Giáo án Sinh học Lớp 10 - Bài 25: Sinh trưởng của vi sinh vật

BÀI 25: SINH TRƯỞNG CỦA VI SINH VẬT
Mục tiêu, kỹ năng, thái độ, giáo dục
Sau khi học xong bài này, học sinh phải:
Mục tiêu
- Phát biểu được các khái niệm: sinh trưởng của VSV, thời gian thế hệ và xác. lập được công thức tính số lượng tế bào.
- Phân tích được đường cong sinh trưởng trong nuôi cấy không liên tục.
- Phân biệt được nguyên tắc nuôi cấy không liên tục, nuôi cấy liên tục và ý nghĩa của nó.
Kỹ năng
- Học sinh phân biệt được thời gian và tốc độ sinh trưởng ở từng pha
- Phân tích được bảng và đồ thị để tìm ra quy luật sinh trưởng.
Thái độ, giáo dục:
- Giúp cho học sinh nắm bắt được nguyên tắc và ý nghĩa của phương pháp nuôi cấy liên tục, từ đó thấy được sự ứng dụng rộng rãi trong thực tế đời sống hiện nay.
Phương pháp và đồ dùng dạy học
Phương pháp dạy học
- Hỏi đáp –tìm tòi bộ phận.
- Sách giáo khoa-tìm tòi bộ phận.
- Quan sát tranh- tìm tòi bộ phận.
Đồ dùng dạy học
- Hình 25- Đường cong sinh trưởng của quần thể vi khuẩn trong nuôi cấy không liên tục.
- Bài tập củng cố.
Tiến trình bài giảng
Ổn định lớp
Kiểm tra bài cũ
Câu hỏi: Nêu đặc điểm chung của quá trình tổng hợp và phân giải các chất nhờ VSV?
Phần mở bài: 
Một đời người phải trải qua các giai đoạn:hợp tử, bào thai, trẻ con, thanh niên, trung niên, già, chết. Nhưng với một quần thể, quá trình sinh trưởng có diễn ra theo các giai đoạn không?
Hoạt động của thầy
Hoạt động của trò
Nội dung
- Sinh trưởng được hiểu như thế nào?
-Thế nào là sinh trưởng của quần thể VSV?
- Nghiên cứu SGK cho biết: thế nào là thời gian thế hệ? cho ví dụ?
- Qua định nghĩa trên, dựa vào chỉ số nào để xác định quần thể VSV đang sinh trưởng ?
- GV giải thích thêm: thời gian của một thế hệ đối với một quần thể VSV là thời gian cần để N0 biến thành 2N0 (N0 là số tế bào ban đầu của quần thể).
+ Thời gian thế hệ: g
+ Tốc độ phân chia: V
Mỗi loại VSV có g riêng, trong cùng một loài với điều kiện nuôi cấy khác nhau cũng thể hiện g khác nhau.
- GV yêu cầu trả lời câu hỏi:
+ Sau thời gian của một thế hệ, số tế bào của một thế hệ biến đổi như thế nào?
+ Nếu số lượng ban đầu (N0) là 105 tế bào thì sau 2h số lượng tế bào trong bình (N) là bao nhiêu? 
- GV bổ sung và hình thành công thức tổng quát
- HS nghiên cứu SGK trang 99 trả lời, lớp bổ sung.
- HS nghiên cứu SGK trang 99 trả lời, lớp bổ sung.
- HS trả lời: dựa vào số lượng tế bào tăng lên.
- HS nghiên cứu ví dụ loài E.Coli và bảng số liệu SGK trang 99. Trao đổi nhóm trả lời. Yêu cầu nêu được:
+ Số lượng tế bào tăng gấp đôi.
+ Số lượng tế bào sau 2h là 26.105
Khái niệm sinh trưởng.
Khái niệm.
Sinh trưởng là sự tăng các thành phần của tế bào và dẫn ngay đến sự phân chia.
Sinh trưởng của quần thể VSV là sự số lượng tế bào trong quần thể.
Thời gian thế hệ
Khoảng thời gian cần cho mỗi tế bào phân chia hoặc cả quần thể tăng gấp đôi được gọi là thời gian thế hệ.
VD:
+ E. coli 20 phút tế bào phân chia 1 lần.
+ Vi khuẩn lao: 1000 phút
+ Trùng đế giày: 24 giờ
+ Trực khuẩn cỏ khô: 26 phút
thời gian thế hệ (g): 
g = t / n
Tốc độ phân chia( số lần phân chia trong môt giờ): 
V = n / t
- Số tế bào trong bình (N) sau n lần phân chia từ N0 tế bào ban đầu, trong thời gian xác định (t) là: Nt = N0.2n 
=>Tốc độ sinh trưởng riêng đối với 1 chủng vi khuẩn và ở điều kiện nuôi cấy xác định là: (M)
- Thế nào là môi trường nuôi cấy không liên tục? (hay : đặc điểm của môi trường nuôi cấy không liên tục là gì?)
- Vi khuẩn có đặc điểm gì để con người chọn làm mô hình nghiên cứu sinh trưởng?
- GV nhận xét, bổ xung câu trả lời của học sinh: con người chọn vi khuẩn vì: 
+ Kích thước nhỏ, sinh sản nhanh.
+ Phân đôi đơn giản.
+ Có thể theo dõi sự thay đổi của cả quần thể.
- GV đưa ra hình 25 SGK trang 100 dưới dạng câm. Yêu cầu HS dựa vào SGK chia thành các pha, đặt tên cho các pha.
-GV: Hãy nêu đặc điểm của pha tiềm phát, pha luỹ thừa, pha cân bằng, pha suy vong? 
- GV nhận xét, bổ sung.
- GV đưa ra 1 số câu hỏi thảo luận:
+ Để thu được số lượng VSV tối đa thì nên dừng ở pha nào?
+ Vì sao pha tiềm phát M = 0?
+ So sánh giá trị M và N cảu pha tiềm phát?
+ Để không xảy ra pha suy vong trong quần thể VSV thì phải làm gì?
+ Tại sao trong môi trường đất và nước pha lũy thừa không xảy ra?
- GV hướng dẫn HS trao đổi và tự đánh giá.
- GV khẳng định: nuôi cấy không liên tục là nuôi theo đợt, hệ thống đóng nên pha lũy thừa chi kéo dài vài thế hệ.
- GV: Đặc điểm của môi trường nuôi cấy liên tục là gì ?Mục đích?Ứng dụng của nuôi cấy liên tục?
-GV nêu câu hỏi thảo luận:Vì sao nuôi cấy liên tục thì không cần pha tiềm phát? Và không xảy ra sự tự phân hủy của VSV ở pha suy vong?
- HS nghiên cứu SGK trang 100 trả lời, lớp bổ sung.
- HS nghiên cứu SGK trang 100, thảo luận nhóm chia đường cong thành các pha và đặt tên cho các pha.
- HS nghiên cứu SGK trang 100, thảo luận nhóm trả lời, khái quát kiến thức.
- HS hoạt động nhóm:
Vận dụng kiến thức ở phần trước.
Thảo luận nhóm, thống nhất ý kiến.
Yêu cầu đạt được:
+ Dừng lại ở pha cân bằng.
+ Vi khuẩn mới thích nghi với môi trường ở pha tiềm phát nên chưa phân chia.
+ Pha tiềm phát M = 0 và N cực đại.
+ Bổ xung chất dinh dưỡng và lấy đi chất độc hại.
+ Chất dinh dưỡng trong đất và nước rất hạn chế, và vì điều kiện sinh trưởng ( pH, t0) luôn thay đổi.
- HS nghiên cứu SGK trang 101 trả lời.
- HS hoạt động nhóm:
Vận dụng kiến thức ở phần trước.
Yêu cầu đạt được:
+ vì VSV ở nuôi cấy liên tục luôn đủ chất dinh dưỡng trong môi trường không phải làm quen với môi trường.
+ Nuôi cấy liên tụk không xảy ra suy vong vì chất dinh dưỡng luôn được cung cấp không bị cạn kiệt và chát độc hại không lấy ra liên tục.
Sự sinh trưởng của quần thể vi sinh vật
Nuôi cấy không liên tục
 Đặc điểm của môi trường nuôi cấy: 
- Không được bổ sung các chất dinh dưỡng mới
- Không lấy đi các sản phẩm chuyển hoá vật chất
* Nếu ta nuôi cấy vi khuẩn vào môi trường thì sự tăng số lượng tế bào như sau:
Từ 1 TB ban đầu qua:
1 lần phân chiaà 2TB à21 TB
2 lần phân chia à 4TB à22 TB
3 lần phân chia à 8TB à23 TB
...
N lần phân chia à 2n tb.
 Đặc điểm các pha sinh trưởng
a. Pha tiềm phát( pha Lag)
- Vi khuẩn(VK) thích nghi với môi trường.
- Số lượng tế bào trong quần thể không tăng.
- Enzim cảm ứng được hình thành.
b. Pha luỹ thừa( pha Log)
- VK bắt đầu phân chia.
- Số lượng tế bào tăng theo luỹ thừa.
- Hằng số M không đổi theo thời gian và là cực đại đối với 1 chủng và điều kiện nuôi cấy.
c. Pha cân bằng
- Số lượng tế bào VSV đạt mức cực đại, không đổi theo thời gian là do:
+ Một số tế bào bị phân huỷ.
+ Một số tế bào có chất dinh dưỡng lại phân chia.
d. Pha suy vong:
- Số lượng tế bào trong quần thể giảm là do:
+ Chất dinh dưỡng cạn kiệt.
+ Chất độc hại tích luỹ nhiều
+ Số tế bào bị phân huỷ nhiều
Nuôi cấy liên tục
Đặc điểm môi trườngnuôi cấy: 
- Được bổ sung liên tục các chất dinh dưỡng vào 
- Đồng thời lấy ra một lượng dịch nuôi cấy tương đương.
- Điều kiện môi trường duy trì ổn định.
Mục đích:Tránh hiện tượng suy vong của 
Ứng dụng:
Sản xuất sinh khốià thu Prôtêin đơn bào, các hợp chất có hoạt tính sinh học như:
 -Axit amin: lizin,trêônin, triptôphan, metiônin
- Kháng sinh: penicillin
-Hoocmon
Củng cố bài
1.Nguyên nhân nào khiến quần thể vi sinh vật chuyển từ pha cân bằng sang pha suy vong trong nuôi cấy không liên tục?
A. Chất dinh dưỡng bắt đầu cạn kiệt, nồng độ ôxi giảm. 
B. Chất dinh dưỡng bắt đầu cạn kiệt, nồng độ ôxi giảm, độ pH thay đổi, các chất độc hại được tích luỹ. 
C. Nồng độ ôxi giảm, độ pH thay đổi. 
D. Các chất độc hại được tích luỹ, chất dinh dưỡng bắt đầu cạn kiệt. 
2, 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 rút bỏ các chất thải và sinh khối dư thừa.
D. Không đưa thêm chất dinh dưỡng vào môi trường nuôi cấy.
3, Số 3 trong hình dưới tương ứng với pha sinh trưởng nào của quần thể vi sinh vật trong nuôi cấy không liên tục?
A. Pha tiềm phát.
B. Pha lũy thừa.
C. Pha suy vong.
D. Pha cân bằng.
4, Đặc điểm của pha suy vong của quần thể vi sinh vật trong nuôi cấy không liên tục là:
A. Số lượng vi khuẩn trong quần thể đạt đến cực đại và không đổi theo thời gian, số lượng tế bào sinh ra bằng số lượng tế bào chết đi. 
B. 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. 
C. Vi khuẩn sinh trưởng với tốc độ lớn nhất và không đổi, số lượng tế bào trong quần thể tăng lên rất nhanh. 
D. Số lượng tế bào sống 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. 
5, Vì sao quá trình sinh trưởng của vi sinh vật trong nuôi cấy liên tục không có pha tiềm phát?
A. Chất dinh dưỡng được bổ sung liên tục, lấy ra 1 lượng dịch nuôi cấy đảm bảo môi trường sống của vi khuẩn được ổn định.
B. Lấy ra 1 lượng dịch nuôi cấy bảo đảm môi trường sống của vi khuẩn được ổn định.
C. Lượng enzim nhiều để phân giải chất hữu cơ.
D. Chất dinh dưỡng được bổ sung liên tục.
6, Đặc điểm của pha tiềm phát (pha lag) của quần thể vi sinh vật trong nuôi cấy không liên tục là:
A. 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. Số lượng vi khuẩn trong quần thể đạt đến cực đại và không đổi theo thời gian, số lượng tế bào sinh ra bằng số lượng tế bào chết đi. 
C. Vi khuẩn sinh trưởng với tốc độ lớn nhất và không đổi, số lượng tế bào trong quần thể tăng lên rất nhanh. 
D. Số lượng tế bào sống 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. 
7, Số 2 trong hình dưới tương ứng với pha sinh trưởng nào của quần thể vi sinh vật trong nuôi cấy không liên tục?
A. Pha tiềm phát.
B. Pha suy vong.
C. Pha lũy thừa.
D. Pha cân bằng.
8, Đặc điểm của pha lũy thừa (pha log) của quần thể vi sinh vật trong nuôi cấy không liên tục là:
A. 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. Số lượng vi khuẩn trong quần thể đạt đến cực đại và không đổi theo thời gian, số lượng tế bào sinh ra bằng số lượng tế bào chết đi. 
C. Vi khuẩn sinh trưởng với tốc độ lớn nhất và không đổi, số lượng tế bào trong quần thể tăng lên rất nhanh. 
D. Số lượng tế bào sống 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. 
9. Trong điều kiện nuôi cấy liên tục, một quần thể vi sinh vật gồm 120 tế bào, có thời gian thế hệ g là 10 phút. Sau 20 phút, số tế bào của quần thể vi sinh vật đó là
A. 360 tế bào. 
B. 480 tế bào.
C. 260 tế bào. 
D. 240 tế bào. 
10, Để không xảy ra pha suy vong của quần thể vi khuẩn thì phải làm gì?
A. Bổ sung liên tục các chất dinh dưỡng vào và đồng thời lấy ra 1 lượng dịch nuôi cấy tương ứng.
B. Giúp môi trường không bị thay đổi.
C. Lấy ra 1 lượng dịch nuôi cấy tương đương tránh ứ nhiều chất dinh dưỡng.
D. Liên tục bổ sung các chất dinh dưỡng vào.