Giải Sinh học 10 Bài 17: Vi sinh vật và các phương pháp nghiên cứu vi sinh vật 

Mở đầu trang 102 Sinh học 10: Vi sinh vật thuộc giới nào trong hệ thống phân loại 5 giới (hình 17.1)? Dựa vào đặc điểm gì để phân biệt chúng với các sinh vật khác? 

Trả lời:

- 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 nhỏ, chỉ quan sát đường bằng kính hiển vi.

I. Khái niệm vi sinh vật

Câu hỏi 1 trang 102 Sinh học 10: Trong sữa chua có vi khuẩn lactic, trong cơm rượu nếp có nấm men (hình 17.2). Em có thể quan sát chúng bằng cách nào? Tại sao.

Trả lời:

- Quan sát vi khuẩn lactic có trong sữa chua và nấm men có trong cơm rượu nếp bằng kính hiển vi.

- Vì: Vi khuẩn lactic có kích thước nhỏ, không thể quan sát bằng mắt thường.

Câu hỏi 2 trang 103 Sinh học 10: Hình 17.3 cho biết kích thước và thời gian chu kì tế bào của E. coli và S. cerevisiae. Em có nhận xét gì về mối liên hệ giữa hai thông số đó? Giải thích.

Trả lời:

- Quan sát hình nhận thấy:

+ Kích thước vi khuẩn E. coli là 2 μm, chu kì tế bào 20 phút.

+ Kích thước vi khuẩn là S. cereviside là 4 μm, chu kì tế bào 2 giờ.

→ Mối liên hệ giữa hai thông số kích thước và thời gian chu kì tế bào của E. coli và S. cerevisiae: Kích thước tế bào càng nhỏ thì thời gian chu kì tế bào càng ngắn.

- Giải thích: 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.

Luyện tập 1 trang 103 Sinh học 10: Cho biết vi sinh vật có nhóm đặc điểm liệt kê ở bảng 17.1 thuộc giới nào trong 3 giới sau: Khởi sinh, Nấm, Nguyên sinh.

Bảng 17.1. Đặc điểm của các nhóm vi sinh vật

Trả lời:

Bảng 17.1. Đặc điểm của các nhóm vi sinh vật

II. Các kiểu dinh dưỡng ở vi sinh vật

Luyện tập 2 trang 103 Sinh học 10: Sắp xếp các vi sinh vật (vi khuẩn lactic, nấm men, nấm mốc, trùng roi xanh, trùng giày, tảo silic) vào kiểu dinh dưỡng phù hợp.

Trả lời:

Vận dụng trang 104 Sinh học 10: Nếu chỉ cung cấp nguồn carbon và năng lượng thì vi sinh vật có thể phát triển được không? Vì sao?

Trả lời:

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

Câu hỏi 3 trang 104 Sinh học 10: Hãy kể tên một số phương pháp nghiên cứu vi sinh vật. Nêu ý nghĩa của việc nghiên cứu vi sinh vật.

Trả lời:

- 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: 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. Đồng thời, việc nghiên cứu vi sinh vật là cơ sở để con người có thể khai thác, ứng dụng vi sinh vật trong cuộc sống. 

Câu hỏi 4 trang 104 Sinh học 10: Em hãy cho biết mục đích, ý nghĩa của phương pháp phân lập vi sinh vật. Phương pháp phân lập gồm những bước nào? 

Trả lời:

- Mục đích của phương pháp phân lập vi sinh vật: Phân lập giúp tách riêng từng loài vi sinh vật từ hỗn hợp nhiều loài vi sinh vật. 

- Ý nghĩa của phương pháp phân lập vi sinh vật: 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 và hỗn hợp vi sinh vật cần phân lập.

+ Bước 2: Cấy hỗn hợp vi sinh vật cần phân lập lên môi trường.

+ 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.

Luyện tập 3 trang 104 Sinh học 10: Em hãy cho biết khuẩn lạc vi khuẩn, nấm mốc và nấm men tương ứng với ảnh nào trong các ảnh ở hình 17.4.

Trả lời:

- Hình a có khuẩn lạc nhầy ướt, bề mặt thường dẹt và có nhiều màu sắc → Hình a - Khuẩn lạc vi khuẩn.

- Hình b có khuẩn lạc khô, tròn đều và lồi ở tâm, thường có màu trắng sữa → Hình b - Khuẩn lạc nấm men.

- Hình c có khuẩn lạc lan rộng, có nhiều màu sắc khác nhau như trắng, vàng, đen, xanh,… → Hình c - Khuẩn lạc nấm mốc.

Câu hỏi 5 trang 105 Sinh học 10: Phương pháp quan sát gồm mấy bước? Vì sao 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?

Trả lời:

- 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 kích thước của vi khuẩn và nấm men nhỏ hơn nấm mốc và trùng giày rất nhiều.

Câu hỏi 6 trang 105 Sinh học 10: Em hãy giải thích kết quả thí nghiệm ở hình 17.6. 

Trả lời:

- Kết quả thí nghiệm: Mẫu vi khuẩn bên trái không có bọt khí, mẫu vi khuẩn bên phải có bọt khí.

- Giải thích:

+ Mẫu vi khuẩn bên trái không có enzyme catalase → không có phản ứng phân hủy H₂O₂ sinh O₂ → không xuất hiện hiện tượng sủi bọt khí.

+ Mẫu vi khuẩn bên phải có enzyme catalase → có phản ứng phân hủy H₂O₂ sinh O₂ → 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:

• Trả lời các câu hỏi sau:

- Tại sao lại mở nắp đĩa petri và để trong không khí 5, 10 và 15 phút? So sánh kết quả ở các lô khác nhau.

- Tại sao lại phải dùng băng dính quấn chặt miệng đĩa petri?

- Em hãy tìm hiểu thông tin và nêu cách nhận biết khuẩn lạc vi khuẩn, nấm mốc và nấm men. Đồng thời, hãy đánh dấu từng loại khuẩn lạc đó (nếu có) trong mẫu phân lập.

Trả lời:

- Mở nắp đĩa petri và để trong không khí 5, 10 và 15 phút sẽ tạo ra thời gian môi trường nuôi cấy tiếp xúc với các vi sinh vật trong 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 ngăn cản không cho các vi sinh vật trong không khí tiếp tục lọt vào trong môi trường sau thời gian mở nắp.

- Cách nhận biết các khuẩn lạc:

+ 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:

- Phân biệt 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.

5. Kết luận:

- Vi sinh vật trong không khí rất đa dạng.

Báo cáo thực hành trang 108 Sinh học 10:

• Trả lời các câu hỏi sau:

- Em có nhận xét gì về đặc điểm hình dạng, kích thước của nấm mốc, nấm men và vi khuẩn?

- Nêu hình thức sinh sản của vi khuẩn, nấm mốc và nấm men trong các mẫu quan sát.

Trả lời:

- Đặc điểm hình dạng, kích thước của nấm mốc, nấm men và vi khuẩn quan sát được:

+ Nấm mốc có dạng sợi phân nhánh; kích thước lớn hơn vi khuẩn.

+ Nấm men có dạng hình bầu dục; kích thước lớn hơn vi khuẩn.

+ Vi khuẩn 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 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:

Học sinh vẽ lại hình ảnh quan sát được dưới kính hiển vi vào vở.

5. Kết luận:

- Vi sinh vật có hình dạng và kích thước đa dạng.

Báo cáo thực hành trang 108 Sinh học 10:

• Trả lời các câu hỏi sau:

- Trình bày cơ chế hình thành bọt khí.

- Nước oxi già có chứa khoảng 3 % H₂O₂ thường được dùng để khử trùng vết thương. Em hãy nêu cơ sở khoa học của ứng dụng này.

Trả lời:

- Cơ chế hình thành bọt khí: Enzyme catalase phản ứng với nước oxi già (H₂O₂) sẽ 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 thường để khử trùng vết thương: Tế bào có enzyme catalase. Khi sử dụng nước oxi già, catalase sẽ xúc tác gây ra quá trình phân hủy H₂O₂ thành nước và khí oxygen. Oxygen sinh ra sẽ tạo hiện tượng sủi bọt giúp làm sạch các mảnh vụn mô và 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.

- Giải thích: Enzyme catalase phản ứng với nước oxi già (H₂O₂) sẽ tạo thành nước và oxygen, oxygen sinh ra sẽ tạo hiện tượng sủi bọt.

5. Kết luận:

- Catalase là một loại enzyme có nhiều trong hầu hết các tế bào sống.