PHẦN 3. CÁC BÀI TẬP PHẦN VI SINH.Image.Marked.Image.Marked

PHẦN III: CÁC BÀI TẬP PHẦN VI SINH A CÁC DẠNG BÀI TẬP Đặt mua file Word link sau https://tailieudoc.vn/phankhacnghe/ Các tập xác định sinh khối vi sinh vật Bài 1: Một vi khuẩn hình cầu có khối lượng khoảng 5.10-13 gam, 20 phút lại nhân đôi lần Trong điều kiện nuôi cấy tối ưu cần để đạt tới khối lượng 6.1027 gam? Hướng dẫn giải Cách giải Kết Số tế bào tạo ra: N  1027 :  1013   1, 1040 Với N  2n (n số lần phân chia) Ta có 2n  1, 1040 Logarit vế ta n  ln  ln1,  40  ln10 n Cứ 20 phút  ln1,  40  ln10  133 (lần phân chia) ln Thời gian cần thiết để đạt khối lượng 6.1027 gam là: t  44,3333 (giờ) phân chia lần Thời gian t  133  44,3333 (giờ) Bài 2: Một vi khuẩn hình cầu có khối lượng 4.10-13 gam, 20 phút lại nhân đôi lần Trong điều kiện nuôi cấy tối ưu cần để từ vi khuẩn sinh sản số lượng vi khuẩn có tổng khối lượng đạt 1020 gam? Hướng dẫn giải Cách giải Kết Trang Gọi n số hệ vi khuẩn Ta có 4.1013  2n  1020 1020 2   2,5.1032 13 4.10 n n ln 2,5  32 ln10  107, ln 35,8745 (t thời gian tính giờ, g = 20 phút  giờ)  t  107,  35,8745 (giờ) Bài 3: Khi nuôi cấy vi khuẩn E.Coli môi trường nuôi cấy không liên tục 1200 tế bào với pha tiềm phát kéo dài giờ, thời gian hệ 30 phút Hãy tính số lượng tế bào tạo thành sau 55 phút, (trong trường hợp tất tế bào phân chia trường hợp số tế bào ban đầu bị chết) Hướng dẫn giải Cách giải Kết - Sau 55 phút tế bào pha tiềm phát nên số lượng tế bào không tăng - Sau 55 phút số Tổng số tế bào 1200 lượng tế bào 1200 - Sau giờ, tế bào phân chia với thời gian hệ 30 phút số tế bào - Sau tất tế bào phân chia số tế bào tạo thành 307200 tế bào lần phân chia 60 4  30  Như vậy, sau số số lượng tế bào tạo thành là: số tế bào bị + Nếu số tế bào ban đầu tham gia phân chia số lượng tế bào tạo thành chết số tế bào tạo 307200 tế bào thành là: 230400 tế bào + Nếu số tế bào ban đầu bị chết số lượng tế bào tạo thành sau phân chia là: N  N  2n  1200  28  307200 tế bào - Nếu 120   1200     230400 tế bào   Các tập thời gian hệ số tốc độ sinh trưởng vi sinh vật Bài 1: Theo dõi thời gian phân chia số tế bào vi khuẩn, người ta thu bảng sau: Thời gian (phút) Số lần phân chia 2n Số tế bào quần thể 0 1 30 2 60 4 Trang 90 8 a) Hãy xác định thời gian hệ (g) tốc độ sinh trưởng riêng loài sinh vật trên? b) Giả sử, cấy lượng khoảng 200 tế bào vi sinh vật vào môi trường dinh dưỡng C, nhận thấy pha cân đạt sau với tổng số tế bào 1638400 tế bào/ml Liệu vi khuẩn có qua pha tiềm phát khơng? Hướng dẫn giải Cách giải Kết Thời gian hệ g = 30 phút = Thời gian hệ Tốc độ sinh trưởng riêng: u  2 g Tốc độ sinh trưởng riêng: u = g = 30 phút Vậy, có pha tiềm phát 30 phút Sau chủng vi sinh vật phân chia với số lần là: Nt  N  2n 1638400  200  2n  n  13 Thời gian cần cho 13 lần phân chia là: 13  30  390 Thời gian cần cho pha tiềm phát là:  60  390  30 phút Bài 2: Người ta cấy vào ml môi trường ni cấy thích hợp 106 Staphylococcus 102 loại vi khuẩn biến chủng N0II (biến chủng) a) Hỏi số lượng tế bào chủng 1ml tạo thời điểm giờ? b) Sau nuôi ủ số lượng chủng (không kể pha tiềm phát) đếm 8.108 Staphylococcus/ml 103 chủng N0II/ml Hỏi thời gian lứa chủng bao nhiêu? Hướng dẫn giải Cách giải Kết 2.105 (tế bào) a) Ta có: - Số lượng vi khuẩn Staphylococcus 1ml môi trường: 106  2.105 (tế bào) - Số lượng vi khuẩn N0II (biến chủng) 1ml môi trường: 102  20 (tế bào) b) Ta có: + 105  2n1  108  2n1  103  n1  ln  3ln10  11,966 ln Vậy thời gian hệ Staphylococcus là: g  t  60   30 phút n 11,966 20 (tế bào) Vậy thời gian hệ Staphylococcus là: 30 phút Vậy thời gian hệ N0II (biến chủng) là: 50 phút + 20  2n  103  2n  150 Trang  n2  ln150  7, 229 ln Vậy thời gian hệ N0II (biến chủng) là: g  t  60   50 phút n 7, 229 Bài 3: Một lồi vi khuẩn hình cầu có khối lượng khoảng 5.10-13 gam Khi nuôi cấy 5.10-11 gam vi khuẩn môi trường nuôi cấy sau đạt tới khối lượng 2,56.10-8 gam, sau đạt khối lượng 1,76.10-4 gam Xác định thời gian hệ (g) loài vi khuẩn này? Hướng dẫn giải Cách giải Kết Xác định thời gian hệ (g) loài vi khuẩn - Thời gian hệ (g): Cần lưu ý bắt đầu ni cấy vi khuẩn trải qua pha tiềm phát 9,4138 (phút/lần) nên muốn xác định thời gian hệ, vào giai đoạn nuôi từ lúc đến lúc - Gọi n số hệ vi khuẩn từ lúc đến Ta có: 2,56 108  2n  1, 766.104  2n  n 1, 766.104  6875 2,56 108 ln 6875  12, 7471 ln Hằng số tốc độ sinh trưởng: u n 12, 7471   6,3736 (lần/giờ) t  t1 86 Thời gian hệ g 1   0,1569  9, 4138 (phút) u 6,3736 Bài tập xác định thời gian pha tiềm phát Bài 1: Người ta tiến hành nuôi cấy vi khuẩn E.coli môi trường chứa glucôzơ lactôzơ Đếm tế bào dịch nuôi cấy thời điểm khác thu số liệu sau: Thời gian Số tế bào/ml Thời gian Số tế bào/ml Trang Sau 10000 Sau 320000 Sau 40000 Sau 0,54.106 Sau 160000 Sau 2,03.106 Sau 160000 Sau 3,42.106 a Xác định thời điểm mà tế bào vi khuẩn bắt đầu phân giải lactôzơ b Thời gian hệ vi khuẩn bao nhiêu? c Tốc độ phân chia trung bình lồi (tế bào/giờ) Hướng dẫn giải Cách giải a Thời gian bắt đầu phân giải lactôzơ: Sau b Thời gian hệ: Khi phân giải lactôzơ: 10000  2n  40000  n   g  1 60 :  30 phút c Thời gian phân chia giai đoạn: Kết a Thời gian bắt đầu phân giải lactôzơ: Sau b Thời gian hệ: 30 phút c Thời gian phân chia trung bình: 1,302 (lần/giờ) - giờ: lần/giờ - giờ: - giờ: lần - giờ: 0,755 lần - giờ: 1,91 giờ - giờ: 0,753  Thời gian phân chia trung bình:     0, 755  1,91  0, 753 :  1,302 (lần/giờ) Bài 2: Người ta nuôi cấy chủng vi sinh vật môi trường nuôi cấy nhân tạo Khi bắt đầu nuôi cấy thấy nồng độ vi khuẩn N0 = 102 vi khuẩn/ml, pha cân đạt sau vào lúc môi trường chứa N = 106 vi khuẩn/ml Trong điều kiện nuôi cấy độ dài hệ chủng vi khuẩn 25 phút Hỏi chủng vi khuẩn có phải trải qua pha lag khơng? Nếu có kéo dài bao lâu? Hướng dẫn giải Cách giải Kết Trang Vậy pha lag kéo dài: 27,8 phút 106 Ta có: 10   10    104 10 n n 2n  104 Tiến hành logarit vế ta n  ln   ln10  n   ln10  13, 288 ln Thời gian nguyên phân là: 25 13, 288  332, phút Vậy pha tiềm phát kéo dài thời gian:  60  332,  27,8 phút Bài tập xác định thể tích lấy mẫu đẻ mật độ vi sinh vật ổn định Bài 1: Ni cấy nấm men bia bình ni cấy liên tục tích lít, sau người ta rút dịch ni có chứa nấm men bổ sung chất dinh dưỡng cho đầy bình Lượng thể tích rút để mật độ tế bào có chất dịch rút không thay đổi lần rút? Biết thời gian hệ nấm men bia Hướng dẫn giải Cách giải Kết Giả sử số tế bào có bình nước lúc rút N Số tế bào rút A Sau rút, số tế bào lại là: N – A lít Sau số lượng tế bào phải ban đầu thời gian hệ nấm men nên ta có:  N  A   22  N  4N  4A  N  A  Tức lượng tế bào rút Suy thể tích rút N lượng tế bào có bình thể tích bình (Tức lít) Bài 2: Ni cấy nấm men bia bình ni cấy liên tục tích 20 lít, sau người ta rút dịch ni có chứa nấm men bổ sung chất dinh dưỡng vào cho đầy bình Lượng thể tích rút để mật độ tế bào có chất dịch rút không thay đổi lần rút? Biết thời gian hệ nấm men bia Hướng dẫn giải Cách giải Kết Trang - Sau giờ, số lần phân chia : = lần Lượng cần rút là: 17,5 lít - Gọi tế bào ban đầu N0, ta có sau là: 23  N  8N - Để mật độ không đổi rút dịch lượng cịn lại N0 Vậy lượng cần rút: 8N  N  7N Vậy lượng cần rút là:  20 :    17,5 lít Bài tập trình phân giải chất tế bào Bài 1: Có lồi nấm tiến hành dị hóa glucơ (phân giải glucơ) tạo ATP theo cách sau đây: Hiếu khí: C6 H12 O6  6O  6CO  6H O Kị khí: C6 H12 O6  2C2 H 5OH  2CO Lồi nấm ni cấy mơi trường chứa glucô Một nửa lượng ATP tạo hơ hấp kị khí a Tỉ lệ tốc độ dị hóa glucơ theo kiểu hiếu khí kị khí bao nhiêu? b Lượng oxygen tiêu thụ chờ đợi (số mol O2/mol glucô tiêu thụ)? c Lượng CO2 thải chờ đợi (số mol CO2/mol glucô tiêu thụ)? Giả thiết glucô lên men theo đường phân hủy glucô kiểu Emden – Meyerhof – Parnas (EMP) phốtphorin hóa, oxy hóa xảy với hiệu tối đa Hướng dẫn giải Cách giải a Năng lượng thu phân giải mol glucô theo đường là: Hiếu khí: C6 H12 O6  6O  6CO  6H O  38ATP Kị khí: C6 H12 O6  2C2 H 5OH  2CO  2ATP Kết a Năng lượng thu được: Hiếu khí: 38 ATP Kị khí: ATP Theo giả thiết, nửa lượng ATP tạo hơ hấp kị khí nên tỉ lệ Tỷ lệ: 19 lần tốc độ dị hóa glucơ theo kiểu hiếu khí kị khí là: 38/2 = 19 (lần) b Lượng oxy gen tiêu b Lượng oxygen tiêu thụ là: mol thụ là: 0,3 (mol O2/ Tổng số mol glucô tiêu thụ là: mol glucô) mol + 19 mol = 20 mol c Lượng CO thải Lượng oxygen tiêu thụ chờ đợi tổng số mol glucô tiêu thụ là: 6: 20 = 0,3 (mol O2/ mol glucô) là: 2,2 (mol CO2/mol glucô) c Lượng CO2 thải là: 19     44mol Lượng CO2 thải chờ đợi tổng số mol glucô tiêu thụ là: 44 : 20  2, (mol CO2/mol glucô) Bài 2: Vi khuẩn có phương thức sống kị khí khơng bắt buộc thực phương thức lên men hô hấp hiếu khí theo phương trình sau: Hiếu khí: C6 H12 O6  6O  6CO  6H O  38ATP Kị khí: C6 H12 O6  2C2 H 5OH  2CO  2ATP Trang Nếu q trình sống, lồi vi khuẩn phân giải 25% glucozơ theo đường lên men 75% theo đường hơ hấp sử dụng 360 gam glucozơ thu mol ATP giải phóng mol CO2? Giả thiết glucơ lên men theo đường phân hủy glucô kiểu Emden – Meyerhof – Parnas (EMP) phốtphorin hóa, oxy hóa xảy với hiệu tối đa Hướng dẫn giải Cách giải Kết a) Năng lượng thu phân giải mol glucô theo đường Hiếu khí: C6 H12 O6  6O  6CO  6H O  38ATP Kị khí: C6 H12 O6  2C2 H 5OH  2CO  2ATP 58 mol ATP Theo giả thiết, 25% glucozơ theo đường lên men 75% theo đường hô hấp - 360 gam glucozơ = mol glucozơ - Số mol ATP lên men tạo 25%    1 mol  - Số mol ATP hô hấp tạo 75%  38   57  mol   Tổng số mol ATP tạo + 57 = 58 mol Bài tập xác định mật độ vi sinh vật môi trường Bài 1: Để xác định số lượng nấm men bình ni cấy có dung tích 7,6 lít người ta tiến hành pha lỗng ống nghiệm có chứa 8ml nước cất vô trùng theo sơ đồ sau: Trong ống nghiệm thứ lấy 0,2ml dung dịch trải lên bề mặt môi trường dinh dưỡng đặc đựng đĩa peetri Kết đĩa peetri có 25 khuẩn lạc phát triển Tính khối lượng nấm men có bình ni cấy Biết tế bào nấm men có khối lượng 2,11.10-11 g Hướng dẫn giải Cách giải Kết Trang Rót 2ml dịch vào 8ml nước  Hệ số pha lỗng  Khối lượng nấm men có bình 0,6264 g  10 - Cứ lần pha loãng lần Sau lần pha lỗng số lần pha lỗng 1  lần 5 3125 - Nồng độ nấm men ống số 25  125 (tế bào/ml)  125000 (tế bào/lít) 0, - Số lượng tế bào nấm men có bình ni cấy (lúc chưa pha loãng) là: 7,  3125 125000  2968750000 (tế bào) - Khối lượng nấm men có bình: 2968750000  2,111011  0, 6264g Bài 2: Để xác định số lượng nấm men bình ni cấy có dung tích 25 lít người ta tiến hành pha lỗng ống nghiệm có nước cất vơ trùng theo sơ đồ sau: Trong ống nghiệm thứ lấy ml dung dịch trải lên bề mặt môi trường dinh dưỡng đặc đựng đĩa petri Kết đĩa petri có 24 khuẩn lạc phát triển Tính khối lượng nấm men có bình ni cấy Biết tế bào nấm men có khối lượng 2,11.10-11g Hướng dẫn giải Cách giải Kết Theo ra, ta tính số lượng tế bào nấm men ống nghiệm khối lượng nấm men sau: có bình ni cấy: 4,22.10-2 gam - Lần thứ pha loãng  10 - Lần thứ hai pha loãng  10 - Lần thứ ba pha loãng   10 - Lần thứ tư pha loãng   10 Trang - Lần thứ năm pha loãng  10 Số lần pha loãng sau ống nghiệm  1      lần 10 10 10 10 - Mật độ khuẩn lạc bình = 24 (khuẩn lạc/ml) - Số vi khuẩn 25 lít ban đầu = 25 103  24  104  109 - Vậy khối lượng nấm men có bình ni cấy: 109  2,111011  4, 22 102 gam B CÁC BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài 1: Một vi khuẩn hình cầu có khối lượng khoảng 4.10-13 gam, 30 phút lại nhân đôi lần Trong điều kiện ni cấy tối ưu cần để đạt tới khối lượng 1027 gam? Bài 2: Một thể nấm men có khối lượng 9.10-13 gam, 60 phút lại phân đôi lần Trong điều kiện ni cấy tối ưu cần để đạt tới khối lượng đạt 1020 gam? Bài 3: Một thể nấm men có khối lượng 9.10-13 gam Trong điều kiện ni cấy tối ưu 60 phút lại phân đôi lần Giả sử ban đầu có 100 gam nấm men cần thời gian nuôi cấy để đạt tới khối lượng 1025 gam? Bài 4: Cho bảng sau: Thời gian (phút) Số lần phân chia 2n Số tế bào quần thể 0 1 30 2 60 4 90 8 a Hãy cho biết thời gian hệ (g) tốc độ sinh trưởng riêng loài sinh vật trên? b Giả sử, cấy lượng khoảng 200 tế bào vi sinh vật vào môi trường dinh dưỡng C, nhận thấy pha cân đạt sau với tổng số tế bào 1638400 tế bào/ml Liệu vi khuẩn có qua pha tiềm phát không? Bài 5: Nuôi cấy 104 tế bào vi khuẩn E.coli bình ni cấy khơng liên tục có chứa hai loại nguồn cung cấp cacbon glucôzơ sorbiton Sau 10 nuôi cấy, đồ thị biểu diễn sinh trưởng quần thể vi khuẩn có dạng: Trang 10 Biết rằng: - Trong pha lũy thừa thứ có thời gian hệ (g) 15 phút - Sau 6,5 nuôi cấy số lượng vi khuẩn bình 1639.105 tế bào a Xác định số lượng tế bào vi khuẩn bình ni cấy sau ni cấy b Tính thời gian hệ (g) pha lũy thừa thứ Bài 6: Trong điều kiện nuôi ủ vi khuẩn Salmonella typhimurium 37C người ta đếm được: - Sau có 6,31.106 tế bào/ 1cm3 - Sau có 8,47 107 tế bào/1cm3 Hãy tính số tốc độ sinh trưởng (u) thời gian lứa (g) chủng vi khuẩn này? Bài 7: Trong điều kiện ni ủ lồi vi khuẩn 37C người ta đếm được: - Sau có 5,25.105 tế bào - Sau có 8,5 106 tế bào Hãy tính số tốc độ phân chia (u) thời gian hệ (g) loài vi khuẩn này? Giả sử khối lượng khô tế bào vi khuẩn 0,3 g, với tốc độ sinh trưởng trên, cho biết cần phải nuôi cấy thời gian để thu 2kg sinh khối Bài 8: Trong điều kiện ni cấy có đủ chất dinh dưỡng thiết yếu, nhiệt độ môi trường 35C Người ta nuôi cấy vi khuẩn Samonella typhinrium đếm được: - Sau có 5,24.104 tế bào/1cm3 - Sau có 6,36 106 tế bào/1cm3 Hãy tính số tốc độ sinh trưởng (u) thời gian hệ (g) chủng vi khuẩn nhiệt độ 35C ? Bài 9: Trong điều kiện nuôi cấy vi khuẩn Samonella typhinrium nhiệt độ 37C người ta đếm được: - Sau có 4,24.106 tế bào/cm3 - Sau có 8,47 108 tế bào/cm3 Hãy tính số tốc độ sinh trưởng () thời gian lứa (g) chủng vi khuẩn này? Bài 10: Ở điều kiện môi trường dinh dưỡng tối ưu, thời gian trung bình hệ vi khuẩn E.coli 37C 20 phút 39C 30 phút Khối lượng trung bình tế bào 5.2-13 gam Tiến hành nuôi cấy lượng tế bào E.coli ban đầu môi trường dinh dưỡng tối ưu 37C sau 10 nuôi cấy chuyển sang ni cấy tiếp nhiệt độ 39C Tổng khối lượng tế bào thu sau thời gian nuôi cấy 10.230 gam Hãy tính số lượng tế bào vi khuẩn E.coli ban đầu đem nuôi cấy Trang 11 Bài 11: Người ta nuôi 55g vi khuẩn X môi trường nuôi cấy tối ưu, sau ni khối lượng vi khuẩn thu 1,8kg Nếu nuôi tiếp khối lượng thu 500kg a Hãy xác định thời gian hệ số tốc độ sinh trưởng vi khuẩn b Từ 10g vi khuẩn X, nuôi môi trường tối ưu phải để thu vi khuẩn? Bài 12: Một lồi vi khuẩn hình cầu có khối lượng thể khoảng 5.10-13 gam Khi nuôi cấy 5,18.10-9 gam vi khuẩn môi trường nuôi cấy sau đạt tới khối lượng 12,56.10-6 gam, sau đạt khối lượng 5,16.10-2 gam a Xác định thời gian hệ (g) số tốc độ sinh trưởng loài vi khuẩn này? b Nếu giai đoạn tiềm phát có 85% số tế bào bị chết sau ni cấy thu gam vi khuẩn? Bài 13: Một lồi vi khuẩn hình cầu có khối lượng thể khoảng 5.10-13 gam Khi nuôi cấy 20,12.10-9 gam vi khuẩn môi trường nuôi cấy X có dung tích 10 lít, sau khối lượng vi khuẩn đạt tới 12,56.10-6 gam Người ta lấy 5ml dịch nuôi cấy từ môi trường X chuyển sang mơi trường Y (có thành phần dinh dưỡng, điều kiện môi trường giống môi trường X), sau vi khuẩn đạt khối lượng 2,16.10-6 gam a Xác định thời gian hệ (g) số tốc độ sinh trưởng loài vi khuẩn này? b Khi nuôi môi trường X, giai đoạn tiềm phát có 95% số tế bào bị chết sau nuôi cấy thu gam vi khuẩn? Bài 14: Cho bảng sau: Thời gian (phút) Số lần phân chia (n) 2n Số tế bào quần thể 0 20  1 30 21  2 60 22  4 90 23  8 a Hãy xác định thời gian hệ tốc độ sinh trưởng riêng lồi vi sinh vật nói trên? b Giả sử, cấy lượng khoảng 200 tế bào vi sinh vật vào môi trường dinh dưỡng C, nhận thấy pha cân đạt sau 7h với tổng số tế bào 1638400tb/ml Liệu vi khuẩn có qua pha tiềm phát hay không? Bài 15: Cho bảng sau: Thời gian (phút) Số lần phân chia (n) 2n Số tế bào quần thể 0 20  1 30 21  2 60 22  4 90 23  8 a Hãy xác định thời gian hệ tốc độ sinh trưởng riêng loài VSV trên? Trang 12 b Giả sử, cấy lượng khoảng 200 tế bào VSV vào môi trường dinh dưỡng C, nhận thấy pha cân đạt sau 7h với tổng số tế bào 1638400 tế bào/ml Liệu vi khuẩn có qua pha tiềm phát hay khơng? Giải thích Bài 16: Ni cấy 100 vi khuẩn E.coli môi trường đáp ứng đầy đủ điều kiện để chúng phát triển, sau 10h người ta thu số lượng vi khuẩn E.coli 100.000 Biết khả phân chia E.coli Hãy tính số lần phân chia E.coli thời gian hệ lồi Bài 17: Người ta cấy vào 5ml mơi trường ni cấy thích hợp 106 Staphylococcus 102 loại vi khuẩn biến chủng N0II (biến chủng) Hỏi số lượng tế bào chủng 1ml thời điểm giờ? Sau nuôi ủ số lượng chủng (không kể pha tiềm phát) đếm 8.108 Staphylococcus/ml 3.103 chủng N0II/ml Hãy xác định thời gian hệ chủng vi khuẩn Bài 18: Người ta nuôi chủng virut môi trường có 5ml Chủng có 106 tế bào, chủng có 2.102 tế bào a Xác định số lượng tế bào chủng 1ml dung dịch thời điểm t = giờ? b Sau giờ, chủng có 8.108 tế bào, chủng có 106 tế bào Thời gian hệ chủng bao nhiêu? c Giả sử tỉ lệ thời gian pha tiềm phát : lũy thừa : cân : suy vong = : : : thời gian pha bao nhiêu? Bài 19: Một loài vi khuẩn hình cầu có khối lượng khoảng 5.10-13 gam Khi ni cấy 5.10-11 gam vi khuẩn môi trường nuôi cấy sau đạt tới khối lượng 2,56.10-8 gam a Xác định thời gian hệ (g) loài vi khuẩn này? số tế bào ban đầu bị chết sau ni cấy thu gam vi khuẩn? Biết loài vi khuẩn phát triển có trải qua pha lag b Nếu Bài 20: Để xác định số lượng nấm men bình ni cấy có dung tích 25 lít người ta tiến hành pha lỗng ống nghiệm có chứa 9ml nước cất vơ trùng theo sơ đồ sau: Trong ống nghiệm thứ lấy 0,5 ml dung dịch trải lên bề mặt môi trường dinh dưỡng đặc đựng đĩa peetri Kết đĩa peetri có 15 khuẩn lạc phát triển Tính khối lượng nấm men có bình ni cấy Biết tế bào nấm men có khối lượng 2,11.10-11g Trang 13 Bài 21: Vào lúc bắt đầu nuôi cấy, môi trường chứa 104 vi khuẩn/ml Môi trường cân động đạt sau với 108 vi khuẩn/ml Thời gian phân chia hệ 30 phút Hãy tính thời gian pha log, pha lag, số tốc độ phân chia Bài 22: Người ta nuôi cấy chủng vi sinh vật môi trường nuôi cấy nhân tạo Khi bắt đầu nuôi cấy thấy nồng độ vi khuẩn N0 = 102 vi khuẩn/ml, pha cân đạt sau vào lúc môi trường chứa N = 106 vi khuẩn/ml Trong điều kiện nuôi cấy độ dài hệ chủng vi khuẩn 25 phút Hỏi chủng vi khuẩn có phải trải qua pha lag khơng? Nếu có kéo dài bao lâu? Bài 23: Nuôi cấy loại nấm men mơi trường Khi có oxi đường phân tiếp tục trình oxi hóa phophoril hóa xảy ty thể thơng qua hơ hấp hiếu khí lượng từ glucozơ tích vào ATP (38 ATP) với hiệu suất 40% cung cấp cho hoạt động sống tế bào, tế bào giây tổng hợp đồng thời phân giải 10 triệu phân tử ATP Dưới điều kiện kị khí đường dẫn truyền hiđro bị ức chế việc cung cấp NAD+ ban đầu tế bào nhanh chóng dùng hết Khi điều xảy NADH thường nhường Hiđro để hình thành rượu êtylic, nhờ q trình mà NAD+ giải phóng làm lượng Hơ hấp kị khí q trình lãng phí tế bào thu khoảng 2% lượng dự trữ có phân tử glucozơ Để đảm bảo hoạt động sống cho quần thể nấm có chứa 1019 tế bào ngày đêm cần phân tử glucozơ điểu kiện hiếu khí kị khí? (cho mơi trường ni cấy có nguồn cung cấp C glucozơ, số cá thể điều chỉnh ổn định ban đầu) So sánh lượng glucozơ mà sinh vật sử dụng điều kiện đó, từ rút kết luận C ĐÁP ÁN GIẢI CHI TIẾT Bài 1: Cách giải Kết Gọi n số hệ tế bào phân chia ( n  N* ) Số tế bào cần thiết phải tạo là: N  1027  0, 25 1040 13 10 Mà N  2n tiến hành logarit vế ta được: 65,4 n  ln  ln 0, 25  40  ln10 n ln 0, 25  40 ln10  230,877 (thế hệ) ln Mỗi hệ có 30 phút = 0,5 nên thời gian cần thiết để đạt tới khối lượng nói  230,877  0,5  65, (giờ) Bài 2: Cách giải Kết Gọi n số hệ tế bào phân chia ( n  N* ) Số tế bào tạo N  1020  x1033 (tế bào) 13 9x10 Mà N  2n 2n  1033 106,45 Tiến hành logarit vế ta được: Trang 14 n 33ln10  ln  106, 45 (lần) ln - Vì có thời gian hệ nên 106,45 hệ cần phải có thời gian 106,45 Kết luận: Từ thể nấm men để đạt khối lượng 1020 gam cần thời gian 106,45 Bài 3: Cách giải Kết Gọi n số hệ tế bào phân chia ( n  N* ) Số tế bào tạo N  100  2n  1025  x1038 13 9x10 1038  2n    1036 100 Mà N  2n 2n  1036 116,4 Tiến hành logarit vế ta được: n 36 ln10  ln  116, (lần) ln - Vì có thời gian hệ nên 116,4 hệ cần phải có thời gian 116,4 Kết luận: Từ 100 gam nấm men để đạt khối lượng 1025 gam cần thời gian 116,4 Bài 4: Cách giải Kết Thời gian hệ g = 30 phút = 0,5 Tốc độ sinh trưởng riêng u  Thời gian g  30 phút 1  2 g 0,5 Sau chủng vi sinh vật phân chia với số lần là: hệ Tốc độ sinh trưởng riêng: u  Vậy, có pha tiềm phát 30 phút Nt  N  2n 1638400  200  2n  n  13 Thời gian cần cho 13 lần phân chia là: 13  30  390 Thời gian cần cho pha tiềm phát là: 7.60  390  30 phút Bài 5: Cách giải a Sau nuôi cấy, số lần phân chia vi khuẩn là: Số tế bào sau là: 104  28 Kết (4  2).60  (lần) 15 Số tế bào sau là: 104  28 Thời gian hệ pha Trang 15 b Theo ra, ta có: lũy thừa thứ 2: 20 phút N t  N   10  1639.10 n  2n  n 1639.105 16390   2n  28  16390 8 10 2  2n 8  16390  n   ln16390  14 ln  n  14   Thời gian hệ pha lũy thừa thứ 2: g  t (6  4).60   20 phút n Bài 6: Cách giải Kết Gọi n số hệ phân chia tính từ lúc thời điểm ni đến thời điểm Vậy, số tốc độ sinh nuôi trưởng: u  1,8733 Ta có: 6,31.106  2n  8, 47.107 8, 47.107 2   13, 4231 6,31.106 n n ln13, 4231  3, 7466 ln Hằng số tốc độ sinh trưởng: u  n 3, 7466   1,8733 t2  t1 86 Thời gian hệ g 1   0,5338  32 (phút) u 1,8733 Thời gian hệ: g  32 phút Bài 7: Cách giải Kết a Gọi n số hệ phân chia tính từ lúc thời điểm ni đến thời điểm a + Hằng số tốc độ ni Ta có: sinh trưởng: 2,0085 (lần/giờ) 5, 25.105  2n  8,5.106 + Thời gian hệ: 29,8740 (phút) 8,5.106 2   16,1904 5, 25.105 n b Thời gian cần tiếp tục nuôi cấy là: 4,7875 (giờ) ln16,1904 n  4, 0170 ln Hằng số tốc độ sinh trưởng: u  n 4, 0170   2, 0085 (lần/giờ) t2  t1 86 Thời gian hệ g 1   0, 4979  29,8740 (phút) u 2, 0085 Trang 16 b Số tế bào vi khuẩn có 2kg sinh khối là:  6, 6667 109 9 0,3 10  Thời gian cần tiếp tục nuôi cấy là: T ln 6, 6667.109  ln 8,5.106 29,8740   4, 7875 (giờ) ln 60 Bài 8: Cách giải Kết Gọi n số hệ phân chia tính từ lúc thời điểm nuôi đến thời điểm Hằng số tốc độ sinh ni Ta có: trưởng: 3, 4617 (lần/giờ) 5, 24.104  2n  6,36.106  2n  n 6,36.106  121,3740 5, 24.104 ln121,3740  6,9233 ln Hằng số tốc độ sinh trưởng: u  n 6,9233   3, 4617 (lần/giờ) t2  t1 53 Thời gian hệ g 1   0, 2889  17,3340 (phút) u 3, 4617 Thời gian hệ: 17,3340 phút/lần Bài 9: Cách giải Kết Gọi n số hệ phân chia tính từ lúc thời điểm ni đến thời điểm a Hằng số tốc độ sinh ni Ta có: trưởng: 1,5284 (lần/giờ) 4, 24.106  2n  8, 47.108  2n  n 8, 47.108  199, 7642 4, 24.106 ln199, 7642  7, 6422 ln Hằng số tốc độ sinh trưởng: u  n 7, 6422   1,5284 (lần/giờ) t2  t1 83 Thời gian hệ 1 g   0, 6543  39, 2567 (phút) u 1,5284 b Thời gian hệ: 39, 2567 phút/lần Trang 17 Bài 10: Cách giải Kết Gọi No số tế bào vi khuẩn ban đầu đen nuôi cấy (No nguyên dương) 10  230  244 (tế bào) Số lượng tế bào sau toàn thời gian nuôi cấy là: N  13 5 + Số hệ tế bào sau 10 nuôi cấy 37 C là: 10  + Số hệ tế bào sau nuôi cấy 39 C là:  Vậy ta có phương trình: N  2(30 4)  244  N  Số tế bào vi khuẩn ban đầu đem nuôi cấy là: 1024 tế bào 60  30 (thế hệ) 20 60  (thế hệ) 20 244  210  1024 (tế bào) 34 Bài 11: Cách giải Kết a Xác định thời gian hệ số tốc độ sinh trưởng vi khuẩn Thời gian hệ: 22,1760 Ta có: (phút/lần) 1,8  2n  500  2n  500 ln 277, 7778  277, 7778  n   8,1178 (lần) 1,8 ln Hằng số tốc độ sinh trưởng: u  Thời gian hệ g  n 8,1178   2, 7059 (lần/giờ) t 1   0,3696  22,1760 (phút) u 2, 7059 + Hằng số tốc độ sinh trưởng: 2,7059 (lần/giờ) Thời gian cần thiết để thu vi khuẩn: 6,1389 b Từ 10g vi khuẩn X, ta có: Gọi n số hệ vi khuẩn 10gam  2n = = 106 gam 106 ln105 2   10  n   16, 6096 10 ln n Thời gian cần thiết để thu vi khuẩn: t  n g  16, 6096  22,1760  6,1389 60 Bài 12: Cách giải Theo ra, ta có: 5,18.109  2n  12,56.106  2n  2, 425.103 n ln 2, 425  3ln10  11, 244 ln Kết Thời gian hệ: 16,008 (phút) Hằng số tốc độ sinh trưởng: 3,748 (lần/giờ) Giai đoạn tiềm phát có 85% số tế bào bị Trang 18 a Thời gian hệ là: g  chết, sau khối lượng vi khuẩn thu được: 1,884.10-6 t 3.60   16, 008 (phút) n 11, 244 Hằng số tốc độ sinh trưởng: u  n 11, 244   3, 748 (lần/giờ) t1  t0 74 b Giai đoạn tiềm phát có 85% số tế bào bị chết, sau khối lượng vi khuẩn thu được: 5,18.109.2n.(100%  85%)  (100%  85%).12,56.106  1,884.106 Bài 13: Cách giải Kết a * Ở môi trường X: * Ở môi trường X: + Thời gian hệ: 38,772 (phút) 20,12.109.2n  12,56.106  2n  624  n  ln 624  9, 285 ln + Thời gian hệ: g   60 : 9, 285  38, 772 (phút) + Hằng số tốc độ sinh trưởng: 9, 285 :  1,548 (lần/giờ) + Hằng số tốc độ sinh trưởng: 1,548 (lần/giờ) * Ở môi trường Y: * Ở môi trường Y: - Khối lượng vi khuẩn ban đầu:  5.12,56.10  : 10.10   6, 28.10 6 9  6, 28.109.2n  2,16.106  2n  244  n  ln 244 : ln  8, 426 + Thời gian hệ: g  2.60 : 8, 426  14, 24 (phút) + Thời gian hệ: 14,24 (phút) + Hằng số tốc độ sinh trưởng: 4,213 (lần/giờ) Nếu giai đoạn tiềm phát có 95% số tế bào bị chết sau b Nếu giai đoạn tiềm phát có 95% số tế bào bị chết sau ni ni cấy thu cấy thu khối lượng vi khuẩn: khối lượng vi khuẩn: 6 6 0,628.10-6 (gam) 100%  95%  12,56.10  0, 628.10 (gam) + Hằng số tốc độ sinh trưởng: 8, 426 :  4, 213 (lần/giờ) Bài 14: Cách giải a Thời gian hệ: g  t  30 (phút) = 0,5 n 1 2 Tốc độ sinh trưởng riêng (hằng số tốc độ sinh trưởng):    g 0,5 b Sau 7h = 420 phút, chủng vi sinh vật nói phân chia số lần là: N t  N 2n  2n  Kết g  0,5 2 Pha tiềm phát: 30 phút N t 1638400   8192  213  n  13 N0 200 Tổng thời gian cần cho 13 lần phân chia là: 13  30  390 (phút) Vậy chủng vi sinh vật có pha tiềm phát Thời gian cần cho pha tiềm phát là: 420  390  30 phút Trang 19 Bài 15: Cách giải Kết a Thời gian hệ: g  30 (phút) = 0,5 Thời gian hệ: Tốc độ sinh trưởng riêng:   1/ g  1/ 0,5  0,5 b Theo ta có: 200.2n  1638400  2n  1638400 : 200  8192  213 Tốc độ sinh trưởng riêng: Vậy thời gian phân chia vi khuẩn: 13  30  390 (phút) Mà thời gian nuối cấy là:  60  420 (phút) Vậy pha tiềm phát chiếm: 420  390  30 phút Vậy pha tiềm phát chiếm: 30 phút Bài 16: Cách giải - Số lần phân chia E.coli: 100.2n  100000  2n  1000  n  ln1000 / ln  9,966 - Thời gian hệ: g  10.60 / 9,966  60, 205 (phút) Kết Số lượng chia E.Coli: 9,966 Thời gian hệ: g  60, 205 (phút) Bài 17: Cách giải Số lượng tế bào loại vi khuẩn thời điểm giờ: Kết - Staphylococcus: 106 :  2.105 (tế bào) Số lượng tế bào loại vi khuẩn thời điểm giờ: - N0II (biến chủng): 102 :  20 (tế bào) - Staphylococcus: 2.105 (tế bào) Thời gian hệ chủng vi khuẩn: - N0II (biến chủng): 20 (tế bào) - Staphylococcus: Thời gian hệ chủng vi khuẩn: 2.105.2n  8.108  2n  4.103  n   ln  3ln10  / ln  11,966  g  6.60 :11,966  30, 085 (phút) - N0II (biến chủng): - Staphylococcus:30,085 (phút) - N0II (biến chủng): 49,799 (phút) 20.2n  3.103  2n  1,5.103  n   ln1,5  3ln10  / ln  7, 229  g  6.60 : 7, 229  49, 799 (phút) Bài 18: Cách giải a - Số lượng TB chủng I 1ml dung dịch là: 106 /  2.105 - Số lượng TB chủng II 1ml dung dịch là: 2.102 /  40 b Gọi g1 thời gian hệ chủng I  Số lần nhân đôi chủng I = 6.60 / g1  360 / g1 Kết - Số lượng TB chủng I 1ml dung dịch là: 106 /  2.105 - Số lượng TB chủng II 1ml dung dịch là: 2.102 /  40 Trang 20 Gọi g2 thời gian hệ chủng II  Số lần nhân đôi chủng II = 6.60 / g  360 / g Ta có 106.2360/ g1  8.108  2360/ g1  800  g1  360 / log 800  2.102.2360/ g  106  2360/ g  5.103  g  360 / log 5000  40 Bài 19: Cách giải a Số tế bào ban đầu là: N  Kết 1011  100 tế bào 1013 a Thời gian hệ: 20 phút 2,56 108  51200 tế bào Số tế bào vi khuẩn sau nuôi cấy là: N  1013 Loại vi khuẩn trải qua pha tiềm phát nên thời gian phát triển thực vi khuẩn môi trường là:   = 180 phút Gọi n số lần phân chia, ta có: N  N  2n  log N  n log  log N  n  n log N  log N log log 51200  log100 9 log Thời gian hệ là: g  t 180   20 phút n số tế bào ban đầu bị chết khối lượng vi khuẩn tạo thành Khối lượng vi khuẩn: 2,408.10-8 gam sau nuôi cấy là: b Trường hợp  100    13 8 N   N  N   2n  5.1013  100     5.10  2, 408.10 (gam) 5     Bài 20: Cách giải Cứ lần pha lỗng cịn 1/10 Vậy số lần pha loãng: 1/105 (lần) - Nồng độ nấm mem ống số là: 15 : 0,5  30 (vk/ml)  3.104 tế bào/lít Kết Khối lượng nấm men có bình ni cấy là: 158, 25.102 (gam) - Tế bào nấm men bình chưa pha lỗng: 105.25.3.104  75.109 tế bào Vậy khối lượng nấm men có bình ni cấy là: 75.109.2,11.1011  158, 25.102 (gam) Bài 21: Ta có cơng thức: Nt  N  2n  lg Nt  lg N  n lg Trang 21 n lg Nt  lg N lg108  lg104     13 lg lg 0,31 Vậy số lần phân chia vi khuẩn để môi trường đạt cân động 13 Mà thời gian phân chia hệ 30 phút = - Thời gian pha log là: 13   6,5 - Thời gian pha lag là:  6,5  1,5 - Hằng số tốc độ phân chia (số lần phân chia giờ) là: v  n 13  2 t 6,5 lg108  lg102  13,3 Bài 22: Áp dụng cơng thức ta có: Số lần phân chia là: n  lg Tổng thời gian tính từ vi khuẩn bắt đầu phân chia đến đạt pha cân là: 13,3  25  332,5 (phút) Thời gian tế bào cảm ứng để bắt đầu phân chia (pha lag) là: 6.60  332,5  27,5 (phút) Vậy tế bào cần thời gian pha lag 27,5 phút để cảm ứng gen tổng hợp enzyme cần thiết cho trình phân giải chất môi trường Bài 23: a Số phân tử ATP cần cho ngày: 10000000 1019  3600  24  864 109 1019 (phân tử ATP) Số phân tử gluco cần sử dụng điều kiện hiếu khí: Số phân tử gluco cần sử dụng điều kiện kị khí: 864 109 1019  22, 7368 109 1019 38 864 109 1019  432 109 1019 b So sánh: Số phân tử gluco cần sử dụng để nuôi cấy số lượng tế bào sống điều kiện kị khí 432 lớn số phân tử gluco cần ni cấy điều kiện hiếu khí là:  19 (lần) 22, 7368 Kết luận: Hơ hấp kị khí tiêu tốn ngun liệu hơ hấp hiếu khí Trang 22 ... lạc/ml) - Số vi khuẩn 25 lít ban đầu = 25 103  24  104  109 - Vậy khối lượng nấm men có bình ni cấy: 109  2,111011  4, 22 102 gam B CÁC BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài 1: Một vi khuẩn hình... sinh trưởng vi khuẩn b Từ 10g vi khuẩn X, nuôi mơi trường tối ưu phải để thu vi khuẩn? Bài 12: Một lồi vi khuẩn hình cầu có khối lượng thể khoảng 5.10-13 gam Khi nuôi cấy 5,18.10-9 gam vi khuẩn... - Nếu 120   1200     230400 tế bào   Các tập thời gian hệ số tốc độ sinh trưởng vi sinh vật Bài 1: Theo dõi thời gian phân chia số tế bào vi khuẩn, người ta thu bảng sau: Thời gian (phút)