Vi sinh

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (520.46 KB, 12 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG CAO ĐẲNG SƯ PHẠM SÓC TRĂNG

KHOA TỰ NHIÊN

VI SINH VẬT

HỌC NƠNG NGHIỆP

CHƯƠNG IV

SINH LÍ HỌC VI SINH VẬT

GVHD:

ĐIỀN

HUỲNH

NGỌC

TUYẾT

NHÓM 5

BÙI THỊ TRÚC LY

TRẦN THỊ NHƯ NGỌC

TRẦN ANH DUY

PHAN ĐÌNH HỔ

LÝ MINH TUẤN

SĨC TRĂNG – 2010

MỤC LỤC

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

SINH LÍ HỌC VI SINH VẬT



I. DINH DƯỠNG CỦA VI SINH VẬT

1. NHU CẦU THỨC ĂN

2. BẢNG SO SÁNH DINH DƯỠNG CACBON,

QUAN NĂNG, HÓA NĂNG, NGUỒN THỨC ĂN

NITO

3. DINH DƯỠNG KHOÁNG

4. CƠ CHẾ VẬN CHUYỂN THỨC ĂN VÀO TẾ

BÀO VSV

5. HƠ HẤP HẢO KHÍ VÀ HƠ HẤP YẾM KHÍ

II. HƠ HẤP VÀ Q TRÌNH LÊN MEN

1. HƠ HẤP Ở VI SINH VẬT

2. QUÁ TRÌNH LÊN MEN

III. SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN CỦA VI SINH

VẬT

1. KHÁI NIỆM

2. LÍ THUYẾT VỀ SINH TRỬƠNG VÀ PHÁT

TRIỂN CỦA VI KHUẨN

3. BIỂU ĐỒ SINH TRƯỞNG CỦA VI KHUẨN

4. ỨNG DỤNG SINH TRƯỞNG PHÁT TRIỂN

CỦA VI KHUẨN

VI. ỨNG DỤNG:

I. DINH DƯỠNG CỦA VSV:

1. Nhu cầu dinh dưỡng thức ăn

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

- Thức ăn năng lượng : Thức ăn sau khi hấp thụ sẽ cung cấp một số năng lượng cần
thiết cho họat động sống của VSV. Thức ăn năng lượng thường gặp là các loai
protein, gluxit, lipit…

- Thức ăn kiến tạo : Thức ăn sẽ tham gia xây dựng các cấu trúc của cơ thể VSV.
Trong thực tế có khi một loại thức ăn có thể vừa là nguồn năng luợng, vừa là
nguyên liệu để xây dưng các cấu trúc.

- Yếu tố sinh trưởng(thức ăn đặc hiệu) : Là những chất cần thiết đối với hoạt động
sống, mà một lồi VSV nào đó khơng tự tổng hợp được.

2. Bảng so sánh dinh dưỡng cacbon, dinh dưỡng quang năng, dinh dưỡng hóa năng, ngn thức ăn nito

DINH
DƯỠNG

CỦA VI
SINH

VẬT

DINH DƯỠNG
CACBON

DINH
DƯỠNG
QUANG
NĂNG

DINH DƯỠNG
HÓA NĂNG

NGUỒN THỨC
ĂN NITO

DỊ

DƯỠNG -Là những VSV sử dụng nguồn dinh
dưỡng cacbon trong tự
nhiên từ các hợp chất
hữu cơ.

+Đối với VSV dị
dưỡng hảo khí q
trình oxi hóa sinh năng
lượng (hơ hấp) xảy ra
kèm theo việc liên kết
hidro với oxi của

khơng khí

+Đối với VSV dị
dưỡng yếm khí thì q
trình oxi hóa năng
lượng khơng kèm theo
việc liên kết với oxi
của khơng khí. Có thể
chia làm 2 loại là lên
men và hô hấp nitrat
hay hơ hấp sunfat.
- Phân loại:

+Nhóm Prototroph:
VSV thuộc nhóm này
có thể phát triển được
trong những

Mơi trường có chứa
một nguồn cacbon duy
nhất (đường đơn) và
các muối khoáng cần

thiết (



4 NH

,

VSV dị dưỡng 
amin

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

3
4



PO , 2



SO , K,



Ca , Mg2, Mn2
, Fe2…)

+ Nhóm Auxotroph :
Phần lớn các VSV dị
dưỡng thuộc nhóm
này. Các VSV này
phát triển được trong
môi trường tổng hợp
đơn giản, và phải cung

cấp những chất dinh
dương nhất đinh.

TỰ
DƯỠNG

- VSV tự dưỡng
cacbon là lọai VSV sử
dụng nguồn cacbon
trong tự nhiên từ hợp
chất cacbon vô cơ như

CO hoặc muối
cacbonat.

- VSV có thể sử dụng
2 nguồn năng lượng
khác nhau : Sử dụng
trực tiếp năng lượng
ánh sáng mặt trời hay
sử dụng năng lượng
hóa học nhờ sự oxi hóa
hợp chất hữu cơ.

VSV tự dưỡng 
amin

Là những VSV

tổng hợp nguồn
nitơ vô cơ hay hữu
cơ sau đó chuyển
thành dạng NH3 để

xây dựng cơ thể

DINH
DƯỠNG

VƠ CƠ

. - Nhóm dinh
dưỡng quang
năng vô
cơ(photolitotro
ph) : Sử dụng
chất vô cơ
ngoại bào làm
nguồn cung
cấp

electron(H).

Trong trường hợp
này chất cho
electron là chất vơ
cơ, cịn chất nhận
electron là oxi
hoặc một chất vơ

cơ khác

* Phương trình 
tổng qt q 
trình dinh dưỡng 
hóa năng vơ cơ có
thể trình bày như
sau:

HỢP CHẤT VƠ 
CƠ + O2 →

CHẤT OXI HÓA
+ 4H +Q(năng 
lượng)

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

6
1

(C6H12O6) +

H2O

DINH
DƯỠNG
HỮU CƠ

- Nhóm dinh
dưỡng quang
năng hưu

cơ(photoorgant
roph) : Dùng
chất hữu cơ
ngọai bào đề
làm nguồn
cung cấp
electron.
Trong trường
hợp này H2A

là các axit hữu
cơ hoặc là
rượu…Nhóm
này bao gồm 1
số vi khuẩn
trong họ
Rhodosperillac
eca hay
Arthiorhodace
ac

Trong trường hợp
này chất cho điện
tử là một hợp chất
hữu cơ. Tùy theo
chất nhận điện tử
mà chia thành 3
kiểu trao đổi chất
khác nhau là: lên
men, hơ hấp hiếu

khí hay hơ hấp kị
khí.

* Phần lớn các 
lồi VSV có kiểu 
dinh dưỡng này.

3. DINH DƯỠNG KHỐNG:

Ngồi nước, chất hữu cơ,… trong tế bào VSV còn chứa nhiều chất khống. Lượng chất
khống này thường thay đổi tùy lồi, tùy từng giai. Các loại dinh dưỡng khoáng: nguyên tố
đa lượng và vi lượng

4. CƠ CHẾ VẬN CHUYỂN THỨC ĂN VÀO TẾ BÀO VSV:
- Khuếch tán thụ động:

Các chất đi được qua màng tế bào chất nhờ sự chênh lệch nồng độ đối với các chất
không điện phân hoặc sự chênh lệch điện thế đối với các ion giữa 2 phía của màng. Sự vận
chuyển này khơng địi hỏi bất kì một sự chi phí năng lượng nào của tế bào VSV

- Cơ chế vận chuyển tích cực:

Các chất muốn qua lại được màng tế bào chất cần phải liên kết với phân tử vận
chuyển đặc biệt nằm trong màng. Phân tử này có tên là pecamaza (protein thấm) hay men
cảm ứng hóa học

Có 2 cơ chế vận chuyển tích cực:

+ Cơ chế vận chuyển tích cực thụ động (xi dịng)

Các chất khi đã liên kết được với pecamaza phải có sự liên kết nồng độ đối với các chất
không điện phân hoặc sự chênh lệch điện thế đối bới các ion giữa 2 phía của màng thì mới
thấm qua được màng tế bào chất

+ Cơ chế vận chuyển tích cực chủ động (ngược dịng):

</div>
(6)<div class='page_container' data-page=6>

5. Hơ hấp hảo khí và hơ hấp yếm khí

- Hơ hấp hảo khí:VSV sử dụng oxi khơng khí để oxi hóa các hợp chất hữu cơ,vơ cơ giải
phóng năng lượng. Thực chất của q trình hơ hấp là q trình vận chuyển H2 từ cơ chất

đến oxi (chất nhận điện tử cuối cùng) để tạo ra CO2 và giải phóng năng lượng

- Hơ hấp yếm khí : là q trình phân hủy glucozo sinh năng lượng nhưng trong điều kiện
không có oxi của khơng khí . Chia làm 2 giai đoạn: gđ1:đường phân,gđ2 của hơ hấp ỵếm
khí là biến đổi axit pyruvic thành các sản phẩm như etanol, axit lactic, .... Đây là q trình
lên men.Hơ hấp gồm 3 dạng : lên men, hô hấp nitrat , hơ hấp sunfat

+ Lên men: là kiểu dd hóa năng hữu cơ trong điều kiện khơng có oxi
C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+Q

+ Hô hấp Nitrat: Cơ chất: 

NO , sản phẩm tạo ra N2

Khép kín vịng tuần hồn của nito trong tự nhiên
+ hơ hấp sunfat: cơ chất SO4 sản phẩm là H2

II. HÔ HẤP VÀ LÊN MEN:
1. Hô hấp VSV

Tùy chủng giống VSV khác nhau mà oxi hóa, phân hủy các hợp chất khác nhau ,thu
được năng lượng khác nhau .Đối với VSV hảo khí ,chúng sử dụng oxi của khơng khí để
oxi hóa các hợp chất hữu cơ và vơ cơ giải phóng năng lượng .Sự oxi hóa ở điều kiện hảo
khí thực chất là q trình vận chuyển hiđro từ cơ chất đến chất nhận cuối cùng là oxi nhờ
hệ vận chuyển xitocrom, H+ được vận chuyển đến oxi để tạo thành H

2O và giải phóng năng

lượng phục vụ hoạt động sống của VSV

Đối với VSV yếm khí ,quá trình oxi hóa sinh năng lượng khơng kèm theo việc liên kết với
oxi của khơng khí. Trong điều kiện yếm khí nếu là hợp chất hữu cơ ,thì chất hữu cơ vừa
làm nhiệm vụ chất nhận vừa làm chất cho electron . Kết quả một phần cơ chất bị khử và
một phần khác bị oxi hoá .

1.1 Cơ chế của hơ hấp hảo khí ở vi sinh vật
 O2

Hơ hấp hảo khí

Sản phẩm của q trình hơ hấp hảo khí

N2 +8H+ +8e- +16ATP +16O => 2NH3 + 16 ADP + 16P + Q

VSV hơ hấp hảo khí : Azotobacter,Rzobium,Microccus…..
2.Cơ chế của hơ hấp yếm khí

Chất hữu cơ
Lên men

Chất hữu cơ khác chưa bảo hòa

C6H12O6 =>C2H5OH+ CO2 + Q

C6H12O6 + CH3CHOHCOOH + CH3COOH + Q

Vi sinh vật : saccaromyecs,lactobaccllus,streptobacterium,streptococcus.


NO

Hô hấp nitrat

N2

HNO3 => HNO2 =>HNO =>N2O =>N2

VSV:Nitrosomonas,nitrobacter,thiobaccillus dennitrificans…



2
4

SO

Hô hấp sunfat

</div>
(7)<div class='page_container' data-page=7>

CH12O6 + H2SO4 =>3H2S +6CO2 +H2O + Q

2. Quá trình lên men 
Quá

trình
lên
men

Lên men etylic

( lên men ruợu) Lên men lactic

Lên men
butyric

Lên men

propinoic Lên men metan

1.
Định
nghĩa

Duới tác dụng của
VSV trong điều
kiện yếm khí:
gluco→ruợu etylic

+ CO2 + Q (còn

gọi là lên men
ruợu)

Trong điều kiện yếm
khí, duới tác dụng của
VSV: glucozo→

axit lactic + axit hữu cơ
khác + năng luợng

Trong tự
nhiên, duới
tác dụng
của VSV
yếm khí:
glucozo→a
xit butyric

Trong điều kiện
yếm khí, dứoi tác
dụng một số chủng
VSV:

glucozo→axit
propionic,axit
axetic,CO2

Duới tác dụng của

VSV : hợp chất
hữu cơ bị phân hủy
giải phóng CO2

2.VSV
chủ
yếu
Saccaromyces
cereviciae,
Sac. Vinii,
Sac. Uvarum,
Sac. Bergensis
(cơng nghiệp bia)
…

+ Lên men lactic đồng
hình: Lactobacterium, 
Thermobacterium, 
Streptobacterium, 
Streptococcus

+ Lên men lactic dị
hình: Streptococcaceae,
Lactobacillaccae

(khơng sinh bào tử,
Gram duơng, không di
động)
Giống
Clostridium

(Gram
duơng, chu
mao, di
động, sinh
bào
tử)
,Clostrium 
butyriccum,
Cl. 
Pasteurianu
m…

Giống Propioni
bacterium (Gram
duơng, yếm khí,
khơng di động,
khơng sinh bào tử)
thấy trong dạ cỏ và
trong đuờng tiêu
hoá của động vật
nhai lại
Metanobacterium 
Sochngeni, 
Saricina 
methanica, 
Micrococcusnazei

(có nhiều hình
dạng khác nhau)

3. Cơ
chế

C6H12O6→

2C2H5OH + 2CO2

+ Q

+ Lên men lactic đồng
hình: glucozo→axit
pyruvic + NAD-H+. axit

pyruvic khử thành axit
lactic:

*C6H12O6→

2CH3COCOOH + 4H

*CH3COCOOH + 4H→

2CH3CHOHCOOH + Q

+ Lên men dị hình:
ngồi axit lactic cịn có
axit axetic,CO2, glycerin

*C6H12O6→

CH3CHOHCOOH +

CH3COOH

+CH3CH2 OH + CO2

C6H12O6→C

H3CH2CH+
2COOH +

CO2 + …+

C6H12O6→

CH3CH2COOH

+ CH3COOH

+ CO2 + H2O + Q

+ Giai đoạn đầu:
phân giải hợp chất
hữu cơ phức
tạp→axit hữu cơ,
axit béo, ruợu, CO
+ Giai đoạn 2:
chuyển hóa ruợu

thành CH4

*Trong truờng hợp
Metan cịn có thể
khử CO2 của

Metanobacterium,
chất cho hidro là
H2:

CO2 + 4H2→

CH4 + 2H2O

4.
Điều
kiện
lên
men

Cơ chất: tinh
bột,xenlulo thì quá
trình chia làm 2
giai đoạn:

+ Hợp chất hữu cơ
này bị VSV khác
phân giải tạo thành
dung dịch đuờng
+Dung dịch đuờng

Nhiệt độ cao,thường từ
20-250C,pH=4-8

Môi truờng
tự nhiên

</div>
(8)<div class='page_container' data-page=8>

duới tác dụng nấm
men biến thành
ruợu

pH:4 – 6: môi
truờng chua, pH =
8: thu đuợc ruợu +
axit axetic + axit
hữu cơ khác
Nhiệt độ từ
3 – 50C( <100 :lên

men lạnh,>100 :

lên men nóng)

5.
Ứng
dụng

Sản xuất ruợu,
bia,nuớc giải khát,
làm nở bột mì, sx

glycerin, ủ men
thức ăn gia súc….

Sx axit lactic, chế biến
sữa chua,làm

phomat,muối chua rau
quả, ủ thức ăn gia súc

Phân giải
xác trong tự
nhiên (bảo
vệ môi
truờng) , sx
axeton,
butanol, axit
butyric,isop
ropanol…

Chế tạo phomat Điều chế Metan
làm khí đốt,vi
khuẩn lên men
Metan tích lũy
nhiều vitamin B12

nên ứng dụng sx
vitamin B12 thô

trong chăn nuôi

III. SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN CỦA VI KHUẨN:
1. Khái niệm:

1.1. Sinh trưởng:

Chỉ sự gia tăng về kích thước một cách có quy tắc của tất cả các thành phần tổ hợp vật
chất của tế bào.

1.2. Phát triển (hoặc sinh sản):
Chỉ sự gia tăng về số lượng của tế bào.

2. Lí thuyết về sinh trưởng, phát triển của vi khuẩn:

2.1. Tính số lượng tế bào vi khuẩn sau số lần phân chia thế hệ n:

VD: Trong môi trường dinh dưỡng phù hợp một tế bào vi khuẩn c1 thể sinh trương, tăng
khối lượng, tổng hợp các thành phần tế bào cho đến khi kich thước tăng gấp đơi. Rồi sau
đó lại phân chia cho 2, 4, 8, và 16 tế bào….

Số lần phân chia (thế hệ): 0; 1; 2; 3; 4………n
Số tế bào: 1=20; 2=21; 4=22; 8=23; 16=24...2n

Nếu số tế bào ban đầu là N0 thì số tế bào sau n lần phân chia là:

N=N02n (1)

Với: +N: Số tế bào sau n lần phân chia.
+N0: Số tế bào ban đầu

+n: Số thế hệ

Gía trị n được tính theo logarit thập phân:
logN = logN0 + nlog2

→ n = (logN logN

2
log

 0) (2)

2.2. Tính thời gian thế hệ g:

Vd: Vi khuẩn phân chia n lần sau thời gian t, khoảng thời gian giữa hai lần phân chia liên
tiếp gọi là thời gian thế hệ:

0
log
log
1
2
2
log
N
N
t
t
n

t
g




 (3)

</div>
(9)<div class='page_container' data-page=9>

2.3. Hằng số tốc độ phân chia C:

Nghich đảo thời gian thế hệ hay số lần phân chia sau mộtđơn vị thời gian đgl hằng số tốc
độ phân chia C.

)
1
2
.(
2
log

0
log
log

t
t

N

t
n
g
C






 (4)

Thời gian thế hệ càng ngắn vi khuẩn sinh trưởng và sinh sản càng nhanh.
Vì:

t
n

C  nên n = Ct (5)

Thay n = Ct vào (1) ta có:
N = N0.2ct=

Hằng số tốc độ phân chia phụ thuôc vào: loại vi khuẩn; nhiệt độ nuôi cấy; môi trường nuôi
cấy…

3. Biểu đồ sinh trưởng của vi khuẩn:

Hình 16: Sơ đồ sinh trưởng và phát triển của vi khuần

Đồ thị biểu diễn gồm 4 pha chủ yếu:

3.1.Pha mở đầu:

Tính từ lúc bắt đầu đến khi vi khuẩn đạt được tốc độ sinh trưởng cực đại. Trong pha này vi
khuẩn chưa phân chia, nhưng thể tích & khối lượng tế bào tăng rõ rệt. thời gian phụ thuộc
vào tuổi của ống giống và thành phần môi trường.

3.2. Pha sinh sản:

Trong pha này vi khuẩn sinh trương , phát triển theo lũy thừa. Nếu số tế bào ban đầu là N0

thì sau n lan phân chia là: N = N0.2n, hay N = N0.2ct.

3.3. Pha ổn định:

Trong pha này số lương tế bào sinh ra bằng số tế bào cũ chết đi.

3.4. Pha tử vong:

Trong pha này số lượng tế bào giảm theo lũy thừa, mặc dù số lượng tế bào tổng cộng có
thể khơng giảm.

Pha Pha ổn định
sinh

sản

Pha tử vong

</div>
(10)<div class='page_container' data-page=10>

Nguyên nhân của pha tử vng rất phức tạp: do điều kiện ngoại cảnh bất lợi của môi trường;
sự tự phân hủy của tế bào vi khuẩn…

4. Ứng dụng sinh trương phát triển của vi khuẩn:

Nghiên cứu quá trình sinh trưởng phát triển của vi khuẩn giúp chúng ta có cơ sở lí luận để
vận dụng vào thực tiễn.

+ Chữa bệnh cho người, gia súc, cây trồng…
+Ứng dụng trong sản xuất.

+Ứng dụng trong sản xuất những chế phẩm sinh học quý (vd như chế phẩm diệt sâu hại) có
thể dễ dàng bảo quản và bảo quản trong thời gian lâu dài.

VI. ỨNG DỤNG:

CHẾ TẠO RƯỢU BIA

</div>
(11)<div class='page_container' data-page=11>

ỨNG DỤNG LÀM PHOMAT CỦA LÊN MEN PROPIONIC VÀ LÊN MEN LACTIC

ỨNG DỤNG LÊN MEN LACTIC

</div>
(12)<div class='page_container' data-page=12></div>

Vi sinh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG CAO ĐẲNG SƯ PHẠM SÓC TRĂNG

KHOA TỰ NHIÊN

<b>VI SINH VẬT</b>

<b>HỌC NƠNG NGHIỆP</b>

<b>CHƯƠNG IV</b>

<b> SINH LÍ HỌC VI SINH VẬT</b>

<b>GVHD:</b>

<b>ĐIỀN</b>

<b>HUỲNH</b>

<b>NGỌC</b>

<b>TUYẾT</b>

<b>NHÓM 5</b>

BÙI THỊ TRÚC LY

TRẦN THỊ NHƯ NGỌC

TRẦN ANH DUY

PHAN ĐÌNH HỔ

LÝ MINH TUẤN

SĨC TRĂNG – 2010

MỤC LỤC

<b> SINH LÍ HỌC VI SINH VẬT</b>



I. DINH DƯỠNG CỦA VI SINH VẬT

1. NHU CẦU THỨC ĂN

2. BẢNG SO SÁNH DINH DƯỠNG CACBON,

QUAN NĂNG, HÓA NĂNG, NGUỒN THỨC ĂN

NITO

3. DINH DƯỠNG KHOÁNG

4. CƠ CHẾ VẬN CHUYỂN THỨC ĂN VÀO TẾ

BÀO VSV

5. HƠ HẤP HẢO KHÍ VÀ HƠ HẤP YẾM KHÍ

II. HƠ HẤP VÀ Q TRÌNH LÊN MEN

1. HƠ HẤP Ở VI SINH VẬT

2. QUÁ TRÌNH LÊN MEN

III. SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN CỦA VI SINH

VẬT

1. KHÁI NIỆM

2. LÍ THUYẾT VỀ SINH TRỬƠNG VÀ PHÁT

TRIỂN CỦA VI KHUẨN

3. BIỂU ĐỒ SINH TRƯỞNG CỦA VI KHUẨN

4. ỨNG DỤNG SINH TRƯỞNG PHÁT TRIỂN

CỦA VI KHUẨN

VI. ỨNG DỤNG:

<b>I. DINH DƯỠNG CỦA VSV:</b>



4

<i>NH</i>

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về