Bài giảng Vi sinh: Dinh dưỡng-tăng trưởng vi khuẩn

3/11/2017 
1 
DINH DƯỠNG – TĂNG TRƯỞNG 
VI KHUẨN 
Vi 
khuẩn 
Dinh 
dƣỡng 
Thông 
khí 
ASTT 
pH 
Nhiệt 
độ 
ĐIỀU KIỆN NUÔI CẤY VI KHUẨN 
ĐIỀU KIỆN NUÔI CẤY VI KHUẨN DINH DƢỠNG 
- Vi khuẩn sử dụng dinh dƣỡng để tạo 
- Năng lƣợng 
- Chất kiến tạo tế bào 
- Chất tăng trƣởng tế bào 
- Nguồn năng lƣợng 
- Ánh sáng 
- Chất hữu cơ 
- Chất vô cơ 
DINH DƢỠNG 
- Cơ chế chuyển hóa dinh dƣỡng thành năng lƣợng 
1.Quá trình lên men ở vi khuẩn kỵ khí 
2. Quá trình hô hấp ở vi khuẩn hiếu khí 
3. Quá trình quang hợp ở vi khuẩn quang tổng 
hợp 
- Tạo ATP 
DINH DƢỠNG 
Phân loại 
- Chất dinh dƣỡng thiết yếu là những chất bắt buộc 
phải có cho quá trình tăng trƣởng của vi khuẩn. 
- Chất dinh dƣỡng có ích là những chất vi khuẩn 
sử dụng đƣợc nhƣng không bắt buộc. 
3/11/2017 
2 
DINH DƢỠNG 
Phân loại 
1. Chất dinh dƣỡng lƣợng lớn 
- Carbon 
- Nitơ 
- Phospho 
2. Chất dinh dƣỡng lƣợng nhỏ (vi lƣợng) * 
3. Yếu tố tăng trƣởng * 
CARBON 
- Chiếm ½ trọng lƣợng khô của tế bào. 
- Quan trọng đối với sự sống. 
- Nguồn carbon 
- CO2 
- Hydratcarcon 
- Citrat 
-  
- Có enzym phân giải 
không? 
- Mức độ oxy hóa/Cấu 
tạo hóa học của C? 
- . 
CARBON 
Hydratcarbon 
- Nguồn carbon chủ yếu của vi sinh vật 
- Gồm các loại đƣờng glucose, lactose, tinh bột 
Glucose 
- Amylase 
- Lactase 
- Sucrase 
- Maltase 
-  
CARBON 
Hydratcarbon 
Glucose 
Acid pyruvic 
Chu trình 
Krebs 
Lên men 
Hỗn hợp 
acid 
Acetoin 
pH > 5,5 
C6H12O6 + 6O2 + 38ADP + 38P 6CO2 + 6H2O + 38 ATP 
Chu trình Krebs 
CARBON 
Hydratcarbon 
CARBON 
Citrat 
- Một số vi khuẩn đặc biệt nhƣ Salmonella 
paratyphi C, Aerobacter sử dụng citrat nhƣ 
nguồn carbon duy nhất. 
3/11/2017 
3 
CARBON NITƠ 
- Chiếm 12 – 15% trọng lƣợng khô của tế bào 
- Là thành phần chính của protein, acid nucleic, 
peptidoglycan 
Liên kết peptide trong protein Acid nucleic 
NITƠ 
- Nguồn nitơ 
- Nitơ hữu cơ: pepton từ thịt, đậu nành 
- Nitơ vô cơ: muối nitrat, nitrit 
- Nitơ không khí: Vi khuẩn cố định nitơ 
- Urê: Vi khuẩn có enzym urease 
- Cấu tạo của nguồn N ? 
- Tỉ lệ C:N? 
-  
NITƠ 
Vi khuẩn cố định nitơ ở rễ cây 
PHOSPHO 
- Cần cho tổng hợp ADN, ARN, phospholipid... 
- Nguồn 
- Vô cơ: KH2PO4 
- Hữu cơ 
Nucleotide 
CHẤT DINH DƢỠNG LƢỢNG LỚN 
- Lƣu huỳnh: có trong acid amin, vitamin, Kali: 
cần để hoạt hóa một số enzym. 
- Magie: ổn định ribosom, hoạt động enzym, vận 
chuyển phosphat. 
- Sắt: cần cho hoạt động của enzym hô hấp. 
- Canxi 
- Natri 
3/11/2017 
4 
CHẤT VI LƢỢNG 
- Vi khuẩn cần với lƣợng nhỏ 
- Quan trọng đối với dinh dƣỡng của vi khuẩn, 
không thể thiếu. 
- Gồm coban, kẽm, đồng, molypden, mangan, 
niken, tungsten, selen 
YẾU TỐ TĂNG TRƢỞNG 
- Là hợp chất hữu cơ mà VK cần với lƣợng nhỏ 
- Vi khuẩn không tổng hợp đƣợc 
- Thiết yếu cho sự tăng trƣởng 
- Mỗi loại vi khuẩn cần các yếu tố tăng trƣởng khác 
nhau 
- Ví dụ: acid amin, vitamin 
MÔI TRƢỜNG NUÔI CẤY 
- Là hỗn hợp cung cấp dinh dƣỡng cho vi khuẩn 
phát triển 
MÔI TRƢỜNG NUÔI CẤY 
Phân loại: theo thành phần 
- Môi trường tổng hợp: chất dinh dƣỡng ở dạng 
hóa học tinh khiết xác định thành phần. 
- Môi trường tự nhiên: chứa các thành phần cần 
thiết nhƣng không xác định thành phần hóa học. 
MÔI TRƢỜNG NUÔI CẤY 
Phân loại: theo mục đích 
- Môi trường cơ bản: thích hợp cho đa số VK. 
- Môi trường chuyên chở: ít dinh dƣỡng giúp VK 
sống nhƣng không phát triển. 
MÔI TRƢỜNG NUÔI CẤY 
Phân loại: theo mục đích 
- Môi trường phong phú: nuôi VK “kén ăn” 
3/11/2017 
5 
MÔI TRƢỜNG NUÔI CẤY 
Phân loại: theo mục đích 
- Môi trường chọn lọc: chỉ cho VK lựa chọn tăng 
trƣởng. 
BSA/ Salmonella 
SS/Shigella và Salmonella 
MÔI TRƢỜNG NUÔI CẤY 
Phân loại: theo mục đích 
- Môi trường phân biệt: khuẩn lạc của VK xuất 
hiện đặc điểm riêng 
MC 
MÔI TRƢỜNG NUÔI CẤY 
Phân loại: theo mục đích 
- Môi trường xác định tính chất sinh hóa: phát 
hiện hoạt tính enzym của VK. 
Môi trƣờng Urea 
NHIỆT ĐỘ 
- Nhiệt độ tăng tốc độ phản ứng của tế bào tăng 
 vi khuẩn tăng trƣởng tăng và ngƣợc lại 
- Nhiệt độ quá cao/quá thấp vi khuẩn không thể 
tăng trƣởng 
- Nhiệt độ tối ƣu vi khuẩn tăng trƣởng tối ƣu 
NHIỆT ĐỘ 
VK 
Ƣa nhiệt 
TB 
Ƣa nhiệt 
450C 
Ƣa nhiệt 
cao 
800C 
Ƣa lạnh 
150C 
Enzym bền 
 với nhiệt 
pH 
Ƣa acid 
• pH tối ƣu < 5 
• Vi nấm, HP, 
Thiobacillus 
Ƣa trung tính 
• pH 6 - 8 
• Phần lớn VSV 
thuộc nhóm 
này 
Ƣa kiềm 
• pH 10 - 11 
• Vibrio 
cholerae, 
Bacillus 
- pH nội bào vẫn phải duy trì gần pH trung tính 
- Lƣu ý: cần thêm đệm vào môi trƣờng nuôi cấy để 
duy trì pH phù hợp 
3/11/2017 
6 
ÁP SUẤT THẨM THẤU 
- Phụ thuộc vào lƣợng nƣớc và lƣợng chất tan 
(muối, đƣờng, hợp chất tan) 
- Gồm 
- Môi trƣờng ƣu trƣơng 
- Môi trƣờng đẳng trƣơng 
- Môi trƣờng nhƣợc trƣơng 
ÁP SUẤT THẨM THẤU 
Đẳng trƣơng Nhƣợc trƣơng Ƣu trƣơng 
OXY 
Nhóm Mối liên hệ với Oxy Loại chuyển hóa 
Hiếu khí 
- Bắt buộc Cần Hô hấp hiếu khí 
- Tùy ý Không cần nhƣng tăng 
trƣởng tốt hơn khi có oxy 
Hô hấp (hiếu khí/kỵ 
khí), lên men 
- Vi hiếu khí Cần với mức thấp hơn trong 
không khí 
Hô hấp hiếu khí 
Kỵ khí 
- Chịu đƣợc 
không khí 
Không cần, tăng trƣởng tốt 
hơn khi không có oxy 
Lên men 
- Bắt buộc Có hại/chết Lên men, Hô hấp kị 
khí 
OXY 
Hiếu khí 
bắt buộc 
Kỵ khí 
bắt buộc 
Vi hiếu khí Hiếu khí 
tùy ý 
Kỵ khí chịu 
đƣợc không khí 
OXY 
- Hô hấp hiếu khí 
- Chất nhận điện tử là O2 
- Sản phẩm: CO2, H2O, nhiều ATP 
- Hô hấp kỵ khí 
- Chất nhận điện tử là NO-3, SO4
2- 
- Sản phẩm: hợp chất vô cơ/hữu cơ, ít ATP 
- Lên men 
- Sản phẩm: acetoin, acid (pH<7) 
OXY 
Các dạng độc của oxy 
- OH*: oxy hóa ngay lập tức chất hữu cơ 
- Superoid O2-: oxy hóa chất hữu cơ, là sản phẩm 
không chủ ý khi hô hấp khử oxy thành nƣớc. 
- Hydro peroxid (H2O2): phân hủy một số thành phần 
của tế bào 
3/11/2017 
7 
OXY 
Enzym phân hủy oxy độc 
- Catalase 
- Peroxidase 
- Superoxid dismutase 
- Phối hợp Superoxid dismutase và Catalase 
END 
TĂNG TRƢỞNG VI KHUẨN 
- Là sự gia tăng tế bào (tăng sinh khối) 
- Tốc độ tăng trưởng: thay đổi số lƣợng tế 
bào/sinh khối trong một đơn vị thời gian 
- Thời gian thế hệ = thời gian cần để tế bào tăng 
gấp đôi. 
- Tăng trưởng lũy thừa 
TĂNG TRƢỞNG VI KHUẨN 
Sinh sản nhân đôi 
TĂNG TRƢỞNG VI KHUẨN 
Đường cong tăng trưởng 
- Pha tiềm ẩn 
- Pha lũy thừa: tế bào tăng theo cấp số nhân 
- Pha ổn định: tế bào sinh ra = tế bào chết đi 
- Pha suy thoái 
ĐO SỰ TĂNG TRƢỞNG 
1. Đếm tổng số tế bào 
- Đếm trực tiếp bằng kính hiển vi và buồng đếm 
- Không phân biệt tế bào sống/chết, đếm sót, không 
áp dụng cho trƣờng hợp mật độ tế bào thấp 
ĐO SỰ TĂNG TRƢỞNG 
2. Đo tỉ trọng tế bào 
- Đo trọng lƣợng khô tế bào trong 1 đơn vị thế tích 
3. Đo độ đục 
3/11/2017 
8 
ĐO SỰ TĂNG TRƢỞNG 
4. Đếm sống 
- Trải đĩa 
- Đổ đĩa 
5. Xác định CO2 giải phóng hoặc O2 hấp thu 
6. Xác định sản phẩm của vi khuẩn 
ỨNG DỤNG 
KIỂM SOÁT VI SINH VẬT 
- Sự vô trùng = không có sự sống, kể cả mầm sống 
- Tiệt trùng = tiêu hủy VSV sống 
- Tẩy trùng = tiêu hủy VSV có hại 
- Chất tẩy trùng = diệt trùng đồ vật 
- Chất sát trùng = chống/giảm sự nhiễm trùng cho 
mô sống 
- Chất kìm khuẩn = ngăn vi khuẩn sinh sản 
- Chất diệt khuẩn = giết vi khuẩn 
PHƢƠNG PHÁP KIỂM SOÁT VI SINH VẬT 
Phương pháp vật lý 
- Nhiệt ẩm có/không có áp suất 
- Nhiệt khô 
- UV 
- Ion phóng xạ 
- Lọc 
PHƢƠNG PHÁP KIỂM SOÁT VI SINH VẬT 
Phương pháp hóa học 
- Dung môi hữu cơ 
- Phenol 
- Halogen 
PHƢƠNG PHÁP KIỂM SOÁT VI SINH VẬT 
Kháng sinh 
- Ức chế tổng hợp/phá hủy thành/màng tế bào 
- Ức chế tổng hợp acid nucleic 
- Ức chế tổng hợp protein 
- Thay đổi chuyển hóa năng lƣợng 
3/11/2017 
9 
SINH ĐỊNH LƢỢNG 
- Định lƣợng các chất bằng cách đo lƣợng chất 
đƣợc sử dụng bởi VSV 
- Định lƣợng kháng sinh bằng cách đo sự ức chế 
tăng trƣởng 
KHÁC 
- Nhận định vi khuẩn gây bệnh 
- Nhận định vi khuẩn nhạy cảm/đề kháng kháng sinh 
nào xác định thuốc/liều lƣợng trong điều trị 
- Nghiên cứu tế bào 
... 
HẾT