Giáo trình môn Vi sinh vật (Nghề: Nuôi trồng thủy sản - Trình độ: Cao đẳng) - Trường CĐ Kinh tế - Kỹ thuật Bạc Liêu

Giáo trình môn Vi sinh vật (Nghề: Nuôi trồng thủy sản - Trình độ: Cao đẳng) - Trường CĐ Kinh tế - Kỹ thuật Bạc Liêu có cấu trúc gồm 4 chương. Chương 1: Đại cương về vi sinh vật; Chương 2: Một số loài vi sinh vật; Chương 3. Sinh lý học vi sinh vật; Chương 4. Ứng dụng của vi sinh vật trong nuôi trồng thủy sản. Mời các bạn cùng tham khảo.

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH BẠC LIÊU TRƯỜNG CĐ KINH TẾ - KỸ THUẬT

GIÁO TRÌNH MÔN HỌC: VI SINH VẬT NGÀNH/NGHỀ: NUÔI TRỒNG THỦY SẢN

TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG

Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-… ngày…….tháng….năm …………

của………

Bạc Liêu, năm 2020

LỜI MỞ ĐẦU

Vi sinh vật học là khoa học nghiên cứu về các cơ thể hoặc các nhân tố quá nhỏ đến mức không thấy được bằng mắt thường, tức là các vi sinh vật Vi sinh vật học đang được giảng dạy trong rât nhiều trường Đại học, Cao đẳng, Trung học chuyên nghiệp và cũng được đề cập đến ít nhiều ở bậc phổ thông

Để giúp các em có được những kiến thức vi sinh vật và vi sinh vật ứng dụng trong ngành nuôi trồng thủy sản phù hợp với bậc học, tôi biên soạn bài giảng “Vi sinh vật trong nuôi trồng thủy sản”

Rất mong nhận được ý kiến đóng góp của các bạn đồng nghiệp và đông đảo bạn đọc

Tác giả!

Lã Thị Nội

Nội dung tổng quát và phân bổ thời gian:

Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, bài tập

Kiểm tra

1 Chương 1: Đại cương về vi sinh

vật

2 Chương 2 Một số loài vi sinh vật 14 6 8 0

3 Chương 3 Sinh lý học vi sinh vật 16 5 10 1

4 Chương 4 Ứng dụng của vi sinh

vật trong nuôi trồng thủy sản

Chương 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ VI SINH VẬT

Giới thiệu:

Chương đại cương về vi sinh vật giúp người học nhận biết được một số nhóm vi sinh vật và đặc điểm chung cơ bản nhất của các nhóm vi sinh vật

Mục tiêu chương:

- Trình bày được đặc điểm chung của vi sinh vật

- Nêu được sự phân bố của vi sinh vật trong nước

- Phân tích được vai trò của vi sinh vật trong nuôi trồng thủy sản

A/ Nội dung:

I KHÁI NIỆM VI SINH VẬT

Vi sinh vật là những cơ thể rất nhỏ bé, mà đa số không được nhìn thấy bằng mắt thường Chúng bao gồm nhiều loại cơ thể, khác nhau rất cơ bản về mức độ tổ chức tế bào và lịch sử tiến hóa, cũng như về ý nghĩa thực tiễn

Những nhóm vi sinh vật chủ yếu là: vi khuẩn (bacteria), cổ khuẩn (archaea), nấm(fungi), tảo (algae), động vật nguyên sinh (protozoa), và virut (viruses) Riêng virut là những thực thể chưa có cấu tạo tế bào, các vi sinh vật khác đều thuộc một trong hai loại tế bào: tế bào chưa có nhân điển hình – hay tế bào procaryot (procaryotic cells) và tế bào có nhân điển hình – hay tế bào eucaryot (eucaryotic cells)

Về mặt ứng dụng ngành vi sinh học gồm có: vi sinh học công nghiệp, vi sinh học thực phẩm, vi sinh học y học, vi sinh học thú y, bệnh lý thực vật (plantpathology),

vi sinh vật đất, vi sinh học nước, vi sinh học không khí, vi sinh học dầu hỏa

II ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA VI SINH VẬT

Các loài vi sinh vật có chung những đặc điểm sau đây:

1) Kích thước nhỏ bé:

Vi sinh vật thường được đo kích thước bằng đơn vị micromet (1mm= 1/1000mm hay 1/1000 000m) Virus được đo kích thước đơn vị bằng nanomet (1nn=1/1000 000mm hay 1/1000 000 000m)

Hình 1.3: Kích thước của một

2) Hấp thu nhiều, chuyển hoá nhanh:

Tuy vi sinh vật có kích thước rất nhỏ bé nhưng chúng lại có năng lực hấp thu và

chuyển hoá vượt xa các sinh vật khác Chẳng hạn 1 vi khuẩn lắctic (Lactobacillus)

trong 1 giờ có thể phân giải được một lượng đường lactose lớn hơn 100-10 000 lần so với khối lượng của chúng tốc độ tổng hợp protein của nấm men cao gấp 1000 lần so với đậu tương và gấp 100 000 lần so với trâu bò

3) Sinh trưởng nhanh, phát triển mạnh:

Chẳng hạn, 1 trực khuẩn đại tràng (Escherichia coli ) trong các điều kiện thích

hợp chỉ sau 12-20 phút lại phân cắt một lần Nếu lấy thời gian thế hệ là 20 phút thì mỗi giờ phân cắt 3 làn, sau 24 giờ phân cắt 72 lần và tạo ra 4 722 366 500 000 000 000 000

000 tế bào (4 722 366 1017), tương đương với 1 khối lượng 4722 tấn Với tảo Tiểu

cầu ( Chlorella) là 7 giờ, với vi khuẩn lam Nostoc là 23 giờ Có thể nói không có sinh

vật nào có tốc độ sinh sôi nảy nở nhanh như vi sinh vật

Vi kuẩn Escherichia

coli

Saccharomyces cerevisiae

Alternaria Vi tảo Chlorella

4)Có năng lực thích ứng mạnh và dễ dàng phát sinh biến dị:

Trong quá trình tiến hoá lâu dài vi sinh vật đã tạo cho mình những cơ chế điều hoà trao đổi chất để thích ứng được với những điều kiện sống rất khác nhau, kể cả những điều kiện hết sức bất lợi mà các sinh vật khác tgường không thể tồn tại được

Có vi sinh vật sống được ở môi trường nóng đến 1300C,lạnh đến 0-50C, mặn đến nồng

độ 32% muối ăn, ngọt đến nồng độ mật ong, pH thấp đến 0,5 hoặc cao đến 10,7, áp suất cao đến trên 1103 at Hay có độ phóng xạ cao đến 750 000 rad Nhiều vi sinh vật

có thể phát triển tốt trong điều kiện tuyệt đối kỵ khí, có loài nấm sợi có thể phát triển dày đặc trong bể ngâm tử thi với nộng độ Formol rất cao…

Vi sinh vật đa số là đơn bào, đơn bội, sinh sản nhanh,số lượng nhiều, tiếp xúc trực tiếp với môi trường sống … do đó rất dễ dàng phát sinh biến dị Tần số biến dị thường ở mức 10-5-10-10 Chỉ sau một thời gian ngắn đã có thể tạo ra một số lượng rất lớn các cá thể biến dị ở các hế hệ sau.Những biến dị có ích sẽ đưa lại hiệu quả rất lớn trong sản xuất Nếu như khi mới phát hiện ra penicillin hoạt tính chỉ đạt 20 đơn vị/ml dịch lên men (1943) thì nay đã có thể đạt trên 100 000 đơn vị/ml Khi mới phát hiện ra

acid glutamic chỉ đạt 1-2g/l thì nay đã đạt đến 150g/ml dịch lên men (VEDAN-Việt Nam)

5) Phân bố rộng, chủng loại nhiều:

Vi sinh vật có mặt ở khắp mọi nơi trên Trái đất, trong không khí, trong đất, trên núi cao, dưới biển sâu, trên cơ thể, người, động vật, thực vật, trong thực phẩm, trên mọi đồ vật…

Vi sinh vật tham gia tích cực vào việc thực hiện các vòng tuần hoàn hoá học (biogeochemical cycles) như vòng tuần hoàn C, vòng tuần hoàn n, vòng tuần hoàn P, vòng tuần hoàn S, vòng tuần hoàn Fe…

sinh-địa-Trong nước vi sinh vật có nhiều ở vùng duyên hải (littoral zone), vùng nước nông (limnetic zone) và ngay cả ở vùng nước sâu (profundal zone), vùng đáy ao hồ (benthic zone)

Trong không khí thì càng lên cao số lượng vi sinh vật càng ít Số lượng vi sinh vật trong không khí ở các khu dân cư đông đúc cao hơn rất nhiều so với không khí trên mặt biển và nhất là trong không khí ở Bắc cực, Nam cực…

Hầu như không có hợp chất carbon nào (trừ kim cương, đá graphít…) mà không là thức ăn của những nhóm vi sinh vật nào đó (kể cả dầu mỏ, khí thiên nhiên, formol Dioxin…) Vi sinh vật có rất phong phú các kiểu dinh dưỡng khác nhau : quang tự dưỡng (photoautotrophy), quang dị dưỡng (photoheterotrophy), hoá tự dưỡng (chemoautotrophy), hoá dị dưỡng (chemoheterotrophy).tự dưỡng chất sinh trưởng (auxoautotroph), dị dưỡng chất sinh trưởng(auxoheterotroph)…

6)Là sinh vật xuất hiện đầu tiên trên trái đất:

Trái đất hình thành cách đây 4,6 tỷ năm nhưng cho đến nay mới chỉ tìm thấy dấu vết của sự sống từ cách đây 3,5 tỷ năm Đó là các vi sinh vật hoá thạch còn để lại vết tích trong các tầng đá cổ Vi sinh vật hoá thạch cỗ ưa nhất đã được phát hiện là những dạng rất giống với Vi khuẩn lam ngày nay Chúng được J.William Schopf tìm thấy tại các tầng đá cổ ở miền Tây Australia Chúng có dạng đa bào đơn giản, nối thành sợi dài đến vài chục mm với đường kính khoảng 1-2 mm và có thành tế bào khá

dày Trước đó các nhà khoa học cũng đã tìm thấy vết tích của chi Gloeodiniopsis có niên đại cách đây 1,5 tỷ năm và vết tích của chi Palaeolyngbya có niên đại cách đây

950 triệu năm

cách đây 950 triệu năm

III SỰ PHÂN BỐ VI SINH VẬT TRONG NƯỚC

Trong thủy vực do tập tính sống, đặc tính dinh dưỡng mà vùng phân bố của sinh vật sẽ khác nhau

Các yếu tố môi trường quan trọng quyết định sự phân bố của vi sinh vật là hàm lượngmuối, chất hữu cơ, pH, nhiệt độ, ánh sáng

Số lượng và thành phần vi sinh vật thấy trong nước mang đặc trưng vùng đất bị nhiễm mà nước chảy qua

Nước mưa, tuyết và băng có rất ít vi khuẩn Số lượng vi sinh vật thay đổi tuỳ theo mùa tuyết rơi trên các vùng khác nhau của trái đất Trong 2 ml nước mưa rơi trên vùng không khí nhiễm bẩn nhiều như các thành phố có thể có tới hàng trăm vi khuẩn Nếu như rơi trên sông, hồ, biển, cánh đồng…thì trong 1ml chỉ có một vài đến vài chục

vi khuẩn

Nước ngầm (nước giếng phun, nước mạch ) có số lượng vi sinh vật tương đối ít, bởi vì nước đã thấm qua đất làm màng lọc rất tốt, nên hầu hết vi khuẩn bị giữ lại qua màng lọc thiên nhiên đó

Nước bề mặt cũng như nước trong những thuỷ vực mở ( ao, hồ, sông ngòi, đầm vực… ) khác nhau rất lớn về số lượng cũng như thành phần hệ vi sinh vật có trong đó, thành phần hoá học của các loại thuỷ vực này luôn luôn không ổn định và khác nhau rất xa.Trong nước thường có xác động, thực vật và rác thải công nghiệp và sinh hoạt, nước chảy tràn vào trong canh tác nông nghiệp Ô nhiễm các thuỷ vực chủ yếu là nước mưa, nước canh tác, nước thải công nghiệp và sinh hoạt Cùng với ô nhiễm các chất

hữu cơ và vô cơ ta thấy các vi sinh vật, trong đó có thể có vi sinh vật gây bệnh ở trong nước

Thành phần và số lượng vi sinh vật của các thủy vực phụ thuộc vào thành phần hóa học của nước, vào số cư dân sống ven bờ, cách thức xử lý chất thải, thời gian trong năm và nhiều nguyên nhân khác

Trong các thủy vực được coi là sạch thấy có 80% vi khuẩn họai sinh, hiếu khí ở dạng hình cầu, số còn lại dạng hình que không sinh bào tử

Trong thế giới thuỷ sinh gần gũi với vi sinh vật là các loài tảo Khi tảo hiển vi phát triển mạnh sẽ làm nước có hiện tượng “ nở hoa “ Hiện tượng này làm nước giảm chỉ tiêu cảm quan, làm cho nước khó lọc hơn ở các trạm dẫn nước Một số loài tảo xanh lục phát triển có thể là nguyên nhân gây dịch cho súc vật, gây ngộ độc cho cá và gây bệnh cho người

Sự phân bố của vi sinh vật ở các tầng nước trong thủy vực dạng hồ

Trong phần lắng đọng của hồ, lớp bùn trên cùng có hàm lượng chất dinh dưỡng caonhất nên có nhiều vi sinh vật, trong đó vi sinh vật hoại sinh chiếm ưu thế Càng xuống sâu visinh vật càng giảm

IV VAI TRÒ CỦA VI SINH VẬT

1 Vai trò của vi sinh vật trong đời sống

Vi sinh vật tham gia tích cực vào quá trình phân giải các chất hữu cơ, biến chúng thành CO2 và các hợp chất vô cơ, cung cấp dinh dưỡng cho tảo, cây trồng Các

vi sinh vật cố định nitơ thực hiện quá trình biến khí nitơ trong không khí thành hợp chất nitơ cho thực vật Vi sinh vật có khả năng phân giải các hợp chất khó tan chứa P,

K, S, tạo ra các vòng tuần hoàn trong tự nhiên Các vi sinh vật sống trong đất tham gia

hình thành mùn cho cây Một số loài vi sinh vât tham gia tích cực vào việc phân giải các phế thải nông nghiệp, công nghiệp và đô thị, góp phần bảo vệ môi trường

Ngoài ra vi sinh vật có vai trò quan trọng trong ngành năng lượng Vi sinh vật còn là yếu tố quan trọng trong ngành công nghiệp lên men

2 Vai trò của vi sinh vật trong nuôi trồng thủy sản

2.1 Tham gia phân giải chất hữu cơ trong thủy vực

Trong các thủy vực, nhóm vi khuẩn gây thối lớn nhất là Pseudomonas và nấm, chúng có thể sử dụng các chất có protein làm thức ăn Qúa trình thủy phân được thực hiện nhờ các enzyme ngoại bào Các oligopeptit và các polypeptit (mà tế bào vi sinh vật hấp thu từ quá trình thủy phân), bị phân hủy thành các axit amin nhờ các peptidaza Các axit amin này hoặc được sử dụng vào việc xây dựng nên các protein của tế bào vi sinh vật hoặc bị khử amin giải phóng NH3

Urê được đưa vào các thủy vực do sự bài tiết của động vật, được một số lớn vi khuẩn

có ureaza phân hủy thành NH3 và CO2

Nhờ các vi khuẩn thuộc nhóm Pseudomonas, xạ khuẩn, các loài Bacillus và các nấm bậc cao mà tinh bột được thủy phân

Trong các phần lắng đọng yếm khí, tinh bột chủ yếu bị phân hủy nhờ các loài Clostridium, nhờ các enzym ngoại bào Mycobacterium và các nấm bậc cao phân hủy xenluloz Cytophaza, Sporocytophaza là hai nhóm vi khuẩn phân giải xenluloz quan trọng nhất

Trong điều kiện yếm khí, chỉ do các loài Clostridium phân giải xenluloz, tạo thành các etanol, axit focmic, axit axetic, axit lactic, hydro và cacbondioxyt

Một số vi khuẩn của các giống Flavobacterium, Cytophaga, Pseudomonas, Vibrio và Bacillus có khả năng làm tan agar nhờ enzim agaraza Vi khuẩn Pseudomonas, Vibrio

và một vài loại nấm phân hủy kitin nhờ kitinaza

Chất béo được hàng loạt vi khuẩn và nấm phân hủy (Pseudomonas, Vibrio và Bacillus)

2.2 Tham gia các vòng tuần hoàn vật chất trong thủy vực

Tái vô cơ các chất hữu cơ chính là chức năng chủ yếu của vi sinh vật trong việc biến đổi vật chất trong thủy vực Nhờ vậy, các chất dinh dưỡng được đưa vào vòng tuần hoàn vật chất tạo nên sự sinh trưởng của sinh vật

2.2.1.Vòng tuần hoàn cacbon và oxi

Trong thủy vực oxy được sinh ra nhờ sự quang phân H2O qua quá trình quang hợp và rồi O2 lại được chuyển trở lại dạng H2O trong quá trình hô hấp Vi khuẩn lam, tảo và thực vật có vai trò chủ yếu tạo ra oxy trong khí quyển Có mối quan hệ mật thiết giữa sinh vật tự dưỡng và dị dưỡng trong việc cung cấp O2 và CO2 qua lại cho nhau

CO2 + H2O -.> CH2O + O2 (quang hợp)

CH2O + O2 -> CO2 + H2O (hô hấp hiếu khí)

2.2.2 Vòng tuần hoàn Nitơ:

Trong môi trường nước, nitơ có thể tồn tại dưới dạng N2, hay dưới dạng hợp chất vô cơ, hữu cơ hòa tan hay không hòa tan Các hợp chất vô cơ hòa tan quan trọng của nitơ là NH3, NH4+, NO2- , NO3- Dạng N2 có được chủ yếu là sự khuếch tán từ ngoài không khí vào hay còn có thể được hình thành trong quá trình phản nitrate hóa Các dạng hợp chất vô cơ hòa tan có được là do quá trình phân hủy các hợp chất hữu

cơ, nitơ lắng đọng dưới dạng hợp chất Albumine, dưới tác động của vi sinh vật, đạm

albumine sẽ biến thành dạng đạm ammonia (NH3) và ammonia sẽ hòa tan vào nước hình thành ion ammonium (NH4+) NH3 và muối của nó sẽ biến thành dạng đạm nitrite (NO2-) và nitrate (NO3-) nhờ hoạt động của vi khuẩn nitrite và nitrate hóa Thực vật có thể hấp thu cả 4 dạng đạm nói trên nhưng hấp thu NH4+ và NO3- là tốt nhất, mỗi loài thực vật ưa một dạng đạm khác nhau Tuy nhiên, một số loài vi khuẩn và tảo cũng có khả năng đồng hóa nitơ phân tử

Hai quá trình yếm khí của chu trình (cố định đạm và phản nitrate hóa), do tảo lam và vi khuẩn thực hiện, ngược lại các quá trình còn lại xảy ra trong điều kiện hiếu khí Hầu hết quá trình cố định đạm đều xảy ra trong tầng nước, trong khi đó quá trình phản nitrate hầu như xảy ra trong tầng đáy đặc biệt là ở vùng cửa sông hay đất ngập nước

Các chất đạm hữu cơ trong hệ sinh thái thủy vực hiện diện trong cơ thể thực vật, động vật và trong xác bã hữu cơ (dạng lơ lửng hay hòa tan).

Chu trình Nitơ trong thủy vực 2.2.3 Vòng tuần hoàn lưu huỳnh:

Trong quá trình thối rữa protein, bên cạnh NH3 một lượng nhỏ khí H2S thoát ra, chủ yếu là quá trình phân hủy các acid amin chứa lưu huỳnh như Cystin, Cystein và Methionine

Khí H2S không bền, trong môi trường thoáng khí dễ bị oxy hóa bằng con đường hóa học hay sinh học dưới tác dụng của một số vi khuẩn và nấm mốc Sự oxy hóa nhờ

vi sinh vật diễn ra thông qua nhiều sản phẩm trung gian rồi thành ion SO42- là chất cuối cùng bền vững của sự khoáng hóa các hợp chất hữu cơ chứa lưu huỳnh Quá trình này được gọi là quá trình sulfate hóa

Nhìn chung, sự oxy hóa H2S và các hợp chất chứa lưu huỳnh có khả năng oxy hóa khử như: S2, thiosulfate (S2O32-) và sulfite (SO32- ) là do một số nhóm vi khuẩn hóa tự dưỡng, chúng dùng năng lượng thu nhận được để khử CO2 xây dựng các hợp chất hữu cơ của cơ thể chúng SO42- được hình thành trong quá trình sulfate hóa

Trong môi trường yếm khí nó sẽ bị vi sinh vật khử trở lại thành H2S, quá trình này được gọi là quá trình phản sulfate hóa Khí H2S được hình thành trong quá trình thối rữa của thức ăn thừa hay phân hủy protein của động thực vật chết, quá trình phản sulfate hóa sẽ hòa tan trong nước Khí H2S có độ hòa tan rất lớn trong nước, khi hòa tan trong nước H2S có thể tồn tại ở dạng khí hoặc bị phân ly thành các ion HS- và S2-

2.3 Tham gia vào chuỗi dinh dưỡng của thủy vực

Vi sinh vật hấp thu các chất hữu cơ hòa tan phần lớn do các sinh vật nội địa thải vào nước Ngoài ra còn có các chất khác có nguồn gốc từ động vật, nước, đất của các thủy vực nội địa và từ bờ biển Các chất này được vi sinh vật chuyển hóa rất nhanh thành dạng hạt và phần lớn được các động vật khác tiêu hóa, nhờ đó chúng xâm nhập vào chuỗi dinh dưỡng

Khả năng hấp thu những chất hữu cơ nồng độ thấp của vi sinh vật đóng vai trò rất quan trọng Nhờ có vi sinh vật mà những chất hữu cơ có nồng độ qúa thấp gần như không sử dụng được lại được đưa vào chuỗi dinh dưỡng

Vi sinh vật cũng có vai trò quan trọng trong việc cung cấp CO2 cho các thực vật nổi thực hiện quá trình quang hợp tạo O2 trong các thủy vực Bản thân vi sinh vật sau đó được nhiều động vật khác dùng làm thức ăn và chính vi sinh vật lại thuộc về một mắt xích thức ăn khác trong chuỗi dinh dưỡng

Ngoài vai trò thông thường là các sinh vật sản xuất, sinh vật tiêu thụ và sinh vật phân giải, các vi sinh vật cũng giữ một vai trò là nguồn thực phẩm cho các vi sinh vật hóa dị dưỡng khác, cho bọn ăn thịt và bọn ký sinh

- Trong nước vi sinh vật là vị trí trung tâm để nối các bậc dinh dưỡng theo sơ đồ:

2.4 Vi sinh vật tham gia vào sự lắng cặn

Do vi sinh vật thường sống trong các chất phù du có bản chất vô cơ hay hữu cơ nên chúng có thể làm thay đổi kích thước và hình dạng các chất này; làm thay đổi tốc

độ sa lắng cũng như sự tích tụ các hạt sa lắng trong thủy vực Các hạt phù du có thể bị phá hủy từng phần hoặc hoàn toàn khi được vi sinh vật làm thức ăn hoặc tan vào dung dịch qua các phản ứng vô cơ Sự bám của vi sinh vật thường làm tăng kích thước của các hạt sa lắng Vi sinh vật làm hợp nhất các hạt nhỏ lại thành hạt lớn

Vi sinh vật cũng có thể gây nên các quá trình sa lắng thông qua các hoạt động trao đổi chất của chúng Chẳng hạn như sự kết tủa của vôi trong các vùng biển nông nhiệt đới là do sự thay đổi pH trong hàng loạt quá trình vi khuẩn học khác nhau gây nên

Trong đa số các phần lắng cặn của các thủy vực nội địa và các vùng biển nhất là các vùng giàu chất hữu cơ dễ bị phân giải luôn diễn ra các hoạt động phong phú của vi sinh vật Do tác động của vi sinh vật mà hàm lượng tổng số các chất hữu cơ trong phần lắng cặn giảm và thành phần của chúng cũng bị biến đổi.Trong các phần lắng cặn giàu chất dinh dưỡng thuộc các thủy vực giàu thức ăn thường xuất hiện các vùng yếm khí

do việc tiêu thu oxi hóa mạnh của vi sinh vật để phân giải chất hữu cơ

Ở các vùng yếm khí này xảy ra các quá trình lên men như phản Nitrat hóa hoặc phản Sunfat hóa H2S sinh ra từ sự khử Sunfat sẽ liên kết với Fe tạo ra FeS dẫn đến tạo thành chất bùn Sunfua Sắt màu đen có mùi khó chịu Bùn này thường được tích lũy nhìêu ở đầm hồ và các vùng bị nhiễm nước thải

Vi sinh vật sản sinh ra các hợp chất có mùi hôi:

Tảo lam Anabacna scheremetievi, Lyngbya Best, Oscillatoria agardhii, O bornetii fa Tenuis,O cortiana, O prolifica , O simplicissima, O spiendida, O tenuis, O variabilis, Schizothrix muelleri, Symplow muscorum, Lyngbya cryptovaginata, Oscillatoria curviceps, O tenuis var levis

Nấm Actinomycetes, Streptomyces

Điều kiện ảnh hưởng đến sự phát triển của sinh vật tạo ra mùi hôi:

- Chất hữu cơ nhiều trong ao đã cung cấp giá thể cho sự phát triển của nấm

- Streptomycete spp có thể bị kiềm hãm bởi hàm lượng oxy thấp trong ao (bào tử hình thành sợi nấm thứ cấp tạo ra MIB và mucidone)

- Nhiệt độ tối ưu cho các sinh vật sản sinh mùi hôi trong khoảng 25-30oC

- Đất và nước có tính kiềm thích hợp cho sự phát triển của những sinh vật tạo mùi hôi

2.5 Vi sinh vật là tác nhân gây bệnh trong nước:

Các vi sinh vật gây bệnh cho người và động vật xâm nhập vào các thủy vực qua nước thải Đa số vi sinh vật gây bệnh không tồn tại lâu trong nước do sống ký sinh bắt buộc của chúng hoặc điều kiện môi trường nước không phù hợp với chúng Một số vi sinh vật gây bệnh thường gặp trong nước như: E coli, Samonella typhi, Samonella

paratyphi, Vi khuẩn lị Shigella, bào tử của các Clostridium, phẩy khuẩn tả Vibrio cholera

Bệnh do virus: Virus không có cấu trúc tế bào nên không có khả năng sinh sản trong môi trường dinh dưỡng tổng hợp Virus có hình thức sống kí sinh nội bào bắt buộc nên chúng là nguyên nhân của một số bệnh ở động vật thủy sản Theo Ken Wolf

1988, thế giới đã phát hiện 59 loài virus gây bệnh ở cá, 15 loại bệnh do virus ở tôm he Bênh do virus gây ra thường không có khả năng chữa trị.Virus có thể gây ra các bệnh như: bệnh xuất huyết do virus, bệnh tế bào lympho ở cá, bệnh virus đốm trắng ở tôm

he, bệnh cá ngủ do Iridovirus ở cá mú, bênh hoại tử…

Bệnh do vi khuẩn :Vi khuẩn không có khả năng tự dưỡng như ở thực vật khác nên thường sống hoại sinh, cộng sinh hay ký sinh gây bệnh ở động vật và thực vật

Ở động vật thủy sản, vi khuẩn gây rất nhiều bệnh nguy hiểm khác nhau, là mối

đe dọa rất lớn trong ngành nuôi trồng thủy sản công nghiệp Tuy nhiên khác với bệnh

do virus, bệnh do vi khuẩn có khả năng chữa trị bằng kháng sinh nếu dùng đúng thuốc, đúng liều và đúng thời điểm

Nó có thể gây ra các bệnh như: thối mang cá, nhiễm trùng máu, hoại tự nội tạng,đỏ miệng ở cá, ếch, xuất huyết, nhọt ở cá, phát sáng ở tôm, đục thân ở tôm

Các bệnh nhiễm khuẩn ở động vật thủy sản thường có một số dấu hiệu giống nhau như: cơ thể xuất huyết trên và trong cơ thể; mắt lồi; tích dịch trong ruột; xoang

cơ thể Giáp xác thường tạo các điểm nâu đen trên lớp vỏ kitin; gây mòn, cụt phần phụ…

Bệnh do nấm:

Nấm là thực vật bậc thấp không có diệp lục tố, không có khả năng tự dưỡng thường sống hoại sinh, cộng sinh hay kí sinh trên động, thực vật, có thể gây ra các bệnh nấm hạt ở cá, ếch, hội chứng lở loét ở cá nấm thủy my, nấm mang cá, nấm ấu trùng giáp xác

2.6 Vi sinh vật và sự tự làm sạch các nguồn nước:

Khi chất thải hữu cơ được thải vào thủy vực, quá trình phân hủy hữu cơ làm chất lượng nước biến đổi nhanh chóng vượt ngoài phạm vi tự nhiên Quá trình phân hủy hữu cơ tiêu thụ nhiều oxy làm cho hàm lượng oxy hòa tan trong nước giảm nhanh chóng, giai đoạn này là giai đoạn suy thoái của thủy vực Mức độ giảm hàm lượng oxy

hòa tan phụ thuộc vào lượng chất thải thải vào thủy vực, lượng chất thải càng nhiều thì tốc độ giảm oxy hòa tan càng nhanh và hàm lượng càng thấp, trường hợp quá nhiều chất thải hàm lượng oxy hòa tan có thể đạt đến mức bằng 0 Hàm lượng oxy hòa tan giảm đến mức cực tiểu và duy trì trong một khoảng thời gian, giai đoạn này gọi là giai đoạn phân hủy tích cực Sau giai đoạn phân hủy tích cực, hàm lượng oxy hòa tan tăng dần trở về trạng thái ban đầu, giai đoạn này được gọi là giai đoạn phục hồi Thủy vực nhiễm bẩn trở về trạng thái ban đầu nhờ khà năng tự lọc sạch của thủy vực Hiện tượng nước bị nhiễm bẩn dần dần trở về trạng thái ban đầu như trước khi bị nhiễm bẩn được gọi là khả năng tự lọc sạch của thủy vực, khả năng này rất lớn ở những thủy vực nước chảy mạnh như sông, suối nhưng rất kém ở thủy vực nước tĩnh như ao, hồ Khả năng tự lọc sạch của thủy vực có ý nghĩa rất quan trọng trong tự nhiên nhưng khả năng này có giới hạn, không lọc sạch nổi những thủy vực nhiễm bẩn nặng và liên tục

Trong quá trình tự lọc sạch thủy vực, thủy sinh vật đóng vai trò vô cùng quan trọng Các nhóm sinh vật tham gia vào quá trình lọc sạch thủy vực (vi khuẩn, nấm tảo

và các động vật khác ) thông qua các quá trình sau:

- Khoáng hóa chất hữu cơ

- Tích tụ chất bẩn và chất độc

- Loại bỏ chất lơ lửng ra khỏi tầng nước

Vi sinh vật giữ vai trò quyết định vì chúng có thể phân giải các hợp chất hữu cơ (dạng thể rắn hay hòa tan trong nước) thành các chất vô cơ Trong điều kiện thích hợp

vi sinh vật có khả năng tái khoáng hóa nhiều chất bẩn hữu cơ Protein, đường và tinh bột được vi sinh vật phân hủy nhanh nhất; mỡ, xenluloz và kitin bị phân giải chậm hơn nhiều

Môi trường nước và sinh vật sống trong đó có quan hệ tương tác rất chặt chẽ Nước thải cho chảy vào các thuỷ vực ( ao, đầm, hồ, sông ) làm thay đổi đáng kể các điều kiện sống tự nhiên của hệ thuỷ sinh có sẵn trong nước

Trong nước thải thường rất giàu các chất hữu cơ nhiễm bẩn Đây chính là nguồn cơ chất cho quá trình thối rữa và lên men, là nguồn dinh dưỡng cho các vi sinh vật hoại sinh phát triển, tăng sinh khối – tác nhân của các quá trình biến đổi hoá sinh trong nước Nhiều thành phần của hệ thuỷ sinh trong nước sạch, sẽ bị chết hoặc giảm

số lượng trong nước bị nhiễm bẩn

Vi sinh vật hoại sinh dần dần oxy hoá các chất hữu cơ Hàm lượng các chất này giảm dần, số lượng các vi sinh vật phân huỷ chúng rồi cũng sẽ giảm do nguồn cơ chất dinh dưỡng cạn dần, thay vào đó là hệ thuỷ sinh khác phát triển Các vi khuẩn hoại sinh bị chết ngoài lí do là không đủ thức ăn, còn vì chịu tác dụng của chất kháng sinh

do một số loài tảo có thể sinh ra khi mọc ở trong nước Vi khuẩn còn bị các sinh vật khác (động vật nguyên sinh, giáp xác… ) ăn và bị thực khuẩn thể làm dung giải (làm tan) Nước trong thuỷ vực dần dần phục hồi lại các điều kiện sinh thái bình thường Quá trình làm sạch nước khỏi bị ô nhiễm các chất hữu cơ và vi khuẩn gọi là sự làm sạch tự nhiên của nước Do vậy quần thể vi sinh vật cũng thay đổi theo tiến độ tự làm sạch nguồn nước

B/ Câu hỏi và bài tập thực hành:

Phân tích vai trò vi sinh vật là tác nhân gây bệnh trong nước

C/ Ghi nhớ:Các đặc điểm chung của vi sinh vật.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

* Tài liệu chính:

[1] Lã Thị Nội, (2015) Bài giảng vi sinh vật trong nuôi trồng thủy sản

Trường CĐ Kinh tế - Kỹ thuật Bạc Liêu

* Tài liệu bổ sung:

[1] Nguyễn Lân Dũng, (2010) Giáo trình vi sinh vật học NXB Giáo dục Việt

CHƯƠNG 2 MỘT SỐ LOÀI VI SINH VẬT

Giới thiệu:

Những nhóm vi sinh vật chủ yếu là: vi khuẩn (bacteria), cổ khuẩn (archaea), nấm(fungi), tảo (algae), động vật nguyên sinh (protozoa), và virut (viruses) Riêng virut là những thực thể chưa có cấu tạo tế bào, các vi sinh vật khác đều thuộc một trong hai loại tế bào: tế bào chưa có nhân điển hình – hay tế bào procaryot (procaryotic cells) và tế bào có nhân điển hình – hay tế bào eucaryot (eucaryotic cells)

Mục tiêu:

loài vi sinh vật

sinh vật thường gặp trong ao nuôi thủy sản

dụ như dạng cầu trực khuẩn (coccobacille) hoặc dạng phẩy khuẩn (vibrie)

a/ Cầu khuẩn: Là loại vi khuẩn có hình cầu, hình ngọn nến, hình hạt cà phê Kích thước trong khoảng 0,5 - 1μ Trong cầu khuẩn có một số chi như sau

- Chi Micrococus: Hình cầu đứng riêng rẽ, sống hoại sinh trong đất, nước, không khí

- Chi Diplococcus: Hình cầu dính nhau từng đôi một (do phân cắt theo một mặt phẳng xác định), có một số loài có khả năng gây bệnh cho người Thí dụ: Neisseria gonorrhocae

Hình 2-1: Hình dạng một số chi vi khuẩn thuộc dạng cầu khuẩn

- Chi Streptococcus: Hình cầu và dính với nhau thành chuỗi dài; Streptococcus lactis lên men lactic

- Chi Sarcina: Phân cắt theo ba mặt phẳng trực giao với nhau và tạo thành khối gồm 8, 16 tế bào hoặc nhiều hơn Hoại sinh trong không khí Sarcina urea có khả năng phân giải urê khá mạnh

-Chi Staphilococcus: Phân cắt theo các mặt phẳng bất kỳ và dính với nhau thành từng đám như chùm nho, hoại sinh hoặc ký sinh gây bệnh cho người và gia súc

Nói chung, cầu khuẩn không có roi (roi) nên không có khả năng di động

b/ Trực khuẩn: Có hình que, đường kính 0,5 -1, dài 1 - 4 , gồm các giống (Hình 2-1)

- Chi Bacillus : Trưc khuẩn gram dương, có nha bào, không thay đổi hình dạng khi sinh nha bào (endospore).

Hình 2-1: Hình dạng một số chi vi khuẩn có dạng trực khuẩn

- Các trực khuẩn gram âm không sinh nha bào, có roi gồm các chi Pseudomonas có 1 - 7roi, Xanthomonas có 1 roi, Erwinia có nhiều roi mọc chung quanh,

- Chi Corynebacterium : Hình chùy, không có nha bào, hình dạng và kích thước

có thay đổi nhiều khi nhuộm màu, tế bào thường tạo thành các đoạn nhỏ bắt màu khác nhau

- Chi Clostridium: Trực khuẩn gram dương, 0,4 - 1μ x 3 - 8μ , có sinh nha bào, nha bào to hơn chiều ngang tế bào nên khi có nha bào, tế bào thường phình ra ở giữa hay ở một đầu Có thể gây bệnh như Clostridium tetani gây bệnh uốn ván, hoặc có lợi như Clostridium pasteurianum là vi khuẩn cố định đạm trong đất

c/ Phẩy khuẩn: Có hình que hơi uốn cong giống như dấu phẩy Chi thường gặp là Vibrio Phần lớn hoại sinh, có một số gây bệnh cho người và động vật nuôi (Vibrio harveyi gây bệnh trên tôm, Vibrio cholerae gây bệnh tiêu chảy cấp ở người.) (Hình 2-3)

d/ Xoắn khuẩn: ( Spira: xoắn ) Có từ hai vòng xoắn trở lên, gram dương, di động được nhờ một hay nhiều roi mọc ở đỉnh Kích thước 0,5 - 3μ x 5 - 40μ Chi Spirillum thuộc nhóm hình dạng nầy (Hình 2-2)

Hình 2-2: Hình dạng một số chi vi khuẩn có dạng xoắn khuẩn và phẩy khuẩn

A Hình que - trực khuẩn (Bacillus)

B Hình cầu (coccus) tạo thành chuỗi (strepto-) - liên cầu khuẩn (Streptococcus)

C Hình cầu tạo đám (staphylo-) - tụ cầu khuẩn (Staphylococcus)

D Hình tròn sóng đôi (diplo-) - song cầu khuẩn (Diplococcus)

E Hình xoắn - xoắn khuẩn (Spirillum, Spirochete)

F Phẩy khuẩn (Vibio)

2 Cấu trúc tế bào

2.1 Thành tế bào:

Thành tế bào (cell wall) giúp duy trì hình thấi của tế bào, hỗ trợ sự chuyển động của tiên mao (flagellum), giúp tế bào đề kháng với áp suất thẩm thấu, hỗ trợ quá trình phân cắt tế bào, cản trở sự xâm nhập của một số chất có phân tử lớn, liên quan đến tính kháng nguyên, tính gây bệnh, tính mẫn cảm với Thực khuẩn thể (bacteriophage)

Năm 1884 H.Christian Gram đã nghĩ ra phương pháp nhuộm phân biệt để phân chia vi khuẩn thành 2 nhóm khác nhau : vi khuẩn Gram dương (G+) và vi khuẩn Gram

âm (G-) Thành phần hoá học của 2 nhóm này khác nhau chủ yếu như sau :

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

Acid teicoic (Teichoic

Màng sinh chất (plasma membrane); Màng ngoài (outer membrane); Chu chất (Periplasmic space)

2.2 Màng sinh chất:

Màng sinh chất hay Màng tế bào chất (Cytoplasmic membrane, CM) ở vi khuẩn 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 tích điện, phân cực,

ưa nước ; đuôi hydrocarbon không tích điện, không phân cực, kỵ nước

Màng sinh chất có các chức năng chủ yếu sau đây:

- Khống chế sự qua lại của các chất dinh dưỡng, các sản phẩm trao đổi chất

- Duy trì áp suất thẩm thấu bình thường trong tế bào

- Là nơi sinh tổng hợp các thành phần của thành tế bào và các polyme của bao nhày (capsule)

- Là nơi tiến hành quá trình phosphoryl oxy hoá và quá trình phosphoryl quang hợp (ở vi khuẩn quang tự dưỡng)

- Là nơi tổng hợp nhiều enzym, các protein của chuỗi hô hấp

- Cung cấp năng lượng cho sự hoạt động của tiên mao

2.3 Tế bào chất:

Tế bào chất (TBC-Cytoplasm) là phần vật chất dạng keo nằm bên trong màng sinh chất, chứa tới 80% là nước.Trong tế bào chất có protein, acid nucleic, hydrat carbon, lipid, các ion vô cơ và nhiều nhiều chất khác có khối lượng phân tử thấp.Bào quan đáng lưu ý trong TBC là ribosom (ribosome) Ribosom nằm tự do trong tế bào chất và chiếm tới 70% trọng lượng khô của TBC Ribosom gồm 2 tiểu phần (50S và 30S), hai tiểu phần này kết hợp với nhau tạo thành ribosom 70S S là đơn vị Svedberg- đại lượng đo tốc độ lắng khi ly tâm cao tốc

2.4 Thể nhân:

Thể nhân (Nuclear body) ở vi khuẩn là dạng nhân nguyên thuỷ, chưa có màng 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 màu tím.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 1mm (!), 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

*

Thể nhân trong tế bào vi khuẩn Escherichia coli

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

2.5 Bao nhầy:

Bao nhầy hay Giáp mạc (Capsule) gặp ở một số loài vi khuẩn với các mức độ khác nhau:

- Bao nhầy mỏng ( Vi giáp mạc, Microcapssule)

- Bao nhầy (Giáp mạc, Capsule)

- Khối nhầy ( Zooglea)

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

Thành phần chủ yếu của bao nhầy là polysaccarid, ngoài ra cũng có polypeptid

và protein Trong thành phần polysaccarid ngoài glucose còn có glucozamin, 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 )

Vi khuẩn Acetobacter xylinum cóbao nhầy cấu tạo bởi cellulose Người ta dùng vi

khuẩn này nuôi cấy trên nước dừa để chế tạo ra Thạch dừa (Nata de coco)

2.6 Tiên mao và khuẩn mao:

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 sợi lông dài, dưới kính hiển vi quang học chỉ có thể thấy rõ khi nhuộm theo phương pháp riêng Dưới kính hiển vi điện tử có thể thấy rất rõ cấu trúc của từng sợi tiên mao

Tiên mao và khuẩn mao ở vi khuẩn

9 -Cyanobacteria

10 -Proteobacteria

19 -Dictyoglomi

Việc phân ngành dựa trên các đặc điểm hình thái, sinh lý, sinh hóa, sinh thái

Căn cứ vào tỷ lệ G + C trong ADN người ta xây dựng được cây phát sinh chủng loại (Phylogenetic tree) và chia vi khuẩn thành 11 nhóm sau đây:

1 -Nhóm Oxy hoá Hydrogen

Theo thuật ngữ Latinh tên các taxon trong phân loại nấm là như sau:

Ngành-mycota; Ngành phụ-mycotina; Lớp- mycetes; Lớp phụ- mycetidae; Bộ-ales; Bộ phụ- ineae; Họ-aceae; Họ phụ- oideae

Căn cứ vào hình thái người ta chia vi nấm thành hai nhóm khác nhau: nhóm Nấm men (Yeast) và nhóm Nấm sợi (Filamentous fungi) Chúng chỉ khác nhau về hình

thái chứ không phải là những taxon phân loại riêng biệt.Nhiều nấm men cũng có dạng

sợi và rất khó phân biệt với nấm sợi

1 Nấm sợi

1.1 Hình thái và cấu tạo của sợi nấm

Sợi nấm (hypha) có dạng hình ống phân nhánh bên trong chứa chất nguyên sinh

có thể lưu động Về chiều dài chúng có sự sinh trưởng vô hạn nhưng về đường kính thì thưopừng chỉ thay đổi trong phạm vi 1-30µm (thông thường là 5-10 µm)

Đầu sợi nấm có hình viên trụ, phần đầu gọi là vùng kéo dài (extension zone) Lúc sợi nấm sinh trưởng mạnh mẽ đây là vùng thành tế bào phát triển nhanh chóng, vùng này có thể dài đến 30 µm Dưới phần này thành tế bào dày lên và không sinh trưởng thêm được nữa Màng nguyên sinh chất thường bám sát vào thành tế bào Trên màng nguyên sinh chất có một số phần có kế cấu gấp nếp hay xoắn lại, người ta gọi là biên thể màng (plasmalemmasome) hay biên thể (lomasome) Nhiều khi chúng có tác dụng tiết xuất các chất nào đó

Thành tế bào (cell wall) của nấm có thành phần hóa học khác nhau.Đây là một tiêu chí quan trọng khi định loại nấm.sau đây là các thành phần chính của thành tế bào

ở một số nấm chủ yếu chứa Cellulose, Glycogen, Glucan, Chitine,… Riêng với

Saccharomycetales và Cryptomycocolacales là Glucan, mannan

Với màng nguyên sinh chất (protoplasmic membrane) thì thành phần ít thay đổi

ở các loài nấm sợi, có khác nhau với dạng nấm men

Nhân tế bào được bao bọc bởi màng nhân, trên màng nhân có nhiều lỗ thủng, trong nhân có hạch nhân (nucleolus).Thường có nhiều nhân tập trung ở phần ngọn của sợi nấm.Trong các tế bào phía sau ngọn thường chỉ có 1-2 nhân

Nhân của nấm thường nhỏ, khó thấy rõ dưới kính hiển vi quang học Nhiễm sắc thể trong nhân thường không dễ nhuộm màu, số lượng tương đối nhỏ Trong tế bào nấm còn có các cơ quan giống như trong tế bào các sinh vật có nhân thực (Eukaryote) khác Đó là ty thể (mitochondrion), mạng nội chất (endoplasmic reticulum), dịch bào hay không bào (vacuolus), thể ribô (ribosome), bào nang (vesicle) , thể Golgi sinh bào nang (Golgi body, Golgi apparatus, dictyosome), các giọt lipid (lipid droplet), các tinh thể (chrystal) và các vi thể đường kính 0,5-1,5 nm (microbody), các thể Vôrônin đường kính 0,2µm (Woronin body), thể Chitô đường kính 40-70nm(chitosome)…

Phần ngọn có thể tách với phần bên dưới bằng một không bào, lúc đầu nhỏ nhưng về sau kết hợp lại với nhau để lớn dần, tạo nế áp lực dồn tế bào chất về phía

đỉnh ngọn sợi nấm Tại phần già nhất của sợi nấm thường xảy ra hiện tượng tự tan (autolysis) hoặc bị tan rã dưới tác dụng của các men phân cắt (lytic enzyme) do các vi sinh vật khác sinh ra Cũng có những phần sợi nấm già phần lipid tích tụ nhiều và kết hợp với thành tế bào tạo nên một màng dày, tạo thành những bào tử áo (chlamydospore) Loại bào tử này có thể giúp sợi nấm tồn tại được qua những điều kiện môi trường khắc nghiệt

Sợi nấm không ngừng phân nhánh và vì vậy khi một bào tử nẩy mầm trên một môi trường đặc sẽ phát triển thành một hệ sợi nấm (mycelium, số nhiều- mycelia), sau 3-5 ngày có thể tạo thành một đám nhìn thấy được gọi là khuẩn lạc (colony) Vào giai đoạn cuối của sự phát triển khuẩn lạc sẽ xảy ra sự kết mangh (anastomosis) giữa các khuẩn ty với nhau, làm cho cả khuẩn lạc là một hệ thống liên thông mật thiết với nhau, thuận tiện cho việc vận chuyển chất dinh dưỡng đến toàn bộ hệ sợi nấm Hiện tượng kết mạng thường gặp ở nấm bậc cao nhưng lại ít gặp ở các sợi nấm dinh dưỡng của nấm bậc thấp Hình thái, kích thước màu sắc, bề mặt của khuẩn lạc…có ý nghĩa nhất định trong việc định tên nấm

Phần lớn sợi nấm có dạng trong suốt, ở một số nấm sợi nấm mang sắc tố tạo nên màu tối hay màu sặc sỡ.Sắc tố của mọt số nấm còn tiết ra ngoài moi trường và làm đổi màu khu vực có nấm phát triển.Một số nấm còn tiết ra các chất hữu cơ tạo nên các tinh thể trên bề mặt khuẩn lạc.Vì bào tử của nấm thường cũng có màu nên cả khuẩn lạc thường có màu

2 Nấm men

Thuật ngữ Nấm men (yeast, levure) chỉ là tên chung để chỉ nhóm vi nấm thường có cấu tạo đơn bào và thường sinh sôi nảy nở bằng phương pháp nẩy chồi (budding) Nấm men không thuộc về một taxon phân loại nào nhất định, chúng có thể thuộc ngành Nấm túi (Ascomycota) hoặc ngành Nấm đảm (Basidiomycota)

Nảy chồi là cách sinh sản vô tính điển hình của nấm men.Khi đó thành tế bào

mở ra để tạo ra một chồi (bud) Chồi phát triển thành tế bào con và có thể tách khỏi tế bào mẹ ngay từ khi còn nhỏ hoặc cũng có thể vẫn không tách ra ngay cả khi lớn bằng

tế bào mẹ Chồi có thể mọc ra theo bất kỳ hướng nào (nẩy chồi đa cực- multilateral budding) hoặc chỉ nẩy chồi ở hai cực (nẩy chồi theo hai cực- Bipolar budding) hoặc chỉ nảy chồi ở một cực nhất định (nẩy chồi theo một cực – monopolar budding)

Nấm men còn có hình thức sinh sản phân cắt như vi khuẩn Có thể hình thành một hay vài vách ngăn để phân cắt tế bào mẹ thành những tế bào phân cắt (fission cells) Điển hình cho kiểu phân cắt này là các nấm men thuộc chi

Schizosaccharomyces.Ở một số nấm men thuộc ngành Nấm đảm, có thể sinh ra dạng

bào tử có cuống nhỏ (sterigmatoconidia) hoặc bào tử bắn (ballistoconidia hay

ballistospore).Bào tử có cuống nhỏ thường gặp ở các chi nấm men Fellomyces,

Kockovaella và Sterigmatomyces, khi đó chồi sinh ra trên một nhánh nhỏ và tách ra

khi nhánh bị gẫy.Bào tử bắn được sinh ra trên một gai nhọn của tế bào nấm men và bị bắn ra phí đối diện khi thành thục Nếu cấy các nấm men sinh bào tử bắn thành hình zich zắc trên thạch nghiêng hoặc trên đĩa Petri thì sau một thời gian nuôi cấy sẽ thấy xuất hiện trên thành ống nghiệm hoặc nắp đĩa Petri có một hình zích zắc khác được hình thành bởi các bào tử bắn lên Bào tử bắn là đặc điểm của nấm men thuộc các chi

Bensingtonia,Bullera, Deoszegia, Kockovaella, Sporobolomyces Một số nấm men

còn có một hình thức sinh sản vô tính nữa, đó là việc hình thành các bào tử đốt (arthroconidia hay arthrospore).Khi đó sẽ hình thành các vách ngăn ở đầu các nấm men dạng sợi, sau đó tách ra thành các bào tử đốt Loại này gặp ở các nấm men thuộc

cả hai ngành: Nấm túi và Nấm đảm Thường gặp nhất là ở các chi nấm men

Galactomyces, Dipodascus (dạng vô tính là Geotrichum) và Trichosporon Nấm men

còn có thể tạo thành dạng tản (thallus) dưới dạng khuẩn ty (sợi nấm- hyphae) hay khuẩn ty giả (giả sợi nấm – pseudohyphae)

Dạng sinh sản hữu tính ở nấm men là dạng các bào tử túi (ascospore) được sinh

ra từ các túi (asci).Có thể xảy ra sự tiếp hợp (conjugation) giữa hai tế bào nấm men tách rời hoặc giữa tế bào mẹ và chồi.Còn có cả sự biến nạp trực tiếp trong 1 tế bào sinh dưỡng (vegetative cell), tế bào này biến thành túi không qua tiếp hợp (unconjugated ascus) Thường trong mỗi túi có 4 hay đôi khi có 8 bào tử túi Trong một số trường hợp lại chỉ có 1-2 bào tử túi

Bên cạnh rất nhiều nấm men có ích như là các loại nấm men dùng để sản xuất rượu trắng, rượu vang, bia, làm nở bột mỳ, tạo sinh khối giàu protein và vitamin, sản xuất enzym, sản xuất acid citric từ khí thiên nhiên, sản xuất riboflavin (vitamin B2)… còn có những loại nấm men có thể gây bệnh

III TẢO

1 Khái niệm

Tảo là thực vật bậc thấp có tản (Cơ thể chia phân ra thân, rễ, lá), tế bào có chứa diệp lục và sống chủ yếu trong nước

Tảo có hình dạng đa dạng, bao gồm những dạng đơn bào, tập đoàn và đa bào với những loài có kích thước lớn và có cấu tạo khác nhau.Khả năng sinh sản và cấu tạo của cơ quan sinh sản rất sai khác.Mầu sắc của tảo cũng không giống nhau, bởi vì ngoài diệp lục tảo còn mang nhiều loại chất mầu và che khuất diệp lục

2 Hình thái cấu tạo:

Tảo có hình thái cơ thể và cấu tạo rất đa dạng

a/ Hình thái: Người ta chia hình thái của tảo thành 8 kiểu hình thái như sau:

- Kiểu Monas: Tảo đơn bào, sống đơn độc hay thành tập đoàn ( được cấu thành

từ một số hay nhiều tế bào giống nhau hoàn toàn về hình dạng và chức phận các tế bào trong tập đoàn không có liên hệ phụ thuộc lẫn nhau) Chuyển động nhờ lông roi(roi) Phần lớn tế bào có 2 roi (ít khi 1, 4 hay nhiều hơn) Một số tảo đơn bào có cấu trúc dạng Amip Chúng thiếu màng tế bào cứng, không có roi và chuyển động giống như amip bằng các chân giả có hình dạng khác nhau, gặp trong các lớp tảo vàng ánh, ngành tảo lục…

- Kiểu Palmella: Tảo đơn bào, cùng sống chung trong bọc chất keo thành tập

đoạn dạng khối, có hình dạng nhất định hoặc không gặp nhiều trong các ngành tảo lam, lục…

- Kiểu hạt: Tảo đơn bào, không có roi, sống đơn độc

- Kiểu sợi: Có cấu tạo thành tản đa bào do tế bào chỉ phân đôi theo cùng một

phẳng ngang, sợi có phân nhánh hoặc không

- Kiểu bản: Tản đa bào hình lá do tế bào sinh trưởng ở đỉnh hay ở gốc, phân đôi

theo các mặt phẳng cả ngang lẫn dọc Dạng bản được cấu tạo bởi một hay nhiều lớp tế bào

- Kiểu ống: Tản là một ống chứa nhiều nhân tế bào, có dạng sợi phân nhánh hay

dạng cây có thân, lá và rễ giả Các tế bào thông với nhau vì tuy tế bào phân chia nhưng không hình thành vách ngăn

- Kiểu cây: Tản dạng sợi hay dạng bản phân nhánh, hoặc có dạng thân, rễ, lá

giả Thường mang cơ quan sinh sản có mức độ phân hoá cao

b/ Cấu tạo: Trừ tảo lam (vi khuẩn lam) và tảo có cấu trúc dạng Monas, ở đa số

tảo, tế bào dinh dưỡng của chúng ở giai đoạn trưởng thành có cấu tạo như những thực vật khác Cấu tạo của tế bào gồm 2 phần : Thành tế bào (màng, vách tế bào) và phần nội chất

- Thành tế bào: Thành tế bào là lớp vỏ bao bọc xung quanh các thành phần

sống của tế bào, thành tế bào phân chia giữa các tế bào với nhau hoặc ngăn cách giữa

tế bào và môi trường Thành tế bào của tảo sống nổi ( Phytoplankton) gồm có các loại sau:

+ Thành tế bào có 2 tầng: Tầng trong bằng Cellulo ( C6 H10O 5) tầng ngoài bằng chất Pectin Thành tế bào loại này thường có hình dạng nhất định, đa số thành tế bào loại này nằm trong ngành tảo Lục (Chlorophyta) và Vi khuẩn lam (Cyanobacteria)

+ Thành tế bào cấu tạo bởi Silic (SiO2nH2O ) hầu hết các giống loài nằm trong lớp tảo Silic Bacillariophyceae

+Thành tế bào có cấu tạo bởi lớp chu bì (Periplast) Màng chu bì được cấu tạo bởi màng ngoài của nguyên sinh, được gắn với các hạt Cellulo tạo thành lớp màng dai, bền Thành tế bào loại này làm hình dạng dễ biến đổi.Đa số nằm trong ngành tảo mắt Euglenophyta

+ Nhiều tảo đơn bào, thành tế bào chỉ là chất nguyên sinh đậm đặc, thường tế bào dễ biến dạng Một số giống loài thành tế bào được Silic hoá nên có thành cứng và

có hình dạng nhất định.Một số tảo có có lớp muối Oxyt sắt, Calcium carbonat bên ngoài thành tế bào

Bên ngoài thành tế bào ở một số tảo có màng keo chứa các Polysaccharide có giá trị như Alginate, agar, carragenan…

Bề mặt của thành tế bào có thể trơn nhẵn, có thể có vân (vân dạng lông chim, vân lỗ dạng phóng xạ, vân dọc theo tế bào ) Bề mặt của thành tế bào cũng có thể sần sùi, có gai hay các mấu nhô…đó là các chỉ tiêu phân loại quan trong của tảo nổi

- Phần nội chất:

+ Chất tế bào: Bao gồm tất cả các nội dung của tế bào trừ nhân, các lạp thể, các thể ẩn nhập, không bào Đó là chất lỏng, nhớt, đàn hồi, không màu trong suốt nom tựa lòng trắng trứng Trong thành phần chứa 80% là nước nhưng nó không trộn lẫn với nước được, khi đun nóng 50 – 600C thì mất khả năng sống nhưng ở bào tử, chất tế bào

có thể chịu đựng được nhiệt độ tới 1050C

+ Nhân tế bào : Nhân tế bào của tảo cũng không khác mấy với các tế bào nhân thực khác nhưng hầu hết là nhân đơn bội Một số tảo Silic, tảo lục, tảo đỏ…có nhân lưỡng bội.Nhân thường hình cầu nằm giữa tế bào, đôi khi nhân kéo dài ở các tế bào hẹp và dài hoặc dạng đĩa.Thường mỗi tế bào có một nhân nhưng cũng có một số tế bào

có nhiều nhân Ngành vi khuẩn lam Cyanobacteria không có nhân nhưng có thể trung tâm có chức năng giống như nhân

+ Thể sắc tố và sắc tố: Là một thể Protid có chứa các sắc tố, đây là công cụ đồng hoá chủ yếu của tảo Trừ ngành vi khuẩn lam ra, còn các ngành tảo khác đều có chứa thể sắc tố Hình dạng, kích thước, số lượng của thể sắc tố tuỳ theo giống loài mà khác nhau Thí dụ thể sắc tố dạng bản xoắn (Spirogyra), thể sắc tố dạng chén (Chlamydomonas), dạng hình sao (Zygnema)…Trên thể sắc tố nhiều khi thấy có những hạt Protein chiết quang gọi là hạt tạo bột (Pyrenoit)

Sắc tố của tảo chứa 3 chất màu cơ bản là diệp lục Chlorophyl (a,b,c, d) màu xanh lục, diệp hoàng Xanthphyl có màu vàng, Caroten màu da cam

+ Chất dự trữ: Tảo thông qua qua trình quang hợp tạo thành chất dự trữ trong

cơ thể ở các ngành tảo khác nhau có chất dự trữ khác nhau Thí dụ tinh bột ở tảo lục,Leucosin ở tảo roi, dầu trong tảo Silic…

+ Không bào: Không bào là những khoảng trống trong chất tế bào Những loài tảo sống trong nước ngọt, thường ở phần đầu của tế bào có chứa một hay vài không bào co bóp (co rút) , chúng mở ra và bóp lại theo nhịp điệu, giúp cho việc duy trì nước trong tế bào và loại bỏ chất thải ra khỏi tế bào.ở các tế bào dạng Monas còn có đặc điểm đặc trưng là mang lông roi (roi) và có điểm mắt màu đỏ Điểm mắt cùng với roi

có tác dụng hướng cho sự vận động

3 Sinh sản: ở tảo có 3 phương thức sinh sản:

a/ Sinh sản dinh dưỡng: Bằng cách phân chia tế bào, phân cắt tập đoàn hay

hình thành tập đoàn mới ở bên trong tập đoàn mẹ, phân cắt từng đoạn tảo Một số ít tảo, tạo thành cơ quan chuyên hoá của sinh sản dinh dưỡng như tạo thành chồi ở tảo vòng Chara

b/ Sinh sản vô tính: Bằng sự hình thành những bào tử vô tính như Bào tử động

Zoospore, Bào tử động bơi lội một thời gian ngắn, tạo vỏ bọc, nảy mần thành một cơ thể mới ở một số tảo sinh sản bằng những bào tử không chuyển động gọi là bào tử tĩnh hay bào tử bất động Aplanospore Một số ngành tảo sản sinh ra những bào tử đặc

trưng như trong ngành vi khuẩn lam sản sinh ra bào tử nội sinh Endospore, bào tử ngoại sinh Exospore, ở một số giống loài trong ngành tảo lục sản sinh ra bào tử tự thân (tự bào tử) Autospore, bào tử màng dầy Ankinet

c/ Sinh sản hữu tính : Gặp cả 3 mức độ đẳng giao Homogamy (Hai giao tử

giống nhau về hình dạng, kích thước) ; Dị giao Heterogamy ( Hai giao tử chuyển động, một cái lớn hơn ); Noãn giao Oogamy (giao tử đực nhỏ, chuyển động gọi là tinh trùng, giao tử cái lớn thường có hình cầu và không chuyển động)

Ngoài ra ở tảo còn có quá trình sinh sản đặc biệt theo lối tiếp hợp Zygogamy Trong đó hai tế bào liên kết với nhau bằng các mấu lồi không có vách ngăn và kết hợp chất nguyên sinh không có roi, không có sự phân hoá bên ngoài thành các giao tử đực

+ Carotene (β - carotene, fucoxanthin, peridinin, siphonaxanthin)

+ Phycobilin ( phycocyanobilin, phycoerythrobilin)

- Chất đường bột dự trữ: tinh bột, đường

- Cấu trúc tế bào: có 2 dạng là tiền tế bào (prokaryote) và tế bào thực (eukaryote)

- Cấu trúc phân tử: tế bào tảo thực ( eukaryote) có 3 nơi chứa thông tin di truyền

là nhân, lục lạp và ti thể Thường sử dụng thông tin di truyền từ RNA của ribosome (trong lục lạp) để so sánh

- Hình dạng

- Sinh sản

5 Vai trò của tảo trong tự nhiên và trong đời sống con người

Tảo nói chung và vi tảo nói riêng có vai trò rất quan trọng trong tự nhiên và trong đời sống của con người

Đối với con người, tảo là nguồn thực phẩm, có khoảng hơn 100 loài là nguồn thực phẩm trực tiếp trong bữa ăn hàng ngày thí dụ ở Việt nam người dân vùng ven

biển thường sử dụng một số tảo như: Rong cải biển Ulva fasciata, rong mứt Porphura

crispate, rong câu chỉ vàng Gracilaria asiatica…làm nguồn thực phẩm truyền thống

chế biến các món ăn như muối dưa, làm nộm, nấu chè, làm thạch…

Trong nông nghiệp, một số tảo có vai trò quan trọng trong việc cố dịnh định đạm làm tăng độ phì cho đất và nước Thí dụ trong ruộng lúa thường gặp vi khuẩn lam

Anabaena azollae sống cộng sinh trên lá bèo hoa dâu, có khả năng cố định đạm từ khí

từ tảo nâu Phaeophyta Các loại keo được sử dụng trong nhiều lĩnh vực: Thực phẩm,

dược phẩm, mỹ phẩm, công nghệ sinh học…

Một số tảo trong cơ thể có chứa nhiều sắt, iot, kali vitamin, chất kháng sinh… nên tảo được sử dụng để tinh chế thuốc chữa bệnh, là đối tượng tìm kiếm các thuốc chữa ung thư, dị ứng…

Xác chết của tảo Silic tạo ra các mỏ Diatomid, đó là loại nguyên liệu bền, xốp, nhẹ, mịn được dùng trong nhiều ngành công nghiệp

6 Tảo trong nuôi trồng thủy sản

Đối với ngành Nuôi trồng thuỷ sản.Thực vật nước trong đó có tảo là khâu đầu tiên trong quá trình sản sinh ra chất hữu cơ của thuỷ vực.Sản lượng sơ cấp của thuỷ vực là khâu quan trọng quyết định năng suất sinh học của thuỷ vực (đã trình bày ở phần trước)

Nhiều loài tảo là thức ăn trực tiếp cho ấu trùng tôm cá và các động vật thuỷ sinh khác Một số vi tảo có các đặc điểm như : Có giá trị dinh dưỡng cao, kích thước tế bào nhỏ, hợp với miệng của ấu trùng các đối tượng nuôi, dễ nuôi trồng, không có độc tố…như các chi Chlorella Scenedesmus, Sipirulina, Skeletonema… đã được gây nuôi cung cấp thức ăn tươi sống trong công nghệ ương nuôi các loại ấu trùng tôm, cá, động vật thân mền…

Một số tảo lớn như rong mơ Sargassum, tảo vòng Chara… làm giá thể cho

động vật thuỷ sinh trú ngụ, nơi bám của các loài cá đẻ trứng dính

Tuy nhiên trong nghề Nuôi trồng thuỷ sản, người ta thường lưu ý tới tác hại của thực vật nước (chủ yếu là của tảo) Một số tảo gây hại, do trong cơ thể có chứa nhiều các độc tố làm ảnh hưởng tới đời sống của động vật thuỷ sinh và ngay cả con người

nếu sử dụng phải Như một số vi khuẩn lam Microcystis, Lyngbia… gây ảnh hưởng tới

thần kinh

Một số tảo khi phát triển mạnh (hiện tượng nở hoa trong nước), làm ảnh hưởng tới chế độ khí trong thuỷ vực, làm cản trở tới hoạt động của động vật thuỷ sinh như

một số tảo sợi, tảo mắt lưới Tảo biển Dinophysis, Ceratium, Peridinium…khi phát

triển mạnh, gây hiện tượng “hồng triều” làm ô nhiễm môi trường nước, không sử dụng

để nuôi trồng thuỷ sản hay các mục đích kinh tế khác

Một số tảo sống bám vào các đối tượng nuôi như trai ngọc, bào ngư, vẹm…làm các đối tượng nuôi bị còi cọc

II MỘT SỐ NGÀNH TẢO THƯỜNG GẶP

Hình 1: Một số đại diện tảo lam thường gặp

1 Oscillatoria limosa; 2 O.rupicola; 3.Spirulina princeps; 4.S tennuissma; 5,6,7 Phormidium fragile; 8.anabaena spiroides; 9 Cylindrospermun staguale; 10 Lyngbia epophytica

Hình 2: Một số loài Ceratium thường gặp

1 Ceratium brev; 2 C macroceros; 3.C.(Tripos D F Muller) Nitzsch; 4 C fucus; 5

C hirudinella ; 6 C.furca

Hình 3: Tảo lá trầu Phacus

Hình 12 : Một số đại diện thường gặp trong ngành tảo lục Chlorophyta

1 Pediastrum; 2 Scenedesmus quadricauda;3 Hydrodiction reticulatum;4

Chlorella;5.Ankitrodesmus; 6 Chlorococum; 7 Crucigenia

IV NGUYÊN SINH ĐỘNG VẬT

1 Đặc điểm chung

Nguyên sinh động vật xuất hiện sớm trong giới động vật, cơ thể cấu tạo chủ yếu chỉ là một tế bào nhưng đảm nhiệm chức năng của một cơ thể sống độc lập nên các phần của tế bào phân hoá phức tạp Chúng sống đơn độc cũng có khi chúng sống tập đoàn hay liên bào Một số bọn cơ thể có cấu trục đa bào đặc trưng như trùng bào tử gai

* Hình dạng phong phú, có hầu hết các kiểu đối xứng của động vật:

* Cơ thể động vật nguyên sinh có cấu tạo đặc trưng là tế bào nhân chuẩn

- Màng nguyên sinh chất mỏng khoảng 75A0

- Tế bào chất chứa nội quan và được chia thành 2 lớp: Lớp ngoài thường quánh và đồng nhất giống như thạch và trong (Còn gọi là ngoại chất hoạc sinh chất dạng gel plasmagel ) Lớp trong lỏng chứa các nội quan (còn gọi miền nội chất hoạc sinh chất dạng sol plasmasol)

- Nhân có cấu trúc và thành phần cơ bản giống với nhân tế bào động vật đa bào nhưng

đa dạng hơn nhiều về hình dạng, kích thước, lượng dịch nhân, số lượng và cách sắp xếp ở nhiều nhóm có hiện tượng tăng bộ NST như Trùng phóng xạ, trùng cỏ hoặc phân hoá nhân như trùng cỏ và một số trùng có lỗ

2 Đặc điểm sinh lí

* Nhiều bọn có khả năng kết bào xác

* Sống dị dưỡng Riêng trùng roi (Euglena) vừa sống dị dưỡng vừa sống tự dưỡng Thức ăn là chất hữu cơ có sẵn

* Phần lớn di chuyển bằng chân giả, lông bơi hoặc roi

* Sinh sản chủ yếu bằng phân bào nhưng ở một số nhóm cá thể hoặc tập đoàn có hiện tượng sinh sản hữu tính

Sinh sản vô tính của nguyên sinh động vật

3 Đặc điểm sinh thái

Phân bố ở mọi sinh cảnh, thuỷ vực và đất ẩm

4 Phân loại

Đặc điểm hình thái phân loại (Theo Thái Trần Bái 2001)

4.1 Ngành trùng roi - chân giả Sarcomastigophora hiên nay có khoảng 20.000 loài a) Phân ngành trùng roi Mastigophora: di chuyển bằng 1 hay nhiều roi Có 2 lớp:

- Lớp trùng roi động vật (Euglenozoa) Sống tự dưỡng, dị dưỡng hoặc ký sinh, có ti thể AND ngoại bào có 2 nhóm

* Trùng roi màu Euglenida có sắc lạp, có 1-2 roi có điểm mắt không có ánh sang chuyển sang dị dưỡng bằng thực bào hoặc hấp thụ dinh dưỡng

* Trùng roi có hạt gốc Kinetoplastida có một hoặc 2 roi, có hạt gốc Kinetoplast chứa ADN ở ngoài nhân nó là cơ quan cung cấp năng lượng cho roi bơi Nhóm này chỉ có ít loài sống tự do ngoài còn phần lớn sống kí sinh

- Lớp trùng roi thực vật: Thường có ít roi có lục lạp, sống cả nước ngọt và nước mặn

ít sống ký sinh trên động vật biển