Bài 25. Sinh trưởng của vi sinh vật

Chương II. Sinh trưởng và sinh sản của vi sinh vật
SINH TRƯỞNG CỦA VI SINH VẬT
`
I. KHÁI NIỆM SINH TRƯỞNG
Sự sinh trưởng của quần thể VSV 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.



Trong điều kiện tối ưu, E. coli có g = 20 ph;
nấm men 1 -2h; nấm mốc 4 -12h; VK lao 12h
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
Sau thời gian một thế hệ số TB trong QT biến đổi như thế nào ?
Nếu số lượng TB ban đầu (N 0 ) không phải là 1TB mà 105 tế bào thì sau 2 giờ số lượng TB trong bình (N) là bao nhiêu ?
II. SỰ SINH TRƯỞNG CỦA QUẦN THỂ VI KHUẨN
1 Nuôi cấy không liên tục
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.
Log số lượng tế bào
Pha tiềm phát
Pha
luỹ thừa
Pha cân bằng
Pha suy vong
Thời gian
Đặc điểm
Pha tiềm phát
(pha lag)
Các pha
sinh trưởng
VK thích nghi với môi trường
không có sự gia tăng số lượng
tế bào
enzim cảm ứng hình thành để
Phân giai các
Chất
Các pha
sinh trưởng
Quá trình TĐC diễn ra
mạnh mẽ
Số lượng TB tăng theo cấp
số nhân
- Tốc độ sinh trưởng cực đại
Pha lũy thừa
(pha log)
Đặc điểm
Pha
Cân bằng
Số lượng TB trong QT
giảm dần (do chất dinh dưỡng
ngày càng cạn kiệt,
Chất độc hại tích lũy
Ngày càng nhiều)
Pha
Suy vong
Số lượng TB đạt cực đại
và không đổi theo thời gian
( số TB sinh ra tương
đương số TB chết đi)
Ý nghĩa của việc nghiên cứu sinh trưởng của VK trong nuôi cấy không liên tục

Nghiên cứu quá trình sinh trưởng của quần thể VSV.
Nghiên cứu sự tạo thành các sản phẩm TĐC,các chất có hoạt tính sinh học, sinh khối TB.
2. Nuôi cấy liên tục: là quá trình nuôi người ta liên tục cho dòng MT mới đi vào đồng thời loại bỏ một lượng dịch nuôi cấy tương ứng ra.
Dạ dày
và ruột
ở người
là hệ thống
nuôi cấy
liên tục
đối với vi
sinh vật
Ý nghĩa của nuôi cấy liên tục
Trong CN để thu sinh khối VK, thu các sản phẩm TĐC và các chất có hoạt tính sinh học phục vụ đời sống.
So sánh nuôi cấy không liên tục và nuôi cấy liên tục
Nuôi cấy không lt Nuôi cấy liên tục
Không bổ sung chất dinh dưỡng mới
Không rút bỏ các chất thải và sinh khối
Quần thể VSV sinh trưởng theo 4 pha: tiềm phát, lũy thừa, cân bằng, suy vong
Bổ sung thường xuyên dinh dưỡng mới
Thường xuyên rút bỏ sinh khối
Quần thể VSV sinh trưởng ở pha lũy thừa trong thời gian dài, không có pha tiềm phát

Sự khai thác của con người
SX thuốc KS Penicillin bằng phương pháp lên men trực tiếp từ Penicillium chrysogenum
Sinh khối VK B. subtilis
được sử dụng chế biến
thức ăn cho thủy sản
III. Các hình thức sinh sản của vi sinh vật
1. VSV nhân sơ: - Phân đôi (hầu hết VK)
- Nảy chồi, tạo thành bào
tử (xạ khuẩn)
2. VSV nhân thực:
a. Sinh sản bằng bào tử gồm:
+ SS vô tính (nấm mốc); + SS hữu tính (nấm men)
b. Phân đôi (nấm men rượu rum); nảy chồi (nấm men rượu)
Cl. butyricum
Aspergillus niger
Sinh sản ở vi sinh vật nhân sơ
Vi khuẩn
- Phân đôi là hình thức ss vô tính chủ yếu ở hầu hết các vi khuẩn và các VSV cổ.
Nảy chồi là hình thức sinh sản của một số vi khuẩn sống trong nước hay 1 số VK quang hợp.
TB mẹ tạo thành một chồi ở cực, chồi lớn lên, tách ra thành một vi khuẩn mới.
Sinh sản ở vi sinh vật nhân chuẩn
Nấm men
Sinh sản vô tính
- Nảy chồi là hình thức sinh sản vô tính chủ yếu
Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae
Schizosaccharomyces
Sinh sản ở nấm mốc
Sinh sản vô tính:
a - Bằng bào tử trần hay còn gọi là ngoại bào tử.
Bào tử vô tính được hình thành trên các đỉnh của sợi nấm khí sinh.
Sinh sản vô tính: bằng bào tử kín
để
Đặc điểm chung của sinh sản
ở vi sinh vật
Hình thức sinh sản rất phong phú và đơn giản.
Tốc độ sinh sản rất nhanh.
VSV có thể dễ dàng phát tán khắp nơi nhờ gió, nhờ nước và các SV khác.

Do đặc điểm này mà con người đã sản xuất sinh khối VSV để thu các sản phẩm với nhiều mục đích khác nhau.
Một vài ứng dụng
Sử dụng en zim amylaza và proteaza của A. oryae để SX nước tương, nước giải khát (murin-Nhật)

Sản xuất KS Xephalosporin từ nấm mốc Cephalosporium
Tảo Chlorella được con người nuôi cấy trên các tàu vũ trụ nhằm cung cấo oxy và thức ăn cho các nhà du hành vũ trụ.
80% kháng sinh hiện biết có nguồn gốc từ xạ khuẩn.
Sử dụng các cây phi lao có xạ khuẩn cố định đạm để phủ xanh đồi trọc, tái sinh rừng.