(Bacteria vs actinobacteria) vi khuẩn và xạ khuẩn

BÁO CÁO MÔN SINH HỌCCHỦ ĐỀ 3: VI KHUẨN XẠ KHUẨN•VI KHUẨN…………………………………………………………2I.KHÁI QUÁT……………………………………………..4II.VỊ TRÍ PHÂN LOẠI……………………………………..4III.ĐẶC ĐIỂM CHUNG……………………………………..1.Cấu tạo tế bào2.Hình dạng3.Dinh dưỡng4.Sinh sảnIV.LỢI ÍCH VÀ TÁC HẠI…………………………………..19V.ỨNG DỤNG CHUNGỨng dụng của vi khuẩn LacticỨng dụng của vi khuẩn BACILLUS.SPVI.VÍ DỤVi khuẩn EcoliVi khuẩn lamVi khuẩn HP•XẠ KHUẨNI.KHÁI QUÁTII.VỊ TRÍ PHÂN LOẠIIII.ĐẶC ĐIỂM CHUNG1.Cấu tạo tế bàoIV.SINH SẢNV.LỢI ÍCH VÀ TÁC HẠIVI.ỨNG DỤNG CHUNGỨng dụng xạ khuẩn Streptomyces trong sản xuấtỨng dụng xạ khuẩn Streptomyces trong nuôi trồng thủy sảnỨng dụng xạ khuẩn Streptomyces trong nông nghiệp

ĐẠI HỌC QUỐC GIA

TP HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG PHỔ THÔNG

NĂNG KHIẾU

✯✯✯✯

BÁO CÁO MÔN SINH HỌC

CHỦ ĐỀ 3: VI KHUẨN - XẠ KHUẨN

BÁO CÁO MÔN SINH HỌC CHỦ ĐỀ 3: VI KHUẨN - XẠ KHUẨN

 VI KHUẨN………2

I KHÁI QUÁT……… 4

II VỊ TRÍ PHÂN LOẠI……… 4

III ĐẶC ĐIỂM CHUNG………

1 Cấu tạo tế bào 2 Hình dạng 3 Dinh dưỡng 4 Sinh sản IV LỢI ÍCH VÀ TÁC HẠI……… 19

V ỨNG DỤNG CHUNG

Ứng dụng của vi khuẩn Lactic Ứng dụng của vi khuẩn BACILLUS.SP

VI VÍ DỤ

Vi khuẩn Ecoli

Vi khuẩn lam

Vi khuẩn HP

 XẠ KHUẨN

I KHÁI QUÁT

II VỊ TRÍ PHÂN LOẠI

III ĐẶC ĐIỂM CHUNG

MỤC LỤC

1 Cấu tạo tế bào

IV SINH SẢN

V LỢI ÍCH VÀ TÁC HẠI

VI ỨNG DỤNG CHUNG

Ứng dụng xạ khuẩn Streptomyces trong sản xuất

Ứng dụng xạ khuẩn Streptomyces trong nuôi trồng thủy sản

Ứng dụng xạ khuẩn Streptomyces trong nông nghiệp



I KHÁI QUÁT:

Vi khuẩn nhóm vi sinh vật có nhân nguyên thủy, cơ thể đơn bào, sinh sản chủyếu bằng hình thức trực phân, cơ thể nhỏ bé, muốn quan sát được phải sử dụng kinh

hiển vi Một số có khả năng gây bệnh cho người, động vật, và thực vật một số có

khả năng tiết kháng sinh (Bacillus subtillis) đa số sống hoại sinh trong tự nhiên.

II VỊ TRÍ PHÂN LOẠI :

GIỚI: Prokaryotae

III ĐẶC ĐIỂM CHUNG :

1 CẤU TẠO:

VI KHUẨN

Màng nhân Có màng bao bọc Không có màng bao bọc

Bào quan Các bào quan có màng bao bọc Các bào quan không cómàng bao bọc

 Thành tế bào (Cell wall):

Thành tế bào còn gọi là vách tế bào, chiếm 10-40% trọng lượng khô của tếbào, độ dày thành tế bào vi khuẩn Gram âm là 10nm Gram dương là 14-18nm.Thành tế bào là lớp cấu trúc ngoài cùng, có độ rắn chắc nhất định để duy trì hinhdạng tế bào, có khả năng bảo vệ tế bào đối với một số điều kiện bất lợi Nồng độđường muối bên trong tế bào thường cao hơn bên ngoài tế bào (áp suất thẩm thấutương đương với dung dịch glucose 10-20%) do đó tế bào hấp thu kha nhiều nước

từ bên ngoài vào Nếu không có thành tế bào vững chắc thi tế bào sẽ bị phá vỡ Khithực hiện co nguyên sinh rồi quan sát dưới kinh hiển vi, thấy rõ lớp thành tế bào.Quan sát dưới kinh hiển vi điện tử thấy rõ hơn

 Vi khuẩn Gram dương:

Có thành phần cấu tạo cơ bản

là pepidoglycan hoặc còn

gọi là glucopeptit, murein, chiếm 95

% trọng lượng khô của thành, tạo ra

một màng polime xốp, không hòa tan

và rất bền vững, bao quanh tế bào

thành mạng lưới Cấu trúc của

pepidoglycan gồm 3 thành phần:

N acetylglucozamin, N

acetylmuramic và galactozamin

Thành tế bào vi khuẩn Gram dương

chứa pepidoglycan đầy đủ 4 lớp (chiếm >50% trọng lượng khô của thành) Ngoài

ra còn thấy thành phần acid teichoic (la cac polime của glycerol va ribitol photphat),gắn với pepidoglycan hay màng tế bào

 Vi khuẩn Gram âm:

Vách vi khuẩn Gram âm gồm một màng ngoài va một khoang chu chất chứa1-2 lớp pepidoglycan (chiếm 5-10%) trọng lượng khô vách, giữa lớp pepidoglycan

và màng ngoài có cầu nối lipoprotein Ngoài ra ở màng ngoài còn có thành phầnlipopolysaccharit và các protein LPS chiếm1-50 % trọng lượng khô của vách Phầnlipd của lipopolysaccharit là nội độc tố (gây sốt, tiêu chảy, phá hủy hồng cầu)

Thành phần Tỷ lệ % đối với khối lượng khô của thành tế bào

Acid teicoic

(Teichoic acid)

Bảng so sánh cấu trúc vách tế bào vi khuẩn Gram dương và Gram âm

 Màng tế bào chất (plasma membrane):

Màng sinh chất hay Màng tế bào chất (Cytoplasmic membrane, CM) ở vikhuẩn cũng tương tự như ở các sinh vật khác Chúng cấu tạo bởi 2 lớp phospholipid(PL), chiếm 30-40% khối lượng của màng, và các protein (nằm trong, ngoài hay

xen giữa màng), chiếm 60-70% khối lượng của màng Đầu phosphat của PL tíchđiện, phân cực, ưa nước ; đuôi hydrocarbon không tích điện, không phân cực, kỵnước.

Chức năng chủ yếu sau đây:

• Bao bọc khối tế bào chất, phân chia tế bào chất với môi trường và duy trì ápsuất bên trong tế bào

• Là một hàng rào thẩm thấu chọn lọc: cho phép những ion và các phân tử qualại hai phía của màng, ngăn cản một số chất đi vào đi ra Nên sẽ ngăn cản sự mấtmác chất cần thiết và có thể bổ xung những chất thiếu

• Là nơi khu trú của các enzyme của quá trình biến dưỡng quang trọng trongdinh dưỡng hô hấp, quang tổng hợp và các thành phần khác

• Là nơi chứa những phân tử chất nhân “recepteur” cho phép vi khuẩn nhận ra

và đáp ứng lại các cơ chất hoá họcrất cần thiết cho sự sống còn của vi sinh vậtnói chung vàvi khuẩn nói riêng

 Tế bào chất (Cytoplasm):

Tế bào chất (Cytoplasm) là phần vật chất dạng keo nằm bên trong màng sinhchất, chứa tới 80% là nước Trong tế bào chất có protein, acid nucleic, hydratcarbon, lipid, các ion vô cơ và nhiều nhiều chất khác có khối lượng phân tử thấp.Bào quan đáng lưu ý trong Cytoplasm là ribosom (ribosome) Ribosom nằm tự do

trong tế bào chất và chiếm tới 70% trọng lượng khô của Cytoplasm Ribosom gồm

2 tiểu phần (50S và 30S), hai tiểu phần này kết hợp với nhau tạo thành ribosom70S (S là đơn vị Svedberg- đại lượng đo tốc độ lắng khi ly tâm cao tốc.)

Trong tế bào chất của vi khuẩn còn có thể gặp các chất dự trữ như các hạtglycogen, hạt PHB (Poly-ß-hydroxybutyrat), Cyanophycin, Phycocyanin, các hạt dịnhiễm sắc (metachromatic body), các giọt lưu huỳnh

a) Mezoxom:

Mezoxom là một thể hình cầu gồm nhiều lớp màng cuộn lại với nhau, cóđường kính khoảng 250 nm Mezoxom chỉ xuất hiện khi tế bào phân chia, nó cóvai trò quan trọng trong việc phân chia tê bào và hình thành vách ngăn ngang

b) Riboxom:

Riboxom là nơi tổng hợp protein của tế bào, chứa chủ

yếu là ARN và protein Ngoài ra có chứa một ít lipit, và một

số chất khoáng Riboxom có đường kính khoảng 200A, cấu

tạo bởi hai tiêu thể 1 lớn 1 nhỏ Tiêu thể lớn có hằng số lắng

là 50S, tiêu thể nhỏ có hằng số lắng là 30S Mỗi tê bào vi

khuẩn có trên 1000 riboxom, trong thời kỳ phát triển mạnh

thì số riboxom tăng lên

c) Không bào (vacuole):

Có vai trò trong điều chỉnh áp lực thẩm thấu trong tế bào, được tạo bởi mànglipoproterin còn gọi là màng tonoplasm chứa các chất độc hại và chất thải trongquátrình hoạt động sống của tế bào

d)Không bào khí (vacuole gaseuse):

Giúp vi khuẩn nổi được trên mặt nước

e) Sắc tố: gồm 2 loại

 Sắc tố ở vi sinh vật không quang dưỡng: vai trò bảo vệ

 Sắc tố ở vi sinh vật quang dưỡng:vai trò trong quang hợp

 Tinh thể oxalat calci

 Tinh thể diệt côn trùng

 Thể nhân (nuclear body):

Thể nhân ( Nuclear body) ở vi khuẩn là dạng nhân nguyên thuỷ, chưa cómàng nhân nên không có hình dạng cố định, và vì vậy còn được gọi là vùng nhân.Khi nhuộm màu tế bào bằng thuốc nhuộm Feulgen có thể thấy thể nhân hiện màutím Đó là 1 nhiễm sắc thể (NST, chromosome) duy nhất dạng vòng chứa 1 sợi

ADN xoắn kép (ở Xạ khuẩn Streptomyces có thể gặp nhiễm sắc thể dạng thẳng) NST ở vi khuẩn Escherichia coli dài tới 1µm , có khối lượng phân tử là 3.109,chứa 4,6.106 cặp base nitơ Thể nhân là bộ phận chứa đựng thông tin di truyền của

vi khuẩn Ngoài NST, trong tế bào nhiều vi khuẩn còn gặp những ADN ngoài NST

Đó là những ADN xoắn kép có dạng vòng khép kín, có khả năng sao chép độc lập,chúng có tên là Plasmid.

 Bao nhầy (capsula):

Bao nhầy hay Giáp mô (Capsule) gặp ở một

số loài vi khuẩn với các mức độ khác nhau:

- Bao nhầy mỏng (Vi giáp mô, Microcapssule)

- Bao nhầy (Giáp mô, Capsule)

- Khối nhầy (Zooglea)

Muốn quan sát bao nhầy thường lên tiêu bản với mực tàu, bao nhày cómàu trắng hiện lên trên nền tối

Thành phần chủ yếu của bao nhầy là polysaccarid, ngoài ra cũng cópolypeptid và protein Trong thành phần polysaccarid ngoài glucose còn cóglucozamin, ramnose, acid 2-keto-3-deoxygalacturonic, acid uronic, acid pyruvic,acid axetic

Ý nghĩa sinh học của bao nhầy là:

- Bảo vệ vi khuẩn trong điều kiện khô hạn, bảo vệ vi khuẩn tránh bị thực bào

(trường hợp Phế cầu khuẩn-Diplococcus pneumoniae)

- Cung cấp chất dinh dưỡng cho vi khuẩn khi thiếu thức ăn

- Là nơi tích luỹ một số sản phẩm trao đổi chất (dextran, xantan )

- Giúp vi khuẩn bám vào giá thể ( trường hợp các vi khuẩn gây sâu răng như

Streptococcus salivarrius, Streptococcus mutans )

 Tiên mao (Flagella) và khuẩn mao (pilus hay fimbria):

a Tiên mao (Lông roi, flagella): không phải có mặt ở mọi vi khuẩn, chúng

quyết định khả năng và phương thức di động của vi khuẩn Tiên mao là những sợilông dài, dưới kính hiển vi quang học chỉ có thể thấy rõ khi nhuộm theo phươngpháp riêng Dưới kính hiển vi điện tử có thể thấy rất rõ cấu trúc của từng sợi tiên

mao Để xác định xem vi khuẩn

có tiên mao hay không còn có

cách thử gián tiếp nhằm biết khả

năng di động của chúng Cấy

bằng que cấy nhọn đầu vào môi

trường thạch đứng chứa 0.4%

thạch (agar-agar), còn gọi là

môi trường thạch mềm Nếu

thấy vết cấy lan nhanh ra xung

quanh thì chứng tỏ là vi khuẩn

có tiên mao, có khả năng di

động

b Khuẩn mao (hay Tiêm mao, Nhung mao, Fimbriae): là những sợi lông rất

mảnh, rất ngắn mọc quanh bề mặt tế bào nhiều vi khuẩn

Gram âm Chúng có đường kính khoảng 7 - 9 nm, rỗng

ruột (đường kính trong là 2-2,5nm), số lượng khoảng

250-300 sợi/ vi khuẩn Kết cấu của khuẩn mao giản đơn

hơn nhiều so với tiên mao Chúng có tác dụng giúp vi

khuẩn bám vào giá thể (nhiều vi khuẩn gây bệnh dùng

khuẩn mao để bám chặt vào màng nhầy của đường hô

hấp, đường tiêu hoá, đường tiết niệu của người và động

vật)

 Nha bào và sự hình thành nha bào (spore):

Nha bao la một một kết cấu do sự biến đổi của tế bao sinh dưỡng trong mộtgiai đoạn nào đó của quá trình sinh trưởng của vi khuẩn Mỗi tế bào chỉ có thể tạo

ra một nha bào

Thường gặp nha bao ở hai chi trực khuẩn Gram dương la Bacillus và Clotridium Một số loai trong phẩy khuẩn (Deessulft-vibrio desulfuricans), cầu khuẩn (Sarcina ureae), xoắn khuẩn (Spirillium volutans) cũng co khả năng sinh nha

bao

2 HÌNH DẠNG:

Người ta chia vi khuẩn ra làm 6 loại hinh thái khác nhau: cầu khuẩn, trựckhuẩn, cầu trực khuẩn, phẩy khuẩn, xoắn khuẩn, xoắn thể

 Cầu khuẩn (Coccus):

Là loại vi khuẩn có hình cầu, hình ngọn nến,hình hạt cà phê,hình quả mọng,

… Kích thước của cầu khuẩn thay đổi trong khoảng 0,5 - 1 µm (1 µm =10-3 mm).Tùy theo vị tri của mặt phẳng phân cắt và đặc tính rời hay dính nhau sau khi phâncắt mà cầu khuẩn được chia thành các loại sau đây:

a) Đơn cầu khuẩn (Micrococcus):

Hình cầu đứng riêng rẻ, đa số sống hoại sinh trong đất, nước, không khí như:

M agillis, M roseus, M luteus.

b) Song cầu khuẩn (Diplococcus):

Cầu khuẩn được phân cắt theo một mặt phẳng xác định và dính với nhauthành từng đôi một, một số loại có khả năng gây bệnh như lậu cầu khuẩngonococcus

c) Liên cầu khuẩn (streptoccous):

Cầu khuẩn phân cắt bởi một mặt phẳng xác định và dính với nhau thành

một chuỗi dài Streptococcus lactis vi khuẩn lên men lactic, Streptococcus

pyogenes liên cầu khuẩn sinh mủ Trong chi này còn có loại liên song cầu khuẩn,

tức là song cầu khuẩn tập trung từng đôi một thành chuỗi dài Liên cầu khuẩn có

trong đất, nước không khí, ký sinh trên niêm mạc đường tiêu hóa, hô hấp của người và động vật, một số loại có khả năng gây bệnh Chiều dài của liên cầu phụ thuộc vào môi trường.

d) Tứ cầu khuẩn (Tetracoccus ):

Cầu khuẩn phân cắt theo hai mặt phẳng trực giao và dính với nhau thànhnhóm 4 tế bao, tứ cầu khuẩn thường sống hoại sinh nhưng cũng có loại gây bệnh

cho người và động vật như Tetracoccus homari.

e) Bát cầu khuẩn (Sarcina):

Cầu khuẩn phân cắt theo 3 mặt phẳng trực giao và tạo thành khối gồm 8, 16

tế bào Hoại sinh trong không khí như Sarcina urea có khả năng phân giải ure khá mạnh Sarcina putea, Sarcina aurantica.

f) Tụ cầu khuẩn (Staphylococcus):

Giống hình của một chùm nho, hoại sinh hoặc ký sinh gây bệnh cho người

và gia súc, nói chung cầu khuẩn không có tiên mao roi nên không di động, khinhuộm màu bắt màu G+ Đa số sống hoại sinh một số gây bệnh như Staphylococcus aureus - tụ cầu vàng.

 Trực khuẩn (Bacillus, Bacterium):

Trực khuẩn là những vi khuẩn có dạng hình que, hình gậy, kích thước của vikhuẩn khoảng 0,5-1 x 1-4µm, có những chi thường gặp như:

a) Bacillus:

Trực khuẩn Gram dương,có nha bào, không thay

đổi hình dạng Ví dụ: Trực khuẩn gây bệnh nhiệt than

Bacillus anthracis, trực khuẩn Bacillus subtillis là một trực

khuẩn có lợi trong hệ vi khuẩn đường ruột, chúng ức chế

sự phát triển các vi sinh vật có hại đối với đường tiêu hóa

b) Bacterium

Là trực khuẩn Gram âm, sống hiếu khi tuỳ tiện

không sinh nha bào, thường có tiên mao ở xung quanh thân,

có nhiều loại Bacterium gây bệnh cho người va gia súc như:

Salmonella, Escherichia, Shigella, Proteus.

c) Clostridium

Trực khuẩn Gram dương, hình gậy

hai đầu tròn kich thước khoảng 0,4 -1 x 3 - 8

µm, sinh nha bào, chiều ngang của nha bào

thường lớn hơn chiều ngang của tế bào vi

khuẩn, nên khi mang nha bào vi khuẩn bị

biến đổi hình dạng như hình thoi, hinh vợt,

hình dùi trống Clostridium là loại vi khuẩn

kỵ khí bắt buộc, có nhiều loại gây bệnh cho người va gia súc như: Clostridium tetani, Clostridium chauvoei, Clostridium pasteurianum (vi khuẩn cố định nitơ) Clostridium tetani nha bào có trong đất và những nơi ẩm ướt dơ bẩn, nha bào tồn tại

rất lâu, nếu chúng xâm nhập vào vết thương sẽ phát triển, sinh độc tố thần kinh gây

co cứng gọi la bệnh uốn ván

Vi khuẩn không sinh nha bào, khi nhuộm màu vi

khuẩn thường tạo thành các đoạn nhỏ bắt màu khác nhau ví

dụ: Corynebacterium diphtheriae (gây bệnh bạch hầu) bắt

màu hai đầu hình quả tạ Erysipelothrix rhusiopathiae gây

bệnh đóng dấu lợn, gây viêm da và tổ chức dưới da

e) Cầu trực khuẩn (Cocco-Bacillus)

Nhóm vi khuẩn trung gian giữa cầu khuẩn và trực

khuẩn, vi khuẩn có hinh bầu dục, hình trứng, kích thước khoảng

0,25-0,3 x 0,4 -1,5 µm Một số bắt màu tập trung ở hai đầu (vi

khuẩn lưỡng cực) Ví dụ như vi khuẩn gây bệnh tụ huyết trùng:

Pasteurella Vi khuẩn gây sẩy thai truyền nhiễm Brucella.

f) Phẩy khuẩn (Vibrio)

Là những vi khuẩn hình que uốn cong

lên, có hình giống hình dấu phẩy, hình lưỡi liềm,

đứng riêng rẽ hay nối với nhau thành hình chữ S

hay số 8, có tiên mao Phần lớn sống hoại sinh, có

một số loại gây bệnh như Vibrio cholerae.

g) Xoắn thể (Spirochaeta)

Là vi khuẩn đơn bào, Gram âm hiếu

khí hoặc vi hiếu khí, di động, dạng xoắn, xoắn

khuẩn gây bệnh thuộc chi Campylobacter.

Trước đây Campylobacter được xếp vào chi

Vibrio về sau chúng được xếp vào nhóm

Spirillum vi các vi khuẩn này khác biệt với

nhóm phẩy khuẩn nhờ số vòng xoắn đầy đủ

Về hình thái xoắn thể khác với nhóm xoắn

khuẩn (Spirochaeta) do số vòng xoắn ít hơn, vòng xoắn của xoắn thể không làm

cho đường kính cơ thể tăng lên, xoắn thể không có cấu trúc sợi trục chu chất va lớpbao ngoài, vách tế bào cứng và di động mạnh nhờ lông roi ở cực tế bào

Campylobacter là những vi khuẩn Gram âm, có dạng chữ S hay dấu phẩy, di động

theo kiểu vặn nút chai, tế bào xoắn thể rất dài, chiều dài có thể từ 6µm – 500µmnhưng chiều ngang rất mảnh từ 0,3µm – 1,5µm

h) Xoắn khuẩn (Spirillum)

Gồm những vi khuẩn có hai

vòng xoắn trở lên, thuộc loại Gram

dương, chuyển động nhờ các tiên mao

mọc ở đỉnh Cấu trúc cơ bản của xoắn

khuẩn là màng tế bào chất của tế bào

kéo dài được bọc trong một màng

phức hợp bên ngoai vách tế bao tạo

thành ống tế bao chất, phía ngoài được

bao bọc bởi lớp vỏ ngoài hay lớp bao

nhầy Khoảng không gian giữa màng tế

bao chất va lớp vỏ ngoài này được gọi

là không gian chu chất Có tiên mao

xuất phát từ hai cực tế bào, những sợi

tiên mao hướng vào giữa tế bào Bắt

màu Gram âm, nhưng thường khó bắt

màu nên để quan sát xoắn khuẩn

thường sử dụng các phương pháp

nhuộm nhiễm bạc, hoặc quan sat tiêu bản sống dưới kinh hiển vi nền đen Xoắnkhuẩn di động uốn khúc, vặn xoắn, uốn lượn, sinh sản bằng cách phân chắt theo

chiều ngang Leptospira canicola theo nước và thức ăn vao máu, gan, thận gây loạn

chức năng của cac cơ quan này dẫn đến xuất huyết và vàng da

 Vi khuẩn kỵ khí là những vi khuẩn có phương thức trao đổi kỵ khi va lênmen Những vi khuẩn gây bệnh thuộc nhóm này rất nguy hiểm như vi khuẩn uốnván,

 Vi khuẩn kỵ khí không bắt buộc: phát triển được trong cả điều kiện kỵ khí vàhiếu khí

B. Phân loại căn cứ vào nguồn carbon và nguồn năng lượng :

Người ta chia vi khuẩn thành các kiểu dinh dưỡng sau:

 Tự dưỡng:

 Tự dưỡng quang năng: Nguồn C là CO2, nguồn năng lượng la ánh sáng

 Tự dưỡng hóa năng: Nguồn C là CO2, nguồn năng lượng la một số hợp chất

vô cơ đơn giản

Vi khuẩn đòi hỏi một phần hoặc toàn bộ nguồn dinh dưỡng phải là chất hữu cơ

có sẵn: hydrate carbon (đường, tinh bột, cellulose, ) Còn nguồn N la các acidamine, yếu tố phát triển hoặc sinh trưởng la các vitamin, hoặc cac chất chuyểnhóa

 Dị dưỡng quang năng: Nguồn C la chất hữu cơ, nguồn năng lượng la ánhsáng Ví dụ: ở vi khuẩn lưu huỳnh màu tía

 Dị dưỡng hóa năng: Nguồn C là chất hữu cơ, nguồn năng lượng từ sự chuyểnhóa trao đổi chất của chất nguyên sinh của một cơ thể khác

 Dị dưỡng hoại sinh: Nguồn C là chất hữu cơ, nguồn năng lượng từ sự trao đổichất của chất nguyên sinh từ xác hữu cơ

 Dị dưỡng ki sinh: Nguồn C là chất hữu cơ, nguồn năng lượng là lấy từ các tổchức hoặc dịch thể của một cơ thể sống Ví dụ vi sinh vật gây bệnh cho conngười, thực vật, động vật.Loại này chỉ phát triển được trên cơ thể sống

4 SINH SẢN:

A Sinh sản vô tính :

Là chủ yếu vi khuẩn sinh

sản vô tính theo kiểu trực phân.trước

tiên là nhân đôi nhiễm sắc thể vòng

Trong quá trình phân chia tế bào kéo

dài ra Các mesosome lớn dần lên

cùng với sự tách đôi sợi nhiễm sắc thể

vòng, các mesosome dồng thời cũng

tách đôi, chúng kéo dần xa nhau và

kéo theo nhân cũng tách xa nhau và

giữa tế bào xuất hiện vách ngăn, phân tế bào mẹ thành hai tế bào con Quá trìnhphân chia kết thúc

C Sinh sản hữu tính ;

Ở vi khuẩn, người ta chỉ mới phát hiện ra hình thức tiếp hợp giữa hai tếbào, hệ gen của tê bào cho sẽ qua cầu nguyên sinh chất chuyển sang tế bào nhận,Không bào thường chỉ chuyển một phần Tê bào nhận có thêm một phân hệ gen củathể cho khi phân cắt sẽ sinh ra những tê bào mới mang đặc tính lai giữa hai tế bào

Có ba kiểu tái tổ hợp di truyền đã được phát hiện ở vi khuẩn:

 Biến nạp (transformation): chuyển DNA trần từ một tế bào vi khuẩn sang tế

bào khác thông qua môi trường lỏng bên ngoài, hiện tượng này gồm cả vi khuẩnchết

 Tải nạp (transduction): chuyển DNA của virus, vi khuẩn, hay cả virus lẫn vi

khuẩn, từ một tế bào sang tế bào khác thông qua thể thực khuẩn (bacteriophage)

 Giao nạp (conjugation): chuyển DNA từ vi khuẩn này sang vi khuẩn khác

thông qua cấu trúc protein gọi là pilus (lông giới tính)

Vi khuẩn, sau khi nhận được DNA từ một trong những cách trên, sẽ tiến hànhphân chia và truyền bộ gene tái tổ hợp cho thế hệ sau Nhiều vi khuẩn còn

có plasmid chứa DNA nằm ngoài nhiễm sắc thể (extrachromosomal DNA) Dướiđiều kiện thích hợp, vi khuẩn có thể tạo thành những khúm thấy được bằng mắtthường, chẳng hạn như bacterial mat

IV.LỢI ÍCH VÀ TÁC HẠI:

Vi khuẩn có thể có ích hoặc có hại cho môi trường, và động vật, bao gồm

cả con người Vai trò của vi khuẩn trong gây bệnh và truyền bệnh rất quan trọng Một số là tác nhân gây bệnh (pathogen) và gây ra bệnh uốn ván (tetanus), sốt

thương hàn (typhoid fever), giang mai (syphilis), tả (cholera), bệnh lây qua thực phẩm (foodborne illness) và lao(tuberculosis) Nhiễm khuẩn huyết (sepsis), là hội chứng nhiễm khuẩn toàn cơ thể gây sốc và giãn mạch, hay nhiễm khuẩn khu

trú (localized infection), gây ra bởi các vi khuẩn

như streptococcus, staphylococcus, hay nhiều loài Gram âm khác Một số nhiễm

khuẩn có thể lan rộng ra khắp cơ thể và trở thành toàn thân (systemic) Ở thực vật,

vi khuẩn gây mụn lá(leaf spot), fireblight và héo cây Các hình thức lây nhiễm gồmqua tiếp xúc, không khí, thực phẩm, nước và côn trùng Ký chủ (host) bị nhiễm khuẩn có thể trị bằng thuốc kháng sinh, được chia làm hai nhóm là diệt

khuẩn (bacteriocide) và kìm khuẩn (bacteriostasis), với liều lượng mà khi phân tán vào dịch cơ thể có thể tiêu diệt hoặc kìm hãm sự phát triển của vi khuẩn.

Các biện pháp khử khuẩn có thể được thực hiện để ngăn chặn sự lây lan của

vi khuẩn, ví dụ như chùi da bằng cồn trước khi tiêm Việc vô khuẩn các dụng cụ phẫu thuật và nha khoa được thực hiện để đảm bảo chúng "vô khuẩn" (sterile) hay không mang vi khuẩn gây bệnh, để ngăn chặn sự nhiễm khuẩn Chất tẩy uế được dùng để diệt vi khuẩn hay các tác nhân gây bệnh để ngăn chặn sự nhiễm và nguy

cơ nhiễm khuẩn

Trong đất, các vi sinh vật sống trong nốt rễ (rhizosphere) biến nitơ thành ammoniac bằng các enzyme của chính mình Một số khác lại dùng phân tử khí nitơlàm nguồn nitơ (đạm) cho mình, chuyển nitơ thành các hợp chất của nitơ, quá trìnhnày gọi là quá trình cố định đạm Nhiều vi khuẩn được tìm thấy sống cộng

sinh trong cơ thể người hay các sinh vật khác Ví dụ như sự hiện diện của các vi khuẩn cộng sinh trong ruột già giúp ngăn cản sự phát triển của các vi sinh vật có hại

Vi khuẩn có khả năng phân giải các hợp chất hữu cơ một cách đáng kinh ngạc Một số nhóm vi sinh "chuyên hóa" đóng một vai trò rất quan trọng trong việchình thành các khoáng chất từ một số nhóm hợp chất hữu cơ Ví dụ, sự phân

giải cellulose, một trong những thành phần chiếm đa số trong mô thực vật, được thực hiện chủ yếu bởi các vi khuẩn hiếu khí thuộc chi Cytophaga Khả năng này cũng được con người ứng dụng trong công nghiệp và trong cải thiện sinh

học (bioremediation) Các vi khuẩn có khả năng phân hủy hydrocarbon trong dầu

mỏ thường được dùng để làm sạch các vết dầu loang

Vi khuẩn, cùng với nấm men và nấm mốc, được dùng để chế biến các thực phẩm lên men như phô-mai, dưa chua, nước tương, dưa cải

bắp (sauerkraut), giấm, rượu, và yoghurt Sử dụng công nghệ sinh học, các vi khuẩn có thể được "thiết kế" (bioengineer) để sản xuất thuốc trị bệnh như insulin, hay để cải thiện sinh học đối với các chất thải độc hại

V ỨNG DỤNG CHUNG

 Làm pho mát:

Pho mát, phó mát, phô mai, phổ mách[1] hay phôma (từ tiếng Pháp fromage)

là thực phẩm làm bằng cách kết đông và lên men sữa của bò, trâu, dê, cừu, hoặc quý hiếm hơn, từ sữa thú vật khác Có thể kết đông sữa tạo thành pho mát sau khi axít hóa sữa bằng cách cấy vi khuẩn rồi thêm vào enzyme rennet (hay những

enzyme thay thế) Phần rắn được tách ra và được nén lại thành hình dạng nhất

định[2] Một số loại pho mát có khuôn mẫu trên vỏ hoặc trong suốt Hầu hết các loại pho mát tan chảy ở nhiệt độ nấu.Loại vi khuẩn và cách xử lý phần sữa kết tủa

có vai trò chính nhằm làm thay đổi độ chắc và hương vị khiến mỗi loại pho mát có đặc trưng riêng Một số pho mát cũng có mốc, hoặc ở trên vỏ hay ở toàn bộ miếng pho mát thành phẩm

 Vi khuẩn có khả năng phân hủy hydrocarbon trong dầu mỏ thường được dùng để làm sạch các vết dầu loang.Tràn dầu là sự giải phóng hydrocarbon dầu mỏ lỏng vào môi trường do các hoạt động của con người Tràn dầu thường xảy ra trong các hoạt động tìm kiếm, thăm dò, khai thác, vận chuyển, chế biến, phân phối và tàng trữ dầu khí và các sản phẩm của chúng

 Ngày nay, công nghệ sinh học đang được ứng dụng vào trong rất nhiều các lĩnh vực của cuộc sống: công nghiệp, nông nghiệp, y học, dược Bằng những kiếnthức sinh học về thực vật, động vật, nấm, vi khuẩn, và sử dụng "công nghệ DNA tái tổ hợp" những nhà khoa học đang cố gắng tạo ra những cây trồng, vật nuôi có năng suất và chất lượng cao, những loại thực phẩm, dược phẩm phục vụ cho việc chữa bệnh cho con người Công nghệ tế bào và kĩ thuật chuyển gen hiện nay rất phát triển ở Việt Nam

Ứng dụng của vi khuẩn lactic:

Vi khuẩn lactic đươc sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: công nghiệp, nông nghiệp, môi trường, y dược và nhiều nhất là trong chế biến bảo quản thực phẩm

 Trong công nghiệp:

Vi khuẩn lactic được sử dụng để lên men thu acid lactic Có vi chua dễ chịu

và có đặc tính bảo quản nên có thể làm gia vị đối với các loại nước uống nhẹ, tinh dầu, dịch quả, mứt Chúng được dùng để axit hóa rượu vang và hoa quả nghèo axit.Ngoài ra còn được sử dụng trong công nghiệp thuộc da, dệt , nhuộm, sơn và chất dẻo

 Trong nông nghiệp và môi trường:

Vi khuẩn lactic có khả năng hạn chế sự phát triển của Fusarium loại nấm gâybệnh quan trọng trong nông nghiệp Nấm Fusarium khi phát triển sẽ làm cây yếu đi

và đây là cơ hội gây bệnh cho cây trồng

Các chế phẩm EM hay chế phẩm vi sinh hữu cơ bao gồm 80 chủng vi sinh trong đó có sự góp mặt của vi khuẩn lactic Hiệu quả của chế phẩm này là cải tạo đất, tăng năng suất cây trồng Giải quyết vấn đề gây ô nhiễm môi trường.

Trong nông nghiệp vi khuẩn lactic được sử dụng để ủ chua thức ăn gia súc cho mục đích sử dụng lâu dài và làm tăng giá trị dinh dưỡng

Ở Việt Nam, gần đây người ta không chỉ thành công trong lên men lactic để bảo quản thức ăn cỏ xanh cho trâu, bò mà còn thành công trong việc bảo quản cá, tôm và sản phẩm phụ, phế phẩm gây ra khi thiếu hoặc không có phương tiện bảo quản chuyên chở, chế biến kịp thời Do đó đã hạn chế được các sản phẩm phụ, phế phẩm của các xí nghiệp chế biến thuỷ hải sản, các lò mổ…

 Trong y dươc:

Vi khuẩn lactic được trong y học để chữa bệnh đường ruột, dùng trong phẫu thuật chỉnh hình, nha khoa, bệnh phụ khoa…

 Trong bảo quản và chế biến thực phẩm:

Vi khuẩn lactic được sử dụng làm dưa muối, làm quả chua mà không mất màu tự nhiên của quả Dùng trong sản xuất đậu phụ hay lên men sữa

Ứng dụng vi khuẩn BACILLUS.SP:

 Phân hủy nhanh các hợp chất hữu cơ, lipid, cellulose:

Khi bổ sung một lượng lớn Bacillus sp vào môi trường nước thải, nước ao nuôi hoặc cơ chất chúng sẽ bắt đầu thích nghi với môi trường, sử dụng các chất hữu cơ và vô cơ có trong nước thải để phát triển tạo thành quần thể vi sinh vật hữu ích từ đó hình thành bùn hoạt tính Bacillus có khả năng tiết ra enayme protease nên góp phần phân hủy nhanh các chất hữu cơ, enzyme lecitinase thủy phân các chất béo phức hợp và enzyme cenllulase biến đổi cellulose thành đường, canh tranh nguồn dinh dưỡng và oxy hòa tan với các vi sinh vật gây thối Do đó bacillus thường được dùng để phân hủy chât hữu cơ, ủ phân và khử mùi thôi từ quá trình phân huỷ

 Tham gia vào quá trình amoni hóa, phản nitrit và nitrat:

Trong điều kiện hiếu khí quá trình amôn hóa protein thành các hợp chất có chứa nito và giải phóng NH3, trong giai đoạn này Bacillus sử dụng các hợp chất chứa nito như acid amin, pepton, polypeptid Trong điều kiện kỵ khí Bacillus thực hiện quá trình khử nitrit (NO2-) , khử nitrat (NO3-) tách oxy để oxy hóa các chất

hữu cơ N2 trong quá trình này sẽ thoát ra khỏi nước, từ đó làm giảm hàm lượng BOD của nước thải.

 Tiết kháng sinh ức chế nhiều nhóm vi sinh vật gây thối, gây hại:

Nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng bacillus subtilis nói riêng và các dòng bacillus

sp có khả năng tiết ra kháng sinh tiêu diệt hoặc gây ức chế tác động tới các loại vi sinh vật gây bệnh, gây hại khác nhằm cạnh tranh nguồn dinh dưỡng và không gian sống trong môi trường Các loại kháng sinh do bacillus sp tiết ra được ghi nhận và

có mục đích khang vi sinh vật gây hại có tới hơn 20 loại khác nhau như: subtilin, bacillibactin, iturin, subtilosin, bacilysin, mysobaccillin, ericin, mersacidin… Hầu hết các chất được tiết ra trong ruột, trên bề mặt vật chủ hay tiết ra môi trường gây

ức chế ác vi sinh vật gây bệnh Các chất kháng sinh này có tác dụng đơn lẻ hoặc kết hợp với nhau Tăng cường hệ miễn dịch cho môi trường đặc biệt là môi trường nước nuôi trồng thủy sản

 Làm giảm lượng khí H 2 S và độc tố sinh ra:

Trong điều kiện tự nhiên, môi trường kỵ khí làm làm quá trình oxy hóa các chất hữu cơ dẫn đến quá trình phân hủy chậm và không hoàn toàn, lúc này tích luỹ nhiều acid hữu cơ, rượu, H2S và các dẫn suất của nó có tính độc như diamin, indon,tomain, scaton Tuy nhiên với khả năng thích nghi và sinh trưởng tốt trong môi trường kỵ khí các chủng bacillus sp vẫn tiết ra các enzyme đặc hiệu giúp cho quá trình phân giải các chất diễn ra nhanh hơn, từ đó làm giam bớt lượng khí H2S và các độc tố tích tụ Vì thế chúng được ứng dụng nhiều trong xử lý đáy ao nuôi thủy sản, bể xử lý nước thải kỵ khí, hầm tự hoại

 Cạnh tranh sắt:

Tất cả các vi sinh vật đều cần sắt cho quá trình sinh trưởng, hiện tượng siderophores là hiện tượng vi khuẩn tiết ra các chất kết tủa ion sắt có trọng lượng phân tử thấp trong môi trường và hấp thu chúng làm giảm lượng sắt có trong môi trường, cạnh tranh với các vi sinh vật gây hại làm chúng thiếu sắt để sinh trưởng

 Tạo sinh khối dưới dạng biofloc và probiotic:

Khi quần thể bacillus sp phát triển mạnh mẽ, chúng tiết ra chất kết dính gelatin để gắn kết với nhau và gắn kết với giá thể trong môi trường Đó là một đặc tính của vi sinh vật để hình thành sinh khối, đồng thời để dễ dàng sử dụng lượng hưu cơ hòa tan có trong môi trường chúng sử dụng gelatin để bám dính các phân tửhữu cơ hòa tan lại với nhau hình thành mảng thức ăn Sinh khối bacillus và mang

bám hữu cơ là nguồn thức ăn tự nhiên cho vật nuôi tôm cá và động vật phù du.Làm

đa dạng hệ sinh thái ao nuôi, ổn định màu nước và chất lượng nước nuôi trồng

VI VÍ DỤ:

VI KHUẨN ECOLI

Vi khuẩn E coli sống bình thường trong ruột người và động vật, nhiều nhất

trong ruột già Vi khuẩn theo phân ra môi trường bên ngoài gây ô nhiễm cho nước, đất, không khí, dụng cụ giết mổ, các nguyên liệu sử dụng trong chế biến thực phẩm, …

Đặc tính sinh hóa: E coli lên men nhiều loại đường, sinh hơi, khử nitrate thành nitrite Để phân biệt E coli với vi khuẩn đường ruột khác, người ta thường

sử dụng thử nghiệm IMViC E coli cho kết quả IMViC là: + + - - hay - + - - (FAO,

1992)

2) Yếu tố kháng nguyên:

Vi khuẩn đường ruột E coli có cấu trúc kháng nguyên phức tạp Dựa vào

tính chất kháng nguyên, người ta phân chia các vi khuẩn cùng loại thành các tuýp huyết thanh (serotype) khác nhau (Bộ môn vi sinh, Khoa Y, Đại học Y Dược Tp

Hồ Chí Minh, 1996):

Kháng nguyên thân O (somatic antigen) là kháng nguyên của vách tế bào, cấu tạo bởi lipopolysaccharide, có trên 150 loại khác nhau Đặc tính của kháng nguyên O là:

 Chịu được nhiệt, không bị hủy khi đun nóng 100oC trong 2 giờ

 Kháng cồn, không bị hủy khi tiếp xúc với cồn 50%

 Bị hủy bởi formol 5%.

 Rất độc, chỉ cần 0,05 mg đủ để giết chuột nhắt sau 24 giờ

Khi kháng nguyên O gặp kháng huyết thanh tương ứng sẽ xảy ra phản ứng ngưng kết O Kháng nguyên O giữ vai trò nhất định đối với khả năng gây bệnh củadòng vi khuẩn và có tính chất chuyên biệt cho từng loài vật chủ

Kháng nguyên lông H (flagellar antigen): có trên 50 loại khác nhau, cấu tạo bởi protein và có tính chất không chịu nhiệt, bị hủy bởi cồn 50% và các

proteinase, không bị hủy bởi formol 5% Khi kháng nguyên H gặp kháng thể tươngứng sẽ xảy ra hiện tượng ngưng kết H

Kháng nguyên giáp mô K (capsular antigen): có hơn 100 loại khác nhau

và nằm ngoài kháng nguyên O Kháng nguyên K là polysaccharide hay là protein Nếu kháng nguyên K che phủ hoàn toàn thân vi khuẩn thì sẽ ngăn cản phản ứng

ngưng kết O Kháng nguyên giáp mô K (capsular antigen) giúp E coli bám vào tế

bào biểu mô trước khi xâm lấn đường tiêu hóa hay đường tiết niệu

Kháng nguyên tiêm mao F (fimbrial antigen): có dạng hình sợi, dài

khoảng 4 m, thẳng hay xoắn, đường kính 2,1 – 7 nm, giúp vi khuẩn bám vào tế bào niêm mạc ruột nên rất quan trọng trong khả năng gây bệnh của vi khuẩn

Hiện nay có hơn 700 tuýp huyết thanh của E coli từ sự tổ hợp các nhóm

kháng nguyên O, H, K, F Dựa vào đó, người ta có thể định danh vi khuẩn

3) Phân loại:

Để phân loại E coli gây bệnh, người ta dựa vào đặc điểm sinh bệnh như:

gen độc lực mã hóa các protein gây bệnh cho vật chủ, sự tác động khác nhau lên màng nhầy ruột, hội chứng lâm sàng và sự khác nhau về mặt dịch tễ của bệnh Có

5 nhóm E coli gây bệnh (Keskimaki, 2001):

(1) E coli sinh độc tố Shiga (STEC- Shiga toxigenic E coli hay VTEC- Verotoxigenic E coli và EHEC Enterohemorrhagic E coli ).

(2) E coli gây bệnh đường ruột (EPEC- Enteropathogenic E coli).

(3) E coli sinh độc tố đường ruột (ETEC- Enterotoxigenic E coli).

(4) E coli bám dính kết tập ở ruột (EAEC hay EaggEC- Enteroaggregative

E coli).

(5) E coli tấn công hay xâm lấn đường ruột (EIEC- Enteroinvasive E coli).