Bài 4.2: Sự dịch chuyển của vi khuẩn - dem vi sinh lamela

Di chuyển thụ động

Di chuyển thụ động các chất vào và ra khỏi tế bào tương tự như một cuộn đá xuống dốc.  Có ba loại di chuyển thụ động:

• Khuếch tán đơn giản: khuếch tán đơn giản là sự chuyển động của các chất từ một vùng tập trung cao hơn đến vùng có nồng độ thấp hơn.

• Khuếch tán có điều kiện: khuếch tán có điều kiện là sự chuyển động của các chất từ vùng có nồng độ cao hơn đến một vùng nồng độ thấp hơn với sự hỗ trợ của một protein trên một màng thẩm thấu có chọn lọc.

• Thẩm thấu: Thẩm thấu là sự chuyển động tịnh (khuếch tán) của một dung môi (nước trong cơ thể các sinh vật sống) từ một khu vực có nồng độ nước cao hơn tới một khu vực có nồng độ thấp hơn như trong hình dưới đây.

 

Di chuyển chủ động

Di chuyển chủ động là sự chuyển động của một chất qua màng tế bào bằng cách sử dụng năng lượng được cung cấp bởi các tế bào. Điều này tương tự như  bơm nước chống lực hấp dẫn thông qua một đường ống. Một tế bào tạo ra năng lượng có sẵn bằng cách loại bỏ một phosphate (P) từ adenosine triphosphate (ATP). ATP chứa năng lượng tiềm năng được hình thành từ một phản ứng hóa học trong tế bào. Năng lượng này được sử dụng để thay đổi hình dạng của các chất protein tạo điều kiện cho tế bào bơm qua màng tế bào. Ví dụ, di chuyển chủ động được dùng để bơm natri từ một tế bào.

Sinh sản

Tế bào prokaryote sinh sản vô tính. Sinh sản vô tính là một quá trình mà qua đó một con mẹ làm nảy sinh con cái giống hệt nhau về mặt di truyền - nói cách khác, hai bản sao của mẹ.

Sinh sản vô tính ở vi sinh vật thường được gọi là phản ứng phân hạch nhị phân vì nó tự tách tế bào thành hai. Các vi sinh vật đầu tiên tạo ra một bản sao thứ hai của DNA trong một quá trình được gọi là nhân bản, các tế bào tách ra thành hai tế bào con giống hệt nhau. Các yêu cầu về thể chất và hóa chất cho sự phát triển có thể rất khác nhau giữa các loài vi khuẩn khác nhau, nhưng nói chung, các yêu cầu về thể chất bao gồm nhiệt độ thích hợp, pH và áp suất thẩm thấu. Hầu hết các vi khuẩn phát triển mạnh trong phạm vi hẹp của những điều kiện này.

Các giai đoạn của tăng trưởng của vi khuẩn

Thuật ngữ "vi khuẩn phát triển" thường dùng để chỉ sự tăng trưởng dân số vi khuẩn, chứ không phải là của một tế bào riêng lẻ. Trong điều kiện tối ưu, một loại vi khuẩn có thể phân chia thành hai tế bào con mỗi 15-30 phút. Sau mỗi 15-30 phút, hai tế bào con có thể mỗi phân chia tiếp thành hai tế bào nữa. Bốn tế bào sau đó chia thành tám tế bào, và như vậy các quần thể vi sinh vật có tiềm năng phát triển rất nhiều trong một khoảng thời gian rất ngắn.

Bạn có thể mong đợi cho dân số vi sinh vật tiếp tục phát triển vô hạn. Tuy nhiên, trong một hệ thống khép kín (như môi trường một ống nghiệm hoặc một loạt các nước thải tách biệt với thế giới bên ngoài), các quần thể vi sinh vật thường phát triển theo một mô hình dự đoán tăng trưởng và chết đi.

Khi các vi sinh vật vào một môi trường mới, chúng trãi qua một giai đoạn trễ (độ trễ). Các giai đoạn trễ là khoảng thời gian các vi sinh vật không sinh sản, vì vậy số lượng vi sinh vật trong quần thể vẫn không đổi. Trong giai đoạn trễ này, vi sinh vật được điều chỉnh với môi trường mới.

Sau một thời gian ngắn, các vi sinh vật bắt đầu sinh sản. Lúc đầu, chúng sinh sản tương đối chậm, nhưng tỷ lệ sinh sản nhanh chóng tăng tốc độ như chúng vượt qua khỏi giai đoạn tăng trưởng nhanh và vào giai đoạn tăng trưởng logarit.

Khi các vi sinh vật phát triển, chúng bắt đầu sử dụng hết thức ăn và oxy trong môi trường. Chúng cũng bài tiết các chất thải gây ô nhiễm môi trường. Cuối cùng, các điều kiện môi trường làm suy giảm đến một điểm mà sự tăng trưởng của vi khuẩn bắt đầu chậm lại - giai đoạn tăng trưởng chậm lại. Sau đó, số lượng sinh vật sẽ ở các cấp độ dân số bảo hòa, tỷ lệ tử vong bằng với tỷ lệ sinh sản.

Môi trường tiếp tục bị suy thoái, và sau đó, tỷ lệ chết vi sinh vật vượt quá tỷ lệ sinh và quy mô dân số bắt đầu rơi vào giai đoạn chết nhanh. Dân số đang trong giai đoạn chết logarit và co lại nhanh chóng cho đến khi gần như tất cả các tế bào chết. Tại thời điểm này - giai đoạn sống còn - dân số sẽ chững lại ở một kích thước tương đối nhỏ.

Th.s Nguyễn Minh Trí lược dịch

----------------------------------------------

dem vi sinh lamela