phân lập là khâu quan trọng trong quá trình nghiên cứu về hình thái, sinh lí, hóa sinh hoặc sử dụng loài nào đó vào thực tiễn.
- Các bước để thực hiện phương pháp phân lập vi sinh vật:
+ Bước 1: Chuẩn bị môi trường phân lập.
+ Bước 2: Cấy hỗn hợp vi sinh vật muốn phân lập lên môi trường đã chuẩn bị.
+ Bước 3: Nuôi cấy trong điều kiện thích hợp để tạo ra các khuẩn lạc riêng rẽ trên các môi trường phân lập.
+ Bước 4: Quan sát và phân tích kết quả nuôi cấy.
Lời giải:
Hình a - Khuẩn lạc vi khuẩn vì các khuẩn lạc vi khuẩn thường nhầy ướt, bề mặt thường dẹt và có nhiều màu sắc.
Hình b - Khuẩn lạc nấm men vì khuẩn lạc nấm men thường khô, tròn đều và lồi ở tâm, thường có màu trắng sữa.
Hình c - Khuẩn lạc nấm mốc vì khuẩn lạc nấm mốc thường lan rộng, có nhiều màu sắc khác nhau như trắng, vàng, đen, xanh,…
Lời giải:
- Phương pháp quan sát gồm hai bước: chuẩn bị mẫu vật và quan sát bằng kính hiển vi.
- Muốn quan sát được vi khuẩn và nấm men thì phải làm tiêu bản và nhuộm còn nấm mốc và trùng giày lại có thể quan sát trực tiếp vì: vi khuẩn và nấm men có kích thước nhỏ, màu nhạt nên khó quan sát trực tiếp còn nấm mốc và trùng giày có kích thước lớn hơn, có nhiều màu sắc nên dễ quan sát trực tiếp.
Câu hỏi 6 trang 105 Sinh học 10: Em hãy giải thích kết quả thí nghiệm ở hình 17.6.
Lời giải:
Khi có mặt enzyme catalase, enzyme catalase sẽ phản ứng với nước oxi già (H2O2) để tạo thành nước và oxygen, oxygen sinh ra sẽ tạo hiện tượng sủi bọt:
- Mẫu vi khuẩn bên trái không có enzyme catalase nên sẽ không có phản ứng phân hủy H2O2 dẫn đến không xuất hiện hiện tượng sủi bọt khí.
- Mẫu vi khuẩn bên phải có enzyme catalase nên sẽ có phản ứng phân hủy H2O2 dẫn đến xuất hiện hiện tượng sủi bọt khí.
IV. Thực hành một số phương pháp nghiên cứu vi sinh vật
Báo cáo thực hành trang 106 Sinh học 10:
- Tại sao lại phải dùng băng dính quấn chặt miệng đĩa petri?
Lời giải:
- Mở nắp đĩa petri và để trong không khí 5, 10 và 15 phút nhằm so sánh số lượng khuẩn lạc trong mỗi lô ở các khoảng thời gian tiếp xúc với không khí khác nhau. Kết quả cho thấy thời gian mở nắp 15 phút sẽ có số lượng khuẩn lạc nhiều nhất.
- Dùng băng dính quấn chặt miệng đĩa petri nhằm không để các vi sinh vật trong không khí có thể tiếp tục lọt vào trong môi trường sau thời gian mở nắp, tránh làm ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm.
- Dựa vào màu sắc, hình dạng khuẩn lạc để nhận biết các loại khuẩn lạc vi khuẩn, nấm men, nấm mốc:
+ Khuẩn lạc vi khuẩn thường nhầy nhớt, bề mặt thường dẹt và có nhiều màu sắc (trắng sữa, vàng, đỏ, hồng, cam,…), một số khuẩn lạc đặc biệt có dạng bột mịn.
+ Khuẩn lạc nấm men thường khô, tròn đều và lồi ở tâm, khuẩn lạc thường có màu trắng sữa.
+ Khuẩn lạc nấm mốc thường lan rộng do tế bào nấm mốc phát triển tạo thành dạng sợi dài, xốp, khuẩn lạc có nhiều màu sắc khác nhau như trắng, vàng, đen, xanh,…
• Báo cáo kết quả thí nghiệm theo gợi ý:
Trả lời:
BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
Tên thí nghiệm: Phân lập các vi sinh vật trong không khí
Tên nhóm:……………………………………………………………………………
1. Mục đích thí nghiệm:
- Nhận biết được khuẩn lạc của một số vi sinh vật trong không khí.
2. Chuẩn bị thí nghiệm:
- Dụng cụ: 9 đĩa petri (đường kính 10 cm) vô trùng, đũa thủy tinh, băng dính, găng tay, khẩu trang, bếp điện hoặc bếp từ, nồi có nắp (đường kính khoảng 20 cm), rổ lỗ nhỏ, cốc đong (thể tích 1 lít).
- Nguyên liệu: 100 g thịt bò thái nhỏ (2 – 3 cm), 300 mL nước, 4 g thạch.
3. Các bước tiến hành:
- Bước 1: Cho thịt bò, nước vào nồi và đun sôi trong khoảng 5 phút.
- Bước 2: Sử dụng rổ và cốc đong để lọc lấy nước thịt bò.
- Bước 3: Cho 4 g thạch vào nước thịt bò, dùng đũa thủy tinh khuấy đều và đun sôi trong khoảng 3 phút tạo thành môi trường nước thịt bò.
- Bước 4: Đậy nắp nồi và chờ 3 – 5 phút cho nhiệt độ môi trường nước thịt bò giảm xuống còn khoảng 60 – 80 oC.
- Bước 5: Lấy 9 đĩa petri và đổ vào mỗi đĩa khoảng 25 mL môi trường nước thịt bò.
- Bước 6: Mở nắp đĩa petri và để trong không khí ở các thời gian khác nhau: 5, 10 và 15 phút tương ứng với 3 lô thí nghiệm (mỗi lô có 3 đĩa).
- Bước 7: Đánh dấu và đậy nắp đĩa petri, sau đó dùng băng dính quấn xung quanh giữ chặt nắp.
- Bước 8: Giữ đĩa petri ở nhiệt độ khoảng 30 – 35 oC trong khoảng 2 – 3 ngày.
- Bước 9: Quan sát các lô thí nghiệm và ghi thông tin theo gợi ý như bảng 17.3.
4. Kết quả thí nghiệm và giải thích:
- HS đếm và ghi kết quả vào bảng.
- Kết quả tham khảo:
Bảng 17.3. Kết quả phân lập vi sinh vật từ không khí
|
Thời gian |
Số lượng lạc khuẩn |
Màu sắc khuẩn lạc |
Hình dạng khuẩn lạc |
|
5 phút |
4 |
Màu vàng |
Hình dẹt, nhầy nhớt. |
|
10 phút |
32 |
Màu vàng |
Hình dẹt, nhầy nhớt. |
|
15 phút |
120 |
Màu vàng, màu đen |
Chủ yếu là hình dẹt, nhầy nhớt; một số có hình lan rộng. |
5. Kết luận:
- Vi sinh vật chủ yếu trong không khí là vi khuẩn, có một số nấm mốc.
Báo cáo thực hành trang 107 Sinh học 10:
- Nêu hình thức sinh sản của vi khuẩn, nấm mốc và nấm men trong các mẫu quan sát.
Lời giải:
- Nhận xét đặc điểm hình dạng, kích thước của nấm mốc, nấm men và vi khuẩn:
+ Nấm mốc có dạng hình sợi, dài, xốp; sợi nấm thường là một ống hình trụ dài.
+ Nấm men quan sát được có dạng hình bầu dục, nấm men thường có kích thước lớn gấp 10 lần so với vi khuẩn.
+ Vi khuẩn quan sát được có dạng hình que, ngắn; kích thước nhỏ.
- Hình thức sinh sản của vi khuẩn, nấm mốc và nấm men trong các mẫu quan sát:
+ Vi khuẩn Bacillus subtilis có hình thức sinh sản phân đôi.
+ Nấm mốc Aspergillus niger có hình thức sinh sản bằng bào tử đính.
+ Nấm men Saccharomyces cerevisiae có hình thức sinh sản nảy chồi.
• Báo cáo kết quả thí nghiệm theo gợi ý:
Trả lời:
BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
Tên thí nghiệm: Quan sát hình thái nấm mốc, vi khuẩn, nấm men
Tên nhóm:……………………………………………………………………………
1. Mục đích thí nghiệm:
- Quan sát và mô tả được hình thái của nấm mốc, vi khuẩn, nấm men.
2. Chuẩn bị thí nghiệm:
- Mẫu vật: mẩu bánh mì, vỏ quả chín hoặc hạt bị mốc; nước dưa chua; bánh men rượu hòa trong nước.
- Hóa chất: thuốc nhuộm xanh methylene hoặc fuchsin.
- Dụng cụ: lam kính, que cấy, bình tia nước, giấy thấm, đèn cồn, chậu rửa, kính hiển vi, dầu soi kính, panh.
3. Các bước tiến hành:
• Quan sát nấm mốc
- Bước 1: Dùng panh gắp mẫu vật (mẩu bánh mì, vỏ quả hoặc hạt bị mốc) cho lên lam kính.
- Bước 2: Đặt lam kính lên bàn kính và quan sát ở vật kính 10×.
Lưu ý: tập trung quan sát hệ sợi và cơ quan sinh sản của nấm mốc, có thể chuyển sang vật kính 40× để quan sát rõ hơn.
• Quan sát vi khuẩn hoặc nấm men
- Bước 1: Dùng que cấy lấy mẫu vật (nước dưa chua hoặc dịch bánh men) cho lên lam kính và dàn đều.
- Bước 2: Hong khô tiêu bản trên ngọn lửa đèn cồn.
- Bước 3: Nhỏ 1 giọt thuốc nhuộm lên trên tiêu bản và giữ trong 1 phút.
- Bước 4: Rửa thuốc nhuộm thừa bằng bình tia nước.
- Bước 5: Thấm khô tiêu bản, đặt lên bàn kính và quan sát ở vật kính 10× để chọn tiêu cự phù hợp rồi chuyển sang vật kính 100× (vật kính dầu) để quan sát.
- Bước 6: Vẽ lại hình ảnh quan sát được dưới kính hiển vi vào vở.
4. Kết quả thí nghiệm và giải thích:
5. Kết luận:
- Vi sinh vật có hình dạng và kích thước đa dạng.
Báo cáo thực hành trang 108 Sinh học 10:
- Trình bày cơ chế hình thành bọt khí.
Lời giải:
- Cơ chế hình thành bọt khí: Khi có mặt enzyme catalase trong tế bào, enzyme catalase sẽ phản ứng với nước oxi già (H2O2) để tạo thành nước và oxygen, oxygen sinh ra sẽ tạo hiện tượng sủi bọt.
- Cơ sở khoa học của việc sử dụng nước oxi già chứa khoảng 3 % H2O2 thường để khử trùng vết thương: Trong cơ thể hầu hết các sinh vật sống đều tồn tại catalase. Do vậy, khi mô bị tổn thương, enzyme này sẽ được giải phóng. Khi tiếp xúc với hydrogen peroxide (H2O2), catalase sẽ là chất xúc tác gây ra quá trình phân hủy H2O2 thành nước (H2O) và khí oxygen (O2). Oxygen sinh ra sẽ tạo hiện tượng sủi bọt. Tác dụng cơ học của sủi bọt làm sạch các mảnh vụn mô và làm giảm số lượng vi khuẩn ở vết thương.
• Báo cáo kết quả thí nghiệm theo gợi ý:
Trả lời:
BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
Tên thí nghiệm: Xác định khả năng sinh catalase
Tên nhóm:……………………………………………………………………………
1. Mục đích thí nghiệm:
- Quan sát và giải thích được hiện tượng về khả năng sinh catalase của vi khuẩn hoặc nấm men.
2. Chuẩn bị thí nghiệm:
- Mẫu vật: vi khuẩn, nấm men phân lập được trên môi trường nước thịt, chế phẩm men tiêu hóa (vi khuẩn) dạng bột.
- Hóa chất: dung dịch nước oxi già.
- Dụng cụ: lam kính, que cấy.
3. Các bước tiến hành:
- Bước 1: Dùng que cấy lấy mẫu tế bào vi khuẩn hoặc nấm men hoặc chế phẩm men tiêu hóa cho lên lam kính.
- Bước 2: Nhỏ 1 giọt dung dịch nước oxi già lên mẫu vật.
- Bước 3: Thu thập số liệu.
Quan sát hiện tượng xảy ra và ghi lại thông tin theo gợi ý như bảng 17.4.
Ghi chú: nếu có bọt khí ghi dấu (+), nếu không có ghi dấu (-).
4. Kết quả thí nghiệm và giải thích:
- Học sinh dựa vào thí nghiệm thực tế để hoàn thành bảng 17.4.
- Chú ý:
+ Mẫu vi sinh vật không có enzyme catalase thì sẽ không có phản ứng phân hủy H2O2 dẫn đến không xuất hiện hiện tượng sủi bọt khí.
+ Mẫu vi sinh vật có enzyme catalase thì sẽ có phản ứng phân hủy H2O2 dẫn đến xuất hiện hiện tượng sủi bọt khí.
5. Kết luận:
- Catalase là một loại enzyme phổ biến được tìm thấy trong gần như tất cả các sinh vật sống nói chung và vi sinh vật có tiếp xúc với oxygen nói riêng.
Xem thêm các bài giải SGK Sinh học lớp 10 Cánh diều hay, chi tiết khác:
Bài 18: Sinh trưởng và sinh sản ở vi sinh vật
Bài 19: Quá trình tổng họp phân giải ở vi sinh vật
Bài 20: Thành tựu của công nghệ vi sinh vật và ứng dụng của vi sinh vật
