A,Môi trường nuôi cấy không liên tục và môi trường nuôi cấy liên tục là hai phương pháp nuôi cấy vi sinh vật trong phòng thí nghiệm với đặc điểm khác nhau về cách bổ sung dinh dưỡng và loại bỏ sản phẩm trao đổi chất. Cụ thể: 1. Môi trường nuôi cấy không liên tục (Batch culture): Định nghĩa: Là hệ thống nuôi cấy vi sinh vật trong một thể tích cố định, không có sự bổ sung thêm dinh dưỡng hay loại bỏ sản phẩm thải trong suốt quá trình nuôi. Đặc điểm: Chỉ thêm môi trường dinh dưỡng một lần lúc bắt đầu. Vi sinh vật phát triển qua 4 pha: pha tiềm phát, pha lũy thừa, pha cân bằng, và pha suy vong. Dinh dưỡng cạn kiệt dần, chất độc tích tụ, dẫn đến ngừng sinh trưởng. Ưu điểm: Thiết bị đơn giản, dễ kiểm soát. Nhược điểm: Năng suất thấp, khó duy trì pha sinh trưởng tối ưu. 2. Môi trường nuôi cấy liên tục (Continuous culture): Định nghĩa: Là hệ thống nuôi cấy trong đó môi trường dinh dưỡng được cung cấp liên tục và dịch nuôi cấy (chứa vi sinh vật và sản phẩm) cũng được lấy ra liên tục với tốc độ tương đương. Đặc điểm: Giữ được thể tích nuôi cấy không đổi. Có thể duy trì vi sinh vật ở pha sinh trưởng lũy thừa trong thời gian dài. Dùng trong sản xuất quy mô công nghiệp (ví dụ: ethanol, acid hữu cơ). Ưu điểm: Năng suất cao, sản xuất liên tục. Nhược điểm: Hệ thống phức tạp, dễ nhiễm tạp.

B,Sự sinh trưởng của quần thể vi khuẩn trong môi trường nuôi cấy không liên tục diễn ra theo 4 pha đặc trưng, phản ánh sự thay đổi về số lượng tế bào theo thời gian. Cụ thể:

1. Pha tiềm phát (Lag phase): Đặc điểm: Vi khuẩn chưa phân chia ngay mà thích nghi với môi trường mới. Hoạt động sinh lý: Tổng hợp enzyme, điều chỉnh trao đổi chất. Tăng trưởng: Số lượng tế bào hầu như không tăng. 2. Pha lũy thừa (Log phase hoặc exponential phase): Đặc điểm: Vi khuẩn sinh trưởng và phân chia mạnh mẽ theo cấp số nhân. Hoạt động sinh lý: Mức trao đổi chất cao nhất, thường được khai thác để nghiên cứu. Tăng trưởng: Tốc độ tăng trưởng cực đại và ổn định, số lượng tế bào tăng nhanh.

3. Pha cân bằng (Stationary phase): Đặc điểm: Tốc độ sinh trưởng = tốc độ chết, tổng số tế bào không đổi. Nguyên nhân: Hết dinh dưỡng, tích lũy chất độc hại. Hoạt động sinh lý: Giảm, vi khuẩn bắt đầu tạo bào tử hoặc tích trữ chất dự trữ. 4. Pha suy vong (Death phase): Đặc điểm: Số lượng vi khuẩn chết vượt số lượng sinh ra. Nguyên nhân: Thiếu dinh dưỡng trầm trọng, chất độc tích tụ. Kết quả: Số lượng tế bào sống giảm dần theo thời gian.

Việc chuyển sang trồng đậu nành trên mảnh đất đã trồng khoai có tác dụng bổ sung và duy trì lượng nitrogen (đạm) trong đất là vì: 1. Đậu nành là cây họ đậu : -Cây họ đậu có khả năng cộng sinh với vi khuẩn cố định đạm sống trong các nốt sần ở rễ. -Các vi khuẩn này biến nitrogen từ không khí (N₂) thành dạng dễ hấp thụ (NH₄⁺, NO₃⁻) mà cây có thể sử dụng. 2. Bổ sung đạm cho đất: -Khi đậu nành chết hoặc rụng lá, thân rễ phân hủy, một phần nitơ được giải phóng vào đất, làm giàu thêm hàm lượng dinh dưỡng. -Khác với cây khoai , trồng đậu nành giúp cải thiện độ màu mỡ của đất mà không cần bón thêm nhiều phân đạm hóa học. 3. Canh tác luân canh: -Việc luân canh giữa cây tiêu thụ nhiều đạm (như khoai) và cây bổ sung đạm (như đậu nành) giúp duy trì cân bằng dinh dưỡng, hạn chế bạc màu đất và giảm chi phí phân bón.