Trình bày công thức tính số tế bào trong khoảng thời gian t? Áp dụng tính số tế …
Các em thân mến, chúng ta đều biết rằng vi khuẩn sinh sản bằng hình thức phân đôi. Mỗi tế bào ban đầu sẽ phân chia thành hai tế bào con. Quá trình này diễn ra liên tục và có thể tính toán được số lượng tế bào trong quần thể sau một khoảng thời gian nhất định.
Bước 1: Trình bày công thức tính số tế bào trong khoảng thời gian t
Để tính số tế bào trong quần thể sau một khoảng thời gian t, chúng ta cần xác định:
1. Số tế bào ban đầu (ký hiệu là N₀).
2. Số lần phân bào (ký hiệu là n).
Số lần phân bào (n) sẽ phụ thuộc vào thời gian nuôi cấy (t) và thời gian thế hệ (chu kỳ phân bào) của loài vi sinh vật đó.
Thời gian thế hệ (T) là khoảng thời gian để một tế bào sinh trưởng và phân chia thành hai tế bào con.
Vậy, số lần phân bào trong khoảng thời gian t sẽ là:
n = t / T
Mỗi lần phân bào, số tế bào lại tăng lên gấp đôi.
Sau lần phân bào thứ 1: số tế bào là N₀ * 2¹
Sau lần phân bào thứ 2: số tế bào là N₀ * 2²
Sau lần phân bào thứ 3: số tế bào là N₀ * 2³
…
Sau lần phân bào thứ n: số tế bào sẽ là N₀ * 2ⁿ
Do đó, công thức tính số tế bào (N) trong khoảng thời gian t là:
N = N₀ * 2ⁿ
Trong đó:
* N là tổng số tế bào sau thời gian t.
* N₀ là số tế bào ban đầu.
* n là số lần phân bào trong khoảng thời gian t.
Nếu chúng ta biết thời gian nuôi cấy (t) và thời gian thế hệ (T), thì công thức có thể được viết lại như sau:
N = N₀ * 2^(t/T)
Bước 2: Áp dụng tính số tế bào có trong quần thể vi khuẩn E.Coli sau 5 lần phân bào, biết trong quần thể ban đầu có 4 tế bào.
Dựa vào đề bài, chúng ta có các thông số sau:
* Số tế bào ban đầu (N₀) = 4 tế bào.
* Số lần phân bào (n) = 5 lần.
Chúng ta sẽ áp dụng công thức đã trình bày ở Bước 1:
N = N₀ * 2ⁿ
Thay số vào công thức:
N = 4 * 2⁵
Bây giờ chúng ta tính toán:
2⁵ = 2 2 2 2 2 = 32
Vậy, N = 4 * 32 = 128 tế bào.
Bước 3: Giải thích thêm về thông tin “Ở vi khuẩn E.Coli cứ 20 phút phân chia 1 lần”
Thông tin “Ở vi khuẩn E.Coli cứ 20 phút phân chia 1 lần” cho chúng ta biết thời gian thế hệ (T) của vi khuẩn E.Coli là 20 phút.
Nếu đề bài yêu cầu tính số tế bào sau một khoảng thời gian cụ thể, ví dụ như 1 giờ (60 phút), chúng ta sẽ tính số lần phân bào như sau:
n = t / T = 60 phút / 20 phút = 3 lần phân bào.
Khi đó, số tế bào sẽ là N = 4 2³ = 4 8 = 32 tế bào.
Tuy nhiên, đề bài này đã cho sẵn số lần phân bào là 5 lần, nên chúng ta chỉ cần áp dụng trực tiếp công thức N = N₀ * 2ⁿ.
Kết luận:
Số tế bào có trong quần thể vi khuẩn E.Coli sau 5 lần phân bào, biết trong quần thể ban đầu có 4 tế bào là 128 tế bào.
Các em thấy đó, việc hiểu rõ công thức và áp dụng đúng các thông số sẽ giúp chúng ta giải quyết bài toán một cách dễ dàng. Các em có câu hỏi nào không?
Đáp án:
Giải thích các bước giải:
Công thức tính số tế bào được sinh ra trong khoảng thời gian \(t\) là
\(N_t=N_0×2^n\)
Trong đó \(n=\)\(t/g\)
\(N_t:\) Số tế bào được sinh ra
\(N_0:\)Số tế bào ban đầu
\(n:\) số lần phân chia trong thời gian \(t\)
\(t:\) thời gian
\(g:\) thời gian thế hệ tế bào
Sau \(5\) lần phân bào số tế bào được sinh ra là
\(N_t=4×2^5=128\) (tế bào)
Đáp án:
Công thức tính số tế bào trong quần thể vi khuẩn E.Coli sau 5 lần phân bào là: Số tế bào = 4 x 2^5 = 128. Vậy, trong quần thể vi khuẩn E.Coli sau 5 lần phân bào sẽ có 128 tế bào.