Bài giảng Vi sinh vật đại cương: Chương 5

9/18/2020

Chương 5. Sinh trưởng của vi sinh vật

• Dinh dưỡng của vi sinh vật

• Nhu cầu dinh dưỡng, thức ăn của vi sinh vật

• Sinh trưởng của vi sinh vật

• Các phương pháp xác định sự tăng trưởng của vi sinh vật

• Các kiểu dinh dưỡng ở vi sinh vật

Thành phần hóa học trong tế bào

của tế bào, chúng được gọi là những nguyên tố sinh học. Trong tế bào và

Có khoảng trên 16 trong số 92 nguyên tố hoá học là thành phần hoá học

cơ thể có thể chia các chất thành 2 loại:

 Các chất vô cơ như nước, các loại muối, các ion

 Những chất hữu cơ như protein, glucid, acid nucleic, lipid, các chất có

hoạt tính sinh học khác

Tế bào còn sống chứa 75-85% nước, 10-20% protein, 2-3% lipid, 1%

glucid, 1% các loại muối và các chất vô cơ khác.

9/18/2020

Nước

chất trong tế bào, giữa tế bào và môi trường, điều hoà nồng độ các

 Nước là môi trường diễn ra các phản ứng chuyển hoá và trao đổi

chất; là dung môi của phần lớn các chất.

 Nước liên kết với protein để tạo nên lớp áo nước rất quan trọng của

các đại phân tử protein

 Nước có hoạt tính mạnh khi phân ly thành các ion H+ và OH-, là

nguyên liệu cho các phản ứng sinh hóa

 Điều hoà nhiệt độ trong cơ thể và môi trường xung quanh

Các hợp chất vô cơ khác

Các acid: HCl, H2CO3 phân ly [H+] Các base: NaOH, NH4OH...phân ly [OH-]

Các muối: NaCl, CaCO3...

Các dung dịch đệm: làm ổn định pH (phosphat, aminoacid, protein)

Vai trò sinh học của các chất vô cơ:

+ Nồng độ các ion hằng định thì tế bào hoạt động bình thường

+ Duy trì áp suất thẩm thấu của các dịch sinh vật

+ Là chất xúc tác trong các phản ứng oxyhoá-khử (Fe, Mn, Zn, Cu...)

+ Duy trì pH của dịch sinh vật (bicacbonat, phosphat, Na, K...)

+ Tham gia thành phần cấu tạo của các hợp chất trong tế bào

9/18/2020

Các hợp chất hữu cơ

• Protein là thành phần quan trọng đặc trưng cho cấu trúc, chức năng của

tế bào.

• Lipid là thành phần quan trọng của màng tế bào.

• Glucid là nguồn năng lượng của tế bào. Tham gia thành phần cấu tạo

• Acid nucleic là chất có ý nghĩa quan trọng hàng đầu trong sinh học. Hầu

màng sinh chất, thành tế bào, bao nhày…

hết các cơ thể sống đều có acid nucleic dưới dạng ADN và ARN

• Vitamin: Rất nhiều coenzyme là vitamin hay dẫn xuất của vitamin. Một

số VSV muốn phát triển bình thường cần cung cấp một hoặc nhiều

vitamin khác nhau.

• Sắc tố: Tham gia vào quang hợp và các hoạt động chức năng khác.

9/18/2020

Nhu cầu dinh dưỡng của vi sinh vật

• Nhu cầu năng lượng: ánh sáng, hóa học

+,…

• Nhu cầu carbon: vô cơ, hữu cơ

• Nhu cầu nitro: N2, NH4

• Nhu cầu khoáng: nguyên tố khoáng đa lượng (P, K, Na, S, Mg,...) và

• Nhu cầu axit amin: tự dưỡng, di dưỡng bắt buộc và không bắt buộc

nguyên tố khoáng vi lượng (Mn, Cu, Co,...).

• Nhu cầu về chất sinh trưởng: Hầu như không có chất nào là chất sinh

trưởng chung cho tất cả các loại vi sinh vật, có thể thuộc về một trong

các loại sau đây: các gốc kiềm purin, pirimidin và các dẫn xuất của

chúng, các acid béo và thành phần của màng tế bào, các vitamine.

Thức ăn của vi sinh vật

Căn cứ vào nhu cầu của vi sinh vật người ta chia thức ăn làm ba

• Thức ăn năng lượng: thức ăn sau khi hấp thụ cung cấp một số năng

loại:

lượng cần thiết cho hoạt động sống của vi sinh vật như gluxit,

lipit…

• Thức ăn kiến tạo: thức ăn sẽ chuyển hóa tham gia xây dựng các cấu

trúc của vi sinh vật. Trong thực tế một loại thức ăn vừa có thể là

nguồn năng lượng, vừa là nguyên liệu để xây dựng cấu trúc như

protein…

• Yếu tố sinh trưởng (thức ăn đặc hiệu): là những chất cần thiết đối

với hoạt động sống, mà vi sinh vật không tự tổng hợp được như

vitamin, axit amin không thay thế như Tryptophan…

9/18/2020

Các kiểu dinh dưỡng ở vi sinh vật

Căn cứ vào nguồn carbon

• Dị dưỡng carbon: vi sinh vật sử dụng nguồn carbon trong tự nhiên từ các

hợp chất hữu cơ. Từ hợp chất hữu cơ này ngoài nguồn carbon vi sinh vật còn

thu được nguồn năng lượng cần thiết cho hoạt động sống của mình.

• Tự dưỡng carbon: là nhóm vi sinh vật sử dụng nguồn các bon từ các chất

vô cơ như CO2 hoặc các muối carbonate. Quá trình này cần năng lượng, vi

sinh vật có thể sử dụng nguồn năng lượng trực tiếp của ánh sáng mặt trời

hoặc sử dụng năng lượng hóa học nhờ sự oxi hóa hợp chất vô cơ.

Căn cứ vào nguồn năng lượng

• Dinh dưỡng quang năng: là những vi sinh vật nhờ có sắc tố quang hợp mà

có khả năng hấp thu năng lượng từ ánh sáng mặt trời và chuyển hóa thành

năng lượng hóa học (tích lũy dưới dạng ATP)

• Dinh dưỡng hóa năng: là những vi sinh vật sử dụng năng lượng chứa trong

các hợp chất hóa học.

vô cơ đơn giản.

Căn cứ vào nguồn carbon và nguồn năng lượng Tự dưỡng • Tự dưỡng quang năng: Nguồn C là CO2, nguồn năng lượng là ánh sáng. • Tự dưỡng hoá năng: Nguồn C là CO2, nguồn năng lượng là một số hợp chất

Dị dưỡng: Vi sinh vật đòi hỏi một phần hoặc toàn bộ nguồn dinh dưỡng phải là chất hữu cơ có sẵn như hydrate carbon (đường, tinh bột, cellulose ,...). Còn nguồn N là các acid amine, yếu tố phát triển hoặc sinh trưởng là các vitamine, hoặc các chất chuyển hóa. • Dị dưỡng quang năng: Nguồn C là chất hữu cơ, nguồn năng lượng là ánh

sáng.

• Dị dưỡng hoá năng: Nguồn C là chất hữu cơ, nguồn năng lượng là từ sự

chuyển hoá trao đổi chất của chất nguyên sinh của một cơ thể khác.

• Dị dưỡng hoại sinh: Nguồn C là chất hữu cơ, nguồn năng lượng là từ sự trao

đổi chất của chất nguyên sinh các xác hữu cơ.

• Dị dưỡng kí sinh: Nguồn C là chất hữu cơ, nguồn năng lượng là lấy từ các tổ

chức hoặc dịch thể của một cơ thể sống.

9/18/2020

Căn cứ vào nguồn nitro

• Dị dưỡng amin: vi sinh vật không tự tổng hợp được axit amin

mà phải hấp thụ trực tiếp từ môi trường. Chúng có khả năng tiết

ra các loại enzyme protease để chuyển hóa protein thành axit

amin rồi hấp thụ vào cơ thể.

• Tự dưỡng amin: là nhóm vi sinh vật có khả năng tự tổng hợp

axit amin của cơ thể từ nguồn nitơ vô cơ hoặc hữu cơ, thường là

muối amon.

Sinh trưởng của vi sinh vật

9/18/2020

Đường cong sinh trưởng của vi sinh vật

• Giai đoạn khởi động (lag phase) • Giai đoạn tăng trưởng (log/exponential phase) • Giai đoạn ổn định (stationary phase) • Giai đoạn suy vong (death phase)