Bài 8. Tế bào nhân sơ

>> Xem chi tiết: Lý thuyết tế bào nhân sơ - Sinh 10 Chân trời sáng tạo

Ở vi khuẩn Escherichia coli (E. coli), cứ sau 20 phút tế bào sẽ phân chia một lần, từ một tế bào cho hai tế bào con. Hãy tính số lượng vi khuẩn được tạo thành sau 5 giờ, từ đó, nhận xét và giải thích về tốc độ sinh trưởng của vi khuẩn E. coli.

Phương pháp giải:

Áp dụng công thức:

Số tế bào tạo thành = số tế bào ban đầu × 2ⁿ, với n là số lần phân chia

Lời giải chi tiết:

- Thời gian phân thế hệ là 20 phút, vậy trong 5 giờ có 15 lần phân chia.

- Số lượng vi khuẩn E.coli được tạo thành là 1 × 2¹⁵ = 32 768 (tế bào). Tốc độ sinh trưởng của E,coli rất nhanh là do tỉ lệ S/V lớn, giúp tế bào trao đổi chất với môi trường một cách nhanh chóng.

1. Hãy so sánh kích thước của tế bào nhân sơ và tế bào nhân thực.

2. Kích thước nhỏ đã đem lại cho tế bào nhân sơ những ưu thế gì?

Phương pháp giải:

Kích thước của tế bào nhân sơ (tế bào vi khuẩn) khoảng từ 1µm - 5µm. Các tế bào nhân sơ có khả năng trao đổi chất, sinh trưởng và sinh sản nhanh.

Lời giải chi tiết:

1. Tế bào nhân sơ có kích thước nhỏ hơn tế bào nhân thực.

2. Nhờ có kích thước nhỏ nên giúp tế bào nhân sơ trao đổi chất với môi trường một cách nhanh chóng. Nhờ đó, tế bào nhân sơ sinh trưởng và sinh sản nhanh hơn so với các tế bào có kích thước lớn hơn.

Vì sao tất cả sinh vật có kích thước lớn luôn có cơ thể được cấu tạo từ nhiều tế bào chứ không phải từ một tế bào duy nhất?

Phương pháp giải:

 Tế bào nhân sơ chưa có nhân hoàn chỉnh (chưa có màng nhân), không có các bào quan có màng bao bọc, do đó, các phản ứng sinh hoá trong tế bào thường đơn giản hơn nhiều.

Lời giải chi tiết:

 Các sinh vật có kích thước lớn có nhiều phản ứng sinh hóa, do đó cần có các nhóm tế bào với chức năng khác nhau liên kết và tương tác với nhau tạo thành một cơ thể.

3. Quan sát Hình 8.3, hãy kể tên các thành phần cấu tạo của tế bào nhân sơ.

Phương pháp giải:

Quan sát hình 8.3 và nêu các thành phần cấu tạo của tế bào nhân sơ.

Lời giải chi tiết:

 Tế bào nhân sơ được cấu tạo gồm các phần chính là thành tế bào và màng sinh chất, tế bào chất (gồm ribosome, plasmid, hạt dự trữ) và vùng nhân. Ngoài màng tế bào, tế bào nhân sơ còn  có thể có lông, roi, thành tế bào và lớp vỏ nhầy.

4. Quan sát Hình 8.4, hãy cho biết sự khác nhau giữa thành tế bào của vi khuẩn Gram âm và Gram dương.

Phương pháp giải:

Quan sát cấu tạo các phần của thành tế bào hai vi khuẩn và đưa ra nhận xét

Lời giải chi tiết:

 Thành tế bào của vi khuẩn Gram âm có lớp màng ngoài (có chứa kháng nguyên), còn tế bào Gram dương chỉ có lớp peptidoglycan và lớp màng tế bào.

Dựa vào tính kháng nguyên ở bể mặt tế bào, hãy cho biết bệnh do vi khuẩn Gram dương hay vi khuẩn Gram âm gây ra sẽ nguy hiểm hơn. Tại sao?

Phương pháp giải:

 Thành tế bào của vi khuẩn Gram âm có lớp màng ngoài (có chứa kháng nguyên), còn tế bào Gram dương chỉ có lớp peptidoglycan và lớp màng tế bào.

Lời giải chi tiết:

 Bệnh do vi khuẩn Gram âm gây ra thường nguy hiểm hơn so với bệnh do vi khuẩn Gram dương. Nguyên nhân là do màng ngoài của vi khuẩn Gram âm có màng ngoài chứa kháng nguyên khiến cho hệ thống miễn dịch của cơ thể khó phát hiện sự xâm lấn của chúng hơn.

5. Tại sao tế bào chất là nơi diễn ra quá trình tổng hợp nhiều loại protein của tế bào?

Phương pháp giải:

 Khối tế bào chất chứa 65 – 90 % nước cùng các chất vô cơ và hữu cơ khác nhau. Phân bố trong tế bào chất có nhiều ribosome 70 S (Svedberg, kí hiệu là S: đơn vị đo tốc độ lắng) là nơi tổng hợp các loại protein của tế bào.

Lời giải chi tiết:

 Tế bào chất chứa các nguyên liệu cho quá trình tổng hợp cho quá trình protein nên tế bào chất là nơi diễn ra quá trình tổng hợp nhiều loại protein của tế bào.

6. Tên gọi “tế bào nhân sơ” xuất phát từ đặc điểm nào của tế bào?

Phương pháp giải:

 Vùng nhân của tế bào nhân sơ gồm một phân tử DNA xoắn kép, dạng vòng, liên kết với nhiều loại protein khác nhau; khu trú ở vùng tế bào chất và không được bao bọc bởi màng nhân.

Lời giải chi tiết:

Gọi là “tế bào nhân sơ” vì cấu tạo vùng nhân của tế bào nhân sơ còn đơn giản, chưa có màng bao bọc.

Hãy kể tên một số bệnh do vi khuẩn gây ra và để xuất biện pháp phòng tránh các bệnh đó.

Phương pháp giải:

Một số vi khuẩn gây bệnh: Mycobacterium tuberculosis, Streptococcus và Pseudomonas, Shigella, Campylobacter, Salmonella,.....

Lời giải chi tiết:

- Một số bệnh do vi khuẩn:

+ Ngộ độc thực phẩm: do các vi khuẩn Bacillus cereus, Clostridium botulinum, Escherichia coli và Salmonella,... gây ra.

+ Viêm họng do vi khuẩn Streptococcus pyogenes, liên cầu khuẩn nhóm A,... gây ra.

+ Bệnh lỵ do trực khuẩn Shigella gây ra.

+ Bệnh tiêu chảy do phẩy khuẩn tả Vibrio cholerae gây ra.

+ Bệnh lao do vi khuẩn Mycobacterium tuberculosis gây ra.

...

- Một số biện pháp phòng tránh các bệnh do vi khuẩn gây ra:

+ Ăn chín uống sôi, hạn chế ăn đồ sống.

+ Trước khi ăn phải rửa tay thật kĩ.

+ Đeo khẩu trang khi ra đường.

+ Sống lành mạnh, vệ sinh cơ thể và các vật dụng sạch sẽ.

+ Tiêm phòng đầy đủ.

+ ...

Một bệnh nhân bị mắc bệnh truyền nhiễm do vi khuẩn gây ra. Trong quá trình điều trị, bệnh nhân này cần phải sử dụng các loại kháng sinh khác nhau. Hiệu quả của kháng sinh được mô tả trong bảng sau:

Dựa vào kết quả ở bảng trên, hãy trả lời các câu hỏi sau:

Câu 1: Khả năng bệnh nhân này có thể nhiễm ít nhất mấy loại vi khuẩn? Tại sao?

Câu 2: Biết kháng sinh C có vai trò ức chế hoạt động tổng hợp protein của ribosome. Dựa vào cấu trúc tế bào vi khuẩn, hãy dự đoán nguyên nhân tại sao kháng sinh C có hiệu quả tương đối thấp.

Câu 3: Tại sao khi phối hợp hai loại kháng sinh B và C lại cho hiệu quả cao hơn so với khi sử dụng riêng lẻ?

Phương pháp giải:

 Tế bào nhân sơ có các thành phần chủ yếu như: thành tế bào giúp bảo vệ và quy định hình dạng của tế bào, tế bào chất là nơi diễn ra các phản ứng trao đổi chất, màng tế bào thực hiện quá trình trao đổi chất, vùng nhân chứa phân tử DNA mang thông tin di truyền quy định đặc điểm của tế bào.

Lời giải chi tiết:

Câu 1: Người này có thể nhiễm ít nhất 2 loại vi khuẩn vì có hai loại kháng sinh B và C có tác dụng với người này.

Câu 2: Kháng sinh C cho hiệu quả tương đối thấp do ribosome của vi khuẩn được bảo vệ bởi thành tế bào và màng sinh chất, nên việc ức chế của các kháng sinh ức chế protein sẽ có hiệu quả thấp hơn các loại kháng sinh khác. Ngoài ra một số vi khuẩn còn có các kháng nguyên và lớp vỏ nhầy giúp tăng khả năng xâm nhập của kháng sinh ức chế protein.

Câu 3: Mỗi loại kháng sinh có tác dụng với các loài vi khuẩn khác nhau, do đó việc kết hợp hai loại kháng sinh B và C sẽ giúp tiêu diệt nhiều loại vi khuẩn hơn so với việc chỉ sử dụng một trong hai loại kháng sinh để tiêu diệt một vài nhóm vi khuẩn. Do đó khi phối hợp hai loại kháng sinh B và C lại cho hiệu quả cao hơn so với khi sử dụng riêng lẻ.