Các pha sinh trưởng của vi sinh vật

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC
GV. ThS. TRƯƠNG KIM PHƯỢNG
SỰ SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA VI SINH VẬT
1
SỰ SINH TRƯỞNG CỦA VI SINH VẬT
I. Khái niệm sinh trưởng
II. Thời gian thế hệ
III. Sinh trưởng của quần thể vi sinh vật
1. Nuôi cấy không liên tục
2. Nuôi cấy liên tục
IV. Các nhân tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của vi sinh vật.
2
I. Khái niệm về sinh trưởng
Sinh trưởng là biểu thị sự tăng trưởng các thành phần của tế bào.
Đối với các vi sinh vật có hình thức sinh sản bằng nẩy chồi hay phân đôi thì sinh trưởng dẫn tới sự gia tăng số lượng tế bào. Tế bào tăng trưởng đến một mức độ nhất định thì sẽ phân cắt thành hai tế bào thế hệ con có kích thước hầu như bằng nhau.
Đối với các vi sinh vật đa nhân thì sự phân cách nhân không đồng hành với sự phân cắt tế bào - sự sinh trưởng làm tăng kích thước tế bào mà không làm tăng số lượng tế bào.
Nghiên cứu về sinh trưởng, là xét đến sự biến đổi về số lượng của cả quần thể vi sinh vật.
3
II. Thời gian thế hệ
Thời gian thế hệ là thời gian tính từ khi một tế bào sinh ra cho đến khi tế bào đó phân chia.
Thời gian thế hệ của mỗi loài sinh vật không giống nhau.
4
Thời gian thế hệ của vi khuẩn E.Coli là 20 phút
5
Thời gian thế hệ của Vi khuẩn lao là 1000 phút
6
Thời gian thế hệ của trùng đế giày là 24 giờ
7
8
III. Sinh trưởng của vi sinh vật
1. Nuôi cấy không liên tục
Cấy vi khuẩn vào một bình nón chứa môi trường lỏng rồi giữ bình ở nhiệt độ thích hợp, trong một thời gian nhất định. Nếu trong suốt quá trình đó người ta không thêm môi trường mới vào bình cũng không rút sinh khối tế bào ra khỏi bình thì kiểu nuôi như vậy được gọi là nuôi cấy không liên tục và sinh trưởng ở đây là của cả quần thể vi sinh vật.
9
- Sự sinh trưởng của quần thể vi khuẩn trong môi trường nuôi cấy không liên tục tuân theo quy luật đường cong gồm 4 pha:
+ Pha tiềm phát.
+ Pha luỹ thừa.
+ Pha cân bằng.
+ Pha suy vong.
10
Đường cong sinh trưởng của quần thể vi sinh vật trong nuôi cấy không liên tục
11

2. Nuôi cấy liên tục
Nếu nuôi cấy vi sinh vật trong một hệ thống hở, trong quá trình nuôi cấy thường xuyên bổ sung chất dinh dưỡng và thải loại các chất cặn bã thì có thể làm cho môi trường luôn giữ ở trạng thái ổn định. Đó là hệ thống nuôi cấy liên tục (continuous culture system).
Trong hệ thống này sự sinh trưởng của vi sinh vật luôn giữ được ở trạng thái logarit, nồng độ sinh khối vi sinh vật luôn giữ được ổn định trong một thời gian tương đối dài.
Mục đích: tránh hiện tượng suy vong của tế bào.
12
Đường cong sinh trưởng của quần thể vi sinh vật trong nuôi cấy liên tục
Pha luỹ thừa
Log số lượng tế bào
Thời gian
13
Chemostat
Khi sử dụng Chemostat để nuôi cấy vi sinh vật người ta đưa môi trường vô khuẩn vào bình nuôi cấy với lượng tương đương với tốc độ đưa môi trường chứa vi khuẩn ra khỏi bình nuôi cấy.
14
Turbidostat
Turbidostat là loại hệ thống nuôi cấy liên tục thứ hai. Thông qua tế bào quang điện (photocell) để đo độ hấp thụ ánh sáng hay độ đục trong bình nuôi cấy để tự động điều chỉnh lưu lượng môi trường dinh dưỡng, làm cho độ đục hay mật độ tế bào giữ ở mức độ như dự kiến.
15
Nuôi cấy liên tục trong Chemostat và Turbidostat
16
17
IV. Các nhân tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của vi sinh vật
18
Các yếu tố bên ngoài tác dụng lên tế bào thuộc 3 loại:
Yếu tố vật lí (độ ẩm, nhiệt độ, tia bức xạ…)
Yếu tố hóa học (pH môi trường, các chất diệt khuẩn…)
Yếu tố sinh học ( chất kháng sinh, kháng thể, virus)
Tác động của 3 yếu tố trên lên vi sinh vật qua các biến đổi:
Phá hủy thành tế bào ( do tác dụng của một số hóa chất, enzyme, kháng sinh…)
Biến đổi tính thấm của màng tế bào chất,ức chế sự sinh sản của vi khuẩn.
Thay đổi tính keo của tế bào chất: làm biến tính protein, đông tụ protein…)
Kiềm hãm họat tính của enzyme: ngăn cản quá trình đường phân, quá trình phosphoryl hóa, oxy hóa…)
19
1/ Nhiệt độ:
Có 4 nhóm VSV:
VSV ưa lạnh: Sống ở Nam cực ( t0 <=150C).
VSV ưa ấm: Sống ở đất nước, kí sinh ( 200C – 400C)
VSV ưa nhiệt: Nấm, tảo, vi khuẩn (550C – 650C)
VSV ưa siêu nhiệt: Vi khuẩn đặc biệt (750C – 1000C)
Con người dùng nhiệt độ cao để thanh trùng, nhiệt độ thấp
để kìm hãm sinh trưởng của vi sinh vật.
Nhiệt độ thấp làm bất họat các quá trình vận chuyển các chất
hòa tan qua màng tế bào, làm thay đổi hình dạng emzyme
Permease hay ảnh hưởng đến sự hình thành và tiêu thụ ATP
cho quá trình dinh dưỡng chủ động.
Nhiệt độ cao làm biến tính Protein.
Tốc độ các phản ứng sinh hóa trong tế bào làm VSV sinh sản
nhanh hay chậm.

20
Phạm vi nhiệt độ sinh trưởng của vi sinh vật
21
22
23
2/ Độ ẩm
Hàm lượng nước trong môi trường quyết định độ ẩm.
+ Nước là dung môi của các chất khoáng dinh dưỡng.
+ Nước là yếu tố hóa học tham gia vào các quá trình
thủy phân các chất.
Vi khuẩn đòi hỏi độ ẩm cao.
 Nấm men đòi hỏi ít nước.
Nấm sợi cần độ ẩm thấp.
Độ ẩm thích hợp cho vi sinh vật phát triển thường là
70 – 90%
Ứng dụng: Dùng để khống chế sự sinh trưởng của
từng nhóm VSV (phơi khô, sấy khô…)
24
25
3/ Độ pH:
Ảnh hưởng tới tính thấm của màng, hoạt động
chuyển hóa các chất trong tế bào, hoạt tính Enzyme,
sự hình thành ATP…

Có 3 nhóm Vi sinh vật:
+ VSV ưa axit: Đa số nấm, một số vi khuẩn (pH: 4 6).
+ VSV ưa trung tính: Vi khuẩn, động vật nguyên sinh ( pH: 68).
+ VSV ưa kiềm: Vi khuẩn ở các hồ, đất kiềm (pH: 9 11).

Ứng dụng: Tạo điều kiện nuôi cấy thích hợp.
26
27
4/ Ánh sáng:
-Tác động đến sự hình thành bào tử sinh sản,
tổng hợp sắc tố chuyển động hướng sáng.

Bức xạ ánh sáng (tia Rhơnghen, tia tử ngọai,…)
dùng tiêu diệt hoặc ức chế vi sinh vật như:
làm biến tính Axit Nucleoic, Ion hóa protein,
gây đột biến Axit Nucleoic.
28
6/ Nồng độ oxygen

29
30
Oxygen và sự sinh trưởng của vi khuẩn
Chú thích: Các nhóm vi sinh vật xem trong bài . Mỗi chấm biểu hiện khuẩn lạc của vi khuẩn trong hay trên bề mặt môi trường. SOD và catalase là biểu thị vi khuẩn có tồn tại enzyme superoxide dismutase và catalase hay không(Theo sách của Prescott,Harley và Klein)
31
32
7/ Các chất sát trùng

Chất sát trùng là những chất hóa học có tính diệt khuẩn hay ức chế vi khuẩn. Ví dụ:
Phenol và các hợp chất chứa phenol tác dụng yếu lên thành tế bào lam biến tính protein của thành tế bào (Không diệt được bào tử của VSV).
Ancol có tác dụng làm ngưng tụ protein.
Các chất oxy hóa mạnh (H2O2, thuốc tím) tác dụng lên các enzyme có chứa nhóm –SH.
Các chất Halogen (Clo, Flo, Iod…) trong nước tạo HX vào Oxy, Oxy này có tác dụng oxy hóa mạnh phá hủy màng tb.

33
8/ Các yếu tố sinh học

Chất kháng sinh: là những chất đặc biệt do VSV tiết ra trong quá trình họat động sống, có khả năng ức chế hay tiêu diệt VSV gây bệnh có chọn lọc. (Tác dụng lên thành tb VK ức chế sự tổng hợp peptidoglycan; tác động lên sự tổng hợp protein; tác động lên sự tổng hợp acid nucleic…)
Kháng thể: là những gamma globulin có trong huyết thanh có khả năng ngăn cản sự phát triển của VSV.
Phage: là virus có khả năng làm tan tế bào.
34
Tài liệu tham khảo:
Vi sinh vật học cơ sở_ Tô Minh Châu http://thinhlong.info/forum/showthread.php?t=6027
http://maxreading.com/sach-hay/vi-sinh-vat/sinh-truong-va-phat-trien-cua-vi-sinh-vat-37171.html




CẢM ƠN CÔ VÀ CÁC BẠN ĐÃ LẮNG NGHE!
35
36
37
Nồng độ chất dinh dưỡng và sinh trưởng
(a )- Ảnh hưởng của sự hạn chế chất dinh dưỡng đối với sản lượng chung của vi sinh vật. Lúc nồng độ đủ cao thì sản lượng chung sẽ đạt tới ổn định.
(b)- Ảnh hưởng của sự hạn chế chất dinh dưỡng tới tốc độ sinh trưởng.
38
39
40