I. CHẤT HÓA HỌC
1. Chất dinh dưỡng
- Là những chất giúp cho vi sinh vật đồng hóa và tăng sinh khối hoặc thu năng lượng, giúp cân bằng áp suất thẩm thấu, hoạt hóa axit amin.
Ví dụ: Các chất hữu cơ cacbohiđrat, prôtêin, lipit…; Các nguyên tố vi lượng như Zn, Mn, Bo, Mo, Fe…
- Nhân tố sinh trưởng là chất dinh dưỡng cần cho sinh trưởng của vi sinh vật, với một lượng nhỏ nhưng chúng không tự tổng hợp được.
+ Vi sinh vật khuyết dưỡng: là vi sinh vật không tự tổng hợp được nhân tố sinh trưởng.
+ Vi sinh vật nguyên dưỡng: là vi sinh vật tự tổng hợp được các chất.
2. Chất ức chế sự sinh trưởng
- Một số chất hóa học được dùng để ức chế sự sinh trưởng của vi sinh vật:
+ Các hợp chất phênol: Biến tính các prôtêin, các loại màng tế bào → Dùng khử trùng phòng thí nghiệm, bệnh viện.
+ Các loại cồn (êtanol, izôprôpanol, 70 – 80%): Thay đổi khả năng cho đi qua của lipit ở màng sinh chất → Dùng thanh trùng trong y tế, phòng thí nghiệm.
+ Iôt, rượu iôt (2%): Ôxi hóa các thành phần tế bào → Dùng diệt khuẩn trên da, tẩy trùng trong bệnh viện.
+ Clo (natri hipôclorit), cloramin: Sinh ôxi nguyên tử có tác dụng ôxi hóa mạnh → Dùng thanh trùng nước máy, nước bể bơi, công nghiệp thực phẩm.
+ Các hợp chất kim loại nặng (thủy ngân, bạc…): Gắn vào nhóm SH của prôtêin làm chúng bất hoạt → Dùng diệt bào tử đang nảy mầm, các thể sinh dưỡng.
+ Các anđêhit (phoocmanđêhit 2%): Bất hoạt các prôtêin → Được sử dụng rộng rãi trong thanh trùng.
+ Các loại khí êtilen ôxit (10 – 20%): Ôxi hóa các thành phần tế bào → Dùng khử trùng các dụng cụ nhựa, kim loại.
+ Các chất kháng sinh: Diệt khuẩn có tính chọn lọc → Dùng trong y tế, thú y…
II. CÁC YẾU TỐ LÍ HỌC
1. Nhiệt độ
- Ảnh hưởng lớn đến tốc độ phản ứng sinh hóa trong tế bào, làm vi sinh vật sinh sản nhanh hay chậm.
- Căn cứ vào nhiệt độ chia vi sinh vật thành 4 nhóm:
+ Vi sinh vật ưa lạnh < 150C.
+ Vi sinh vật ưa ấm 20 – 400C.
+ Vi sinh vật ưa nhiệt 55 – 650C.
+ Vi sinh vật siêu nhiệt 75 – 1000C.
- Ứng dụng: Con người dùng nhiệt độ cao để thanh trùng, nhiệt độ thấp để kìm hãm sinh trưởng của vi sinh vật.
2. Độ ẩm
- Hàm lượng nước trong môi trường quyết định độ ẩm.
+ Nước là dung môi hòa tan các chất dinh dưỡng.
+ Tham gia thủy phân các chất.
- Ứng dụng: Nước dùng để khống chế sự sinh trưởng của vi sinh vật.
3. pH
- Ảnh hưởng đến tính thấm qua màng, sự chuyển hóa các chất trong tế bào, hoạt hóa enzim, sự hình thành ATP.
- Ứng dụng: Tạo điều kiện nuôi cấy thích hợp.
4. Ánh sáng
- Tác động đến sự hình thành bào tử sinh sản, tổng hợp sắc tố, chuyển động hướng sáng.
- Ứng dụng: Dùng bức xạ ánh sáng để ức chế, tiêu diệt vi sinh vật làm biến tính axit nuclêic, prôtêin.
5. Áp suất thẩm thấu
- Gây co nguyên sinh làm cho vi sinh vật không phân chia được.
- Ứng dụng: Bảo quản thực phẩm.
Page 2
SureLRN
5.2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng của vi sinh vật
5.2.3.1. Các yếu tố hóa học
a) Chất dinh dưỡng
– Chất dinh dưỡng là những chất giúp cho vi sinh vật đồng hoá và tăng sinh khối hoặc thu năng lượng.
– Chất dinh dưỡng bao gồm hợp chất vô cơ ( C, N, S, P, Oxi) và hợp chất hữu cơ.
* Hợp chất vô cơ: Các chất vô cơ chứa các nguyên tố vi lượng như Mn, Zn, Mo…có vai trò trong quá trình thẩm thấu, hoạt hoá enzim,…
* Hợp chất hữu cơ:
– Ví dụ: cacbonhidrat, lipit, prôtêin…là các chất dinh dưỡng cần thiết cho sự sinh trưởng, phát triển của sinh vật.
– Một số vi sinh vật còn cần một số chất hữu cơ cho sự sinh trưởng của mình mà chúng không thể tự tổng hợp được từ các chất vô cơ gọi là nhân tố sinh trưởng.
– Tuỳ thuộc vào khả năng tự tổng hợp được nhân tố sinh trưởng mà người ta chia vi sinh vật thành 2 nhóm: vi sinh vật nguyên dưỡng và vi sinh vật khuyết dưỡng.
+ Vi sinh vật nguyên dưỡng: tự tổng hợp được các nhân tố sinh trưởng.
+ Vi sinh vật khuyết dưỡng: không có khả năng tự tổng hợp các nhân tố sinh trưởng.
b) Chất ức chế sinh trưởng
– Chất ức chế sinh trưởng là những chất làm vi sinh vật không sinh trưởng được hoặc làm chậm tốc độ sinh trưởng của vi sinh vật.
– Một số chất hoá học thường được dùng trong y tế, thú y, công nghiệp thực phẩm, xử lí nước sạch,… để ức chế sự sinh trưởng của vi sinh vật gồm: các hợp chất phenol, các loại cồn, iốt, clo, cloramin, các hợp chất kim loại nặng (bạc, thuỷ ngân…), các anđêhit, các loại khí êtilen oxit (10 – 20%), các chất kháng sinh.
5.3.2. Các yếu tố lý học
a) Nhiệt độ
– Nhiệt độ ảnh hưởng lớn đến tốc độ của các phản ứng sinh hoá trong tế bào.
– Dựa vào khả năng chịu nhiệt, chia vi sinh vật làm 4 nhóm: ưa lạnh, ưa ấm, ưa nhiệt, ưa siêu nhiệt.
– Ứng dụng: người ta thường dùng nhiệt độ cao để thanh trùng và nhiệt độ thấp để kìm hãm sự sinh trưởng của vi sinh vật.
b) Độ ẩm
– Hàm lượng nước quyết định độ ẩm mà nước là dung môi của các chất khoáng, là yếu tố hoá học tham gia vào các quá trình thuỷ phân các chất => Ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của vi sinh vật.
– Mỗi loại vi sinh vật sinh trưởng trong 1 giới hạn độ ẩm nhất định.
– Ứng dụng: Dùng nước để kích thích, khống chế sinh trưởng của từng nhóm vi sinh vật.
c) Độ pH
– Độ pH ảnh hưởng đến tính thấm của màng, hoạt động chuyển hoá vật chất trong tế bào, hoạt tính enzim, sự hình thành ATP.
– Dựa vào khả năng thích ứng với độ pH, người ta chia vi sinh vật thành 3 nhóm: ưa axit, ưa kiềm, trung tính.
d) Ánh sáng
– Vi khuẩn quang hợp cần ánh sáng để quang hợp, tổng hợp sắc tố, hướng sáng,… Ánh sáng còn tác động đến sự hình thành bào tử sinh sản.
– Ứng dụng: Sử dụng bức xạ ánh sáng có thể tiêu diệt hoặc ức chế vi sinh vật.
e) Áp suất thẩm thấu
– Ảnh hưởng đến sự phân chia của vi khuẩn.
– Ứng dụng : dùng đường, muối tạo áp suất thẩm thấu để kìm hãm sự sinh trưởng của vi sinh vật.
VnHocTap.com giới thiệu đến các em học sinh lớp 10 bài viết Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sinh trưởng của vi sinh vật, nhằm giúp các em học tốt chương trình Sinh học 10.
Nội dung bài viết Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sinh trưởng của vi sinh vật: Nhiệt độ ảnh hưởng sâu sắc đến tốc độ phản ứng hoá học, sinh hoá học trong tế bào nên cũng ảnh hưởng tới tốc độ sinh trưởng của vi sinh vật. Dựa trên phạm vi nhiệt độ ưa thích, vi sinh vật được chia thành 4 nhóm chủ yếu : ưa lạnh, ưa ẩm, ưa nhiệt và ưa siêu nhiệt. Đa số vi khuẩn đều có một phạm vi nhiệt độ sinh trưởng đặc trưng, đó là : nhiệt độ cực đại, nhiệt độ tối ưu và nhiệt độ cực tiểu. Nhiệt độ tối ưu là nhiệt độ mà vi khuẩn sinh trưởng mạnh nhất. Ở nhiệt độ cực đại và cực tiểu vi khuẩn vẫn có thể sinh trưởng những yếu ớt. Nhiệt độ (C) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Hình 41. Nhiệt độ sinh trưởng của các nhóm vi sinh vật Vi sinh vật ưa lạnh thường sống ở các vùng Nam Cực, Bắc Cực, các đại dương (90% đại dương có nhiệt độ 5°C), sinh trưởng tối ưu ở nhiệt độ 15°C. Các enzim, các prôtêin vận chuyển chất dinh dưỡng và các ribôxôm của các vị sinh vật này hoạt động bình thường ở nhiệt độ thấp. Màng sinh chất của chúng chứa nhiều axit béo không no, nhờ vậy, ngay ở nhiệt độ thấp màng vẫn duy trì được trạng thái bán lỏng. Ở nhiều vi khuẩn ưa lạnh, khi nhiệt độ 20°C màng sinh chất đã bị vỡ. Vi sinh vật ưa ấm có nhiệt độ sinh trưởng tối ưu là 20 – 40°C.
Đa số thuộc nhóm này là các vi sinh vật đất, vi sinh vật nước, vi sinh vật sống trong cơ thể người và gia súc (kể cả các vi sinh vật gây bệnh), vi sinh vật gây hư hỏng đồ ăn, thú hằng ngày. Một số vi sinh vật ưa nhiệt, sinh trưởng tối ưu ở 55 – 65°C. Đa số chúng là vị khuẩn, một số là nấm và tảo. Nơi sống của chúng là các đồng phân ủ, đồng cỏ khô tự đốt nóng và các suối nước nóng. Hoạt động của các enzim và ribôxôm của chúng thích ứng ở nhiệt độ cao. Ở các vùng nóng bỏng của biển hoặc đáy biển tồn tại một số vi khuẩn ưa siêu nhiệt (có nhiệt độ sinh trưởng tối ưu 85 – 110°C).