Đề 3 – Bài tập, đề thi trắc nghiệm online Vi sinh đại cương

Đột biến điểm (point mutation) là sự thay đổi một nucleotide đơn trong trình tự DNA. Có ba loại đột biến điểm chính: thay thế base, thêm base và mất base. Đột biến dịch khung là sự thêm hoặc mất nucleotide làm thay đổi khung đọc mã di truyền. Đột biến mất đoạn và lặp đoạn là sự thay đổi số lượng lớn đoạn DNA.

Nhuộm Gram phân biệt vi khuẩn Gram dương và Gram âm dựa trên cấu trúc và thành phần hóa học của vách tế bào. Vi khuẩn Gram dương giữ màu tím do lớp peptidoglycan dày, còn Gram âm mất màu tím và bắt màu đỏ của thuốc nhuộm phản.

Nấm men thuộc nhóm sinh vật nhân thực, có nhân tế bào rõ ràng. Vi khuẩn, Archaea và Vi khuẩn lam là các sinh vật nhân sơ, không có nhân tế bào.

Vi sinh vật đóng vai trò then chốt trong chu trình nitơ, thực hiện nhiều quá trình chuyển đổi quan trọng như cố định nitơ (chuyển N2 khí quyển thành NH3), nitrat hóa (NH3∕NH4+ thành NO3-), phản nitrat hóa (NO3- thành N2), và amôn hóa (chất hữu cơ chứa nitơ thành NH3∕NH4+). Các quá trình này đảm bảo sự tuần hoàn của nitơ trong tự nhiên.

Retrovirus là loại virus RNA đặc biệt sử dụng enzyme phiên mã ngược (reverse transcriptase) để phiên mã ngược RNA của virus thành DNA. DNA này sau đó được tích hợp vào genome của tế bào chủ và được sử dụng để sản xuất virus mới. Ví dụ điển hình của retrovirus là HIV.

Lipopolysaccharide (LPS) là thành phần đặc trưng của lớp màng ngoài ở vách tế bào vi khuẩn Gram âm. LPS là một nội độc tố, có thể gây sốc nhiễm trùng và các phản ứng viêm mạnh mẽ khi giải phóng vào cơ thể vật chủ.

Penicillium chrysogenum là một loại nấm mốc được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp để sản xuất penicillin, một loại kháng sinh quan trọng. Saccharomyces cerevisiae là nấm men dùng trong sản xuất bia rượu và bánh mì, Bacillus subtilis là vi khuẩn sinh tổng hợp enzyme và kháng sinh khác, Escherichia coli thường dùng trong nghiên cứu di truyền và sản xuất protein tái tổ hợp.

Cấy ria (streak plating) là kỹ thuật cấy truyền vi sinh vật trên môi trường thạch đĩa để pha loãng dần mật độ vi khuẩn. Mục đích là để thu được các khuẩn lạc (colony) riêng lẻ, mỗi khuẩn lạc phát triển từ một tế bào vi khuẩn ban đầu, giúp phân lập dòng thuần chủng vi khuẩn.

Tải nạp (transduction) là quá trình chuyển gene từ vi khuẩn này sang vi khuẩn khác thông qua phage (virus vi khuẩn). Phage mang DNA của vi khuẩn chủ trước đó và chuyển nó sang vi khuẩn chủ mới.

Virus không có cấu trúc tế bào (phi tế bào), chỉ bao gồm vật chất di truyền (DNA hoặc RNA) được bao bọc bởi lớp vỏ protein. Virus bắt buộc phải ký sinh nội bào để nhân lên, không thể tự sinh sản độc lập. Vi khuẩn là tế bào sống, có thể tự sinh sản và bị tiêu diệt bởi kháng sinh (trong nhiều trường hợp).

Thời gian thế hệ (generation time) là thời gian cần thiết để một quần thể vi khuẩn tăng gấp đôi số lượng tế bào. Đây là một chỉ số quan trọng để đo tốc độ sinh trưởng của vi khuẩn.

Vách tế bào peptidoglycan là cấu trúc đặc trưng của vi khuẩn (prokaryote), không có ở tế bào eukaryote. Ribosome, màng tế bào và DNA đều có ở cả hai loại tế bào.

Phản ứng PCR (Polymerase Chain Reaction) là kỹ thuật nhân bản DNA in vitro, cho phép tạo ra hàng triệu bản sao của một đoạn DNA cụ thể từ một lượng DNA rất nhỏ. Trong vi sinh vật học, PCR được sử dụng rộng rãi để phát hiện, định danh vi sinh vật, nghiên cứu gene, chẩn đoán bệnh truyền nhiễm, v.v.

Methanogens là một nhóm Archaea có khả năng sinh methane (CH4) từ CO2 và H2. Archaea là một giới sinh vật riêng biệt, khác với vi khuẩn (Bacteria) và sinh vật nhân thực (Eukaryota). Escherichia coli và Bacillus subtilis là vi khuẩn. Saccharomyces cerevisiae là nấm men (eukaryote).

Clostridium tetani là vi khuẩn kỵ khí, sinh bào tử, gây bệnh uốn ván do sản sinh độc tố tetanospasmin. Streptococcus pneumoniae gây viêm phổi, Mycobacterium tuberculosis gây bệnh lao, và Escherichia coli là vi khuẩn đường ruột, một số chủng gây bệnh tiêu chảy.

Flagella (lông roi) là cấu trúc hình sợi dài, xoắn ốc, giúp vi khuẩn di chuyển trong môi trường lỏng bằng cách xoay tròn như chân vịt. Pili thường liên quan đến sự bám dính hoặc tiếp hợp. Vách tế bào cung cấp hình dạng và bảo vệ. Capsule có vai trò bảo vệ và bám dính.

Sản xuất kháng sinh là một ứng dụng quan trọng của vi sinh vật trong công nghiệp dược phẩm, không phải trong công nghiệp thực phẩm. Trong công nghiệp thực phẩm, vi sinh vật được sử dụng rộng rãi trong lên men thực phẩm, sản xuất đồ uống có cồn, sản xuất enzyme, acid hữu cơ, vitamin, và nhiều phụ gia thực phẩm khác.

Bào tử vi khuẩn có khả năng chịu nhiệt rất cao. Nhiệt ẩm, đặc biệt là hơi nước nóng dưới áp suất (nồi hấp), là phương pháp khử trùng hiệu quả nhất để tiêu diệt bào tử vi khuẩn, đảm bảo vô trùng tuyệt đối.

Lên men là quá trình dị hóa kỵ khí tạo ra ATP từ chất hữu cơ mà không cần oxy. Hô hấp tế bào cần oxy làm chất nhận electron cuối cùng. Quang hợp và chu trình Calvin là quá trình đồng hóa, sử dụng năng lượng ánh sáng và CO2 để tổng hợp chất hữu cơ.

Theo nghĩa hẹp, vi sinh vật thường được hiểu là các sinh vật đơn bào hoặc đa bào đơn giản, kích thước hiển vi, bao gồm vi khuẩn, archaea, nấm men, nấm mốc, tảo đơn bào, và virus. Giun sán là động vật đa bào, kích thước lớn hơn nhiều, và thường không được coi là vi sinh vật trong định nghĩa hẹp này.

Virion là một hạt virus hoàn chỉnh, có cấu trúc hoàn chỉnh, bao gồm vật chất di truyền (DNA hoặc RNA) được bao bọc bởi lớp vỏ protein (capsid) và có thể có thêm lớp vỏ ngoài (envelope). Virion là dạng virus có khả năng lây nhiễm vào tế bào chủ.

Quorum sensing là hệ thống giao tiếp giữa các tế bào vi khuẩn, cho phép chúng phối hợp hoạt động dựa trên mật độ quần thể. Vi khuẩn sản xuất và cảm nhận các phân tử tín hiệu hóa học (autoinducers). Khi mật độ tế bào đạt ngưỡng nhất định (quorum), nồng độ tín hiệu đủ cao để kích hoạt các biểu hiện gene tập thể, ví dụ như tạo màng sinh học, phát quang sinh học, hoặc sản xuất yếu tố độc lực.

Môi trường tổng hợp (defined media) hay môi trường hóa học xác định là môi trường nuôi cấy mà thành phần hóa học và nồng độ của từng thành phần đều được biết chính xác. Điều này cho phép kiểm soát chặt chẽ các yếu tố dinh dưỡng và thích hợp cho các nghiên cứu sinh lý và trao đổi chất của vi sinh vật.

Phân loại di truyền (phylogenetic classification) dựa trên thông tin di truyền (ví dụ, trình tự gene rRNA) để xác định mối quan hệ tiến hóa giữa các sinh vật. Đây là phương pháp phân loại hiện đại và được chấp nhận rộng rãi nhất, phản ánh lịch sử tiến hóa của vi sinh vật. Các phương pháp phân loại khác dựa trên hình thái, sinh lý hoặc sinh hóa có thể không phản ánh chính xác mối quan hệ tiến hóa.

Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) có độ phân giải cao nhất, cho phép quan sát chi tiết cấu trúc bên trong tế bào ở cấp độ nanomet. Tuy nhiên, mẫu vật thường phải được xử lý cố định. Kính hiển vi lực nguyên tử cũng có độ phân giải cao và có thể quan sát mẫu sống, nhưng thường dùng để nghiên cứu bề mặt hơn là cấu trúc bên trong.

Môi trường chọn lọc chứa các chất ức chế sự phát triển của một nhóm vi sinh vật nhất định, đồng thời cung cấp các chất dinh dưỡng đặc biệt để thúc đẩy sự phát triển của nhóm vi sinh vật mong muốn. Mục đích là phân lập và nuôi cấy chọn lọc một loại vi sinh vật cụ thể từ hỗn hợp.

Liên kết hydro là loại liên kết yếu nhưng số lượng lớn, đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì cấu trúc bậc hai (alpha helix, beta sheet) của protein. Liên kết peptide là liên kết chính tạo nên mạch polypeptide (cấu trúc bậc một). Liên kết ion và disulfide quan trọng cho cấu trúc bậc ba và bậc bốn.

Giai đoạn tiềm phát (lag phase) là giai đoạn đầu tiên của đường cong sinh trưởng, khi vi khuẩn mới được cấy vào môi trường mới. Trong giai đoạn này, vi khuẩn đang thích nghi với môi trường, tổng hợp enzyme và các thành phần cần thiết cho sinh trưởng, nhưng chưa sinh sản mạnh mẽ, do đó số lượng tế bào tăng chậm hoặc không tăng.

Enzyme DNA polymerase có chức năng chính là sao chép DNA, tạo ra các bản sao DNA mới từ khuôn DNA ban đầu. Quá trình này rất quan trọng cho sự sinh sản và di truyền của vi khuẩn.

Plasmid là các phân tử DNA vòng nhỏ, có khả năng tự sao chép độc lập trong tế bào vi khuẩn. Chúng được sử dụng làm vector để nhân bản gene mong muốn và chuyển các gene này vào tế bào nhận (vi khuẩn, nấm men…) trong kỹ thuật di truyền.