Phương pháp Tính thời gian thế hệ và hằng số tốc độ sinh trưởng của VSV Sinh học 10

CÁC BÀI TẬP VỀ THỜI GIAN THẾ HỆ VÀ HẰNG SỐ TỐC ĐỘ SINH TRƯỞNG CỦA VI SINH VẬT

- Số lượng tế bào của quần thể: N_t = N₀ × 2ⁿ

- Thời gian thế hệ: 

\(g = \frac{1}{u} = \frac{t}{n}\)

- Tốc độ sinh trưởng riêng (số lần phân chia trong một đơn vị thời gian): 

\(g = \frac{1}{g} = \frac{n}{t}\)

Trong đó: 

n: số lần phân chia trong thời gian t

t: thời gian phân chia

Câu 1: Một loài vi khuẩn hình cầu có khối lượng khoảng 5.10^-13 gam. Khi nuôi cấy 5.10^-11 gam vi khuẩn trong môi trường nuôi cấy sau 4 giờ đạt tới khối lượng là 2,56.10^-8 gam, sau 6 giờ thì đạt khối lượng 1,76.10^-4 gam. Xác định thời gian thế hệ (g) của loài vi khuẩn này?

Hướng dẫn giải

- Gọi n là số thế hệ của vi khuẩn từ lúc 6 giờ đến 8 giờ.

Ta có: 2,56 × 10^-8 × 2ⁿ = 1,766.10^-4

\(\begin{array}{l} \Rightarrow {2^n} = \frac{{1,{{766.10}^{ - 4}}}}{{2,{{56.10}^{ - 8}}}} = 6875\\ \Rightarrow n = \frac{{\ln 6875}}{{\ln 2}} = 12,7471 \end{array}\)

Hằng số tốc độ sinh trưởng:

\(u = \frac{n}{{{t_2} - {t_1}}} = \frac{{12,7471}}{{8 - 6}} \approx 6,3736\)(lần/giờ)

Thời gian thế hệ là: 

\(g = \frac{1}{u} = \frac{1}{{6,3736}} \approx 0,1569\)(giờ) ≈ 9,4138 (phút)

Câu 2: Theo dõi thời gian phân chia và số tế bào vi khuẩn, người ta thu được bảng sau:

Thời gian (phút)	Số lần phân chia	2n	Số tế bào của quần thể
0	0	1	1
30	1	2	2
60	2	4	4
90	3	8	8

a) Hãy xác định thời gian thế hệ (g) và tốc độ sinh trưởng riêng của loài sinh vật trên?

b) Giả sử, cấy một lượng khoảng 200 tế bào vi sinh vật trên vào môi trường dinh dưỡng C, nhận thấy pha cân bằng đạt được sau 7 giờ với tổng số tế bào là 1638400 tế bào/ml. Liệu vi khuẩn có qua pha tiềm phát không?

Hướng dẫn giải

Thời gian thế hệ g = 30 phút = ½

Tốc độ sinh trưởng riêng: u=1/g=2

Sau 7 giờ chủng vi sinh vật trên đã phân chia với số lần là:

N_t = N₀ x 2ⁿ

1638400 = 200 x 2ⁿ --> n=13

Thời gian cần cho 13 lần phân chia là: 13´30 = 390

Thời gian cần cho pha tiềm phát là: 7´60 - 390 = 30 phút

Kết luận:

Thời gian thế hệ g = 30 phút

Tốc độ sinh trưởng riêng: u = 2

Vậy, có pha tiềm phát 30 phút

Câu 3: Người ta cấy vào 5 ml môi trường nuôi cấy thích hợp 106 Staphylococcus và 102 loại vi khuẩn biến chủng N⁰ II (biến chủng).

a) Hỏi số lượng tế bào của mỗi chủng trong 1ml tạo thời điểm 0 giờ?

b) Sau 6 giờ nuôi ủ số lượng của mỗi chủng (không kể pha tiềm phát) đếm được là 8.10⁸ Staphylococcus/ml và 3 x 10³ chủng N⁰ II/ml. Hỏi thời gian của 1 lứa của 2 chủng là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

a) Ta có:

- Số lượng vi khuẩn Staphylococcus trong 1ml môi trường: 10⁶ /5 = 2.10⁵ (tế bào)

 - Số lượng vi khuẩn N⁰ II (biến chủng) trong 1ml môi trường: 10² /5 = 20 (tế bào)

b) Ta có:

+ 2 x 10⁵ x 2ⁿ¹ = 8 x 10⁸ => 2ⁿ¹ = 4 x 10³

=> n₁ = (ln4 + 3ln10)/ln2 ≈ 11,966

Vậy thời gian thế hệ của Staphylococcus là:

\(g = \frac{t}{n} = \frac{{6x60}}{{11,966}} \approx 30\) phút

+ 20 x 2ⁿ² = 3 x 10³ => 2ⁿ² = 150

Câu 1: Trong điều kiện nuôi ủ một loài vi khuẩn ở 37°C người ta đếm được:

- Sau 6 giờ có 5,25.10⁵ tế bào

- Sau 8 giờ có 8,5. 10⁶ tế bào

Hãy tính hằng số tốc độ phân chia (u) và thời gian thế hệ (g) của loài vi khuẩn này? Giả sử khối lượng khô của mỗi tế bào vi khuẩn này là 0,3 μg, với tốc độ sinh trưởng như trên, hãy cho biết cần phải nuôi cấy trong thời gian bao nhiêu giờ nữa để thu được 2kg sinh khối.

Câu 2: Người ta nuôi 55g vi khuẩn X trong môi trường nuôi cấy tối ưu, sau 5 giờ nuôi thì khối lượng vi khuẩn thu được là 1,8kg. Nếu nuôi tiếp 3 giờ nữa thì khối lượng thu được là 500kg.

a. Hãy xác định thời gian thế hệ và hằng số tốc độ sinh trưởng của vi khuẩn.

b. Từ 10g vi khuẩn X, được nuôi trong môi trường tối ưu thì phải mất bao nhiêu giờ để thu được 1 tấn vi khuẩn?

 

Trên đây là toàn bộ nội dung tài liệu Phương pháp Tính thời gian thế hệ và hằng số tốc độ sinh trưởng của VSV Sinh học 10. Để xem toàn bộ nội dung các em đăng nhập vào trang hoc247.net để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.

Các em quan tâm có thể tham khảo thêm các tài liệu cùng chuyên mục:

• Phương pháp Xác định trình tự nucleotit trên phân tử ADN hoặc ARN Sinh học 10
• Lý thuyết Các nguyên tố hóa học và nước - Sinh học 10

Chúc các em học tập tốt !