Bài tập Sinh trưởng và sinh sản của vi sinh vật có lời giải

Vì sao quá trình sinh trưởng của vi sinh vật trong nuôi cấy không liên tục có pha tiềm phát và pha suy vong còn trong nuôi cấy liên tục thì không có những pha này ?

Bài tập Sinh trưởng và sinh sản của vi sinh vật có lời giải

Câu 1: Vì sao quá trình sinh trưởng của vi sinh vật trong nuôi cấy không liên tục có pha tiềm phát và pha suy vong còn trong nuôi cấy liên tục thì không có những pha này ?

Trả lời : Khi nuôi cấy không liên tục, vi khuẩn cần có thời gian để làm quen với môi trường (tức là các hợp chất của môi trường tạo điều kiện để hình thành enzim cảm ứng) còn trong nuôi cấy liên tục thì môi trường đã ổn định, các chất cần thiết cho sự sinh trưởng của vi sinh vật đã được con người cung cấp sẵn do đó vi khuẩn đã tạo ra enzim cảm ứng mà không cần trải qua pha tiềm phát. Mặt khác, trong nuôi cấy liên tục, việc bổ sung chất dinh dưỡng và thu sinh khối, loại thải chất thải độc hại luôn diễn ra song song, liên tục nên quần thể vi sinh vật không thể rơi vào trạng thái suy vong (do không có rào cản về nguồn sống, không gian sống và ô nhiễm môi trường). Đây chính là những lý do giúp giải thích vì sao trong môi trường nuôi cấy liên tục, vi sinh vật không trải qua pha tiềm phát và pha suy vong.

Câu 2: Ở vi khuẩn lactic, khi sinh trưởng trong điều kiện thích hợp nhất thì thời gian thế hệ (g) của chúng là 100 phút. Hỏi nếu một nhóm vi khuẩn lactic gồm 15 cá thể được nuôi cấy trong điều kiện tối ưu thì sau bao lâu sẽ tạo ra 960 cá thể ở thế hệ cuối cùng ?

Trả lời : Gọi N_o là số lượng tế bào của quần thể vi sinh vật ban đầu, Nt là số lượng tế bào của quần thể vi sinh vật sau thời gian t, n là số lần phân chia của vi sinh vật sau thời gian t, g là thời gian thế hệ của vi sinh vật đang xét, ta có biểu thức mô phỏng mối liên hệ giữa các yếu tố trên như sau : N_t = No.2^t/g = N_o.2ⁿ

Ta nhận thấy đề bài đã cho : N_t = 960 ; N_o = 15 ; g = 100 phút . Thay các số liệu này vào biểu thức trên, ta được : 960 = 15.2^t/100 = 15.2ⁿ t = 600 phút ; n = 6 lần.

Vậy nếu một nhóm vi khuẩn lactic gồm 15 cá thể được nuôi cấy trong điều kiện tối ưu thì sau 600 phút sẽ tạo ra 960 cá thể ở thế hệ cuối cùng.

Câu 3: Vì sao nếu không diệt hết nội bào tử thì hộp thịt hộp để lâu ngày sẽ bị phồng lên và biến dạng ?

Trả lời : Vì sao nếu không diệt hết nội bào tử thì hộp thịt hộp để lâu ngày sẽ bị phồng lên và biến dạng ?

Câu 4: Hãy so sánh nuôi cấy không liên tục và nuôi cấy liên tục.

Trả lời :

Giống nhau :

- Đều trải qua pha luỹ thừa và pha cân bằng

- Đều có sự thay đổi số lượng tế bào theo thời gian

Khác nhau :

Câu 5: Vì sao trong sữa chua hầu như không có vi sinh vật gây bệnh ?

Trả lời : Hầu hết các vi sinh vật kí sinh gây bệnh thích nghi với điều kiện pH trung tính. Mặt khác, sữa chua được tạo ra nhờ quá trình lên men lactic đồng hình và sản phẩm của quá trình này (axit lactic) đã tạo cho sữa chua có môi trường axit có tác dụng ức chế mọi vi khuẩn không ưa pH thấp. Điều này giúp giải thích vì sao trong sữa chua hầu như không có vi sinh vật gây bệnh.

Câu 6: Em hãy cho biết các hình thức bảo quản thực phẩm phổ biến hiện nay.

Trả lời :

Để bảo quản thực phẩm được lâu, yếu tố tiên quyết là chúng ta phải tìm ra biện pháp tiêu diệt hoặc ức chế hoạt động của vi sinh vật hoại sinh gây hư hỏng thực phẩm. Hiện nay, người ta thường bảo quản thực phẩm bằng một số hình thức sau :

+ Ướp lạnh : hầu hết vi sinh vật kí sinh gây bệnh đều sinh trưởng tốt trong điều kiện nhiệt độ ấm áp (khoảng 30^oC – 40^oC). Vì vậy nếu đưa vào môi trường nhiệt độ thấp (tủ đá, tủ lạnh,…) thì những vi sinh vật này sẽ không có cơ hội sinh trưởng, phát triển.

+ Làm nóng : cũng dựa vào đặc điểm ưa nhiệt độ ấm áp của vi sinh vật gây hư hỏng thực phẩm, ngoài hình thức ướp lạnh, người ta còn làm nóng để tiêu diệt chúng. Tuy nhiên biện pháp này phải luôn đi song song với biện pháp ướp lạnh vì sau khi đun sôi, nếu để trong điều kiện thường thì chẳng mấy chốc các thực phẩm này lại trở thành môi trường lý tưởng cho sự sinh sôi của vi sinh vật.

+ Ướp, muối/đường : việc ướp muối hoặc đường sẽ tạo ra môi trường ưu trương bên ngoài cơ thể vi sinh vật và theo nguyên tắc građien nồng độ, nước sẽ thẩm thấu từ bên trong vi sinh vật ra môi trường ngoài khiến chúng rơi vào trạng thái co nguyên sinh và mất đi khả năng phân chia.

+ Muối chua : trong quá trình muối chua, vi sinh vật gây bệnh không chỉ chịu tác động của sự co nguyên sinh (do nồng độ muối ở môi trường bên ngoài cao hơn so với bên trong tế bào) mà còn chịu ảnh hưởng của điều kiện pH thấp (do sự sản sinh axit lactic trong quá trình lên men). Chính vì vậy, muối chua cũng được xem là một trong những biện pháp bảo quản thực phẩm hiệu quả.

Câu 7: Tại sao có thể nói ruột người là hệ thống nuôi cấy liên tục đối với vi sinh vật ?

Trả lời : Ruột là một bộ phận quan trọng trong ống tiêu hoá của con người. Bộ phận này thường xuyên được bổ sung chất dinh dưỡng và cũng thường xuyên hấp thu hoặc loại thải các sản phẩm chuyển hoá vật chất cùng với vi sinh vật. Do đó về mặt bản chất, ruột người là một hệ thống nuôi cấy liên tục đối với vi sinh vật.

Câu 8: Trong đường ruột của người có nguồn dưỡng chất vô cùng dồi dào nhưng tạì sao các vi sinh vật khu trú vẫn không thể sinh sản với tốc độ cực đại như nuôi cấy liên tục ?

Trả lời : Khi nuôi cấy liên tục, mỗi môi trưởng chỉ tạo điều kiện cho sự phát triển của một loài/chủng vi sinh vật duy nhất nhằm tập trung thu sinh khối từ loài/chủng đó. Ngược lại trong ruột người tuy có nguồn dưỡng chất dồi dào nhưng lại là môi trường sống của nhiều loại vi sinh vật khác nhau. Sự cạnh tranh về dinh dưỡng và tiết chất độc kìm hãm lẫn nhau chính là nguyên nhân khiến cho sự sinh sản của vi sinh vật sống trong ruột người không thể đạt đến tốc độ cực đại như nuôi cấy liên tục.