Vì sao vi sinh vật phát triển rất nhanh?

Cùng Top lời giải trả lời chính xác nhất cho câu hỏi trắc nghiệm: “Vì sao vi sinh vật phát triển rất nhanh?” kết hợp với những kiến thức mở rộng về môn Sinh học 10 là tài liệu hay dành cho các bạn học sinh trong quá trình luyện tập trắc nghiệm.

Trắc nghiệm: Vì sao vi sinh vật phát triển rất nhanh?

 A. Do có cấu tạo đơn giản, tốc độ sinh sản nhanh.

 B. Do hấp thụ các chất chậm nhưng tốc độ chuyển hóa nhanh.

 C. Do quá trình hấp thụ, chuyển hóa vật chất, năng lượng, sinh tổng hợp diễn ra với tốc độ nhanh.

 D. Do quá trình hấp thụ, chuyển hóa vật chất, năng lượng chậm nhưng quá trình sinh tổng hợp diễn ra với tốc độ nhanh.

Trả lời: 

Đáp án C:  Do quá trình hấp thụ, chuyển hóa vật chất, năng lượng, sinh tổng hợp diễn ra với tốc độ nhanh.

Vi sinh vật phát triển rất nhanh là do quá trình hấp thụ, chuyển hóa vật chất, năng lượng, sinh tổng hợp diễn ra với tốc độ nhanh

Kiến thức tham khảo về vi sinh vật 

1. Vi sinh vật là gì?

- Vi sinh vật là các sinh vật đơn bào hoặc đa bào, nhân sơ hoặc nhân thực, có kích thước rất nhỏ và thường chỉ quan sát được qua kính hiển vi. Vi sinh vật bao gồm cả vi khuẩn, virus, nấm, tảo và nguyên sinh động vật.

- Đặc điểm của vi sinh vật là:

+ Kích thước rất nhỏ bé, thường được đo bằng micromet;

+ Hấp thu nhiều và chuyển hóa nhanh;

+ Sinh trưởng nhanh và phát triển mạnh so với các sinh vật khác;

+ Năng lực thích ứng mạnh, dễ phát sinh biến dị;

+ Chủng loại nhiều: Số lượng và chủng loại vi sinh vật thay đổi theo thời gian. Có khoảng trên 100.000 loài vi sinh vật, bao gồm 69.000 loài nấm, 30.000 loài động vật nguyên sinh, 1.200 loài vi tảo, 2.500 loài vi khuẩn lam, 1.500 loài vi khuẩn, 1.200 loài virus và Rickettsia. Đặc biệt, do tính chất dễ phát sinh đột biến nên số lượng loài vi sinh vật được tìm thấy ngày càng tăng. Ví dụ như nấm: Trung bình mỗi năm bổ sung thêm khoảng 1.500 loài mới;

+ Phân bố rộng: Vi sinh vật phân bố ở khắp mọi nơi trên trái đất, ngay cả ở những điều kiện khắc nghiệt nhất như miệng núi lửa, Nam cực, đáy đại dương,...

- Có thể phân loại các nhóm vi sinh vật dựa trên lợi ích của chúng như sau:

+ Vi sinh vật có lợi: Vi sinh vật có lợi có trong thực phẩm, đường ruột hoặc vi sinh vật có lợi cho cây trồng;

+ Vi sinh vật có hại: Các loại vi sinh vật gây bệnh cho người, vật nuôi, cây trồng,...

- Các môi trường sinh sống của vi sinh vật bao gồm: Môi trường nước, môi trường đất, môi trường trên mặt đất - không khí và môi trường sinh vật (người, động vật, thực vật).

2. Đặc điểm chung của vi sinh vật

a. Kích thước nhỏ bé 

- Các Vi sinh vật có kích thước rất bé, đo bằng đơn vị nanomét (1nm = 10-9 m) như các vi rút hoặc micromet (1μm = 10-6 m) như các vi khuẩn, vi nấm. Chẳng hạn: - Các vi khuẩn có kích thước thay đổi trong khoảng (0,2 - 2) x (2,0 - 8,0) μm; trong đó vi khuẩn Escherichia coli rất nhỏ: 0,5 x 2,0μm. - Các tế bào nấm men Saccharomyces cerevisiae có đường kính 5 - 10μm. Kích thước càng bé thì diện tích bề mặt của vi sinh vật trong 1 đơn vị thể tích càng lớn.

b. Hấp thu nhiều, chuyển hóa nhanh 

- Tuy vi sinh vật có kích thước rất nhỏ bé nhưng chúng lại có năng lực hấp thu và chuyển hoá vượt xa các sinh vật khác. Chẳng hạn 1 vi khuẩn lắctic (Lactobacillus) trong 1 giờ có thể phân giải được một lượng đường lactose lớn hơn 100 - 10 000 lần so với khối lượng của chúng, tốc độ tổng hợp protein của nấm men cao gấp 1000 lần so với đậu tương và gấp 100 000 lần so với trâu bò. Năng lực chuyển hóa sinh hóa mạnh mẽ của VSV dẫn đến các tác dụng vô cùng to lớn của chúng trong thiên nhiên cũng như trong hoạt động sống của con người.

c. Khả năng sinh sản nhanh 

- Chẳng hạn, 1 trực khuẩn đại tràng (Escherichia coli ) trong các điều kiện thích hợp chỉ sau 12-20 phút lại phân cắt một lần. Nếu lấy thời gian thế hệ là 20 phút thì mỗi giờ phân cắt 3 làn, sau 24 giờ phân cắt 72 lần và tạo ra 4 722 366 500 000 000 000 000 000 tế bào (4 722 366. 1017), tương đương với 1 khối lượng ... 4722 tấn. Tất nhiên trong tự nhiên không có được các điều kiện tối ưu như vậy ( vì thiếu thức ăn, thiếu oxy, dư thừa các sản phẩm trao đổi chất có hại...). Trong nòi lên men với các điều kiện nuôi cấy thích hợp từ 1 tế bào có thể tạo ra sau 24 giờ khoảng 100 000 000- 1 000 000 000 tế bào. Thời gian thế hệ của nấm men dài hơn, ví dụ với men rượu (Saccharomyces cerevisiae) là 120 phút. Với nhiều vi sinh vật khác còn dài hơn nữa, ví dụ với tảo Tiểu cầu ( Chlorella ) là 7 giờ, với vi khuẩn lam Nostoc  là 23 giờ...Có thể nói không có sinh vật nào có tốc độ sinh sôi nảy nở nhanh như vi sinh vật. 

d. Năng lực thích ứng mạnh và dễ phát sinh biến dị 

- Năng lực thích ứng của vi sinh vật vượt rất xa so với động vật và thực vật. Trong quá trình tiến hoá lâu dài vi sinh vật đã tạo cho mình những cơ chế điều hoà trao đổi chất để thích ứng được với những điều kiện sống rất bất lợi. Người ta nhận thấy số lượng enzim thích ứng chiếm tới 10% lượng chứa protein trong tế bào vi sinh vật. Phần lớn vi sinh vật có thể giữ nguyên sức sống ở nhiệt độ của nitơ lỏng (-196o C), thậm chí ở nhiệt độ của hydro lỏng (- 253o C). Một số vi sinh vật có thể sinh trưởng ở nhiệt độ 250o C, lạnh đến 0-5o C, mặn với nồng độ 32% NaCl (muối ăn), ngọt đến nồng độ mật ong, pH thấp đến 0,5 (vi khuẩn Thiobacillus thioxydans) hoặc cao đến 10,7 (vi khuẩn Thiobacillus denitrificans), áp suất cao đến trên 1103 atm. Ở nơi sâu nhất trong đại dương (11034 m) nơi có áp lực tới 1103,4 atm vẫn thấy có vi sinh vật sinh sống. Nhiều vi sinh vật thích nghi với điều kiện sống hoàn toàn thiếu oxy (vi sinh vật kị khí bắt buộc - Obligate anaerobes). Vi sinh vật đa số là đơn bào, đơn bội, sinh sản nhanh, số lượng nhiều, tiếp xúc trực tiếp với môi trường sống ... do đó rất dễ dàng phát sinh biến dị. Tần số biến dị thường ở mức 10-5-10-10. Chỉ sau một thời gian ngắn đã có thể tạo ra một số lượng rất lớn các cá thể biến dị ở các thế hệ sau. Những biến dị có ích sẽ đưa lại hiệu quả rất lớn trong sản xuất.

e. Phân bố rộng, chủng loại nhiều 

- Vi sinh vật có mặt ở khắp mọi nơi trên Trái đất, trong không khí, trong đất, trên núi cao, dưới biển sâu, trên cơ thể, người, động vật, thực vật, trong thực phẩm, trên mọi đồ vật...

- Vi sinh vật tham gia tích cực vào việc thực hiện các vòng tuần hoàn sinh-địa-hoá học (biogeochemical cycles) như vòng tuần hoàn C, vòng tuần hoàn n, vòng tuần hoàn P, vòng tuần hoàn S, vòng tuần hoàn Fe...

- Trong nước vi sinh vật có nhiều ở vùng duyên hải (littoral zone), vùng nước nông (limnetic zone) và ngay cả ở vùng nước sâu (profundal zone), vùng đáy ao hồ (benthic zone).

- Trong không khí thì càng lên cao số lượng vi sinh vật càng ít. Số lượng vi sinh vật trong không khí ở các khu dân cư đông đúc cao hơn rất nhiều so với không khí trên mặt biển và nhất là trong không khí ở Bắc cực, Nam cực...

- Hầu như không có hợp chất carbon nào (trừ kim cương, đá graphít...) mà không là thức ăn của những nhóm vi sinh vật nào đó (kể cả dầu mỏ, khí thiên nhiên, formol. dioxin...). Vi sinh vật có rất phong phú các kiểu dinh dưỡng khác nhau : quang tự dưỡng (photoautotrophy), quang dị dưỡng (photoheterotrophy), hoá tự dưỡng (chemoautotrophy), hoá dị dưỡng (chemoheterotrophy).tự dưỡng chất sinh trưởng (auxoautotroph), dị dưỡng chất sinh trưởng (auxoheterotroph)...

3. Vi sinh vật trên cơ thể người 

a. Đặc điểm:

- Có một quần thể vi sinh vật bình thường gọi là vi hệ sống trên cơ thể (da và niêm mạc) của người khoẻ.

+ Những vi sinh vật thường thấy trên cơ thể người có thể được phân thành: vi sinh vật ký sinh có hại cho vật chủ, vi sinh vật cộng sinh có lợi cho cả vi sinh vật và vật chủ, loại trung gian còn gọi là vi sinh vật hội sinh.

+ Căn cứ vào thời gian chúng cư trú trên cơ thể, có thể phân thành 2 nhóm:

– Nhóm có mặt thường xuyên, chúng tồn tại trên cơ thể hàng năm hoặc vĩnh viễn.

– Nhóm có mặt tạm thời, chúng không thường xuyên có, thường chỉ thấy trong vài giờ, vài ngày hoặc vài tuần.

b. Vi sinh vật ở các vị trí trên cơ thể:

- Có khoảng trên 200 loài vi sinh vật tồn tại trên cơ thể người.

- Vi sinh vật trên da

+ Da là bộ phận tiếp xúc trực tiếp với môi trường nên có nhiều loại vi sinh vật ký sinh trên da và chủ yếu là các vi sinh vật có mặt tạm thời. Các loại vi sinh vật này lấy thức ăn trên da từ các chất tiết của tuyến mồ hôi, tuyến bã nhờn. Chúng phân bố dày hơn ở những vùng da ẩm như da đầu, da mặt, kẽ ngón tay, ngón chân, nách. Tùy vị trí, số lượng vi khuẩn trên da có thể từ 102 - 103 vi sinh vật/cm2 da.

+ Trên da thường tồn tại các loại vi sinh vật sau: Cầu khuẩn gram dương (Peptostreptococcus, Micrococcus sp. và S.epidermidis) và trực khuẩn gram dương (Propionibacterium, Corynebacterium, Bacillus, Diphtheroid). S. Epidermidis là căn nguyên gây bệnh ở những bệnh nhân nằm viện được đặt ống thông catheter.

+ Việc vệ sinh tắm rửa thường xuyên có thể làm giảm tới 90% vi sinh vật trên da. Tuy nhiên, sau vài giờ chúng sẽ nhanh chóng được bổ sung từ tuyến bã nhờn, tuyến mồ hôi, các vùng da lân cận và từ môi trường. Vì vậy, con người cần thường xuyên vệ sinh cơ thể để kiểm soát sự gia tăng của vi sinh vật trên da.

+ Đặc điểm chung của vi sinh vật 4.2.1. Kích thước nhỏ bé Các Vi sinh vật có kích thước rất bé, đo bằng đơn vị nanomét (1nm = 10-9 m) như các vi rút hoặc micromet (1μm = 10-6 m) như các vi khuẩn, vi nấm. Chẳng hạn: - Các vi khuẩn có kích thước thay đổi trong khoảng (0,2 - 2) x (2,0 - 8,0) μm; trong đó vi khuẩn Escherichia coli rất nhỏ: 0,5 x 2,0μm. - Các tế bào nấm men Saccharomyces cerevisiae có đường kính 5 - 10μm. Kích thước càng bé thì diện tích bề mặt của vi sinh vật trong 1 đơn vị thể tích càng lớn. Đặc điểm chung của vi sinh vật 4.2.1. Kích thước nhỏ bé Các Vi sinh vật có kích thước rất bé, đo bằng đơn vị nanomét (1nm = 10-9 m) như các vi rút hoặc micromet (1μm = 10-6 m) như các vi khuẩn, vi nấm. Chẳng hạn: - Các vi khuẩn có kích thước thay đổi trong khoảng (0,2 - 2) x (2,0 - 8,0) μm; trong đó vi khuẩn Escherichia coli rất nhỏ: 0,5 x 2,0μm. - Các tế bào nấm men Saccharomyces cerevisiae có đường kính 5 - 10μm. Kích thước càng bé thì diện tích bề mặt của vi sinh vật trong 1 đơn vị thể tích càng lớn. 

- Vi sinh vật ở đường hô hấp:

+ Vi sinh vật ở mũi: Corynebacterium, S. epidermidis, S. aureus và Streptococcus.

+ Vi sinh vật ở đường hô hấp trên: Streptococcus nhóm viridans, S. pneumoniae, S. aureus, M. Catarrhalis, Adeno, Herpes, Rhino.

+ Ở họng miệng: chủ yếu là liên cầu. Ở tuyến hạnh nhân thường có liên cầu nhóm A (vi khuẩn gây viêm họng và thấp tim).

+ Vi sinh vật ở đường hô hấp dưới (khí quản, phế quản, phế nang): bình thường ở đường hô hấp dưới không có vi khuẩn.

-  Vi sinh vật ở đường tiêu hoá

+ Ở đường tiêu hóa, vi sinh vật phân bố như sau:

+ Vi sinh vật ở miệng: Với điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn phát triển (nhiệt độ, bã thức ăn, pH nước bọt kiềm nhẹ), có lượng lớn vi khuẩn trong miệng. Vi khuẩn ở miệng chủ yếu là liên cầu khuẩn (S.sanguinis, S.mitis, S.salivarius, S.Mutans.), các cầu khuẩn kị khí (Veillonella, Peptostreptococcus), tụ cầu (S.epidermidis), Lactobacillus, song cầu gram âm (Moraxella catarrhalis, Neisseria). Các vi sinh vật ít gặp hơn ở miệng gồm S.aureus, Enterococcus, C.albicans;

+ Vi sinh vật trong dạ dày: Hầu hết các loại vi sinh vật đều bị phá hủy ở dạ dày và pH axit ở dạ dày giữ cho lượng vi sinh vật ở mức tối thiểu là 103 vi sinh vật/gram thức ăn. Một số loại vi khuẩn có thể sống được trong dạ dày là vi khuẩn H.Pylori và vi khuẩn lao. Người có H.pylori có thể phát triển thành bệnh loét dạ dày – tá tràng 

+ Vi sinh vật ở ruột: pH ở ruột >7, có tính kiềm. Có ít vi sinh vật ở ruột non vì ở đây có các enzyme ly giải. Khi đi dần xuống dưới, số lượng vi sinh vật tăng dần. Ở tá tràng có 103 vi khuẩn/ml dịch, ở đại tràng là 108 - 1011 vi sinh vật/gram phân. Các vi sinh vật chiếm 10 - 30% khối lượng phân. Các vi khuẩn thường tồn tại ở ruột non là Enterococcus, Lactobacillus, Candida albicans. Các vi khuẩn thường tồn tại ở đại tràng người bình thường là: vi khuẩn kỵ khí (Bacteroides, Lactobacillus, Clostridium, Peptococcus) và một số loại vi khuẩn ưa khí, kỵ khí tùy ngộ có số lượng thấp - như: E.coli, Proteus, Klebsiella, Lactobacillus, Enterobacter, Enterococcus, B.cereus, Candida spp,... Các vi khuẩn ở ruột đóng vai trò quan trọng trong tổng hợp vitamin A, chuyển hóa sắc tố mật, axit mật, hấp thu các chất dinh dưỡng và chống lại sự xâm nhập của vi khuẩn gây bệnh.

- Vi sinh vật ở đường tiết niệu

+ Bình thường, đường tiết niệu vô trùng và nước tiểu không có vi sinh vật. Đường tiết niệu ở phía ngoài cùng của niệu đạo có một số ít loài vi khuẩn như: E.coli, S.epidermidis, Enterococcus faecalis, alpha-hemolytic streptococci, Proteus. Chúng có thể có trong nước tiểu đầu với số lượng dưới 104 vi sinh vật/ml.

- Vi sinh vật ở trong cơ quan sinh dục

+ Ở trẻ sơ sinh và trẻ nhỏ: Âm đạo có các loại vi khuẩn như Lactobacillus acidophilus, cầu khuẩn và trực khuẩn (E.coli);

+ Ở phụ nữ tuổi dậy thì tới mãn kinh: Dưới tác động của estrogen trong máu, tế bào biểu mô âm đạo có nhiều glycogen. Lactobacillus có khả năng chuyển hóa glycogen thành axit lactic, khiến pH âm đạo có tính axit (pH 4 - 5), chống lại sự xâm nhập của các vi sinh vật gây bệnh và nấm. Trong trường hợp người phụ nữ sử dụng kháng sinh hoặc bước sang thời kỳ mãn kinh, Lactobacillus bị ức chế, nấm và nhiều loại vi khuẩn khác sẽ sinh trưởng mạnh và gây viêm. Các vi sinh vật thường tồn tại ở âm đạo gồm: Lactobacillus, Bacteroides, Peptostreptococcus, S.epidermidis, Enterococcus, G.vaginalis, ít gặp hơn là liên cầu nhóm B, vi khuẩn đường ruột và C.albicans.