Sinh trưởng và sinh sản của vi sinh vật

I. KHÁI QUÁT VỀ SINH TRƯỞNG

1. Khái niệm sinh trưởng của quần thể vi sinh vật

Khi nói đến sinh trưởng của vi sinh vật, người ta thường nói đến sinh trưởng của quần thể vi sinh vật.

Sinh trưởng của quần thể vi sinh vật là sự tăng số lượng tế bào của quần thể.

2. Thời gian thế hệ (g)

Thời gian thế hệ là thời gian tính từ khi 1 tế bào sinh ra đến khi tế bào đó phân chia hoặc số tế bào trong quần thể tăng gấp đôi.

VD: VK E.coli 20' phân chia một lần (g=20'); trực khuẩn lao là 12h ( ở nhiệt độ 37^oC)...

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 tính số lượng tế bào

Sau n lần phân chia từ N₀ tế bào ban đầu trong thời gian t, số tế bào tạo thành là:

N_t = N₀ × 2ⁿ

Với:

N_t : số tế bào sau n lần phân chia trong thời gian t

N₀ : số tế bào ban đầu

n : số lần phân chia

II. SINH TRƯỞNG CỦA QUẦN THỂ VI SINH VẬT

1. Nuôi cấy không liên tục

Môi trường nuôi cấy không liên tục là môi trường không được bổ sung chất dinh dưỡng mới và không được lấy đi các sản phẩm trao đổi chất.

Sự sinh trưởng của vi sinh vật trong nuôi cấy không liên tục bao gồm 4 pha cơ bản; pha tiềm phát, pha cấp số, pha cân bằng và pha suy vong.

Pha tiềm phát (pha lag): tính từ khi vi sinh vật được cấy vào bình cho đến khi chúng bắt đầu sinh trưởng. VSV thích nghi với môi trường, tổng hợp mạnh vật chất chuẩn bị cho sự phân bào.
Pha lũy thừa (pha log-pha cấp số): vi sinh vật phân chia mạnh mẽ, số lượng tế bào tăng theo lũy thừa và đạt đến cực đạ Thời gian thế hệ đạt tới hằng số.
Pha cân bằng: số lượng tế bào đạt cực đại và không đổi theo thời gian, tốc độ sinh trưởng và trao đổi chất của vi sinh vật giảm dần. Do chất dinh dưỡng bắt đầu cạn kiệt, chất độc hại tăng trong môi trường nuôi cấy, một số tế bào bắt đầu phân hủy.
Pha suy vong: số lượng tế bào trong quần thể giảm ngày càng nhiều do bị phân hủy, chất dinh dưỡng cạn kiệt, chất độc hại tăng.

2. Nuôi cấy liên tục

Môi trường nuôi cấy liên tục thường xuyên được bổ sung chất dinh dưỡng mới đồng thời không ngừng loại bỏ các chất thải, nhờ vậy quá trình nuôi cấy đạt hiệu quả cao và thu được nhiều sinh khối hơn.

Nuôi cấy liên tục được dùng để sản xuất sinh khối vi sinh vật như các prôtêin, enzyme, vitamim…

III. SINH SẢN CỦA VI SINH VẬT

Ở cả vi sinh vật nhân sơ và vi sinh vật nhân thực đều có 3 hình thức sinh sản là: Phân đôi, nảy chồi và hình thành bào tử.