Đề tài sinh trưởng và các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển của vi sinh vật

Chủ đề:
SINH TRƯỞNG VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH
HƯỞNG ĐẾN SỰ PHÁT TRIỂN CỦA VI SINH
VẬT
GVHD:PHẠM THỊ THÚY NGA
NHÓM TH: NHÓM 8
SINH TRƯỞNG CỦA VI SINH
VẬT
I- Khái niệm sinh trưởng
1. Sự sinh trưởng ở vi sinh vật
-Sự sinh trưởng của quần thể vi sinh vật là
sự tăng số lượng tế bào của quần thể.
2. Thời gian thế hệ
-Định nghĩa: Thời gian thế hệ là thời gian từ khi
sinh ra một tế bào cho đến khi tế bào đó phân
chia.
- Kí hiệu: g
- Ví dụ: E.Coli cứ 20 phút tế bào lại phân đôi một
lần.
Thời gian
(phút)
Số lần phân
chia (n)
2
n
Số tế bào của
quần thể
(N
o
x 2
n

)
0 0 2
0
= 1 1
20 1 2
1
= 2 2
40 2 2
2
= 4 4
60 3 2
3
= 8 8
80 4 2
4
= 16 16
100 5 2
5
= 32 32
120 6 2
6
= 64 64
- Sau 1 thời gian thế hệ số tế bào sẽ tăng gấp đôi.
- Từ 1 tế bào:
+ Cứ 1 lần phân chia  2 tế bào = 2
1
+ 2 lần phân chia  4 tế bào = 2
2
+ 3 lần phân chia  8 tế bào = 2
3

+ n lần phân chia  2
?
- Từ N
0
tế bào, sau n lần phân chia  N
0
x 2
n
3. Công thức
- Số tế bào trung bình ( N )
- Số lần phân chia ( n )
- Số tế bào ban đầu ( N
0
)
- Thời gian phân chia ( t )
Số tế bào trung bình sau n lần phân chia từ N
0
tế bào
ban đầu trong thời gian t là:N
t
= N
0
x 2
n
Ví dụ:Nếu số lượng tế bào vi khuẩn E.Coli ban đầu là
10
5
tế bào, thì sau 2h số lượng tế bào trung bình là
bao nhiêu?
- Sau 2h vi khuẩn E.coli phân chia 6 lần

 Số lượng tế bào trung bình là:
N = 10
5
x 2
6
= 6.400.000 tế bào
II – Sự sinh trưởng của quần thể sinh vật
1. Nuôi cấy không liên tục
- Môi trường nuôi cấy không được bổ sung chất
dinh dưỡng mới và không được lấy đi các sản
phẩm chuyển hóa vật chất.
- Quần thể vi khuẩn trong nuôi cấy không liên tục
sinh trưởng theo một đường cong gồm 4 pha:
Log số lượng tế bào
Thời gian
Đường cong sinh trưởng của quần thể vi khuẩn
trong nuôi cấy không liên tục
Pha
tiềm phát
Pha cân bằng
a/ Pha tiềm phát (pha lag)
- Vi khuẩn thích nghi với môi trường.
- Số lượng tế bào trong quần thể chưa tăng
- Enzim cảm ứng được hình thành để phân giải cơ chất.
b/ Pha lũy thừa ( pha log )
- Vi khuẩn sinh trưởng với tốc độ lớn nhất và
không đổi
- Số lượng tế bào trong quần thể tăng lên rất nhanh
c/ Pha cân bằng
- Số lượng vi khuẩn trong quần thể đat mức cực đại

và không đổi theo thời gian do:
+ 1 số tế bào bị phân hủy
+ 1 số tế bào khác có chất dinh dưỡng lại phân chia
Số lượng tế bào sinh ra bằng số lượng tế bào chết
đi
d/ Pha suy vong
- Số tế bào trong quần thể giảm dần do:
+ Số tế bào bị phân hủy nhiều
+ Chất dinh dưỡng cạn kiệt
+ Chất độc hại tích lũy nhiều
2. Nuôi cấy liên tục
Nguyên tắc Mục đích Ứng dụng
Bổ sung liên tục các
chất dinh dưỡng
vào và đồng thời
lấy ra một lượng
dịch nuôi cấy tương
đương.
Tránh hiện
tượng suy
vong của
quần thể vi
sinh vật
Sản xuất sinh khối
để thu nhận prôtêin
đơn bào, các hợp
chất có hoạt tính
sinh học như các
axit amin, enzim,
kháng sinh,

hoocmôn…
Nuôi cấy không liên tục Nuôi cấy liên tục

Không được bổ sung chất
dinh dưỡng mới

- Không được lấy đi các
sản phẩm chuyển hóa vật
chất.

Đường cong sinh trưởng
theo 4 pha: pha tiềm phát,
pha lũy thừa, pha cân bằng,
pha suy vong

Nghiên cứu sự sinh trưởng
của VSV

Bổ sung liên tục các chất
dinh dưỡng

Lấy ra một lượng nuôi cấy
tương đương.

Không có pha tiềm phát
và pha suy vong

Sản xuất sinh khối
CÁC YẾU TỐ
ẢNH HƯỞNG

ĐẾN SINH TRƯỞNG
CỦA VI SINH VẬT
I. Ảnh hưởng của các yếu tố hóa học
1. Các nguyên tố dinh dưỡng chính
Nguyên
tố
Nguồn cung
cấp
Vai trò của chúng trong vi sinh vật
C Các hợp chất
hữu cơ, CO
2
.
là yếu tố dinh dưỡng quan trọng nhất đối
với sự sinh trưởng của VSV:
-là bộ khung cấu trúc của chất sống,
- cần cho tất cả các hợp chất hữu cơ cấu tạo
nên tế bào
N NH
4
4+
, NO
3
-
,
N
2
(từ khí
quyển), hợp
chất hữu cơ.

+ chiếm 14% khối lượng khô của tb VK;
+ Trong cơ thể VSV, N được sử dụng để tạo
nhóm amin.
P
HPO
4
2-
cần cho qúa trình tổng hợp axit
nuclêic và photpholipit, ATP.
S SO
4
2-
, HS
-
, S
0
,
S
2
O
3
2-
, các hợp
chất lưu
huỳnh
Tổng hợp các aa chứa S:
O Oxi, nước,
hợp chất hữu
cơ, CO
2

.
- là thành phần cấu tạo chủ yếu của tế
bào, chiếm tỷ lệ cao nhất trong số các
nguyên tố hóa học cấu tạo nên cơ thể
sinh vật;
Vai trò của ôxi đối với sinh trưởng của VSV
- Ôxi phân tử là yếu tố không thể thiếu đối với sinh
trưởng của VSV hiếu khí.
- Ôxi phân tử có thể giết chết hoặc ức chế sinh trưởng
của VSV kị khí
Ý nghĩa của việc tìm hiểu về các chất dinh
dưỡng chính ảnh hưởng đến sinh trưởng của
VSV
- Chủ động tạo ra các điều kiện nuôi cấy thích
hợp đối với các VSV có lợi để kích thích sự
phát triển của chúng.
- Tạo điều kiện không thích hợp đối với các VSV
có hại để kìm hãm sinh trưởng của chúng.
Phân biệt các nhóm vi sinh vật theo nhu cầu
ôxi cho sinh trưởng của chúng.
Nhóm
VSV
Đặc điểm phân biệt Đại diện
Hiếu khí
bắt buộc
Cần oxi Nhiều VK(E.coli), hầu hết
tảo, nấm, ĐV nguyên
sinh;
Kị khí bắt
buộc

Không cần oxi, thậm chí
Oxi còn là chất độc đối với
tế bào
VK uốn ván, VK sinh
mêtan;
Kị khí
không bắt
buộc
Khi có oxi thì hô hấp hiếu
khí, khi không có oxi thì lên
men hoặc hô hấp kị khí.
Nấm men, Bacillus.
Vi hiếu khí Có khả năng sinh trưởng,
chỉ cần 2- 10%, một lượng
oxi nhỏ hơn nồng độ Oxi
trong khí quyển (21%).
Vi khuẩn giang mai,
I. Ảnh hưởng của các yếu tố hóa học
1Các nguyên tố dinh dưỡng chính
2. Chất ức chế sự sinh trưởng:
Chất hoá học Cơ chế tác động Ứng dụng
Hợp chất phênol
Các loại cồn
Iôt,rượu
iôt(2%)
Clo, cloramin
Hợp chất kim loại
nặng
Anđêhit
Khí êtilen ôxit

Chất kháng sinh
Biến tính pr, các loại màng
tế bào
Thay đổi khả năng cho đi qua của
lipit ở MSC
Oxi hoá các thành phần TB
Sinh O
2
có tác dụng oxh mạnh
Gắn vào nhóm SH của prôtêin
làm chúng bất hoạt
Bất hoạt prôtêin
Oxh các thành phần tế bào
Diệt khuẩn có tính chọn lọc
Khử trùng
bệnh viện
Thanh trùng
trong y tế
Diệt khuẩn trên
da
Thanh trùng
Diệt bào tử đang
nảy mầm
Thanh trùng
Khử trùng
Dùng trong y tế, thú
y
1. Nhiệt độ:
- Nhiệt độ tối ưu là nhiệt độ mà vi khuẩn sinh trưởng mạnh
nhất.

- Nhiệt độ ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng hóa học, sinh học
trong tế bào nên ảnh hưởng đến tốc độ sinh trưởng của vi sinh
vật.
A- Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự sinh trưởng của VSV:
II. CÁC YẾU TỐ LÍ HỌC
B. Phân chia các nhóm VSV:
0 10
20 30 40 50 60 70 80 90
100 110
Ưa lạnh
Ưa ấm
Ưa nhiệt
Ưa siêu nhiệt
Nhiệt độ sinh trưởng của các nhóm VSV
Có 4 nhóm VSV:
+ VSV ưa lạnh: Sống ở Nam cực(t
0
<15
0
C).
+VSV ưa ấm: Sống ở đất nước, kí sinh(t
0
: 20 - 40
0
C)
+ VSV ưa nhiệt: Nấm, tảo, vi khuẩn(55 – 65
0
C)
+ VSV ưa siêu nhiệt: Vi khuẩn đặc biệt(75 – 100
0

C)
Những VSV sống trong những điều kiện t
0
sau thuộc nhóm nào:
Loài Herminiimonas glaciei
Loài Deinococcus peraridilitoris
Loài Pyrodictium abyssi
Băng ở Greenland
Loài Mycobacterium tuberculosis (VK lao)
Sa mạc Atacama
Núi lửa dưới đại dương
(Ưa ấm)
(Ưa lạnh)
(Ưa nhiệt)
(Ưa siêu nhiệt)
C. Ứng dụng:
- Diệt khuẩn: phơi áo quần, chăn màn
- Bảo quản lương thực, thực phẩm ( nấu chín)
- Con người dùng nhiệt độ cao để thanh trùng, nhiệt
độ thấp để kìm hãm sự sinh trưởng của VSV
2. Độ pH:
A. Ảnh hưởng của pH đến sự sinh trưởng của VSV:
- Độ pH là đại lượng đo độ axit hay độ kiềm tương đối. Giá
trị pH được biểu hiện bằng số từ 0 đến 14.
- Độ pH ảnh hưởng tới tính thấm qua màng, hoạt động
chuyển hóa vật chất trong tế bào, hoạt tính enzim, sự hình
thành ATP….