Đọc đoạn thông tin sau và trả lời các câu hỏi:

NUÔI CẤY VI SINH VẬT ĐỂ THU SINH KHỐI

Vi sinh vật có kích thước rất nhỏ, có tỉ lệ diện tích bề mặt/ thể tích (S/V) rất lớn nên khả năng hấp thu và chuyển hóa các chất trong cơ thể rất lớn. Nhờ vậy, vi sinh vật có khả năng sinh trưởng, sinh sản rất nhanh, tạo ra khối lượng sinh khối lớn. Đặc điểm khiến vi sinh vật là đối tượng được ứng dụng trong sản xuất các chế phẩm sinh học.

Để nghiên cứu quá trình ứng dụng thu sinh khối vi sinh vật đối với từng loại sản phẩm khác nhau, người ta nuôi cấy hai loài vi khuẩn Streptomyces rimosus (thu kháng sinh tetracylin) và Propionibacterium shermanii (thu vitamin B12) vào từng môi trường với điều kiện dinh dưỡng thích hợp ở 30⁰C. Đường cong sinh trưởng của từng loài vi khuẩn và sự biến đổi về hàm lượng sản phẩm được thể hiện ở hình dưới:

Biết rằng: Vitamin B12 là chất cần thiết cho quá trình sinh trưởng của vi khuẩn (cofactor của nhiều loại enzim tổng hợp ADN và chuyển hoá axit amin), chủ yếu được tạo ra trong giai đoạn vi khuẩn đang sinh trưởng và phát triển mạnh. Tetracylin là sản phẩm không cần thiết cho sự sinh trưởng của vi khuẩn (làm ức chế hoạt động của vi khuẩn khác và gia tăng khả năng cạnh tranh), thường được tạo ra sau khi pha sinh trưởng đã kết thúc.

Để tối ưu hiệu quả sản xuất các sản phẩm khác nhau từ các nhóm vi sinh vật khác nhau, người ta phải tiến hành các kiểu nuôi cấy trong môi trường thích hợp. Cụ thể: kháng sinh là sản phẩm tạo ra chủ yếu ở pha cân bằng nên vi sinh vật cần được nuôi cấy không liên tục để thu được lượng sản phẩm đối đa, vitamin là sản phẩm gắn liền với sự sinh trưởng, do đó muốn thu sinh khối tối đa từ vi khuẩn cần nuôi cấy trong điều kiện nuôi cấy liên tục (không có pha cân bằng, pha luỹ thừa kéo dài liên tục).

Trả lời cho các câu 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95 dưới đây:

Cho các từ sau: Nhỏ; S/V; V/S; nhanh; kháng sinh Tetracylin; vitamin B12. Điền từ thích hợp vào chỗ trống:

Vi khuẩn có kích thước ____ nên có tỉ lệ ____ lớn. Nhờ vậy có khả năng sinh trưởng và sinh sản ______, có thể thu lượng sinh khối lớn. Do đó, vi sinh vật được ứng dụng nhiều trong sản xuất các chế phẩm sinh học. Người ta nuôi cấy hai loài vi khuẩn Streptomyces rimosus để thu __________ và Propionibacterium shermanii để thu __________

Đáp án: hình B; hình A; nuôi cấy không liên tục; nuôi cấy liên tục

Phương pháp giải:

Phân tích đồ thì hình A và hình B, so sánh sự khác nhau giữa đường cong sinh trưởng và thời điểm sản phẩm được sản xuất với nồng độ cao.

Giải chi tiết:

- Nuôi cấy vi khuẩn Streptomyces rimosus để thu kháng sinh mà kháng sinh là chất được vi khuẩn tạo ra để chống chịu với những điều kiện bất lợi ⬄ khi bước vào pha cân bằng (hình B)? muốn thu kháng sinh phải nuôi trong điều kiện nuôi cấy không liên tục

- Nuôi cấy vi khuẩn Propionibacterium shermanii để thu vitamin B12 mà VTM là chất cần cho sinh trưởng của VSV ⬄ được tạo ra ngay ở pha lũy thừa ? muốn thu VTM B12 phải nuôi trong điều kiện nuôi cấy liên tục

Đáp án

- Sự sinh trưởng của vi khuẩn Streptomyces rimosus được biểu diễn ở hình B

- Sự sinh trưởng của vi khuẩn Propionibacterium shermanii được biểu diễn ở hình A

Để tối ưu hiệu quả sản xuất các sản phẩm từ hai nhóm vi sinh vật trên, người ta nuôi cấy vi khuẩn Streptomyces rimosus trong điều kiện nuôi cấy không liên tục và vi khuẩn Propionibacterium shermanii trong điều kiện nuôi cấy liên tục.

Phương pháp giải:

Dựa vào đặc điểm về kích thước của VSV: kích thước rất nhỏ

Giải chi tiết:

VSV có kích thước nhỏ nên có tỷ lệ S/V lớn

Phương pháp giải:

Dựa vào vai trò của Tetracylin với VSV

Giải chi tiết:

kháng sinh là chất được vi khuẩn tạo ra để chống chịu với những điều kiện bất lợi

Phương pháp giải:

Dựa vào đặc điểm về tỷ lề diện tích bề mặt / thể tích của vi sinh vật, vai trò của Tetracylin và các phương pháp nuôi cấy mà đề bài đưa ra trong đoạn văn bản.

Giải chi tiết:

có hai kiểu môi trường nuôi cấy VSV: nuôi cấy liên tục và nuôi cấy không liên tục

Phương pháp giải:

Đọc kỹ nội dung văn bản, quan sát và phân tích hai đồ thị mô tả quá trình nuôi cấy vi sinh vật nhằm thu vitamin B12 và thời điểm vitamin B12 được tạo ra.

Giải chi tiết:

Theo đề bài: Vitamin B12 là chất cần thiết cho quá trình sinh trưởng của vi khuẩn do nó là cofactor của nhiều loại enzim tổng hợp DNA và chuyễn hoá amino acid), chủ yếu được tạo ra trong giai đoạn vi khuẩn đang sinh trưởng và phát triển mạnh.
 Khi quần thể vi sinh vật sinh trưởng và phát triển để tăng số lượng tế bào (sinh khối), lượng vitamin B12 được tạo ra cũng tăng lêên theo. Trong các giai đoạn kích thước quần thể vi sinh vậtổn định, nồng độ vitamin B12 không đổi.
 Đồ thị mô tả đường cong sinh trưởng của quần thể vi sinh vật và sự biến đổi về hàm lượng sản phẩm trong quá trình nuôi cấy để thu vitamin B 12 là hình A , Vitamin B 12 chủ yếu được tạo ra ở pha lũy thừa, khi quần thể đang sinh trưởng và phát triển mạnh.

Phương pháp giải:

Đọc kỹ nội dung văn bản, quan sát và phân tích hai đồ thị để tìm ra đồ thị mô tả quá trình nuôi cấy vi sinh vật nhằm thu Tetracylin và thời điểm Tetracylin được tạo ra.

Giải chi tiết:

Theo đề bài: Tetracylin là sản phẩm không cần thiết cho sự sinh trưởng của vi khuẩn (làm ức chế hoạt động của vi khuẩn khác và gia tăng khả năng cạnh tranh), thường được tạo ra sau khi pha sinh trưởng đã kết thúc.
 Khi nuôi cấy vi sinh vật để thu kháng sinh tetracylin, khi quần thể bước vào pha cân bằng (kích thước và sinh khối của quần thể đã ổn định, không còn tăng nhanh), Iượng sản phẩm mới bắt đầu tăng.
 Đồ thị mô tả đường cong sinh trưởng của quần thể vi sinh vật và sự biến đổi về hàm lượng sản phẩm trong quá trình nuôi cấy để thu kháng sinh tetracylin là hình B, kháng sinh này được tạo ra ở pha cân bằng.

Đáp án: A; D

Phương pháp giải:

Dựa vào các dữ liệu trong bài đọc và thông tin được đưa ra trong đồ thị hình A và hình B để xác định tính đúng sai của các nhận định.

Giải chi tiết:

Ý 1) Đúng: Vi sinh vật có tốc độ sinh trưởng và sinh sản nhanh nên tạo ra sinh khối lớn

Giải thích: do VSV có kích thước nhỏ > S/V lớn > Trao đổi chất và chuyển hóa mạnh mẽ > Sinh trưởng và sinh sản nhanh

Ý 2) Sai. Tất cả vi sinh vật đều có thể ứng dụng để thu các chế phẩm sinh học

Giải thích: VSV có nhóm có lợi và nhóm gây hại.

Ý 3) Sai. Muốn sản xuất kháng sinh từ vi sinh vật cần nuôi cấy trong điều kiện nuôi cấy liên tục

Giải thích: kháng sinh là sản phẩm tạo ra chủ yếu ở pha cân bằng mà trong nuôi cấy liên tục không có pha cân bằng do đó cần nuôi cấy bằng phương pháp nuôi cấy không liên tục để thu được lượng sản phẩm đối đa.

Ý 4) Đúng. Không cần khoảng không gian lớn để nuôi cấy vi sinh vật nhằm thu sinh khối

Giải thích: do VSV có kích thước nhỏ.