Vi sinh vat
Chia sẻ bởi Nguyễn Võ Thanh Kiều |
Ngày 18/03/2024 |
6
Chia sẻ tài liệu: Vi sinh vat thuộc Sinh học
Nội dung tài liệu:
Trường : Đại học Đồng Tháp
Khoa : Sinh học
Lớp : ĐHSSinh 08B
Nhóm : 1
Thành viên:
1. Nguyễn Huỳnh Như
2. Lê Thị Ánh
3. Huỳnh Thành Trung
4. Trương Thị Lài
5. Võ Hoàng Oanh
6. Nguyễn Thị Khánh Ly
7. Nguyễn Thị Kim Phụng
8. Nguyễn Võ Thanh Kiều
9. Lê Thị Ngọc Hân
BÀI TỰ HỌC
Chương 2 – TẾ BÀO HỌC VI SINH VẬT
2.1.1 Vi khuẩn thật:
b) Xạ khuẩn:
- Xạ khuẩn ( Actinomycetes) là nhóm vi khuẩn thật ( Bacteria).
- Phần lớn các xạ khuẩn là các tế bào Gram dương, hiếu khí, hoại sinh, có cấu tạo dạng sợi,phân nhánh ( khuẩn ti).
- Xạ khuẩn có thể sinh sản nhiều sản phẩm trao đổi chất quan trọng, được dùng để sản xuất nhiều loại enzim ( proteinaza, amilaza, xenlulaza,….), 1 số vitamin và axit hữu cơ.
- Một số ít xạ khuẩn kị khí hoặc vi hiếu khí có thể gây ra các bệnh cho người, cho động vật và cho cây trồng. Một số xạ khuẩn ( thuộc chi Frankia) có thể tạo nốt sần trên rễ 1 số cây không thuộc bộ Đậu và có khả năng cố định nitơ.
Streptomyces
Dermatophilus
Norcadia
☻Đặc điểm hình thái của xạ khuẩn:
- Xạ khuẩn có cấu tạo dạng sợi phân nhánh. Hệ sợi của xạ khuẩn chia ra thành: khuẩn ti cơ chất và khuẩn ti khí sinh. Chi Actinomyces và vài chi khác chỉ có khuẩn ti khí sinh. Loại khuẩn ti không mang bào tử được gọi chung là khuẩn ti dinh dưỡng.
- Đường kính của khuẩn ti dinh dưỡng thay đổi trong khoảng 0,2 – 1μm đến 2 – 3 μm. Đa số xạ khuẩn có khuẩn ti không có vách ngăn và không tự đứt đoạn. Màu sắc hết sức phong phú: trắng, vàng, da cam, đỏ, lục…Khuẩn ti cơ chất có thể tiết ra môi trường một số loại sắc tố. Có sắc tố tan trong nước, có sắc tố chỉ tan trong dung môi hữu cơ.
- Khuẩn ti cơ chất phát triển một thời gian thì dài ra trong không khí thành những khuẩn ti khí sinh. Người ta còn gọi khuẩn ti khí sinh là khuẩn ti thứ cấp để phân biệt với khuẩn ti sơ cấp là loại khuẩn ti bất đầu phát triền từ những bào tử nảy mầm.
- Sau một thời gian phát triển trên đỉnh khuẩn ti khí sinh sẽ xuất hiện các sợi bào tử. Sợi bào tử có thể có hình dạng khác nhau: thẳng, lượn sóng… có loại mọc vòng đơn cấp, có loại mọc vòng 2 cấp.
- Một số xạ khuẩn có sinh nang bào tử, bên trong có chứa các bào tử nang.
- Bào tử của xạ khuẩn được hình thành theo 3 phương thức :
Các loại khuẩn ti ở xạ khuẩn
Phương thức phát triển toàn bộ : toàn bộ hay một bộ phận của thành khuẩn ti hình thành ra thành của bào tử.
Phương thức phát triển trong thành : thành bào tử sinh ra từ tầng nằm giữa màng nguyên sinh chất và thành khuẩn ti. Trường hợp này gặp ở Planomonospora.
Phương thức phát triển nội bào tử sinh thật : thành khuẩn ti không tham vào quá ti trình hình thành ra bào tử. Trường hợp này gặp ở Thermoactinomycetes.
- Thành tế bào xạ khuẩn có kết cấu lưới, dày khoảng 10 – 20 nm,có tác dụng duy trì hình dáng cầu khuẩn ti và bảo vệ tế bào.
- Chia thành tế bào của xạ khuẩn ra thành 4 nhóm:
+ Nhóm CW I: có chứa L, L-DAP (diaminopimelat) và glixin. ( Streptomyces, Streptoverticillium…).
+ Nhóm VW II: có chứa mezo-DAP (meso-diaminbopimelat) và glixin. (Micromonospora, Actinoplanes...).
+ Nhóm CW III: có chứa mezo-DAP (Dermatophilus, Geodermatophilus…).
+ Nhóm CW IV: có chứa mezo-DAP, arabinozơ và galactozơ. (Nocaridia, Oerskovia…)
- Màng tế bào chất của xạ khuẩn dày khoảng 7.5 – 10 nm. Chúng có cấu trúc và công năng cũng tương tự như màng tế bào chất của vi khuẩn.
- Thể trung gian hay mezoxom nằm ở phía trong của màng tế bào chất (CM) và có hình phiến, hình bọng và hình ống. Công dụng của thể trung gian là làm tăng diện tiếp xúc của CM và do đó làm tăng cường hoạt tính enzim, tăng chuyển điện tử…
- Các vật thể ẩn nhập trong tế bào chất của xạ khuẩn gồm có các hạt poliphotphat, các hạt polisaccarit.
- Bào tử trần là cơ quan sinh sản chủ yếu của xạ khuẩn. Bào tử trần được hình thành theo 2 phương thức khác nhau:
+ Vách ngăn hình thành dần từ phía trong của CM và tiến dần vào trong tạo ra những vách ngăn không hoàn chỉnh sau đó sợi bào tử mới phân cắt thành các bào tử trần.
+ Thành tế bào (CW) và CM đồng thời xuất hiện vách ngăn tiến dần vào phía trong và làm cho sợi bào tử phân cắt đồng thời tạo thành một chuỗi bào tử trần.
Các dạng bào tử trần
c) Vi khuẩn lam:
- Là một nhóm sinh vật nhân nguyên thủy thuộc vi khuẩn thật. Vi khuẩn lam có khả năng tự dưỡng quang năng nhờ chứa sắc tố quang hợp là chất diệp lục a.
- Vi khuẩn lam không thể gọi tảo vì chúng khác biệt rất lớn với tảo: Vi khuẩn lam không có lục lạp, không có nhân thực, có riboxom 7OS, thành tế bào có chứa peptidoglican do đó rất mẫn cảm với penixilin lizozim.
- VK lam có hình dạng và kích thước khác nhau, có thể là đơn bào hoặc dạng sợi đa bào.
Anabaena azollae
Anabaena azollae
- Tế bào sinh dưỡng của vi khuẩn lam có thể có hình cầu, hình elip rộng, hình quả lê, hình trứng, hình kéo dài về một phía, hình elip kéo dài, hình thoi, hình ống. Có tế bào đường kính chỉ khoảng 1μm (như chi Synechococcus) nhưng cũng có tế bào ciều ngang của sợi vượt quá 30 μm (như chi Oscillatoria).
- Tế bào vi khuẩn lam gần gũi với cấu tạo của vi khuẩn G-. Thành phần tế bào khá dầy phân thành 2 tầng, tầng ngoài là tầng lipopolisaccarit,tầng trong là tầng peptidoglican. Nhiều vi khuẩn lam còn tiết ra bên ngoài một lớp bao nhầy có cấu tạo polisaccarit. Bao nhầy có thể có nhiều hình thái khác nhau: lớp dịch nhầy, vỏ nhầy, bao nhầy.
- Bộ phận thực hiện quá trình quang hợp trong tế bào vi khuẩn lam được gọi là tilacoit (thylakoids), chúng có số lượng rất nhiều, có dạng bản xếp song song hay có dạng uốn khúc nằm ở gần màng tế bào chất. Trên màng có tilacoit có chứa chất dịp lục a, β -caroten, caroteno (như myxoxanthophyll, zeaxanthin,…) và các thành phần có liên quan đến chuỗi chuyển điện tử trong quang hợp.
Trên mặt ngoài của tilacoit có chứa phicobilixom ( 1 cấu trúc protein có dạng đĩa cấu tạo với 75% phicoxianin, 12%phicoeritrin, 12% allophicoxianin.). Sự hiện diện của phicobilixom và sự vắng mặt của clorophin b là đặc trưng của vi khuẩn lam có nguồn gốc cổ xưa (trước khi xuất hiện clorophin b của thực vật).
- Chức năng hấp thu ánh sáng được thực hiện bởi 2 sắc tố là phicoxianin màu lam và phicoeritrin màu đỏ. Nhờ đó mà vi khuẩn lam có khả năng thích ứng cao với từng sinh cảnh.
- Các chất dự trữ gặp trong tế bào vi khuẩn lam là glycogen, poli-β-hiđroxibutirat, volutin, xianophixin…
- Trong tế bào vi khuẩn lam có những cơ quan khá đặc trưng, đó là tế bào dị hình (dị hình bào, heterocyst), bào tử nghỉ (akinete), tảo đoạn (hormogonia), vi tiểu bào nang (mannocyst), hạt sinh sản (goniđium)…
Tế bào dị hình có thành dày, màu nhạt, không chứa sắc tố quang hợp, không chứa các hạt dự trữ, hình thành từ tế bào dinh dưỡng trên các vị trí khác nhau của sợi. Tế bào dị hình có thể hình thành đơn độc ở đầu sợi nhưng thường xếp thành dãy (2 – 10 tế bào) tùy vị trí mà tế bào dị hình có 1 nút (ở đầu hay ở bên) hoặc 2 – 3 lổ (ở giữa). Những lổ này có thành dày và nối tiếp giữa tế bào dị hình với các tế bào dinh dưỡng kế tiếp. Nhiều nghiên cứu cho biết tế bào dị hình là nơi có khả năng thực hiện quá trình cố định nitơ khi có oxi.
+Bào tử nghỉ: là loại tế bào nằm ở đầu hoặc ở giữa sợi có thành dày, màu thẩm và có tác dụng chống chịu cao với điệu kiện bất lợi.
+Tảo đoạn: là chuỗi các tế bào ngắn được đứt ra từ sợi vi khuẩn lam. Đó là kiểu sinh sôi nảy nở kiểu đặc trưng của một số chi vi khuẩn lam. Tảo đoạn có khả năng chuyển đoạn trong nước nhờ khả năng tiết ra chất nhày. Khi dừng chuyển động tảo đoạn có thể phát triển thành 1 sợi mới. Trong tảo đoạn có thể gặp các không bào khí, giúp cho vi khuẩn lam có thể trôi nổi gần mặt nước.
Hạt sinh sản
- Vi tiểu bào nang là các túi nhỏ bé được sinh ra từ bên trong tế bào mẹ do sự co nguyên sinh.
- Hạt sinh sản là 1 tế bào có màng nhày được sinh ra từ sợi vi khuẩn lam và làm chức năng sinh sản.
- Ở bộ Nostocales thường gặp dạng bào tử của vi khuẩn lam. Bào tử hình thành từng chiếc một từ tế bào dinh dưỡng và có thành dày. Ở một số chi bào tử có thể được sinh ra do sự dính kết một số tế bào dinh dưỡng lại, chiều dài của chúng có thể đạt tới 0.5 mm.
- Thành bào tử có lớp trong và lớp ngoài, giúp cho vi khuẩn lam chống chịu được với các điều kiện sống bất lợi. Khi có điều kiện thuận lợi bào tử sẽ nảy mầm để tạo ra một đoạn sợi mới.
- Có trường hợp bào tử được hình thành với số lượng lớn (trên 100) bằng cách phân chia liên tục tế bào chất của tế bào mẹ và phân hóa dần thành các bào tử.
- Ở vi khuẩn lam chưa phát hiện thấy các hình thức sinh sản hữu tính.
Giá trị của vi khuẩn lam:
- Nhiều vi khuẩn lam có khả năng cố định nitơ. Được sản xuất thành các chế phẩm dùng để lây nhiễm cho ruộng lúa nhằm giảm bớt việc tiêu dùng phân đạm hóa học (chi Nostoc, Anabaena,…).
- Một số có giá trị dinh dưỡng cao, có chứa một số hoạt chất có giá trị y học, lại có tốc độ phát triển nhanh khó nhiễm tạp khuẩn (Spirulina) được sản xuất để thu nhận sinh khối. Việc nuôi cấy tảo Spirulina ở vùng nông thôn tạo nguồn thức ăn bổ sung cho chăn nuôi, nghề nuôi tôm, cá.
Nuôi trồng tảo xoắn
Tảo xoắn ( Spirulina)
Nostoc
- Ở bề mặt ao hồ vào mùa hè có lúc vk lam phát triển quá mạnh gây nên hiện tượng “ nước nở hoa”, làm giảm lượng oxi trong nước, làm đói động vật phù du, gây hại cho cá, nhiều khi ảnh hưởng tới nguồn nước cung cấp cho các đô thị, các khu công nghiệp.
d.Nhóm vi khuẩn nguyên thủy:
☻Mycoplasma:
- Mycoplasma là vi sinh vật nguyên thủy chưa có thành tế bào,đó là loại sinh vật nhỏ nhất trong sinh giới có đời sống dinh dưỡng đọc lập.
Nhiều loại Mycoplasma gây bệnh cho động vật( bò, cừu, dê, lợn, gà, vịt…) và gây bệnh cho nguời. Một số loại MLO gây bệnh cho lúa, ngô, dâu, khoai tây, tre, nứa. Một số Mycoplasma có đời sống hoại sinh, thường gặp trong đất, trong nước bẩn, trong phân ủ. Mycoplasma có thể làm nhiễm bẩn các dung dịch dùng để nuôi cấy tổ chức động vật.
Mycoplasma có kích thuớc ngang khỏang 150- 300nm, thường là 250nm, khó thấy đuợc dưới kính hiển vi quang học bình thường. Mycoplasma không có thành tế bào, bắt màu G-, có tính đa hình thái, có dạng nhỏ đến mức lọt qua nến lọc vi khuẩn, dễ mẩn cảm với áp suất thẩm thấu, mẫn cảm với cồn, với các chất hoạt động bề mặt( xà phòng, bột giặt…), không mẫn cảm với penixilin, xicloserin, xephalosporin, basitrasin và các chất kháng sinh khác ức chế quá trình tổng hợp thành tế bào.
Mycoplasma tạo ra những khuẩn lạc rất nhỏ trên môi truờng thạch, đường kính khuẩn lạc thường chỉ vào khỏang 0,1 -1,0mm, nhiều khi có dạng như trứng ốplếp (trứng rán có lòng đỏ ở giữa).
Mycoplasma thường sinh sản theo phương thức cắt đôi. Chúng có thể sinh trưởng độc lập trên các môi trường nuôi cấy nhân tạo giàu chất dinh duỡng (có chứa máu hoặc cao nấm men). Mycoplasma có thể phát triển hơn cả trong điều kiện hiếm khí lẫn kị khí nghĩa là có cả kiểu trao đổi chất oxi hóa lẫn kiểu trao đổi chất lên men.
Mycoplasma chịu ức chế bởi các chất kháng sinh ngăn cản quá trình sinh tổng hợp protein (như eritromixin, tetraxiclin, lincomixin, gentamixin, kanamixin…).
Màng tế bào chất của Mycoplasma có chứa sterol cho nên rất mẫn cảm với chất kháng sinh thuộc nhóm polien như nistatin, amphoterixin, candixidin…
Mycoplasma
Ureaplasma
Spiroplasma
Anaeroplasma
Rickettsia là loại sinh vật nhân nguyên thủy G- chỉ có thể tồn tại trong tế bào các sinh vật nhân thực. Chúng khác với Mycoplasma ở chỗ có thành tế bào và không thể sống độc lập trong các môi trường nhân tạo. Chúng khác với Chlamydia ở chổ tế bào lớn hơn, không có dạng qua lọc, năng lực sinh tổng hợp khá mạnh và không tạo thành các thể bao hàm.
☻ Rickettsia:
* Đặc điểm chung của Rickettsia:
+Tế bào có kích thước thay đổi, loại nhỏ nhất chỉ là 0.25 x 1.0 μm, loại lớn nhất là 0.6 x 1,2 μm hoặc 0.8 – 2 μm.
+Tế bào có hình thái biến hóa, có thể có hình que, hình cầu, hình song cầu, hình sợi… Trong tế bào bị cảm nhiễm Rickettsia sắp xếp vô quy tắc nhưng thường tụ tập thành từng khối dày đặc.
+Có thành tế bào bắt màu G- nhưng khó nhuộm, thường dùng các phương pháp nhuộm Giemsa, Giménez, Macchiavello.
+Kí sinh bắt buột trong tế bào các sinh vật nhân thực.
Vật chủ thường là các động vật có chân đốt như ve, bét, bọ, rận… Đáng chú ý là các loài Dermacentor andersoni, Dermacentor gvariabilis, Pediculus humanus, Xenopsylla cheopis. Các động vật nhỏ bé này sẽ truyền mầm bệnh qua người và các động vật có xương sống khác.
+Sinh sản bằng phương thức phân cắt thành 2 phần đều nhau.
+Mẫn cảm với các chất kháng sinh như: penixilin, tetrexiclin, cloramphenicol, lincomixin.
+Có các chu trình trao đỗi năng lượng không hoàn chỉnh, phần lớn chỉ có thể sử dụng axit glutamic để sinh năng lượng chứ không sử dụng được glucose.
+Thường được nuôi cấy trong phôi gà, trong các động vật mẫn cảm, trong các tổ chức nuôi cấy (như dòng tế bào Hela).
+Mẫn cảm với nhiệt độ. Bị chết ở 56oC trở lên sau 30 phút.
Các loài Rickettsia gây bệnh chủ yếu ở người gồm có Rickettsia prowalzekii (gây bệnh sốt Rickettsia phát ban), R.tsutsugamushi (hay còn gọi là R. orientalis gậy bệnh Tsutsugamushi), R. mooseri (hay còn gọi là R. typhi, gậy bệnh sốt Rickettsia phát ban đại phương), Rochalimaea quintana (gây bệnh sốt chiến hào hay còn gọi là sốt 5 ngày), Coxiella burnetii (gây bệnh sốt Q, hay còn gọi là sốt Query), R. rickettsia (sốt phát ban núi đá).
☻ CHLAMYDIA:
Đó là 1 loại vi khuẩn rất bé nhỏ, qua lọc, Gˉ, có chu kỳ phát triển độc đáo, kí sinh bắt buộc trong tế bào các sinh vật nhân thật.
Chlamydia khác virus ở những điểm sau đây:
Có cấu tạo tế bào.
Có chứa đồng thời 2 loại acid nucleic: AND và ARN.
Có thành phần tế bào chứa peptidoglycan đặc trưng cho vi khuẩn G.
Có ribosome trong tế bào.
Có hệ thống enzyme không hoàn chỉnh, thiếu các enzyme vào quá trình trao đổi sinh năng lượng, do đó bắt buộc phải kí sinh trong các tế bào có nhân thật.
Phân cắt thành hai phần bằng nhau lúc sinh sôi nảy nở.
Rất mẫn cảm với các chất kháng sinh và sulphamit (riêng Chlamydia psittaci có tính đề kháng cao đối với sulphamit)
Trong phòng thí nghiệm có thể nuôi cấy trong màng bao lòng đỏ trứng gà, trong khoang bụng chuột bạch, trên tế bào Hela..
Chlamydia có một chu kỳ sống khá đặc biệt:
Dạng cá thể có khả năng xâm nhiễm gọi là nguyên thể. Đó là loại tế bào hình cầu có thể chuyển động, đường kính nhỏ bé (0,2-0,5 micromet) nhuộm Giesma bắt nàu tím, nhuộm Macchiavello bắt màu đỏ. Nguyên thể bám chắc được vào mặt ngoài của tế bào vật chủ và có tính cảm nhiễm cao.
Lúc nguyên thể gặp tế bào dễ cảm nhiễm phần không chịu nhiệt ở bề mặt nguyên thể hấp thụ lên phần thụ thể mẫn cảm với men của tụy tạng. Nhờ tác dụng thực bào của tế bào vật chủ mà nguyên thể xâm nhập vào trong tế bào, phần màng bao quanh nguyên thể biến thành không bào. Nguyên thể lớn dần lên trong không bào và biến thành thuỷ thể.
Thuỷ thể (thuỷ = nguyên thuỷ) còn gọi là thể dạng lưới, là loại tế bào hình cầu màng mỏng, khá lớn, (đường kính 0,8- 1,5 micromet). Thuỷ thể liên tiếp phân cắt thành 2 phần đều nhau và tạo thành vi khuẩn lạc trong tế bào chất của vật chủ. Về sau một lượng lớn các tế bào con lại phân hoá thành các nguyên thể nhỏ hơn nữa, màng dày có tính cảm nhiễm. khi tế bào vật chủ bị phá vỡ các nguyên thể được giải phóng ra sẽ xâm nhiễm vào các tế bào khác.
☺Dưới đây là bảng tóm tắt vài đặc điểm so sánh giữa nguyên thể và thuỷ thể của Chlamydia:
2.1.2 Vi khuẩn cổ (Archaeobacteria):
Vi khuẩn cổ Sulfolobus
Vi khuẩn cổ là một phân nhóm lớn trong sinh vật nhân sơ (prokaryote, cùng vi khuẩn). Archeae là một phân ngành chính của những sinh vật sống, mặc dù chưa có sự chắc chắn nào về sự hình thành loài.
Archeae (vi khuẩn cổ), Eukaryote (sinh vật nhân chuẩn) và Bacteria (vi khuẩn) là những phân nhóm cơ bản, trong cái được gọi là hệ thống 3 ngành chính. Về vị trí phân loại của những sinh vật này có nhiều điểm chưa thống nhất vì chúng có những đặc điểm giống với vi khuẩn nhưng cũng mang nhiều đặc điểm của sinh vật nhân chuẩn.
Giống vi khuẩn, vi khuẩn cổ là những sinh vật đơn bào thiếu nhân (nucleic), do đó chúng là sinh vật nhân sơ, được phân loại là thuộc về giới Monera trong các phân loại truyền thống 5 giới. Tuy nhiên, vi khuẩn cổ và sinh vật nhân chuẩn lại có quan hệ họ hàng gần gũi với nhau hơn là so với vi khuẩn thật sự (Eubacteria), và chúng được nhóm cùng nhau trong nhánh Neomura, được cho là đã phát sinh từ các vi khuẩn Gram dương.
Ban đầu người ta tìm thấy chúng ở những môi trường sống khắc nghiệt, nhưng sau này người ta tìm thấy chúng ở hầu hết môi trường sống.
So sánh với vi khuẩn và sinh vật nhân chuẩn :
Archaea là tương tự như các sinh vật nhân sơ khác ở phần lớn các khía cạnh của cấu trúc tế bào và trao đổi chất.
Tuy nhiên, các quá trình sao mã và phiên dịch gen của chúng - hai quá trình trung tâm trong sinh học phân tử - lại không thể hiện các đặc trưng điển hình của vi khuẩn, mà lại cực kỳ giống với các đặc trưng của sinh vật nhân chuẩn.
Ví dụ :
Sự phiên dịch gen ở vi khuẩn cổ sử dụng sự khởi đầu và các hệ số kéo dài tương tự như ở sinh vật nhân chuẩn, còn sự phiên dịch gen của chúng có sự tham gia của các protein liên kết TATA và TFIIB, giống như ở sinh vật nhân chuẩn. Nhiều gen tARN và rARNA ở vi khuẩn cổ chứa các intron duy nhất có ở các vi khuẩn cổ, không có ở các intron của sinh vật nhân chuẩn mà cũng chẳng có ở vi khuẩn.
Một vài đặc trưng khác cũng làm cho Archaea tách rời ra khỏi vi khuẩn và sinh vật nhân chuẩn. Không giống như phần lớn các vi khuẩn, chúng có màng tế bào đơn không có thành peptidoglycan. Ngoài ra, cả vi khuẩn và sinh vật nhân chuẩn đều có các màng bao gồm chủ yếu là các lipit dạng este của glycerol, trong khi ở vi khuẩn cổ lại là màng từ các lipit dạng ête của glycerol.
NRC-1 c?a Halobacteria
Nguồn gốc và tiến hóa ban đầu :
Thuật ngữ sinh học Archaea không nên nhầm lẫn với thuật ngữ địa chất học Archean (đại Archeozoic hay liên đại Thái cổ). Thuật ngữ sau được dùng đẻ chỉ tới thời kỳ nguyên thủy của lịch sử Trái Đất khi Archaea và Bacteria là những sinh vật duy nhất sống trên hành tinh này.
Các hóa thạch có thể là của những vi sinh vật này đã được xác định niên đại tới khoảng 3,8 tỷ năm trước (3.800 Ma). Các dấu tích của chúng được tìm thấy trong trầm tích ở miền tây Greenland, trầm tích cổ nhất đã phát hiện được.
2.2.2 VI TẢO :
Vi tảo là tảo hiển vi có sắc tố quang hợp.Vi tảo đơn giản nhất là cơ thể đơn bào hay tảo đơn bào, như tập đoàn Volvox, Pediastrum, Scenendesmus (thuộc nhóm Archethaller) hay phức tạp hơn có bộ phận đính
ba?m vào bộ phận dựng đứng như các sợi phân nhánh hay không (có thể có vách ngăn tạo thành các tế bào tương đối độc lập hay không có vách ngăn như một ống cộng bào,những tảo này phân chia bằng cách chia:
+ Các tế bào lạ ở giữa hay bằng cách rụng tế bào ở đầu cùng, chúng sinh sản hữu tính bằng tiếp hợp đẳng giao hay dị giao.
+ Các sắc tố quang hợp và hổ trợ ở các nhóm tảo khác nhau thì khác nhau,hiện nay đã biết 6 nhóm tảo với các sắc tố dã được nghiên cứu kĩ.
Bảng so sánh các loại vi tảo thường gặp:
2.2.3 Một số động vật nguyên sinh:
Động vật đơn bào là những cơ thể đơn bào nhân chuẩn,chúng thường dinh dưỡng hữu cơ, một số nhỏ quang dưỡng.
Hiện nay nhiều nhà nghiên cứu động vật nguyên sinh coi động vật nguyên sinh là một phân giới (Subkingdom) gồm 8 nhánh, nằm trong giới nguyên sinh (Protista).
Dựa trên cơ sở dạng nhân, cách sinh sản và cơ chế vận động ta chia làm các nhánh sau:
Nhánh Sarcomastigophora bao gồm các cơ thể có roi và amip, nhưng cơ thể chỉ có một nhân.
Nhánh Actinopoda giống với những động vật nguyên sinh có đối xứng phóng xạ, chúng thường có bộ khung vô cơ mảnh mai.
Nhánh Labyrinthomorpha
Nhánh Apicomplexa
Nhánh Microspora
Nhánh Ascetospora
Nhánh Myxozoa
Các loài có đời sống hoại sinh hoặc kí sinh
Nhánh Ciliophora gồm những động vật nguyên sinh có lông và có hai dạng nhân trong tế bào.
Với hơn 30000 loài được mô tả, động vật đơn bào là những "cư dân" ở đất và nước. Nhiều động vật đơn bào có vai trò quan trọng ở các lớp bùn hoạt tính tại các trạm lọc nước thải.
?Một số nhóm động vật đơn bào và tính chất của chung:�
a) Nhóm Mastigophora
Có một hoặc là nhiều roi (Flagella) tế bào có thể chia dọc
Sống ở nước ngọt, ký sinh trên động vật.
Ví dụ: Trypanosoma,Giardia, Leishmania.
Trypanosoma
Giardia
Leishmania
b) Nhoùm Sarcodina
Daïng Amip, giaû tuùc, khoâng roi, chia ñoâi.
Soáng ôû nöôùc ngoït vaø maën, kí sinh treân ñoäng vaät.
Ví duï: Amoeba, Entamoeba.
Amoeba
Entamoeba
c) Nhóm Sporozoa
Thường bất động, một số có thể trườn, bò, chia đôi, kí sinh động vật, sâu bọ.
Có cơ quan đỉnh giúp chúng xâm nhập vào tế bào vật chủ.
Giai đoạn đơn bội chiếm phần lớn vòng đời phát triển.
Kí sinh sơ cấp trên động vật chân đốt, tác nhân truyền bệnh kí sinh.
Ví dụ: Plasmodium(gây bệnh sốt rét cơn Malaria), Toxoplasma
Plasmodium
Toxoplasma
d) Nhóm Ciliophora
Nhiều roi ngắn (tiêm mao, cilia), chia đôi ngang, mỗi tế bào thường có nhân lớn và nhân bé làm chức năng khác nhau.
Sinh sản hưũ tính bằng tiếp hợp.
Sống ở nước ngọt và mặn, kí sinh trên động vật, trong dạ của động vật nhai lại.
Ví dụ: Paramecium, Balantidium
Paramecium
Balantidium
e) Nhóm Cnidospora
Hình thành chuỗi bào tử nhờ sợi phình ra và cắt khúc.
Có tế bào chích, có thể phóng ra ngoài thành gai bám.
Giai đoạn lưỡng bội chiếm phần lớn vòng đời phát triển.
Kí sinh trên động vật có xương và không xương.
Ví dụ: Nosema gây bệnh tầm gai.
Nosema
Chương IV: DINH DƯỠNG, SINH TRƯỞNG PHÁT TRIỂN CỦA VI SINH VẬT
4.1. CÁC KIỂU DINH DƯỠNG Ở VI SINH VẬT
4.1.1.Nhu cầu dinh dưỡng và năng lượng
Các chất dinh dưỡng đối với vi sinh vật là bất kỳ chất nào được vi sinh vật hấp thụ từ môi trường xung quanh và được chúng sử dụng làm nguyên liệu để cung cấp cho quá trình sinh tổng hợp tạo ra các thành phần của tế bào hoặc để cung cấp cho quá trình trao đổi năng lượng.
Quá trình hấp thụ các chất dinh dưỡng để thoả mãn mọi nhu cầu sinh trưởng và phát triển được gọi là quá trình dinh dưỡng. Chất dinh dưỡng phải là những hợp chất có tham gia vào các quá trình trao đổi chất nội bào.
Thành phần hoá học của tế bào vi sinh vật quyết định nhu cầu dinh dưỡng của chúng. Thành phần hoá học của các chất dinh dưỡng được cấu tạo từ các nguyên tố C, H, O, N, các nguyên tố khoáng đa và vi lượng
Lượng các nguyên tố chứa ở các vi sinh vật khác nhau là không giống nhau. Trong các điều kiện nuôi cấy khác nhau, tương ứng với các giai đoạn phát triển khác nhau, lượng các nguyên tố chứa trong cùng một loài vi sinh vật cũng không giống nhau. Trong tế bào vi sinh vật các hợp chất được phân thành hai nhóm lớn: (1) nước và các muối khoáng; (2) các chất hữu cơ.
Nước và muối khoáng: Nước chiếm 70 đến 90% khối lượng cơ thể vi sinh vật. Phần nước có thể tham gia vào quá trình trao đổi chất của vi sinh vật được gọi là nước tự do. Đa phần nước trong vi sinh vật đều ở dạng nước tự do. Nước kết hợp là phần nước liên kết với các hợp chất hữu cơ cao phân tử trong tế bào. Nước liên kết mất khả năng hoà tan và lưu động.
Muối khoáng chiếm khoảng 25 % khối lượng khô của tế bào. Chúng thường tồn tại dưới các dạng muối sunfat, phosphat, cacbonat, clorua...Trong tế bào chúng thường ở dạng các ion. Các ion trong tế bào vi sinh vật luôn luôn tồn tại ở những tỷ lệ nhất định, nhằm duy trì độ pH và áp suất thẩm thấu thích hợp cho từng loại vi sinh vật.
Chất hứu cơ trong tế bào vi sinh vật chủ yếu được cấu tạo bởi các nguyên tố: C, H, O, N, P, S...Riêng các nguyên tố C, H, O, N 97% toàn bộ chất khô của tế bào.
Đó là các nguyên tố chủ yếu chiếm tới 90% cấu tạo nên protein, axit nucleic, lipit, hydrat - cacbon. Trong tế bào vi khuẩn các hợp chất đại phân tử chỉ chiếm 3,5% , còn các ion vô cơ chỉ có 1%.
Vitamin cũng có sự khác nhau rất lớn về nhu cầu của vi sinh vật. Có những vi sinh vật tự dưỡng chất sinh trưởng, chúng có thể tự tổng hợp ra các vitamin cần thiết. Nhưng cũng có nhiều vi sinh vật dị dưỡng chất sinh trưởng, chúng đòi hỏi phải cung cấp nhiều loại vitamin khác nhau với liều lượng khác nhau.
Nguồn thức ăn carbon của vi sinh vật
Căn cứ vào nguồn thức ăn carbon người ta chia sinh vật thành các nhóm sinh lý tự dưỡng và dị dưỡng. Tuỳ nhóm vi sinh vật mà nguồn carbon được cung cấp có thể là các chất vô cơ (CO2, NaHCO3, CaCO3...) hoặc chất hữu cơ. Giá trị dinh dưỡng và khả năng hấp thụ các nguồn thức ăn khác nhau phụ thuộc vào hai yếu tố: một là thành phần hoá học và tính chất sinh lý của nguồn thức ăn này, hai là đặc điểm sinh lý của từng loại vi sinh vật.
Thường sử dụng đường làm nguồn carbon khi nuôi cấy phần lớn các vi sinh vật dị dưỡng.
Trong các môi trường chứa tinh bột trước hết phải 700oC, sau đó đun sôi rồi mới đưa đi tiến hành hồ hoá tinh bột ở nhiệt độ 60oC khử trùng.
Celluloza được đưa vào các môi trường nuôi cấy vi sinh vật phân giải celluloza dưới dạng giấy lọc, bông hoặc các dạng celluloza .
Khi sử dụng lipit, parafin, dầu mỏ... làm nguồn carbon nuôi cấy một số loài vi sinh vật, phải thông khí mạnh để tạo từng giọt nhỏ để có thể tiếp xúc được với thành tế bào của vi sinh vật.
Các hợp chất hữu cơ chứa cả C và N (pepton, nước thịt, nước chiết ngô, nước chiết nấm men, nước chiết đại mạch, nước chiết giá đậu...) có thể sử dụng vừa làm nguồn C vừa làm nguồn N đối với vi sinh vật.
Trong công nghiệp lên men, rỉ đường là nguồn carbon rẻ tiền và rất thích hợp cho sự phát triển của nhiều loại vi sinh vật khác nhau.
Nguồn thức ăn nito của vi sinh vật
Nguồn nito dễ hấp thụ nhất đối với vi sinh vật là NH3 và NH4+.
Muối nitrate là nguồn thức ăn nito thích hợp đối với nhiều loại tảo, nấm sợi và xạ khuẩn nhưng ít thích hợp đối với nhiều loại nấm men và vi khuẩn. Thường sử dụng muối NH4NO3- để làm nguồn nito cho nhiều loại vi sinh vật.
Nguồn nito dự trữ nhiều nhất trong tự nhiên chính là nguồn khí nito tự do (N2) trong khí quyển.
Vi sinh vật còn có khả năng đồng hoá rất tốt nito chứa trong các thức ăn hữu cơ.
Nguồn nito hữu cơ thường được sử dụng để nuôi cấy vi sinh vật là pepton loại chế phẩm thuỷ phân không triệt để của một nguồn protein nào đấy.
Nhu cầu về acid amin của các loại vi sinh vật khác nhau là rất khác nhau.
Nguồn thức ăn khoáng của vi sinh vật
Khi tạo các môi trường tổng hợp (dùng nguyên liệu là hoá chất) bắt buộc phải bổ sung đủ các nguyên tố khoáng cần thiết. Nồng độ cần thiết của từng nguyên tố vi lượng trong môi trường thường chỉ vào khoảng 10 - 8 M.
Nhu cầu khoáng của vi sinh vật cũng không giống nhau đối với từng loài, từng giai đoạn phát triển.
Nhu cầu về chất sinh trưởng của vi sinh vật
Một số vi sinh vật muốn phát triển cần phải được cung cấp những chất sinh trưởng thích hợp nào đó. Đối với vi sinh vật chất sinh trưởng là một khái niệm rất linh động. Chất sinh trưởng có ý nghĩa nhất là những chất hữu cơ cần thiết cho hoạt động sống của một loài vi sinh vật nào đó không tự tổng hợp được ra chúng từ các chất khác. Như vậy những chất được coi là chất sinh trưởng của loại vi sinh vật này hoàn toàn có thể không phải là chất sinh trưởng đối với một loại vi sinh vật khác.
Thông thường các chất được coi là các chất sinh trưởng đối với một loại vi sinh vật nào đó có thể là một trong các chất sau đây: các gốc kiềm purin, pirimidin và các dẫn xuất của chúng, các acid béo và các thành phần của màng tế bào, các vitamin thông thường...
4.1.2 Các hình thức dinh dưỡng
Căn cứ vào dạng năng lượng sử dụng vi sinh vật có thể được chia làm 2 loại:
Vi sinh vật quang dưỡng (Phototroph) hay quang tổng hợp. Những cơ thể có thể lấy năng lượng từ các tia sáng dù trong trao đổi chất của mình.
Những vi sinh vật hóa dưỡng (Chemotroph) sử dụng năng lượng oxi hóa của các sản phẩm hữu cơ hay vô cơ (muối vô cơ) trong trao đổi chất của mình. Các vi khuẩn quang dưỡng có thể cần các hợp chất vô cơ hay hữu cơ làm nguồn cho điện tử, do đó người ta gọi là những vi khuẩn quang dưỡng vô cơ (Photolitotroph)
và quang dưỡng hữu cơ (Photoorganotrph).
Các cơ thể quang dưỡng vô cơ hay quang tự dưỡng (Photoautotroph) chuyển năng lượng ánh sáng thành năng lượng chuyển hóa vật chất (ATP) và chất có tính khử (NADPH). CO2 là nguồn carbon chủ yếu, H2O hay H2S là chất cho electron: ở đây có thể là những vi khuẩn quang hợp thải oxi giống như cây xanh như nhiều loại vi khuẩn lam (Gloeocapsa, Spirulina, Anabaena, Nostoc và Prochloron), các tảo đơn bào hoặc là quang hợp không thải oxi như các vi khuẩn lục thuộc họ
Chlorobacteriaceae (Chlorobium, Thiosulfatophilum… đây là những vi khuẩn quang dưỡng vô cơ kị khí với sự có mặt H2S hoặc S2O3-, chúng không có khả năng quang dị dưỡng).Các vi khuẩn lưu huỳnh màu tía thuộc bộ Thiordobacteriales như Chromatium, những vi khuẩn này có khả năng phát triển trên môi trường muối vô cơ như nhiều loại cây xanh, đây là những vi khuẩn kị khí quang dưỡng vô cơ khi có mặt trong môi trường S hoặc H2S.
Các vi khuẩn quang dưỡng hữu cơ hay
quang dị dưỡng (Photoheterotroph) dùng ánh sáng làm nguồn năng lượng và hợp chất hữu cơ làm nguồn carbon cơ bản, như các vi khuẩn màu tía không lưu huỳnh thuộc bộ Athorhodobacteriles, họ Athiorhodaceae, các loài thuộc giống Rhodospirillum. Những vi khuẩn này thiên về vi hiếu khí (Microaerophile), là những vi khuẩn quang dưỡng hữu cơ, không có khả năng phát triển với H2S là chất cho electron độc nhất; chất cho electron của chúng là acetat, succinat hay hidrogen.
Các vi khuẩn hóa dưỡng vô cơ hay hóa tự dưỡng (Chemolithotroph) sử dụng năng lượng hóa học và CO2 . Năng lượng có được là nhờ oxi hóa các hợp chất vô cơ khử NH4+ ,NO3,H2,H2S, S,S2O3-,CO, Fe2+,Mn2+. Chúng hính thành một nhóm rất hạn chế tham gia vào các chu trình vật chất sống ở trong đất và nước, như Hydrogenomonas oxi hóa hydrogen, Nitrosomonas oxi hóa NH3, Nitrobacter oxi hóa nitrite, Thiobacillus oxi háo các hợp chất khử của lưu huỳnh…
Các cơ thể hóa dưỡng hữu cơ hay hóa dị dưỡng (Chemoheterotroph) bao gồm các vi khuẩn, nấm,
động vật nguyên sinh, động vật, những cơ thể sử dụng năng lượng hóa học và một cơ chất hữu cơ làm nguồn carbon chủ yếu. Một nhóm lớn các vi khuẩn hóa dưỡng hữu cơ là những vi sinh vật gây bệnh hoặc rất được chú ý trong y học, các vi khuẩn tạp nhiễm vào thức ăn, các vi khuẩn được sử dụng trong công nghiệp để tổng hợp các chất kháng sinh, các loại vitamin, các acid amin…
Vi khuẩn kí sinh là những vi sinh vật sống trong tế bào chủ như các loài Rickettsia, Chlamydia… chúng lấy năng lượng và các chất từ cơ thể chủ nhờ kí sinh bắt buộc.
Tùy thuộc vào nguồn carbon, những vi sinh vật được chia thành 2 nhóm lớn: vi sinh vật tự dưỡng và vi sinh vật dị dưỡng.
Các vi sinh vật tự dưỡng (autotroph) có thể sinh trưởng phát triển trên môi trường vô cơ chứa CO2 là nguồn carbon duy nhất.
Các vi sinh vật dị dưỡng (heterotroph) đòi hỏi các hợp chất hữu cơ để phát triển.
Các vi sinh vật dị dưỡng có thể phân giải vô số các hợp chất hidrate carbon khác nhau: Một số dùng các phản ứng đơn giản như rượu cồn. Acid acetic và acid lactic; một số khác phân giải các hợp chất phức tạp hơn như các loại đường, các polysacharide.
4.1.3. Các nguyên tố dinh dưỡng đa lượng và vi lượng
A.Các nguyên tố đa lượng:
Gồm C, H, O, N, S, P, K, Ca, Fe, chiếm 95% sinh khối khô của vi sinh vật. Các chất này được vi sinh vật sử dụng để xây dựng nên glucid, lipit, protein và acid nucleic (6 nguyên tố đầu chiếm khoảng 10-2 mol/l, 4 nguyên tố còn lại tồn tại dưới dạng cation và được thực hiện vào các chức năng khác nhau):
+ K: Rất cần để hoạt hóa nhiều loại enzyme,trong đó có enzyme tổng hợp protein.
+ Ca: Giúp cho nội bào phân tửu bền nhiệt
+ Mg: Là cofactor của nhiều enzyme, nó hình thành một phức chất với ATP làm bền vững các ribosome và màng tế bào.
+ Fe: Tổng hợp citochrom và là cofactor của nhiều loại enzyme và các protein vận chuyển electron.
B.Các nguyên tố vi lượng (vi chất dinh dưỡng):
Gồm Mn, Zn, Co, Mo, Ni, Cu được vi sinh vật sử dụng với lượng rất nhỏ (10-5-10-6) nhưng không thể thiếu được.
+ Zn: Có mặt trong phần hoạt tính của một số enzyme tham gia vào tổ hợp các tiểu phần điều chỉnh và xúc tác aspartate transcacbamylaza của E.coli.
+ Mn: Cần thiết để tạo nên enzyme xúc tác vận chuyển nhóm phosphate.
+ Mo: Cần thiết để tạo nên enzyme cố định nito phân tử.
+ Co: Là thành phần của vitamin B12.
+ Các nguyên tố này thường có sẵn trong nước, trong môi trường sống tự nhiên của vi sinh vật.
4.1.4. Các nhân tố sinh trưởng
Một số vi sinh vật đã mất đi hoặc hoàn toàn không có khả năng tổng hợp một số hợp chất hữu cơ ( acid amin, nucleotide, purin, pyrimidin, vitamin…) rất cần thiết cho hoạt động sống cũng như cho việc xây dựng vật chất của tế bào.
Có những vi sinh vật (auxotroph) cần những nhân tố xác dịnh phải có trong môi trường để sống, ngược lại có những vi sinh vật (Prototroph) lại không cần thiết hợp chất đó.
Muốn biết một loài vi sinh vật cần nhân tố sinh trưởng nào để sống thì người ta nuôi dưỡng chúng trên môi trường thích hợp, với những vi sinh vật đó chỉ cho thêm hoặc không có hợp chất cần nghiên cứu.
Nhân tố sinh trưởng là những hợp chất bắt buộc cần phải bổ sung cho vi sinh vật vì chúng không có khả năng tổng hợp.
Có những hợp chất bản thân vi sinh vật tự tổng hợp được một phần, cần bổ sung vào như là tác nhân kích thích.
Nhu cầu về nhân tố sinh trưởng đối với vi sinh vật luôn luôn bị thay đổi theo điều kiện nuôi cấy (Muccor rouxii cần vitamin, biotin và tiamin chỉ trong điều kiện kị khí).
Vitamin nhóm B là loại nhân tố sinh trưởng đầu tiên phát hiện thấy ở vi sinh vật. Hầu hết các vitamin của nhóm này giữ vai trò cofecmen hoặc tham gia vào thành phần fecmen. Có khoảng 15 loại vitamin mà các vi sinh vật cần dến với mức độ khác nhau. Ở động vật nguyên sinh và vi khuẩn lactic cần 5-6 loại vitamin (rất cần biotin và taamin). Đối với các loài tảo thì nhu cầu B12 thể hiện rất rõ.
4.2. CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SINH TRƯỞNG CỦA VI SINH VẬT
4.2.1. Các tác nhân lý học:
a. Nhiệt độ:
Nhiệt độ có ảnh hưởng sâu sắc không những đối với sự sinh sản của vi sinh vật mà còn đối với sự trao đổi chất của chúng (ảnh hưởng đến tốc độ của các phản ứng hóa học và sinh hóa học).
Căn cứ vào nhiệt độ tối ưu của sự phát triển, người ta phân biệt thành các loại vi sinh vật sau:
Những vi sinh vật ưa ấm sống ở nhiệt độ trung bình khoảng 20 và 400C(tối ưu ở 30-370C).
Những vi sinh vật ưa lạnh có nhiệt độ tối ưu cho sự sinh trưởng và phát triển ở khoảng 100C, nhưng chúng có thể phát triển ở 00C.
Các vi sinh vật ưa nhiệt sinh sản tốt nhất ở nhiệt độ khoảng 45 - 550C.
Những vi sinh vật ưa (nóng) nhiệt độ cao có nhiệt độ sinh trưởng tối ưu ở khoảng 700C hay hơn nữa (ví dụ nhiều loại vi sinh vật cổ ưa nóng).
Sự phân định các nhóm trên không phải là tuyệt đối mà thường giới hạn giữa các nhóm có phần xen cài lên nhau. Phần lớn các vi sinh vật là ưa ấm trung bình. Nấm mốc và nấm men là những vi sinh vật ưa mát, nhưng có một số nấm men có thể phát triển được ở 450C và một số khác ở 10C (nhóm ưa lạnh). Các vi khuẩn gây bệnh trên người và động vật, hệ vi khuẩn bình thường trên da hoặc niêm mạc, các vi sinh vật hoại sinh ở môi trường quanh ta tham gia vào quá trình phân giải các chất hữu cơ, thuộc về những cơ thể ưa ấm.
Các vi khuẩn ưa nhiệt thường gặp ở các loài của giống Bacillus và Clostridium.
Đôi khi có ngoại lệ: gần đây khoa học đã phát hiện được các vi sinh vật cổ sống ở đáy biển, ở nguồn nước nóng có thể chịu được nhiệt độ đến 2500C, với áp suất 256 atm (ví dụ: Pyroditium occultum).Những loài này có thể chịu được áp suất đặc biệt cao như vậy gọi là những vi sinh vật ưa áp.Những vi sinh vật ưa mát hay ưa lạnh phân bố rộng rãi trong tự nhiên. Đó thường là những trực khuẩn Gram âm không sinh bào tử thuộc các giống Pseudomonas, Cytophaga, Flavobacterium, Acinetobacter, Aeromonas.
Chúng có thể tập nhiễm và làm biến chất rất nguy hiểm đối với các sản phẩm sinh học (máu hay các chất t�
Khoa : Sinh học
Lớp : ĐHSSinh 08B
Nhóm : 1
Thành viên:
1. Nguyễn Huỳnh Như
2. Lê Thị Ánh
3. Huỳnh Thành Trung
4. Trương Thị Lài
5. Võ Hoàng Oanh
6. Nguyễn Thị Khánh Ly
7. Nguyễn Thị Kim Phụng
8. Nguyễn Võ Thanh Kiều
9. Lê Thị Ngọc Hân
BÀI TỰ HỌC
Chương 2 – TẾ BÀO HỌC VI SINH VẬT
2.1.1 Vi khuẩn thật:
b) Xạ khuẩn:
- Xạ khuẩn ( Actinomycetes) là nhóm vi khuẩn thật ( Bacteria).
- Phần lớn các xạ khuẩn là các tế bào Gram dương, hiếu khí, hoại sinh, có cấu tạo dạng sợi,phân nhánh ( khuẩn ti).
- Xạ khuẩn có thể sinh sản nhiều sản phẩm trao đổi chất quan trọng, được dùng để sản xuất nhiều loại enzim ( proteinaza, amilaza, xenlulaza,….), 1 số vitamin và axit hữu cơ.
- Một số ít xạ khuẩn kị khí hoặc vi hiếu khí có thể gây ra các bệnh cho người, cho động vật và cho cây trồng. Một số xạ khuẩn ( thuộc chi Frankia) có thể tạo nốt sần trên rễ 1 số cây không thuộc bộ Đậu và có khả năng cố định nitơ.
Streptomyces
Dermatophilus
Norcadia
☻Đặc điểm hình thái của xạ khuẩn:
- Xạ khuẩn có cấu tạo dạng sợi phân nhánh. Hệ sợi của xạ khuẩn chia ra thành: khuẩn ti cơ chất và khuẩn ti khí sinh. Chi Actinomyces và vài chi khác chỉ có khuẩn ti khí sinh. Loại khuẩn ti không mang bào tử được gọi chung là khuẩn ti dinh dưỡng.
- Đường kính của khuẩn ti dinh dưỡng thay đổi trong khoảng 0,2 – 1μm đến 2 – 3 μm. Đa số xạ khuẩn có khuẩn ti không có vách ngăn và không tự đứt đoạn. Màu sắc hết sức phong phú: trắng, vàng, da cam, đỏ, lục…Khuẩn ti cơ chất có thể tiết ra môi trường một số loại sắc tố. Có sắc tố tan trong nước, có sắc tố chỉ tan trong dung môi hữu cơ.
- Khuẩn ti cơ chất phát triển một thời gian thì dài ra trong không khí thành những khuẩn ti khí sinh. Người ta còn gọi khuẩn ti khí sinh là khuẩn ti thứ cấp để phân biệt với khuẩn ti sơ cấp là loại khuẩn ti bất đầu phát triền từ những bào tử nảy mầm.
- Sau một thời gian phát triển trên đỉnh khuẩn ti khí sinh sẽ xuất hiện các sợi bào tử. Sợi bào tử có thể có hình dạng khác nhau: thẳng, lượn sóng… có loại mọc vòng đơn cấp, có loại mọc vòng 2 cấp.
- Một số xạ khuẩn có sinh nang bào tử, bên trong có chứa các bào tử nang.
- Bào tử của xạ khuẩn được hình thành theo 3 phương thức :
Các loại khuẩn ti ở xạ khuẩn
Phương thức phát triển toàn bộ : toàn bộ hay một bộ phận của thành khuẩn ti hình thành ra thành của bào tử.
Phương thức phát triển trong thành : thành bào tử sinh ra từ tầng nằm giữa màng nguyên sinh chất và thành khuẩn ti. Trường hợp này gặp ở Planomonospora.
Phương thức phát triển nội bào tử sinh thật : thành khuẩn ti không tham vào quá ti trình hình thành ra bào tử. Trường hợp này gặp ở Thermoactinomycetes.
- Thành tế bào xạ khuẩn có kết cấu lưới, dày khoảng 10 – 20 nm,có tác dụng duy trì hình dáng cầu khuẩn ti và bảo vệ tế bào.
- Chia thành tế bào của xạ khuẩn ra thành 4 nhóm:
+ Nhóm CW I: có chứa L, L-DAP (diaminopimelat) và glixin. ( Streptomyces, Streptoverticillium…).
+ Nhóm VW II: có chứa mezo-DAP (meso-diaminbopimelat) và glixin. (Micromonospora, Actinoplanes...).
+ Nhóm CW III: có chứa mezo-DAP (Dermatophilus, Geodermatophilus…).
+ Nhóm CW IV: có chứa mezo-DAP, arabinozơ và galactozơ. (Nocaridia, Oerskovia…)
- Màng tế bào chất của xạ khuẩn dày khoảng 7.5 – 10 nm. Chúng có cấu trúc và công năng cũng tương tự như màng tế bào chất của vi khuẩn.
- Thể trung gian hay mezoxom nằm ở phía trong của màng tế bào chất (CM) và có hình phiến, hình bọng và hình ống. Công dụng của thể trung gian là làm tăng diện tiếp xúc của CM và do đó làm tăng cường hoạt tính enzim, tăng chuyển điện tử…
- Các vật thể ẩn nhập trong tế bào chất của xạ khuẩn gồm có các hạt poliphotphat, các hạt polisaccarit.
- Bào tử trần là cơ quan sinh sản chủ yếu của xạ khuẩn. Bào tử trần được hình thành theo 2 phương thức khác nhau:
+ Vách ngăn hình thành dần từ phía trong của CM và tiến dần vào trong tạo ra những vách ngăn không hoàn chỉnh sau đó sợi bào tử mới phân cắt thành các bào tử trần.
+ Thành tế bào (CW) và CM đồng thời xuất hiện vách ngăn tiến dần vào phía trong và làm cho sợi bào tử phân cắt đồng thời tạo thành một chuỗi bào tử trần.
Các dạng bào tử trần
c) Vi khuẩn lam:
- Là một nhóm sinh vật nhân nguyên thủy thuộc vi khuẩn thật. Vi khuẩn lam có khả năng tự dưỡng quang năng nhờ chứa sắc tố quang hợp là chất diệp lục a.
- Vi khuẩn lam không thể gọi tảo vì chúng khác biệt rất lớn với tảo: Vi khuẩn lam không có lục lạp, không có nhân thực, có riboxom 7OS, thành tế bào có chứa peptidoglican do đó rất mẫn cảm với penixilin lizozim.
- VK lam có hình dạng và kích thước khác nhau, có thể là đơn bào hoặc dạng sợi đa bào.
Anabaena azollae
Anabaena azollae
- Tế bào sinh dưỡng của vi khuẩn lam có thể có hình cầu, hình elip rộng, hình quả lê, hình trứng, hình kéo dài về một phía, hình elip kéo dài, hình thoi, hình ống. Có tế bào đường kính chỉ khoảng 1μm (như chi Synechococcus) nhưng cũng có tế bào ciều ngang của sợi vượt quá 30 μm (như chi Oscillatoria).
- Tế bào vi khuẩn lam gần gũi với cấu tạo của vi khuẩn G-. Thành phần tế bào khá dầy phân thành 2 tầng, tầng ngoài là tầng lipopolisaccarit,tầng trong là tầng peptidoglican. Nhiều vi khuẩn lam còn tiết ra bên ngoài một lớp bao nhầy có cấu tạo polisaccarit. Bao nhầy có thể có nhiều hình thái khác nhau: lớp dịch nhầy, vỏ nhầy, bao nhầy.
- Bộ phận thực hiện quá trình quang hợp trong tế bào vi khuẩn lam được gọi là tilacoit (thylakoids), chúng có số lượng rất nhiều, có dạng bản xếp song song hay có dạng uốn khúc nằm ở gần màng tế bào chất. Trên màng có tilacoit có chứa chất dịp lục a, β -caroten, caroteno (như myxoxanthophyll, zeaxanthin,…) và các thành phần có liên quan đến chuỗi chuyển điện tử trong quang hợp.
Trên mặt ngoài của tilacoit có chứa phicobilixom ( 1 cấu trúc protein có dạng đĩa cấu tạo với 75% phicoxianin, 12%phicoeritrin, 12% allophicoxianin.). Sự hiện diện của phicobilixom và sự vắng mặt của clorophin b là đặc trưng của vi khuẩn lam có nguồn gốc cổ xưa (trước khi xuất hiện clorophin b của thực vật).
- Chức năng hấp thu ánh sáng được thực hiện bởi 2 sắc tố là phicoxianin màu lam và phicoeritrin màu đỏ. Nhờ đó mà vi khuẩn lam có khả năng thích ứng cao với từng sinh cảnh.
- Các chất dự trữ gặp trong tế bào vi khuẩn lam là glycogen, poli-β-hiđroxibutirat, volutin, xianophixin…
- Trong tế bào vi khuẩn lam có những cơ quan khá đặc trưng, đó là tế bào dị hình (dị hình bào, heterocyst), bào tử nghỉ (akinete), tảo đoạn (hormogonia), vi tiểu bào nang (mannocyst), hạt sinh sản (goniđium)…
Tế bào dị hình có thành dày, màu nhạt, không chứa sắc tố quang hợp, không chứa các hạt dự trữ, hình thành từ tế bào dinh dưỡng trên các vị trí khác nhau của sợi. Tế bào dị hình có thể hình thành đơn độc ở đầu sợi nhưng thường xếp thành dãy (2 – 10 tế bào) tùy vị trí mà tế bào dị hình có 1 nút (ở đầu hay ở bên) hoặc 2 – 3 lổ (ở giữa). Những lổ này có thành dày và nối tiếp giữa tế bào dị hình với các tế bào dinh dưỡng kế tiếp. Nhiều nghiên cứu cho biết tế bào dị hình là nơi có khả năng thực hiện quá trình cố định nitơ khi có oxi.
+Bào tử nghỉ: là loại tế bào nằm ở đầu hoặc ở giữa sợi có thành dày, màu thẩm và có tác dụng chống chịu cao với điệu kiện bất lợi.
+Tảo đoạn: là chuỗi các tế bào ngắn được đứt ra từ sợi vi khuẩn lam. Đó là kiểu sinh sôi nảy nở kiểu đặc trưng của một số chi vi khuẩn lam. Tảo đoạn có khả năng chuyển đoạn trong nước nhờ khả năng tiết ra chất nhày. Khi dừng chuyển động tảo đoạn có thể phát triển thành 1 sợi mới. Trong tảo đoạn có thể gặp các không bào khí, giúp cho vi khuẩn lam có thể trôi nổi gần mặt nước.
Hạt sinh sản
- Vi tiểu bào nang là các túi nhỏ bé được sinh ra từ bên trong tế bào mẹ do sự co nguyên sinh.
- Hạt sinh sản là 1 tế bào có màng nhày được sinh ra từ sợi vi khuẩn lam và làm chức năng sinh sản.
- Ở bộ Nostocales thường gặp dạng bào tử của vi khuẩn lam. Bào tử hình thành từng chiếc một từ tế bào dinh dưỡng và có thành dày. Ở một số chi bào tử có thể được sinh ra do sự dính kết một số tế bào dinh dưỡng lại, chiều dài của chúng có thể đạt tới 0.5 mm.
- Thành bào tử có lớp trong và lớp ngoài, giúp cho vi khuẩn lam chống chịu được với các điều kiện sống bất lợi. Khi có điều kiện thuận lợi bào tử sẽ nảy mầm để tạo ra một đoạn sợi mới.
- Có trường hợp bào tử được hình thành với số lượng lớn (trên 100) bằng cách phân chia liên tục tế bào chất của tế bào mẹ và phân hóa dần thành các bào tử.
- Ở vi khuẩn lam chưa phát hiện thấy các hình thức sinh sản hữu tính.
Giá trị của vi khuẩn lam:
- Nhiều vi khuẩn lam có khả năng cố định nitơ. Được sản xuất thành các chế phẩm dùng để lây nhiễm cho ruộng lúa nhằm giảm bớt việc tiêu dùng phân đạm hóa học (chi Nostoc, Anabaena,…).
- Một số có giá trị dinh dưỡng cao, có chứa một số hoạt chất có giá trị y học, lại có tốc độ phát triển nhanh khó nhiễm tạp khuẩn (Spirulina) được sản xuất để thu nhận sinh khối. Việc nuôi cấy tảo Spirulina ở vùng nông thôn tạo nguồn thức ăn bổ sung cho chăn nuôi, nghề nuôi tôm, cá.
Nuôi trồng tảo xoắn
Tảo xoắn ( Spirulina)
Nostoc
- Ở bề mặt ao hồ vào mùa hè có lúc vk lam phát triển quá mạnh gây nên hiện tượng “ nước nở hoa”, làm giảm lượng oxi trong nước, làm đói động vật phù du, gây hại cho cá, nhiều khi ảnh hưởng tới nguồn nước cung cấp cho các đô thị, các khu công nghiệp.
d.Nhóm vi khuẩn nguyên thủy:
☻Mycoplasma:
- Mycoplasma là vi sinh vật nguyên thủy chưa có thành tế bào,đó là loại sinh vật nhỏ nhất trong sinh giới có đời sống dinh dưỡng đọc lập.
Nhiều loại Mycoplasma gây bệnh cho động vật( bò, cừu, dê, lợn, gà, vịt…) và gây bệnh cho nguời. Một số loại MLO gây bệnh cho lúa, ngô, dâu, khoai tây, tre, nứa. Một số Mycoplasma có đời sống hoại sinh, thường gặp trong đất, trong nước bẩn, trong phân ủ. Mycoplasma có thể làm nhiễm bẩn các dung dịch dùng để nuôi cấy tổ chức động vật.
Mycoplasma có kích thuớc ngang khỏang 150- 300nm, thường là 250nm, khó thấy đuợc dưới kính hiển vi quang học bình thường. Mycoplasma không có thành tế bào, bắt màu G-, có tính đa hình thái, có dạng nhỏ đến mức lọt qua nến lọc vi khuẩn, dễ mẩn cảm với áp suất thẩm thấu, mẫn cảm với cồn, với các chất hoạt động bề mặt( xà phòng, bột giặt…), không mẫn cảm với penixilin, xicloserin, xephalosporin, basitrasin và các chất kháng sinh khác ức chế quá trình tổng hợp thành tế bào.
Mycoplasma tạo ra những khuẩn lạc rất nhỏ trên môi truờng thạch, đường kính khuẩn lạc thường chỉ vào khỏang 0,1 -1,0mm, nhiều khi có dạng như trứng ốplếp (trứng rán có lòng đỏ ở giữa).
Mycoplasma thường sinh sản theo phương thức cắt đôi. Chúng có thể sinh trưởng độc lập trên các môi trường nuôi cấy nhân tạo giàu chất dinh duỡng (có chứa máu hoặc cao nấm men). Mycoplasma có thể phát triển hơn cả trong điều kiện hiếm khí lẫn kị khí nghĩa là có cả kiểu trao đổi chất oxi hóa lẫn kiểu trao đổi chất lên men.
Mycoplasma chịu ức chế bởi các chất kháng sinh ngăn cản quá trình sinh tổng hợp protein (như eritromixin, tetraxiclin, lincomixin, gentamixin, kanamixin…).
Màng tế bào chất của Mycoplasma có chứa sterol cho nên rất mẫn cảm với chất kháng sinh thuộc nhóm polien như nistatin, amphoterixin, candixidin…
Mycoplasma
Ureaplasma
Spiroplasma
Anaeroplasma
Rickettsia là loại sinh vật nhân nguyên thủy G- chỉ có thể tồn tại trong tế bào các sinh vật nhân thực. Chúng khác với Mycoplasma ở chỗ có thành tế bào và không thể sống độc lập trong các môi trường nhân tạo. Chúng khác với Chlamydia ở chổ tế bào lớn hơn, không có dạng qua lọc, năng lực sinh tổng hợp khá mạnh và không tạo thành các thể bao hàm.
☻ Rickettsia:
* Đặc điểm chung của Rickettsia:
+Tế bào có kích thước thay đổi, loại nhỏ nhất chỉ là 0.25 x 1.0 μm, loại lớn nhất là 0.6 x 1,2 μm hoặc 0.8 – 2 μm.
+Tế bào có hình thái biến hóa, có thể có hình que, hình cầu, hình song cầu, hình sợi… Trong tế bào bị cảm nhiễm Rickettsia sắp xếp vô quy tắc nhưng thường tụ tập thành từng khối dày đặc.
+Có thành tế bào bắt màu G- nhưng khó nhuộm, thường dùng các phương pháp nhuộm Giemsa, Giménez, Macchiavello.
+Kí sinh bắt buột trong tế bào các sinh vật nhân thực.
Vật chủ thường là các động vật có chân đốt như ve, bét, bọ, rận… Đáng chú ý là các loài Dermacentor andersoni, Dermacentor gvariabilis, Pediculus humanus, Xenopsylla cheopis. Các động vật nhỏ bé này sẽ truyền mầm bệnh qua người và các động vật có xương sống khác.
+Sinh sản bằng phương thức phân cắt thành 2 phần đều nhau.
+Mẫn cảm với các chất kháng sinh như: penixilin, tetrexiclin, cloramphenicol, lincomixin.
+Có các chu trình trao đỗi năng lượng không hoàn chỉnh, phần lớn chỉ có thể sử dụng axit glutamic để sinh năng lượng chứ không sử dụng được glucose.
+Thường được nuôi cấy trong phôi gà, trong các động vật mẫn cảm, trong các tổ chức nuôi cấy (như dòng tế bào Hela).
+Mẫn cảm với nhiệt độ. Bị chết ở 56oC trở lên sau 30 phút.
Các loài Rickettsia gây bệnh chủ yếu ở người gồm có Rickettsia prowalzekii (gây bệnh sốt Rickettsia phát ban), R.tsutsugamushi (hay còn gọi là R. orientalis gậy bệnh Tsutsugamushi), R. mooseri (hay còn gọi là R. typhi, gậy bệnh sốt Rickettsia phát ban đại phương), Rochalimaea quintana (gây bệnh sốt chiến hào hay còn gọi là sốt 5 ngày), Coxiella burnetii (gây bệnh sốt Q, hay còn gọi là sốt Query), R. rickettsia (sốt phát ban núi đá).
☻ CHLAMYDIA:
Đó là 1 loại vi khuẩn rất bé nhỏ, qua lọc, Gˉ, có chu kỳ phát triển độc đáo, kí sinh bắt buộc trong tế bào các sinh vật nhân thật.
Chlamydia khác virus ở những điểm sau đây:
Có cấu tạo tế bào.
Có chứa đồng thời 2 loại acid nucleic: AND và ARN.
Có thành phần tế bào chứa peptidoglycan đặc trưng cho vi khuẩn G.
Có ribosome trong tế bào.
Có hệ thống enzyme không hoàn chỉnh, thiếu các enzyme vào quá trình trao đổi sinh năng lượng, do đó bắt buộc phải kí sinh trong các tế bào có nhân thật.
Phân cắt thành hai phần bằng nhau lúc sinh sôi nảy nở.
Rất mẫn cảm với các chất kháng sinh và sulphamit (riêng Chlamydia psittaci có tính đề kháng cao đối với sulphamit)
Trong phòng thí nghiệm có thể nuôi cấy trong màng bao lòng đỏ trứng gà, trong khoang bụng chuột bạch, trên tế bào Hela..
Chlamydia có một chu kỳ sống khá đặc biệt:
Dạng cá thể có khả năng xâm nhiễm gọi là nguyên thể. Đó là loại tế bào hình cầu có thể chuyển động, đường kính nhỏ bé (0,2-0,5 micromet) nhuộm Giesma bắt nàu tím, nhuộm Macchiavello bắt màu đỏ. Nguyên thể bám chắc được vào mặt ngoài của tế bào vật chủ và có tính cảm nhiễm cao.
Lúc nguyên thể gặp tế bào dễ cảm nhiễm phần không chịu nhiệt ở bề mặt nguyên thể hấp thụ lên phần thụ thể mẫn cảm với men của tụy tạng. Nhờ tác dụng thực bào của tế bào vật chủ mà nguyên thể xâm nhập vào trong tế bào, phần màng bao quanh nguyên thể biến thành không bào. Nguyên thể lớn dần lên trong không bào và biến thành thuỷ thể.
Thuỷ thể (thuỷ = nguyên thuỷ) còn gọi là thể dạng lưới, là loại tế bào hình cầu màng mỏng, khá lớn, (đường kính 0,8- 1,5 micromet). Thuỷ thể liên tiếp phân cắt thành 2 phần đều nhau và tạo thành vi khuẩn lạc trong tế bào chất của vật chủ. Về sau một lượng lớn các tế bào con lại phân hoá thành các nguyên thể nhỏ hơn nữa, màng dày có tính cảm nhiễm. khi tế bào vật chủ bị phá vỡ các nguyên thể được giải phóng ra sẽ xâm nhiễm vào các tế bào khác.
☺Dưới đây là bảng tóm tắt vài đặc điểm so sánh giữa nguyên thể và thuỷ thể của Chlamydia:
2.1.2 Vi khuẩn cổ (Archaeobacteria):
Vi khuẩn cổ Sulfolobus
Vi khuẩn cổ là một phân nhóm lớn trong sinh vật nhân sơ (prokaryote, cùng vi khuẩn). Archeae là một phân ngành chính của những sinh vật sống, mặc dù chưa có sự chắc chắn nào về sự hình thành loài.
Archeae (vi khuẩn cổ), Eukaryote (sinh vật nhân chuẩn) và Bacteria (vi khuẩn) là những phân nhóm cơ bản, trong cái được gọi là hệ thống 3 ngành chính. Về vị trí phân loại của những sinh vật này có nhiều điểm chưa thống nhất vì chúng có những đặc điểm giống với vi khuẩn nhưng cũng mang nhiều đặc điểm của sinh vật nhân chuẩn.
Giống vi khuẩn, vi khuẩn cổ là những sinh vật đơn bào thiếu nhân (nucleic), do đó chúng là sinh vật nhân sơ, được phân loại là thuộc về giới Monera trong các phân loại truyền thống 5 giới. Tuy nhiên, vi khuẩn cổ và sinh vật nhân chuẩn lại có quan hệ họ hàng gần gũi với nhau hơn là so với vi khuẩn thật sự (Eubacteria), và chúng được nhóm cùng nhau trong nhánh Neomura, được cho là đã phát sinh từ các vi khuẩn Gram dương.
Ban đầu người ta tìm thấy chúng ở những môi trường sống khắc nghiệt, nhưng sau này người ta tìm thấy chúng ở hầu hết môi trường sống.
So sánh với vi khuẩn và sinh vật nhân chuẩn :
Archaea là tương tự như các sinh vật nhân sơ khác ở phần lớn các khía cạnh của cấu trúc tế bào và trao đổi chất.
Tuy nhiên, các quá trình sao mã và phiên dịch gen của chúng - hai quá trình trung tâm trong sinh học phân tử - lại không thể hiện các đặc trưng điển hình của vi khuẩn, mà lại cực kỳ giống với các đặc trưng của sinh vật nhân chuẩn.
Ví dụ :
Sự phiên dịch gen ở vi khuẩn cổ sử dụng sự khởi đầu và các hệ số kéo dài tương tự như ở sinh vật nhân chuẩn, còn sự phiên dịch gen của chúng có sự tham gia của các protein liên kết TATA và TFIIB, giống như ở sinh vật nhân chuẩn. Nhiều gen tARN và rARNA ở vi khuẩn cổ chứa các intron duy nhất có ở các vi khuẩn cổ, không có ở các intron của sinh vật nhân chuẩn mà cũng chẳng có ở vi khuẩn.
Một vài đặc trưng khác cũng làm cho Archaea tách rời ra khỏi vi khuẩn và sinh vật nhân chuẩn. Không giống như phần lớn các vi khuẩn, chúng có màng tế bào đơn không có thành peptidoglycan. Ngoài ra, cả vi khuẩn và sinh vật nhân chuẩn đều có các màng bao gồm chủ yếu là các lipit dạng este của glycerol, trong khi ở vi khuẩn cổ lại là màng từ các lipit dạng ête của glycerol.
NRC-1 c?a Halobacteria
Nguồn gốc và tiến hóa ban đầu :
Thuật ngữ sinh học Archaea không nên nhầm lẫn với thuật ngữ địa chất học Archean (đại Archeozoic hay liên đại Thái cổ). Thuật ngữ sau được dùng đẻ chỉ tới thời kỳ nguyên thủy của lịch sử Trái Đất khi Archaea và Bacteria là những sinh vật duy nhất sống trên hành tinh này.
Các hóa thạch có thể là của những vi sinh vật này đã được xác định niên đại tới khoảng 3,8 tỷ năm trước (3.800 Ma). Các dấu tích của chúng được tìm thấy trong trầm tích ở miền tây Greenland, trầm tích cổ nhất đã phát hiện được.
2.2.2 VI TẢO :
Vi tảo là tảo hiển vi có sắc tố quang hợp.Vi tảo đơn giản nhất là cơ thể đơn bào hay tảo đơn bào, như tập đoàn Volvox, Pediastrum, Scenendesmus (thuộc nhóm Archethaller) hay phức tạp hơn có bộ phận đính
ba?m vào bộ phận dựng đứng như các sợi phân nhánh hay không (có thể có vách ngăn tạo thành các tế bào tương đối độc lập hay không có vách ngăn như một ống cộng bào,những tảo này phân chia bằng cách chia:
+ Các tế bào lạ ở giữa hay bằng cách rụng tế bào ở đầu cùng, chúng sinh sản hữu tính bằng tiếp hợp đẳng giao hay dị giao.
+ Các sắc tố quang hợp và hổ trợ ở các nhóm tảo khác nhau thì khác nhau,hiện nay đã biết 6 nhóm tảo với các sắc tố dã được nghiên cứu kĩ.
Bảng so sánh các loại vi tảo thường gặp:
2.2.3 Một số động vật nguyên sinh:
Động vật đơn bào là những cơ thể đơn bào nhân chuẩn,chúng thường dinh dưỡng hữu cơ, một số nhỏ quang dưỡng.
Hiện nay nhiều nhà nghiên cứu động vật nguyên sinh coi động vật nguyên sinh là một phân giới (Subkingdom) gồm 8 nhánh, nằm trong giới nguyên sinh (Protista).
Dựa trên cơ sở dạng nhân, cách sinh sản và cơ chế vận động ta chia làm các nhánh sau:
Nhánh Sarcomastigophora bao gồm các cơ thể có roi và amip, nhưng cơ thể chỉ có một nhân.
Nhánh Actinopoda giống với những động vật nguyên sinh có đối xứng phóng xạ, chúng thường có bộ khung vô cơ mảnh mai.
Nhánh Labyrinthomorpha
Nhánh Apicomplexa
Nhánh Microspora
Nhánh Ascetospora
Nhánh Myxozoa
Các loài có đời sống hoại sinh hoặc kí sinh
Nhánh Ciliophora gồm những động vật nguyên sinh có lông và có hai dạng nhân trong tế bào.
Với hơn 30000 loài được mô tả, động vật đơn bào là những "cư dân" ở đất và nước. Nhiều động vật đơn bào có vai trò quan trọng ở các lớp bùn hoạt tính tại các trạm lọc nước thải.
?Một số nhóm động vật đơn bào và tính chất của chung:�
a) Nhóm Mastigophora
Có một hoặc là nhiều roi (Flagella) tế bào có thể chia dọc
Sống ở nước ngọt, ký sinh trên động vật.
Ví dụ: Trypanosoma,Giardia, Leishmania.
Trypanosoma
Giardia
Leishmania
b) Nhoùm Sarcodina
Daïng Amip, giaû tuùc, khoâng roi, chia ñoâi.
Soáng ôû nöôùc ngoït vaø maën, kí sinh treân ñoäng vaät.
Ví duï: Amoeba, Entamoeba.
Amoeba
Entamoeba
c) Nhóm Sporozoa
Thường bất động, một số có thể trườn, bò, chia đôi, kí sinh động vật, sâu bọ.
Có cơ quan đỉnh giúp chúng xâm nhập vào tế bào vật chủ.
Giai đoạn đơn bội chiếm phần lớn vòng đời phát triển.
Kí sinh sơ cấp trên động vật chân đốt, tác nhân truyền bệnh kí sinh.
Ví dụ: Plasmodium(gây bệnh sốt rét cơn Malaria), Toxoplasma
Plasmodium
Toxoplasma
d) Nhóm Ciliophora
Nhiều roi ngắn (tiêm mao, cilia), chia đôi ngang, mỗi tế bào thường có nhân lớn và nhân bé làm chức năng khác nhau.
Sinh sản hưũ tính bằng tiếp hợp.
Sống ở nước ngọt và mặn, kí sinh trên động vật, trong dạ của động vật nhai lại.
Ví dụ: Paramecium, Balantidium
Paramecium
Balantidium
e) Nhóm Cnidospora
Hình thành chuỗi bào tử nhờ sợi phình ra và cắt khúc.
Có tế bào chích, có thể phóng ra ngoài thành gai bám.
Giai đoạn lưỡng bội chiếm phần lớn vòng đời phát triển.
Kí sinh trên động vật có xương và không xương.
Ví dụ: Nosema gây bệnh tầm gai.
Nosema
Chương IV: DINH DƯỠNG, SINH TRƯỞNG PHÁT TRIỂN CỦA VI SINH VẬT
4.1. CÁC KIỂU DINH DƯỠNG Ở VI SINH VẬT
4.1.1.Nhu cầu dinh dưỡng và năng lượng
Các chất dinh dưỡng đối với vi sinh vật là bất kỳ chất nào được vi sinh vật hấp thụ từ môi trường xung quanh và được chúng sử dụng làm nguyên liệu để cung cấp cho quá trình sinh tổng hợp tạo ra các thành phần của tế bào hoặc để cung cấp cho quá trình trao đổi năng lượng.
Quá trình hấp thụ các chất dinh dưỡng để thoả mãn mọi nhu cầu sinh trưởng và phát triển được gọi là quá trình dinh dưỡng. Chất dinh dưỡng phải là những hợp chất có tham gia vào các quá trình trao đổi chất nội bào.
Thành phần hoá học của tế bào vi sinh vật quyết định nhu cầu dinh dưỡng của chúng. Thành phần hoá học của các chất dinh dưỡng được cấu tạo từ các nguyên tố C, H, O, N, các nguyên tố khoáng đa và vi lượng
Lượng các nguyên tố chứa ở các vi sinh vật khác nhau là không giống nhau. Trong các điều kiện nuôi cấy khác nhau, tương ứng với các giai đoạn phát triển khác nhau, lượng các nguyên tố chứa trong cùng một loài vi sinh vật cũng không giống nhau. Trong tế bào vi sinh vật các hợp chất được phân thành hai nhóm lớn: (1) nước và các muối khoáng; (2) các chất hữu cơ.
Nước và muối khoáng: Nước chiếm 70 đến 90% khối lượng cơ thể vi sinh vật. Phần nước có thể tham gia vào quá trình trao đổi chất của vi sinh vật được gọi là nước tự do. Đa phần nước trong vi sinh vật đều ở dạng nước tự do. Nước kết hợp là phần nước liên kết với các hợp chất hữu cơ cao phân tử trong tế bào. Nước liên kết mất khả năng hoà tan và lưu động.
Muối khoáng chiếm khoảng 25 % khối lượng khô của tế bào. Chúng thường tồn tại dưới các dạng muối sunfat, phosphat, cacbonat, clorua...Trong tế bào chúng thường ở dạng các ion. Các ion trong tế bào vi sinh vật luôn luôn tồn tại ở những tỷ lệ nhất định, nhằm duy trì độ pH và áp suất thẩm thấu thích hợp cho từng loại vi sinh vật.
Chất hứu cơ trong tế bào vi sinh vật chủ yếu được cấu tạo bởi các nguyên tố: C, H, O, N, P, S...Riêng các nguyên tố C, H, O, N 97% toàn bộ chất khô của tế bào.
Đó là các nguyên tố chủ yếu chiếm tới 90% cấu tạo nên protein, axit nucleic, lipit, hydrat - cacbon. Trong tế bào vi khuẩn các hợp chất đại phân tử chỉ chiếm 3,5% , còn các ion vô cơ chỉ có 1%.
Vitamin cũng có sự khác nhau rất lớn về nhu cầu của vi sinh vật. Có những vi sinh vật tự dưỡng chất sinh trưởng, chúng có thể tự tổng hợp ra các vitamin cần thiết. Nhưng cũng có nhiều vi sinh vật dị dưỡng chất sinh trưởng, chúng đòi hỏi phải cung cấp nhiều loại vitamin khác nhau với liều lượng khác nhau.
Nguồn thức ăn carbon của vi sinh vật
Căn cứ vào nguồn thức ăn carbon người ta chia sinh vật thành các nhóm sinh lý tự dưỡng và dị dưỡng. Tuỳ nhóm vi sinh vật mà nguồn carbon được cung cấp có thể là các chất vô cơ (CO2, NaHCO3, CaCO3...) hoặc chất hữu cơ. Giá trị dinh dưỡng và khả năng hấp thụ các nguồn thức ăn khác nhau phụ thuộc vào hai yếu tố: một là thành phần hoá học và tính chất sinh lý của nguồn thức ăn này, hai là đặc điểm sinh lý của từng loại vi sinh vật.
Thường sử dụng đường làm nguồn carbon khi nuôi cấy phần lớn các vi sinh vật dị dưỡng.
Trong các môi trường chứa tinh bột trước hết phải 700oC, sau đó đun sôi rồi mới đưa đi tiến hành hồ hoá tinh bột ở nhiệt độ 60oC khử trùng.
Celluloza được đưa vào các môi trường nuôi cấy vi sinh vật phân giải celluloza dưới dạng giấy lọc, bông hoặc các dạng celluloza .
Khi sử dụng lipit, parafin, dầu mỏ... làm nguồn carbon nuôi cấy một số loài vi sinh vật, phải thông khí mạnh để tạo từng giọt nhỏ để có thể tiếp xúc được với thành tế bào của vi sinh vật.
Các hợp chất hữu cơ chứa cả C và N (pepton, nước thịt, nước chiết ngô, nước chiết nấm men, nước chiết đại mạch, nước chiết giá đậu...) có thể sử dụng vừa làm nguồn C vừa làm nguồn N đối với vi sinh vật.
Trong công nghiệp lên men, rỉ đường là nguồn carbon rẻ tiền và rất thích hợp cho sự phát triển của nhiều loại vi sinh vật khác nhau.
Nguồn thức ăn nito của vi sinh vật
Nguồn nito dễ hấp thụ nhất đối với vi sinh vật là NH3 và NH4+.
Muối nitrate là nguồn thức ăn nito thích hợp đối với nhiều loại tảo, nấm sợi và xạ khuẩn nhưng ít thích hợp đối với nhiều loại nấm men và vi khuẩn. Thường sử dụng muối NH4NO3- để làm nguồn nito cho nhiều loại vi sinh vật.
Nguồn nito dự trữ nhiều nhất trong tự nhiên chính là nguồn khí nito tự do (N2) trong khí quyển.
Vi sinh vật còn có khả năng đồng hoá rất tốt nito chứa trong các thức ăn hữu cơ.
Nguồn nito hữu cơ thường được sử dụng để nuôi cấy vi sinh vật là pepton loại chế phẩm thuỷ phân không triệt để của một nguồn protein nào đấy.
Nhu cầu về acid amin của các loại vi sinh vật khác nhau là rất khác nhau.
Nguồn thức ăn khoáng của vi sinh vật
Khi tạo các môi trường tổng hợp (dùng nguyên liệu là hoá chất) bắt buộc phải bổ sung đủ các nguyên tố khoáng cần thiết. Nồng độ cần thiết của từng nguyên tố vi lượng trong môi trường thường chỉ vào khoảng 10 - 8 M.
Nhu cầu khoáng của vi sinh vật cũng không giống nhau đối với từng loài, từng giai đoạn phát triển.
Nhu cầu về chất sinh trưởng của vi sinh vật
Một số vi sinh vật muốn phát triển cần phải được cung cấp những chất sinh trưởng thích hợp nào đó. Đối với vi sinh vật chất sinh trưởng là một khái niệm rất linh động. Chất sinh trưởng có ý nghĩa nhất là những chất hữu cơ cần thiết cho hoạt động sống của một loài vi sinh vật nào đó không tự tổng hợp được ra chúng từ các chất khác. Như vậy những chất được coi là chất sinh trưởng của loại vi sinh vật này hoàn toàn có thể không phải là chất sinh trưởng đối với một loại vi sinh vật khác.
Thông thường các chất được coi là các chất sinh trưởng đối với một loại vi sinh vật nào đó có thể là một trong các chất sau đây: các gốc kiềm purin, pirimidin và các dẫn xuất của chúng, các acid béo và các thành phần của màng tế bào, các vitamin thông thường...
4.1.2 Các hình thức dinh dưỡng
Căn cứ vào dạng năng lượng sử dụng vi sinh vật có thể được chia làm 2 loại:
Vi sinh vật quang dưỡng (Phototroph) hay quang tổng hợp. Những cơ thể có thể lấy năng lượng từ các tia sáng dù trong trao đổi chất của mình.
Những vi sinh vật hóa dưỡng (Chemotroph) sử dụng năng lượng oxi hóa của các sản phẩm hữu cơ hay vô cơ (muối vô cơ) trong trao đổi chất của mình. Các vi khuẩn quang dưỡng có thể cần các hợp chất vô cơ hay hữu cơ làm nguồn cho điện tử, do đó người ta gọi là những vi khuẩn quang dưỡng vô cơ (Photolitotroph)
và quang dưỡng hữu cơ (Photoorganotrph).
Các cơ thể quang dưỡng vô cơ hay quang tự dưỡng (Photoautotroph) chuyển năng lượng ánh sáng thành năng lượng chuyển hóa vật chất (ATP) và chất có tính khử (NADPH). CO2 là nguồn carbon chủ yếu, H2O hay H2S là chất cho electron: ở đây có thể là những vi khuẩn quang hợp thải oxi giống như cây xanh như nhiều loại vi khuẩn lam (Gloeocapsa, Spirulina, Anabaena, Nostoc và Prochloron), các tảo đơn bào hoặc là quang hợp không thải oxi như các vi khuẩn lục thuộc họ
Chlorobacteriaceae (Chlorobium, Thiosulfatophilum… đây là những vi khuẩn quang dưỡng vô cơ kị khí với sự có mặt H2S hoặc S2O3-, chúng không có khả năng quang dị dưỡng).Các vi khuẩn lưu huỳnh màu tía thuộc bộ Thiordobacteriales như Chromatium, những vi khuẩn này có khả năng phát triển trên môi trường muối vô cơ như nhiều loại cây xanh, đây là những vi khuẩn kị khí quang dưỡng vô cơ khi có mặt trong môi trường S hoặc H2S.
Các vi khuẩn quang dưỡng hữu cơ hay
quang dị dưỡng (Photoheterotroph) dùng ánh sáng làm nguồn năng lượng và hợp chất hữu cơ làm nguồn carbon cơ bản, như các vi khuẩn màu tía không lưu huỳnh thuộc bộ Athorhodobacteriles, họ Athiorhodaceae, các loài thuộc giống Rhodospirillum. Những vi khuẩn này thiên về vi hiếu khí (Microaerophile), là những vi khuẩn quang dưỡng hữu cơ, không có khả năng phát triển với H2S là chất cho electron độc nhất; chất cho electron của chúng là acetat, succinat hay hidrogen.
Các vi khuẩn hóa dưỡng vô cơ hay hóa tự dưỡng (Chemolithotroph) sử dụng năng lượng hóa học và CO2 . Năng lượng có được là nhờ oxi hóa các hợp chất vô cơ khử NH4+ ,NO3,H2,H2S, S,S2O3-,CO, Fe2+,Mn2+. Chúng hính thành một nhóm rất hạn chế tham gia vào các chu trình vật chất sống ở trong đất và nước, như Hydrogenomonas oxi hóa hydrogen, Nitrosomonas oxi hóa NH3, Nitrobacter oxi hóa nitrite, Thiobacillus oxi háo các hợp chất khử của lưu huỳnh…
Các cơ thể hóa dưỡng hữu cơ hay hóa dị dưỡng (Chemoheterotroph) bao gồm các vi khuẩn, nấm,
động vật nguyên sinh, động vật, những cơ thể sử dụng năng lượng hóa học và một cơ chất hữu cơ làm nguồn carbon chủ yếu. Một nhóm lớn các vi khuẩn hóa dưỡng hữu cơ là những vi sinh vật gây bệnh hoặc rất được chú ý trong y học, các vi khuẩn tạp nhiễm vào thức ăn, các vi khuẩn được sử dụng trong công nghiệp để tổng hợp các chất kháng sinh, các loại vitamin, các acid amin…
Vi khuẩn kí sinh là những vi sinh vật sống trong tế bào chủ như các loài Rickettsia, Chlamydia… chúng lấy năng lượng và các chất từ cơ thể chủ nhờ kí sinh bắt buộc.
Tùy thuộc vào nguồn carbon, những vi sinh vật được chia thành 2 nhóm lớn: vi sinh vật tự dưỡng và vi sinh vật dị dưỡng.
Các vi sinh vật tự dưỡng (autotroph) có thể sinh trưởng phát triển trên môi trường vô cơ chứa CO2 là nguồn carbon duy nhất.
Các vi sinh vật dị dưỡng (heterotroph) đòi hỏi các hợp chất hữu cơ để phát triển.
Các vi sinh vật dị dưỡng có thể phân giải vô số các hợp chất hidrate carbon khác nhau: Một số dùng các phản ứng đơn giản như rượu cồn. Acid acetic và acid lactic; một số khác phân giải các hợp chất phức tạp hơn như các loại đường, các polysacharide.
4.1.3. Các nguyên tố dinh dưỡng đa lượng và vi lượng
A.Các nguyên tố đa lượng:
Gồm C, H, O, N, S, P, K, Ca, Fe, chiếm 95% sinh khối khô của vi sinh vật. Các chất này được vi sinh vật sử dụng để xây dựng nên glucid, lipit, protein và acid nucleic (6 nguyên tố đầu chiếm khoảng 10-2 mol/l, 4 nguyên tố còn lại tồn tại dưới dạng cation và được thực hiện vào các chức năng khác nhau):
+ K: Rất cần để hoạt hóa nhiều loại enzyme,trong đó có enzyme tổng hợp protein.
+ Ca: Giúp cho nội bào phân tửu bền nhiệt
+ Mg: Là cofactor của nhiều enzyme, nó hình thành một phức chất với ATP làm bền vững các ribosome và màng tế bào.
+ Fe: Tổng hợp citochrom và là cofactor của nhiều loại enzyme và các protein vận chuyển electron.
B.Các nguyên tố vi lượng (vi chất dinh dưỡng):
Gồm Mn, Zn, Co, Mo, Ni, Cu được vi sinh vật sử dụng với lượng rất nhỏ (10-5-10-6) nhưng không thể thiếu được.
+ Zn: Có mặt trong phần hoạt tính của một số enzyme tham gia vào tổ hợp các tiểu phần điều chỉnh và xúc tác aspartate transcacbamylaza của E.coli.
+ Mn: Cần thiết để tạo nên enzyme xúc tác vận chuyển nhóm phosphate.
+ Mo: Cần thiết để tạo nên enzyme cố định nito phân tử.
+ Co: Là thành phần của vitamin B12.
+ Các nguyên tố này thường có sẵn trong nước, trong môi trường sống tự nhiên của vi sinh vật.
4.1.4. Các nhân tố sinh trưởng
Một số vi sinh vật đã mất đi hoặc hoàn toàn không có khả năng tổng hợp một số hợp chất hữu cơ ( acid amin, nucleotide, purin, pyrimidin, vitamin…) rất cần thiết cho hoạt động sống cũng như cho việc xây dựng vật chất của tế bào.
Có những vi sinh vật (auxotroph) cần những nhân tố xác dịnh phải có trong môi trường để sống, ngược lại có những vi sinh vật (Prototroph) lại không cần thiết hợp chất đó.
Muốn biết một loài vi sinh vật cần nhân tố sinh trưởng nào để sống thì người ta nuôi dưỡng chúng trên môi trường thích hợp, với những vi sinh vật đó chỉ cho thêm hoặc không có hợp chất cần nghiên cứu.
Nhân tố sinh trưởng là những hợp chất bắt buộc cần phải bổ sung cho vi sinh vật vì chúng không có khả năng tổng hợp.
Có những hợp chất bản thân vi sinh vật tự tổng hợp được một phần, cần bổ sung vào như là tác nhân kích thích.
Nhu cầu về nhân tố sinh trưởng đối với vi sinh vật luôn luôn bị thay đổi theo điều kiện nuôi cấy (Muccor rouxii cần vitamin, biotin và tiamin chỉ trong điều kiện kị khí).
Vitamin nhóm B là loại nhân tố sinh trưởng đầu tiên phát hiện thấy ở vi sinh vật. Hầu hết các vitamin của nhóm này giữ vai trò cofecmen hoặc tham gia vào thành phần fecmen. Có khoảng 15 loại vitamin mà các vi sinh vật cần dến với mức độ khác nhau. Ở động vật nguyên sinh và vi khuẩn lactic cần 5-6 loại vitamin (rất cần biotin và taamin). Đối với các loài tảo thì nhu cầu B12 thể hiện rất rõ.
4.2. CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SINH TRƯỞNG CỦA VI SINH VẬT
4.2.1. Các tác nhân lý học:
a. Nhiệt độ:
Nhiệt độ có ảnh hưởng sâu sắc không những đối với sự sinh sản của vi sinh vật mà còn đối với sự trao đổi chất của chúng (ảnh hưởng đến tốc độ của các phản ứng hóa học và sinh hóa học).
Căn cứ vào nhiệt độ tối ưu của sự phát triển, người ta phân biệt thành các loại vi sinh vật sau:
Những vi sinh vật ưa ấm sống ở nhiệt độ trung bình khoảng 20 và 400C(tối ưu ở 30-370C).
Những vi sinh vật ưa lạnh có nhiệt độ tối ưu cho sự sinh trưởng và phát triển ở khoảng 100C, nhưng chúng có thể phát triển ở 00C.
Các vi sinh vật ưa nhiệt sinh sản tốt nhất ở nhiệt độ khoảng 45 - 550C.
Những vi sinh vật ưa (nóng) nhiệt độ cao có nhiệt độ sinh trưởng tối ưu ở khoảng 700C hay hơn nữa (ví dụ nhiều loại vi sinh vật cổ ưa nóng).
Sự phân định các nhóm trên không phải là tuyệt đối mà thường giới hạn giữa các nhóm có phần xen cài lên nhau. Phần lớn các vi sinh vật là ưa ấm trung bình. Nấm mốc và nấm men là những vi sinh vật ưa mát, nhưng có một số nấm men có thể phát triển được ở 450C và một số khác ở 10C (nhóm ưa lạnh). Các vi khuẩn gây bệnh trên người và động vật, hệ vi khuẩn bình thường trên da hoặc niêm mạc, các vi sinh vật hoại sinh ở môi trường quanh ta tham gia vào quá trình phân giải các chất hữu cơ, thuộc về những cơ thể ưa ấm.
Các vi khuẩn ưa nhiệt thường gặp ở các loài của giống Bacillus và Clostridium.
Đôi khi có ngoại lệ: gần đây khoa học đã phát hiện được các vi sinh vật cổ sống ở đáy biển, ở nguồn nước nóng có thể chịu được nhiệt độ đến 2500C, với áp suất 256 atm (ví dụ: Pyroditium occultum).Những loài này có thể chịu được áp suất đặc biệt cao như vậy gọi là những vi sinh vật ưa áp.Những vi sinh vật ưa mát hay ưa lạnh phân bố rộng rãi trong tự nhiên. Đó thường là những trực khuẩn Gram âm không sinh bào tử thuộc các giống Pseudomonas, Cytophaga, Flavobacterium, Acinetobacter, Aeromonas.
Chúng có thể tập nhiễm và làm biến chất rất nguy hiểm đối với các sản phẩm sinh học (máu hay các chất t�
* Một số tài liệu cũ có thể bị lỗi font khi hiển thị do dùng bộ mã không phải Unikey ...
Người chia sẻ: Nguyễn Võ Thanh Kiều
Dung lượng: |
Lượt tài: 0
Loại file:
Nguồn : Chưa rõ
(Tài liệu chưa được thẩm định)