Bài giảng về Sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật

HANOI UNIVERSITY OF SIENCE AND TECHNOLOGY

Sinh trưởng vˆ ph‡t
triển của vi sinh vật


! Sinh trưởng và phát triển là thuộc tính cơ sở của vi sinh vật.
! Khi nói về sinh trưởng của vi sinh vật là đề cập tới sinh
trưởng về lượng lớn tế bào của cùng một loại.
! Việc tăng số lượng tế bào không phải bao giờ cũng song
song với sự tăng sinh khối.

Sinh trưởng vˆ ph‡t triển ở VSV

Giới thiệu


Thông số và hằng số dùng khi xác định số lượng và khối lượng vi khuẩn

THïNG SỐ

! Đơn vị thể t’ch
! Số lần tăng đ™i sau
đơn vị thời gian
! Thời gian cần cho
sự tăng đ™i

SỐ LƯỢNG VI KHUẨN

! Nồng độ vi khuẩn
(số tế bˆo/ml)

! Hằng số tốc độ ph‰n
chia k(h-1)
! Thời gian thế hệ g(h)

KHỐI LƯỢNG VI KHUẨN

! Mật độ vi khuẩn (sinh
khối kh™/ml)
! Hằng số tốc độ sinh
trưởng µ(h-1)
! Thời gian tăng đ™i td (h)

Sinh trưởng vˆ ph‡t triển ở VSV

?Thời gian thế hệ vˆ thời gian tăng
đ™i


I. Sinh sản theo hình thức phân
đơi

Sinh trưởng vˆ ph‡t triển ở VSV

Hình 5.3 (I)

Nguồn: Brock Biology of Microorganisms. Upper Saddle River, NJ: Prentice-Hall/Pearson Education, 2019.

II. Sinh sản bằng cách phân đơi
khơng đồng đều
! Sinh sản bằng hình thức nảy

chồi
! Nảy chồi trên sợi nấm
! Sinh sản bằng cách xếp
chồng lên nhau
! Sinh sản bằng cách phân cực


Màng sinh học

Sinh trưởng vˆ ph‡t triển ở VSV

Planktonic growth: Sống lơ lửng
Biofilm: màng sinh học
Màng sinh học là một phức hợp
polysaccharide gắn liền các tế bào vi
khuẩn với nhau.
Đặc tính của màng sinh học:
! rất bền và gần như khơng thể
xun thủng
! ngăn cản các hóa chất có hại (ví
dụ, kháng sinh hoặc các chất độc
hại khác) xâm nhập.

G e r a r d J . To r t o r a , B e r d e l l R . F u n k e , C h r i s t i n e L . C a s e - M i c r o b i o l o g y - A n i n t r o d u c t i o n - P e a r s o n ( 2 0 1 8 )


Màng sinh học
Dispersal

Planktonic

C. albicans cells

Adhesion to
cells/teeth
surface

Hyphae
formation
- colonization

Biofilm formation
Active penetration
!


Câu hỏi

01


Câu hỏi
Chế độ sinh trưởng của
màng sinh học khác với
chế độ sinh trưởng của tế
bào phù du như thế nào?
Chế độ sinh trưởng nào
bảo vệ tế bào vi khuẩn khỏi
bị hại tốt hơn?

17

Sinh trưởng vˆ ph‡t triển ở VSV

Lý thuyết về sinh
trưởng vˆ ph‡t triển
của vi khuẩn


Figure 5.5 the rate of growth of a microbial culture. (a) Data for a population that doubles every 30 min.

Đồ thị tăng trưởng

Đồ thị tăng trưởng


Figure 5.5 the rate of growth of a microbial culture. (b) Data plotted on arithmetic (left
ordinate) and logarithmic (right ordinate) scales.

Đồ thị tăng trưởng

Đồ thị tăng trưởng


Số lượng logarit tế bˆo lˆ 2n, n lˆ số thế hệ.

Trong đ—:
! N 0 : số lượng tế bˆo ban đầu;
! N : số lượng tế bˆo ở thời gian t;
! n : số thế hệ.

Đồ thị tăng trưởng

Đồ thị tăng trưởng


! Từ c™ng thức tr•n c— thể biến đổi như sau vˆ số thế
hệ (n) được t’nh bằng logarit thập ph‰n:

Đồ thị tăng trưởng

Đồ thị tăng trưởng


! Khi nu™i cấy ph‰n mẻ (batch culture) tốc độ sinh
trưởng trong giai đoạn logarit c— thể biểu thị bằng
hằng số tốc độ sinh trưởng b“nh qu‰n k (mean growth
rate constant k). Đ— lˆ số thế hệ sinh ra trong đơn vị
thời gian, thường biểu thị bằng số thế hệ trong 1 giờ:

Đồ thị tăng trưởng

Đồ thị tăng trưởng


! Thời gian cần thiết để tăng gấp đ™i tổng số tế bˆo lˆ
thời gian thế hệ b“nh qu‰n (mean generation time)
hay thời gian tăn gấp đ™i b“nh qu‰n (mean doubling
time) vˆ được biểu thị bằng g. Nếu t=g th“ N= 2N0.
Thay vˆo c™ng thức tr•n ta c—:

Đồ thị tăng trưởng

Đồ thị tăng trưởng


! Thời gian thế hệ b“nh qu‰n lˆ đảo số của hằng số tốc
độ sinh trưởng b“nh qu‰n:

Đồ thị tăng trưởng

Đồ thị tăng trưởng


Hằng số tốc độ ph‰n chia k phụ thuộc vˆo
! Loˆi vi khuẩn
! Nhiệt độ nu™i cấy
! M™i trường nu™i cấy

Đồ thị tăng trưởng

Đồ thị tăng trưởng


Đồ thị tăng trưởng

Đồ thị tăng trưởng


Sinh trưởng vˆ ph‡t triển ở VSV

Đường cong sinh
trưởng trong điều
kiện nu™i cấy tĩnh


Phương ph‡p nu™i cấy mˆ trong đ—
kh™ng th•m vˆo chất dinh dưỡng,
kh™ng loại bỏ đi c‡c sản phẩm cuối
c•ng của trao đổi chất gọi lˆ nu™i cấy
tĩnh.

Đường cong sinh trưởng

Nu™i cấy tĩnh


Gerard J. Tortora, Berdell R. Funke, Christine L. Case - Microbiology- An introduction-Pearson (2018)

Đường cong sinh trưởng

Pha tiềm ph‡t - lag phase


! Pha nˆy t’nh từ lœc bắt đầu cấy đến khi vi
khuẩn đạt được tốc độ sinh trưởng cực
đại.
! Trong pha lag, vi khuẩn chưa ph‰n chia
(nghĩa lˆ chưa c— khả năng sinh sản) nhưng
thể t’ch vˆ khối lượng tế bˆo tăng l•n r›

rệt
! Qu‡ tr“nh tổng hợp c‡c chất diễn ra mạnh
mẽ (protein, enzyme, axit nucleic,...) .
Gerard J. Tortora, Berdell R. Funke, Christine L. Case - Microbiology- An introduction-Pearson (2018)

Đường cong sinh trưởng

Pha tiềm ph‡t - lag phase


Giai đoạn tiềm ph‡t dˆi hay ngắn phụ
thuộc vˆo

từng loại vi sinh vật vˆ t’nh

chất của m™i trường.
! Tuổi giống cấy
! Lượng giống cấy
! Thˆnh phần m™i trường

Gerard J. Tortora, Berdell R. Funke, Christine L. Case - Microbiology- An introduction-Pearson (2018)

Đường cong sinh trưởng

Pha tiềm ph‡t - lag phase


Đường

cong

sinh

trưởng gồm hai pha
lag vˆ hai pha lograrit

Gerard J. Tortora, Berdell R. Funke, Christine L. Case - Microbiology- An introduction-Pearson (2018)

Đường cong sinh trưởng

Hiện tượng sinh trưởng kŽp


Trong pha nˆy, vi khuẩn sinh
trưởng vˆ ph‡t triển theo luỹ
thừa, nghĩa lˆ sinh khối vˆ
số lượng tế bˆo tăng theo
cấp luỹ thừa.

Gerard J. Tortora, Berdell R. Funke, Christine L. Case - Microbiology- An introduction-Pearson (2018)

Đường cong sinh trưởng

Giai đoạn logarit (Log Phase)