Đề 10 – Bài tập, đề thi trắc nghiệm online Vi sinh đại cương

Quá trình cố định đạm là quá trình chuyển đổi nitơ phân tử (N₂) trong khí quyển thành dạng amoniac (NH₃) hoặc ammonium (NH₄⁺) mà cây cối và các sinh vật khác có thể sử dụng. Quá trình này chủ yếu được thực hiện bởi các vi khuẩn cố định đạm tự do hoặc cộng sinh, ví dụ *Rhizobium*, *Azotobacter*, *Cyanobacteria* (vi khuẩn lam).

Vi khuẩn lam (Cyanobacteria) là vi khuẩn, thuộc nhóm sinh vật nhân sơ (prokaryote), không có nhân tế bào hoàn chỉnh và các bào quan có màng bao bọc. Nấm men, vi tảo và động vật nguyên sinh đều là sinh vật nhân chuẩn.

Polymerase Taq là enzyme DNA polymerase chịu nhiệt, được phân lập từ vi khuẩn *Thermus aquaticus* sống trong suối nước nóng. Đặc điểm bền nhiệt giúp enzyme này không bị biến tính trong các chu kỳ nhiệt của PCR (Polymerase Chain Reaction), cho phép khuếch đại DNA hiệu quả ở nhiệt độ cao.

Enzyme reverse transcriptase (RT) là enzyme phiên mã ngược, có khả năng tổng hợp DNA từ khuôn RNA. Enzyme này đặc trưng cho nhóm retrovirus, ví dụ HIV. Trong chu trình nhân lên của retrovirus, RT giúp chuyển RNA bộ gene của virus thành DNA mạch kép, DNA này sau đó được tích hợp vào bộ gene tế bào chủ.

Liên kết hydro hình thành giữa các cặp base nitơ bổ sung (A-T và G-C) trên hai mạch DNA đối song song, đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì cấu trúc xoắn kép ổn định của DNA. Các loại liên kết khác có vai trò khác trong cấu trúc và chức năng của DNA và các phân tử sinh học khác.

Vaccine hoạt tính giảm độc lực chứa vi sinh vật sống đã được làm suy yếu khả năng gây bệnh. Khi được tiêm vào cơ thể, chúng vẫn có khả năng nhân lên ở mức độ hạn chế và kích thích hệ miễn dịch tạo ra đáp ứng miễn dịch lâu dài mà không gây bệnh hoặc chỉ gây bệnh nhẹ.

PCR (Polymerase Chain Reaction) là kỹ thuật khuếch đại DNA in vitro, tạo ra hàng triệu đến hàng tỷ bản sao của một đoạn DNA mục tiêu từ một lượng mẫu DNA ban đầu rất nhỏ. PCR được ứng dụng rộng rãi trong vi sinh vật học để phát hiện, định danh, phân tích gene của vi sinh vật.

Nhuộm Gram phân biệt vi khuẩn Gram dương và Gram âm dựa trên cấu trúc và độ dày vách tế bào peptidoglycan. Vi khuẩn Gram dương có lớp peptidoglycan dày giữ màu tím, còn vi khuẩn Gram âm có lớp peptidoglycan mỏng và lớp màng ngoài nên mất màu tím và bắt màu đỏ của thuốc nhuộm phản.

Cộng sinh hỗ tương (mutualism) là mối quan hệ tương hỗ giữa hai loài sinh vật, trong đó cả hai loài đều nhận được lợi ích. Ví dụ, quan hệ giữa vi khuẩn *Rhizobium* và cây họ đậu: vi khuẩn cố định đạm cung cấp đạm cho cây, cây cung cấp chất dinh dưỡng và nơi ở cho vi khuẩn.

Bào tử là dạng tế bào nghỉ của một số vi khuẩn Gram dương (ví dụ *Bacillus*, *Clostridium*), có khả năng chịu đựng các điều kiện môi trường khắc nghiệt như nhiệt độ cao, khô hạn, hóa chất, bức xạ. Khi điều kiện thuận lợi trở lại, bào tử sẽ nảy mầm thành tế bào sinh dưỡng.

Đột biến mất hoặc thêm base nucleotide không chia hết cho 3 (ví dụ thêm hoặc mất 1 hoặc 2 base) sẽ làm thay đổi khung đọc mã di truyền từ vị trí đột biến trở đi, dẫn đến sự thay đổi hoàn toàn trình tự amino acid của protein được mã hóa, thường gây hậu quả nghiêm trọng. Đột biến thay thế base, đột biến im lặng và đột biến sai nghĩa không gây thay đổi khung đọc mã.

Trong hô hấp hiếu khí, oxy phân tử (O₂) là chất nhận electron cuối cùng trong chuỗi chuyền electron. Oxy được khử thành nước (H₂O), đồng thời tạo ra gradient proton để tổng hợp ATP. Trong hô hấp kỵ khí, các chất nhận electron cuối cùng có thể là nitrate, sulfate, hoặc các chất vô cơ khác, không phải oxy.

Tia UV có bước sóng ngắn có năng lượng cao, khi chiếu vào tế bào vi sinh vật sẽ được hấp thụ bởi DNA, gây ra sự hình thành liên kết cộng hóa trị bất thường giữa hai base pyrimidine (thymine hoặc cytosine) liền kề trên cùng một mạch DNA, tạo thành dimer pyrimidine. Dimer này cản trở quá trình sao chép và phiên mã DNA, dẫn đến ức chế sinh trưởng và tiêu diệt vi sinh vật.

Vi khuẩn hoại sinh và nấm là nhóm vi sinh vật phân giải chính trong tự nhiên. Chúng sử dụng enzyme ngoại bào để phân giải xác sinh vật và chất thải hữu cơ phức tạp thành các chất đơn giản hơn, trả lại carbon và các chất dinh dưỡng cho môi trường, đóng vai trò thiết yếu trong chu trình carbon và các chu trình sinh địa hóa khác.

Kích thước của vi khuẩn thường được đo bằng micromét (µm). 1 micromét bằng 1∕1.000.000 mét. Virus có kích thước nhỏ hơn nhiều, thường được đo bằng nanomét (nm). Mét và milimét là đơn vị đo kích thước lớn hơn, không phù hợp để đo kích thước vi sinh vật.

Quá trình dị hóa là quá trình phân giải các chất phức tạp thành các chất đơn giản hơn, giải phóng năng lượng. Phân giải glucose thành pyruvate (đường phân) là một quá trình dị hóa trung tâm trong nhiều vi sinh vật. Các quá trình còn lại là quá trình đồng hóa (anabolism), tổng hợp các chất phức tạp từ các chất đơn giản và tiêu thụ năng lượng.

Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) sử dụng chùm electron để tạo ảnh, có độ phân giải cao hơn nhiều so với kính hiển vi quang học và các loại kính hiển vi quang học cải tiến khác, cho phép quan sát các cấu trúc siêu hiển vi như bào quan và phân tử bên trong tế bào.

Nhiệt ẩm, đặc biệt là hơi nước bão hòa dưới áp suất trong nồi hấp autoclave, có hiệu quả khử trùng cao do khả năng xâm nhập tốt và gây biến tính protein và acid nucleic của vi sinh vật. Biến tính protein làm mất chức năng enzyme và protein cấu trúc, còn biến tính acid nucleic làm hỏng vật chất di truyền, dẫn đến tiêu diệt vi sinh vật.

Virus là tác nhân gây bệnh nhỏ bé, không có cấu trúc tế bào, không có ribosome và các enzyme cần thiết cho quá trình trao đổi chất và sinh sản. Chúng bắt buộc phải ký sinh nội bào, sử dụng bộ máy sinh tổng hợp của tế bào chủ để nhân lên. Vi khuẩn là tế bào sống, có khả năng tự sinh sản.

Vách tế bào peptidoglycan là cấu trúc đặc trưng của tế bào vi khuẩn, giúp bảo vệ và duy trì hình dạng tế bào. Tế bào động vật không có vách tế bào này. Màng tế bào, ribosome và cytoplasm đều có mặt ở cả tế bào vi khuẩn và tế bào động vật.

Trong ELISA, enzyme thường được gắn với kháng thể thứ hai. Kháng thể thứ hai này có khả năng liên kết đặc hiệu với kháng thể thứ nhất đã bắt giữ kháng nguyên. Khi thêm chất nền, enzyme sẽ xúc tác phản ứng tạo sản phẩm có màu hoặc phát quang, tạo tín hiệu để phát hiện và định lượng kháng nguyên hoặc kháng thể.

Sinh vật tự dưỡng là sinh vật có khả năng tự tổng hợp chất hữu cơ (ví dụ glucose) từ chất vô cơ (CO₂) và năng lượng từ ánh sáng (quang tự dưỡng) hoặc từ các phản ứng hóa học vô cơ (hóa tự dưỡng). Sinh vật dị dưỡng (heterotroph) phải lấy carbon và năng lượng từ chất hữu cơ có sẵn.

Nấm da là bệnh nhiễm trùng da, tóc, móng do các loại nấm sợi thuộc nhóm dermatophytes gây ra, phổ biến nhất là các chi *Trichophyton*, *Microsporum* và *Epidermophyton*. Các lựa chọn khác là tác nhân gây bệnh khác không phải nấm da.

Virus cúm (influenza virus) thuộc nhóm virus RNA, có vật chất di truyền là RNA mạch đơn. Các loại virus khác có thể có vật chất di truyền là DNA mạch kép, DNA mạch đơn hoặc RNA mạch kép.

Ribosome là bào quan thực hiện quá trình dịch mã, tổng hợp protein từ mRNA. Ribosome đọc trình tự nucleotide trên mRNA và sử dụng tRNA để mang các amino acid tương ứng đến lắp ráp thành chuỗi polypeptide, tạo thành protein hoàn chỉnh. Các quá trình tổng hợp DNA, RNA và lipid do các enzyme và bào quan khác thực hiện.

Kháng kháng sinh ở vi khuẩn phát sinh chủ yếu do đột biến gene làm thay đổi mục tiêu tác động của kháng sinh hoặc tạo ra enzyme bất hoạt kháng sinh, và do chuyển gene kháng kháng sinh giữa các vi khuẩn thông qua plasmid, transposon hoặc biến nạp, tải nạp, tiếp hợp.

Sinh vật chỉ thị là vi sinh vật mà sự hiện diện hoặc số lượng của chúng trong một mẫu môi trường cho thấy khả năng ô nhiễm, đặc biệt là ô nhiễm phân. Ví dụ, *E. coli* là sinh vật chỉ thị phổ biến cho ô nhiễm phân trong nước.

Môi trường chọn lọc chứa các chất ức chế sự phát triển của một số loại vi sinh vật, hoặc chỉ cung cấp nguồn dinh dưỡng mà một số loại vi sinh vật có thể sử dụng, do đó chỉ `chọn lọc′ cho phép một hoặc một vài loại vi sinh vật mong muốn phát triển vượt trội.

Màng nhầy (glycocalyx) là lớp vỏ ngoài cùng bao quanh một số tế bào vi khuẩn, có thể là lớp vỏ nhầy (slime layer) hoặc vỏ nang (capsule). Thành phần chính của glycocalyx là polysaccharide và∕hoặc protein. Glycocalyx có vai trò bảo vệ, giúp vi khuẩn bám dính và tránh bị thực bào.

Pha lũy thừa (log phase) là giai đoạn quần thể vi khuẩn sinh trưởng với tốc độ tối đa, số lượng tế bào tăng lên theo cấp số nhân (2ⁿ), đường biểu diễn sinh trưởng có dạng đường cong hình chữ J hoặc S (trong môi trường nuôi cấy mẻ). Các pha khác có tốc độ sinh trưởng chậm hơn hoặc âm.