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)

2n

Số tế bào của
quần thể
(No x 2n)

0

0

20 = 1

1

20

1

21 = 2

2

40

2

22 = 4

4

60

3

23 = 8

8

80

4

24 = 16

16

100

5

25 = 32

32

120

6

26 = 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 = 21
+

-

2 lần phân chia  4 tế bào = 22

+

3 lần phân chia  8 tế bào = 23

+

n lần phân chia 

2?

Từ N tế bào, sau n lần phân chia  N x 2n
0
0
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 tế bào ban đầu trong thời gian t là:N = N
0
t
0
x 2n


Ví dụ:Nếu số lượng tế bào vi khuẩn E.Coli ban đầu là 105 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 = 105 x 26
= 6.400.000 tế bào

II – Sự sinh trưởng của quần thể sinh vật
1.
-

Nuôi cấy không liên tục

-

Quần thể vi khuẩn trong nuôi cấy không liên tục sinh trưởng theo một đường
cong gồm 4 pha:

Môi trường nuôi cấy không được bổ sung chất dinh dưỡng mới và không được
lấy đi các sản phẩm chuyển hóa vật chất.


Pha cân bằng
as
Ph
g

P
Lũy ha
thừ

n
vo

a

uy

Pha
tiềm phát


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
Bổ sung liên tục các
chất dinh dưỡng
vào và đồng thời
lấy ra một lượng
dịch nuôi cấy tương
đương.

Mục đích
Tránh hiện
tượng suy
vong của
quần thể vi
sinh vật

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

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, CO2.

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

NH44+, NO3-,
N2 (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

HPO42-

cần cho qúa trình tổng hợp axit
nuclêic và photpholipit, ATP.

S

SO42-, HS-, S0, Tổng hợp các aa chứa S:
S2O32-, các hợp
chất lưu
huỳnh..

O

Oxi, nước,
- là thành phần cấu tạo chủ yếu của tế
hợp chất hữu bào, chiếm tỷ lệ cao nhất trong số các
cơ, CO2.
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

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

Nấm men, Bacillus.
Khi có oxi thì hô hấp hiếu
khí, khi không có oxi thì lên

men hoặc hô hấp kị khí.

Hiếu khí
bắt buộc

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
Hợp chất phênol
Các loại cồn
Iôt,rượu
iôt(2%)
Clo, cloramin

Cơ chế tác động
Biến tính pr, các loại màng
tế bào

Ứng dụng

Khử trùng
bệnh viện

Thay đổi khả năng cho đi qua của Thanh trùng
lipit ở MSC
trong y tế
Diệt khuẩn trên
Oxi hoá các thành phần TB
da
Thanh trùng

Hợp chất kim loại
nặng

Sinh O2 có tác dụng oxh mạnh
Gắn vào nhóm SH của prôtêin
làm chúng bất hoạt

Anđêhit

Bất hoạt prôtêin

Khí êtilen ôxit

Oxh các thành phần tế bào

Thanh trùng
Khử trùng

Chất kháng sinh

Diệt khuẩn có tính chọn lọc

Diệt bào tử đang
nảy mầm

Dùng trong y tế, th
y


II. CÁC YẾU TỐ LÍ HỌC
1. Nhiệt độ:
A- Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự sinh trưởng của VSV:
- 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.
- Nhiệt độ tối ưu là nhiệt độ mà vi khuẩn sinh trưởng mạnh
nhất.


B. Phân chia các nhóm VSV:
Nhiệt độ sinh trưởng của các nhóm VSV

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
Ưa nhiệt

Ưa lạnh

Ưa siêu nhiệt

Ưa ấm
Có 4 nhóm VSV:
+ VSV ưa lạnh: Sống ở Nam cực(t0 <150C).
+VSV ưa ấm: Sống ở đất nước, kí sinh(t0: 20 - 400C)
+ VSV ưa nhiệt: Nấm, tảo, vi khuẩn(55 – 650C)
+ VSV ưa siêu nhiệt: Vi khuẩn đặc biệt(75 – 1000C)


Những VSV sống trong những điều kiện t0 sau thuộc nhóm nào:

Băng ở Greenland
Loài Herminiimonas glaciei (Ưa lạnh) Loài Mycobacterium tuberculosis (VK lao) (Ưa ấm)

Sa mạc Atacama

Núi lửa dưới đại dương

Loài Deinococcus peraridilitoris (Ưa nhiệt) Loài Pyrodictium abyssi (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….