CẤU Tạo Và CHỨC NĂNG Của Tế Bào VI KHUẨN - 123doc

MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Nghiên cứu, tổng hợp các vấn đề lý thuyết liên quan đến cấu tạo và chức năng của tế bào vi khuẩn làm tư liệu giảng dạy lớp chuyên và bồi dưỡng học sinh giỏi tham gia

CẤU TẠO VÀ CHỨC NĂNG CỦA

TẾ BÀO VI KHUẨN

MỤC LỤC

MỤC LỤC 2

PHẦN I: MỞ ĐẦU 3

I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 3

PHẦN II: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 4

HÌNH DẠNG, KÍCH THƯỚC 4

I.1 Hình dạng 4

I.2.Kích thước 5

CẤU TẠO VÀ CHỨC NĂNG CÁC THÀNH PHẦN CỦA TẾ BÀO VI KHUẨN 6

II.1.Cấu tạo, chức năng của thành TBVK ( cấu trúc bắt buộc) 7

II.2.Màng sinh chất( cấu trúc bắt buộc) 11

III MỘT SỐ NHÓM VK ĐẶC BIỆT 14

III.1.Xạ khuẩn ( Vi khuẩn hình tia) 14

III.2.Vi khuẩn lam( vi khuẩn quang tự dưỡng giống TV) 15

III.3.Vi khuẩn cực nhỏ ( Mycoplasma, Ricketsia, xoắn thể) 16

GỢI Ý TRẢ LỜI: 21

PHẦN IV: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 28

TÀI LIỆU THAM KHẢO 29

PHẦN I: MỞ ĐẦU

I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Là một giáo viên của trường Chuyên Bắc Giang, trực tiếp giảng dạy lớp chuyên và bồi dưỡng HSG tôi có mong muốn biên soạn các chuyên đề phục vụ công việc của mình và cũng là góp phần để có thêm tài liệu tham khảo cho các

em học sinh khối chuyên sinh tự học, tự luyện, nắm vững thêm kiến thức cơ bản

và có kĩ năng tư duy khoa học nhằm đạt được kết quả cao nhất trong học tập

Chuyên đề này thiết kế phù hợp với yêu cầu về nội dung kiến thức của Tài liệu Giáo khoa chuyên sâu đáp ứng đòi hỏi về kiến thức cũng như kỹ năng

tư duy của các kỳ thi chọn Học sinh giỏi Quốc gia và thi đại học hàng năm

II MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu, tổng hợp các vấn đề lý thuyết liên quan đến cấu tạo và chức năng của tế bào vi khuẩn làm tư liệu giảng dạy lớp chuyên và bồi dưỡng học sinh giỏi tham gia các kỳ thi, đặc biệt là kỳ thi HSGQG.

III PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Nội dung của chuyên đề là sự tập hợp kiến thức cơ bản và nâng cao một cách hệ thống để học sinh dễ học, dễ nhớ Hệ thống câu hỏi tự luận được biên soạn từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp với yêu cầu khắc sâu kiến thức cơ bản, nâng cao, mở rộng trong phạm vi chương trình mà Bộ giáo dục và Đào tạo ban hành

IV ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI

Đề tàì là tài liệu quí giúp học sinh ôn tập một cách có hệ thống và hiệu quả kiến thức chuyên đề vi khuẩn Đề tài cũng là tư liệu giảng dạy có giá trị thực tiễn Tuy nhiên vì khả năng có hạn, nên không tránh khỏi hạn chế Rất cảm ơn những kiến đóng góp của các bạn đồng nghiệp, các bạn đọc gần xa để chuyên

PHẦN II: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU HÌNH DẠNG, KÍCH THƯỚC

I.1 Hình dạng

Hình dạng vi khuẩn khác nhau ở loài này và loài khác, đối với các vi khuẩn đa hình thì hình dạng có thể khác nhau trong các giai đoạn sống khác nhau của chu kỳ sinh trưởng

-Vi khuẩn có các hình dạng chính:

• Cầu ( cầu khuẩn)

• Que ( trực khuẩn),

• Xoắn ( xoắn khuẩn)

• Phẩy ( phẩy khuẩn)

Một số vi khuẩn thường gặp

* Cầu khuẩn

- Nếu TB phân chia theo một phương và dính nhau thì gọi là song cầu khuẩn hoặc chuỗi cầu khuẩn

- Khi phân chia theo 2 phương và dính nhau thì tạo thành tứ cầu khuẩn

- Khi phân chia theo 3 phương và dính nhau tạo thành liên cầu khuẩn

- Khi phân chia theo nhiều phương và dính nhau tạo thành tụ cầu khuẩn

* Trực khuẩn

- Tương tự cũng có song trực khuẩn, tứ trực khuẩn

I.2.Kích thước

Đơn vị đo kích thước của vi khuẩn là µm

- Kích thước của vi khuẩn khoảng 1- 10µm

- Kích thước tế bào vi khuẩn = 1/10 TB nhân thực

CẤU TẠO VÀ CHỨC NĂNG CÁC THÀNH PHẦN CỦA TẾ BÀO VI KHUẨN

II.1.Cấu tạo, chức năng của thành TBVK ( cấu trúc bắt

Sơ đồ cấu tạo của peptidoglican

- Ngoài peptidoglucan, thành TB còn chứa các thành phần khác Dựa vào các thành phần khác khau đó và độ dày của lóp peptidoglucan mà

vi khuẩn được chia làm 2 loại gồm: vi khuẩn Gram dương và vi khuẩn gram âm.

Sơ đồ cấu tạo thành TB vi khuẩn G+ và vi khuẩn G

-* Cấu tạo thành TB vi khuẩn G +

- Vi khuẩn G+ có lớp peptidoglucan dày từ 150- 800 Ao gồm 40-50 lớp

- Axit teicoic: là polyme của glyxerol và ribitol phootphat được gắn với peptidoglucan qua NAM hoặc màng TBC Axit teicoic còn liên quan đến kháng nguyên bề mặt và tính gây bệnh của một số vi khuẩn

- Bên ngoài cùng là lớp S, là lớp không cố định , bản chất là lipoprotein, polysaccarit.

* Cấu tạo thành TBVK G

Vi khuẩn G- có lớp peptidoglucan mỏng ( 50- 180 Ao )

- Không có axit teicoic

- Ngoài lớp peptidoglucan là lớp màng ngoài thành lipopolysaccarit ( LPS)

+ Phần lipit gọi là lipit A là nội độc tố của vi khuẩn

+ Phần đường gồm polysaccarit lõi và polysaccarit O Polysaccarit O được dùng trong phân loại vi khuẩn, là kháng nguyên O ( kháng nguyên bề mặt)

+ Kênh protein màng ngoài gọi là porin ( protein lỗ và đặc trưng ở vi khuẩn G-)

- Khoảng giữa màng ngoài và màng sinh chất là không gian chu chất

+ Tế bào trần: không còn tính kháng nguyên, không có khả năng phân chia, khả năng phục hồi thành khó, dễ lai các tế bào với nhau

+ Thể hình cầu: còn kháng nguyên bề mặt do còn lớp LPS , khả năng phân chia chậm, khả năng phục hồi thành dễ, khó lai các tế bào với nhau

- Penixilin cắt liên kết giữa aa thứ nhất và aa thứ 2 trong chuỗi tetrapeptit của NAM

- Muroendopeptidaza cắt cầu nối aa giữa 2 phân tử NAM

II.1.3.Phương pháp nhuộm Gram

- Để phân biệt vi khuẩn G+ vi khuẩn G- người ta sử dụng phương pháp nhuộm Gram.Phương pháp nhuộm Gram là phương pháp nhuộm kép, dựa vào sự khác nhau trong cấu trúc thành vi khuẩn

- Phương pháp nhuộm Gram:

+ Nhỏ một giọt dịch huyền phù vi khuẩn lên lam kính, cố định vết bôi trên ngọn lửa đèn cồn

+ Nhuộm màu bằng thuốc nhuộm tím kết tinh, củng cố màu nhuộm bằng dung dịch Lugol ( chứa iot)

+ Tẩy màu bằng ancol hoặc axeton ( 1 phút) cho tiêu bản mất màu, sau đó rửa lại bằng nước

+ Nhuộm bổ sung bằng thuốc nhuộm màu đỏ ( Fuchsin), rửa nước, hong khô và soi kính

Kết quả: vi khuẩn G+ bắt màu tím, vi khuẩn G- bắt màu đỏ

- Cơ chế nhuộm Gram: Bản thân peptidoglican không bị nhuộm màu, nhưng ngăn cản sự thất thoát của tím kết tinh Khi bị tẩy bằng cồn, ở vi khuẩn Gram dương, các lỗ ở peptidoglican dày lại có nhiều liên kết chéo, nên giữ được màu Trong khi ở vi khuẩn Gram âm, lớp peptidoglican mỏng, các lỗ lớn nên không giữ được màu.Khi tẩy bằng dung môi đã làm tan lipit, nên kích thước lỗ càng lớn nên không giữ được màu

Khi nhuộm bổ sung bằng thuốc nhuộm màu đỏ, vi khuẩn Gram dương không bắt màu, vi khuẩn Gram âm bắt màu thuốc nhuộm bổ sung

II.1.4.Chức năng của thành

- Duy trì hình dạng ổn định của TB

- Duy trì áp suất thẩm thấu

- Tham gia vào quá trình phân bào

- Hỗ trợ sự chuyển động của tiên mao

- Bảo vệ TB ( k/s, thuốc nhuộm, kim loại nặng, 1 số enzym phân giải )

II.2.Màng sinh chất( cấu trúc bắt buộc)

- Cấu trúc của màng sinh chất: Giống Eu

- Đặc điểm khác với màng ở sinh vật nhân chuẩn ( không chứa colesterol,lipit ở màng sinh chất chứa nội độc tố của VK)

- Chức năng: Hấp thu các chất dinh dưỡng, thực hiện quá trình hô hấp, gấp nếp thành mezosom là nơi định vị AND khi phân chia tế bào, chứa sắc tố ở VK quang hợp )

II.3 RBX 70S( cấu trúc bắt buộc)

- Giống RBX của ty thể, lạp thể ở SV nhân chuẩn

II.4.Vật chất nhân ( cấu trúc bắt buộc)

- Nhân không có màng bao

- Nhân là đơn bội ( chỉ là 1 NST cấu tạo bởi 1 sợi AND dạng kép, mạch vòng)

→ đột biến là biểu hiện ngay.

II.5.Glicocalix ( cấu trúc không bắt buộc)

- Glicocalix là lớp bao ngoài cùng của TB, bao gồm cả màng giáp lẫn màng nhày

- Thành phần hóa họa của Glicocalix có thể là polysaccarit hoặc protein hoặc cả 2

- Nếu glicocalix được tổ chức chặt chẽ gắn chắc vào thành TB thì gọi là màng giáp, nếu cấu trúc lỏng lẻo không gắn chắc vào thành thì gọi là màng nhày

* Màng giáp giúp TB vi khuẩn thoát khỏi bị tiêu diệt bởi thực bào

* Màng nhày:

- Màng nhày có nhiều ở nhóm vi khuẩn G

Màng nhày hình thành trong những điều kiện: Quá dư thừa đường, quá dư thừa nitơ, cần tăng cường độc tính )

- Vai trò của màng nhày: Tăng cường độc tính của VK, cung cấp chất dd khi cần

- Loại kháng nguyên có ở màng nhày: Kháng nguyên K

II.6.Tiên mao và tiêm mao(cấu trúc không bắt buộc)

- Chức năng: vận chuyển

- Loại kháng nguyên có ở tiên mao: Kháng nguyên H

II.7.Nhung mao(cấu trúc không bắt buộc)

- Các loại nhung mao: phổ thông, giới tính

- Vai trò:

+ Nhung mao phổ thông là lông kết dính hông cầu

+ Nhung mao giới tính là cầu tiếp hợp giữa hai VK

II.8 Các vật thể ẩn nhập - Các chất dự trữ (cấu trúc không bắt buộc)

- Các chất dự trữ vô cơ: P, S, N

- Các chất dự trữ hữu cơ: Glucogen, lipit, cacboxysom, PHB

II.9 Plasmit (cấu trúc không bắt buộc)

- Cấu trúc của plasmit: Là yếu tố di truyền ngoài NST, mạch kép dạng vòng, có thể tiếp hợp hoặc không, có khả năng nhân đôi độc lập với AND của NST

- Chức năng của plasmit: Chứa gen qui định khả năng kháng thuốc, phân giải chất độc, kháng độc tố

II.10 Nội bào tử của vi khuẩn (cấu trúc không bắt buộc)

- Cấu tạo của nội bào tử :6 lớp màng, có khả năng kháng nhiệt và hoá chất

- Điều kiện hình thành nội bào tử: Cuối giai đoạn sinh trưởng hoặc khi gặp điều kiện sống bất lợi Khi điều kiện sống thuận lợi bào tử lại hoạt hoá, nứt vỏ và mọc ra Nội bào tử không phải là bào tử sinh sản

- Mỗi TB vi khuẩn chỉ hình thành một nội bào tử ( chỉ một số khuẩn mới có khả năng hình thành nội bào tử)

III MỘT SỐ NHÓM VK ĐẶC BIỆT

III.1.Xạ khuẩn ( Vi khuẩn hình tia)

* Đặc điểm:

- Xạ khuẩn là VK G+, sống hiếu khí, hoại sinh, phần lớn không gây bệnh

- Cấu tạo dạng sợi ( khuẩn ty), đơn bào

- Khuẩn lạc của chúng có hình phóng xạ từ tâm, có nhiều màu sắc: vàng, nâu, xám, trắng,đỏ…

- Sinh sản bằng bào tử được hình thành trên đỉnh sợi khí sinh bằng cách đứt đoạn, đặc biệt bào tử còn có gai hoặc có lông( đặc điểm quan trọng dùng trong phân loại)

* Vai trò của xạ khuẩn: SX kháng sinh( 80% kháng sinh hiện biết)

III.2.Vi khuẩn lam( vi khuẩn quang tự dưỡng giống TV)

* Đặc điểm cấu tạo

- VK G

Không có lục lạp, có diệp lục a

- Thành TB là murein

* Hoạt động sống

- Là cơ thể quang tự dưỡng, quang hợp nhờ dl a (c.y), β- caroten, thải O2

- Phân bố rộng rãi trong tự nhiên, có cả ở nước ngọt, nước mặn và nước lợ

- Sống cộng sinh( cộng sinh trong rễ các cây họ đậu, cộng sinh trong bèo hoa dâu, cộng sinh với nấm)

* Vai trò của VK lam

- Thức ăn cho động vật thuỷ sinh

- Cố định nitrogen không khí, tăng lượng mùn cho đất

- VK lam cổ xưa nhất xuất hiện cách đây 3 tỷ năm, có khả năng quang hợp thải oxi -> cung cấp oxi cho trái đất

- Một số VK lam có giá trị dinh dưỡng cao -> được sản xuất ở qui mô CN để thu nhận sinh khối ( Spirulina) -> làm thực phẩm chức năng, thuốc

III.3.Vi khuẩn cực nhỏ ( Mycoplasma, Ricketsia, xoắn thể)

III.3.1.Mycoplasma

- VK không có thành TB, KT nhỏ , dễ biến đổi hình thái, bất động

- Là tác nhân gây bệnh hô hấp, sinh dục, tiết niệu

PHẦN III

HỆ THỐNG CÂU HỎI KIỂM TRA- ĐÁNH GIÁ

1 Vẽ sơ đồ cấu tạo TB vi khuẩn và nêu chức năng của mỗi thành phần TB

2 Nêu phương pháp nhuộm Gram phân biệt 2 nhóm vi khuẩn G+ và G- Giải thích tại sao 2 nhóm lại bắt màu thuốc nhuộm khác nhau? Sự phân biệt 2 nhóm vi khuẩn có ý nghĩa thực tiễn gì?

3 Nêu sự khác nhau về cấu trúc thành VK G- và VK G+

4 Nêu các hợp chất có thể tác động vào thành vi khuẩn Vị trí tác động

5 Lyzozym tác động vào thành, vi khuẩn sẽ biến thành gì Phân biệt thể hình cầu và tế bào trần Nếu để chúng trong môi trưòng đẳng trương, ưu trưong, nhược trưong chúng sẽ như thế nào

6 Vi khuẩn có những đặc điểm cơ bản nào mà người ta sử dụng chúng trong các nghiên cứu di truyền học hiện đại?

7 Nêu những điểm khác biệt nào giữa TB vi khuẩn và TB người khiến vi khuẩn

có khả năng sinh sản nhanh hơn TB người?

8 Nêu cấu tạo của plasmit ở vi khuẩn Plasmit có vai trò gì đối với vi khuẩn Plasmit và phage ôn hoà khác nhau ở những điểm cơ bản nào

9 Khi cho mô lá còn tươi và dễ phân giải vào một cốc nước, sau một thời gian

sẽ có hiện tượng gì xảy ra Giải thích ?

10.Phân biệt ADN của NST và ADN của plasmit ở vi khuẩn

11.Nội bào tử có đặc điểm gì khiến chúng lại khó bị tiêu diệt ?

12.Sự giống và khác nhau cơ bản giữa VK và VSV cổ?

13.Những đặc điểm đặc trưng của vi khuẩn lam?

14.Vi khuẩn lam vừa có khả năng quang hợp vừa có khả năng cố định N Đây là

2 mặt đối nghịch nhau, vì tất cả các hệ thống cố định N đều rất mẫn cảm với Oxi Vậy ở vi khuẩn lam vấn đề này được giải quyết như thế nào ?

15.Xạ khuẩn có những đặc điểm gì ? Tại sao người ta dễ nhầm xạ khuẩn và nấm mốc Phân biệt chúng trên môi trường nuôi cấy như thế nào

16.Mycoplasma là vi khuẩn nhỏ nhất, chúng không có thành tế bào Chúng có mẫn cảm cảm với lyzozym và penixilin không Chúng sống như thế nào

17.Nêu các loại kháng nguyên có ở VK Cầu khuẩn có kháng nguyên H không

Vì sao

18.Clamidia sống ký sinh nội bào bắt buộc Vậy chúng là vi khuẩn hay virut Chúng gây bệnh gì cho người?

19.VK có dinh dưỡng bằng cách thực bào hay không Vì sao

20.Thành VK có phức tạp hơn thành nấm hay không

21.Giải thích tại sao hộp đựng thực phẩm để lâu lại có hiện tượng biến dạng.22.Giải thích như thế nào, mặc dù nhỏ bé, các SV nhân sơ có thể được xem là khổng lồ trong tác động chung lên trái đất và sự sống trên đó

23 Hãy nêu và giải thích ít nhất 2 sự thích nghi cho phép sinh vật nhân sơ tồn tại trong môi trường quá khắc nghiệt đối với sinh vật khác?

24.So sánh tổ chức hệ gen và tổ chức tế bào của SV nhân sơ và SV nhân thực?25.Những đặc điểm nào của SV nhân sơ giúp bổ sung thêm một lượng đáng kể biến dị di truyền cho quần thể qua mỗi thế hệ?

26.Nếu một chủng VK không gây bệnh có khả năng kháng một số kháng sinh, liệu chủng này có nguy cơ cho sức khoẻ con người? Giải thích Thông thường sự tái tổ hợp di truyền trong quần thể vi khuẩn tác động như thế nào đến việc phát tán các gen kháng kháng sinh?

27.Hãy nêu ít nhất 2 cách mà các SV nhân sơ có ảnh hưởng dương tính tới bạn hiện nay?

28 Có hai môi trường nuôi cấy A và B Trong mỗi môi trường là một loại VK khác nhau đang sinh trưởng bình thường Thêm vào mỗi dung dịch enzyme lysosyme Sau một thời gian thấy ở B số lượng VK tăng lên còn ở A thì

29 Đặc điểm nào trong cấu trúc của VK lam giúp nó có thể dễ dàng nổi trên mặt nước ? Điều này có lợi gì đối với đời sống của VK lam ?

30 Tại sao một tế bào VK chỉ có một ADN – NST nhưng lại có thể có nhiều plasmide?

31 Hầu hết VK lam là vi khuẩn quang hợp Em có nhận xét gì về quang hợp của

VK lam, VK lưu huỳnh màu tía và quang hợp của cây xanh Trong hai loại

VK quang hợp trên thì quá trình quang hợp nào tiến hoá hơn ?

32.Hãy phân biệt 3 cơ chế truyền AND từ một TB vi khuẩn sang một TB vi khuẩn khác?

33.Một VK chỉ cần aa metionin như một nguồn dd hữu cơ và sống trong các hang động không có as Vi khuẩn này sử dụng phương thức dd nào? Giải thích?

34.Mô tả những gì bạn có thể ăn trong một bữa ăn thông thường nếu con người cũng như vi khuẩn lam có thể cố định N

35.Chất độc của vi khuẩn gây nên triệu chứng làm tăng cơ hội cho vi khuẩn phát tán từ vật chủ này sang vật chủ khác Liệu thông tin này có giúp bạn biết được độc tố đó là ngoại độc tố hay nội độc tố? Giải thích?

36.Nếu bạn đột nhiên và bất ngờ thay đổi chế độ ăn, điều đó sẽ có ảnh hưởng ntn đến đa dạng các loài SV nhân sơ sống trong đường ruột của bạn?

37.Phân biệt bốn phương thức dinh dưỡng chính? Phương thức nào chỉ có ở SV nhân sơ?

38.Không cần dùng biện pháp sinh học phân tử, người ta cũng có thể lập được bản đồ gen của vi khuẩn Hãy cho biết đó là phương pháp gì và giải thích?

39 Màng nhày là gì? Vị trí của lớp màng nhày ở vi khuẩn Bản chất của lớp màng nhày? Tại sao các vi khuẩn gây bệnh sẽ có độc lực mạnh hơn khi hình thành màng nhày?