Khái niệm sinh trưởng 

– Sự tăng trưởng của quần thể là sự tăng số lượng cá thể của quần thể vi khuẩn. 

– Thời gian thế hệ:

  • Là khoảng thời gian giữa 2 lần phân bào liên tiếp.
  • Là khoảng thời gian từ khi tế bào sinh ra đến lần phân bào đầu tiên. 
  • Được tính theo công thức: g = t/n (với t: thời gian phân chia; n: số lần phân chia). 

Sinh trưởng của quần thể vi khuẩn 

Nuôi cấy không liên tục

Khái niệm 

Là kiểu nuôi cấy mà trong suốt quá trình nuôi không bổ sung chất dinh dưỡng cũng như không lấy đi các sản phẩm chuyển hóa của sinh vật. 

Số tế bào trong bình N sau t lần phân chia: N = \(N_{0} \) x \(2^{t}\)

Gồm 4 pha: pha tiềm phát, pha lũy thừa, pha cân bằng và pha suy vong.

Các pha của nuôi cấy không liên tục

Pha tiềm phát (pha lag) 

  • Tính từ lúc bắt đầu nuôi cấy đến khi vi khuẩn sinh trưởng cực đại.
  • Chưa có sự tăng số lượng cá thể vi khuẩn.
  • Có sự tăng khối lượng và thể tích tế bào, các quá trình chuyển hóa vật chất trong tế bào diễn ra mạnh mẽ. 
  • Enzyme cảm ứng được hình thành dể phân giải cơ chất. 

Pha lũy thừa (pha log)

  • Số lượng tế bào vi khuẩn tăng theo cấp số nhân. 
  • Tốc độ phân chia tế bào đạt cực đại và tương đối ổn định. 

Pha cân bằng

  • Số lượng tế bào duy trì ở mức cực đại. 
  • Quần thể vi khuẩn ở trạng thái cân bằng động (số cá thể sinh ra = số cá thể chết đi). 
  • Môi trường nuôi cấy có chất dinh dưỡng bị cạn kiệt đồng thời tích lũy nhiều sản phẩm chuyển hóa độc hại của vi sinh vật. 

Pha suy vong

  • Số lượng tế bào giảm dần theo cấp số nhân. 
  • Chất dinh dưỡng trong môi trường bị cạn kiệt trong khi sản phẩm độc hại này càng tăng. 

Nuôi cấy không liên tục 

Khái niệm

Là kiểu nuôi cấy mà trong suốt quá trình nuôi cấy, người ta thường xuyên bổ sung chất dinh dưỡng vào dịch nuôi cấy cũng như lấy ra khỏi dịch nuôi cấy các chất độc và thu lấy sinh khối vi sinh vật. 

Nuôi cấy liên tục

  • Quần thể luôn sinh trưởng ở pha log. 
  • Tốc độ sinh trường của vi sinh vật cao nhất => thu được sinh khối lớn nhất.
  • Ứng dụng sản xuất sinh khối thu protein đơn bào, các sản phẩm có hoạt tính sinh học như enzyme, acid amin,…

Các kiểu sinh trưởng khác

Sinh trưởng thêm

  • Ở pha suy vong của nuôi cấy không liên tục, nhiều tế bào chết và bị phân hủy giải phóng các chất dinh dưỡng. 
  • Các tế bào còn sống sót sử dụng các chất dinh dưỡng này để tiếp tục sinh trưởng thêm một thời gian. 

=> Hiện tượng này gọi là sinh trưởng thêm. 

Sinh trưởng kép

– Đường cong sinh trưởng gồm: 2 pha lag, 2 pha log, 1 pha cân bằng và 1 pha suy vong. 

– Xảy ra khi môi trường có 2 chất dinh dưỡng khác nhau:

  • Vi sinh vật sẽ “ưu tiên” sử dụng chất dinh dưỡng “quen thuộc” với chúng hơn.
  • Đồng thời chất này sẽ ức chế các enzyme cần cho sự phân giải chất thứ hai.
  • Khi chất này bị cạn kiệt, chất thứ hai mới có thể cảm ứng tổng hợp nên các enzyme chuyển hóa của nó. 

Hình trên là đường cong sinh trưởng kép của vi khuẩn E.coli trong môi trường có hai nguồn carbon là Glucose và Sorbitol. 

Ta thấy: 

  • E.coli “quen thuộc” với glucose hơn nên đã cảm ứng tổng hợp nên enzyme phân giải glucose, đồng thời kìm hãm enzyme phân giải sorbitol => pha lag 1. 
  • E.coli bắt đầu sinh trưởng cực đại ở pha log 1. 
  • Ở cuối pha log 1, glucose cạn kiệt. Tế bào E.coli bắt đầu cảm ứng hình thành nên enzyme phân giải sorbitol => pha lag 2. 
  • E.coli tiếp tục sinh trưởng cực đại ở pha log 2.
  • Do đến cuối pha log 2, chất dinh dưỡng dần cạn kiệt nên E.coli tiếp tục đi đến pha cân bằng và pha suy vong (như nuôi cấy không liên tục). 

 

 

 

 

Người đóng góp
Comments to: Sinh trưởng Vi sinh vật

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *