Đang tải... (xem toàn văn)
Lý thuyÕt Sinh trëng vµ ph¸t triÓn cña quÇn thÓ vi sinh vËt I chuyÓn ho¸ vËt chÊt vµ n¨ng lîng 1 Nh©n tè sinh trưởng Vi sinh vËt nguyªn dìng lµ VSV cã thÓ tæng hîp ®îc c¸c nh©n tè sinh trëng Vi sinh vËt khuyÕt dìng lµ VSV kh«ng tæng hîp ®îc c¸c nh©n tè sinh trëng 2 §iÒn nh÷ng nhãm vsv ®¹i diÖn vµo b¶ng KiÓu h« hÊp hay lªn men ChÊt nhËn electron S¶n phÈm khö VÝ dô nhãm VSV HiÕu khÝ O2 H2O NÊm, ®éng vËt nguyªn sinh, VK hiÕu khÝ KÞ khÝ NO3 NO2 , N2O, N2 VK ®êng ruét Pseudomonas, Baccillus.
Lý thuyết Sinh trởng phát triển quần thể vi sinh vật I- chuyển hoá vật chất lợng 1- Nhân tố sinh trng: - Vi sinh vật nguyên dỡng: VSV tổng hợp đợc nh©n tè sinh trëng - Vi sinh vËt khut dìng: VSV không tổng hợp đợc nhân tố sinh trởng 2- Điền nhóm vsv đại diện vào bảng Kiểu hô hấp Chất nhận electron Sản phẩm Ví dụ nhãm VSV hay lªn men khư HiÕu khÝ O2 H2O Nấm, động vật nguyên sinh, VK hiếu khí NO3 NO2 , N2O, VK đờng ruột: N2 Pseudomonas, Baccillus Kị khí SO42H2S VSV khö lu huúnh CO2 CH4 VSV sinh metan Lên men Chất hữu cơ, nh: - Êtanol Nấm men rỵu, VK lactic Axetandehit, - Axit lactic Axit piruvic 3- Tế bào VK sử dụng lợng chủ yếu vào hoạt động: - Tổng hợp ATP, sử dụng tổng hợp chất - Vận chuyển chất - Quay tiêm mao, chuyển động II- sinh trởng VSV Kh¸i niƯm sinh trëng a Sù sinh trëng ë vi sinh vËt Sù sinh trëng cđa qn thĨ vi sinh vật đợc hiểu tăng số lợng tế bào quần thể b Thời gian hệ - Lµ thêi gian tõ xt hiƯn tÕ bµo đến tế bào phân chia số tế bào quần thể tăng gấp đôi (kí hiệu g) Ví dụ: E.coli 20phút tế bào phân chia 1lần - Số tế bào bình sau n lần phân chia từ N tế bào ban đầu thời gian xác định (t): Nt = N0*2n - Tốc độ sinh trởng riêng ( ) số lần phân chia (n) đơn vị thời gian (1h) cđa n chđng vi khn ë ®iỊu kiƯn nuôi cấy xác định: t Sự sinh trởng quần thể VSV a Nuôi cấy không liên tục - Môi trờng nuôi cấy không đợc bổ sung chất dinh dỡng không lấy sản phẩm trao đổi chất - Trải qua pha: * Pha tiềm phát (pha lag) - Đặc điểm: Số lợng tế bào không tăng - Nguyên nhân: vi khuẩn thích ứng với môi trờng, tổng hợp ADN, enzim chuẩn bị cho phân bào * Pha luỹ thừa (pha log) - Đặc điểm: Vi khuẩn bắt đầu phân chia, số lợng tế bào tăng theo luỹ thừa Vi khuẩn sinh trởng với tốc độ lớn không đổi - Nguyên nhân: Do vi khẩn đà thích nghi với môi trờng, thức ăn nhiều mà đối thủ cạnh tranh * Pha cân - Đặc điểm: + Số lợng đạt mức cực đại, không đổi theo thời gian: + Một số tế bào bị phân huỷ + Một số khác có chất dinh dỡng lại phân chia Sè tÕ bµo míi sinh b»ng sè tÕ bµo bị phân huỷ - Nguyên nhân: chất dinh dỡng bắt đầu cạn kiệt, nồng độ ôxi giảm, chất độc tÝch l, pH thay ®ỉi … * Pha suy vong - Đặc điểm: Số tế bào quần thể vi khuẩn giảm dần, số tế bào bị phân huỷ nhiều - Nguyên nhân: + Chất dinh dỡng bị cạn kiệt + Chất độc hại đợc tích luỹ nhiều b Nuôi cấy liên tục - Nguyên tắc: + Bổ sung liên tục chất dinh dỡng vào lấy lợng tơng đơng dịch nuôi cấy + Điều kiện môi trờng nuôi cấy ổn định - Mục đích: tránh tợng suy vong quần thể - Đặc điểm: Quần thể vi khuÈn sinh trëng ë pha luü thõa thêi gian dài, tơng đối ổn định - ứng dụng: Sản xuất sinh khối để thu nhận Protein đơn bào, axit amin, kháng sinh, hoocmon, III- sinh sản VSV - Các hình thức sinh sản vi khuẩn: ngoại bào tử, bào tử đốt - Hình thức sinh sản nấm: bào tử vô tính bào tử kín bào tử trần đợc hình thành từ nguyên phân, bào tử hữu tính đợc hình thành qua trình giảm phân - ứng dụng: nhờ sinh sản nhanh dùng tạo prôtêin đơn bào, enzim IV- C¸c biƯn ph¸P kiĨm so¸t sù sinh trëng cđa VSV - Các chất hữu nh đờng nguồn dinh dỡng cho VK, nhng nồng độ cao gây co nguyên sinh tế bào, muối ăn có tác dụng tơng tự - Dùng nhiệt cao, tia tử ngoại để trùng, dùng pH độ ẩm để kiểm soát hoạt động VSV V- Virut: -Virut nằm ranh giới thể sống vật không sống chúng có đặc điểm thuộc loại này: +Đặc điểm vô sinh: kích thớc nhỏ bé quan sát đợc dới kính hiển vi điện tử, cấu tạo tế bào, trao đổi chất riêng, cảm ứng +Đặc điểm thể sống: có tính di truyền đặc trng, số virut có hệ enzim riêng, nhân lên thể vật chủ phát triển -Miễn dịch thể dịch: thể hình thành kháng thể, để phản ứng vớ kháng nguyên , đẻ trung hoà kháng nguyên - Miễn dịch tế bào: miễn dịch có tham gia tế bào đại thực bào, bạch cầu trung tính, tế bào T độc tiết chất độc để tiêu diệt kháng nguyên - Virut viêm gan B truyền chủ yếu qua đờng máu, nớc bọt, đờng sinh dục -Trong sữa mẹ có kháng thể, lizozim - Trẻ ngời già dễ mấn cảm với bệnh nhiễm trùng hệ thống miễn dịch họ yếu, không hoạt động III Các công thức có liên quan - Tính số lợng TB tạo thành sau thời gian t từ N0 tế bào ban đầu: Nt = N0.2n Trong đó: - N0 số tế bào ban đầu - Nt số tế bào thời điểm t - n lµ sè thÕ hƯ - TÝnh thêi gian thÕ hƯ: g gian nu«i cÊy t n ; đó: g thời gian hệ; t tổng thời - Tính số tốc độ sinh trởng riêng (tốc độ phân chia) quần thể: v = t g tập vận dụng Câu 1: Từ tế bào vi khuẩn gây dịch tả Vibirio chlerae ban đầu, sau tạo đợc 65536 tế bào Hái thêi gian mét løa cđa tÕ bµo vi khn gây bệnh tả ? Câu 2: Có vi khuẩn hình cầu, 20 phút nhân đôi lần (nuôi cấy môi tr ờng tối u) Xác định số vi khuẩn quần thể sau nuôi cấy Câu 3: Có số tế bào vi khuẩn sinh trởng thu đợc 6144 vi khuÈn, biÕt nu«i m«i trêng tèi u sau 30 phút cho hệ Xác định số tế bào vi khuẩn ban đầu Câu 4: Khi nuôi cấy loài vi khuẩn môi trờng có thạch ngời ta đếm đợc 32000 tế bào HÃy xác định số tế bào ban đầu Biết loài vi khn ®ã cø 30 cho mét thÕ hƯ thời gian nuôi điều kiện thích hợp Câu 5: Một loài vi khuẩn sinh sản hình thức phân đôi, sau 30 phút cho hệ Nuôi cấy tế bào ban đầu sau số hệ thu đợc tổng số vi khuẩn quần thể 640 Xác định số hệ thời gian nuôi cấy quần thể Câu 6: Một loài vi khuẩn sinh sản hình thức phân đôi, sau 30 phút cho hệ Khi nuôi cấy vi khuẩn bình ngời ta thấy sau khoảng thời gian số lợng tế bào đầy bình Hỏi sau khoảng thời gian a Đợc nửa bình b Đợc phần tám bình Câu 7: Một vi khuẩn hình cầu có khối lợng khoảng 5.10-13g, 20 phút nhân đôi lần Giả sử đợc nuôi điều kiện sinh trởng hoàn toàn tối u HÃy tính xem khoảng thời gian khối lợng TB vi khuẩn sinh đạt tới khối lợng trái đất 6.1027 gram ( lấy log2 = 0,3) Câu 8: Ngời ta nuôi chủng virut môi trêng cã ml Chđng cã 106 tÕ bµo, chủng có 2.102 tế bào a Số lợng TB chủng ml dung dịch thời ®iÓm t = giê? b Sau giê, ë chñng cã 8.10 TB, ë chñng cã 10 tÕ bµo Thêi gian thÕ hƯ cđa chủng bao nhiêu? Câu 9: Vi khuẩn tả, nuôi cấy phòng thí nghiệm ngời ta thấy 30 phút tế bào lại phân đôi lần Nếu số lợng tế bào ban đầu 105 sau số lợng tế bào quần thể bao nhiêu? Tính số tốc độ phân chia vi khuẩn tả Câu 10: Khi nuôi cấy vi khuẩn E Coli môi trờng nuôi cấy không liên tục 1200 tế bào với pha tiềm phát kéo dài giờ, thời gian hệ 30 phút HÃy tính số lợng tế bào đợc tạo thành sau 55 phút, (trong trờng hợp tất tế bào phân chia trờng hợp 1/4 số tế bào ban đầu bị chết) Câu 11: Ngời ta đà đếm đợc số lợng tế bào vi khuẩn lao nuôi cấy nhiệt độ 37 0C sau nuôi cấy 2,31.106 TB/cm3, sau nuôi cấy 4,47.107 TB/cm3 a HÃy tính tốc độ sinh trởng riêng quần thể (v) b Tính thời gian mét thÕ hƯ (g) cđa chđng vi khn trªn Câu 12 : Nuôi vi khuẩn E.coli môi trờng có chất glucozơ pha log, đem cấy chúng sang môi trờng sau : - Môi trờng : chất glucozơ - Môi trờng : chất mantozơ - Môi trờng : chất glucozơ + mantozơ Các môi trờng hệ thống kín HÃy vẽ giải thích đờng cong sinh trởng E.coli MT Câu 13 : Nuôi cấy 104 TBVK E.coli bình nuôi cấy không liên tục có chứa loại nguồn cacbon glucozơ sorbiton Cho biết : - Pha tiỊm ph¸t diƠn giê - Pha pha luü thõa diÔn giê vµ cã g1 = 15 - Pha tiỊm ph¸t diƠn giê - Pha lịy thõa diƠn giê vµ sau 6,5 nuôi cấy số lợng TBVK bình 1639.105 TB - Sau nuôi cấy quần thể suy vong a Vẽ đồ thị sinh trởng quần thể sau 10 nuôi cấy b Xác định số lợng TBVK bình sau nuôi cấy c TÝnh g ë pha luü thõa thø d NÕu biết 1TBVK có khối lợng 5.10-10 g/TB tổng khối lợng TBVK bình nuôi cấy sau ? Câu 14 : a) Trong môi trờng nuôi cấy vi sinh vật không liên tục, tùy vào mục đích nuôi cấy mà ngời ta có thĨ dõng ë ci pha lịy thõa, ci pha c©n cuối pha suy vong Đó mục đích ? Giải thích ? b) Cho biết nguyên nhân vẽ đồ thị sinh trởng kép, sinh trëng thªm ë vi sinh vËt ? Câu 15: Ni cấy chủng vi khuẩn điều kiện môi trường nhân tạo Khi bắt đầu nuôi cấy thấy nồng độ vi khuẩn N0 = 102 vi khuẩn/ml, pha cân đạt sau 7giờ vào lúc môi trường chứa N = 10 vi khuẩn/ml Trong điều kiện nuôi cấy độ dài hệ chủng vi khuẩn 30 phút a Hỏi thời gian pha lag kéo dài bao nhiêu? b Cho biết môi trường nuôi cấy có 5ml dung dịch, khối lượng tế bào vi khuẩn 9,5 10 -13g Tính khối lượng quần thể đạt trạng thái cân ... đồ thị sinh trởng kép, sinh trởng thªm ë vi sinh vËt ? Câu 15: Ni cấy chủng vi khuẩn điều kiện môi trường nhân tạo Khi bắt đầu nuôi cấy thấy nồng độ vi khuẩn N0 = 102 vi khuẩn/ml, pha cân đạt... soát hoạt động VSV V- Virut: -Virut nằm ranh giới thể sống vật không sống chúng có đặc điểm thuộc loại này: +Đặc điểm vô sinh: kích thớc nhỏ bé quan sát đợc dới kính hiển vi điện tử, cấu tạo tế... tả ? Câu 2: Có vi khuẩn hình cầu, 20 phút nhân đôi lần (nuôi cấy môi tr ờng tối u) Xác định số vi khuẩn quần thể sau nuôi cấy Câu 3: Có số tế bào vi khuẩn sinh trởng thu đợc 6144 vi khuẩn, biết