Bài 3: Khi nuôi cấy vi khuẩn E.Coli trong môi trường nuôi cấy không liên tục bắt đầu từ 1200 tế bào với pha tiềm phát kéo dài 1 giờ, thời gian thế hệ là 30 phút.. Các bài tập về thời gia
Trang 1PHẦN III: CÁC BÀI TẬP PHẦN VI SINH
A CÁC DẠNG BÀI TẬP
Đặt mua file Word tại link sau
https://tailieudoc.vn/phankhacnghe/
1 Các bài tập xác định sinh khối của vi sinh vật
Bài 1: Một vi khuẩn hình cầu có khối lượng khoảng 5.10-13 gam, cứ 20 phút lại nhân đôi 1 lần Trong điều kiện nuôi cấy tối ưu thì cần bao nhiêu giờ để đạt tới khối lượng 6.1027 gam?
Hướng dẫn giải
Trang 2Bài 3: Khi nuôi cấy vi khuẩn E.Coli trong môi trường nuôi cấy không liên tục bắt đầu từ 1200 tế bào với
pha tiềm phát kéo dài 1 giờ, thời gian thế hệ là 30 phút Hãy tính số lượng tế bào được tạo thành sau 55 phút, 5 giờ (trong trường hợp tất cả các tế bào đều phân chia và trường hợp số tế bào ban đầu bị chết).1
2 Các bài tập về thời gian thế hệ và hằng số tốc độ sinh trưởng của vi sinh vật
Bài 1: 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
Trang 390 3 8 8a) 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?
Thời gian cần cho 13 lần phân chia là: 13 30 390
Thời gian cần cho pha tiềm phát là:
phút
7 60 390 30
Thời gian thế hệ
g = 30 phútTốc độ sinh trưởng riêng: u = 2
Vậy, có pha tiềm phát
30 phút
Bài 2: Người ta cấy vào 5 ml môi trường nuôi cấy thích hợp 106 Staphylococcus và 102 loại vi khuẩn biến chủng N0II (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 10 3chủng N0II/ml Hỏi thời gian của 1 lứa của 2 chủng là bao nhiêu?
- Số lượng vi khuẩn N0II (biến chủng) trong 1ml môi trường: (tế bào)
2
1020
Vậy thời gian thế hệ của N0II (biến chủng) là: 50 phút
Trang 4Hướng dẫn giải
Xác định thời gian thế hệ (g) của loài vi khuẩn
Cần lưu ý rằng khi bắt đầu nuôi cấy thì vi khuẩn có thể trải qua pha tiềm phát
nên muốn xác định thời gian thế hệ, chúng ta căn cứ vào giai đoạn nuôi từ lúc 6
3 Bài tập xác định thời gian của pha tiềm phát
Trang 5Sau 1 giờ 10000 Sau 5 giờ 320000Sau 2 giờ 40000 Sau 6 giờ 0,54.106
Sau 3 giờ 160000 Sau 7 giờ 2,03.106
Sau 4 giờ 160000 Sau 8 giờ 3,42.106
a Xác định thời điểm mà các tế bào vi khuẩn bắt đầu phân giải lactôzơ
b Thời gian thế hệ của vi khuẩn là bao nhiêu?
c Tốc độ phân chia trung bình của loài này là bao nhiêu (tế bào/giờ)
c Thời gian phân chia mỗi giai đoạn:
1 giờ - 3 giờ: 2 lần/giờ
3 giờ - 4 giờ: 0
4 giờ - 5 giờ: 1 lần
5 giờ - 6 giờ: 0,755 lần
6 giờ - 7 giờ: 1,91 giờ
7 giờ - 8 giờ: 0,753 giờ
Thời gian phân chia trung bình:
Bài 2: Người ta nuôi cấy một chủng vi sinh vật trong môi trường nuôi cấy nhân tạo Khi bắt đầu nuôi cấy
thấy nồng độ vi khuẩn là N0 = 102 vi khuẩn/ml, pha cân bằng đạt được sau 6 giờ và vào lúc ấy môi trường chứa N = 106 vi khuẩn/ml Trong điều kiện nuôi cấy này độ dài thế hệ của chủng vi khuẩn là 25 phút Hỏi chủng vi khuẩn trên có phải trải qua pha lag không? Nếu có thì kéo dài bao lâu?
Hướng dẫn giải
Trang 64 Bài tập xác định thể tích lấy mẫu đẻ mật độ vi sinh vật luôn ổn định
Bài 1: Nuôi cấy nấm men bia trong bình nuôi cấy liên tục có thể tích 8 lít, cứ sau 4 giờ thì người ta rút
dịch nuôi có chứa nấm men ra và bổ sung chất dinh dưỡng cho đầy bình Lượng thể tích rút ra là bao nhiêu để mật độ tế bào có trong chất dịch được rút ra không thay đổi ở mỗi lần rút? Biết rằng thời gian thế
hệ của nấm men bia là 2 giờ
Hướng dẫn giải
Giả sử số tế bào có trong bình nước lúc rút ra là N Số tế bào được rút ra là A
Sau khi rút, số tế bào còn lại là: N – A
Sau 4 giờ thì số lượng tế bào phải bằng ban đầu và vì thời gian thế hệ của nấm
men là 2 giờ nên ta có:
Bài 2: Nuôi cấy nấm men bia trong bình nuôi cấy liên tục có thể tích 20 lít, cứ sau 6 giờ thì người ta rút
dịch nuôi có chứa nấm men ra và bổ sung chất dinh dưỡng vào cho đầy bình Lượng thể tích rút ra là bao nhiêu để mật độ tế bào có trong chất dịch được rút ra không thay đổi ở mỗi lần rút? Biết rằng thời gian thế
hệ của nấm men bia là 2 giờ
Hướng dẫn giải
Trang 7- Sau 6 giờ, số lần phân chia là 6 : 2 = 3 lần
- Gọi tế bào ban đầu là N0, ta có sau 6 giờ là:
5 Bài tập về quá trình phân giải các chất trong tế bào
Bài 1: Có một loài nấm có thể tiến hành dị hóa glucô (phân giải glucô) tạo ra ATP theo 2 cách sau đây:
Hiếu khí: C H O 6O 6CO 6H O6 12 6 2 2 2
Kị khí: C H O 2C H OH 2CO6 12 6 2 5 2
Loài nấm này được nuôi cấy trong môi trường chứa glucô Một nửa lượng ATP được tạo ra do hô hấp kị khí
a Tỉ lệ giữa tốc độ dị hóa glucô theo kiểu hiếu khí và kị khí là bao nhiêu?
b Lượng oxygen tiêu thụ được chờ đợi là bao nhiêu (số mol O2/mol glucô được tiêu thụ)?
c Lượng CO2 thải ra được chờ đợi là bao nhiêu (số mol CO2/mol glucô được tiêu thụ)?
Giả thiết rằng glucô được lên men theo con đường phân hủy glucô kiểu Emden – Meyerhof – Parnas (EMP) và sự phốtphorin hóa, oxy hóa xảy ra với hiệu quả tối đa
Hướng dẫn giải
a Năng lượng thu được khi phân giải 1 mol glucô theo mỗi con đường là:
Hiếu khí: C H O 6O 6CO 6H O 38ATP6 12 6 2 2 2
Kị khí: C H O 2C H OH 2CO 2ATP6 12 6 2 5 2
Theo giả thiết, một nửa lượng ATP được tạo ra do hô hấp kị khí nên tỉ lệ giữa
tốc độ dị hóa glucô theo kiểu hiếu khí và kị khí là: 38/2 = 19 (lần)
b Lượng oxygen tiêu thụ là: 6 mol
Tổng số mol glucô tiêu thụ là:
1 mol + 19 mol = 20 mol
Lượng oxygen tiêu thụ được chờ đợi trên tổng số mol glucô tiêu thụ là:
6: 20 = 0,3 (mol O2/ mol glucô)
c Lượng CO2 thải ra là: 19 2 6 44mol
Lượng CO2 thải ra được chờ đợi trên tổng số mol glucô tiêu thụ là:
(mol CO2/mol glucô)
c Lượng CO2 thải ra là: 2,2 (mol CO2/mol glucô)
Bài 2: Vi khuẩn có phương thức sống kị khí không bắt buộc có thể thực hiện phương thức lên men hoặc
hô hấp hiếu khí theo phương trình như sau:
Hiếu khí: C H O 6O 6CO 6H O 38ATP6 12 6 2 2 2
Kị khí: C H O 2C H OH 2CO 2ATP6 12 6 2 5 2
Trang 8Nếu trong quá trình sống, loài vi khuẩn này phân giải 25% glucozơ theo con đường lên men và 75% theo con đường hô hấp thì khi sử dụng 360 gam glucozơ sẽ thu được bao nhiêu mol ATP và giải phóng bao nhiêu mol CO2?
Giả thiết rằng glucô được lên men theo con đường phân hủy glucô kiểu Emden – Meyerhof – Parnas (EMP) và sự phốtphorin hóa, oxy hóa xảy ra với hiệu quả tối đa
Hướng dẫn giải
a) Năng lượng thu được khi phân giải 1 mol glucô theo mỗi con đường là
Hiếu khí: C H O 6O 6CO 6H O 38ATP6 12 6 2 2 2
Kị khí: C H O 2C H OH 2CO 2ATP6 12 6 2 5 2
Theo giả thiết, 25% glucozơ theo con đường lên men và 75% theo con đường hô
hấp
- 360 gam glucozơ = 2 mol glucozơ
- Số mol ATP do lên men tạo ra là
6 Bài tập xác định mật độ vi sinh vật trong môi trường
Bài 1: Để xác định số lượng nấm men trong bình nuôi cấy có dung tích 7,6 lít người ta tiến hành pha
loãng trong các ống nghiệm có chứa 8ml nước cất vô trùng theo sơ đồ sau:
Trong ống nghiệm thứ 5 lấy ra 0,2ml dung dịch rồi trải lên bề mặt môi trường dinh dưỡng đặc đựng trong đĩa peetri Kết quả trong đĩa peetri có 25 khuẩn lạc phát triển Tính khối lượng nấm men có trong bình nuôi cấy Biết mỗi tế bào nấm men có khối lượng 2,11.10-11 g
Hướng dẫn giải
Trang 9- Khối lượng nấm men có trong bình:
11
2968750000 2,11 10 0,6264g
Khối lượng nấm men
có trong bình là 0,6264 g
Bài 2: Để xác định số lượng nấm men trong bình nuôi cấy có dung tích 25 lít người ta tiến hành pha
loãng trong các ống nghiệm có nước cất vô trùng theo sơ đồ sau:
Trong ống nghiệm thứ 5 lấy ra 1 ml dung dịch rồi trải lên bề mặt môi trường dinh dưỡng đặc đựng trong đĩa petri Kết quả trong đĩa petri có 24 khuẩn lạc phát triển Tính khối lượng nấm men có trong bình nuôi cấy Biết mỗi tế bào nấm men có khối lượng 2,11.10-11g
Trang 10- Lần thứ năm pha loãng 1
10
Số lần pha loãng sau 5 ống nghiệm là
lần4
Bài 4: Cho bảng sau:
Thời gian (phút) Số lần phân chia 2n Số tế bào của quần thể
a Hãy cho biết 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?
Bài 5: Nuôi cấy 104 tế bào vi khuẩn E.coli trong bình nuôi cấy không liên tục có chứa hai loại nguồn
cung cấp cacbon là glucôzơ và sorbiton Sau 10 giờ nuôi cấy, đồ thị biểu diễn sự sinh trưởng của quần thể
vi khuẩn có dạng:
Trang 11Biết rằng:
- Trong pha lũy thừa thứ nhất có thời gian thế hệ (g) là 15 phút
- Sau 6,5 giờ nuôi cấy số lượng vi khuẩn trong bình là 1639.105 tế bào
a Xác định số lượng tế bào vi khuẩn trong bình nuôi cấy sau 4 giờ nuôi cấy
b Tính thời gian thế hệ (g) ở pha lũy thừa thứ 2
Bài 6: Trong điều kiện nuôi ủ vi khuẩn Salmonella typhimurium ở 37 C người ta đếm được:
- Sau 6 giờ có 6,31.106 tế bào/ 1cm3
- Sau 8 giờ có 8,47 107 tế bào/1cm3
Hãy tính hằng số tốc độ sinh trưởng (u) và thời gian 1 lứa (g) của chủng vi khuẩn này?
Bài 7: 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 g, 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
Bài 8: Trong điều kiện nuôi cấy có đủ chất dinh dưỡng thiết yếu, ở nhiệt độ môi trường 35 C Người ta nuôi cấy vi khuẩn Samonella typhinrium và đếm được:
- Sau 3 giờ có 5,24.104 tế bào/1cm3
- Sau 5 giờ có 6,36 106 tế bào/1cm3
Hãy tính hằng số tốc độ sinh trưởng (u) và thời gian 1 thế hệ (g) của chủng vi khuẩn này ở nhiệt độ 35 C
?
Bài 9: Trong điều kiện nuôi cấy vi khuẩn Samonella typhinrium ở nhiệt độ 37 C người ta đếm được:
- Sau 3 giờ có 4,24.106 tế bào/cm3
- Sau 8 giờ có 8,47 108 tế bào/cm3
Hãy tính hằng số tốc độ sinh trưởng () và thời gian 1 lứa (g) của chủng vi khuẩn này?
Bài 10: Ở điều kiện môi trường dinh dưỡng tối ưu, thời gian trung bình của một thế hệ vi khuẩn E.coli ở
là 20 phút và ở là 30 phút Khối lượng trung bình của một tế bào là 5.2-13 gam Tiến hành
nuôi cấy một lượng tế bào E.coli ban đầu trong môi trường dinh dưỡng tối ưu ở 37 C sau 10 giờ nuôi cấy thì chuyển sang nuôi cấy tiếp 2 giờ nữa ở nhiệt độ 39 C Tổng khối lượng tế bào thu được sau thời gian nuôi cấy trên là 10.230 gam Hãy tính số lượng tế bào vi khuẩn E.coli ban đầu đem nuôi cấy.
Trang 12Bài 11: 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?
Bài 12: Một loài vi khuẩn hình cầu có khối lượng của mỗi cơ thể khoảng 5.10-13 gam Khi nuôi cấy 5,18.10-9 gam vi khuẩn trong môi trường nuôi cấy sau 4 giờ đạt tới khối lượng là 12,56.10-6 gam, sau 7 giờ đạt khối lượng 5,16.10-2 gam
a Xác định thời gian thế hệ (g) và hằng số tốc độ sinh trưởng của loài vi khuẩn này?
b Nếu ở giai đoạn tiềm phát có 85% số tế bào bị chết thì sau 4 giờ nuôi cấy sẽ thu được bao nhiêu gam vi khuẩn?
Bài 13: Một loài vi khuẩn hình cầu có khối lượng của mỗi cơ thể khoảng 5.10-13 gam Khi nuôi cấy 20,12.10-9 gam vi khuẩn trong môi trường nuôi cấy X có dung tích 10 lít, sau 6 giờ khối lượng của vi khuẩn đạt tới là 12,56.10-6 gam Người ta lấy 5ml dịch nuôi cấy từ môi trường X chuyển sang môi trường
Y (có thành phần dinh dưỡng, điều kiện môi trường giống như môi trường X), sau 2 giờ thì vi khuẩn đạt khối lượng 2,16.10-6 gam
a Xác định thời gian thế hệ (g) và hằng số tốc độ sinh trưởng của loài vi khuẩn này?
b Khi nuôi ở môi trường X, nếu ở giai đoạn tiềm phát có 95% số tế bào bị chết thì sau 6 giờ nuôi cấy sẽ thu được bao nhiêu gam vi khuẩn?
Bài 14: Cho bảng sau:
a Hãy xác định thời gian thế hệ và tốc độ sinh trưởng riêng của loài vi sinh vật nói 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 7h với tổng số tế bào là 1638400tb/ml Liệu vi khuẩn có qua pha tiềm phát hay không?
Bài 15: Cho bảng sau:
Trang 13b Giả sử, cấy một lượng khoảng 200 tế bào VSV trên vào môi trường dinh dưỡng C, nhận thấy pha cân bằng đạt được sau 7h với tổng số tế bào là 1638400 tế bào/ml Liệu vi khuẩn có qua pha tiềm phát hay không? Giải thích.
Bài 16: Nuôi cấy 100 vi khuẩn E.coli trong môi trường đáp ứng đầy đủ các điều kiện để chúng phát triển,
sau 10h người ta thu được 1 số lượng vi khuẩn E.coli là 100.000 con Biết rằng khả năng phân chia của các E.coli là như nhau Hãy tính số lần phân chia của mỗi E.coli và thời gian thế hệ của loài.
Bài 17: Người ta cấy vào 5ml môi trường nuôi cấy thích hợp 106 Staphylococcus và 102 loại vi khuẩn biến chủng N0II (biến chủng)
1 Hỏi số lượng tế bào của mỗi chủng trong 1ml tại thời điểm 0 giờ?
2 Sau 6 giờ nuôi ủ số lượng của mỗi chủng (không kể pha tiềm phát) đếm được là 8.108
Staphylococcus/ml và 3.103 chủng N0II/ml Hãy xác định thời gian thế hệ của 2 chủng vi khuẩn này
Bài 18: Người ta nuôi 2 chủng virut trong môi trường có 5ml Chủng 1 có 106 tế bào, chủng 2 có 2.102 tế bào
a Xác định số lượng tế bào của mỗi chủng trong 1ml dung dịch tại thời điểm t = 0 giờ?
b Sau 6 giờ, ở chủng 1 có 8.108 tế bào, ở chủng 2 có 106 tế bào Thời gian 1 thế hệ của mỗi chủng trên là bao nhiêu?
c Giả sử tỉ lệ thời gian giữa các pha tiềm phát : lũy thừa : cân bằng : suy vong = 2 : 6 : 3 : 5 thì thời gian của mỗi pha là bao nhiêu?
Bài 19: 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
a Xác định thời gian thế hệ (g) của loài vi khuẩn này?
b Nếu số tế bào ban đầu bị chết thì sau 4 giờ nuôi cấy sẽ thu được bao nhiêu gam vi khuẩn? Biết rằng 1
5
loài vi khuẩn này phát triển có trải qua pha lag là 1 giờ
Bài 20: Để xác định số lượng nấm men trong bình nuôi cấy có dung tích 25 lít người ta tiến hành pha
loãng trong các ống nghiệm có chứa 9ml nước cất vô trùng theo sơ đồ sau:
Trong ống nghiệm thứ 5 lấy ra 0,5 ml dung dịch rồi trải lên bề mặt môi trường dinh dưỡng đặc đựng trong đĩa peetri Kết quả trong đĩa peetri có 15 khuẩn lạc phát triển Tính khối lượng nấm men có trong bình nuôi cấy Biết mỗi tế bào nấm men có khối lượng 2,11.10-11g
Trang 14Bài 21: Vào lúc bắt đầu nuôi cấy, môi trường chứa 104 vi khuẩn/ml Môi trường cân bằng động đạt được sau 8 giờ với 108 vi khuẩn/ml Thời gian phân chia một thế hệ là 30 phút Hãy tính thời gian pha log, pha lag, và hằng số tốc độ phân chia.
Bài 22: Người ta nuôi cấy một chủng vi sinh vật trong môi trường nuôi cấy nhân tạo Khi bắt đầu nuôi
cấy thấy nồng độ vi khuẩn là N0 = 102 vi khuẩn/ml, pha cân bằng đạt được sau 6 giờ và vào lúc ấy môi trường chứa N = 106 vi khuẩn/ml Trong điều kiện nuôi cấy này độ dài thế hệ của chủng vi khuẩn là 25 phút Hỏi chủng vi khuẩn trên có phải trải qua pha lag không? Nếu có thì kéo dài bao lâu?
Bài 23: Nuôi cấy một loại nấm men trong một môi trường Khi có oxi thì đường phân sẽ được tiếp tục bởi
quá trình oxi hóa phophoril hóa xảy ra trong ty thể và thông qua hô hấp hiếu khí năng lượng từ glucozơ được tích vào ATP (38 ATP) với hiệu suất là 40% cung cấp cho các hoạt động sống của tế bào, 1 tế bào trong một giây tổng hợp và đồng thời phân giải 10 triệu phân tử ATP Dưới điều kiện kị khí con đường dẫn truyền hiđro bị ức chế và việc cung cấp NAD+ ban đầu của tế bào nhanh chóng dùng hết Khi điều này xảy ra thì NADH thường nhường Hiđro để hình thành rượu êtylic, nhờ quá trình đó mà NAD+ được giải phóng nhưng làm mất năng lượng Hô hấp kị khí là một quá trình lãng phí và tế bào chỉ thu được khoảng 2% năng lượng dự trữ có trong phân tử glucozơ Để đảm bảo hoạt động sống cho một quần thể nấm có chứa 1019 tế bào trong một ngày đêm thì cần bao nhiêu phân tử glucozơ trong điểu kiện hiếu khí
và kị khí? (cho rằng môi trường nuôi cấy chỉ có 1 nguồn cung cấp C duy nhất là glucozơ, số cá thể luôn được điều chỉnh ổn định như ban đầu) So sánh lượng glucozơ mà sinh vật sử dụng trong 2 điều kiện đó,
từ đó rút ra kết luận
C ĐÁP ÁN GIẢI CHI TIẾT
Bài 1:
Gọi n là số thế hệ tế bào phân chia (n N *)
Số tế bào cần thiết phải tạo ra là:
27
40 13
Mỗi thế hệ chỉ có 30 phút = 0,5 giờ nên thời gian cần thiết để đạt tới khối lượng
nói trên là 230,877 0,5 65, 4 (giờ)
65,4 giờ
Bài 2:
Gọi n là số thế hệ tế bào phân chia (n N *)
20
33 13