Bài 2 - Vi Sinh Vật - Dinh Dưỡng Tăng Trưởng

Bài giảng môn Vi Sinh Vật học, giúp bạn củng cố kiến thức giúp bạn học tốt môn học Bài giảng môn Vi Sinh Vật học, giúp bạn củng cố kiến thức giúp bạn học tốt môn học

TR ƯỜNG ĐH NGUYỄN TẤT THÀNH - KHOA DƯỢC

BỘ MÔN VI SINH – KÝ SINH TRÙNG

• Nắm được các nhu cầu dinh dưỡng và yếu tố tăng trưởng của vi khuẩn

• Trình bày được biểu đồ tăng trưởng ở vi khuẩn

• Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến sự tăng trưởng

• Kiểm soát sự tăng trưởng của vi khuẩn

 Chất đa lượng và chất vi lượng

 Yếu tố tăng trưởng

• Điều kiện nuôi cấy: pH, nhiệt độ, thông khí…

1 Carbon

• ½ chất khô tb  Ý nghĩa hàng đầu trong sự sống VSV

• Giá trị dinh dưỡng và khả năng hấp phụ tùy thuộc:

• Thành phần và cấu tạo hóa học nguồn C: mức độ oxy hóa của nguyên tử C

- C vô cơ thuần: VSV không sử dụng

- C #: sử dụng được

- CO2: nguồn C duy nhất của VSV quang tổng hợp

• Đặc điểm sinh lý VSV: VSV đồng hóa trực tiếp chất phân tử thấp, thủy phân chất cao phân tử

Phân loại VSV theo nguồn năng lượng và carbon:

NL: Ánh sáng

Quang dị dưỡng

NL: Chất hữu

cơ

Hóa dị dưỡng

2 Nitơ

• Nhu cầu thứ 2 trong tb

• Cấu tạo protein, acid nucleic, peptidoglycan

• VSV sử dụng N không chỉ phụ thuộc nguồn N, còn tùy tỉ

lệ C:N trong môi trường

• Nguồn N ở 2 dạng: vô cơ (muối nitrat, nitrit), hữu cơ (pepton, nước thịt,…); N không khí: VSV cố định đạm

3 Phospho

• Tổng hợp ADN, ARN, ATP, phospholipid…

• Nguồn P vô cơ dễ sử dụng (KH2PO4) Hữu cơ: phức tạp,

Cần với lượng nhỏ nhưng không thể thiếu đ/v VSV

• Coban: cấu tạo vitB12

9

• Là chất cần với lượng rất nhỏ, thiết yếu cho sự tăng trưởng của VK nhưng tb không tự tổng hợp được

• Thường cung cấp dưới dạng

• Vitamin: chức năng coenzym

• Acid amin: cấu tạo protein

• Purin và pyrimidin: tổng hợp acid nucleic

 Nếu dùng nguyên liệu hữu cơ (pepton, cao men) thì đa số YTTT đã có sẵn, không cần bổ sung thêm

Dựa vào thành phần, chia thành

11

Dựa vào mục đích sử dụng, chia thành

• MT cơ bản: đầy đủ cdd cho đa số VK tăng trưởng

• MT chọn lọc: ngăn chặn hầu hết VK trừ VK khảo sát*

• MT xác định tính chất sinh hóa: phát hiện hoạt tính enzym của VK thuần chủng*

Một số định nghĩa

• Sự tăng trưởng tb*: gia tăng số lượng tb/ sinh khối tb

• Tốc độ tăng trưởng: sự thay đổi số tb/ sinh khối tb trong 1 đơn vị thời gian

• Thời gian thế hệ: thời gian để số tế bào nhân đôi

• Tăng trưởng lũy thừa: sự tăng trưởng có số tế bào tăng gấp đôi ở mỗi giai đoạn  đường biểu diễn logarit 10 là đường thẳng*

Tính thời gian thế hệ trong tăng trưởng lũy thừa*

-t: Thgian tăng trưởng lũy thừa

-n: Số thế hệ trong gđ lũy thừa

-G: Thời gian thế hệ

15 Nuôi cấy VK trong môi trường lỏng, bình kín thì Đường cong tăng trưởng* như hình:

2 Pha lũy thừa

• Số lượng tb tăng theo cấp số nhân đến khi cạn kiệt cdd thiết yếu/MT hoặc sản phẩm thải đạt đủ mức kiềm chế

• Tb có trạng thái khỏe mạnh nhất  lý tưởng để nghiên cứu về enzym hoặc các thành phần khác

17

3 Pha ổn định

• Số tb sinh ra = số tb chết đi

4 Pha suy thoái

• Số tb chết đi > số tb sinh mới

• Sau khi đa số tb chết, tỷ suất chết giảm mạnh: một ít tb tiếp tục sống sót 1 thời gian dài nhờ cdd từ tb chết thải

ra MT

 Tại sao vk lại trải qua pha tiềm ẩn?

 Tại sao ở pha ổn định, số lượng vk không tăng?

 Khi nào vk bước vào pha suy thoái?

 Nên kéo dài pha nào? Rút ngắn pha nào?

 Làm cách nào rút ngắn/ bỏ qua pha tiềm ẩn?

19

 Làm cách nào kéo dài pha lũy thừa?

 Nếu cấy vk đang ở pha ổn định, pha suy thoái vào MT mới, đường cong tăng trưởng như hình nào? Vì sao?

 Nhiệt độ

 pH

 Áp suất thẩm thấu

 Oxy

23

•Nhóm ưa lạnh: T o ~<15 o C

•Nhóm trung bình: T o ~20-40 o C •Nhóm ưa nhiệt: T o ~45-60 o C

•Nhóm ưa nhiệt cao: T o ~>80 o C

25

Phân loại VSV theo nhu cầu oxy

Sản phẩm của hô hấp là các dạng độc tính cao của oxy như: superoxid (O2-), hydroxyl (OH*), H2O2 có khả năng oxy hóa các chất hữu cơ/ tb

 VSV hiếu khí có enzym phân hủy oxy độc: catalase, peroxidase, superoxid dismutase

27

Ý nghĩa trong nuôi cấy VSV*

• VSV hiếu khí: lắc, khuấy, sục khí tiệt trùng vào MT

• VSV kỵ khí: khử oxy trong MT như thioglycolat, cho khí tiêu oxy vào bình

 Môi trường hoạt tính nước thấp: VSV lấy nước bằng cách tăng nồng độ chất tan nội bào

29

Một số khái niệm

 Sự vô trùng (Sterility) / Sự vô khuẩn (Aseptic)

 Tiệt trùng (Sterilisation) / Sát trùng (Antiseptic) / Tẩy trùng (Disinfection)

 Chất kìm khuẩn (Bacteriostatic agent) / Chất diệt khuẩn (Bacteriocidal agent)

 Sự nhiễm trùng (Contamination)

 Vệ sinh (Sanitation)

 Nhiệt ẩm có áp suất*: 121oC, 1.1 kg/cm2 Dùng cho sản phẩm y tế, dụng cụ, MT nuôi cấy

 Nhiệt ẩm không áp suất: 62.8oC/30ph hoặc 71.7oC/15ph (PP Pasteur, Tyndall)*

 Nhiệt khô: 180oC/2h Thủy tinh, bột, dầu (lò sấy)

 Tia tử ngoại: không khí, bề mặt

 Tia phóng xạ: chỉ khâu, đồ nhựa dùng 1 lần*

 Lọc*: dung dịch (màng cellulose 0.45, 0.22μm) hoặc không khí (lọc HEPA)

Yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả tẩy trùng

33

 Tác nhân chọn lọc trên VSV, ít ảnh hưởng đến tb chủ

 Kháng sinh: chất nguồn gốc tự nhiên/ tổng hợp, tác động tại chỗ/ hệ thống, hiệu quả kìm khuẩn/ diệt khuẩn

Ức chế tổng hợp

protein

Aminoglycosid, Tetracyclin, Spectinomycin Chloramphenicol, Erythromycin

GV: Nguyễn Thị Ngọc Yến

35

Sự trao đổi chất nhằm cung cấp:

 Vật liệu để xây dựng cơ thể

 Năng lượng ở dạng thích hợp cho tb Quan trọng nhất là

NL ở dạng ATP, xem như “tiền tệ năng lượng” cho các

PƯ trao đổi NL của tb

Glucose Đường phân EM, HMP, ED

Acid pyruvic

Chuỗi chuyền điện tử

Đường phân CT Krebs Chuỗi chuyền

(OXH hoàn toàn)

Hô hấp

kỵ khí

Lên men

(OXH không hoàn toàn)

Hỗn hợp acid Hỗn hợp acetoin

49

 What is the generation time of a bacterial population that increases from 10,000 cells to 10,000,000 cells in four hours of growth?

 What is the generation time of a bacterial population that increases from 10,000 cells to 10,000,000 cells in four hours of growth?

51

 A single yeast cell that has the generation time of 30 minutes is introduced into a broth medium, approximately how many cells would be in a culture after 10 hours ?

 Cấy 200 tế bào vào môi trường, sau 7h nuôi cấy thu

1638400 tế bào Biết cứ 25ph tế bào nhân đôi 1 lần Hỏi vsv trên có trải qua pha tiềm ẩn không và kéo dài bao lâu?