Tài liệu Chuyên đề vi sinh chương i

CHUYÊN ĐỀ: VI SINH VẬT (Câu hỏi theo chương) A/ Chuyển hóa vật chất và năng lượng 1. Tên gọi 1 kiểu dinh dưỡng được xây dựng dựa trên những tiêu chuẩn nào? Hãy nêu các kiểu dinh dưỡng ở vi sinh vật. Cho các vi sinh vật sau: trùng biến hình, vi tảo, vi khuẩn nitrobacter và vi khuẩn lục không chứa lưu huỳnh. Hãy xếp chúng vào các kiểu dinh dưỡng thích hợp. Trùng biến hình: Hóa dị dưỡng Vi khuẩn nitrobacter: Hóa tự dưỡng Vi khuẩn lục không chứa lưu huỳnh: Quang dị dưỡng 2. Vì sao nói hô hấp hiếu khí, hô hấp kị khí, lên men đều là quá trình dị hóa? Căn cư vào đâu người ta phân biệt 3 quá trình này? * Vì: Cả 3 quá trình này đều là quá trình phân giải chất hữu cơ, đồng thời giải phóng năng lượng * Căn cứ vào chất nhận e cuối cùng: Hô hấp hiếu khí (Chất nhận e cuối cùng là O2), hô hấp kị khí (Chất nhận e cuối cùng là ôxi liên kết), lên men (Chất nhận e cuối cùng là chất hữu cơ). 3. Một học sinh đã viết 2 quá trình lên men của VSV ở trạng thái kị khí như sau: 1. C12H22O11 => CH3CHOHCOOH 2. CH3H2OH => CH3COOH + H2O + Q Theo em viết như vậy đã đúng chưa? Giải thích. Căn cứ vào sản phẩm tạo ra em hãy cho biết tác nhân gây ra hiện tượng trên. - Bạn học sinh đó có sự nhầm lẫn: + Phản ứng 1 là phản ứng lên men lactic (lên men kị khí) do đó cơ chất phải là đường đơn (đường glucô) chứ không phải là đường đôi như đã viết. + Phản ứng 2 là quá trình ôxi hóa vì có sự tham gia của ôxi không thể coi là sự lên men kị khí được. - Tác nhân: + Phản ứng 1: chất tạo ra là axit lactic nên tác nhân là vi khuẩn lactic + Phản ứng 2: vi khuẩn axetic. 4. Nêu một số ví dụ về các VSV hóa dị dưỡng trong đời sống hàng ngày? + Các VSV lên men lactic trong muối dưa, gây thối rữa thực phẩm + Các VSV sống trong đường ruột của người, động vật 5. Chứng minh VSV rất đa dạng trong chuyển hóa vật chất? VSV rất đa dạng trong chuyển hóa vật chất: + Một số chỉ có khả năng lên men kho có oxi: VK lactic + Một số có khả năng lên men(khi không có oxi): + Một số hô hấp kị khí khi không có oxi nhưng có mặt NO3-.. + Một số như nấm men rượu hô hấp hiếu khí khi có oxi nhưng lại lên men etilic khi không có oxi 6. Tảo có gây bệnh cho người không? Không, vì chúng là vi sinh vật quang dưỡng nên không hoạt động được trong cơ thể người 7. Hãy nêu sự khác biệt giữa các kiểu hô hấp? Nội dung Hô hấp hiếu khí Hô hấp kị khí Khái niệm Là quá trình oxi hóa cacbonat tạo Là quá trình phân giải cacbonat thu năng lượng mà chất nhận e cuối năng lượng mà chất nhận e cuối cùng là oxi phân tử cùng là một chất khác không phải oxi phân tử Chất nhận e cuối cùng O2 - Lên men: Chất hữu cơ - Hô hấp kị khí: Chất vô cơ + NO3-: hô hấp nitrat +SO42-: hô hấp sunfat +CO2: hô hấp cacbonat Vi sinh vật thực vật VSV hiếu khí VSV kị khí Điều kiện Có O2 Không có O2 Nơi diễn ra - SV nhân sơ: màng sinh chất - Hô hấp kị khí: màng sinh chất - SV nhân thực: màng trong ty thể - Lên men: Tế bào chất 8. Hô hấp Sunphat thường xảy ra ở đâu? Tại sao bùn ao lại đen và thối? -Bùn ao hồ và một số kênh rạch thường ó màu đen và mùi hôi thối là do các VSV khử sunfat phân giải các chất hữu cơ trong điều kiện kị khí, tạo ra H2S: 4H2+H2SO4  H2S+ 4H2O + Q - H2S có mùi thối, còn màu đen là do H2S kết hợp với Fe tạo thành FeS Ngoài ra vi khuẩn khử sunfat cũng tham gia vào quá trình hình thành quặng lưu huỳnh và mỏ dầu hỏa. Sự khử sunfat và hình thành H2S cũng thấy trong dạ cỏ của động vật nhai lại.H2S còn ăn mòn kim loại dưới đất và dưới nước 9. Có thể sử dụng vi khuẩn khử sunphat để xử lí nước thải nhiễm kim loại nặng được không? -Kim loại nặng (Hg,Pb, Cr, As,…) là các chất độc, khi tích lũy trong cơ thể đến nồng độ nhất định sẽ gây bệnh, đặc biệt là ung thư. - Để loại bỏ kim loại nặng trong xử lí nước thải người ta trộn vi khuẩn sunfat vào các chất như rơm rạ, xơ dừa, bã sau trồng nấm,…nhồi nhồi vào cột phản ứng trong quy trình xử lí nước thải. - Ở điều kiện kị khí, vi khuẩn sẽ khử sunfat tạo ra H2S.Khi cho nước thải chứa kim loại nặng chạy qua cột phản ứng, H2S sẽ kết hợp với kim loại tạo thành kim loại sunfua kết tủa xuống đáy. Nước qua cột phản ứng về cơ bản đã được loại bỏ kim loại. 10. Thế nào là lên men, hãy cho vd về một vài quá trình lên men và giải thích tại sao chúng được gọi như vậy? -Lên men là quá trình phân giải cacbonat trong điều kiện kị khí mà chất nhận e là các sản phẩm trung gian (chất hữu cơ) của quá trình lên men. - Thông thường lên men được gọi theo sản phẩm. Vd: Lên men Etylic ( sản phẩm là rượu Etylic) Lên men Lactic (sản phẩm là axit lactic) 11. Sản phẩm của quá trình lên men là gì? Các sản phẩm trung gian: rượu, Axit hữu cơ, anđehit, kháng sinh,… 12.Hô hấp nitrat xảy ra ở đâu? Quá trình này có lợi hay hại gì cho cây? - Trong điều kiện kị khí ( đất ngập nước hoặc đất không tơi xốp), một số vi khuẩn tiến hành khử nitrat (NO3-) thành nitrit (NO2,N2O) và cuối cùng là nito phân tử bay vào không khí, làm cho đất bị mất nito nghiêm trọng nên có hại cho cây trồng. - Quá trình này sẽ bị ngăn chặn khi làm đất tơi xốp, Oxi của đất sẽ kìm hãm sinh trưởng của các vsv kị khí 13. Hô hấp cacbonat xảy ra ở đâu? - Một nhóm vi khuẩn cổ kị khí bắt buộc có trên là vi khuẩn sinh meetan tiến hành hô hấp cacbonat, biến khí CO2 thành khí meetan (CH4) CO2+ 4H2 CH4 + 2 H2O - Vi khuẩn sinh meetan thường thấy ở đáy ao hồ hay đáy biển sâu, bể khí sinh học, nơi có điều kiện thuận tiện ho húng sinh trưởng. Đôi khi có hiện tượng mặt ao bị ô nhiễm nặng, nổi bong bóng nếu vứt que diêm xuống sẽ háy bùng. 14. Trong điều kiện kị khí hay hiếu khí, nấm men tổng hợp các thành phần của tế bào mạnh nhất? Tại sao? - Trong điều kiện kị khí, nấm men tiến hành lên men rượu để thu năng lượng cần cho sự sống. - Khi có mặt oxi nấm men đình chỉ lên men rượu và bắt đầu hô hấp hiếu khí, nghĩa là phân giải glucozo thành CO2 và H2O để lấy năng lượng. - Khi hô hấp hiếu khí năng lượng thu đc cao gấp 20 lần khi lên men, cho phép nấm men tổng hợp đc nhiều chất xây dựng cơ thể hơn, do đó chúng sinh trưởng rất nhanh và tạo sinh khối lớn. 15. Sản xuất sinh khối nấm men để làm gì? - Cung cấp cho các lò bánh mỳ để làm nở bánh mì trước khi nướng. - Nấm men có hàm lương Pr rất cao (45-46%) và chứa nhiều VTM nên được dùng bổ sung vào thức ăn chăn nuôi 16. Quá trình phân giải nào của vi sinh vật xảy ra trong sản xuất tương? -Nguyên liệu: Gạo nếp đồ xôi, đậu tương rang nghiền nhỏ. -2 Quá trình: + Tinh bột ---Vsv (amilaza)--- Đường + Pr --proteaza--------- a.a 17. Xì dầu khác tương ở đểm nào? Để sản xuất xì dầu có cần vi sinh vật không? - So với tương, xì dầu có hàm lượng đạm cao, ít đường và không có chứa phân tử rắn. - Xì dầu được sản xuất bằng cách thủy phân Pr của khô đậu tương hoặc khô lạc (bã đậu tương hoặc lạc sau khi ép dầu, phơi khô) nhờ proteaza của nấm mốc thu đc dịch chứa a.a và polipeptit 18. Hãy phân biệt lên men lactic đồng hình và lên men lactic dị hình? - Lên men lactic là quá trình chuyển hóa Glucozo, lactozo nhờ vi khuẩn lactic thành sản phẩm chủ yếu là axit lactic. Có 2 loại lên men lactic: + lên men đồng hình: SP thu đc là axit lactic + Lên men dị hình: ngoài axit lactic còn tạo etanol, CO2, axit axetic,... 19. Để sản xuất nước mắm, người ta xếp cá vào chum, rắc muối, nén cho nước muối ngập cá, sau 1-2 tháng sẽ được nước mắm. thành phần chính của nước mắm là gì? Vi khuẩn tự nhiên sống trong cá hoặc từ môi trường tiết enzim proteaza phân giải pr cá thành polipeptit và axit amin. 20. Quá trình lên men nào xảy ra trong làm nem chua? Tại sao thịt sống để vài ngày mà không bị hỏng? - Vi khuẩn lactic tự nhiên tiến hành lên men lactic, làm thịt chua. - pH thấp sẽ ức chế vk gây hư hỏng thịt 21. Quá trình vi sinh vật nào xảy ra trong muối dưa? Tại sao khi làm lại phải nén chặt? - Lên men lactic - Nén chặt tạo đk cho VSV kị khí phát triển 22. Làm dấm: Pha rượu loãng (khoảng 5%) cho vào lọ, thêm chút đường và một mẩu màng dấm. Đậy vải màn, sau 1 tuần sẽ được giấm ăn. Đây có phải là quá trình lên men giấm không? - Không. - Vì đc thực hiện bởi vi khuẩn axetic, một loại vi khuẩn hiếu khí có trong màng dấm. C2H5OH + O2 - CH3COOH + H2O 23. Vi khuẩn lam tổng hợp chất hữu cơ của mình từ nguồn C nào? Kiểu dinh dưỡng của chúng là gì? Vi khuẩn lam có khả năng quang tự dưỡng: sử dụng nguồn C của CO2. Vi khuẩn lam có khả năng cố định N2 tự do ( N2 → NH3). 24. Vì sao vi sinh vật kị khí bắt buộc chỉ có thể sống và phát triển trong điều kiện không có oxy không khí? Chúng không có enzim catalaza và một số enzim khác do đó không thể loại được các sản phẩm oxi hoá độc hại cho tế bào như H2O2, các ion superoxit. 25. Nêu ứng dụng của vi sinh vật trong đời sống. Ứng dụng: - Xử lý nước thải, rác thải. - Sản xuất sinh khối ( giàu prôtêin, vitamin, enzim,..) - Làm thuốc. - Làm thức ăn bổ sung cho ngưòi và gia súc. - Cung cấp O2. 26. Nêu cơ chất, tác nhân, sản phẩm, phương trình phản ứng của quá trình lên men rượu? - Cơ chất: tinh bột, đường glucô - Tác nhân : nấm men có trong bánh men rượu, có thể có một số loại nấm mốc, vi khuẩn. - Sản phẩm: về mặt lý thuyết có Etanol 48,6%, CO 2 46,6%, glixeron 33, 3%, axit sucxinic 0, 6%, sinh khối tế bào 1,2% so với lượng glucô sử dụng Nấm mốc - Phương trình (C6H10O5 )n + H2O - C6H12O6 Nấm men rượu n C6H12O6 C2H5OH + CO2 + Q. 27. Tại sao trong thực tế, quá trình lên men rượu thường phải giữ nhiệt độ ổn định? Độ pH thích hợp cho quá trình lên men rượu là bao nhiêu? Tăng pH >7 được không? Tại sao? Nhiệt độ cao giảm hiệu suất sinh rượu. - pH : 4 - 4,5. - Không. Nếu pH lớn hơn 7 sẽ tạo glixêrin là chủ yếu. 28.So sánh quá trình lên men rượu từ đường và lên men lactic ? * Giống nhau: - Do VSV thực hiện. - Nguyên liệu là đường C6H12O6. - Đều qua giai đoạn đường phân. - Môi trường yếm khí – không có ôxi. * Khác nhau: Nội dung Tác nhân Sản phẩm Thời gian Phản ứng Mùi Lên men rượu từ đường Nấm men Rượu Êtylic Lâu C6H12O6  2C2H5OH + 2CO2 + Q Có mùi rượu Lên men lactic Vi khuẩn lactic Axit lactic Nhanh C6H12O6  2CH3CHOHCOO H+Q Có mùi chua 29.Vì sao trong quá trình làm rượu không nên mở nắp bình rượu thường xuyên? 30. a.Hoàn thành các phương trình sau C6H12O6 Vi khuẩn êtilic ? + ? + C6H12O6 Vi khuẩn lactic ? + Q Q b. Hai nhóm vi khuẩn trên thực hiện kiểu chuyển hóa dinh dưỡng nào? Phân biệt kiểu chuyển hóa đó với các kiểu chuyển hóa còn lại của vi sinh vật hóa dưỡng theo bảng sau: Kiểu chuyển hóa dinh dưỡng Chất nhận electron cuối cùng 1. 2. 3. a. Hoàn thành phương trình : C6H12O6 Vi khuẩn etilic 2C2H5OH + 2CO2 + Q Vi khuẩn lactic C6H12O6 2CH3CHOHCOOH +Q b. - Hai nhóm vi khuẩn trên chuyển hóa dinh dưỡng theo kiểu lên men. - Phân biệt các kiểu chuyển hóa dinh dưỡng: Kiểu chuyển hóa dinh dưỡng 1. Lên men 2. Hô hấp hiếu khí 3. Hô hấp kị khí . Chất nhận electron cuối cùng là các phân tử hữu cơ . là O2 . là 1 chất vô cơ như NO3 ; SO42 ; CO2 31a. Nêu nguyên tắc lên men etylic từ nguyên liệu là tinh bột? Viết sơ đồ phản ứng minh họa? b. Khi muối dưa người ta thường cho thêm một ít nước dưa cũ, 1 -2 thìa đường để làm gì? b- Cho thêm nước dưa cũ: để cung cấp các vi khuẩn lactic và làm giảm độ pH của môi trường tạo điều kiện cho vi khuẩn lactic phát triển - Cho thêm đường để cung cấp thức ăn ban đầu cho vi khuẩn lactic, nhất là với loại rau, quả dùng để muối dưa có hàm lượng đường thấp dưới 5%. 32. Ở các đáy ao hồ có các nhóm VSV phổ biến sau: - Nhóm 1: biến đổi - Nhóm 2: biến đổi - Nhóm 3: biến đổi - Nhóm 4: biến đổi SO42- thành H2S. NO3- thành N2. CO2 thành CH4. cacbohidrat thành axit hữu cơ. Dựa vào nguồn C hãy nêu kiểu dinh dưỡng, chất cho và chất nhận e tương ứng với mỗi nhóm VSV nêu trên? Nhóm VSV Nhóm 1: là các vi khuẩn khử sunphat Nhóm 2: là các vi khuẩn phản nitrat hóa Nhóm 3: là các vi khuẩn cổ sinh metan Nhóm 4: là các vi khuẩn lên men Kiểu dinh dưỡng Hóa tự dưỡng Chất cho e H2 Chất nhận e SO42- Hóa tự dưỡng H2(cũng có thể là H2S, S) H2(cũng có thể là H2O) Chất hữu cơ O của NO3- Hóa tự dưỡng Hóa dị dưỡng O của CO2 Chất hữu cơ 33. So sánh qui trình sản xuất các loại đồ uống chứa rượu như rượu gạo dân gian, rượu vang, bia. - Điểm giống nhau: + Đều sử dụng VSV lên men + Đều thực hiện trong điều kiện yếm khí + Đều có nguyên liệu trực tiếp là gluco - Điểm khác biệt: Nội dung Bia Rượu vang Rượu gạo dân gian Nguyên liệu Đường mạch nha và Hoa quả Ngũ cốc hoa Hublon Giai đoạn đường hóa Thực hiện nhờ enzim Không cần giai đoạn Thực hiện nhờ enzim của mạch nha đường hóa của VSV Cách thức Không chưng cất Không chưng cất Chưng cất Nồng độ rượu Thấp Thấp Cao Quá trình lên men Trong điều kiện lạnh Không có Không có phụ bão hòa CO2 34. Nếu dưa để lâu sẽ bị khú? Tại sao? Ban đầu, vi khuẩn lactic và các vi khuẩn thối có thể cùng phát triển. Khi vi khuẩn lactic phát triển làm cho hàm lượng axit lactic tăng dần đến một mức độ nào đó sẽ ức chế sự phát triển của chính vi khuẩn lactic. Lúc đó một loại nấm men có thể phát triển được trong môi trường có độ pH thấp làm giảm lượng axit lactic(do chúng phân giải axit lactic thành CO2 và H2O). Khi hàm lượng axit lactic giảm đến một mức độ nhất định thì vi khuẩn lên men thối sẽ phát triển => làm khú dưa. 35. Vang là 1 đồ uống quý và bổ dưỡng có đúng không? Vì sao? Đúng. Vì: vang là loại rượu nhẹ có tác dụng kích thích tiêu hóa(nếu không uống quá nhiều) đồng thời cung cấp nhiều loại vitamin có sẵn trong dịch quả và được nấm men hình thành trong quá trình lên men. 36. Rượu nhẹ hoặc bia để lâu có váng trắng và vị chua gắt, để lâu nữa thì có mùi thối ủng. hãy giải thích hiện tượng trên. Rượu nhẹ hoặc bia để lâu bị chuyển hóa thành axit axetic tạo thành dấm nên có vị chua. Để lâu nữa thì axit axetic bị oxi hóa tạo thành CO2 và H2O làm cho dấm bị nhạt dần. 37.: Người ta pha chế một dung dịch nuôi cấy vi sinh vật (môi trường D) gồm các thành phần sau: NaCl: 5g/l; (NH4)2PO4: 0,2g/l; KH2PO4: 1g/l; MgSO4: 0,2g/l; CaCl2: 0,1g/l. Tiến hành nuôi cấy các chủng vi khuẩn A, B, C trong các môi trường và điều kiện khác nhau, thu được kết quả như sau: Môi trường nuôi cấy Chủng A Chủng B Chủng C Môi trường D + 10g cao thịt bò, để trong bóng tối Mọc Không mọc Không mọc Môi trường D, để trong bóng tối có sục CO2 Không mọc Mọc Không mọc Môi trường D, chiếu sáng, có sục CO2 Không mọc Mọc Mọc a. Môi trường D thuộc loại môi trường gì? Giải thích. b. Xác định kiểu dinh dưỡng của mỗi chủng. a. Môi trường D là môi trường tổng hợp vì đã biết được thành phần và hàm lượng các chất trong đó. Nếu HS không giải thích thì không cho điểm. b.- Chủng A sống được trong điều kiện bóng tối và đòi hỏi phải có chất hữu cơ → kiểu dinh dưỡng là hóa dị dưỡng - Chủng B sống được trong bóng tối nhưng đòi hỏi phải có CO2 → kiểu dinh dưỡng là hóa tự dưỡng. - Chủng C chỉ sống được trong điều kiện có CO2 và ánh sáng → quang tự dưỡng 38: Giải thích các hiện tượng sau: a. Rau quả khi muối chua thì bảo quản được lâu hơn so với bình thường. b. Tác nhân gây hư hại các loại quả thường là nấm mốc mà ít khi là vi khuẩn. a. - Rau quả muối chua thì trong môi trường chứa nhiều axit lactic làm cho pH của môi trường thấp. - pH thấp ức chế hoạt động của phần lớn các loài vi sinh vật gây hại. Do vậy bảo quản rau quả được lâu hơn b. - Nấm mốc là loại vi sinh vật ưa axit và hàm lượng đường cao. Trong dịch bào của quả thường có lượng axit và đường cao, không thích hợp với vi khuẩn. - Nhưng do hoạt động của nấm mốc, hàm lượng đường, hàm lượng axit trong quả giảm, lúc đó vi khuẩn mới có khả năng hoạt động gây hỏng quả. 39. Cho biết nấm men có những kiểu chuyển hóa vật chất nào? Muốn thu sinh khối nấm men người ta phải làm gì? - Nấm men có 2 kiểu chuyển hóa vật chất. + Khi có oxi tiến hành hô hấp hiếu khí, tạo nhiều ATP sinh trưởng mạnh. + Khi không có oxi thực hiện quá trình lên men - Muốn thu sinh khối nấm men cần tạo môi trường hiếu kí, khi đó nấm men tiến hành hô hấp hiếu khí tạo nhiều ATP, sinh trưởng mạnh thu nhiều sinh khối. 40. Tại sao sữa chua là thực phẩm ưa thích của nhiều người? Giải thích sự thay đổi trạng thái, hương vị của sữa trong quá trình lên men axit lactic. * Vì sữa chua là một loại thực phẩm bổ dưỡng: - Có hương vị thơm ngon tự nhiên. - Dễ tiêu, bổ dưỡng chứa đường đơn, vitamin, axit amin... * Giải thích sự thay đổi trạng thái, hương vị của sữa trong quá trình lên men: - Vi khuẩn lactic đã biến đường trong sữa thành axit lăctic làm giảm độ pH cùng với lượng nhiệt sinh ra -> Sữa chua có vị ngọt thấp hơn so với sữa nguyên liệu, vị chua tăng lên và ở dạng đông tụ. - Các sản phẩm phụ este, axit hữu cơ... làm cho sữa có hương thơm.