Ch ng ii sinh tr ng v sinh s n c a vi sinh v t
Download
1 / 61

Chương II. Sinh trưởng và sinh sản của vi sinh vật - PowerPoint PPT Presentation


  • 534 Views
  • Uploaded on

Chương II. Sinh trưởng và sinh sản của vi sinh vật. PHẦN 3: SINH HỌC VI SINH VẬT. SGK chuẩn Bài 26. Sinh trưởng của VSV Bài 27. Sinh sản của VSV. Bài 28 . Các yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng. SGK nâng cao Bài 38 . Sinh trưởng của VSV Bài 39 . Sinh sản của VSV

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' Chương II. Sinh trưởng và sinh sản của vi sinh vật' - tacey


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
Ch ng ii sinh tr ng v sinh s n c a vi sinh v t
Chương II.Sinh trưởng và sinh sản của vi sinh vật

PHẦN 3: SINH HỌC VI SINH VẬT


SGK chuẩn

Bài 26. Sinh trưởng của VSV

Bài 27. Sinh sản của VSV.

Bài 28. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng

SGK nâng cao

Bài 38. Sinh trưởng của VSV

Bài 39. Sinh sản của VSV

Bài 40. Ảnh hưởng của các yếu tố hóa học…

Bài 41. Ảnh hưởng của các yếu tố vật lý….


`

  • Các khái niệm và các thông số sinh trưởng

  • ỞSV có kích thước lớn, sự sinh trưởng là sự tăng có thứ tự thành phần cấu tạo tế bào.

  • Trong vi sinh học, sự sinh trưởng được hiểu là sự tăng số lượng TB của quần thể.

  • Thời gian thế hệ (kí hiệu làg)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.

g = 1/n


Trong điều kiện tối ưu, E. coli có g = 20 put;

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


µ = n/ t


:

2. Tại sao VK được chọn làm mô hình để nghiên cứu sinh trưởng của VSV?

  • Kích thước nhỏ, nghiên cứu sinh trưởng trên cả quần thể.

  • Sinh sản vô tính bằng trực phân, vòng đời ngắn

  • Cấu tạo đơn giản, chưa phân hóa cao.


  • Sự tăng khối lượng dẫn ngay đến sự phân chia

  • Sự sinh trưởng của VK đã được nghiên cứu rất sâu và khái quát hóa dưới dạng toán học.

  • Những kiến thức chung về sinh trưởng của VK cũng có thể áp dụng cho các sinh vật khác.


3 s sinh tr ng c a qu n th vi khu n

3.1. Nuôi cấy tĩnh chia

Là nuôi cấy trong dụng cụ chứaMT lỏng không được bổ sung chất dd mới và không lấy đi các sản phẩm chuyển hóa vật chất.

3. Sự sinh trưởng của quần thể vi khuẩn



Pha caân baèng luật nhất định và được biểu thị bằng đường cong sinh trưởng.

Pha suy vong

Pha

luyõ thöøa

Log soá löôïngteá baøo

Pha tieàm phaùt

Thôøi gian


3 1 1 pha lag
3.1.1.Pha lag luật nhất định và được biểu thị bằng đường cong sinh trưởng.

  • Từ khi cấy VK vào MT cho đến khi đạt tốc độ sinh trưởng cực đại.

  • VK làm quen và thích nghi với MT mới.

  • Sựtổng hợp mạnh mẽ các thành phần TB (Protein, axit nucleic) các enzim TĐC (proteaza, amylaza) và tích lũy các chất cần thiết hình thành TB mới.

  • TB ở trạng thái hoạt động mạnh nhất nhưng số lượng (X= Xo) TB chưa tăng.


  • Các yếu tố ảnh hưởng đến pha lag luật nhất định và được biểu thị bằng đường cong sinh trưởng.

  • Đặc điểm của giống cấy

    - Giống ở pha log được cấy vào cùng MT thì đồ thị không có pha lag.

    - Giống ở pha lag hay pha suy vong thì thời gian pha lag sẽ kéo dài.

    - Lượng giống cấy nhiều pha lag ngắn và ngược lại (1/10)

    b.Thành phần môi trường

    MT dinh dưỡng phong phú thì pha lag ngắn và ngượclại


3 1 2 pha logarit
3.1.2 luật nhất định và được biểu thị bằng đường cong sinh trưởng. . Pha logarit

  • Quần thể VK sinh trưởng và phân chia theo lũy thừa thường xuyên, ở tốc độ không đổi.

  • Sinh khối TB tăng theo thời gian, tăng theo cấp số mũ và được tính theo công thức.

X = X0 . 2 µt


  • Trong pha log: µ là cực đại và luôn là một hằng số đối với một chủng VK nhất định trong điều kiện nuôi cấy cụ thể.

  • Kích thước, TP hoá học, trạng thái sinh lý TB không thay đổi theo thời gian -> TB ở trạng thái động học (TB tiêu chuẩn)

  • Các enzim được tổng hợp rất nhiều và có hoạt tính cao.

  • Sự ST giảm dần vào cuối pha do sự đồng hóa mạnh mẽ các chất dinh dưỡng.

  • Quần thể VK rất nhạy cảm với các chất kìm hãm TĐC như KS.


  • Nếu mục đích thu các chất có HTSH, thu TB ở trạng thái hoạt động mạnh nên dừng tại đây.

  • Trong PTN, muốn nhuộm Gram chính xác, cần chọn giống ở pha log do thành TB hầu hết VK còn nguyên vẹn.

  • Thông thường trong tự nhiên, sự sinh trưởng của VSV trong pha logarit chỉ xảy ra định kỳ, phụ thuộc vào thức ăn.


3 1 3 pha c n b ng
3.1.3. Pha cân bằng trạng thái hoạt động mạnh nên dừng tại đây.

  • Quần thể VK ở trạng thái cân bằng động học (số TB mới sinh ra bằng số TB cũ chết đi).

  • Hiệu suất sinh trưởng giảm do chất dinh dưỡng cạn dần, chất độc hại tăng lên, pH môi trường thay đổi.

  • Sinh khối VK đạt cực đại, không đổi theo thời gian (số TB mới sinh ra bằng số TB cũ chết đi).

    µ = 0 µx = 0 dx/dt = 0

  • Nếu mục đích nuôi cấy để thu sinh khối nên dừng ở pha này.

  • Trong tự nhiên, các VSV thường nằm trong pha cân bằng.


3 1 4 pha suy vong
3.1.4. Pha suy vong trạng thái hoạt động mạnh nên dừng tại đây.

+ Số TB có khả năng sống giảm dần theo luỹ thừa dẫn đến sự chế hàng loạt các cá thể.

+ Chất độc hại tích lũy khá nhiều. Chất dinh dưỡng cạn kiệt dưới mức cần thiết.

+ Số TB bị tự phân bởi enzim, sự phân hủy các chất dự trữ cùng tăng lên.

  • Nếu mục đích để thu các sản phẩm TĐC thì nên dừng việc nuôi cấy ở pha này.


Tóm lại: trạng thái hoạt động mạnh nên dừng tại đây.

Trong nuôi cấy tĩnh, do MT luôn thay đổi, nhịp điệu sinh trưởng, hình thái, sinh lý TB luôn thay đổi.

Sự sinh trưởng của quần thể VK tuân theo quy luật nhất định và phụ thuộc vào thời gian.



Hi n t ng sinh tr ng k p v sinh tr ng th m
Hiện tượng sinh trưởng kép và sinh trưởng thêm trong nuôi cấy tĩnh

  • Nếu trong MT tổng hợp có hỗn hợp 2 loại hợp chất cacbon thì VK có xu hướng tổng hợp các enzim phân giải hợp chất các bon dễ đồng hoá trước.Sau mới tổng hợp tiếp enzim phân giải hợp chất thứ 2.

  • Khi đó đồ thị ST sẽ có 2 pha lag, 2 pha log (đồ thị sinh trưởng kép).


Đồ thị sinh trưởng kép trong nuôi cấy tĩnh


Nếu 2 hợp chất cacbon có trong nuôi cấy tĩnh

Nếu 2 hợp

chất cacbon

có tỷ lệ

khác nhau

thì đồ thị

sinh trưởng

kép có độ dài

từng pha

khác nhau

Đồ thị sinh trưởng kép

Glucoza/sorbitol (1/3), (2/2), (3/1)


  • Đồ thị sinh trưởng thêm trong nuôi cấy tĩnh

    Sau pha suy vong, một số VK sống sót và tiếp tục sinh trưởng nhờ các chất dinh dưỡng được giải phóng ra từ quá trình tự phân. Đồ thị sinh trưởng kéo dài thêm 1 đoạn cong nhỏ gọi là hiện tượng sinh trưởng thêm.


Đồ thị sinh trưởng thêm trong nuôi cấy tĩnh


Trong nuôi cấy tĩnh: trong nuôi cấy tĩnh

  • MT không được đổi mới, ĐKMT luôn đổi

  • Thời gian pha log ngắn

  • Giống VSV mau bị già

  • Thay đổi tốc độ sinh trưởng riêng.

  • Bất lợi cho quá trình công nghệ VS

  • Để khắc phục tình trạng trên, trong CNSH đã sử dụng thiết bị nuôi cấy liên tục là Chêmostat và Turbidostat.



  • Chêmostat và Turbidostat liên tục cho dòng MT mới đi vào đồng thời loại bỏ một lượng dịch nuôi cấy tương ứng racó khả năng:

    - Duy trì MT nuôi cấy luôn ổn định.

    - Giữ giống nuôi cấy trong cùng một trạng thái (pha log)



Dx = - dx/dt


  • Nếu VK phát triển trong bình nuôi thì số lượng VK sẽ tăng lên theo thời gian và phụ thuộc vào tốc độ sinh trưởng riêng (µ )

    (3)

  • Tốc độ thay đổi cuối cùng mật độ VK trong bình sẽ bằng tổng đại số của µx và - Dx là:

    dx/dt = Cx - Dx hay dx/dt = (µ - D)x

    (4)

µX = dx /dt

V = (µ - D)x


Có 3 trường hợp xảy ra: VK sẽ tăng lên theo thời gian và phụ thuộc vào tốc độ sinh trưởng riêng (

  • µ > Dthì V > 0, mật độ VK sẽ tăng theo thời gian.

  • µ < Dthì V < 0, mật đô VK sẽ giảm theo thời gian và rút sạch khỏi bình.

  • µ = Dthì V = 0, mật độ VK trong bình không thay đổi theo thời gian (số TB sinh ra = số TB mất đi).

    Thiết bị nuôi cấy liên tục có khả năng duy trì tốc độ ST của VK bằng đúng hệ số pha loãng (µ = D)



Dạ dày trì tốc độ ST của VK bằng đúng hệ số pha loãng (µ = D)

và ruột

ở người

là hệ thống

nuôi cấy

liên tục

đối với vi

sinh vật


So s nh nu i c y t nh v nu i c y li n t c
So sánh nuôi cấy tĩnh và nuôi cấy liên tục trì tốc độ ST của VK bằng đúng hệ số pha loãng (µ = D)


Nu i c y t nh nu i c y li n t c

Thành phần MT không được đổi mới trì tốc độ ST của VK bằng đúng hệ số pha loãng (µ = D)

Chất dinh dưỡng cạn dần theo thời gian

Thời gian pha log ngắn

Tốc độ sinh trưởng riêng, trạng thái sinh lý, sinh hóa của tế bào luôn thay đổi

MT luôn được đổi mới và ổn định

Chất dd ổn định và dư thừa

Thời gian pha log dài

Tốc độ sinh trưởng riêng, trạng thái sinh lý, sinh hóa của tế bào luôn ổn định.

Nuôi cấy tĩnh Nuôi cấy liên tục


Nu i c y t nh nu i c y li n t c1

Sinh khối TB đạt mức không cao trì tốc độ ST của VK bằng đúng hệ số pha loãng (µ = D)

Sự ST của quần thể theo các pha phụ thuộc vào thời gian

Việc điều khiển tự động khó thực hiện.

Sinh khối TB đạt mức cao nhất

Sự ST theo lũy thừa thường xuyên ở mật độ không đổi theo thời gian

Việc điều khiển tự động thực hiện dễ dàng.

Nuôi cấy tĩnh Nuôi cấy liên tục


  • Ý nghĩa của nuôi cấy liên tục trì tốc độ ST của VK bằng đúng hệ số pha loãng (µ = D)

  • NCLT được xem như một hệ thống mở có khuynh hướng dẫn đến một cân bằng động học. Nhờ điều khiển tự động, quần thể VK được cung cấp MT ổn định nên ST và PT tối đa.

  • Trong CN để thu sinh khối VK, thu các sản phẩm TĐC và các chất có hoạt tính sinh học phục vụ đời sống.


S khai th c c a con ng i
Sự khai thác của con người trì tốc độ ST của VK bằng đúng hệ số pha loãng (µ = D)

  • 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


S sinh s n c a vi sinh v t
Sự sinh sản của vi sinh vật trì tốc độ ST của VK bằng đúng hệ số pha loãng (µ = D)

  • Cần phân biệt nội bào tử VK với bào tử vi nấm

  • Nội bào tử VK

    - Là cấu trúc nghỉ, có tính đề kháng đặc biệt, có ở nhiều VK Gram dương

    - Nằm trong TB dinh dưỡng, cấu trúc rất phức tạp

    - Số lượng 1bào tử /TB

    - Không có chức năng sinh sản

    - Có tính đề kháng cao với các sốc của MT

    - Các VK mang BT đều gây bệnh rất nguy hiểm


Bacillus subtilis trì tốc độ ST của VK bằng đúng hệ số pha loãng (µ = D)

Cl. butyricum


- BT là cơ quan sinh sản vô tính hay hữu tính trì tốc độ ST của VK bằng đúng hệ số pha loãng (µ = D)

Số lượng và hình dạng phong phú

Nằm trong hay ngoài TB

2. Bào tử vi nấm

S. cerevisae


Aspergillus niger trì tốc độ ST của VK bằng đúng hệ số pha loãng (µ = D)


3. Sinh sản ở vi sinh vật nhân sơ trì tốc độ ST của VK bằng đúng hệ số pha loãng (µ = D)

3.1. Vi khuẩn

- Phân đôi là hình thức ss vô tính chủ yếu ở hầu hết các vi khuẩn và các VSV cổ.


  • Nảy chồi trì tốc độ ST của VK bằng đúng hệ số pha loãng (µ = D) 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.


3.2. Xạ khuẩn trì tốc độ ST của VK bằng đúng hệ số pha loãng (µ = D)

  • Sinh sản vô tính bằng phân cắt phần đỉnh của sợi khí sinh thành chuỗi các bào tử.

  • Gặp điều kiện thuận lợi BT nảy mầm thành cơ thể mới.

Actinomycetes (xaï khuaån)


4. Sinh sản ở vi sinh vật nhân chuẩn trì tốc độ ST của VK bằng đúng hệ số pha loãng (µ = D)

4.1 Nấm men

  • Sinh sản vô tính

    - Nảy chồi là hình thức sinh sản vô tính chủ yếu

Saccharomyces cerevisiae


  • Phân đôi trì tốc độ ST của VK bằng đúng hệ số pha loãng (µ = D)là hình thức sinh sản vô tính ít phổ biến và chỉ xảy ra ở 1 chi của nấm men là Schizosaccharomyces.

  • Sinh sản hữu tính ở nấm men

    - Ss hữu tính bằng bào tử túi

giaûm phaân

TB (2n)

Tuùi baøo töû(4 baøo töû)

giaûi phoùng

naûy choài

dung hôïp

baøo tử

TB (2n)

khaùc giôùi


Schizosaccharomyces trì tốc độ ST của VK bằng đúng hệ số pha loãng (µ = D)

Saccharomyces cerevisiae


4 2 sinh s n n m m c
4.2.Sinh sản ở nấm mốc trì tốc độ ST của VK bằng đúng hệ số pha loãng (µ = D)

  • 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.


b. Sinh sản vô tính: trì tốc độ ST của VK bằng đúng hệ số pha loãng (µ = D)bằng bào tử kín


c. trì tốc độ ST của VK bằng đúng hệ số pha loãng (µ = D)Sinh sản vô tính bằng bào tử áo

Bào tử được bao bọc bởi vách dày.


Sinh s n h u t nh n m m c
Sinh sản trì tốc độ ST của VK bằng đúng hệ số pha loãng (µ = D)hữu tính ở nấm mốc

a. Sinh sản hữu tính bằng bào tử đảm

- Có ở các nấm lớn như nấm rơm.

- Mặt dưới mũ nấm có cấu trúc hình dùi cui gọi là đảm.

- Bào tử phát sinh trên các đỉnh của đảm gọi làbào tử đảm.


b. trì tốc độ ST của VK bằng đúng hệ số pha loãng (µ = D)Sinh sản hữu tính bằng bào tử túi

- Bào tử nằm bên trong các túi gọi làBT túi.

c.Sinh sản hữu tính bằng bào tử tiếp hợp

- BT lớn được hình thành trong lớp thành rất dày

Mucor

Rhizopus


d. Sinh sản hữu tính bằng bào tử noãn trì tốc độ ST của VK bằng đúng hệ số pha loãng (µ = D)

Là bào tử lớn có lông roi và được hình thành ở các nấm thủy sinh.


để trì tốc độ ST của VK bằng đúng hệ số pha loãng (µ = D)

4.3.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 trì tốc độ ST của VK bằng đúng hệ số pha loãng (µ = D)

  • 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 trì tốc độ ST của VK bằng đúng hệ số pha loãng (µ = D)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 cóxạ khuẩn cố định đạm để phủ xanh đồi trọc, tái sinh rừng.


B trì tốc độ ST của VK bằng đúng hệ số pha loãng (µ = D)ón phân để VSV phát triển tại

khu vực ô nhieãm daàu


S d ng c c ch ph m sinh h c probiotic ph ng v tr m t s b nh ng ru t
Sử dụng các chế phẩm sinh học Probiotic phòng và trị một số bệnh đường ruột

E. Coli và Sal. typhimurium

Shigella fnexneri


Shigella fnexneri và trị một số bệnh đường ruột

Vibrio cholerae


ad