Chuyên đề: Vi sinh vật và Virus — Lý thuyết và Phương pháp giải

Bước 1: Xác định kiểu dinh dưỡng:

Nấm men sử dụng nguồn năng lượng từ phản ứng oxy hóa chất hữu cơ (glucose) và lấy nguồn carbon từ hợp chất hữu cơ $\Rightarrow$ Nấm men thuộc kiểu dinh dưỡng Hóa dị dưỡng.

Bước 2: Tính số mol Glucose ban đầu:

$$n_{\text{glucose}} = \frac{180}{180} = 1{,}0\text{ mol}$$

Bước 3: Tính sản phẩm theo phương trình phản ứng lên men:

$$\mathrm{C_6H_{12}O_6 \xrightarrow{nấm\,men} 2C_2H_5OH + 2CO_2}$$

Số mol ethanol và $\mathrm{CO_2}$ theo lý thuyết ($100\%$ hiệu suất):

$$n_{\text{etanol (LT)}} = n_{\mathrm{CO_2}\text{ (LT)}} = 2 \times 1{,}0 = 2{,}0\text{ mol}$$

Với hiệu suất thực tế $H = 80\%$:

• Khối lượng ethanol thực tế thu được: $$m_{\text{etanol}} = 2{,}0 \times 46 \times 80\% = 92 \times 0{,}8 = 73{,}6\text{ gam}$$
• Thể tích khí $\mathrm{CO_2}$ thực tế giải phóng (làm nở xốp khối bột bánh mì): $$V_{\mathrm{CO_2}} = 2{,}0 \times 0{,}8 \times 24{,}79 = 1{,}6 \times 24{,}79 = 39{,}664\text{ lít}$$

Kết luận: Nấm men là sinh vật Hóa dị dưỡng; thu được $73{,}6\text{ gam}$ ethanol và $39{,}664\text{ lít }\mathrm{CO_2}$.

Bước 1: Đổi thời gian nuôi cấy ra đơn vị phút:

$$t = 2\text{ giờ} = 120\text{ phút}$$

Bước 2: Tính số lần phân chia (số thế hệ $n$):

$$n = \frac{t}{g} = \frac{120}{20} = 6\text{ lần}$$

Bước 3: Tính số lượng tế bào vi khuẩn sau 2 giờ ($N_t$):

Áp dụng công thức tăng trưởng hàm mũ:

$$N_t = N_0 \times 2^n = 500 \times 2^6 = 500 \times 64 = 32\,000\text{ tế bào} = 3{,}2 \times 10^4\text{ tế bào}$$

Kết luận: Quần thể đã trải qua 6 lần phân chia và đạt số lượng $32\,000\text{ tế bào}$.

Bước 1: Giải thích ý a) (Kháng sinh không diệt được virus):

• Kháng sinh tác động vào các đích cấu trúc và chuyển hóa đặc thù của tế bào vi khuẩn: ức chế tổng hợp thành tế bào peptidoglycan, ức chế màng sinh chất hoặc ức chế ribosome $70\mathrm{S}$ của vi khuẩn.
• Virus không có cấu tạo tế bào, không có thành peptidoglycan, không có ribosome riêng và sử dụng hoàn toàn bộ máy của tế bào người để nhân lên. Do đó, kháng sinh không có đích tác động lên virus.

Bước 2: Giải thích ý b) (Cơ chế thuốc kháng virus đặc hiệu):

• Thuốc ức chế hấp phụ / xâm nhập: Gắn vào gai glycoprotein của virus hoặc thụ thể bề mặt tế bào chủ, ngăn cản virus bám và xâm nhập vào tế bào.
• Thuốc ức chế enzyme đặc hiệu của virus: Ví dụ thuốc ức chế enzyme phiên mã ngược (Reverse Transcriptase) ở virus HIV, ngăn chặn ARN của virus tổng hợp thành ADN, từ đó chặn đứng giai đoạn tổng hợp hệ gene virus.

Kết luận: Kháng sinh không diệt được virus vì virus thiếu cấu trúc tế bào đích; thuốc kháng virus tác động ngăn chặn các giai đoạn hấp phụ, xâm nhập hoặc tổng hợp đặc hiệu của virus.

Bước 1: Xác định các đại lượng:

• Số khuẩn lạc đếm được: $156\text{ CFU}$.
• Độ pha loãng mẫu là $10^{-5} \Rightarrow$ Hệ số pha loãng là $10^5$.
• Thể tích dịch mẫu cấy lên đĩa thạch: $V = 0{,}1\text{ mL}$.

Bước 2: Áp dụng công thức tính mật độ vi khuẩn trong mẫu sữa:

$$\text{Mật độ} = \frac{156 \times 10^5}{0{,}1} = 156 \times 10^6 = 1{,}56 \times 10^8\text{ CFU/mL}$$

Bước 3: Đánh giá tiêu chuẩn an toàn thực phẩm:

So sánh mật độ tính được với tiêu chuẩn:

$$1{,}56 \times 10^8\text{ CFU/mL} > 5 \times 10^7\text{ CFU/mL} = 0{,}5 \times 10^8\text{ CFU/mL}$$

Mật độ vi khuẩn trong mẫu sữa cao gấp hơn 3 lần so với ngưỡng cho phép tối đa.

Kết luận: Mật độ vi khuẩn là $1{,}56 \times 10^8\text{ CFU/mL}$; mẫu sữa này không đạt tiêu chuẩn an toàn vệ sinh thực phẩm.