Gói 20 điểm

Câu 1: Trình bày đặc điểm hình thái, cấu tạo của nấm men.

* Đặc điểm hình thái:

– Nấm men thường có hình cầu hoặc hình bầu dục, 1 số loại có dạng hình que và 1 số hình dạng khác. 1 số loài nấm men sau khi phân cắt bằng phương pháp nảy chồi, tế bào con không rời khỏi tế bào mẹ và lại tiếp tục mọc chồi làm cho nấm men có hình thái giống cây xương rồng.

– Nấm men có kích thước từ 4 – 20µm, thậm chí 25µm. Trong đó chiều rộng tế bào thường là 3 – 5µm và chiều dài là 5 – 10µm hoặc hơn nữa. Kích thước này cũng thay đổi nhiều tùy thuộc loài, giống và điều kiện của môi trường sống.

* Cấu tạo:

1. Màng tế bào nấm men.

– Thành tế bào nấm men được cấu tạo bởi 2 lớp phân tử bao gồm 90% là hợp chất glucan và mannan, phần còn lại là protein, lipid và glucozamin.

– Trên thành tế bào nấm men có nhiều lỗ nhỏ, qua các lỗ này chất dinh dưỡng được đưa vào trong tế bào và các sản phẩm trao đổi chất được thải ra ngoài môi trường xung quanh.

– Thành phần hóa học của màng tế bào nấm men không giống nhau, tùy thuộc vào đặc trưng của loài và tốc độ phân cắt của tế bào.

– Chức năng của màng tế bào: bảo vệ hình thái tế bào, duy trì áp suất thẩm thấu bên trong tế bào và góp phần điều hòa các quá trình trao đổi chất.

2. Màng nguyên sinh chất của tế bào nấm men.

– Màng nguyên sinh chất của tế bào nấm men cũng nằm ngay bên dưới lớp thành tế bào, dày khoảng 8 nm và có cấu tạo tương tự màng guyên sinh chất của tế bào vi khuẩn.

– Chức năng của màng nguyên sinh chất: chủ động điều hòa việc hấp thụ các chất dinh dưỡng vào tế bào.

– Nguyên sinh chất của tế bào nấm men là 1 hệ thống keo cấu tạo bởi protid, lipid, polisacarid, muối khoáng và nước với độ nhớt khá cao (gấp 800 lần độ nhớt của nước).

– Tính chất của nguyên sinh chất tùy thuộc vào tuổi và điều kiện nuôi cấy của tế bào.

– Riboxom:

+ Riboxom ở nấm men có 2 loại. Loại 80S nằm trong tế bào chất, 1 số khác gắn với màng tế bào chất – loại này có hoạt tính tổng hợp protein cao hơn. Loại 70S thường nằm trong ty thể.

+ Chức năng: tổng hợp protein cho tế bào.

– Ty thể:

+ Có hình bầu dục dài, kích thước khoảng 0,2 – 0,5µm và 0,4 – 1µm.

+ Được bao bọc bởi 2 lớp màng cấu tạo bởi protein, lipid và trên các lớp màng có vô số các hạt nhỏ gọi là hạt cơ bản (oxixom).

+ Hình dạng và kích thước ty thể của nấm nem thay đổi phụ thuộc vào điều kiện nuôi cấy và trạng thái sinh lý của tế bào.

+ Có 4 chức năng:

• Thực hiện các phản ứng oxy hóa giải phóng điện tử.
• Chuyển điện tử qua chuỗi các hợp chất tham gia vào việc tổng hợp ATP.
• Tham gia vào việc giải phóng năng lượng từ ATP và chuyển năng lượng đó thành các dạng năng lượng khác cung cấp cho tế bào sử dụng.
• Tham gia vào quá trình tổng hợp protein, photpholipid, acid béo và 1 số men.

– Không bào (Vacuole):

+ Tế bào nấm men có 1 không bào khá lớn hoặc nhiều không bào nhỏ có chứa đầy dịch tế bào gồm các chất hữu cơ ở trạng thái keo ( protid, lipid, glucid và enzym) và các chất điện phân ở dạng hòa tan ( Na, K, Ca, Mg,…).

+ Lượng không bào thay đổi tùy theo tuổi và trạng thái sinh lý của tế bào.

+ Chức năng của không bào: điều hòa áp suất thẩm thấu trong tế bào, là nơi xảy ra các quá trình oxy hóa khử và là nơi tích lũy nhiều chất dinh dưỡng khác nhau.

+ Trong không bào của nấm men còn có các hạt volutin có cấu tạo tương tự như volutin của vi khuẩn , xuất hiện trong những điều kiện nhất định, đặc biệt là khi nấm men sống trong môi trường giàu hidrat cacbon và photphat vô cơ. Chức năng của volutin là tham gia vào quá trình điều hòa quá trình sinh trưởng, phát triển của tế bào và là 1 chất dự trữ của tế bào.

3. Nhân tế bào nấm men.

– Mỗi tế bào nấm men có 1 nhân hình tròn hoặc hình bầu dục.

– Hình dáng và kích thước của nhân có thể thay đổi phụ thuộc vào tuổi và trạng thái sinh lý của tế bào nấm men.

– Nhân của nấm men có  cấu tạo bởi protein, AND, ARN và nhiều enzym.

– Chức năng của nhân: quyết định tính di truyền và tham gia điều khiển tất cả mọi hoạt động sống của tế bào nấm men.

– Nhân có chứa nhiễm sắc thể, có quá trình giản phân khi sinh sản và đôi khi cũng có thể phân cắt theo kiểu trực phân. Số lượng nhiễm sắc thể khác nhau tùy loài.

Câu 2: Trình bày đặc điểm hình thái, cấu tạo của nấm mốc.

– Đặc điểm hình thái:

+ Nấm mốc có dạng hình sợi phân nhánh hoặc không phân nhánh. Mỗi sợi được gọi là 1 khuẩn ty hay 1 sợi nấm.

+ Sợi nấm có kích thước bề dày đường kính từ 1 – 10µm hoặc 20µm, chiều dài có khi lên tới vài chục cm.

+ Có 2 loại khuẩn ty:

• Khuẩn ty khí sinh: phát triển trên bề mặt môi trường.
• Khuẩn ty dinh dưỡng (khuẩn ty cơ chất): ăn sâu vào trong môi trường.

+ Nấm mốc phát triển sẽ tạo thành hệ sợi nấm mốc hay còn gọi là khuẩn ty thể.

+ Khuẩn lạc có kích thước tế bào từ 5 – 10 mm.

– Cấu tạo:

+ Thành tế bào: cấu tạo bởi vi sợi kitin có đường kính từ 15 – 25 nm và có hoặc không có xenluloza.

+ Chất tế bào: chứa lưới nội chất, không bào, ty thể, riboxom và hạt dự trữ ( glucogen và lipid).

+ Nhân: tế bào nấm mốc có 1 nhân hoặc nhiều nhân hình cầu hay hình bầu dục với màng đôi phospholipid và lipid dày 0,02µm, bên trong chứa ARN và AND.

– Cấu tạo phần ngọn của sợi nấm:

+ Đỉnh sợi nấm là chóp nấm không tăng trưởng và có tác dụng bảo vệ phần ngọn, đây là phần chất nguyên sinh thành mỏng, không có nhân, ít cơ quan tử.

+ Dưới thành mỏng là phần tạo ra màng tế bào.

+ Dưới màng tế bào là phần tăng trưởng có vai trò quyết định trong sự tăng trưởng và phân nhánh sợi nấm. Phần này chứa nguyên sinh chất và nhân, nhiều cơ quan tử, enzim, acid nucleic.

+ Phần thành cứng (phần thành thục), bắt đầu từ phần này chấm dứt sự tăng trưởng của sợi nấm. Phần này tế bào có thành dày, chắc chắn.

Câu 3: Quá trình vận chuyển các chất dinh dưỡng qua màng tế bào diễn ra như thế nào? Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hấp thụ thức ăn của tế bào VSV.

* Quá trình vận chuyển các chất qua màng tế bào

– Vận chuyển thụ động – khuếch tán tự nhiên – khuếch tán xúc tiến:

+ Các phân tử chất hòa tan đi qua màng nhờ sự chênh lệch về nồng độ (trong trường hợp các chất không điện phân) hay nhờ sự chênh lệch về điện thế (trong trường hợp các ion) ở 2 phía của màng.

+ Vận chuyển thụ động không cần năng lượng của tế bào.

+ Cơ chế: chỉ có nước, O₂ và CO₂ là những phân tử rất nhỏ mới thường được vận chuyển qua màng bằng phương thức khuếch tán thụ động. 1 số chất được khuếch tán bằng phương pháp khuếch tán xúc tiến – vận chuyển thụ động nhờ pecmeaza: các chất hòa tan liên kết 1 cách thuận nghịch vào 1 vị trí đặc biệt trên phân tử pecmeaza nằm ở bên trong màng (có thể ở các lỗ của màng tế bào). Phức hợp “pecmeaza – chất hòa tan” được vận chuyển theo cả 2 phía của màng nhờ sự chênh lệch về nồng độ của 1 chất tan.

– Vận chuyển chủ động:

+ Sự vận chuyển chủ động là loại phương thức vận chuyển các phân tử chất hòa tan tới nơi có nồng độ cao hơn, tức là ngược lại với gradient nồng độ.

+ Vận chuyển chủ động cần năng lượng ATP của tế bào.

+ Cơ chế: có ATP cung cấp năng lượng, pecmeaza bị chuyển thành Pi bất hoạt ở phía trong màng và có ái lực rất thấp đối với các chất hòa tan (S). Sau khi S được tách khỏi phức hợp PS và được chuyển vào tế bào chất thì Pi lại được hoạt hóa lại và chuyển thành pecmeaza hoạt động (P) ở phía ngoài của màng nhờ 1 phản ứng cung cấp năng lượng.

* Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hấp thụ thức ăn của tế bào VSV:

– Tính chất thẩm thấu của màng tế bào VSV.

– Sự chênh lệch về nồng độ của các chất hòa tan trong và ngoài màng tế bào.

– Tính chất của các chất dinh dưỡng bao gồm: kích thước, cấu tạo phân tử, mức độ phân ly ion và khả năng hòa tan của các cấu tử thức ăn có trong môi trường.

Câu 4: Sự sinh trưởng và phát triển của VSV trong điều kiện nuôi cấy tĩnh trải qua các giai đoạn nào?

Quá trình sinh trưởng và phát triển của tế bào trong nuôi cấy tĩnh luôn tuân theo 1 quy luật nhất định và chia làm 4 pha nối tiếp nhau:

1. Pha mở đầu (pha tiềm phát):

– Pha này tính từ lúc bắt đầu cấy đến khi VSV đạt được tốc độ sinh trưởng cực đại. Trong pha này tế bào chưa phân chia (nghĩa là chưa có khả năng sinh sản), nhưng thể tích và trọng lượng tế bào tăng lên rõ rệt do quá trình tổng hợp các chất (protein, enzim,…) diễn ra mạnh mẽ. Độ dài của pha này phụ thuộc trước hết vào độ tuổi của ống giống và môi trường (tế bào càng dài thì độ dài của pha càng lớn).

– Giai đoạn này thường kéo dài 3 – 4 giờ có tác dụng để tế bào thích ứng với môi trường dinh dưỡng và sinh tổng hợp các chất cần thiết cho cơ thể.

1. Pha logarit (pha lũy tiến):

– Trong pha này, VSV phát triển và sinh trưởng theo lũy thừa. Kích thước của tế bào, thành phần hóa học, hoạt tính sinh lý nói chung không thay đổi theo thời gian. Tế bào ở trong trạng thái động học và được coi là những “tế bào tiêu chuẩn”.

– Giai đoạn này thường kéo dài 5 – 6 giờ đến 10 – 12 giờ tùy từng trường hợp.

1. Pha ổn định (pha cân bằng):

– Quần thể tế bào ở trạng thái cân bằng động học, số tế bào mới sinh ra bằng số tế bào cũ chết đi. Như thế số lượng tế bào và sinh khối tế bào không tăng mà cũng không giảm đi. Tốc độ sinh trưởng sẽ phụ thuộc vào nồng độ cơ chất, khi giảm nồng độ cơ chất, tốc độ sinh trưởng của tế bào cũng giảm, do đó việc chuyển từ pha logarit sang pha ổn định diễn ra dần dần.

– Nguyên nhân tồn tại của pha này là do sự tích lũy của các sản phẩm độc của sự trao đổi chất như rượu, các acid hữu cơ và do chất dinh dưỡng. Lượng sinh khối đạt được trong pha ổn định gọi là hiệu suất hoặc sản lượng, nó phụ thuộc vào tính chất và số lượng các chất dinh dưỡng sử dụng và điều kiện nuôi cấy.

– Giai đoạn này thường kéo dài 1 vài giờ đến 1 vài ngày tùy điều kiện môi trường.

1. Pha tử vong:

– Trong pha này số lượng tế bào có khả năng sống giảm đi rất nhanh theo lũy thừa (mặc dù số lượng tế bào tổng cộng có thể không giảm). Nguyên nhân của pha này là do 2 yếu tố:

+ Môi trường bị cạn thức ăn.

+ Môi trường bị nhiễm độc do các sản phẩm trao đổi chất của tế bào.

– Giai đoạn này thường kéo dài từ 2 – 3 ngày đến hàng tháng.

Câu 5: Trình bày cơ chế tác dụng của các yếu tố ngoại cảnh lên tế bào VSV.

– Với tác dụng tối thiểu, VSV bắt đầu sinh trưởng và mở đầu các quá trình trao đổi chất. Với tác dụng tối thích, VSV sinh trưởng với tốc độ cực đại và biểu hiện hoạt tính trong trao đổi chất, trao đổi năng lượng lớn nhất. Với tác dụng cực đại, VSV ngừng sinh trưởng và bị tiêu diệt.

– Ảnh hưởng của các yếu tố môi trường lên VSV có thể là thuận lợi hoặc bất lợi. Ảnh hưởng bất lợi sẽ dẫn đến tình trạng ức khuẩn hoặc sát khuẩn. Tác dụng ức khuẩn của yếu tố môi trường sẽ làm tế bào ngừng phân chia và nếu loại bỏ yếu tố này khỏi môi trường VSV lại tiếp tục sinh trưởng và phát triển. Khi có mặt của chất sát khuẩn, VSV đồng thời ngừng sinh trưởng, ngừng phát triển và chết nhanh chóng.

– Tác dụng kháng khuẩn của các yếu tố bên ngoài chịu ảnh hưởng của 1 số điều kiện sau:

+ Tính chất và cường độ tác dụng của bản thân yếu tố (nhiệt độ, liều lượng tia chiếu tăng hoặc giảm, nồng độ hóa chất cao hay thấp,…)

+ Đặc tính của cơ thể (đặc tính loài, trạng thái sinh lý của tế bào,…)

+ Tính chất của môi trường (môi trường có độ nhớt cao hoặc môi trường có chứa các hợp chất hữu cơ làm yếu tác dụng của các yếu tố bên ngoài, còn nhiệt độ tăng hoặc pH thay đổi thì ảnh hưởng ngược lại).

– Các yếu tố bên ngoài tác động lên tế bào VSV và gây nên những biến đổi quan trọng sau:

+ Phá hủy thành tế bào: Một số chất như men lizozim có khả năng phân hủy thành tế bào vi khuẩn dẫn đến hình thành các tế bào trần và dễ bị tiêu diệt.

+ Biến đổi tính thấm của màng tế bào chất: Các chất oxy hóa, các chất khử, các rượu, phenol, các chất rửa tổng hợp, các muối và 1 số chất kháng sinh có tác dụng kháng khuẩn là do chúng tác dụng lên thành phần của tế bào chất.

+ Thay đổi tính keo của nguyên sinh chất: Nhiệt độ có tác dụng làm biến tính protein và làm chúng đông tụ. Hoặc do khả năng khử nước các alcool, ancohol cũng làm đông tụ protein.

+ Kìm hãm hoạt tính của men: Các men khác có thể bị bất hoạt khi liên kết với các yếu tố kim loại như thủy ngân.

+ Hủy hoại các quá trình sinh tổng hợp: Dưới tác dụng của 1 số chất antimetabolistes (chất chống trao đổi) quá trình sinh tổng hợp bị ức chế.