Giáo trình Vi sinh vật học part 2 docx

là polysaccharide mang tính kháng nguyên, trong đó các hợp chất mannan, glucan và chitine là rất quan trọng, phần còn lại là protein có thể đến 10 - 20%, trong đó gần một nữa là mannopro

là polysaccharide mang tính kháng nguyên, trong đó các hợp chất mannan,

glucan và chitine là rất quan trọng, phần còn lại là protein có thể đến 10 -

20%, trong đó gần một nữa là mannoprotein, chúng tạo thành 3 lớp của

myces

Schizosaccharo-Hanseniaspora Lipomyces Debaryomyces

Hansenula Kluyveromyces Pichia

Sacharomyces Coccidiascus

Sirobasidiaceae Tremellaceae

Filobasidium

Leucospiridium

Sirobasidium Tremalla

Nấm men chiếm một vị trí đặc biệt trong công nghiệp thực phẩm:

làm nở bột mì, nấu rượu, làm rượu vang, làm pho mát, sản xuất sinh khối

để chế protein (trong nấm men có thể chứa đến 40% đạm của trọng lượng

khô) Riêng sản xuất bánh mỳ hằng năm thế giới đã tiêu thụ 1,7 triệu tấn

nấm men bánh mỳ

1.2 Nấm mốc

Nấm mốc là loại nấm sợi điển hình Cũng như nấm men, nấm sợi là những cơ thể dị dưỡng, một số sống cộng sinh với thực vật, khi cộng sinh

với tảo đơn bào hoặc tập hợp đơn bào thì hình thành địa y (Lichens)

Một số nấm ký sinh trên động vật và thực vật gây nên các bệnh nấm rất khó chữa Nhiều nấm sống hoại sinh sử dụng rác thải hữu cơ động vật

và thực vật hoặc phá hoại thức ăn, vật dụng hằng ngày Chúng thường có

những enzyme phân giải rất mạnh như hệ enzyme phân giải cellulose, phân giải pectin, các enzyme amylase, protease, lipase… Con người từ lâu đã

biết sử dụng mặt có lợi của nấm mốc trong việc chế tương, nước chấm,

sản xuất kháng sinh, tạo các enzyme…

Bảng 2.6: Bảng phân loại đơn giản một số giống nấm mốc

Eurotiales Spahaeriales

Endomycetales

(nấm men)

Emericella (A nidulans) Neurospora (N grassa) Eremothecium

Aspergillus (A flavus, A niger)

Sợi nấm có thể có vách ngăn như các lớp nấm bậc cao

(Ascomycetes, Basidiomycetes, Deuteromycetes) hoặc hình ống trong đó sợi có nhiều nhân mà người ta gọi là sợi cộng bào (coenocytis) Những loài nấm sợi không vách ngăn thuộc về các nấm bậc thấp như Oomycetes

và Zygomycetes Các vách ngăn không ngăn cách hoàn toàn giữa các tế

bào của sợi mà chúng thường liên hệ với nhau qua lỗ vách Một bào tử khi rơi vào môi trường thuận lợi sẽ nảy mầm và tạo thành khuẩn lạc gồm hệ sợi phát triển sâu vào cơ chất để hút thức ăn (sợi cơ chất - SM), sợi cơ chất tạo thành khung của khuẩn lạc và sợi khí sinh mang các cuống bào tử (sợi khí sinh - AM)

Các nấm bậc thấp có thể sinh ra các động bào tử một roi

(chytridiomycetes) hoặc hai roi (Oomycetes) trong chu trình sinh sản của mình Các nấm bậc cao như loài Aspergillus và Penicillium có thể hình

thành cầu tiếp hợp giữa hai tế bào của hai sợi (+ và -), đó là hiện tượng sinh sản cận tính

Các cuống mang bào tử phát triển từ một loại sợi khí sinh, có thể phân nhánh hoặc không, trên đầu cuống bào tử có thể hình thành túi mang

bào tử (Mucor, Rhizopus) với các bào tử túi sinh sản vô tính hoặc trên đầu

cuống bào tử bằng phương pháp đâm chồi mà sinh ra các bào tử đính

(conidie hay conidiospore), các cuống sinh bào tử có thể tập hợp lại thành

thừng hay khoang đính bào tử (pycnide) Đôi khi các bào tử được hình

thành bằng cách phân đốt của sợi (Geo trichum) mà người ta gọi là bào tử đốt (athrospore)

Các bào tử hữu tính được hình thành nhờ quá trình hữu tính kết hợp các tế bào đực và cái (các giao tử) hoặc các sợi khác giới tính, hoặc do sự

hợp nhất hai nhân trong sợi cộng bào (coenocytis) để hình thành hợp tử,

sau đó nhờ giảm nhiễm mà hình thành các túi bào tử với các bào tử túi

Ở các nấm đảm (Basidiomycetes) quá trình hình thành đảm và các

bào tử đảm là giai đoạn cuối cùng, quả thể nhìn thấy được bằng mắt thường, trong khi phần lớn chu trình phát triển ở dạng sợi mốc Ở các loài nấm đảm quá trình hợp nhân xảy ra muộn hơn so với quá trình hợp chất nguyên sinh Giai đoạn sợi lưỡng nhân (một tế bào có 2 nhân) tồn tại khá lâu, chỉ ở giai đoạn hình thành đảm mới có tế bào có nhân là 2n

* Tổng quát về nấm:

Bảng 2.7: Các lớp nấm thường gặp Lớp nấm Loại sợi Bào tử vô tính Bào tử hữu

tính

Nới sống chính

Ví dụ

vách ngăn

(coenocytic)

nhiều loài gây bệnh cho cá, mốc sương khoai tây

đất, phân giải chất hữu cơ thực vật

Mucor, Rhizopus

Neurospora, Saccharo- myces, Morchella

(basidio-đất, phân giải chất hữu cơ thực vật

Agaricus, Amanita

Candida, Trychophyton, Epidermo- phyton

Bảng 2.8: Các kiểu bào tử nấm

Saprolegnia Bào tử vô tính (động bào

tử) Zoospores) Bào tử đơn, có roi, chuyên động Aspergillus,

Penicillium Đính bào tử (Conidiospore) Bào chuỗi được hình thành trên cuống tử đơn hoặc tập hợp thành

bào tử (Conidiospore) Mucor, Rhizopus Bào tử túi vô tính

(Sporangiospores)

Bào tử được hình thành trong túi (bào tử vô tính)

Coccidioides Bào tử đốt (Arthrospores) Bào tử được hình thành bằng

cách chia đốt các sợi khí sinh

(Chlamydospore), bào tử mầm (Blastospore)

Thành dày, bào tử đơn, được hình thành bằng phân đôi hay chồi giống nấm men

Saccharomyces,

Neurospora Bào tử túi hữu tính), thường 4 - 8 bào tử trong Được hình thành trong túi (bào tử

một túi

(Basidiospores) (thường 4 bào tử) Phát triển ở tận cùng của đảm

trong công nghệ nuôi trồng nấm ăn

Phân loại nấm mốc chủ yếu dựa vào các tính trạng hình thái: cấu tạo sợi mang bào tử, cấu tạo bào tử và một số tính trạng sinh lý sinh hóa

2 Vi tảo

Vi tảo là tảo hiển vi có sắc tố quang hợp Vi tảo đơn giản nhất là cơ

thể đơn bào, hoặc tập hợp đơn bào, có thể có roi như Clamydomonas, Peridium và Euglena (tảo mắt), hoặc không có roi như Chlorella (tảo lục), Diatomia (tảo cát)

Các vi tảo thường gặp hơn là các cơ thể đa bào hoặc tập hợp đơn

bào, như các tập đoàn Volvox, Pediastrum, Scenendesmus (thuộc nhóm Archethalle) hoặc phức tạp hơn có bộ phận đính bám và bộ phận dựng

đứng như các sợi mảnh phân nhánh hoặc không (có thể có vách ngăn tạo thành các tế bào tương đối độc lập hoặc không có vách ngăn như một ống

cộng bào (coenocytic)

Những tảo này sinh sản bằng cách phân chia những tế bào lạ ở giữa

hoặc bằng cách rụng tế bào ở đầu cùng (Sphacelaria, Ectocarpus…),

chúng sinh sản hữu tính bằng tiếp hợp đẳng giao (hai giao tử bằng nhau) hoặc dị giao (hai giao tử khác nhau)

Các sắc tố quang hợp và hỗ trợ ở các nhóm tảo khác nhau thì khác nhau, hiện nay người ta đã biết 6 nhóm tảo với các sắc tố đã được nghiên

cứu tương đối kỹ Bốn giống tảo lục là Clamydomonas (đơn bào 2 roi), Gonium (tập hợp đơn bào 2 roi), Pandorina (tập hợp đơn bào, phía ngoài còn có 2 roi, phía trong mất roi) và Volvox (tập hợp đơn bào, phía ngoài có

2 roi làm chức năng di động cho cả tập đoàn, phía trong tế bào mất roi làm chức năng quang hợp, hô hấp) là một ví dụ rõ nét chứng minh sự tiến hóa

từ tổ chức đơn bào lên tổ chức đa bào phân hóa thô sơ

Bảng 2.9: Sắc tố và một số tính chất của các nhóm tảo khác nhau

Tế bào 2 roi, sinh sản vo tính bằng chia đôi hoặc sinh sản hữu tính, chất dự trữ là tinh bột,

thành tế bào chủ yếu là cellulose

đôi hoặc hữu tính, chất dự trữ là

mỡ và loại tinh bột paramylon,

Phần lớp là đơn bào, một số nhỏ dạng sợi có 1 - 2 roi, sinh sản vô tính hoặc hữu tính, chất dự trữ là

dầu và lecucosin với silic, thành

tế bào thấm pectin, silica

Đơn bào 2 roi ở bên, sinh sản

vô tính bằng phân đôi, chất dự trữ là tinh bột, thành tế bào là

Diatoxanthine, Xanthophylls

Đa bào, kích thước lớn, hai roi khác biệt ở bên, sinh sản vô tính bằng động bào tử, sinh sản hữu tính bằng giao tử chuyển động,

Violaxanthine

Hầu hết đa bào, kích thước lớn, bất động, sinh sản vô tính bằng bào tử, sinh sản hữu tính bằng giao tử, chất dự trữ là tinh bột, thành sinh chất chủ yếu là

cellulosse

3 Động vật đơn bào

Toàn bộ động vật được chia làm hai mức độ tổ chức: động vật đơn

bào (Protozoa) và động vật đa bào (Metazoa) (theo phân giới truyền thống

thì đó là hai giới phụ) Động vật đơn bào (đôi khi người ta gộp vào nhóm này cả những động vật hiển vi dạng sợi nhiều nhân) là những cơ thể đơn bào nhân chuẩn, thường dinh dưỡng hữu cơ, một số nhỏ quang dưỡng Những động vật đơn bào đầu tiên đã được Leeuwenhoek A.V phát hiện ra ngay từ thế kỷ XVII nhưng được nghiên cứu vào thế kỷ XVIII bởi Joblot

2 Sporzoa (ký sinh trên động vật, một hoặc nhiều vật chủ)

3 Cnidospora (ký sinh trên động vật có xương và không xương)

4 Ciliophora hay cilie (roi ngắn - cils, có hai loại nhân: nhân to và

nhân bé)

Với hơn 30.000 loài được mô tả, động vật đơn bào sống 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

Bảng 2.10: Một số nhóm động vật đơn bào và tính chất của chúng

Leishmania Sarcodina Dạng amip, giả túc,

không roi, chia đôi Nước ngọt và mặn, ký sinh trên động vật Amoeba, Entamoeba Sporozoa Thường bất động, một số

có thể trườn, bò, chia đôi, ký sinh động vật, sâu

bọ

Ký sinh sơ cấp trên động vật chân đốt, tác nhân truyền bệnh

ký sinh

Plasmodium (gây bệnh sốt rét cơn Malaria),

Toxoplasma Ciliophora Nhiều roi ngắn (tiêm

mao-cilia), chia đôi

ngang, mỗi tế bào thường có 2 nhân, nhân lớn và nhân bé làm chức năng khác nhau

Nước ngọt và mặn,

ký sinh trên động vật, trong dạ con của động vật nhai lại

Paramecium, Balantidium

Cnidophora Hình thành chuỗi bào tử

nhờ sợi phình ra và cắt khúc

Ký sinh trên động vật

có xương và không xương

Nosema gây bệnh tầm gai (Pebrina)

Sau đây là so sánh một số tính chất của các nhóm vi sinh vật

Bảng 2.11: So sánh một số tính chất của các nhóm vi sinh vật

Tính chất Vi khuẩn Nấm Tảo Động vật đơn

bào Ghi chú Loại tế

đơn bào, tập hợp sợi và bắt đầu hình thành mô

riêng lẻ, tập hợp

hấp thụ, thực bào

hỗ trợ

chuyển động

Thành tế

bào Murein Hemicellulose và chitine cellulose không có hoặc lipoproteid

pH tối ưu 6,5 - 7,5 3,8 - 5,6 gần trung trung tính tính chất

tính số đông Nhu cầu

30.000 (chỉ tính động vật đơn bào)

Câu hỏi ôn tập chương 2

1 Vẽ sơ đồ cấu tạo tế bào vi khuẩn, trong đó ghi rõ các cấu tạo bắt buộc phải có và cấu tạo không thường xuyên phụ thuộc vào nhóm vi khuẩn

2 So sánh cấu tạo thành tế bào vi khuẩn và vi sinh vật cổ Nói rõ vai trò của thành trong hoạt động sống và trong phương pháp nhuộm Gram

3 Vẽ sơ đồ cấu tạo màng sinh chất của vi khuẩn, nói rõ chức năng vận chuyển các chất qua màng

4 Bản chất của các vật thể ẩn nhập, cấu tạo của chúng và khả năng nhuộm màu

5 Chất nhân của vi khuẩn, những phát hiện mới trong vấn đề genophore của cơ thể nhân sơ

6 Plasmid ở cơ thể nhân sơ, vai trò và chức năng

7 Màng nhầy và tiên mao, cấu tạo và chức năng các loại

8 Nội bào tử, cấu tạo và nhuộm màu

9 Nêu một số ví dụ vi khuẩn sinh bào tử và không sinh bào tử, ứng dụng của chúng trong công nghệ vi sinh

10 Vẽ sơ đồ cấu tạo tế bào nấm men

11 Cấu tạo thành tế bào nấm

12 Các chu trình sinh học của nấm men, đại diện nấm mốc

13 Nguyên tắc và phương pháp phân loại vi sinh vật

14 Định nghĩa và cho ví dụ các khái niệm sau: bào tử vô tính, bào tử hữu tính, nội bào tử, bào tử đính, bào tử túi, bào tử đảm, sợi nấm có vách ngăn, sợi cộng bào, sợi hai nhân

15 Nêu một số nấm có lợi và gây hại

16 Các nhóm tảo, cấu tạo tế bào và thành tế bào

17 Động vật đơn bào, cấu tạo đặc trưng khác với vi khuẩn

18 So sánh tổng quát sự khác biệt của vi khuẩn, nấm, tảo đơn bào và động vật đơn bào

Chương 3

Các khái niệm cơ bản về virus

Virus là các tác nhân rất nhỏ có thể gây bệnh ở mọi cơ thể sống Do cấu tạo rất đơn giản nên muốn nhân lên chúng bắt buộc phải ký sinh trong

tế bào và nhờ bộ máy tổng hợp của tế bào

I Đặc điểm của virus

Kích thước nhỏ Virus có kích thước rất nhỏ từ 10nm đến 300nm

trong khi kích thước của vi khuẩn khoảng 1000nm và kích thước của hồng cầu là 7500nm Vì vậy virus chỉ có thể quan sát được trên kính hiển vi điện tử

Hình 3.1: Hình thái của một số virus

1.Đối xứng đa diện: [A] polio-, wart-, adeno-, rota-; [B] herpet

2.Đối xứng xoắn: [C] khảm thuốc lá; [D] cúm;[E] sởi, quai bị, parainfluenza; [F] dại; 3.Đối xứng hỗn hợp:[G] poxvirus; [H] phage T chẵn

• Genome virus chỉ chứa một loại acid nucleic, có thể là DNA hoặc

RNA, có thể ở dạng thẳng hoặc khép kín, chuỗi đơn hoặc chuỗi kép Genome phân đoạn hoặc không phân đoạn

Là dạng sống không có hoạt tính trao đổi chất Virus không có ribosome hoạt động hoặc không có bộ máy tổng hợp protein Cho nên mặc

dù một số virus có enzyme riêng cuả mình nhưng virus chỉ có thể nhân lên

trong tế bào sống, điều khiển bộ máy tổng hợp của tế bào phục vụ cho mình để tạo thành các hạt virus mới

II Cấu trúc virus

Virus có cấu tạo rất đơn giản, bao gồm lõi là acid nucleic, tức genome nằm ở phía trong còn phía ngoài được bao bọc bởi vỏ protein, vỏ protein bảo vệ genome khỏi sự tác động của các yếu tố môi trường ví dụ như nuclease trong máu

Vỏ protein được gọi là capsid Capsid được cấu tạo bởi các đơn vị hình thái là capsome Capsome lại được cấu tạo bởi các đơn vị cấu trúc là

protome Protome có thể là monome (chỉ có một phân tử protein) hoặc polyme (nhiều phân tử protein) Capsid và acid nucleic được gọi là

nucleocapsid

Hình 3.2 Cấu trúc cơ bản của virion

Lõi là acid nucleic, vỏ là capsome là protein, hợp lại thành nucleocapsid Nucleocapsid được bao bọc bởi lớp vỏ ngoài (lipoprotein) với các gai

A.Sơ đồ virus đa diện đơn giản nhất, mỗi mặt hình đa diện là tam giác đều Đỉnh

do 5 cạnh hợp thành Mỗi cạnh chứa 3 capsomer

B Sơ đồ của virus hình que với cấu trúc đối xứng xoắn (virus khảm thuốc lá) Capsomer sắp xếp xoắn xung quanh sợi acid nucleic dạng xoắn ốc

Một số virus còn chứa vỏ ngoài, bao bọc bên ngoài capsid Vỏ ngoài

có bản chất là lipoprotein chứa kháng nguyên của virus Vỏ ngoài một phần bắt nguồn từ màng sinh chất của tế bào chủ khi virus chui ra ngoài theo lối nảy chồi ở một số virus, vỏ ngoài có nguồn gốc từ màng nhân của

tế bào Hạt virus nguyên vẹn còn được gọi là virion

Virus có 3 kiểu cấu trúc

• Cấu trúc hình khối Capsid có cấu trúc hình khối 20 mặt tam giác đều

• Cấu trúc xoắn Nucleocapsid dạng kéo dài Các capsome sắp xếp xung

quanh theo chiều xoắn của acid nucleic Đa số virus có cấu trúc xoắn có vỏ ngoài bao bọc nucleocapsid xoắn

• Cấu trúc phức tạp Cấu trúc hỗn hợp vùa dạng khối vừa dạng xoắn Ví

dụ phage có đầu dạng khối, đuôi dạng xoắn trông như con nòng nọc

III Nuôi cấy virus

Do virus chỉ sinh sản bên trong tế bào sống nên phải có các phương pháp đặc biệt để nuôi cấy chúng Có 3 hệ thống chính dùng để nuôi cấy virus trong phòng thí nghiệm

• Nuôi cấy mô tế bào Các tế bào có nguồn gốc từ các mô của người

hay động vật đươc nuôi trong bình chứa môi trường nhân tạo, cho phát triển và dùng làm nguồn nguyên liệu để cấy virus

• Phôi gà Một số virus có thể nhân lên trong tế bào phôi gà 6- 13

ngày Ngày nay phương pháp nuôi này đã được thay thế bởi tế bào nuôi cấy mô Tuy nhiên trong sản xuất một số loại vaccine, phương pháp này vẫn được sử dụng

• Động vật thực nghiệm Trước đây phương pháp này được dùng

phổ biến để phân lập và nghiên cứu virus Các động vật được sử dụng là chuột, thỏ, khỉ, chồn Tiêm hỗn dịch nghi là có virus vào động vật và quan sát bệnh cảnh lâm sàng Hiện nay phương pháp này vẫn được dùng

để phân lập một số virus

IV Ảnh hưởng của virus lên tế bào

Virus có thể tác động lên tế bào theo 4 cách sau:

• Gây chết tế bào Kết quả của việc nhiễm virus là làm cho tế bào bị

huỷ hoại, dẫn đến làm chết tế bào (CPE- Cytopathic effect)

• Chuyển dạng Tế bào bị nhiễm virus nhưng không chết mà chuyển

từ trạng thái bình thường sang trạng thái đặc biệt, thành các tế bào u hoặc ung thư

• Nhiễm tiềm tàng Virus tồn tại bên trong tế bào ở trạng thái hoạt

động tiềm ẩn nhưng không ảnh hưởng rõ rệt đến chức năng của tế bào

• Gây ngưng kết hồng cầu Một số virus trên bề mặt vỏ ngoài có chứa protein gây ngưng kết hồng cầu (Haemaglutinin) gắn trên bề mặt các

tế bào nhiễm Khi thêm hồng cầu vào thì hồng cầu sẽ bị kết dính bởi các tế bào nhiễm

V Phân loại virus

Virus được phân loại dựa theo đặc điểm hình thái, bản chất của genome (DNA hay RNA), có hay không có vỏ ngoài, vị trí lắp ráp

Uỷ ban quốc tế phân loại virus quy định: Họ virus có tiếp vị ngữ là

-viridae, họ phụ – virinae và chi- virus Sau đây là một số virus gây bệnh

Bảng 3.1 Virus gây bệnh chứa genome DNA Nhóm virus Tên virus Tên bệnh

Molluscum (u mềm)

Đậu mùa

u mềm lây Herpes Herpes simplex

Varicella zoster Cytomegalo

EB ( Epstein- Barr),

HH6

Herpes

Thuỷ đậu zona (shingles)

Nhiễm trong thoả hiệp miễn dịch Bệnh bạch cầu đơn nhân lây nhiễm Bệnh ngoại ban đột ngột

Adeno Virus adeno Viêm họng

Viêm kết mạc Hepadna Viêm gan B Viêm gan

Papova Papiloma

Virus JC

Mụn cóc Viêm chất trắng não nhiều ổ tiến triển

Parvo B19 Ban đỏ truyền nhiễm, cơn bất sản

Bảng 3.2 Virus gây bệnh chứa genome RNA Nhóm

Viêm nhiễm đường hô hấp Sởi

Quai bị Corona Virus corona Gây nhiễm đường hô hấp

SARS Rhabdo Virus dại Bệnh dại

Picorna Entero

Rhino Viêm gan A

Viêm não, bại liệt Cảm lạnh

Viêm gan Calici SRSV (virus có cấu trúc dạng

tròn nhỏ- small round structure virus)

Viêm dạ dày, ruột

Toga Alpha (virus arbo nhóm A)

Rubi

Viêm não Sốt xuất huyết Rubeon (sởi Đức) Flavi Flavi (virus arbo nhóm B)

Viêm gan C

Viêm não Sốt xuất huyết Viêm gan Bunya Một số virus arbo Viêm não

Sốt xuất huyết Sốt, viêm thận Reo Rota Bệnh đường tiêu hoá

Arena Viêm màng não đám rối màng

mạch lympho bào Virus Machupo Virus Junin Virus lassa

Viêm màng não

Sốt xuất huyết Retro HTLV-I, II

HIV- 1, 2

Ung thư tế bào T

U lympho Liệt AIDS Filo Virus Marburg

Virus E bola

Sốt Marburg Sốt xuất huyết Ebola

VI Ảnh hưởng của tác nhân vật lý, hoá học đến virus

- Nhiệt độ cao: Đa số virus bị bất hoạt ở 560C trong vòng 30 phút, hoặc ở 1000C trong vài giây