Vi sinh vật không chỉ là vi khuẩn
Vi sinh vật là nhóm sinh vật có kích thước nhỏ, thường cần kính hiển vi để quan sát rõ. Nhóm gồm vi khuẩn, Archaea và nhiều sinh vật nhân thực như nấm men, vi nấm, vi tảo, động vật nguyên sinh; đây không phải một bậc phân loại. Virus không có cấu tạo tế bào và được học riêng.
Đa dạng về cấu tạo và hoạt động
| Nhóm ví dụ | Kiểu tế bào |
|---|---|
| Vi khuẩn, Archaea | Nhân sơ |
| Nấm men, nhiều vi tảo và động vật nguyên sinh | Nhân thực |
Kích thước nhỏ không đồng nghĩa tất cả vi sinh vật đều là tế bào nhân sơ. Nhiều loài trao đổi chất và tăng số lượng nhanh khi điều kiện phù hợp, nhưng tốc độ còn phụ thuộc loài, nhiệt độ, dinh dưỡng và môi trường.
Hai câu hỏi để xác định kiểu dinh dưỡng
Xác định kiểu dinh dưỡng bằng hai câu hỏi độc lập:
1. Năng lượng đến từ ánh sáng hay phản ứng hóa học?
2. Nguồn carbon chủ yếu là CO₂/carbon vô cơ hay chất hữu cơ?
Có ánh sáng chưa đủ để kết luận tự dưỡng; biết dùng CO₂ cũng chưa cho biết nguồn năng lượng.
Bốn kiểu dinh dưỡng
| Nguồn năng lượng | Nguồn carbon chủ yếu | Kiểu dinh dưỡng | Ví dụ |
|---|---|---|---|
| Ánh sáng | CO₂ hoặc carbon vô cơ | Quang tự dưỡng | Vi khuẩn lam, nhiều vi tảo |
| Oxy hóa chất vô cơ | CO₂ hoặc carbon vô cơ | Hóa tự dưỡng | Một số vi khuẩn nitrate hóa |
| Ánh sáng | Chất hữu cơ | Quang dị dưỡng | Một số nhóm vi khuẩn |
| Phản ứng hóa học từ chất hữu cơ | Chất hữu cơ | Hóa dị dưỡng | Nấm men, nhiều vi khuẩn |
Phân loại dựa vào nguồn **thực sự được sử dụng**, không chỉ dựa vào nơi sống hoặc một chất có mặt trong môi trường.
Tìm đủ hai dữ kiện
Mẫu X dùng CO₂ làm nguồn carbon chủ yếu và lấy năng lượng từ oxy hóa chất vô cơ: **hóa tự dưỡng**. Mẫu Y dùng ánh sáng nhưng lấy carbon chủ yếu từ chất hữu cơ: **quang dị dưỡng**.
Nếu chỉ biết một mẫu sống trong tối và môi trường có thêm amino acid, chưa đủ kết luận hóa dị dưỡng. Cần biết mẫu dùng nguồn nào làm carbon chủ yếu và phản ứng nào cung cấp năng lượng; chất hữu cơ có mặt chưa chắc là nguồn carbon đang được sử dụng.
Xác định kiểu dinh dưỡng
Vi sinh vật X dùng ánh sáng làm nguồn năng lượng và CO₂ làm nguồn carbon chủ yếu để tạo chất hữu cơ. Môi trường còn có một lượng amino acid bổ sung. Cách phân loại nào phù hợp nhất với dữ kiện?
Đúng. Ánh sáng xác định phần “quang”, còn CO₂ là nguồn carbon chủ yếu xác định phần “tự dưỡng”.
Chất hữu cơ có mặt trong môi trường chưa chứng minh đó là nguồn carbon chủ yếu được X sử dụng.
Nguồn carbon không tự cho biết nguồn năng lượng; đề đã nêu X dùng ánh sáng.
Hai tiêu chí phải được xác định riêng; dữ kiện không mô tả X lấy năng lượng và carbon chủ yếu từ chất hữu cơ.
Lời giải
Nguồn năng lượng là ánh sáng nên X thuộc nhóm quang dưỡng. Nguồn carbon chủ yếu là CO₂ nên X thuộc nhóm tự dưỡng. Việc amino acid có mặt trong môi trường không thay thế dữ kiện về nguồn carbon chủ yếu thực sự được dùng. Chọn A.
Tổng hợp và phân giải diễn ra liên hệ
Vi sinh vật dùng nguyên liệu và năng lượng để tổng hợp thành phần tế bào. Một số loài phải nhận thêm chất không tự tổng hợp được, nên không phải mọi loài đều sống trên cùng môi trường tối thiểu.
Enzyme ngoại bào có thể phân giải đại phân tử thành chất nhỏ để hấp thu. Chất nhỏ sau đó được hô hấp, lên men hoặc dùng cho sinh tổng hợp bên trong tế bào; phân giải ngoại bào không có nghĩa toàn bộ quá trình tạo ATP diễn ra bên ngoài.
Lần theo tinh bột
Một chủng tiết enzyme thủy phân tinh bột. Cách lần theo đúng là:
**tinh bột ngoài tế bào → chất nhỏ → hấp thu → tạo năng lượng hoặc sinh tổng hợp trong tế bào.**
Không cần giả định hạt tinh bột lớn đi xuyên qua màng.
Mỗi phương pháp trả lời một câu hỏi
| Phương pháp | Thông tin chính | Giới hạn cần nhớ |
|---|---|---|
| Kính hiển vi, nhuộm | Hình dạng, kích thước, cấu trúc trong giới hạn phân giải | Hình dạng hoặc màu Gram chưa đủ định danh mọi loài |
| Phân lập và nuôi cấy | Tạo quần thể thuần phù hợp để nghiên cứu | Một khuẩn lạc có thể bắt nguồn từ một tế bào hoặc một cụm tế bào |
| Phân tích sinh hóa | Khả năng chuyển hóa trong điều kiện thử | Cần phối hợp dấu hiệu khác để định danh |
| Phân tích vật chất di truyền | Bổ sung bằng chứng về quan hệ và định danh | Kết luận phụ thuộc mẫu, marker và phương pháp |
Khuẩn lạc là tập hợp tế bào phát triển tại một vị trí, không phải một tế bào khổng lồ.
Giới hạn của hình dạng và nhuộm Gram
Hai mẫu đều chứa vi khuẩn hình que và có cùng kiểu bắt màu Gram. Kết luận nào phù hợp nhất?
Nhiều loài vi khuẩn có thể cùng hình dạng và kiểu bắt màu Gram.
Nhuộm Gram không cho toàn bộ trình tự hay mức giống nhau của hệ gene.
Đúng. Hình dạng và Gram là dữ kiện phân nhóm ban đầu, không phải bộ tiêu chí định danh duy nhất.
Hình dạng không xác định nguồn năng lượng và nguồn carbon của vi khuẩn.
Lời giải
Hình que và kiểu bắt màu Gram có thể gặp ở nhiều loài. Hai dấu hiệu giúp mô tả và phân nhóm ban đầu nhưng chưa đủ định danh chính xác; cần kết hợp đặc điểm sinh hóa, dữ liệu di truyền hoặc phương pháp phù hợp với mục tiêu. Chọn C.
Phân loại dựa trên tiêu chí
Nhân sơ/nhân thực mô tả cấu tạo; quang/hóa mô tả nguồn năng lượng; tự/dị dưỡng mô tả nguồn carbon. Luôn tách dữ kiện môi trường, nguồn thực sự được dùng và kết luận định danh.
Đang học