Sinh học đại cương - Chương 1: Cơ sở lý thuyết về kỹ thuật vi sinh vật

ng oxy ở nhóm vi khuẩn kỵ khí 
màu tía không chứa lưu huỳnh trong tế bào thuộc bộ Rhodospirillales. 
Vi khuẩn lam không thể gọi là tảo vì chúng khác biệt rất lớn với tảo: Vi 
khuẩn lam không có lục lạp, không có nhân thực, có riboxom 7os, thành tế bào có chứa 
peptidoglican do đó rất mẫn cảm với penixilin và lizozim. 
Đại bộ phận vi khuẩn lam sống trong nước ngọt và tạo thành thực vật phù du của 
các thuỷ vực. Một số phân bố trong vùng nước mặn giàu chất hữu cơ hoặc trong nước 
lợ. Một số vi khuẩn lam sống cộng sinh. Nhiều vi khuẩn lam có khả năng cố định nitơ 
và có sức đề kháng cao với các điều kiện bất lợi, cho nên có thể gặp vi khuẩn lam trên 
bề mặt các tảng đá hoặc trong vùng sa mạc. 
Một số vi khuẩn lam vì có giá trị dinh dưỡng cao, có chứa một số hoạt chất có giá 
trị y học, lại có tốc độ phát triển nhanh, khó nhiễm tạp khuẩn và thích hợp được với các 
điều kiện môi trương khá đặc biệt (Spirulina thích hợp với pH rất cao) cho nên đã được 
sản xuất ở quy mô công nghiệp để thu nhận sinh khối. 
Vi khuẩn lam có hình dạng và kích thước rất khác nhau, chúng có thể là đơn bào 
hoặc dạng sợi đa bào. 
1.3.1.4. Nhóm vi khuẩn nguyên thuỷ 
Nhóm vi khuẩn này có kích thước rất nhỏ bao gồm 3 loại: Micoplatma, Ricketxi 
và Clamidia. 
Micoplatma là vi sinh vật nguyên thuỷ chưa có thành tế bào, là loại sinh vật nhỏ 
nhất trong sinh giới có đời sống dinh dưỡng độc lập. 
Nhiều loại Micoplatma gây bệnh cho động vật và người. 
Micoplatma có kích thước ngang khoảng 150 ÷ 300 nm, sinh sản theo phương 
thức cắt đôi. Chúng có thể sinh trưởng độc lập trên các môi trường nuôi cấy nhân tạo 
giàu dinh dưỡng, có thể phát triển cả trong điều kiện hiếu khí lẫn kỵ khí, nghĩa là có cả 
kiểu trao đổi chất oxy hoá lẫn kiểu trao đổi chất lên men. 
Ricketxi là loại vi sinh vật nhân nguyên thuỷ G− chỉ có thể tồn tại trong các tế bào 
nhân thật. Chúng đã có thành tế bào và không thể sống độc lập trong các môi trường 
nhân tạo. 
 11 
Hình 1.3. Hình thái chung của vi khuẩn lam: 
1- Dạng đơn bào không có màng nhầy; 2- Dạng tập đoàn; 3- Dạng sợi; 4- Hình trụ, hình 
cầu, hình elip (có màng nhầy); 5- Oscillatoria; 6- Phormidium ; 7- Lyngbya; 8-
Schizothrix , Hydrocoleus ; 9- Spirulina, Arthrospira. 10- Dạng sợi có tế bào dị hình; 
11- Dạng sợi có bào tử; 12- Sợi dính với bào tử; 13-Sợi ở cách xa bào tử; 14-Tế bào dị 
hình ở bên cạnh sợi; 15- Nhánh giả đơn độc; 16- Nhánh giả từng đôi một; 17- Sợi phân 
nhánh thực;18- Phân nhánh ở sợi có bao (nhánh mới nẩy sinh); 19- Phân nhánh ở sợi 
có bao (nhánh đã phát triển); 20- Phân nhánh bên; 21- Phân nhánh đôi; 22- Phân 
nhánh dạng chữ V ngược; 23- Vi tiểu bào nang (nannocyst); 24- Sự hình thành ngoại 
bào tử; 25- Sự hình thành nội bào tử; 26, 27- Hormocyst; 28- Pscudohormogenia; 29- 
Tảo đoạn (hormogonia); 30- Bào tử nghỉ (akinete) ở hai phía của tế bào dị hình; 31- 
Bào tử nghỉ ở xa tế bào dị hình; 32- Gloeocapsa; 33- Lyngbya; 34- Oscillatoria; 35- 
Phormidium; 36- Anabaenopsis; 37- Cylindrospermum; 38- Anabaena. 
Ricketxi có các đặc điểm sau: 
 12 
- Tế bào có kích thước thay đổi, loại nhỏ nhất 0,25 × 1,0 μm, loại lớn nhất 
0,6 × 1,2 μm. 
- Tế bào có thể hình que, hình cầu, song cầu, hình sợi... 
- Ký sinh bắt buộc trong tế bào các sinh vật nhân thật. Vật chủ thường là các động 
vật có chân đốt như ve, bọ, rận... Các động vật nhỏ bé này sẽ truyền mầm bệnh qua người. 
- Sinh sản bằng phương thức phân cắt thành hai phần bằng nhau. 
Clamidia là loại vi khuẩn rất bé nhỏ, qua lọc, G−, ký sinh bắt buộc trong tế bào các 
sinh vật nhân thật. 
Clamidia có một chu kỳ sống rất đặc biệt: dạng cá thể có khả năng xâm nhiễm 
được gọi là nguyên thể. Đó là loại tế bào hình cầu có thể chuyển động, đường kính nhỏ 
bé (0,2 ÷ 0,5 μm). Nguyên thể bám chắc được vào mặt ngoài của tế bào vật chủ và có 
tính cảm nhiễm cao. Nhờ tác dụng thực bào của tế bào vật chủ mà nguyên thể xâm nhập 
vào trong tế bào, phần màng bao quanh nguyên thể biến thành không bào. Nguyên thể 
lớn dần lên trong không bào và biến thành thuỷ thể. 
Thuỷ thể còn gọi là thể dạng lưới, là loại tế bào hình cầu màng mỏng, khá lớn 
(đường kính 0,8 ÷1,5 μm). Thuỷ thể liên tiếp phân cắt thành hai phần đều nhau và tạo 
thành vi khuẩn lạc trong tế bào chất của vật chủ. Về sau một lượng lớn các tế bào con 
này lại phân hoá thành các nguyên thể nhỏ hơn nữa. Khi tế bào vật chủ bị phá vỡ các 
nguyên thể được giải phóng ra sẽ xâm nhiễm vào các tế bào khác. 
1.3.2. Hình thái và cấu tạo tế bào các vi sinh vật nhân thật (eukaryote) 
Loại này bao gồm các vi nấm (microfungi), một số động vật nguyên sinh, một số 
tảo đơn bào. Vi nấm lại được chia thành nấm men (yeast) và nấm sợi (filamentous 
fungi). 
Trong phần này chỉ xem xét về vi nấm (cụ thể là nấm men và nấm sợi). 
Nấm men phân bổ rất rộng rãi trong tự nhiên, nhất là trong các môi trường có 
chứa đường, có pH thấp (trong hoa quả, rau dưa, mật mía, rỉ đường, mật ong, trong đất 
ruộng mía, đất vườn cây ăn quả, trong đất nhiễm dầu mỏ. Loại nấm men nhà máy rượu, 
nhà máy bia thường sử dụng là Saccharomyces cerevisiae, có kích thước thay đổi trong 
khoảng 2,5 ÷10 μm × 4,5 ÷21 μm. 
Tuỳ loài nấm men mà tế bào có rất nhiều hình dạng khác nhau. 
Có loại nấm men có khuẩn ti hoặc khuẩn ti giả. Khuẩn ti giả chưa thành sợi rõ rệt 
mà chỉ là nhiều tế bào nối với nhau thành chuỗi dài. Có loài có thể tạo thành váng khi 
nuôi cấy trên môi trường dịch thể. 
Các tế bào nấm men khi già sẽ xuất hiện không bào. Trong không bào có chứa các 
enzim thuỷ phân, poliphosphat, lipoit, ion kim loại, các sản phẩm trao đổi chất trung 
gian. Ngoài tác dụng một kho dự trữ, không bào còn có chức năng điều hoà áp suất 
thẩm thấu của tế bào. 
 13 
Nấm men có nhiều phương thức sinh sôi nẩy nở: Sinh sản vô tính và sinh sản hữu 
tính. 
Hình 1.4. Khuẩn ti của nấm
Hình 1.6. Sự nẩy mầm bào tử để tạo 
hệ sợi nấm: 
 1- Ở nấm Coprinus sterquilinus; 
 2- Ở nấm Lachnellula willkomii 
Hình 1.5. Cấu trúc 
 của tế bào nấm: 
1- Thể biên; 
2- Thành tế bào; 
3- Màng tế bào; 
4- Nhân tế bào; 
5- Hạt nhân; 
6- Màng nhân ; 
7- Không bào; 
8- Mạng lưới nội chất; 
9- Hạt dự trữ; 
10- Ti thể; 
11- Tế bào chất 
Sợi nấm có vách ngăn
Vách ngăn
Sợi nấm 
Sợi nấm không có vách 
ngăn
Nẩy chồi là phương pháp sinh sản phổ biến nhất ở nấm men. Ở điều kiện thuận lợi 
nấm men sinh sối nẩy nở nhanh, hầu như tế bào nấm men nào cũng có chồi. Khi một 
chồi xuất hiện các enzim thuỷ phân sẽ làm phân giải phần polisacarit của thành tế bào 
làm cho chồi chui ra khỏi tế bào mẹ. Vật chất mới được tổng hợp sẽ được huy động đến 
 14 
chồi và làm chồi phình to dần lên, khi đó sẽ xuất hiện một vách ngăn giữa chồi vớí tế 
bào mẹ. 
Phân cắt là hình thức sinh sản ở chi nấm men Schizosaccharomyces. Tế bào dài 
ra, ở giữa mọc ra vách ngăn chia tế bào ra thành hai phần tương đương nhau. Mỗi tế bào 
con có một nhân. 
Rất nhiều loại nấm men đã được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất: bia, rượu, nước 
giải khát, sinh khối, lipit nấm men, các enzim, một số axit, vitamin B , các axit amin. 2
Tuy nhiên cũng có không ít các nấm men có hại. Có khoảng 13 ÷ 15 loài nấm men 
có khả năng gây bệnh cho người và cho động vật chăn nuôi. 
Nấm sợi còn được gọi là nấm mốc. Chúng phát triển rất nhanh trên nhiều nguồn 
chứa chất hữu cơ khi gặp khí hậu nóng ấm. Trên nhiều vật liệu vô cơ do dính bụi bặm 
nấm mốc vẫn có thể phát triển, sinh axit và làm mờ các vật liệu này. 
Nhiều nấm sợi ký sinh trên người, trên động vật, thực vật và gây ra các bệnh khá 
nguy hiểm. Nhiều nấm sợi sinh ra các độc tố có thể gây ra bệnh ung thư và nhiều bệnh 
tật khác. 
Trong tự nhiên nấm sợi phân bố rất rộng rãi và tham gia tích cực vào các chu kỳ 
tuần hoàn vật chất, nhất là quá trình phân giải chất hữu cơ để hình thành chất mùn. 
Rất nhiều loài nấm sợi được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm (làm 
tương, nước chấm, nấu cồn, rượu sakê, axit xitric, axit gluconic...), trong công nghiệp 
enzim , công nghiệp dược phẩm, sản xuất thuốc trừ sâu sinh học, kích thích tố sinh 
trưởng thực vật, sản xuất sinh khối nấm sợi phục vụ chăn nuôi, sản xuất các bình nấm 
giống để mở rộng nghề trồng nấm ăn các loại. 
Các nấm đều có chiều ngang tương tự như đường kính nấm men. Cấu trúc của sợi 
nấm cũng tương tự như cấu trúc của tế bào nấm men. Bên ngoài có thành tế bào, rồi đến 
màng tế bào chất, bên trong là tế bào chất với nhân phân hoá. Màng nhân có cấu tạo hai 
lớp và trên màng có nhiều lỗ nhỏ. Trong nhân có hạch nhân. Bên trong tế bào nấm còn 
có không bào, thể màng biên... 
Đỉnh sợi nấm bao gồm một chóp nón, dưới chóp nón là một phần có thành rất 
mỏng, dưới nữa là phần tạo ra thành tế bào và dưới cùng là phần tăng trưởng. Ngọn sợi 
nấm tăng trưởng được là nhờ phần này.Tiếp phần dưới cùng là phần thành cứng hay còn 
gọi là phần thành thục của sợi nấm. Bắt đầu từ phần này trở xuống là chấm dứt sự tăng 
trưởng của sợi nấm. Ở phần tăng trưởng sợi nấm chứa đầy nguyên sinh chất với nhiều 
nhân, nhiều cơ quan tử, nhiều enzim, nhiều axit nucleic. Đây là phần quyết định sự tăng 
trưởng và sự phân nhánh của sợi nấm. 
Khi bào tử nấm rơi vào điều kiện môi trường thích hợp nó sẽ nẩy mầm theo cả 
không gian ba chiều tạo thành hệ sợi nấm hay gọi khuẩn ty thể. Khuẩn ty thể có hai loại: 
Khuẩn ty cơ chất hay khuẩn ty dinh dưỡng và khuẩn ty ký sinh. Khuẩn ty cơ chất cắm 
sâu vào môi trường còn khuẩn ty ký sinh phát triển tự do trong không khí. 
 15 
Bó giá 
Các dạng biến đổi của hệ sợi nấm 
Thành tế bào có màu xám 
Biểu bì rỗng Tầng ngoài 
Tầng trong 
Hình 1.7. Các dạng biến đổi của hệ sợi nấm và hạch nấm 
1.3.3. Virut 
Virut thuộc loại sinh vật phi tế bào, siêu hiển vi, mỗi loại virut chỉ chứa một loại 
axit nucleic. Chúng chỉ ký sinh bắt buộc trong các tế bào sống, dựa vào sự hiệp trợ của 
hệ thống trao đổi chất của vật chủ mà sao chép nucleic, tổng hợp các thành phần như 
protein...sau đó tiến hành lắp nối để sinh sản; trong điều kiện ngoài cơ thể chúng có thể 
tồn tại lâu dài ở trong trạng thái đại phân tử hoá học không sống và có hoạt tính truyền 
nhiễm (theo định nghĩa của giáo sư Chu Đức Khánh ở Đại học Phúc Đán, Trung Quốc). 
Tuyệt đại đa số virut có kích thước rất nhỏ, có thể lọt qua các nền lọc vi khuẩn. 
Virut chưa có cấu tạo tế bào, mỗi virut được goi là hạt virut . Thành phần chủ yếu 
của hạt virut là axit nucleic (AND hay ARN) được bao quanh bởi một vỏ protein. 
Axit nucleic nằm ở giữa hạt virut tạo thành lõi hay gen của virut. Protein bao bọc 
bên ngoài lõi tạo thành một vỏ gọi là capsit. Capsit mang các thành phần kháng nguyên 
và có tác dụng bảo vệ lõi nucleic. Capsit cấu tạo bởi các đơn vị phụ gọi là hạt capsit hay 
capsome. Lõi và vỏ hộp lại tạo thành một nucleocapsit, đó là kết cấu cơ bản của mọi 
virut. 
Một số virut có cấu tạo khá phức tạp, bên ngoài capsit còn có một màng bao có 
bản chất là lipit hay lipoprotein. 
Lúc tế bào nhiễm virut, dưới kính hiển vi quang học có thể thấy một đám lớn các 
hạt virut tập hợp lại với nhau tạo ra các thể bao hàm. 
 16 
Các virut ký sinh trên người hoặc trên các loài động vật, thực vật, vi sinh vật có 
ích đối với người thường là các virut có hại. Ngược lại cũng có một số virut có ích đó là 
các loại virut ký sinh trên côn trùng và các động vật có hại khác, cỏ dại và các thực vật 
có hại khác, các vi sinh vật gây bệnh cho người và các động vật chăn nuôi. 
1.4. DINH DƯỠNG CỦA VI SINH VẬT 
1.4.1. Thành phần tế bào và dinh dưỡng của vi sinh vật 
 Các chất dinh dưỡng đối với vi sinh vật là bất kỳ chất nào được vi sinh vật hấp 
thụ từ môi trường xung quanh và được chúng sử dụng làm nguyên liệu để cung cấp cho 
quá trình sinh tổng hợp tạo ra các thành phần của tế bào hoặc để cung cấp cho quá trình 
trao đổi năng lượng. 
 Quá trình hấp thụ các chất dinh dưỡng để thoả mãn mọi nhu cầu sinh trưởng và 
phát triển được gọi là quá trình dinh dưỡng. Chất dinh dưỡng phải là những hợp chất có 
tham gia vào các quá trình trao đổi chất nội bào. 
Thành phần hoá học của tế bào vi sinh vật quyết định nhu cầu dinh dưỡng của 
chúng. Thành phần hoá học của các chất dinh dưỡng được cấu tạo từ các nguyên tố C, 
H, O, N, các nguyên tố khoáng đa và vi lượng. 
Lượng các nguyên tố chứa ở các vi sinh vật khác nhau là không giống nhau. 
Trong các điều kiện nuôi cấy khác nhau, tương ứng với các giai đoạn phát triển khác 
nhau, lượng các nguyên tố chứa trong cùng một loài vi sinh vật cũng không giống nhau. 
Trong tế bào vi sinh vật các hợp chất được phân thành hai nhóm lớn: (1) nước và các 
muối khoáng; (2) các chất hữu cơ. 
Nước và muối khoáng. Nước chiếm đến 70 ÷ 90 % khối lượng cơ thể vi sinh vật. 
Phần nước có thể tham gia vào quá trình trao đổi chất của vi sinh vật được gọi là nước 
tự do. Đa phần nước trong vi sinh vật đều ở dạng nước tự do. Nước kết hợp là phần 
nước liên kết với các hợp chất hữu cơ cao phân tử trong tế bào. Nước liên kết mất khả 
năng hoà tan và lưu động. 
Muối khoáng chiếm khoảng 2 ÷ 5 % khối lượng khô của tế bào. Chúng thường 
tồn tại dưới các dạng muối sunfat, phosphat, cacbonat, clorua...Trong tế bào chúng 
thường ở dạng các ion. Các ion trong tế bào vi sinh vật luôn luôn tồn tại ở những tỷ lệ 
nhất định, nhằm duy trì độ pH và áp suất thẩm thấu thích hợp cho từng loại vi sinh vật. 
Chất hứu cơ trong tế bào vi sinh vật chủ yếu được cấu tạo bởi các nguyên tố: C, 
H, O, N, P, S...Riêng các nguyên tố C, H, O, N chiếm tới 90 ÷ 97% toàn bộ chất khô 
của tế bào. Đó là các nguyên tố chủ yếu cấu tạo nên protein, axit nucleic, lipit, hydrat- 
cacbon. Trong tế bào vi khuẩn các hợp chất đại phân tử chỉ chiếm 3,5% , còn các ion vô 
cơ chỉ có 1%. 
 Vitamin cũng có sự khác nhau rất lớn về nhu cầu của vi sinh vật. Có những vi 
sinh vật tự dưỡng chất sinh trưởng, chúng có thể tự tổng hợp ra các vitamin cần thiết. 
Nhưng cũng có nhiều vi sinh vật dị dưỡng chất sinh trưởng, chúng đòi hỏi phải cung 
cấp nhiều loại vitamin khác nhau với liều lượng khác nhau. 
1.4.2. Nguồn thức ăn cacbon của vi sinh vật 
Căn cứ vào nguồn thức ăn cacbon người ta chia sinh vật thành các nhóm sinh lý tự 
dưỡng và dị dưỡng. Tuỳ nhóm vi sinh vật mà nguồn cácbon được cung cấp có thể là các 
 17 
chất vô cơ (CO , NaHCO , CaCO2 3 3...) hoặc chất hữu cơ. Giá trị dinh dưỡng và khả năng 
hấp thụ các nguồn thức ăn khác nhau phụ thuộc vào hai yếu tố: một là thành phần hoá 
học và tính chất sinh lý của nguồn thức ăn này, hai là đặc điểm sinh lý của từng loại vi 
sinh vật. 
Thường sử dụng đường làm nguồn cacbon khi nuôi cấy phần lớn các vi sinh vật dị 
dưỡng. 
Trong các môi trường chứa tinh bột trước hết phải tiến hành hồ hoá tinh bột ở 
nhiệt độ 60 ÷ 700C, sau đó đun sôi rồi mới đưa đi khử trùng. 
Xenluloza được đưa vào các môi trường nuôi cấy vi sinh vật phân giải xenluloza 
dưới dạng giấy lọc, bông hoặc các dạng xenluloza . 
Khi sử dụng lipit, parafin, dầu mỏ... làm nguồn cácbon nuôi cấy một số loài vi 
sinh vật, phải thông khí mạnh để tạo từng giọt nhỏ để có thể tiếp xúc được với thành tế 
bào của vi sinh vật. 
Các hợp chất hữu cơ chứa cả C và N (pepton, nước thịt, nước chiết ngô, nước 
chiết nấm men, nước chiết đại mạch, nước chiết giá đậu...) có thể sử dụng vừa làm 
nguồn C vừa làm nguồn N đối với vi sinh vật. 
Trong công nghiệp lên men, rỉ đường là nguồn cacbon rẻ tiền và rất thích hợp cho 
sự phát triển của nhiều loại vi sinh vật khác nhau. 
1.4.3. Nguồn thức ăn nitơ của vi sinh vật 
Nguồn nitơ dễ hấp thụ nhất đối với vi sinh vật là NH và . +4NH3
Muối nitrat là nguồn thức ăn nitơ thích hợp đối với nhiều loại tảo, nấm sợi và xạ 
khuẩn nhưng ít thích hợp đối với nhiều loại nấm men và vi khuẩn. Thường sử dụng 
muối NH NO4 3 để làm nguồn nitơ cho nhiều loại vi sinh vật. 
Nguồn nitơ dự trữ nhiều nhất trong tự nhiên chính là nguồn khí nitơ tự do (N2) 
trong khí quyển. 
Vi sinh vật còn có khả năng đồng hoá rất tốt nitơ chứa trong các thức ăn hữu cơ. 
Nguồn nitơ hữu cơ thường được sử dụng để nuôi cấy vi sinh vật là pepton loại chế 
phẩm thuỷ phân không triệt để của một nguồn protein nào đấy. 
Nhu cầu về axit amin của các loại vi sinh vật khác nhau là rất khác nhau. 
1.4.4. Nguồn thức ăn khoáng của vi sinh vật 
Khi tạo các môi trường tổng hợp (dùng nguyên liệu là hoá chất) bắt buộc phải bổ 
sung đủ các nguyên tố khoáng cần thiết. Nồng độ cần thiết của từng nguyên tố vi lượng 
trong môi trường thường chỉ vào khoảng 10-6÷ 10-8 M. Nhu cầu khoáng của vi sinh vật 
cũng không giống nhau đối với từng loài, từng giai đoạn phát triển. 
1.4.5. Nhu cầu về chất sinh trưởng của vi sinh vật 
Một số vi sinh vật muốn phát triển cần phải được cung cấp những chất sinh trưởng 
thích hợp nào đó. Đối với vi sinh vật chất sinh trưởng là một khái niệm rất linh động. 
Chất sinh trưởng có ý nghĩa nhất là những chất hữu cơ cần thiết cho hoạt động sống của 
một loài vi sinh vật nào đó không tự tổng hợp được ra chúng từ các chất khác. Như vậy 
những chất được coi là chất sinh trưởng của loại vi sinh vật này hoàn toàn có thể không 
phải là chất sinh trưởng đối với một loại vi sinh vật khác. 
 18 
Thông thường các chất được coi là các chất sinh trưởng đối với một loại vi sinh 
vật nào đó có thể là một trong các chất sau đây: các gốc kiềm purin, pirimidin và các dẫn 
xuất của chúng, các axit béo và các thành phần của màng tế bào, các vitamin thông 
thường... 
1.5. SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA VI SINH VẬT 
Sinh trưởng là sự tăng kích thước và khối lượng của tế bào, còn phát triển (hoặc 
sinh sản) là sự tăng số lượng tế bào. 
Khi nói về sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn tức là đề cập tới sinh trưởng và 
phát triển của một số lượng lớn tế bào của cùng một loài. Do tế bào vi khuẩn quá nhỏ 
nên việc nghiên cứu chúng gặp nhiều khó khăn. Sự tăng số lượng không phải bao giờ 
cũng diễn ra cùng với sự tăng sinh khối. 
Vì vậy cần phải phân biệt các thông số và hằng số khác nhau khi xác định số 
lượng và khối lượng vi khuẩn. 
Bảng 1.1. Các thông số và hằng số sử dụng khi xác định 
số lượng và khối lượng vi khuẩn 
Các thông số cần xác định Số lượng vi khuẩn Khối lượng vi khuẩn 
Đơn vị thể tích Nồng độ vi khuẩn (số tế bào/ 
ml) 
Mật độ vi khuẩn (sinh khối khô/ 
ml) 
Số lần tăng đôi sau một đơn vị 
thời gian 
Hằng số tốc độ phân chia C 
(h
Hằng số tốc độ sinh trưởng μ 
(h−1 −1) ) 
Thời gian cần thiết cho sự tăng 
đôi 
Thời gian thế hệ g (h) Thời gian tăng đôi (h) 
Tuỳ theo tính chất thay đổi của hệ vi khuẩn có hai phương pháp nuôi cấy vi khuẩn 
cơ bản: nuôi cấy tĩnh và nuôi cấy liên tục.Trong vi sinh vật học khi nói đến sinh trưởng 
là nói đến sự sinh trưởng của cả quần thể. Dưới đây chúng ta khảo sát mẫu thí nghiệm lí 
tưởng để theo dõi sự sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn. 
Nếu số tế bào ban đầu là N thì sau n lần phân chia số tế bào tổng cộng là N: o
 (1.1) no 2⋅= NN
Giá trị n (số thế hệ) có thể tính nhờ logarit thập phân: 
2lognNlogNlog o += 
( ologlog2log
1 NNn −= ) (1.2) 
Thời gian thế hệ (g) được xác định theo công thức : 
o
12
loglog
2log
NN
tt
n
tg −
−== (1.3) 
trong đó: t là thời gian vi khuẩn phân chia n lần; t − t2 1 biểu thị sự sai khác giữa thời 
gian đầu (t ) và thời gian cuối (t ), h. 1 2
 19 
Hằng số tốc độ phân chia: 
12
ologlog
2log
11
tt
NN
t
n
g
C −
−⋅=== (1.4) 
Rõ ràng, thời gian thế hệ càng ngắn, vi khuẩn sinh trưởng và sinh sản càng nhanh. 
t
nC = nên n = Ct (1.5) Vì 
Thay giá trị của n vào phương trình (1.1), ta có: 
 (1.6) Cto 2⋅= NN
Hằng số tốc độ phân chia C phụ thuộc vào một số điều kiện: loài vi khuẩn, nhiệt 
độ nuôi cấy, môi trường nuôi cấy. 
Nhưng không phải bao giờ sinh trưởng cũng diễn ra song song với sinh sản, vì 
vậy khi nghiên cứu động học trong quá trình nuôi cấy liên tục thường theo dõi sinh 
trưởng và sinh sản của quần thể vi khuẩn bằng một tiêu chuẩn khác. 
Thay cho hằng số tốc độ phân chia (C) ở đây chúng ta dùng hằng số tốc độ sinh 
trưởng (μ). Như vậy trong một khoảng thời gian dt đã có một sự tăng dX của sinh khối 
vi khuẩn tỷ lệ với X và μ. Nghĩa là: 
X
t
X ⋅= μ
d
d (1.7) 
X
X
t d1d ⋅⋅= μ 
Tích phân phương trình trong giới hạn (Xo