BÀI 25: SINH TRƯỞNG CỦA VI SINH VẬT I. KHÁI NIỆM SINH TRƯỞNG
1. Khái niệm sinh trưởng của quần thể vi sinh vật
- Sự sinh trưởng của quần thể vi sinh vật được hiểu là sự tăng số lượng tế bào của quần thể.
2. Thời gian thế hệ
- Thời gian thế hệ (g) là thời gian tính từ khi một tế bào sinh ra đến khi tế bào đó phân chia hoặc số tế bào trong quần thể tăng gấp đôi.
- Thời gian thế hệ nhanh hay chậm phụ thuộc vào từng giống vi sinh vật và điều kiện nuôi cấy. Thời gian thế hệ càng ngắn thì tốc độ sinh trưởng của quần thể vi sinh vật càng nhanh. Ví dụ: E.coli trong điều kiện nuôi cấy thích hợp cứ 20 phút tế bào lại phân đôi một lần.
- Công thức tính thời gian thế hệ: g = t : n (với t: thời gian; n: số lần phân chia trong thời gian t).
3. Công thức xác định sự sinh trưởng của quần thể vi sinh vật
- Sau n lần phân chia từ No tế bào ban đầu trong thời gian t: Nt = No x 2n (với: Nt: số tế bào sau n lần phân chia trong thời gian t; No: số tế bào ban đầu; n: số lần phân chia).
II. SỰ SINH TRƯỞNG CỦA QUẦN THỂ VI KHUẨN 1. Nuôi cấy không liên tục
- Môi trường nuôi cấy không liên tục là môi trường nuôi cấy không được bổ sung chất dinh dưỡng và không được lấy đi các sản phẩm chuyển hoá trong quá trình nuôi cấy.
Môi trường nuôi cấy không liên tục và đường cong sinh trưởng của quần thể vi
khuẩn trong nuôi cấy không liên tục.
- Trong môi trường nuôi cấy không liên tục, quần thể vi sinh vật sinh trưởng theo 4 pha: Pha tiềm phát, pha luỹ thừa, pha cân bằng và pha suy vong.
a. Pha tiềm phát (pha lag)
- Vi khuẩn thích nghi với môi trường, hình thành các enzim cảm ứng.
- Số lượng cá thể tế bào chưa tăng.
b. Pha luỹ thừa
- Trao đổi chất diễn ra mạnh mẽ, tốc độ sinh trưởng cực đại.
- Số lượng tế bào tăng theo cấp số nhân.
c. Pha cân bằng
- Số lượng cá thể đạt cực đại và không đổi theo thời gian (số lượng tế bào sinh ra tương đương với số tế bào chết đi).
d. Pha suy vong
- Chất dinh dưỡng ngày càng cạn kiệt, chất độc hại tích luỹ ngày càng nhiều.
- Số cá thể (tế bào) trong quần thể giảm dần (số lượng tế bào sinh ra nhiều hơn số lượng tế bào chết đi).
2. Nuôi cấy liên tục
- Môi trường nuôi cấy liên tục là môi trường nuôi cấy được bổ sung thường xuyên chất dinh dưỡng và loại bỏ không ngừng các chất thải trong quá trình nuôi cấy.
- Sự sinh trưởng của quần thể vi khuẩn trong môi trường nuôi cấy liên tục có môi trường ổn định, vi khuẩn đã có enzim cảm ứng nên không cần thiết phải có pha tiềm phát; các chất dinh dưỡng được thêm vào liên tục, các chất chuyển hóa được lấy ra nên không có pha suy vong.
- Ứng dụng: được ứng dụng trong sản xuất sinh khối để thu nhận prôtêin đơn bào, các chất có hoạt tính sinh học như các enzim, chất kháng sinh, các hoocmôn,…
