Chương II: Sinh Trưởng Và Sinh Sản Của Vi Sinh Vật – Sinh Học Lớp 10
Bài 25: Sinh Trưởng Của Vi Sinh Vật
Nội dung Bài 25: Sinh Trưởng Của Vi Sinh Vật thuộc Chương II: Sinh Trưởng Và Sinh Sản Của Vi Sinh Vật môn Sinh Học Lớp 10. Qua bài học này các bạn nêu được khái niệm sinh trưởng ở vi sinh vật. Trình bày được đặc điểm sinh trưởng của quần thể trong môi trường nuôi cấy không liên tục, môi trường nuôi cấy liên tục. Phân biệt nguyên tắc nuôi cấy không liên tục, nuôi cấy liên tục và ý nghĩa. Phân tích được bảng số liệu và đồ thị để tìm ra quy luật sinh trưởng. Tính toán được thời gian, tốc độ sinh trưởng và số lượng tế bào của quần thể vi sinh vật. Mời các bạn theo dõi nội dung ngay dưới đây.
Sinh trưởng của quần thể vi sinh vật trong nuôi cấy không liên tục tuân theo quy luật với đường cong gồm 4 pha cơ bản: pha tiêm phát, pha luỹ thừa, pha cân bằng và pha suy vong.
Trong nuôi cấy liên tục thành phần của môi trường nuôi cấy luôn ổn định, quần thể vi sinh vật sẽ sinh trưởng liên tục, dịch nuôi cấy có mật độ vi sinh vật tương đối ổn định.HocTapHay.Com
I. Khái Niệm Sinh Trưởng
Sự sinh trưởng của quần thể vi sinh vật được hiểu là sự tăng số lượng tế bào của quần thể.
Thời gian từ khi sinh ra một tế bào cho đến khi tế bào đó phân chia hoặc số tế bào trong quần thể tăng gấp đôi gọi là thời gian thế hệ (kí hiệu là gì. Ví dụ: E.coli trong điều kiện nuôi cấy thích hợp cứ 20 phút tế bào lại phân đội một lần.
Thời gian (phút) | Số lần phân chua | \(\)\(2^n\) | Số tế bào của quần thể \((N_0 × 2^n)\) |
0 | 0 | \(2^0 = 1\) | 1 |
20 | 1 | \(2^1 = 2\) | 2 |
40 | 2 | \(2^2 = 4\) | 4 |
60 | 3 | \(2^3 = 8\) | 8 |
80 | 4 | \(2^4 = 16\) | 16 |
100 | 5 | \(2^5 = 32\) | 32 |
120 | 6 | \(2^6 = 64\) | 64 |
Câu hỏi 1 bài 25 trang 99 SGK sinh học lớp 10:
– Sau thời gian của một thế hệ, số tế bào trong quần thể biến đổi thế nào?
– Nếu số lượng tế bào ban đầu \((N_0)\) không phải là một tế bào mà là \(10^5\) tế bào thì sau 2 giờ số lượng tế bào trong bình (N) là bao nhiêu?
Giải:
– Sau 1 thế hệ, số tế bào trong quần thể tăng gấp đôi
– Ta có thời gian thế hệ là g = 20’; Thời gian nuôi cấy t = 2h = 120’
Vậy số lần phân chia (số thế hệ) là: 6 lần
Số tế bào trong bình sau 2h là: \(= 10^5 × 2^6 = 64.10^5\) tế bào.
II. Sự Sinh Trưởng Của Quần Thể Vi Khuẩn
1. Nuôi cấy không liên tục
Môi trường nuôi cấy không được bổ sung chất dinh dưỡng mới và không được lấy đi các sản phẩm chuyển hoá vật chất được gọi là môi trường nuôi cấy không liên tục.
Số tế bào trong bình sau n lần phân chia từ \(N_0\) tế bào ban đầu trong thời gian t là: \(N_t = N_0 × 2^n.\)
Câu hỏi 2 bài 25 trang 100 SGK sinh học lớp 10: Hãy tính số lần phân chia của E.coli trong một giờ?
Giải:
Số lần phân chia của E.coli trong 1 giờ là:
\(n = \frac{t}{g} = \frac{60}{20} = 3\) lần
Quần thể vi khuẩn trong nuôi cấy không liên tục sinh trưởng theo một đường cong gồm 4 pha (hình 25):
a. Pha tiềm phát (pha lag)
Vi khuẩn thích nghi với môi trường, số lượng tế bào trong quần thể chưa tăng. Enzim cảm ứng được hình thành để phân giải cơ chất.
b. Pha luỹ thừa (pha log)
Vi khuẩn sinh trưởng với tốc độ lớn nhất và không đổi, số lượng tế bào trong quần thể tăng lên rất nhanh.
c. Pha cân bằng.
Số lượng vi khuẩn trong quần thể đạt đến cực đại và không đổi theo thời gian, vì số lượng tế bào sinh ra bằng số lượng tế bào chết đi.
d. Pha suy vong
Số tế bào sống trong quần thể giảm dần do tế bào trong quần thể bị phân huỷ ngày càng nhiều, chất dinh dưỡng cạn kiệt, chất độc hại tích luỹ quá nhiều.
Câu hỏi 3 bài 25 trang 101 SGK sinh học lớp 10: Để thu được lượng vi sinh vật tối đa thì nên dừng ở pha nào?
Giải:
Ta nên dừng ở cuối pha lũy thừa, đầu pha cân bằng vì tỉ lệ tế bào sinh ra đạt gần mức cực đại, số tế bào chết đi chưa nhiều. Ở pha cân bằng số lượng vi sinh vật duy trì ở mức cân bằng (tỉ lệ tế bào sinh ra bằng với tý lệ tế bào chết đi), còn pha suy vong số lượng tế bào giảm do nguồn dinh dưỡng cạn kiệt, chất độc tích lũy nhiều đã ức chế sự sinh trưởng của vi sinh vật.
2. Nuôi cấy liên tục
Câu hỏi 4 bài 25 trang 101 SGK sinh học lớp 10: Để không xảy ra pha suy vong của quần thể vi khuẩn thì phải làm gì?
Giải:
Pha suy vong xảy ra do tế bào trong quần thể bị phân hủy ngày càng nhiều, chất dinh dưỡng cạn kiệt, chất độc hại tích lũy quá nhiều.
Để không xảy ra pha suy vong, người ta cần bổ sung liên tục chất dinh dưỡng vào và đồng thời lấy ra 1 lượng dịch nuôi cấy tương đương.
Trong nuôi cấy không liên tục, chất dinh dưỡng cạn dần, các chất qua chuyển hoá tích luỹ ngày càng nhiều đã ức chế sự sinh trưởng của vi sinh vật. Để tránh hiện tượng suy vong của quần thể vi sinh vật, người ta luôn đổi mới môi trường nuôi cấy bằng cách bổ sung liên tục các chất dinh dưỡng vào và đồng thời lấy ra một lượng dịch nuôi cấy tương đương, đó là nguyên tắc của phương pháp nuôi cấy liên tục. Người ta sử dụng phương pháp nuôi cấy liên tục trong sản xuất sinh khối để thu nhận prôtêin đơn bào, các hợp chất có hoạt tính sinh học như các axit amin, enzim, các kháng sinh, các hoocmôn…
Câu Hỏi Và Bài Tập
Hướng dẫn giải bài tập SGK Bài 25: Sinh Trưởng Của Vi Sinh Vật thuộc Chương II: Sinh Trưởng Và Sinh Sản Của Vi Sinh Vật môn Sinh Học Lớp 10. Các bài giải có kèm theo phương pháp giải và cách giải khác nhau.
Bài Tập 1 Trang 101 SGK Sinh Học Lớp 10
Hãy nêu đặc điểm 4 pha sinh trưởng của quần thể vi khuẩn.
Bài Tập 2 Trang 101 SGK Sinh Học Lớp 10
Vì sao, quá trình sinh trưởng của vi sinh vật trong nuôi cấy không liên tục có pha tiềm phát, còn trong nuôi cấy liên tục thì không có pha này?
Bài Tập 3 Trang 101 SGK Sinh Học Lớp 10
Vì sao, trong nuôi cấy không liên tục, vi sinh vật tự phân hủy ở pha suy vong, còn trong nuôi cấy liên tục hiện tượng này không xảy ra?
Tóm Tắt Lý Thuyết
Lý thuyết Bài 25: Sinh trưởng của vi sinh vật Sách giáo khoa Sinh học 10 ngắn gọn, đầy đủ, dễ hiểu có sơ đồ tư duy.
I. Khái Niệm Sinh Trưởng
– Sự sinh trưởng của quần thể vi sinh vật là sự tăng số lượng tế bào trong quần thể.
– Thời gian thế hệ là thời gian từ khi xuất hiện một tế bào đến khi tế bào đó phân chia hoặc số tế bào trong quần thể tăng gấp đôi (Kí hiệu: g).
Ví dụ: E.Coli cứ 20 phút tế bào phân đôi 1 lần.
– Mỗi loài vi khuẩn có thời gian riêng, trong cùng một loài với điều kiện nuôi cấy khác nhau cũng thể hiện g khác nhau.
II. Sự Sinh Trưởng Của Quần Thể Vi Khuẩn
1. Nuôi cấy không liên tục
– Là môi trường nuôi cấy không được bổ sung chất dinh dưỡng mới và không được lấy đi các sản phẩm trao đổi chất.
– Các pha sinh trưởng của vi khuẩn trong môi trường nuôi cấy không liên tục: 4 pha.
a. Pha tiềm phát (pha Lag)
– Vi khuẩn thích nghi với môi trường.
– Số lượng tế bào trong quần thể không tăng.
– Enzim cảm ứng được hình thành.
b. Pha lũy thừa (pha Log)
– Vi khuẩn bắt đầu phân chia, số lượng tế bào tăng theo lũy thừa.
– Hằng số M không đủ theo thời gian và là cực đại đối với một số chủng và điều kiện nuôi cấy.
c. Pha cân bằng
– Số lượng vi sinh vật đạt mức cực đại, không đổi theo thời gian là do:
+ Một số tế bào bị phân hủy.
+ Một số khác có chất dinh dưỡng lại phân chia.
d. Pha suy vong
– Số tế bào trong quần thể giảm dần do:
+ Số tế bào bị phân hủy nhiều.
+ Chất dinh dưỡng bị cạn kiệt.
+ Chất độc hại tích lũy nhiều.
2. Nuôi cấy liên tục
– Bổ sung liên tục các chất dinh dưỡng, đồng thời lấy ra một lượng tương đương dịch nuôi cấy.
– Điều kiện môi trường duy trì ổn định.
– Ứng dụng: sản xuất sinh khối để thu prôtêin đơn bào, các hợp chất có hoạt tính sinh học như axit amin, enzim, kháng sinh, hoocmôn…
Câu Hỏi Trắc Nghiệm
Câu 1: Khi nói đến sự sinh trưởng của vi sinh vật, người ta thường nói đến:
A. Sự tăng sinh khối của quần thể.
B. Sự tăng số lượng tế bào của quần thể.
C. Sự tăng kích thước của mỗi cá thể trong quần thể.
D. Sự mở rộng phạm vi phân bố của quần thể.
Câu 2: Sinh trưởng của quần thể vi sinh vật là:
A. Sự sinh sản của vi khuẩn.
B. Sự tăng lên về kích thước của vi khuẩn của quần thể.
C. Sự tăng lên về số lượng tế bào của quần thể.
D. Sự tăng lên về khối lượng tế bào của quần thể.
Câu 3: Sự sinh trưởng của quần thể vi sinh vật được đánh giá thông qua sự tăng lên về
A. Kích thước của từng tế bào trong quần thể.
B. Số lượng tế bào của quần thể.
C. Khối lượng của từng tế bào trong quần thể.
D. Cả kích thước và khối lượng của từng tế bào trong quần thể.
Câu 4: Ở E.coli, khi nuôi cấy trong điều kiện thích hợp thì cứ 20 phút chúng sẽ phân chia một lần. Sau khi được nuôi cấy trong 3 giờ, từ một nhóm cá thể E.coli ban đầu đã tạo ra tất cả 3584 cá thể ở thế hệ cuối cùng. Hỏi nhóm ban đầu có bao nhiêu cá thể?
A. 9
B. 6
C. 8
D. 7
Câu 5: Một nhóm tế bào E.coli sau 3h tạo ra 9728 tế bào con, số tế bào ban đầu trong nhóm này là?
A. 19
B. 23
C. 21
D. 18
Câu 6: Loài vi khuẩn A có thời gian thế hệ là 45 phút. 200 cá thể của loài được sinh trưởng trong môi trường nuôi cấy liên tục và sau một thời gian, người ta thu được tất cả 3200 cá thể ở thế hệ cuối cùng. Hãy tính thời gian nuôi cấy của nhóm cá thể ban đầu.
A. 4,5 giờ
B. 1,5 giờ
C. 2 giờ
D. 3 giờ
Câu 7: Thời gian thế hệ của 1 loài vi khuẩn là 20 phút , từ một tế bào vi khuẩn này đã phân bào tạo ra tất cả 32 tế bào mới . Hãy cho biết thời gian của tế bào trên là bao nhiêu?
A. 2 giờ
B. 60 phút
C. 40 phút
D. 100 phút
Câu 8: Trong thời gian 375 phút, từ một tế bào vi khuẩn đã phân bào tạo ra tất cả 32 tế bào mới. Hãy cho biết thời gian cần thiết cho một thế hệ của tế bào trên là bao nhiêu?
A. 2 giờ.
B. 1 giờ 30 phút.
C. 45 phút
D. 1 giờ 15 phút.
Câu 9: Trong thời gian 120 phút, từ một tế bào vi khuẩn đã phân bào tạo ra tất cả 64 tế bào mới. Hãy cho biết thời gian cần thiết cho một thế hệ của tế bào trên là bao nhiêu?
A. 20 phút
B. 2 giờ
C. 40 phút
D. 60 phút
Câu 10: Quần thể E. coli ban đầu có 106 tế bào. Sau 1 giờ, số lượng tế bào E. coli của quần thể là 8. 106 tế bào. Thời gian thế hệ của E. coli là:
A. 20 phút
B. 10 phút
C. 8 phút
D. 30 phút
Câu 11: Một quần thể vi khuẩn có số lượng ban đầu là 500, sau 2 giờ đồng hồ, số lượng tế bào trong quần thể đạt 4000 tế bào. Thời gian thế hệ của quần thể là:
A. 20 phút
B. 30 phút
C. 40 phút
D. 1 giờ
Câu 12: Trong 1 quần thể vi sinh vật, ban đầu có 104 tế bào. Thời gian 1 thế hệ là 20 phút, số tế bào trong quần thể sau 2 h là
A. 104.23
B. 104.24
C. 104.25
D. 104.26
Câu 13: Một quần thể vi khuẩn có số lượng tế bào ban đầu là 500, thời gian thế hệ là 30 phút, sau 2,5 giờ, số lượng tế bào của quần thể là:
A. 5000
B. 16000
C. 32000
D. 64000
Câu 14: Nuôi 100 tế bào vi khuẩn E. Coli sau 2 giờ thu được bao nhiêu tế bào? Biết thời gian thế hệ là 30 phút.
A. 400
B. 3200
C. 6400
D. 1600
Câu 15: Biết thời gian thế hệ của vi khuẩn E.Coli là 20 phút, số tế bào tạo ra từ 8 vi khuẩn ban đầu sau một giờ nuôi cấy trong điều kiện tối ưu là
A. 128
B. 64
C. 24
D. 16
Câu 16: Trong bình nuôi cấy nấm men rượu ban đầu có số lượng 4 × 102 tế bào, thời gian thế hệ (g) là 120 phút. Vậy số lượng tế bào trong quần thể nấm men rượu sau 24 giờ là
A. 1232400
B. 1228400
C. 1638400
D. 1632400
Câu 17: Số tế bào tạo ra từ 8 vi khuẩn E. Coli đều phân bào 5 lần là:
A. 128
B. 110
C. 148
D. 256
Câu 18: Có một tế bào vi sinh vật có thời gian của một thế hệ là 30 phút. Số tế bào tạo ra từ tế bào nói trên sau 3 giờ là bao nhiêu?
A. 32
B. 8
C. 16
D. 64
Câu 19: Quần thể vi khuẩn trong nuôi cấy không liên tục sinh trưởng theo một đường cong gồm mấy pha?
A. 4 pha
B. 3 pha
C. 2 pha
D. 5 pha
Câu 20: Trong môi trường nuôi cấy không liên tục, quá trình sinh trưởng của quần thể vi khuẩn trải qua mấy pha:
A. 3 pha
B. 4 pha
C. 5 pha
D. 6 pha
Ở trên là nội dung Bài 25: Sinh Trưởng Của Vi Sinh Vật Chương II: Sinh Trưởng Và Sinh Sản Của Vi Sinh Vật môn Sinh Học Lớp 10. Trong bài học này các bạn được tìm hiểu về Sinh trưởng của vi sinh vật, khái niệm sinh trưởng ở vi sinh vật, công thức tính số lượng tế bào trong một khoảng thời gian, đường cong sinh trưởng của vi sinh vật trong môi trường nuôi cấy không liên tục và ý nghĩa của nuôi cấy vi sinh vật trong môi trường nuôi cấy liên tục. Chúc các bạn học tốt Sinh Học Lớp 10.
Trả lời