Cơ chế tác động và ứng dụng các yếu tố vật lý và hóa học ảnh hưởng đến sinh trưởng vi sinh vật?
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
1. Các nhân tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của thực vật là :
* Khí hậu
Khí hậu ảnh hưởng trực tiếp tới sự phát triển và phân bố của sinh vật chủ yếu thông qua nhiệt độ, nước, độ ẩm không khí và ánh sáng.
- Nhiệt độ : Mỗi loài thích nghi với một giới hạn nhiệt nhất định. Loài ưa nhiệt thường phân bổ ở nhiệt đới. xích đạo ; những loài chịu lạnh lại chỉ phân bố ở các vĩ độ cao và các vùng núi cao. Nơi có nhiệt độ thích hợp, sinh vật sẽ phát triển nhanh và thuận lợi hơn.
- Nước và độ ẩm không khí : Những nơi có điều kiện nhiệt, ẩm và nước thuận lợi như các vùng xích đạo, nhiệt đới ẩm, cận nhiệt ẩm, ôn đới ẩm và ấm là những môi trường tốt để sinh vật phát triển. Trái lại, ở hoang mạc do khô khan nên ít loài sinh vật có thể sinh sống ớ đây.
- Ánh sáng quyết định quá trình quang hợp của cây xanh. Những cây ưa sáng thường sống và phát triển tốt ở nơi có đầy đủ ánh sáng. Những cây chịu bóng thường sống trong bóng râm, dưới tán lá của các cây khác.
* Đất
Các đặc tính lí, hoá và độ phì của đất ảnh hưởng tới sự phát triển và phân bố của thực vật.
Ví dụ : Đất ngập mặn thích hợp với các loài cây ưa mặn như sú, vẹt, đước, .... vì vậy rừng ngập mặn chỉ phát triển và phân bố ờ các bãi ngập triều ven biển.
Đất đỏ vàng ở dưới rừng xích đạo có tầng dày, độ ẩm và tính chất vật lí tốt nên i: nhiều loài cây lá rộng sinh trưởng và phát triển.
Địa hình
Độ cao và hướng sườn ảnh hưởng tới sự phân bố thực vật ở vùng núi. Khi lên cao nhiệt độ và độ ẩm thay đổi, do đó thành phần thực vật thay đổi, vật sẽ phân bố thành các vành đai khác nhau. Hướng sườn khác nhau cũng nên sự khác biệt về nhiệt, ẩm và chế độ chiếu sáng, do đó cũng ảnh hưởng tới độ cao xuất hiện và kết thúc của các vành đai thực vật.
* Sinh vật
Thức ăn là nhân tố sinh học quyết định đối với sự phát triển và phân bổ của động vật. Động vật có quan hệ với thực vật về nơi cư trú và nguồn thức ăn Nhiều loài động vật ăn thực vật lại là thức ăn của động vật ăn thịt. Vì vậy, các loài động vật ăn thực vật và động vật ăn thịt phải cùng sống trong một môi trường sinh thái nhất định. Do đó, thực vật có ảnh hưởng đến sự phát triển và phân bố động vật: nơi nào thực vật phong phú thì động vật cũng phong phú và ngược lại.
* Con người
Con người có ảnh hưởng lớn đối với sự phân bố sinh vật. Điều này thể hiện rõ nhất trong việc làm thay đổi phạm vi phân bố nhiều loại cây trồng, vật nuôi. Ví dụ : con người đã đưa các loại cây trồng như cam, chanh, mía. Từ châu Á và châu Âu... sang trồng ở Nam Mĩ và châu Phi. Ngược lại, các loài như khoai tây, thuốc lá, cao su,... lại được chuyển từ châu Mĩ sang trồng ở châu Á và châu Phi Con người còn đưa động vật nuôi từ lục địa này sang lục địa khác. Ví dụ từ châu Âu, con người đã đưa nhiều loại động vật như bò, cừu, thỏ,... sang nuôi Oxtrây-li-a và Niu Di-lân.
Ngoài ra, việc trồng rừng được tiến hành thường xuyên ờ nhiều quốc gia, đã không ngừng mở rộng diện tích rừng trên toàn thế giới.
Bên cạnh những tác động tích cực đó, con người đã và đang gây nên sự thu hẹp diện tích rừng tự nhiên, làm mất nơi sinh sống và làm tuyệt chủng nhiều loài động, thực vật hoang dã. Cuộc “Cách mạng xanh” tuy đã có tác động rất tích cực trong nông nghiệp nhưng cũng đã làm một số giống cây trồng của địa phương bị tuyệt chủng.
- Các yếu tố vật lí ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của vi sinh vật: nhiệt độ, độ pH, độ ẩm và các tia tử ngoại ...
- Người ta thường dùng nhiệt độ cao, tia tử ngoại để thanh trùng, dùng độ pH và độ ẩm để kiểm soát hoạt động của vi sinh vật.
Ví dụ và phân tích:
+ Nhiệt độ: Bảo quản thức ăn trong tủ lạnh, sử dụng nhiệt độ cao đè thanh trùng: đun sôi để ức chế sinh trưởng của vi sinh vật.
+ Độ ẩm: Bảo quản thực phẩm bằng cách phơi khô vì thực phẩm chứa nhiều nước là môi trường thuận lợi cho sự sinh trưởng cùa vi sinh vật.
+ Độ pH: Trong sữa chua, dưa chua có độ pH thấp ức chế sự sinh trưởng của mọi vi khuẩn kí sinh gây bệnh.
+ Ánh sáng: Nhà ở có đủ ánh sáng thì sạch vì ánh sáng diệt khuẩn
+ Áp suất thẩm tháu: Dùng muối ướp vào cá, thịt gây co nguyên sinh ức chế sinh trưởng của vi sinh vật, thịt cá được bảo quan lâu hơn.
Tham khảo:
Các nhân tố bên trong ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển ở động vật gồm có:
+ Yếu tố di truyền: hệ gen chi phối tuổi thọ, tốc độ, giới hạn, thời gian sinh trưởng và phát triển.
+ Giới tính: ở từng thời kì, quá trình sinh trưởng và phát triển của giới đực và giới cái không giống nhau.
+ Hoocmôn sinh trưởng phát triển.
- Các yếu tố hóa học:
+ Các chất dinh dưỡng: Các chất dinh dưỡng ảnh hưởng đến quá trình chuyển hoá vật chất và năng lượng của vi sinh vật.
+ Chất sát khuẩn: là các chất có khả năng tiêu diệt hoặc ức chế không chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh nhưng không làm tổn thương đến da và mô sống của cơ thể.
+ Chất kháng sinh: là những hợp chất hữu cơ có khả năng tiêu diệt hoặc ức chế chọn lọc vi sinh vật gây bệnh theo nhiều cơ chế khác nhau, như ức chế tổng hợp thành tế bào, protein, nucleic acid,...
- Các yếu tố vật lí:
+ pH: Độ pH ảnh hưởng đến tính thấm qua màng, hoạt động chuyển hoá vật chất trong tế bào, hoạt tính enzyme,... Mỗi loại vi sinh vật có thể tồn tại và hoạt động tốt nhất trong một phạm vi pH nhất định.
+ Nhiệt độ: Nhiệt độ ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng sinh hoá trong tế bào. Mỗi loại vi sinh vật có thể tồn tại và hoạt động tốt nhất trong một phạm vi nhiệt độ nhất định.
+ Độ ẩm: Nếu không có nước, vi sinh vật sẽ ngừng sinh trưởng và hầu hết sẽ chết. Nhu cầu độ ẩm ở mỗi loại vi sinh vật là khác nhau.
+ Áp suất thẩm thấu: Khi đưa vi sinh vật vào môi trường ưu trương, tế bào vi sinh vật sẽ bị mất nước, gây co nguyên sinh, do đó chúng không phân chia được.
+ Ánh sáng: Ánh sáng tác động đến quá trình quang hợp ở vi khuẩn quang tự dưỡng, ngoài ra, ánh sáng còn ảnh hưởng đến sự hình thành bào tử, tổng hợp sắc tố, chuyển động hướng sáng. Những tia sáng có bước sóng ngắn có thể ức chế hoặc tiêu diệt vi khuẩn bằng cách gây đột biến, làm biến tính protein,...
Yếu tố | Ảnh hưởng | Ứng dụng |
Nhiệt độ | Căn cứ vào nhiệt độ, vị sinh vật được chia thành các nhóm: - Vi sinh vật ưa lạnh (dưới 15 độ C) - Vi sinh vật ưa ấm (từ 20 – 40 độ C) - Vi sinh vật ưa nhiệt (từ 55 – 65 độ C) - Vi sinh vật siêu ưa nhiệt (từ 75-100 độ C) | Con người dùng nhiệt độ cao để thanh trùng các chất lỏng, thực phẩm, dụng cụ…, nhiệt độ thấp để kìm hãm sinh trưởng của vi sinh vật. |
Độ ẩm | Hàm lượng nước trong môi trường quyết định độ ẩm. Nước là dung môi hòa tan các chất. Mỗi loại vi sinh vật sinh trưởng trong một giới hạn độ ẩm nhất định. | - Dùng nước để khống chế sinh trưởng của các nhóm vi sinh vật có hại và kích thích sinh trưởng của nhóm vi sinh vật có ích cho con người. - Điều chỉnh độ ẩm của lương thực, thực phẩm, đồ dùng để bảo quản được lâu hơn bằng cách phơi khô, sấy khô. |
Độ pH | Ảnh hưởng đến tính thấm qua màng, sự chuyển hóa các chất trong tế bào, hoạt hóa enzyme, sự hình thành ATP,…Dựa vào độ pH của môi trường, vi sinh vật được chia thành 3 nhóm: vi sinh vật ưa acid, vi sinh vật ưa kiềm, vi sinh vật ưa pH trung tính. | - Tạo điều kiện nuôi cấy thích hợp với từng nhóm vi sinh vật. - Điều chỉnh độ pH môi trưởng để ức chế các vi sinh vật gây hại và kích thích các vi sinh vật có lợi. |
Ánh sáng | Cần thiết cho quá trình quang hợp của các vi sinh vật quang tự dưỡng, tác động đến bào tử sinh sản, tổng hợp sắc tố, chuyển động hướng sáng. | Dùng bức xạ điện tử để ức chế, tiêu diệt vi sinh vật. |
Áp suất thẩm thấu | Áp suất thẩm thấu cao gây co nguyên sinh ở các tế bào vi sinh vật khiến chúng không phân chia được. Áp suất thẩm thấu thấp làm các tế bào vi sinh vật bị trương nước và có thể vỡ ra (đối với các vi khuẩn không có thành tế bào) | Điều chỉnh áp suất thẩm thấu để bảo quản thực phẩm như ướp muối, ướp đường,… |
- Chất dinh dưỡng: Các loài vi sinh vật chỉ có thể tồn tại và sinh sản trong môi trường có các chất dinh dưỡng như protein, carbohydrate, lipid, ion khoáng,...
- Chất ức chế: Một số chất hoá học có khả năng ức chế sự sinh trưởng của vi sinh vật theo các cơ chế khác nhau:
Chất hóa học | Ảnh hưởng | Ứng dụng |
Các hợp chất phenol | Biến tính protein, màng tế bào | Khử trùng phòng thí nghiệm, bệnh viện |
Các loại cồn (ethanol, izopropanol 70% đến 80%) | Làm biến tính protein, ngăn các chất qua màng tế bào | Diệt khuẩn trên da, tẩy trùng trong bệnh viện |
Iodine, rượu iodine (2%) | Oxy hóa các thành phần tế bào | Diệt khuẩn trên da, tẩy trùng trong bệnh viện |
Clo (cloramin, natri hypoclorid) | Oxy hóa mạnh các thành phần tế bào | Thanh trùng nước máy, nước bể bơi, công nghiệp thực phẩm |
Hợp chất kim loại nặng (Ag, Hg…) | Làm bất họat các protein | Diệt bào tử đang nảy mầm |
Các aldehyde (formaldehyde 2%) | Làm bất họat các protein | Sử dụng để thanh trùng nhiều đối tượng |
Các loại khí ethylene oxide (từ 10% đến 20%) | Oxy hóa các thành phần tế bào | Khử trùng các dụng cụ nhựa, kim loại |
Kháng sinh | Diệt khuẩn có tính chọn lọc | Dùng chữa các bệnh nhiễm khuẩn trong y tế, thú y,… |
- Các yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của vi sinh vật:
+ Các yếu tố hóa học: Nguồn dinh dưỡng; các chất hóa học khác như nồng độ H+, các kim loại nặng,…
+ Các yếu tố vật lí: Nhiệt độ; độ ẩm; tia bức xạ (tia UV, tia X,…);…
+ Các yếu tố sinh học: Mối quan hệ giữa các vi sinh vật khác, các thực vật và động vật sống trong cùng môi trường với chúng.
+ Thuốc kháng sinh.
- Để hạn chế sự gây hại của vi sinh vật đối với lương thực ví dụ gạo, ngô, đỗ hoặc thực phẩm, cần điều chỉnh các yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của vi sinh vật để hạn chế sự sinh trưởng, sinh sản của những vi sinh vật gây hại. Ví dụ: Để bảo quản các loại hạt, người ta phơi khô và cất giữ ở nơi khô ráo; để bảo quản rau quả, người ta thường để ở điều kiện nhiệt độ thấp (tủ lạnh);…
Lời giải:
Nhân tố quan trọng nhất điều khiển sinh trưởng và phát triển của động vật là yếu tố di truyền, các hormone
Thức ăn, nhiệt độ, ánh sáng là các nhân tố bên ngoài ảnh hưởng tới sinh trưởng và phát triển của động vật.
Đáp án cần chọn là: A
Tham khảo:
- Hãy nêu các nhân tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của thực vật.
+ Ngoài : Nhiệt độ, nước, phân bón, ánh sáng, chất dinh dưỡng, môi trường sống.
+ Trong : Giống loài, hoóc môn sinh trưởng.
Ví dụ thì bạn lấy trong thực tế nhé.
- Hãy xác định các nhân tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của động vật.
+ Ngoài : Nhiệt độ, chất dinh dưỡng, nước.
+ Trong : Hoóc môn sinh trưởng, giống loài.
Ví dụ thì bạn lấy trong thức tế nhé.
- Hãy lấy hai ví dụ để chứng minh sự sinh trưởng và phát triển của sinh vật phụ thuộc vào loài.
+ Ví dụ :
- Chuột và voi
Chuột khi lớn thì kích thước nhỏ.
Voi khi lớn thì kích thước to.
- Cây đậu và cây bàng
Cây đậu khi lớn thì kích thước nhỏ.
Cây bàng khi lớn thì kích thước to.
- Hãy lấy một ví dụ chứng minh sự sing trưởng của con người chịu ảnh hưởng bởi chất dinh dưỡng.
Con người sẽ mắc các bệnh như :
+ Còi xương
+ Béo phì
+ Suy dinh dưỡng
+ Người lùn
+ Người khổng lồ
I. Các yếu tố hóa học
1. Các chất dinh dưỡng
Để sinh trưởng và phát triển, vi sinh vật cũng cần tất cả các chất dinh dưỡng như ở sinh vật bậc cao.
Tìm hiểu về các chất dinh dưỡng chính có ảnh hưởng đến sinh trưởng của VSV có ý nghĩa:
- Chủ động tạo ra các điều kiện nuôi cấy thích hợp đối với các VSV có lợi để kích thích sự phát triển của chúng.
- Tạo điều kiện không thích hợp đối với các VSV có hại để kìm hãm sinh trưởng của chúng.
Trong phòng thí nghiệm người ta nuôi cấy VSVchủ yếu trong môi trường thạch ( agarose)
2. Các chất ức chế sinh trưởng.
Sinh trưởng của VSV có thể bị ức chế bởi nhiều loại hóa chất tự nhiên cũng như nhân tạo. Vì vậy người ta sử dụng các chất này để ức chế sự sinh trưởng của vi sinh vật.
II. Các yếu tố vật lý.
1. Nhiệt độ.
Dựa vào nhiệt độ có thể chia VSV ra:
Có 4 nhóm VSV:
+ VSV ưa lạnh: Sống ở Nam cực(t0 <150C).
+VSV ưa ấm: Sống ở đất nước, kí sinh(t0: 20 - 400C)
+ VSV ưa nhiệt: Nấm, tảo, vi khuẩn(55 – 650C)
+ VSV ưa siêu nhiệt: Vi khuẩn đặc biệt(75 – 1000C)
2. Độ ẩm.
Hàm lượng nước trong môi trường quyết định độ ẩm mà nước là dung môi của các chất khoáng dinh dưỡng là yếu tố hóa học tham gia vào các quá trình thủy phân các chất.
Nhìn chung vi khuẩn đòi hỏi độ ẩm cao, nấm men đòi hỏi ít nước hơn, còn nấm sợi có thể sống trong điều kiện độ ẩm thấp.
Do đó, nước có thể được dùng để khống chế sự sinh trưởng của từng nhóm vi sinh vật.
Mỗi loại vi sinh vật sinh trưởng trong một giới hạn độ ẩm nhất định.
3. pH
Độ pH ảnh hưởng đến tính thấm qua màng, hoạt động chuyển hóa vật chất trong tế bào, hoạt tính enzim, sự hình thành ATP...
Dựa vào độ pH của môi trường, người ta có thể chia vi sinh vật thành ba nhóm chính : vi sinh vật ưa axit, vi sinh vật ưa kiềm, vi sinh vật ưa pH trung tính
4. Ánh sáng
Ánh sáng thường có tác động đến sự hình thành bào tử sinh sản, tổng hợp sắc tố, chuyển động hướng sáng ...Bức xạ ánh sáng có thể tiêu diệt hoặc ức chế vi sinh vật. Ví dụ : tia tử ngoại (độ dài sóng 250 - 260 nm) thường làm biến tính các axit nuclêic ; các tia Rơnghen, tia Gamma và tia vũ trụ (độ dài sóng dưới 100 nm) làm ion hóa các prôtêin và axit nuclêic dẫn đến đột biến hay gây chết.
5. Áp suất thẩm thấu.
Sự chênh lệch nồng độ của một chất giữa 2 bên màng sinh chất gây nên một áp suất thẩm thấu.
Vì vậy, khi đưa vi sinh vật vào môi trường nhiều đường, muối, tức là môi trường ưu trương thì nước trong tế bào vi sinh vật bị rút ra ngoài, gây co nguyên sinh, do đó chúng không phân chia được.