BÀI 18: CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SINH TRƯỞNG CỦA VI SINH VẬT Mục tiêu Kiến thức + Trình bày đặc điểm số chất hố học ảnh hưởng đến sinh trưởng vi sinh vật + Trình bày khái niệm nhân tố sinh trưởng Phân biệt vi sinh vật nguyên dưỡng vi sinh vật khuyết dưỡng + Trình bày ảnh hưởng yếu tố vật lí đến sinh trưởng vi sinh vật (chú ý phân tích yếu tố: nhiệt độ, độ ẩm pH) + Lấy số ví dụ ứng dụng yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng VSV thực tiễn Kĩ + Đọc xử lí thơng tin SGK để tìm hiểu đặc điểm số chất hố học ảnh hưởng đến sinh trưởng vi sinh vật, khái niệm nhân tố sinh trưởng, ảnh hưởng yếu tố vật lí đến sinh trưởng vi sinh vật + So sánh để phân biệt vi sinh vật nguyên dưỡng vi sinh vật khuyết dưỡng Trang I LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM Chất hóa học 1.1 Chất dinh dưỡng Chất dinh dưỡng chất cần thiết cho phát triển vi sinh vật Một số chất hữu phân tử nhỏ axit amin, vitamin, cần cho sinh trưởng vi sinh vật chúng tự tổng hợp gọi nhân tố sinh trưởng + Vi sinh vật không tự tổng hợp nhân tố sinh trưởng gọi vi sinh vật khuyết dưỡng + Vi sinh vật tự tổng hợp nhân tố sinh trưởng gọi vi sinh vật nguyên dưỡng 1.2 Chất ức chế sinh trưởng Các chất hóa học ức chế vi sinh vật xếp thành nhóm: Chất khử trùng: chất có hoạt tính mạnh, diệt tất đối tượng vi sinh vật (nấm, vi khuẩn, bào tử) gây tổn thương cho tế bào người động vật Chất sát trùng: diệt phần lớn ức chế vi sinh vật, nồng độ định không làm tổn thương tế bào người động vật Chất kháng sinh: tiêu diệt chọn lọc vi sinh vật nồng độ thấp Lưu ý: Ranh giới chất khử trùng chất sát trùng mang tính chất tương đối Một hóa chất chất khử trùng hay chất sát trùng tùy thuộc vào tính chất hóa học, nồng độ thời gian tác dụng lên vi sinh vật Ảnh hưởng yếu tố vật lí đến sinh trưởng vi sinh vật ứng dụng thực tiễn 2.1 Nhiệt độ Nhiệt độ ảnh hưởng lớn đến tốc độ phản ứng sinh hóa học tế bào, làm cho vi sinh vật sinh sản nhanh hay chậm Nhiệt độ cao thấp làm biến tính loại prơtêin, axit nuclêic Người ta sử dụng nhiệt độ cao để diệt trùng, nhiệt độ thấp để kìm hãm sinh trưởng vi sinh vật Căn vào khả chịu nhiệt, người ta chia vi sinh vật thành nhóm: vi sinh vật ưa lạnh, vi sinh vật ưa ấm, vi sinh vật ưa nhiệt vi sinh vật ưa siêu nhiệt 2.2 Độ ẩm Hàm lượng nước môi trường định độ ẩm mà nước dung môi chất khống dinh dưỡng, yếu tố hóa học tham gia vào trình thủy phân chất Nhìn chung, vi khuẩn địi hỏi độ ẩm cao, nấm men địi hỏi nước hơn, cịn nấm sợi sống điều kiện độ ẩm thấp Do đó, nước dùng để khống chế sinh trưởng nhóm vi sinh vật 2.3 pH pH ảnh hưởng đến tính thấm qua màng, hoạt động chuyển hóa vật chất tế bào, hoạt tính enzim, hình thành ATP, Trang Trong trình sống, vi sinh vật thường tiết chất môi trường làm thay đổi pH môi trường Dựa vào pH môi trường, người ta chia vi sinh vật thành nhóm chính: vi sinh vật ưa axit, vi sinh vật ưa kiềm, vi sinh vật ưa pH trung tính 2.4 Ánh sáng Mức lượng ánh sáng tuỳ thuộc vào độ dài bước sóng tia sáng Ánh sáng có tác dụng chuyển hố vật chất tế bào ảnh hưởng đến hoạt động sinh trưởng vi sinh vật Các xạ ánh sáng tiêu diệt ức chế vi sinh vật như: tia tử ngoại, tia gamma, tia X Ví dụ: tia tử ngoại (độ dài sóng 250 - 260nm) thường làm biến tính axit nuclêic Tia Rơnghen, tia Gamma làm ion hóa prơtêin axit nuclêic dẫn đến đột biến hay gây chết 2.5 Áp suất thẩm thấu Sự chênh lệch nồng độ chất bên màng sinh chất gây nên áp suất thẩm thấu Vì vậy, đưa vi sinh vật vào mơi trường có nồng độ cao vi sinh vật bị nước dẫn đến tượng co nguyên sinh làm chúng không phân chia Trang II CÁC DẠNG BÀI TẬP Ví dụ mẫu Ví dụ 1: (Câu - SGK trang 108): Một chủng tụ cầu vàng (Staphylococcus aureus) cấy loại môi trường sau: Mơi trường a gồm: nước, muối khống nước thịt Mơi trường b gồm: nước, muối khống, glucơzơ thiamin (vitamin B1) Môi trường c gồm: nước, muối khống, glucơzơ. Sau ni tủ ấm 37°C thời gian, môi trường a môi trường b trở nên đục, môi trường suốt a Môi trường a, b c loại môi trường gì? b Hãy giải thích kết thực nghiệm c Glucơzơ, thiamin nước thịt có vai trị vi khuẩn? Trang Hướng dẫn giải a Chủng tụ cầu vàng cấy ba loại môi trường, ba loại môi trường là: + Môi trường a mơi trường bán tổng hợp có nước thịt muối khống + Mơi trường b mơi trường tổng hợp có glucơzơ, muối khống vita-min B1 + Môi trường c môi trường tổng hợp có glucơzơ muối khống b Giải thích kết thí nghiệm Vi khuẩn tụ cầu vàng thuộc nhóm vi sinh vật khuyết dưỡng (cần có tiamin để phát triển), mơi trường dinh dưỡng ngồi việc cung cấp nguồn cacbon, nitơ khống chất cần phải bổ sung thêm thiamin vi khuẩn phát triển Mơi trường a b có đủ điều kiện kể nên chủng vi khuẩn tụ cầu vàng phát triển làm cho môi trường trở nên đục, ngược lại mơi trường c khơng có thiamin (nhân tố sinh trưởng) nên vi khuẩn không phát triển, kết mơi trường suốt c Vai trị glucôzơ, thiamin, nước thịt + Glucôzơ: hợp chất cung cấp cacbon lượng cho vi khuẩn + Thiamin: vai trị hoạt hóa enzim + Nước thịt: hợp chất cung cấp cacbon, nitơ thiamin cho vi khuẩn Ví dụ (Câu - SGK trang 109): Vi khuẩn lactic (Lactobacillus arabinosus) chủng tự tổng hợp axit folic (một loại vitamin) không tự tổng hợp phênina- lanin (một loại axit amin), vi khuẩn lactic chủng ngược lại Có thể ni chủng vi sinh vật môi trường thiếu axit folic phêninalanin đủ chất dinh dưỡng khác khơng, sao? Hướng dẫn giải Có thể hai chủng vi khuẩn lactic hai vi khuẩn khuyết dưỡng bổ trợ cho nhân tố sinh trưởng axit folic phênilalamin nên nuôi chủng vi sinh vật mơi trường khơng có hai nhân tố sinh trưởng có đẩy đủ chất dinh dưỡng khác chúng phát triển Ví dụ (Câu - SGK trang 109): Vì nên đun sơi lại thức ăn dư trước lưu giữ tủ lạnh? Hướng dẫn giải Trong khơng khí có nhiều bào tử vi sinh vật vi sinh vật Sau ăn, thức ăn thừa phần lớn bị nhiễm vi sinh vật, trước cho vào tủ lạnh cất giữ cần đun sơi lại để diệt khuẩn Ví dụ 4: Khi muối chua rau muốn để lâu người ta thường cho nhiều muối nhằm A thay đổi pH môi trường đề ức chế vi sinh vật tạp nhiễm B thay đổi áp suất thẩm thấu để ức chế vi sinh vật tạp nhiễm C cung cấp dinh dưỡng để vi sinh vật phát triển D cung cấp nhân tố sinh trưởng để vi sinh vật phát triển Hướng dẫn giải Tăng nồng độ chất tan làm tăng áp suất thẩm thấu môi trường, tăng áp suất thẩm thấu mơi trường sinh trưởng số nhóm vi sinh vật tạp nhiễm bị ức chế Chọn B Ví dụ 5: Nhân tố sinh trưởng vi sinh vật A chất dinh dưỡng cần cho sinh trưởng B enzim cần cho sinh trưởng C chất dinh dưỡng cần cho sinh trưởng mà chúng không tự tổng hợp D chất hữu phân tử nhỏ cần cho sinh trưởng mà chúng không tự tổng hợp Trang Hướng dẫn giải Một số chất hữu phân tử nhỏ axit amin, vitamin, cần cho sinh trưởng vi sinh vật chúng tự tổng hợp gọi nhân tố sinh trưởng Chọn D Ví dụ 6: Rau củ muối chua để lâu A vi khuẩn lactic sử dụng hết chất dinh dưỡng B môi trường axit ức chế sinh trưởng nhóm vi sinh vật khác C môi trường bazơ ức chế sinh trưởng nhóm vi sinh vật khác D thường bảo quản kín chai lọ Hướng dẫn giải Khi vi khuẩn lactic phát triển sản sinh axit lactic, hàm lượng axit cao ức chế phát triển nhóm vi sinh vật khác nên sản phẩm muối chua để lâu Chọn B Ví dụ 7: Ni cấy vi sinh vật khuyết dưỡng cần bổ sung A khoáng chất B nhân tố sinh trưởng C hiđratcacbon D kháng sinh Hướng dẫn giải Vi sinh vật khuyết dưỡng vi sinh vật không tự tổng hợp nhân tố sinh trưởng ni cấy vi sinh vật khuyết dưỡng cần bổ sung nhân tố sinh trưởng Chọn B Ví dụ 8: Thức ăn bảo quản thời gian dài tủ lạnh nhiệt độ tủ lạnh A tiêu diệt hết vi sinh vật B làm đông cứng thức ăn vi sinh vật C phá vỡ bào tử vi sinh vật D ức chế phát triển vi sinh vật Hướng dẫn giải Nhiệt độ ảnh hưởng lớn đến tốc độ phản ứng sinh hóa học tế bào, làm cho vi sinh vật sinh sản nhanh hay chậm Nhiệt độ tủ lạnh thấp làm ức chế hoạt động prơtêin, enzim → kìm hãm sinh trưởng vi sinh vật Chọn D Bài tập tự luyện dạng Câu 1: Chia vi sinh vật khuyết dưỡng nguyên dưỡng dựa vào khả A tự tổng hợp nhân tố sinh trưởng B tự tổng hợp prôtêin C tự tổng hợp chất dinh dưỡng D tổng hợp phân giải chất Câu 2: Vi sinh vật phát triển tốt khoảng nhiệt độ 35 - 40°C thuộc nhóm A ưa lạnh B ưa ấm C ưa nhiệt D ưa siêu nhiệt Trang Câu 3: Thuốc kháng sinh thường sử dụng để ức chế sinh trưởng vi sinh vật Vậy chế sau không thuộc vào chế tác động thuốc kháng sinh A tác động chọn lọc lên màng tế bào B phá huỷ tính chất thẩm thấu màng tế bào C làm tăng trình phân bào D kìm hãm tổng hợp phân tử prôtêin, axit nuclêic Câu 4: Vi sinh vật sinh trưởng tốt pH 6,5 - 7,5 ngừng sinh trưởng pH < pH > vi sinh vật A ưa môi trường axit B ưa mơi trường trung tính C ưa mơi trường axit trung tính D ưa mơi trường bazơ Câu 5: Trong sữa chua vi sinh vật gây bệnh A vi khuẩn lactic sữa tạo môi trường axit ức chế vi khuẩn gây bệnh B sữa môi trường sống vi khuẩn gây bệnh C khả cạnh tranh vi khuẩn gây bệnh vi khuẩn lactic sữa chua D vi khuẩn lactic sữa chua tiết kháng sinh tiêu diệt hết vi khuẩn gây bệnh Câu 6: Vì đồ hộp thức ăn bị nhiễm khuẩn, dù đun sơi bị nhiễm độc? ĐÁP ÁN 1-A 2-B 3-C 4-B 5-A Câu 6: Khi đun sôi, bào tử nấm vi khuẩn không bị tiêu diệt Nếu loại nguy hiểm, sau lọt vào thể chúng phát triển gây bệnh Tuy nhiên, phần lớn loài vi khuẩn virut gây bệnh đường ruột khơng có bào tử bị chết dễ dàng đun sôi thức ăn Vi sinh vật phát triển đồ hộp thức ăn tích luỹ số độc tố nguy hiểm Nhiều độc tố bền nhiệt gây nhiễm độc cho người sử dụng Trang ... dụng lên vi sinh vật Ảnh hưởng yếu tố vật lí đến sinh trưởng vi sinh vật ứng dụng thực tiễn 2.1 Nhiệt độ Nhiệt độ ảnh hưởng lớn đến tốc độ phản ứng sinh hóa học tế bào, làm cho vi sinh vật sinh sản... độ thấp để kìm hãm sinh trưởng vi sinh vật Căn vào khả chịu nhiệt, người ta chia vi sinh vật thành nhóm: vi sinh vật ưa lạnh, vi sinh vật ưa ấm, vi sinh vật ưa nhiệt vi sinh vật ưa siêu nhiệt... triển vi sinh vật Một số chất hữu phân tử nhỏ axit amin, vitamin, cần cho sinh trưởng vi sinh vật chúng tự tổng hợp gọi nhân tố sinh trưởng + Vi sinh vật không tự tổng hợp nhân tố sinh trưởng