ĐƯỜNG CONG TĂNG TRƯỞNG CỦA VI KHUẨN: CÁC ĐẶC ĐIỂM CHÍNH - SINH HỌC - 2026

Các đường cong tăng trưởng của vi khuẩn là một đại diện đồ họa của sự phát triển của một quần thể vi khuẩn theo thời gian. Phân tích cách thức nuôi cấy vi khuẩn phát triển là rất quan trọng để có thể làm việc với những vi sinh vật này.

Vì lý do này, các nhà vi sinh học đã phát triển các công cụ cho phép họ hiểu rõ hơn về sự phát triển của nó.

Giữa những năm 1960 và 1980, việc xác định tốc độ phát triển của vi khuẩn là một công cụ quan trọng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, bao gồm di truyền vi sinh vật, hóa sinh, sinh học phân tử và sinh lý vi sinh vật.

Trong phòng thí nghiệm, vi khuẩn thường được nuôi trong môi trường dinh dưỡng chứa trong ống hoặc trên đĩa thạch.

Những cây trồng này được coi là hệ thống khép kín vì chất dinh dưỡng không được tái tạo và chất thải không được loại bỏ.

Trong những điều kiện này, quần thể tế bào có thể tăng số lượng một cách dự đoán và sau đó giảm xuống.

Khi dân số trong một hệ thống khép kín tăng lên, nó tuân theo một mô hình các giai đoạn được gọi là đường cong tăng trưởng.

4 giai đoạn phát triển của vi khuẩn

Dữ liệu về thời kỳ phát triển của vi khuẩn thường tạo ra một đường cong với một loạt các giai đoạn được xác định rõ ràng: giai đoạn thích nghi (trễ), giai đoạn tăng trưởng theo cấp số nhân (log), giai đoạn tĩnh và giai đoạn chết.

1- Giai đoạn thích ứng

Giai đoạn thích nghi, còn được gọi là giai đoạn trễ, là một giai đoạn tương đối bằng phẳng trên đồ thị, trong đó quần thể dường như không phát triển hoặc đang phát triển với tốc độ rất chậm.

Sự tăng trưởng bị chậm lại chủ yếu là do các tế bào vi khuẩn được cấy cần một khoảng thời gian để thích nghi với môi trường mới.

Trong thời kỳ này các tế bào chuẩn bị nhân lên; Điều này có nghĩa là chúng phải tổng hợp các phân tử cần thiết để thực hiện quá trình này.

Trong giai đoạn trì hoãn này, các enzym, ribosome và axit nucleic cần thiết cho sự tăng trưởng được tổng hợp; năng lượng cũng được tạo ra dưới dạng ATP. Độ dài của khoảng thời gian trễ có phần thay đổi từ quần thể này sang quần thể khác.

2- Pha lũy thừa

Khi bắt đầu giai đoạn tăng trưởng theo cấp số nhân, mọi hoạt động của tế bào vi khuẩn đều hướng đến việc tăng khối lượng tế bào.

Trong thời kỳ này, các tế bào sản xuất các hợp chất như axit amin và nucleotide, các khối cấu tạo tương ứng của protein và axit nucleic.

Trong giai đoạn hàm mũ hoặc logarit, các tế bào phân chia với tốc độ không đổi và số lượng của chúng tăng theo cùng một tỷ lệ phần trăm trong mỗi khoảng thời gian.

Thời gian của giai đoạn này có thể thay đổi, nó sẽ tiếp tục miễn là tế bào có chất dinh dưỡng và môi trường thuận lợi.

Vì vi khuẩn nhạy cảm hơn với kháng sinh và các hóa chất khác trong thời gian nhân lên tích cực này, nên theo quan điểm y tế, giai đoạn cấp số nhân là rất quan trọng.

3- pha tĩnh

Trong pha tĩnh, quần thể bước vào chế độ tồn tại, trong đó các tế bào ngừng phát triển hoặc chậm phát triển.

Đường cong hình thành vì tốc độ chết của tế bào cân bằng với tốc độ nhân lên của tế bào.

Tốc độ tăng trưởng giảm là do cạn kiệt chất dinh dưỡng và oxy, sự bài tiết axit hữu cơ và các chất gây ô nhiễm sinh hóa khác trong môi trường tăng trưởng, và mật độ tế bào cao hơn (cạnh tranh).

Khoảng thời gian tế bào duy trì trong pha tĩnh thay đổi tùy theo loài và điều kiện môi trường.

Một số quần thể sinh vật vẫn ở trong pha tĩnh trong vài giờ, trong khi những quần thể khác vẫn tồn tại trong nhiều ngày.

4- Giai đoạn chết

Khi các yếu tố hạn chế tăng cường, các tế bào bắt đầu chết với tốc độ không đổi, chết theo nghĩa đen trong chất thải của chính chúng. Đường cong lúc này dốc xuống để bước vào giai đoạn tử thần.

Tốc độ chết phụ thuộc vào độ cứng tương đối của loài và mức độ độc hại của điều kiện, nhưng nói chung là chậm hơn giai đoạn tăng trưởng theo cấp số nhân.

Trong phòng thí nghiệm, làm lạnh được sử dụng để trì hoãn sự tiến triển của giai đoạn chết, để các mẫu cấy vẫn tồn tại càng lâu càng tốt.

Người giới thiệu

1. Hall, BG, Acar, H., Nandipati, A., & Barlow, M. (2013). Tỷ lệ tăng trưởng dễ dàng. Sinh học phân tử và sự tiến hóa, 31 (1), 232–238.
2. Hogg, S. (2005). Vi sinh thiết yếu.
3. Nester, EW, Anderson, DG, Roberts, EC, Pearsall, NN, & Nester, MT (2004). Vi sinh: Góc nhìn của con người (xuất bản lần thứ 4).
4. Talaro, KP & Talaro, A. (2002). Cơ sở trong Vi sinh vật học (xuất bản lần thứ 4).
5. Zwietering, M., Jongenburger, I., Rombouts, F., & Van Riet, K. (1990). Mô hình hóa đường cong tăng trưởng của vi khuẩn. Vi sinh vật học ứng dụng và môi trường, 56 (6), 1875–1881.