Khái quát chung về vi sinh vật

A. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ VI SINH VẬT 1. Khái niệm : VSV gồm nhiều nhóm phân loại khác nhau, là những cơ thể đơn bào hay tập hợp đơn bào, có kích thước hiển vi. 2. Đặc tính chung - Kích thước vô cùng nhỏ bé, cấu tạo rất đơn giản - Có khả năng sinh trưởng và phát triển cực kỳ nhanh. (TB nhỏ, DT bề mặt lớn->có lợi cho sự vận chuyển chất dinh dưỡng -> sinh trưởng nhanh ) - Có khả năng hấp thụ nhiều, chuyển hóa nhanh, sinh tổng hợp mạnh mẽ các chất có hoạt tính sinh học. ( TB nhỏ, tỷ lệ S/V lớn-> Bề mặt TĐC lớn ->sự TĐC với MT hiệu quả hơn. . 1cm3 VK có S = 6m2. . 1kg nấm men phân giải được 1000kg đường/ngày có nghĩa là trong 1h có thể phân giải lượng thức ăn gấp 110 lần khối lượng cơ thể.) - Phân bố rất rộng rãi nhờ khả năng thích ứng với nhiều điều kiện khác nhau của MT ( Bào tử nhiều Vk chịu được 10% AgCl trong 2h, trong phênol 5% /15 ngày.) - Dễ phát sinh biến dị: Tần số biến dị ở vi sinh vật là 10-5 – 10-10 Biến dị thường gặp là đột biến gen - Đa dạng về chủng loại:( ĐV có 1,5 triệu loài, TV có 0,5 triệu loài, VSV có 100 000 loài (1/10 con số thực trong tư nhiên).Trong ruột người có 100 - 400 loại VSV, chiếm 1/3 khối lượng phân khô của người. Hàng năm bổ sung thêm 1500 loài mới.) 3. Phương pháp nuôi cấy VSV: a. Cơ sở: tạo các chủng VSV thần khiết b. Phương pháp: - Pha loãng mẫu trong nước vô trùng - Cấy dung dịch lên môi trường đặc ở nhiệt độ thích hợp à tạo khuẩn lạc - Cấy từ khuẩn lạc sang môi trường mới à tạo chủng VSV thần khiết c. Cần phân biệt được MT tự nhiên và MT nuôi cấy của VSV - VSV phân bố rất rộng rãi trong đất, nước, đáy đại dương, trên cơ thể người, động vật, thực vật, …Các yếu tố trên được gọi là MT tự nhiên (nơi cung cấp các chất cần thiết cho sự ST và PT) của VSV - MT nuôi cấy VSV: do con người chủ động tạo ra để nuôi cấy các VSV trong phòng thí nghiệm. Dựa vào nguồn gốc của nguyên liệu chia 3 loại: + MT tự nhiên: Chứa các chất tự nhiên như sữa, thịt , trứng, huyết thanh, máu, …với số lượng và thành phần không xác định + MT tổng hợp: Đã biết thành phần hóa học và số lượng của các chất có trong MT: [ VD: (NH4)PO4-1,5; KH2PO4-1,0; MgSO4-0,2; CaCl2-0,1; NaCl – 5,0 ( g/l) ] + MT bán tổng hợp: chứa 1 số chất tự nhiên và một số chất hóa học đã biết rõ thành phầnvà số lượng B. TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở VI SINH VẬT I.. Các kiểu dinh dưỡng của vi sinh vật Nguồn năng lượng nguồn cacbon chủ yếu Đại diện Quang tự dưỡng Ánh sáng CO2. VK lam anabaena cylindrica VK lưu huỳnh màu tía Hoá tự dưỡng các chất vô cơ CO2. Nitrosomonas, Nitrobacter VK hydro, VK sắt Quang dị dưỡng Ánh sáng các chất hữu cơ. VK không chứa S màu lục VK không chứa S màu tía Hoá dị dưỡng chất hữu cơ chất hữu cơ nấm, tất cả động vật nguyên sinh, VK lactic, Clostridium, Bacillus, Pseudomonas, VSV khử sun phat… * Sư khác nhau cơ bản giữa VK màu lục, VK lam, VK không S màu tía: + Về cấu trúc bộ máy quang hợp + Sắc tố quang hợp + Nơi phân bố Ví dụ: VK S màu lục VK lam VK không S màu tía Về cấu trúc bộ máy quang hợp Cloroxom gồm các túi liên kết với protein nằm trong màng TBC. Tilacoit và phicobilixom. Các vùng lõm vào của màng TBC. Sắc tố quang hợp Là khuẩn diệp lục a,c, d, e. Diệp lục a, caroten, phicoxianin, phicoeritrin Là khuẩn diệp lục a,b. Nơi phân bố Sống ở đáy ao giàu chất hữu cơ phân giải Sống ở lớp nước bề mặt giàu oxy. Sống ở lớp nước nông. II. Hô hấp và lên men: * glucoza là trung tâm của mọi con đường TĐC ở VSV + Glucoza là nguồn cung cấp năng lượng chủ yếu cho mọi hoạt động của cơ thể + VSV dễ đồng hóa nhất + Cung cấp các tiền chất cho hầu hết các quá trình sinh tổng hợp đại phân tử cho TB + Tồn tại ở dạng dự trữ góp phần duy trì sự ổn định tính chất sinh lý, áp suất thẩm thấu của TB * Glucoza có thể được VSV phân giải theo các con đường sau: Đường phân (EMP) - Diễn ra trong TBC, xuất hiện sớm nhất, ở hầu hết các VSV. - 1G à 2 axit piruvic + 2ATP (Năng lượng 51%) Con đường HMP hay PP - Phổ biến ở rất nhiều VSV, sản xuất các tiền chất trao đổi dùng trong đồng hóa mà đường phân không tạo ra được. - 1G à 1 axit piruvic + 1ATP (Năng lượng 25,5%) Con đường ED - Rất ít VSV tham gia trừ Pseu. aeruginosa và Enterococcus faecalis - Tạo ra các tiền chất trao đổi mà đường phân không tạo ra 1G à 2 axit piruvic + 1ATP (Năng lượng 25,5%) C6H12O6 à KDPG à NADH + H+ , NADPH + H+ ,2 CH3COCOOH + 1ATP (KDPG : kêtô 3 đêoxi 6 phôtphoglucônat) Đặc điểm so sánh Hô hấp hiếu khí Hô hấp kị khí Lên men: Điều kiện Chất nhận e Cách tạo ATP Sản phẩm cuối cùng Enzim sử dụng Số -ATP/1glucôzơ Hiệu suất năng lượng VSV thực hiện Có O2 O2 chuỗi vận chuyển e ở màng trong ti thể ( nhân thực) ở màng sinh chất( nhân sơ) CO2 + H2O. Nghèo năng lượng Bị ôxihóa triệt để -SOD( superoxit dismutaza), catalaza 36 (38 )ATP 41% Nấm mốc Ít O2 NO2, SO2 ,CO2 chuỗi vận chuyển e màng sinh chất NO3-, SO4- ,CO3- Nghèo năng lượng Bị ôxi hóa triệt để -Không có SOD và catalaza < 36 (38)ATP 25- 30% Vi khẩn sinh mêtan, vi khuẩn oxi hóa sắt Không có O2 Chất hữu cơ chuỗi vận chuyển e nằm trong tế bào chất Chất hữu cơ Giàu năng lượng Bị ôxi hóa từng phần có SOD, không có catalaza 2ATP 5% Mấm men, vi khuẩn lactic III. Qúa trình tổng hợp ở vi sinh vật và ứng dụng – Phần lớn vi sinh vật có khả năng tự tổng hợp được các loại axit amin, chúng sử dụng năng lượng và enzim nội bào để tổng hợp các chất.1.Tổng hợp prôtêin: sự tổng hợp prôtêin diễn ra tương tự ở mọi tế bào sinh vật do các axit amin liên kết với nhau bằng liên kết peptit: n(axit amin) → prôtêin 2. Tổng hợp pôlisaccarit : ở vi khuẩn và tảo, việc tổng hợp tinh bột và glicôgen cần hợp chất mở đầu là ADP-glucôzơ (ađênôzin điphôtphat-glucôzơ):(Glucôzơ)n + ADP-glucôzơ → (Glucôzơ)n+1 + ADP3. Tổng hợp lipit: vi sinh vật tổng hợp lipit bằng cách liên kết glixêrol và các axit béo. Glixêrol là dẫn xuất từ đihiđrôxiaxêtôn-P (trong đường phân). Các axit béo được tạo thành nhờ sự kết hợp liên tục với nhau của các phân tử axêtyl-CoA.4.Tổng hợp axit nuclêic: các bazơ nitơ kết hợp với đường 5 cacbon và axit phôtphoric để tạo ra các nuclêôtit, sự liên kết các nuclêôtit tạo ra các axit nuclêic.5. Ứng dụng của sự tổng hợp ở vi sinh vật trong đời sống con người+ Con người khai thác đặc điểm của VSV như tốc độ sinh trưởng và tổng hợp sinh khối cao để sản xuất các sản phẩm sinh học. 500 kg nấm men có thể tạo thành mỗi ngày 50 tấn prôtêin.+ Sử dụng vi sinh vật để tạo ra các loại axit amin quý như axit glutamic, lizin và tạo prôtêin đơn bào...+ Sản xuất các chất xúc tác sinh học: các enzim ngoại bào của vi sinh vật được sử dụng phổ biến trong đời sống con người và trong nền kinh tế quốc dân, chẳng hạn:* Amilaza (thuỷ phân tinh bột) được dùng khi làm tương, rượu nếp, trong công nghiệp sản xuất bánh kẹo, công nghiệp dệt, sản xuất xirô…* Prôtêaza (thuỷ phân prôtêin) được dùng khi làm tương, chế biến thịt, trong công nghiệp thuộc da, công nghiệp bột giặt…* Xenlulaza (thuỷ phân xenlulôzơ) được dùng trong chế biến rác thải và xử lí các bã thải dùng làm thức ăn cho chăn nuôi và sản xuất bột giặt…* Lipaza (thuỷ phân lipit) dùng trong công nghiệp bột giặt và chất tẩy rửa… IV. Qúa trình phân giải ở vi sinh vật và ứng dụng * Phân giải ngoại bào: Khi tiếp xúc với các chất dinh dưỡng có phân tử lớn như acid nucleic, protein, tinh bột và lipid... (chứa trong xác của động vật và thực vật) không thể được vận chuyển qua màng sinh chất, vi sinh vật phải tiết vào môi trường các enzyme thuỷ phân các cơ chất trên thành các chất đơn giản hơn. 1. Phân giải acid nucleic và protein Vi sinh vật tiết ra các enzyme:-Nucleaza: phân giải DNA và RNA thành các nucleotid.-Proteaza: phân giải protein thành các acid amin.2. Phân giải polysachariteCác loại polysacharite tự nhiên khá phong phú và đa dạng. Để đồng hoá được các cơ chất trên, vi sinh vật tiết ra các enzyme:-Amilaza phân giải tinh bột thành glucose.-Cellulaza phân giải cellulose thành glucose và kitinaza phân giải kitin thành N-acetyl-glucozamin.3. Phân giải lipidĐể thu được nguồn carbon và năng lượng từ lipid, vi sinh vật tiết vào môi trường enzyme lipaza phân giải lipid (mỡ) thành các acid béo và glycerol.4. ỨNG DỤNG CỦA CÁC QUÁ TRÌNH PHÂN GIẢI Ở VI SINH VẬTa, Sản xuất thực phẩm cho người và thức ăn cho gia súc-Trồng nhiều loại nấm ăn: Lợi dụng hoạt tính phân giải cellulose người ta đã tận dụng các bã thải thực vật (rơm, rạ, lõi ngô, bã mía, xơ bông). - Lên men rượu, giấm…*Lên men rượu - Cơ chế lên men C6H12O6 Nấm men C2H5OH + CO2 + 113.4 Kcalo - Nhóm vi sinh vật thực hiện: Nấm men - Điều kiện lên men: Không có ôxi, nhiệt độ: 37 – 40oC - Ứng dụng Sản xuất rượu, bia, rượu vang, cồn Thu sinh khối nấm men à làm thức ăn Sản xuất rượu nếp, rượu trắng, rượu cần Giai đoạn 1: Đường hóa tinh bột nhờ nấm mốc (C6H12O6)n Nấm mốc, VSV nC6H12O6 Giai đoạn 2: Lên men rượu C6H12O6 Nấm men, kị khí C2H5OH + CO2 + 113.4 Kcalo pH 4-5 *Sản xuất bia: + Nguyên liệu : Tinh bột, rỉ đường, hoa hublông ( hương bia) + Cơ chế : giống sản xuất rượu: - Sản xuất rượu vang: + Nguyên liệu: trái cây ( đường trái cây) Cơ chế: C6H12O6 Nấm men C2H5OH + CO2 + 113.4 Kcalo *Lên men lactic - Cơ chế lên men C6H12O6 VK Lactic CH3CHOH COOH - Nhóm vi sinh vật thực hiện: Vi khuẩn lactic - Điều kiện lên men: Không có ôxi, nhiệt độ: 37 – 40oC, PH <7 - Ứng dụng - Làm sữa chua, muối dưa, ủ chua thức ăn cho gia súc & Phân biệt quá trình lên men lactic đồng hình và dị hình: Đặc điểm so sánh Lên men lactic đồng hình Lên men lactic dị hình 1. VSV thực hiện 2. Sản phẩm 3.Năng lượng -Vi khuẩn lactic đồng hình -Axit lactic, không tạo CO2 -Nhiều -Vi khuẩn lactic dị hình -Ngoài axít lactíc còn có rượu, axit axêtic, glixêril, CO2 - Ít hơn * Sử dụng enzim prôtêaza trong ruột cá + vi sinh vật tạo hương để làm nước mắm: - Tạo hương nhờ các vi sinh vật ưa mặn à mùi thơm đặc trưng của mắm * Sử dụng nấm sởi và vi khuẩn để làm tương: - Ử mốc (C6H12O6)n Nấm sợi nC6H12O6 - Ngâm nước đậu: Prôtêin (đậu tương) Vi khuẩn Axit amin * Sử dụng vi khuẩn axêtíc để làm giấm: C2H5OH VK Axêtíc CH3COOH + H2O + Q b.. Cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trồng - chế biến rác thải thành phân bónNhờ các hoạt tính phân giải của vi sinh vật mà xác các động vật và thực vật trong đất được chuyển thành chất dinh dưỡng tạo nên độ phì nhiêu của đất. Đây cũng là cơ sở khoa học của việc chế biến rác thải thành phân bón.c.. Phân giải các chất độcMuốn tăng năng suất cây trồng, người ta phải sử dụng các chất trừ sâu, diệt cỏ, diệt nấm. Đây là các chất do con người tổng hợp ra và thường độc đối với người và động vật. Rất may, nhiều vi khuẩn và nấm có khả năng phân giải các hoá chất độc nói trên còn tồn đọng trong đất.d.. Bột giặt sinh họcĐể tẩy sạch các vết bẩn (bột, thịt, mỡ, dầu, cellulose...) trên quần áo, khăn bàn, chăn màn... người ta thêm vào bột giặt một số enzyme vi sinh vật như amilaza, prôtêaza, lipaza, cellulaza...e.. Cải thiện công nghiệp thuộc daĐể tẩy sạch lông ở bộ da động vật, trước đây người ta phải sử dụng các hoá chất vừa kém hiệu quả, vừa gây ô nhiễm môi trường. Việc sử dụng các enzyme proteaza và lipaza từ vi sinh vật thay cho hoá chất không những làm tăng chất lượng của da mà còn tránh được các ảnh hưởng xấu đến môi trường sống.5. TÁC HẠI CỦA CÁC QUÁ TRÌNH PHÂN GIẢI Ở VI SINH VẬTHoạt tính phân giải của vi sinh vật cũng gây nên những tổn thất to lớn cho con người. Ví dụ như:- Gây hư hỏng thực phẩm: các loại đồ ăn, thức uống giàu tinh bột và protein dễ bị ôi, thiu do bị vi khuẩn và nấm mốc phân giải.- Làm giảm chất lượng của các loại lương thực, đồ dùng và hàng hoá.Hàng năm, các loại lương thực hoa màu (gạo, đậu, ngô, khoai, sắn) bị hư hỏng sau thu hoạch do vi sinh vật gây ra là rất lớn. Nhiều đồ dùng và hàng hoá bằng nguyên liệu thực vật (quần áo, chăn, màn, chiếu, các hàng mây, tre, sách vở, tranh ảnh...) rất dễ bị mốc và làm giảm phẩm chất. C. SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN Ở VI SINH VẬT I. SINH TRƯỞNG CỦA VI SINH VẬT Khái niệm Ở SV có kích thước lớn, sự sinh trưởng là sự tăng có thứ tự thành phần cấu tạo tế bào. Trong vi sinh học, sự sinh trưởng được hiểu là sự tăng số lượng TB của quần thể. Thời gian thế hệ (kí hiệu là g) là thời gian từ khi sinh ra 1 tế bào cho đến khi tế bào đó phân chia hay quần thể nhân đôi về mặt số lượng cá thể n: số lần phân chia TB t: thời gian cần cho n lần phân chia * Thời gian thế hệ thay đổi nhiều ở các quần thể khác nhau và các điều kiện khác nhau. Nếu cấy 1VK vào MT thì số lượng TB sẽ tăng 1 à 2 à 4 à 8 à16 à32 à 64 à… Sự phân chia TB theo cấp số nhân 1 à 21 à 22 à 23 à 24 à 25 à 26......2n n: số lần phân chia TB Nếu cấy số lượng VK ban đầu là No thì sau một thời gian nuôi, tổng số TB đạt là: N = N0.2n Tốc độ sinh trưởng riêng của VSV ( μ ) là số lần phân chia trong một đơn vị thời gian của một chủng trong đk nuôi cấy cụ thể 2. VK được chọn làm mô hình để nghiên cứu sinh trưởng của VSV * Tại sao VK được chọn làm mô hình để nghiên cứu sinh trưởng của VSV? - Kích thước nhỏ, nghiên cứu sinh trưởng trên cả quần thể. - Sinh sản vô tính bằng trực phân, vòng đời ngắn - Cấu tạo đơn giản, chưa phân hóa cao. - Sự tăng khối lượng dẫn ngay đến sự phân chia - Sự sinh trưởng của VK đã được nghiên cứu rất sâu và khái quát hóa dưới dạng toán học. - Những kiến thức chung về sinh trưởng của VK cũng có thể áp dụng cho các sinh vật khác. 3. Sự sinh trưởng của quần thể vi khuẩn a. Nuôi cấy tĩnh * Khái niệm: Là nuôi cấy trong dụng cụ chứa MT lỏng không được bổ sung chất dinh dưỡng mới và không lấy đi các sản phẩm chuyển hóa vật chất. * Đặc điểm: - Sinh trưởng của quần thể VK tuân theo những quy luật nhất định và được biểu thị bằng đường cong sinh trưởng. - Đồ thị phản ánh sự phụ thuộc logarit số lượng TB trong quần thể với thời gian - Đồ thị chia thành 4 pha: * .Pha tiềm phát (pha lag) - Từ khi cấy VK vào MT cho đến khi đạt tốc độ sinh trưởng cực đại. - VK làm quen và thích nghi với MT mới. - Sự tổng hợp mạnh mẽ các thành phần TB (Protein, axit nucleic) các enzim TĐC (proteaza, amylaza) và tích lũy các chất cần thiết hình thành TB mới. - TB ở trạng thái hoạt động mạnh nhất nhưng số lượng TB chưa tăng (X= Xo) . Các yếu tố ảnh hưởng đến pha lag Đặc điểm của giống cấy - Giống ở pha log được cấy vào cùng MT thì đồ thị không có pha lag. - Giống ở pha lag hay pha suy vong thì thời gian pha lag sẽ kéo dài. - Lượng giống cấy nhiều pha lag ngắn và ngược lại Thành phần môi trường: MT dinh dưỡng phong phú thì pha lag ngắn và ngược lại * Pha luỹ thừa ( pha logarit) Quần thể VK sinh trưởng và phân chia theo lũy thừa thường xuyên, ở tốc độ không đổi. Sinh khối TB tăng theo thời gian, tăng theo cấp số mũ và được tính theo công thức. x = x0 . c μt C: hằng số tốc độ sinh trưởng Trong pha log: μ là cực đại và luôn là một hằng số đối với một chủng VK nhất định trong điều kiện nuôi cấy cụ thể. Kích thước, TP hoá học, trạng thái sinh lý TB không thay đổi theo thời gian -> TB ở trạng thái động học (TB tiêu chuẩn) Các enzim được tổng hợp rất nhiều và có hoạt tính cao. Sự ST giảm dần vào cuối pha do sự đồng hóa mạnh mẽ các chất dinh dưỡng. Quần thể VK rất nhạy cảm với các chất kìm hãm TĐC như kháng sinh Nếu mục đích thu các chất có hoạt tính sinh học, thu TB ở trạng thái hoạt động mạnh nên dừng tại đây. Trong phòng thí nghiệm, muốn nhuộm Gram chính xác, cần chọn giống ở pha log do thành TB hầu hết VK còn nguyên vẹn. Thông thường trong tự nhiên, sự sinh trưởng của VSV trong pha logarit chỉ xảy ra định kỳ, phụ thuộc vào thức ăn. * Pha cân bằng Quần thể VK ở trạng thái cân bằng động học (số TB mới sinh ra bằng số TB cũ chết đi). Hiệu suất sinh trưởng giảm do chất dinh dưỡng cạn dần, chất độc hại tăng lên, pH môi trường thay đổi. Sinh khối VK đạt cực đại, không đổi theo thời gian (số TB mới sinh ra bằng số TB cũ chết đi). μ = 0 μx = 0 dx/dt = 0 * Nếu mục đích nuôi cấy để thu sinh khối nên dừng ở đầu pha này. * Trong tự nhiên, các VSV thường nằm trong pha cân bằng. *. Pha suy vong + Số TB có khả năng sống giảm dần theo luỹ thừa dẫn đến sự chế hàng loạt các cá thể. + Chất độc hại tích lũy khá nhiều. Chất dinh dưỡng cạn kiệt dưới mức cần thiết. + Số TB bị tự phân bởi enzim, sự phân hủy các chất dự trữ cùng tăng lên. * Nếu mục đích để thu các sản phẩm TĐC thì nên dừng việc nuôi cấy ở pha này. Ý nghĩa của việc nghiên cứu sinh trưởng của VK trong nuôi cấy tĩnh Nghiên cứu quá trình sinh trưởng của quần thể VSV. Nghiên cứu sự tạo thành các sản phẩm TĐC,các chất có hoạt tính sinh học, sinh khối TB. Hiện tượng sinh trưởng kép và sinh trưởng thêm Nếu trong MT tổng hợp có hỗn hợp 2 loại hợp chất cacbon thì VK có xu hướng tổng hợp các enzim phân giải hợp chất các bon dễ đồng hoá trước.Sau mới tổng hợp tiếp enzim phân giải hợp chất thứ 2. Khi đó đồ thị ST sẽ có 2 pha lag, 2 pha log (đồ thị sinh trưởng kép). Đồ thị sinh trưởng kép Đồ thị sinh trưởng thêm Sau pha suy vong, một số VK sống sót và tiếp tục sinh trưởng nhờ các chất dinh dưỡng được giải phóng ra từ quá trình tự phân. Đồ thị sinh trưởng kéo dài thêm 1 đoạn cong nhỏ gọi là hiện tượng sinh trưởng thêm. b. Nuôi cấy liên tục Nuôi cấy liên tục là quá trình nuôi người ta liên tục cho dòng MT mới đi vào đồng thời loại bỏ một lượng dịch nuôi cấy tương ứng ra. Chêmostat và Turbidostat có khả năng: - Duy trì MT nuôi cấy luôn ổn định. - Giữ giống nuôi cấy trong cùng một trạng thái (pha log) Nuôi cấy tĩnh Nuôi cấy liên tục - Thành phần MT không được đổi mới - Chất dinh dưỡng cạn dần theo thời gian - Thời gian pha log ngắn - Tốc độ sinh trưởng riêng, trạng thái sinh lý, sinh hóa của tế bào luôn thay đổi - Sinh khối TB đạt mức không cao - Sự ST của quần thể theo các pha phụ thuộc vào thời gian - Việc điều khiển tự động khó thực hiện. - MT luôn được đổi mới và ổn định - Chất dd ổn định và dư thừa - Thời gian pha log dài - Tốc độ sinh trưởng riêng, trạng thái sinh lý, sinh hóa của tế bào luôn ổn định. - Sinh khối TB đạt mức cao nhất - Sự ST theo lũy thừa thường xuyên ở mật độ không đổi theo thời gian - Việc điều khiển tự động thực hiện dễ dàng. Ý nghĩa của nuôi cấy liên tục NCLT được xem như một hệ thống mở có khuynh hướng dẫn đến một cân bằng động học. Nhờ điều khiển tự động, quần thể VK được cung cấp MT ổn định nên ST và PT tối đa. Trong CN để thu sinh khối VK, thu các sản phẩm TĐC và các chất có hoạt tính sinh học phục vụ đời sống. II. SINH SẢN VI SINH VẬT 1. Sinh sản ở vi sinh vật nhân sơ a. Vi khuẩn - Phân đôi là hình thức ss vô tính chủ yếu ở hầu hết các vi khuẩn và các VSV cổ. - Nảy chồi là hình thức sinh sản của một số vi khuẩn sống trong nước hay 1 số VK quang hợp. TB mẹ tạo thành một chồi ở cực, chồi lớn lên, tách ra thành một vi khuẩn mới. b. Xạ khuẩn - Sinh sản vô tính bằng phân cắt phần đỉnh của sợi khí sinh thành chuỗi các bào tử. - Gặp điều kiện thuận lợi BT nảy mầm thành cơ thể mới. 2. Sinh sản ở vi sinh vật nhân chuẩn a. Nấm men * Sinh sản vô tính - Nảy chồi là hình thức sinh sản vô tính chủ yếu - Phân đôi là hình thức sinh sản vô tính ít phổ biến và chỉ xảy ra ở 1 chi của nấm men là Schizosaccharomyces. Sinh sản hữu tính - Ss hữu tính bằng bào tử túi b.Nấm mốc * Sinh sản vô tính: - Bằng bào tử trần hay còn gọi là ngoại bào tử. Bào tử vô tính được hình thành trên các đỉnh của sợi nấm khí sinh. - Sinh sản vô tính: bằng bào tử kín - Sinh sản vô tính bằng bào tử áo Bào tử được bao bọc bởi vách dày. * Sinh sản hữu tính - Sinh sản hữu tính bằng bào tử đảm + Có ở các nấm lớn như nấm rơm. + Mặt dưới mũ nấm có cấu trúc hình dùi cui gọi là đảm. + Bào tử phát sinh trên các đỉnh của đảm gọi là bào tử đảm. - Sinh sản hữu tính bằng bào tử túi + Bào tử nằm bên trong các túi gọi là BT túi. - Sinh sản hữu tính bằng bào tử tiếp hợp + BT lớn được hình thành trong lớp thành rất dày - Sinh sản hữu tính bằng bào tử noãn Là bào tử lớn có lông roi và được hình thành ở các nấm thủy sinh 3. Đặc điểm chung của sinh sản Ở vi sinh vật Hình thức sinh sản rất phong phú và đơn giản. Tốc độ sinh sản rất nhanh. VSV có thể dễ dàng phát tán khắp nơi nhờ gió, nhờ nước và các SV khác. Do đặc điểm này mà con người đã sản xuất sinh khối VSV để thu các sản phẩm với nhiều mục đích khác nhau. 4 Một vài ứng dụng - Sử dụng en zim amylaza và proteaza của A. oryae để SX nước tương, nước giải khát (murin-Nhật) - Sản xuất KS Xephalosporin từ nấm mốc Cephalosporium - Tảo Chlorella được con người nuôi cấy trên các tàu vũ trụ nhằm cung cấo oxy và thức ăn cho các nhà du hành vũ trụ. - 80% kháng sinh hiện biết có nguồn gốc từ xạ khuẩn. - Sử dụng các cây phi lao có xạ khuẩn cố định đạm để phủ xanh đồi trọc, tái sinh rừng. - Bón phân để VSV phát triển tại khu vực ô nhiễm dầu - Sử dụng các chế phẩm sinh học Probiotic phòng và trị một số bệnh đường ruột 5. Các nhân tố ảnh hưởng đến sinh trưởng và sinh sản của vi sinh vật (sgk 10 nâng cao)