CÁC BÀI TẬP VỀ THỜI GIAN THẾ HỆ VÀ HẰNG SỐ TỐC ĐỘ SINH TRƯỞNG CỦA VI SINH VẬT
- Số lượng tế bào của quần thể: Nt = N0 × 2n
- Thời gian thế hệ:
\[g = \frac{1}{u} = \frac{t}{n}\]
- Tốc độ sinh trưởng riêng [số lần phân chia trong một đơn vị thời gian]:
\[g = \frac{1}{g} = \frac{n}{t}\]
Trong đó:
n: số lần phân chia trong thời gian t
t: thời gian phân chia
Câu 1: Một loài vi khuẩn hình cầu có khối lượng khoảng 5.10-13 gam. Khi nuôi cấy 5.10-11 gam vi khuẩn trong môi trường nuôi cấy sau 4 giờ đạt tới khối lượng là 2,56.10-8 gam, sau 6 giờ thì đạt khối lượng 1,76.10-4 gam. Xác định thời gian thế hệ [g] của loài vi khuẩn này?
Hướng dẫn giải
- Gọi n là số thế hệ của vi khuẩn từ lúc 6 giờ đến 8 giờ.
Ta có: 2,56 × 10-8 × 2n = 1,766.10-4
\[\begin{array}{l} \Rightarrow {2^n} = \frac{{1,{{766.10}^{ - 4}}}}{{2,{{56.10}^{ - 8}}}} = 6875\\ \Rightarrow n = \frac{{\ln 6875}}{{\ln 2}} = 12,7471 \end{array}\]
Hằng số tốc độ sinh trưởng:
\[u = \frac{n}{{{t_2} - {t_1}}} = \frac{{12,7471}}{{8 - 6}} \approx 6,3736\][lần/giờ]
Thời gian thế hệ là:
\[g = \frac{1}{u} = \frac{1}{{6,3736}} \approx 0,1569\][giờ] ≈ 9,4138 [phút]
Câu 2: Theo dõi thời gian phân chia và số tế bào vi khuẩn, người ta thu được bảng sau:
| Thời gian [phút] | Số lần phân chia | 2n | Số tế bào của quần thể |
| 0 | 0 | 1 | 1 |
| 30 | 1 | 2 | 2 |
| 60 | 2 | 4 | 4 |
| 90 | 3 | 8 | 8 |
a] Hãy xác định thời gian thế hệ [g] và tốc độ sinh trưởng riêng của loài sinh vật trên?
b] Giả sử, cấy một lượng khoảng 200 tế bào vi sinh vật trên vào môi trường dinh dưỡng C, nhận thấy pha cân bằng đạt được sau 7 giờ với tổng số tế bào là 1638400 tế bào/ml. Liệu vi khuẩn có qua pha tiềm phát không?
Hướng dẫn giải
Thời gian thế hệ g = 30 phút = ½
Tốc độ sinh trưởng riêng: u=1/g=2
Sau 7 giờ chủng vi sinh vật trên đã phân chia với số lần là:
Nt = N0 x 2n
1638400 = 200 x 2n --> n=13
Thời gian cần cho 13 lần phân chia là: 13´30 = 390
Thời gian cần cho pha tiềm phát là: 7´60 - 390 = 30 phút
Kết luận:
Thời gian thế hệ g = 30 phút
Tốc độ sinh trưởng riêng: u = 2
Vậy, có pha tiềm phát 30 phút
Câu 3: Người ta cấy vào 5 ml môi trường nuôi cấy thích hợp 106 Staphylococcus và 102 loại vi khuẩn biến chủng N0 II [biến chủng].
a] Hỏi số lượng tế bào của mỗi chủng trong 1ml tạo thời điểm 0 giờ?
b] Sau 6 giờ nuôi ủ số lượng của mỗi chủng [không kể pha tiềm phát] đếm được là 8.108 Staphylococcus/ml và 3 x 103 chủng N0 II/ml. Hỏi thời gian của 1 lứa của 2 chủng là bao nhiêu?
Hướng dẫn giải
a] Ta có:
- Số lượng vi khuẩn Staphylococcus trong 1ml môi trường: 106 /5 = 2.105 [tế bào]
- Số lượng vi khuẩn N0 II [biến chủng] trong 1ml môi trường: 102 /5 = 20 [tế bào]
b] Ta có:
+ 2 x 105 x 2n1 = 8 x 108 => 2n1 = 4 x 103
=> n1 = [ln4 + 3ln10]/ln2 ≈ 11,966
Vậy thời gian thế hệ của Staphylococcus là:
\[g = \frac{t}{n} = \frac{{6x60}}{{11,966}} \approx 30\] phút
+ 20 x 2n2 = 3 x 103 => 2n2 = 150
Câu 1: Trong điều kiện nuôi ủ một loài vi khuẩn ở 37°C người ta đếm được:
- Sau 6 giờ có 5,25.105 tế bào
- Sau 8 giờ có 8,5. 106 tế bào
Hãy tính hằng số tốc độ phân chia [u] và thời gian thế hệ [g] của loài vi khuẩn này? Giả sử khối lượng khô của mỗi tế bào vi khuẩn này là 0,3 μg, với tốc độ sinh trưởng như trên, hãy cho biết cần phải nuôi cấy trong thời gian bao nhiêu giờ nữa để thu được 2kg sinh khối.
Câu 2: Người ta nuôi 55g vi khuẩn X trong môi trường nuôi cấy tối ưu, sau 5 giờ nuôi thì khối lượng vi khuẩn thu được là 1,8kg. Nếu nuôi tiếp 3 giờ nữa thì khối lượng thu được là 500kg.
a. Hãy xác định thời gian thế hệ và hằng số tốc độ sinh trưởng của vi khuẩn.
b. Từ 10g vi khuẩn X, được nuôi trong môi trường tối ưu thì phải mất bao nhiêu giờ để thu được 1 tấn vi khuẩn?
Trên đây là toàn bộ nội dung tài liệu Phương pháp Tính thời gian thế hệ và hằng số tốc độ sinh trưởng của VSV Sinh học 10. Để xem toàn bộ nội dung các em đăng nhập vào trang hoc247.net để tải tài liệu về máy tính.
Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.
Các em quan tâm có thể tham khảo thêm các tài liệu cùng chuyên mục:
Chúc các em học tập tốt !
Trong bài này chúng ta sẽ tìm hiểu về: - Khái niệm sinh trưởng. - Sự sinh trưởng của quần thể vi khuẩn.
Trong bài này chúng ta sẽ tìm hiểu về: - Khái niệm sinh trưởng. - Sự sinh trưởng của quần thể vi khuẩn.
Lý thuyết Sinh10 - Loga.vn: Bài 25:
Chương II. Sinh Trưởng Và Phát Triển Của Vi Sinh Vật
Sinh Trưởng Của Vi Sinh Vật
I. Khái Niệm Sinh Trưởng
1. Sinh trưởng ở vi sinh vật
- Là sự tăng sinh của các thành phần tế bào dẫn đến có sự phân chia.
- Sinh trưởng của quần thể vi sinh vật là sự tăng số lượng tế bào trong quần thể.
2. Thời gian thế hệ
- Thời gian thế hệ là thời gian tính từ khi một tế bào sinh ra đến khi tế bào đó phân chia hoặc số tế bào trong quần thể tăng gấp đôi.
- Công thức tính thời gian thế hệ: g = t/n
- Với:
+ t: Thời gian
+ n: Số lần phân chia trong thời gian t.
3. Công thức tính số lượng tế bào
- Ví dụ: E.coli trong điều kiện nuôi cấy thích hợp cứ 20 phút tế bào lại phân đôi một lần.
| Thời gian [phút] | Số lần phân chia | 2n | Số tế bào của quần thể [N0 x 2n] |
| 0 | 0 | 20 = 1 | 1 |
| 20 | 1 | 21 = 2 | 2 |
| 40 | 2 | 22 = 4 | 4 |
| 60 | 3 | 23 = 8 | 8 |
| 80 | 4 | 24 = 16 | 16 |
| 100 | 5 | 25 = 32 | 32 |
| 120 | 6 | 26 = 64 | 64 |
Bảng số lượng tế bào E.coli qua các lần phân đôi.
- Sau n lần phân chia từ N0 tế bào ban đầu trong thời gian t:
Nt = N0 x 2n
- Với:
+ Nt : Số tế bào sau n lần phân chia trong thời gian t.
+ N0 : Số tế bào ban đầu.
+ n : Số lần phân chia.
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.
- Sự sinh trưởng của vi sinh vật trong nuôi cấy không liên tục bao gồm 4 pha cơ bản: Pha tiềm phát, pha cấp số, pha cân bằng và pha suy vong.
Hình 1. Đường cong sinh trưởng của quần thể vi khuẩn trong môi trường nuôi cấy không liên tục.
+ 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.
+ Pha lũy 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.
+ Pha cân bằng:
. Số lượng vi khuẩn trong quần thể đạt đến cực đại.
. Không đổi theo thời gian. Vì Số lượng tế bào sinh ra bằng số lượng tế bào chết đi.
+ Pha suy vong:
. Số tế bào sống trong quần thể giảm dần do tế bào trong quần thể bị phân hủy ngày càng nhiều, chất dinh dưỡng cạn kiệt, chất độc hại tích lũy quá nhiều.
- Ý nghĩa: Nghiên cứu sự sinh trưởng của quần thể vi sinh vật.
- Một số hạn chế của nuôi cấy không liên tục:
+ Chất dinh dưỡng cạn dần.
+ Các chất độc hại tích lũy ngày càng nhiều.
→ Ức chế sự sinh trưởng của vi sinh vật.
2. Nuôi cấy liên tục
- Trong nuôi cấy liên tục chất dinh dưỡng mới thường xuyên được bổ sung đồng thời không ngừng loại bỏ các chất thải, nhờ vậy quá trình nuôi cấy đạt hiệu quả cao và thu được nhiều sinh khối hơn.
- Điều kiện: Môi trường duy trì ổn định.
Hình 2. Sơ đồ quy trình môi trường nuôi cấy liên tục của một vi khuẩn trong phòng thí nghiệm.
- Nuôi cấy liên tục được dùng để sản xuất sinh khối vi sinh vật như các enzyme, vitamim, etanol…
Bài Tập Lý Thuyết
A. Mức độ thông hiểu
Câu 1: Sinh trưởng của vi sinh vật là:
A. Sự tăng số lượng tế bào và kích thước của quần thể.
B. Sự tăng số lượng và kích thước tế bào.
C. Sự tăng khối lượng và kích thước tế bào.
D. Sự tăng số lượng và khối lượng tế bào.
* Hướng dẫn giải:
- Sinh trưởng của vi sinh vật là sự tăng số lượng tế bào và kích thước của quần thể.
Nên ta chọn đáp án A.
Câu 2: Vi sinh vật có tốc độ sinh trưởng nhanh là nhờ:
A. Kích thước nhỏ.
B. Phân bố rộng.
C. Chúng có thể sử dụng nhiều chất dinh dưỡng khác nhau.
D. Tổng hợp các chất nhanh.
* Hướng dẫn giải:
- Vi sinh vật có tốc độ sinh trưởng nhanh là nhờ kích thước nhỏ.
Nên ta chọn đáp án A.
Câu 3: Ý nào sau đây không phải là đặc điểm của phương pháp nuôi cấy vi sinh vật không liên lục?
A. Pha lũy thừa thường chỉ được vài thế hệ.
B. Điều kiện môi trường được duy trì ổn định.
C. Không đưa thêm chất dinh dưỡng vào môi trường nuôi cấy.
D. Không rút bỏ các chất thải và sinh khối dư thừa.
* Hướng dẫn giải:
- Trong môi trường nuôi cấy liên tục điều kiện môi trường được duy trì ổn định.
Nên ta chọn đáp án B.
Câu 4: Trật tự đúng của quá trình Sinh trưởng của quần thể vi sinh vật trong môi trường nuôi cấy không liên tục là:
A. Pha lũy thừa → Pha tiềm phát → Pha cân bằng → Pha suy vong.
B. Pha tiềm phát → Pha cân bằng → Pha suy vong.
C. Pha tiềm phát → Pha lũy thừa → Pha cân bằng.
D. Pha tiềm phát → Pha lũy thừa → Pha cân bằng → Pha suy vong.
* Hướng dẫn giải:
- Trật tự đúng của quá trình Sinh trưởng của quần thể vi sinh vật trong môi trường nuôi cấy không liên tục là:
Pha tiềm phát → Pha lũy thừa → Pha cân bằng → Pha suy vong.
Nên ta chọn đáp án D.
Câu 5: Thời gian pha tiềm phát phụ thuộc:
[1] Loại vi sinh vật.
[2] Mức độ sai khác giữa môi trường đang sinh trưởng với môi trường trước đó.
[3] Giai đoạn đang trải qua của các tế bào được cấy.
[4] Tùy kiểu nuôi cấy.
Phương án đúng là:
A. [1], [2].
B. [1], [3], [4].
C. [1], [2], [3].
D. [1], [4].
* Hướng dẫn giải:
- Thời gian pha tiềm phát phụ thuộc:
+ Loại vi sinh vật
+ Mức độ sai khác giữa môi trường đang sinh trưởng với môi trường trước đó.
+ Giai đoạn đang trải qua của các tế bào được cấy.
Nên ta chọn đáp án C.
Câu 6: Nguyên tắc của phương pháp nuôi cấy liên tục là:
A. Luôn lấy ra các sản phẩm nuôi cấy.
B. Luôn đổi mới môi trường và lấy ra sản phẩm nuôi cấy.
C. Không lấy ra các sản phẩm nuôi cấy.
D. Luôn đổi mới môi trường nhưng không cần lấy ra sản phẩm nuôi cấy.
* Hướng dẫn giải:
- Nguyên tắc của phương pháp nuôi cấy liên tục là luôn đổi mới môi trường và lấy ra sản phẩm nuôi cấy.
Nên ta chọn đáp án B.
Câu 7: Trong nuôi cấy không liên tục, tốc độ sinh trưởng của quần thể vi khuẩn đạt cực đại và không đổi ở pha:
A. Cân bằng và luỹ thừa.
B. Tiềm phát và suy vong.
C. Tiềm phát và luỹ thừa.
D. Luỹ thừa.
* Hướng dẫn giải:
- Trong nuôi cấy không liên tục, tốc độ sinh trưởng của quần thể vi khuẩn đạt cực đại và không đổi ở pha lũy thừa.
Nên ta chọn đáp án D.
Câu 8: Thời gian từ khi sinh ra một tế bào cho đến khi tế bào đó phân chia hoặc số tế bào trong quần thể vi sinh vật tăng gấp đôi gọi là:
A. Thời gian nuôi cấy.
B. Thời gian thế hệ [g].
C. Thời gian phân chia.
D. Thời gian sinh trưởng.
* Hướng dẫn giải:
- Thời gian từ khi sinh ra một tế bào cho đến khi tế bào đó phân chia hoặc số tế bào trong quần thể vi sinh vật tăng gấp đôi gọi là thời gian thế hệ [g].
Nên ta chọn đáp án B.
Câu 9: Trong thời gian 100 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. 120 giờ.
B. 60 phút.
C. 40 phút.
D. 20 phút.
* Hướng dẫn giải:
- Ta viết: 32 = 2n
Mà: 25 = 32. Từ đây ta suy ra: n = 5.
→ 5 thế hệ sinh trong 100 phút, 1 thế hệ sinh trong: 100 : 5 = 20 [phút].
Nên ta chọn đáp án D.
Câu 10: Có một tế bào vi sinh vật, 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. 8.
B. 16.
C. 32.
D. 64.
* Hướng dẫn giải:
- Ta có một thế hệ là 30 phút thì chúng ta sẽ suy ra được sau 180 phút [3 giờ] sẽ là: 180 : 30 = 6.
+ Như vậy tế bào đó sẽ trải qua 6 thế hệ. Từ đây ta áp dụng công thức 2n để tìm số tế bào: 26 = 64.
Nên ta chọn đáp án D.
B. Bài tập tự luyện
Câu 1: Khi nói về sự sinh trưởng của quần thể vi khuẩn, có bao nhiêu phát biểu đúng?
[1] Trong nuôi cấy không liên tục có 4 pha: Tiềm phát → Luỹ thừa → Cân bằng → Suy vong.
[2] Trong nuôi cấy liên tục có 2 pha: Luỹ thừa → Cân bằng.
[3] Trong nuôi cấy liên tục quần thể VSV sinh trưởng liên tục, mật độ VSV tương đối ổn định.
[4] Trong nuôi cấy không liên tục, số lượng tế bào trong quần thể tăng rất nhanh ở pha cân bằng.
[5] Mục đích của 2 phương pháp nuôi cấy là để nghiên cứu và sản xuất sinh khối.
A. 2.
B. 3.
C. 4.
D. 5.
Câu 2: Vi sinh vật nào thường sinh sản bằng nảy chồi?
A. Nấm men.
B. Nấm rơm.
C. Vi khuẩn.
D. Động vật nguyên sinh.
Câu 3: Đối với một số vi sinh vật, các chất nào sau đây có thể coi là yếu tố sinh trưởng?
A. Chất kháng sinh.
B. Các chất oxy hóa.
C. Axit amin và vitamin.
D. Các enzim.
Câu 4: Chất nào sau đây có nguồn gốc từ hoạt động của vi sinh vật và có tác dụng ức chế hoạt động của vi sinh vật khác?
A. Chất kháng sinh.
B. Axit amin.
C. Các hợp chất cacbonhiđrat.
D. Axit pyruvic.
Câu 5: Vi sinh vật ưa thẩm thấu có thể sinh trưởng bình thường ở môi trường:
A. Axit.
B. Dầu, mỡ.
C. Các loại mứt quả.
D. Nghèo dinh dưỡng.
Câu 6: Trong một quần thể nuôi cấy vi sinh vật, số lượng tế bào ban đầu là 100. Sau 120 phút số lượng tế bào trong quần thể là 800. Thời gian thế hệ của quần thể đó là:
A. 30 phút.
B. 40 phút.
C. 50 phút.
D. 60 phút.
Câu 7: Nuôi cấy hai chủng vi khuẩn vào hai môi trường dinh dưỡng thích hợp, mỗi môi trường 5 ml. Chủng thứ nhất với 106 tế bào, chủng thứ hai với 2.102 tế bào. Sau 6 giờ nuôi cấy số lượng chủng một: 8.108 tế bào/ml, chủng thứ hai: 106 tế bào/ml. Thời gian một thế hệ mỗi chủng một và hai lần lượt là:
B. 25 và 30 phút.
C. 40 và 35 phút.
D. 35 và 40 phút.
Câu 8: Chất nào trong số các chất sau có thể vừa dùng để bảo quản thực phẩm, vừa dùng để nuôi cấy vi sinh vật?
A. Đường, muối ăn và các hợp chất có trong sữa.
B. Muối ăn và các hợp chất phenol.
C. Đường và chất kháng sinh.
D. Đường và muối ăn.
Câu 9: Vi sinh vật sống kí sinh trong cơ thể người thuộc nhóm vi sinh vật nào sau đây?
A. Nhóm ưa nóng.
B. Nhóm ưa lạnh.
C. Nhóm ưa ấm.
D. Nhóm chịu nhiệt.
Câu 10: Số lượng tế bào vi khuẩn E.coli sau nuôi cấy thu được 320.000 tế bào. Thời gian để vi khuẩn phân chia tăng số lượng tế bào, biết số lượng tế bào ban đầu cấy vào là 104, thời gian thế hệ của vi khuẩn ở 400C là 20 phút:
A. 1giờ 30 phút.
B. 1giờ 45 phút.
C. 1giờ 20 phút.
D. 1giờ 40 phút.
| Câu | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| Đáp án | C | A | C | A | C | B | A | D | C | D |