bài giảng QUÁ TRÌNH SINH lý của VI SINH vật

QUÁ TRÌNH
SINH LÝ CỦA VI SINH VẬT


QUÁ TRÌNH DINH DƯỠNG


I. QUÁ TRÌNH DINH DƯỠNG

 Nguồn dinh dưỡng của vi sinh vật
• Nitơ: nitơ hữu cơ, nitơ vô cơ
• Carbon: chất hữu cơ, CO2
• Các chất khác: chất khóang, chất sinh trưởng.


Nguyên tố
Cacbon
Nitơ
Lưu huỳnh
Phôtpho
ôxi

Vai trò cần thiết
Các bon là yếu tố dinh dưỡng quan trọng nhất. Chiếm
50% khối lượng khô của tế bào vi khuẩn.
Cần thiết cho sự tổng hợp pr,ADN, ARN. Nitơ
chiếm 14% khối lượng khô của tế bào vi khuẩn.
Cần thiết cho sự tổng hợp các axit amin chứa
huỳnh
Cần thiết cho sự tổng hợp ATP,Tổng hợp ADN,
ARN và phốtpholipit. Phốtpho chiếm 4% khối

lượng khô của tế bào vi khuẩn.
Nhiều vi khuẩn chỉ có thể sinh trưởng khi có
ôxy,Một số vi khuẩn khác sử dụng ôxy tuỳ từng
loại


Nguồn dinh dưỡng cacbon
Tự dưỡng cacbon :
Các vi sinh vật thuộc kiểu dinh dưỡng này có khả năng
đồng hoá CO2 hoặc các muối cacbonat để tạo nên các
hợp chất cacbon hữu cơ của cơ thể. Một số loài như vi
khuẩn nitrat hoá chỉ có thể sống trên nguồn cacbon vô
cơ là CO2 hoặc muối cacbonat gọi là tự dưỡng bắt
buộc.
Một số có khả năng sống trên nguồn cacbon vô cơ hoặc
hữu cơ gọi là tự dưỡng không bắt buộc.


Dị dưỡng cacbon
Các vi sinh vật thuộc kiểu dinh dưỡng này không có
khả năng đồng hoá các hợp chất cacbon vô cơ như
CO2, muối cacbonat. Nguồn dinh dưỡng cacbon
bắt buộc đối với chúng phải là các hợp chất hữu
cơ, thường là các loại đường đơn.


Nguồn dinh dưỡng nitơ :
Tự dưỡng amin
Các vi sinh vật thuộc nhóm tự dưỡng amin có
khả năng tự tổng hợp các axit amin của cơ thể

từ các nguồn nitơ vô cơ hoặc hữu cơ, các muối
amon của axit hữu cơ thích hợp hơn muối
amôn của axit vô cơ.


Dị dưỡng amin
Các vi sinh vật thuộc kiểu dinh dưỡng nào
không có khả năng tự tổng hợp các axit
amin cho cơ thể mà phải hấp thụ các axit
amin có sẵn từ môi trường.


Dinh dưỡng các nguyên tố vô cơ:
• Phospho tham gia vào các thành phần quan
trọng của tế bào, như các nucleoproteic, acid
nucleic, polyphosphate, phospholipid,….
• Lưu huỳnh là thành phần của một số acid amin
trong phân tử protein và là nhóm phụ (-SH)
của một số enzyme CoA. Bởi vậy, khi không
có mặt lưu huỳnh trong môi trường sự trao đổi
chất của tế bào bị vi phạm và có thể không
tổng hợp được protein.


Dinh dưỡng các chất sinh trưởng:
• Những chất kích thích sinh trưởng là các
vitamin, các base purin và pyrimidin.
• Những nhân tố sinh trưởng cơ bản đối với nấm
men không có sắc tố là 6 vitamin nhóm B:
inozit (B8), biotin (B7 hay H), acid pantotenic

(B3), tiamin (B1), pyridoxine (B6), acid nicotinic
(B5 hay PP).
• Đối với nấm men có sắc tố đỏ cần các chất
sinh trưởng là tiamin, ngoài ra còn có acid
paraaminobenzic.


QUÁ TRÌNH DINH DƯỠNG

- Cơ chế hấp thụ chất dinh dưỡng
• Khuếch tán bị động

Maøng ngoaøi

Maøng trong


QUÁ TRÌNH DINH DƯỠNG

- Cơ chế hấp thụ chất dinh dưỡng
• Khuyếch tán xúc tiến

Maøng ngoaøi

Maøng trong


QUÁ TRÌNH DINH DƯỠNG

- Cơ chế hấp thụ chất dinh dưỡng

• Chuyển vận chủ động

Maøng ngoaøi

Maøng trong

ATP

ADP+Pi


QUÁ TRÌNH DINH DƯỠNG

- Cơ chế hấp thụ chất dinh dưỡng
Thẩm thấu bị động
Maøng ngoaøi

Chuyển vận nhóm
Maøng trong

Maøng trong
S P
Enzym-2

Maøng ngoaøi
S
S

HPr

S
S S

Khuyếch tán xúc tiến
Maøng ngoaøi

Enzym-2

Enzym-2

Enzym-2

Enzym-1
+ PEP

S
P - HPr

S

Chuyển vận chủ động
Maøng trong

Maøng ngoaøi

Maøng trong

ATP

ADP+P i

Q TRÌNH DINH DƯỠNG

- Sơ đồ trao đổi chất của vi sinh vật
CHẤT DỰ TRỮ
CÁC CHẤT
DINH DƯỢNG

Sự dinh
dưỡng

Trao đổi
xây dựng

TẾ BÀO VI
SINH VẬT

Sự trao đổi
năng lượng

SỰ TĂNG
SINH KHỐI
Tái
tổng
hợp

Sự dò hóa

CÁC SẢN PHẨM CỦA QUÁ TRÌNH TRAO ĐỔI NĂNG LƯNG

CÁC
SẢN PHẨM
DỊ HÓA


QUÁ TRÌNH HÔ HẤP

- Hô hấp yếm khí
- Hô hấp hiếu khí

- Vi sinh vật

Clostridium

• Yếm khí
• Yếm khí tùy tiện
• Hiếu khí
• Vi hiếu khí
Bacillus


Sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật
Sinh trưởng là biểu thị sự tăng trưởng các thành phần của
tế bào


QUÁ TRÌNH SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN
Colony forming units

colony


1.Các khái niệm và các thông số sinh trưởng
 Ở SV có kích thước lớn, sự sinh trưởng là sự tăng có thứ
tự thành phần cấu tạo tế bào.
 Trong vi sinh học, sự sinh trưởng được hiểu là sự tăng số
lượng TB của quần thể.
 Thời gian thế hệ (kí hiệu là g) là thời gian cần cho một tế
bào phân chia hay quần thể nhân đôi về mặt số lượng cá
thể
Thời gian thế hệ thay đổi nhiều ở các quần thể khác
nhau và các điều kiện khác nhau.

g = 1/n


 Nếu cấy 1VK vào MT thì số lượng TB sẽ tăng
1-> 2 -> 4 -> 8 ->16 ->32 -> 64 ->…
 Sự phân chia TB theo cấp số nhân
1-> 21 ->22 ->23 -> 24 ->25 -> 26......2n
n: số lần phân chia TB
 Nếu cấysố lượng VK ban đầu là No thì sau một thời
gian nuôi, tổng số TB đạt là:

N = N0.2n


 Tốc độ sinh trưởng riêng của VSV (µ) là số lần phân
chia trong một đơn vị thời gian của một chủng trong

đk nuôi cấy cụ thể

µ = n/ t


Sự sinh trưởng của quần thể vi khuẩn
3.1. Nuôi cấy tĩnh
Là nuôi cấy trong dụng cụ
chứa MT lỏng không được
bổ sung chất dd mới và
không lấy đi các sản phẩm
chuyển hóa vật chất.


• Sinh trưởng của quần thể VK tuân theo
những quy luật nhất định và được biểu thị
bằng đường cong sinh trưởng.
• Đồ thị phản ánh sự phụ thuộc logarit số lượng
TB trong quần thể với thời gian
• Đồ thị chia thành 4 pha:


Log số lượng tế bào

Pha cân bằng
Pha
luỹ thừa

Pha suy
vong

Pha tiềm
phát

Thời gian


Pha lag
 Từ khi cấy VK vào MT cho đến khi đạt tốc độ
sinh trưởng cực đại.
 VK làm quen và thích nghi với MT mới.
 Sự tổng hợp mạnh mẽ các thành phần TB (Protein,
axit nucleic) các enzim TĐC (proteaza, amylaza) và
tích lũy các chất cần thiết hình thành TB mới.
 TB ở trạng thái hoạt động mạnh nhất nhưng số
lượng (X= Xo) TB chưa tăng.