Công nghệ vi sinh vật. Tập 1 - Cơ sở vi sinh vật công nghiệp

ĐÓI TƯỢNG VÀ NHIỆM VỤ CỦA VI SINH VẬT HỌC Vi sinh vật học Microbiology là môn khoa học nghiên cứu'vế hình thái, câu tạo, đặc tính sinh lý, sinh hóa, di truyên và phân loại của các loài

2 0 0 0 0 0 2 1 7 8

L Ờ I N Ó I Đ Ầ U

Công n ghệ ví sin h vật là m ột trong n h ữ n g công

n g h ệ quan trọng trong n g à n h công nghệ s in h học Giáo trìn h công n g h ệ vi sin h vật gôm 3 tập.

Tập ỉ - Cơ sờ vi s in h vật công n g h iệp

Tập 2 - Vi sin h vật học còng nghiệp

Tập 3' - Vi sin h vật học thực phàm

Ba tập giáo trìn h này được biên SCXUI làm tài liệu tham khao cho s in h viên các ngành công nghệ thực p h ẩ m , công nghệ s in h học và các kỹ sư có liê n quan đ ế n các ngà n h trên Giáo trìn h được b iên soạn theo chương trin h g iả n g dạy cho s in h v iê n n gành cóng n ghệ thực p h ẩ m trường Đại họi: Bách khoa TP

Hỗ C h i M inh

Lân xuất, ban đàu tiê n khó trá n h kh.oi n h ữ n g sai sót htìởc chưa đáp ứ n g ctlây đù m ọi m ong muốn của

bạn đọc R ất m ong được sự góp ý đế n h ữ n g tàn tái

ban sau sẽ được hoàn c h ỉn h hơn.

CÁC T Á C GIA

3

CHƯƠNG ĩ

MỞ ĐẦU

t ĐÓI TƯỢNG VÀ NHIỆM VỤ CỦA VI SINH VẬT HỌC

Vi sinh vật học (Microbiology) là môn khoa học nghiên cứu'vế

hình thái, câu tạo, đặc tính sinh lý, sinh hóa, di truyên và phân loại của các loài sinh vật vô cùng nhô bé.

Gác sinh vật vô cùng nhỏ bé này được gọi chung là vi sinh

vật (M icroorganism s J.

Vi sinh vật là nhứng cơ thể sông có kích thước rất nhỏ, mắt thường không thế nhìn thấy được Muốn quan sát c.húng người ta phậi dùng tới kính hiển vi có độ phóng đại hàng trăm đến hàng vạn lần.

Vi sinh vật <fêu có những đặc tinh cơ bản sau:

1 Vi sinh vật là những cơ thể nhỏ bé có cấu tạo rất dơn giản, phần lớn chúng được cấu tạo từ m ột tế bào (Ví dụ: nấm men,

2 Vi sinh vật là nhđng sinh vật rất dễ thỉch nghi với điều kiện bên ngoài Đ ặc tính thích nghi này được điêu khiển bỏi kiểu trao đổi chất, kiểu hô hấp và sinh tổng hợp Enzym.

3 Trồng díẽu kiện mồỉ trưdng thích hơp chúng có khả năng sinh

s ả n rất n h a n h Tốc độ sin h s ả n c ủ a c h ú n g vượt rất xa so vói

c á c s in h vật k hác D ự a vào đ ặc tín h này ngươi ta sừ d ụ n g

c h ú n g t r o n g c ô n g n g h ệ s ả n x u ấ t sin h khối, tro n g y học và kỹ

t h u ậ t di t ru y ề n

4 Vi sinh v ậ t là s in h v ậ t có k h ả n ă n g sin h t ổ n g hợp m ạ n h mõ

c á c c h ấ t có h o ạ t t ín h s in h học n h ư sin h tổ n g hợp vitam in,

k h á n g sin h, e n z y m , các a x it am in, lipit và các c h ấ t sinh trư ơ n g

5 Vi s in h v ậ t là đối tư ợ n g khoa học, p h o ng phú vì c h ú n g có m ặ t

h ầ u h ế t c á c nơi t r ê n t r á i đ ấ t, c h ú n g th a m gia hau hết các quá

t r ì n h c h uy ển hóa các c h ấ t và hợp c h ấ t t r o n g th iê n nhiên

Vi s in h v ậ t là t h ế giới sin h v ậ t vô c ù n g đa d ạ n g và p h o n g phú

C h ú n g bao gôm các n h ó m vi sin h v ậ t chủ yếu sau:

H iệ n nay người ta p h â n ra n h iê u c h u y ê n khoa đô nghiêm cứu

vi s in h v ậ t theo nh iêu c á c h k h á c nhau:

1 C hu yên khoa theo đối tư ợ n g n g h iê n cứu n h ư vi k h u ẩ n học

(.B a ctcrio lo g y), n ấ m học (M yco lo g ỵ), tảo học iA ỉgology), nguyên

học, th ú y vi sinh vật học, bệnh lý học thự c vật, vi sinh vật học công nghiệp, vi sinh vật học th ự c phẩm, vi sinh vật học đất vi sinh vật học thủy sân, vi sinh vật học nước, vi sinh

v ậ t học dâu hỏa, địa vi sinh vật học, vi sinh vật học vũ trụ,

vi sinh vật học phóng xạ

T r o n g tập 1 của giáo t r ì n h “Công nghệ vi sinh v ậ t ” chú n g ta chi n ghiên cứu tổ n g quát các đặc điếm hình thái, cấu tạo, các kiểu trao đôi chất, trao đôi n ă n g lượng, di tru y ề n biến dị , của n hữ ng

n h ó m vi sinh vật chủ yếu có ứ n g d ụ n g rộng lải tro n g công nghệ sinh học

2 LỊCH sử PHÁT TRIEN VI SINH VẬT HỌC

Loài người biết sử dụ n g vi sinh vật trước, khi hiểu vi sinh vật

là gì T r ê n n h ữ n g vật còn giữ lại từ thời cố Hy lạp thấy hình vẽ

m inh họa các quá t rin h nấu rượu Hay các hình vẽ trê n các Kim

tự t h á p c ũ n g cho thấy từ thời đó người ta đã biết nấu rượu

ơ T ru n g quốc clời Ân tới đời Chu nghê nấu rượu đã p h á t triển

m ạn h , ở th ế kỷ th ứ 5 Giả Tự đã soạn lại đầy đủ 12 cách chế tạo

ra m en rượu của n h â n dân nước Tê

Theo “Lĩnh nam trích q u á i” thì n h ân dán ta từ thời H ù n g Vương dựn g nước đã biết làm m ắm từ câm thú, và làm rượu từ cốt gạo N hư ng đó mới chỉ là thời kỳ đầu của m ột quá trìn h ứng

d ụ n g ngẫu nhiên Loài người sử d ụ n g vị sinh vật như một kinh

n gh iệm từ đời này sang đời khác Mãi sau này Antón - Levenhuc

c h ế ra được m ộ t kinh hiên vi phóng đại gần 200 làn mới phát hiện

ra được n h ữ n g sinh vật nho bé m à từ trước tới nay vẫn là điêu bí

ân của n h â n loại Sau khi quan s á t dưới ông kính hiển vi của mình ông viết m ột cách rất kinh ngạc rằng: “Tro ng nìôm tôi số lượng

vi sin h v ậ t còn đôn g hơn dàn số vương quốc hợp n h ấ t ” (Dân Hàlan lúc bấy giờ) N ă m 1695 ông cho x u ấ t bản cuồn sách “Bí m ậ t thiên

n h iê n do A ntón - Levenhuc kh á m p h á ” Đây là tác phẩm đàu tiên viết vê vi sinh vật Hay nói cách khác nó là nên tả n g của ngành

vi s in h vật học n g ày nay.

Từ đó đến nay n g à n h vi s in h vật p h á t tri«*'n m ạ n h mẽ và nó

t r ả i qua hai giai đoạn:

a/ G ia i đ o ạ n t h ứ n h ấ t : Giai đoạn h ìn h thái

Nhờ ổự hoàn th iệ n d ầ n k ính hiên vi nguôi ta hit’ll hot được

b in h dáng, kích thư ớ c c ủ a vi sin h vật N h ư n g <ì giai đoạn này người

t r o n g n h iêu s á c h mô t ả vi s in h v ậ t người ta còn n h ầ m lẩn nhiêu loài vi s in h v ậ t k h á c nhau Vì vi sin h v ậ t tuy Kè ngoài nhiêu loài

r ấ t giống n h a u n h ư n g th ự c t ế c h ú n g lại khác nhau r ấ t nhiêu vê đặc tín h s in h lý, sinh hóa

M ột t r o n g n h ữ n g n g u y ê n n h â n làm cho khoa học vi sin h v ật tiế p tụ c p h á t t r i ể n là t r o n g thời kỳ này c á c n g à n h c ô n g nghiệp ví sin h v ậ t n h ư n g à n h lên m e n c h ẳ n g h ạ n r ấ t phát, t r i ể n vì t h ế nh iêu

n h à n g h iê n cứu h ắ t đ â u p hải đi s â u n g h iê n cứu các đ ặc tín h kh á c

c ủ a thê giới nhỏ bé nàv

b ị G i a i đ o ạ n t h ứ h a i : Đ ây là giai đoạn kéo dài cho tói ngày

nay Giai đoạn n à y người ta tiê n h ã n h n g h iê n cứu đây đủ các đặc tính s in h lý c ủ a vi s in h vật Giai đ oạn nãy được h ắt dâu b a n g n h ử n g

c ông t r ì n h n g h iê n cứu c ủ a P a s tơ về lĩnh vực lên m en Mơ đâu cho giai đ o ạn này là n h ứ n g cuộc đ ấ u t r a n h vê n h iêu q u a n điểm khác nhau

* Cuộc đâu tranh thú' nhất : Cuộc dấu tranh vù thnyct tụ sinh

Để hiểu th ê m thê’ nào là th u y ế t tự sinh c h ú n g ta tim h iê u xem

t.rưde kia người ta hieu nguồn gốc cùa sự s ống n h ư th ê nào.

Ngày xưa người ta cho r ằ n g sâu họ dược sin h ra từ phán và

t h ịt thối, chây r ậ n từ nìò hôi, đom đóm t ừ c a r tia lưa èc.h nhái

từ m ây mù vá dát ám Ngay cá Van H e m ô n còn ke ra một đơn dê

có t h ể ché tạo ra chuột Theo ô n g ta thi cứ cho lúa m ạ c h và chiẽc

áo b ẩ n vào lọ sà n h Sau 21 n g ày “sự lèn m e n ’ sẽ d ừ n g lại hơi

8

người tro n g áo bẩn và hơi nước của lúa mạch sẽ tạo ra chuột.

Đàu t h ế kỷ 17 bác sĩ người Ý Redi ( F r a i l e s c a Redi 1 u26~l(»98)

đã c h ứ n g m in h bằng th ự c nghiệm r ằ n g dùi không phai sinh ra từ thịt, thối mà từ tr ứ n g do ruồi đẻ vào thịt

Sau dó thí nghiệm cùa n h à khoa học người Y Xpanhmzani (.1729-1799) dã c h ú n g minh sự xuất hiện vi sinh vật tro n g môi trư ờ n g thịt N h ư n g sau đó nhiều người không tin vào thi nghiệm của Xpanlanzani

Sau n h ữ n g tr a n h luận sôi nổi, Viện hàn lâm khoa học P h á p

dã treo giai thường cho n h ữ n g ai C.Ó khâ n ăng c h ứ n g minh thu yết

tự sinh hoặc phủ n h ậ n thuy ết tự sinh,

Pasto' d ù n g binh cô cong đê nuôi vi sinh vật sau khi than h trù n g Kết quá n h ữ n g thí nghiệm này đã chứng minh hùng hồn cho khá n ă n g sinh sản và p h át triể n của sinh vật và phú nhận hoàn toàn thuyết, t.ự sinh trước đây Sau n h ữ n g cóng trinh nghiên cứu ciia Past.ri, nhà khoa học người Đức Vinco]) dã trin h bày học

th u yết tê" bào “Tế bào sinh ra từ t ế bào nhò phân c h ia ” Từ đó thuyết tự sinh bị đánh bại Viện sĩ Viện hàn làm khoa học Nga

O parin đã đ án h giá n h ữ n g còng t rin h cua Pastó như sau: “T hật ra

có th ể đánh giá và so s á n h th á n h tựu khoa học cua Pasto' với thành tựu cùa Côpecnieh” T ro n g ca hai trư ờng hợp những định kiên đã ngự trị tro n g dầu óc con người qua hàng nghìn nam trước dó đêu

bị lật đổ

* Cuộc tranh luận re enzym.

Đáu thẻ ky 17 nhà khoa học Huleen Van Hemmỏn phai hiýn

th â y cặn men rượu có khá n à n g gây rượu t.iêp Ong gọi la

F e e m e n tu m Có the từ tiế n g La tin h “F ervo re” sỏi hoạt “Ferveo”

- sủi bợt Theo ông ta đó không phai là chất sống nhưng có kha

n ă n g chuyến hóa nhiêu chất khác nhau

Trước đó nhiêu nhà giii kim th u ật cho rằn g sự lẽn men dịch nho lá m ột quá t rin h hí hiểm của việc làm rượu vang Kẽt qua của

sự lòn m en là do tích lũy t r o n g c h ấ t dịch cái gọi là “T â m hôn rượu nho" - S p iritu s vini - Từ đó m à có t ê n rượu vung và dưới đáy là chất c ặ n k h ô n g còn d ù n g được là “c h ấ t hài t iế t" - Faìces vini.

N ă m 1813 n h à khoa học P h á p Canhiađơ La* ưa d ù n g k ín h hiển

vi tìm hiêu c h ấ t v á n g và c h ấ t cặ n sin h ra khi lên m en rượu, ồ n g quan s á t dược n ấ m m en bia cổ h ìn h cầu Vcà có kích thướ c x á c định

T r o n g qu á t r i n h lên m e n s ố lượng c ủ a c h ú n g được t ă n g lên Ồng

cá quyết ràng: “N âni m en k h ô n g phải là c h ấ t hóa học nào đó m à

là m ộ t loại sinh vật thuộc giới t h ự c vật có kh ả n ă h g s in h t rư ở n g

k h ô n g có m ộ t lực số n g nào t h a m gia

Từ n ă m 1856 Past.ơ b ắ t đầu n g h iê n cứu quá t r i n h nay Ông quan sát r ấ t kỹ q u á t r ì n h s ả n x ụ ấ t rượu và ô n g t h ấ y r ằ n g khi rượu vang ng on th ì soi dưới k ín h h iển vi chỉ th ấ y n h ữ n g t ế hào hìn h

t r ò n và khi ch u a th i t h ấ y n h iê u t ế bào h ìn h dài Ô n g cho r ằ n g đó

là do hai loài vi sin h v ậ t k h á c n h a u Loại đầu là n ấ m m en gáy ra

h iệ n tư ợ n g c h u y ế n đ ườ n g t h à n h rượu và loại sau là th ủ ph ạ m

c h uy ế n rượu t h à n h a x it ax etic Ô n g chỉ ra r ằ n g c h ấ t p ro te in k hông

có k h ả n ă n g c h u y ể n t h à n h rượu m à nó chi là ch ấ t din h d ư ỡ n g để

n ấ m m en p h á t triể n Có thế th ay p ro te in t h à n h muôi am ôn, và

p h o tp h á t m à k h ô n g ả n h h ư ở n g gì tới sự p h á t t r i ể n cua n ấ m men

N h ữ n g th í n g h iệ m của ô n g c h ứ n g tỏ r ă n g chí có n h ữ n g t ế bào n ấm

m en s ô n g mới có k h ả n ă n g c h uy ế n đường th à n h rượu

Sau đó ít làu hai a n h em n h à hóa học Điíc F B u cn e và em trai

H Bucne đã t iế n h à n h thi n g h iệ m Lấy 1 kg n ấ m m en ép đã rử a sạch t r ộ n với 1 kg c á t t h ạ c h a n h và 2 0 0 g đ ấ t k h u ê tảo, n g h iê n kỹ Sau khi q u an sát dưới k ính h iển vi th ấ y k h ô n g còn m ộ t t ế bào nào

10

nguyên vẹn O ng cho lượng đường 3 7 van va sau nữa giờ dã thay

Đã mờ ra đưực m àn hi m ặ t ciìa quá trin h lòn mon

cị Cuộc (tấu tranh chùng bệnli tnivên nhiun

Loài người phát triể n và tồn tại cho đon ngay nay đã trai qua muôn vàn n h ứ n g vụ đjoh bộnh ghẽ gớm: 100 t riộu người vùng Địa

t r u n g hải bị bệnh dịch hạch tro n g thòi dại dông La mã va th ế kỷ thứ 15, 14 dân số Châu Âu lili chốt vì bệnh gbô tóm này T ro n g vòng 12 năm (1880-1892) ó' Ân Độ có đốn 4.5 triệu người chốt vì dịch ta

Bệnh tật la m ột tro n g những mối nguy có do dọa ¡dn nhất loài người Lúc đâu (.cho tói cà ngày nay) người ta cho ràn g bộnh tật đến đói với người là do số trời định đoạt Sự th ân th á n h hóa ây

dã làm hạn cho nhiêu khả n ăn g chông lại cua con người Mãi sau này nhiêu nhà khoa học đã tiôứi hành nghiõn cứu nguyón nhân gãy bệnh, tìm n h ữ n g biộn pháp phòng bộnh và chữa bộnh

N ám 1798 lán dáu tiên nhà khoa học người Anh tòn là E.Gio.no (thực ra lúc đó ông là một bác sĩ nóng thôn rất khiôm tôĩ, ) dã tiên hành nghiên cứu bệnh dậu mù a và bán thán Ong dã tim ta được phương pháp dù ng vaexin đõ phòng chống bệnh nay

Sau đó nà m l 882 Pasto đã c h ứ n g minh dược vi khuân là nguồn gốc cùa mọi bệnh tật O ng đã nghiên cứu hàng loạt các phương

p háp chữa bệnh Trong dó d áng chú y nhất là nám 1865 ỏ n g đã giúp nghô nuôi tam ở P h á p t r á n h được pha san do bộnh bào tứ

t r ù n g gáy ra Tiôp đòn ô n g nghiên cứu bệnh tụ huyết trù n g gà, bệnh chó dại

Sau Past.ơ đ á n g chú ý là nhà khoa học ngưdi Đức Bác sĩ Côc

đã tìm ra vi khu â n lao Sau Ông có một dội ngũ học trò xuât sắc

của Ổ ng là P e tri (Fulicuz R ic h a rd P etri ldo2~U>21 i.

N ă m 1892 nhà thực vật học người Nga Ivanobxki lân đàu tiên tìm ra vi rú t Cóng trin h nghiên cứu này đ ặt nôn móng cho ngành

v irú t p h á t t r i ể n m ạ n h sau này C hín h nhờ n h ữ n g p h á t hiện này nicà h iệ n nay ta đã tìm r a vô số n h ữ n g càn b ệ n h hiểm nghèo hrtn.

Sau n h ữ n g tìm k iếm cùa P a s tơ và các n h à khoa học khác là thòi kỳ p h á t t r i ể n r ấ t m ạ n h củ a n g à n h công n g hiệp lên m en Khi

n g h iê n cứu đ ế n lịch sử n g à n h c ô n g n g hiệp lên m en t a có th ể chia

ra n h ữ n g giai đ oạn sau:

* Giai đ o ạn đâu: giai đoạn trư ớ c 1860 hay là giai đ oạn trư ớcPastớ Giai đoạn n à y bao gồm m ột loạt các q u á t r ì n h lên

m en t h ự c p h ẩ m n h ư lên m en chua r a u quả, làm nước, m ắm , nước c h ấ m , làm d ấm , đã b iết sứ d ụ n g n ấ m m en làm b á n h mi

D â n d ầ n đã bưric qu a giai đoạn mới Giai đ oạn cuối của thời kỳ n à y là d ù n g các t h i ế t bị lên m e n hiếu khí đế làm dấm T ừ đó n â n g cao hiếu b iết vê nuôi cấy vi s in h v ậ t và

vệ s in h c ô n g nghiệp

* Giai đ o ạ n 1 8 6 0 -1 9 0 0 : giai đoạn này p h á t t r i ể n t h ê m quá

t r i n h lên m e n lactic Sự th ối khí t r o n g môi t r ư ờ n g lỏng dược p h á t t r i ể n m ạ n h T ừ đó còng n g h iệp s ả n x u ấ t thu

s in h khối được t h ú c đây

* Giai đ o ạn 1 9 0 0 -1 9 2 0 : chiến t r a n h t h ế giđi làn t h ứ n h ấ t th ú cđấy n h a n h c ò n g n g h iệp s â n x u ấ t gluxerin, a xeton, butanol

* Giai đ oạn 19 2 0 -1 9 4 0 : là giai đoạn hoàn th iệ n d â n thiết, bịlén m en Các s ả n p h ẩ m mđi x u ấ t h iện n h ư sorb oz a a xit gluconic Giai đoạn này đã b iết k h ử t r ù n g k h ô n g khí khi lên m en c ần c u n g cấp oxy

* Giai đoạn 19 4 0 -1 9 5 0 : Giai đoạn p h á t t r i ể n m ạ n h mẽ c h ấ t

k h á n g sinh, đcặc b iệ t là penicilin, các v ita m in B12 và riboflavin

* Giai đoạn 1 95 0 -1 9 6 0 : là giai đoạn h o àn th iệ n c ô n g n gh ệ sản

x u ấ t k h á n g s in h và b ắ t đầu c ô n g n gh ệ s á n x u ấ t a x it am in, enzym

12

* (liai đoạn từ I960 đến nay: là giai đoạn phát, triể n m ạn h

mẽ công nghiệp sán xuất axit amin, enzym, đong thơi hoàn thiện toàn hộ thiết bị lên men

3 PHÂN LOẠI VI SINH VẬT

H iện nay có hai cách phân loại vi sinh vật Cách th ứ n h ấ t theo hệ thông, và cách th ứ hai dựa theo cảu tạo của n hãn vi sinh vật

Theo cách thư nh ất có nhiêu ý kiến khác nhau Nhưng nhiêu tác gia cho cách phân loại ciia P.N Bergey hợp lý hơn cả

Theo cách phán loại này thi vi sinh vật được xếp tro n g ngành

Schizophyc.cace (lớp th a n h tảo), (Iđp ric k e ttsia vàvirút)

Người ta c ũ n g đưa ra một hộ th ố n g phân loại như sau:

Lđp (Class)i

Bộ (Orcìer )

ị

Bộ phụ (Suborder)

ịPIọ (Family)

l

Tộc (Trihe)

ị

Giống (Genus)iLoài (Species)

T h ứ (Variety)ị

D ạ n g (Fo rm a, Type)

INòi (Strain )

N h ư vậy nòi ỉà tên gọi vi s in h vật mới p h á n lạp th u â n khiêt.Cách p h â n loại t h ứ hai, theo cấu t r ú c c.úa n h ã n vi sinh vật, người ta chia r a làm hai n hó m lớn:

* N h ó m chưa có n h a n p h â n hóa (P ro k a ry o tic ) hay lá n h â n nguyênthủy N h ó m này hao gồm t ấ t cả vi sin h vật chưa co n h ã n th ự c

th ụ m a chi là m ộ t v ù n g sẫm gồm pro tein và ADN

* N hó m có n h ã n t h ự c thụ hay CÒ11 gọi là n h â n th ậ t (Eukaryotic)

N h ó m này hao gồm t ấ t cả vi sin h vật có n h â n th ự c N h â n này ctưực câu tạo bói m à n g n h â n , p ro te in và ADN

14

Vi khuẩn (bactcriaì từ tiến g Hy lạp gọi là cái gậy (haktron)

thườ ng được hiểu theo hai nghĩa

Theo n g h ĩa rộng thi vi khuân bao gom toàn hộ vi sinh vụt

thuộc 4 lớp:

Ac.tinom yeetes Enhaetcriae Myxobacteriac Spirochactac

Bòn lớp này đêu nhm t ro n g nhóm Shizmiyceae<’ ¡Theo

K rasinicôv ,1949)

Theo n g h ĩa hẹp: Vi khu ẩn k h ô ng bao gôm các nhóm niêm vi

khuẩn, xạ khuẩn, xoắn khuẩn và xoắn thể (như theo nghĩa rộng.)

m à c h ú n g chỉ hao gôm Eubacterialcs Lớp này không có hạch phán

hóa ve hình d á n g bên ngoài c h ú n g thường cổ hình cỉạng khác nhau

Theo h ình d á n g bên ngoài c h ú n g được chia làm ba loại: Câu

k h u â n , xoán k h u ẩ n và t r ự c k huân

u) cầ u khuẩn (Coccus - Từ tiế n g Hy lạp K okkos - h ạ t quả) Là

loại vi k h u ấ n có h ìn h c âu N h ư n g có nhĩêu loại k h ô n g h ẳ n hình

câu thí dụ n h ư h ìn h ng ọ n n ế n n h ư p h ế cầu k hu â n - Diplococcũs

p n e u m o n ia e hoặc h ạ t cà p h ê (lậu câu k h u ấ n N e is se r ỉa gonorrhoeae)

Kích th ư d c c ủa vi k h u ẩ n th ư ờ n g th ay đối t r o n g k h o ả n g 0,5-1,«

(1 II = l ơ ^mm> Tùy theo t ừ n g loài m à c h ú n g có n h ữ n g d ạ n g khác

nhau

Đặc tính c h u n g c ủ a cầu k h u â n

- T ế báo hìn h cầu có th ể đ ứ n g r iê n g rê hay liên k ế t với nhau

Có nhiêu loài có khả n ă n g gây bệnh cho người và gia súc

K h ô n g có cơ q u a n di động

- K h ô n g tạo t h à n h bào tứ

G iố n g M onococcus

T h ư ờ n g đ ứ n g r iê n g rẽ t ừ n g t ế bào m ột, da

số c h ú n g th u ộ c loại hoại sinh T hư ờ n g

t h ấ y c h ú n g s ố n g tro n g đất, nước và tro n g

n h ư giống N e is se r ia - Lậu ♦.•âu k h u ấ n N

£ m e n i n g it id i s gonorrhoeas - Náo mô cầu

k h u ẩ n

e

G iống Staphilococcus

Từ tiếng H y lạp (Streptos - chuỗi) Chúng

phân cách theo m ột mặt phăng xác định

và dính với nhau thành từng chuỗi một

dài Thi dụ như Streptocọccus lactic,

Strep.pyogenes.

Từ tiếng H y lạp Saricio - gói hàng Phân

cách thèo 3 m ặt phẳng trực giao với nhau, tạo thành những khô'i từ 8 - 16 tế bào (hoặc nhiêu hơn nứa) Trong không khí chúng ta thường gặp m ột số loài như

Sarcinaỉutea, Sarcina auratiaca, Chúng

thường nhiễmvào các môi trường để trong phòng thí nghiệm và tạo thành màu vàng.

Từ tiếng H y lạp S taph ile - chùm nho

Thường chứng liên kết vđi nhau thành những đám trông như chùm nho Chúng phân cách theo m ột mặt phẳng bát kỳ và sau đó dính lại với nhau thành từng đám như hình chùm nho Bên cạnh cáe loài

hoại sinh còn có một sô' loài gây bệnh ở người và động vật (Staph.cucrcus.

T h ư ờ n g gặp c á c loài t r ự c k h u ẩ n sau đây:

B a c illu s (Viết t ắ t là Bac.) t r ự c k h u ẩ n g r a m dương, sinh bào

tử Chiêu n g a n g c ủ a bào t ử kh ô ng vượt q u á chiêu n g a n g c ủ a t ế bào Vì

t h ế khi tạo t h à n h bào tử tê bào

s in h bào tử T h ư ờ ng có tiê n mao mọc

x u n g q u a n h t ế bào người t a gọi là chu

mao Các giố n g Sơ ỉm onella, S h ig e lla ,

E riv in a , Se.rrat.ia đêu có h ìn h th á i

g iố n g B a cteriu m

P seu d o m o na s (Viết t ắ t là Ps.)

T r ự c k h u ẩ n g ra m âm , k h ô n g sin h bào tử, có m ộ t tiê n mao (hoặc m ộ t

c h ù m tiê n mao) ở m ộ t đầu C h ú n g

th ư ờ n g sin h r a sắc tố, Các giống

X an thom onas, P hotobacterium ,

A zotom onas, Aerom onas, Zym ononas,

P rotaniiĩiubacter, A lg in o m o n a s, M ycoplazm a, H alobacterium ,

M eth a n o m o n a s, H yd ro g in o m o n a s, Carloxydom onas, Acetobacter,

N ifrosom o n a s, N ito b a cte r đêu có h ìn h thái g iố n g P seudom onas.

18

C orynebiutcrium

Không sin h bào tử, hình d ạ n g và kích thước thay đôi khá

nhiêu Khi nhuộm màu t ế bào thườ ng tạo th à n h các đoạn nhí) bắt

diphtheriae) có b ắt m àu ở hai đâu làm t ế bào C.Ó hình dạng giống

quả tạ Một số khác có hình thái giống Corynebacterium gồm có

Listcriu Erysipclothric, Microbacterỉum, Cellulomonas, Arthrobaeter.

C lo strid iu m (Viết t ắ t là Cl Tiếng Hy lạp Kloster - con th oit

Thường là trự c khuân gram

k hoảng 0,4-1 X 3 -8 Ị(.

Sinh bào tử, chiều ngan g của bào tử thường lớn hơn chiêu

n g a n g ciia t ế bào, dọ đó làm t ế bào có hình thoi hay hình dùi trông

C h ún g thường thuộc loại ky khí bắt buộc, có nhiêu loài có ích Thí

dụ như các loài cố định nit.ò Một

sô' loài khác gây bệnh Thí dụ vi khuẩn uốn ván Cl botulinum

c) Phẩy khuẩn

Là tên chung chỉ các vi khuân hình que uốn cong giống như dấu phẩy Giống điển hĩnh là giống Vibrio (Từ chữ La tin h Vìbrare - dao động nhanh) Một số giông phẩy khuẩn có khả năng phản giải

xenluloza (C eỉlvibrio, CeV.faỉcículaỳ hoặc cổ kh ả n à n g khử s u n fa t (Désủlfovỉbrío)

d) Xoắn khuẩn

S p ir illu m - Từ c h ữ Spira - H ìn h cong, xoắn gôm tấ t cả các

vi khuẩn có hai vòng xoắn trở lên Là loại gram dương, dí động

được iihcï có m ộ t hay nhiêu tiê n m a o

m ọc ở dỉnh.

Đa sổ c h ú n g th u ộ c loại hoại sinh, m ộ t số r ấ t ít có k h ả n ă n g gây bệnh (S p m in u s) có kích thư ớ c thay

đổi 0,5-3,0 X 5 -4 0 (i

2) Cấu tạ o t ế b à o

2.1) Vò nhầy vù lớp dịch nháy (Giúp mạc)

N h iê u loài vi k h u ẩ n được bao bọc nhía ngoài m ộ t ỉớp vỏ n h ầ y hoặc m ộ t lớp d ịc h nhầy (Capsule)

Vỏ n h ầ y gôm có hai ỉ:

20

- vỏ nhầy lớn {Macrocapaule) Có chiêu dây khoang 0,2 u Vi

t h ế có thó' trỏ n g thấy dưới kính hiển vi thướng

- Võ nháy nhỏ (MicrýX-apai-ỉe) Có kích thước nhò hơn 0,1 ft,

Mucm thấy rõ phai dù n g kinh hiốr, vi có độ phổng dại h an g ngàn lần

T h à n h phần hóa học của vó nhay thay đổi tùy theo từ n g loài

ví khuẩn T ro n g phan lớn các trư ơ n g hợp ch ú n g dược cấu tạo chủ

yếu băng các hựp c h ấ t h y đrat cachon phức tạp Cũng có khi chúng còn chứa c;ì nitrt vỏ nháy chứa đôn 98% lả nước.

Vo nhầy cua vi khuẩn th ự c hiện n h ử n g nhiệm vụ cơ bán ẻau:

- Đề k h á n g vcừ điêu kiện hất lợi hên ngoài Thl dụ như phế cầu

kh u ẩ n (Diữlrx iiccus ữneunionciae) khi taang vò nháv t r á n h

được tá c d ụ n g th ự c bào cùa hạch câu Vì th ế chú n g có khả

n a n g gây bệnh Khi m át vo nhay lập tức chúng b; bạch cầu tiêu diệt

- Võ nhảy là nơi tích lũy c h ấ t dinh đưỏĩig, Khi ch ấ t dinh dưỡngtro n g mối trư ờn g hốt., vi khuẩn «ũ tiôu thụ ch ấ t dinh dương tro n g vo nháy, làm c h ấ t dự t r ư trong vò nhầy tiêu biến dần đi

- Kích thước vỏ nháy thay đòi r á t nhiêu tùy tử n g vi sinh vật và

tùy điêu kiện sống Có t rườn g hợp kich thước vỏ nhầy vượt,

quá 20 lân kích thước t ế bào í thí dụ như ở Leuc.oiiostoc-

mescntcroĩdei< - một loài vi khuân thườ ng thấy ở nhà máy

d ư ơ n g )

Vi k huẩ n khi tạo t h à n h vo r.hViy thương tạo th à n h khuẩn lạc trơn ướt búng Người ta gọi là khuẩn lạc ổ (Từ chữ Anh

$ m o o fh : trơ n bóng)

th à n h k h u ẩ n lạc khô xù xì người ta gọi là khuẩn lạc R (từ

chữ Anh R oỉiíỉìi: xù xì)

- N h ữ n g vi k h u ẩ n có lđp dịch n h ầ y r ấ t dây tạo t h à n h n h ứ n g

k h u ẩ n lạc n h ầ y n h ớ t gọi là k h u ẩ n lạc M (từ chữ Anh Mucoid

nhầy' n h ớ t) T r o n g t r ư ờ n g hợp nào đổ vi k h u ẩ n cổ khu n ấ n g

c h u y ê n từ t r ạ n g th á i s -* R hoặc ngược lại

t i ế t này đối với c h ú n g r ấ t q u an

t r ọ n g vì giúp c h u n g b á m vào giá

ở t r o n g nước Đối với vi k h u ẩ n

T r o n g vỏ n h ầ y c h iế m 98% là nước Đa s ố t r ư ờ n g hợp t h à n h

p h â n h ư u cơ c ủ a c h ú n g là p o lix acarit - H om opolixaearit hoặc

H e te ro x a c a r it

R ất nhiêu vi k h u ẩ n tạo t h à n h H om op o líxacarit ngoại bào là hợp c h ấ t cao p h â n tử C.Ó c ù n g m ộ t gô'c đ ư ờ n g (th ư ờ n g là d e x tr a n hay glucan)

B ac.m cn n en tericuíì k h ô n g tạo t h à n h d e x tr a n m ã lại tạo t h à n h m ộ t

22

bợp châ"t cao phân tử của fructoza (levuza) gọi là levan

n Saccaroza -* (Fructoza)n + n giueoza

Một số vi khuẩn axetic (Acctữbactcr levan, X y lim w n I có th ể

tiế t r a các hợp chất thuộc xelluloza Loại này tạo thành vang dày, thườ ng sống cộng sinh với nấ m men tro n g nấm che (thủy hoài

s â m )

T ro n g vò nhầy cùa m ột số vi khuẩn còn gặp cả Honiopoỉixae.arit

axetyì hóa Thi dụ khá n g nguyên ở các nòi vi khuán thương hàn

gây bệnh

T h à n h phần vỏ nhầy của Bacillus lại thuộc loại poỉvglutamat Các gốc axit glutam ic (cả loại L lẫn loại D) tro n g hợp ch ấ t cao

p h â n tử này g ắ n với n h au qua liên kết

Một số Streptococcus lại chứa cà protein Rất nhiêu poỉixacarit

vi k h u ẩ n tiế t ra ngoài thuộc loại heteropolysaoharìt

2.2) Thành t ế hào

Phía tro n g lớp vỏ nhầy là lớp th à n h t ế bào Thành tế bào đã được biết từ 1875 Lúc đó Côn đã cho r ằ n g tế hào vi khuẩn được hao bọc bởi một lớp vỏ dày khá v ữn g chắc, Nhìn chung th à n h tế bào lam n h ữ n g nhiệm vụ cơ bản sau:

T h ứ nhất Làm n h iệm vụ hảo vệ tế hào Tế hào có n h ữ n g hinh

d ạ n g n h ấ t định, chống mọi sự tác đụn g của các yếu tô’ bên ngoài

T h ứ hai T h a m gia quá t rìn h tra o đổi chất Qua th àn h t ế bào

n h ữ n g chất d inh dưỡng vào phía tro n g t ế bào tham gia quá trìn h

đồ n g hóa vá dị hóa Đồng thời các chất thải của hai quá trin h ấy

đi qua th à n h tè’ bào r a ngoài

Thít’ ha Là nơi chứa đựn g nhiêu chất, có hoạt tính sinh học

Thí dụ như en z im chủ yếu là enzym ôxy hóa khử

T h à n h t ế bào vi k h u ẩ n được cấu tạo như sau:

¡'anh nhè

Lơp lịpoproteit

lớ p h p o p o liX G ca rii

c ó c phán iử proýein LỚp qiycopepiit Mông nguyên %mh chòi

T h à n h t ế bào vi k h u ẩ n có kích thước k h á c n h a u tùy loại Nói ’.h u n g vi k h u ẩ n g r a m d ư ơ ng có t h à n h t ế bào dày hơn T hư ờ ng

kh o a n g 14 ~ 18nm T r ọ n g lượng c ủ a c h ú n g có th ể ch iế m tới 10 - 2QT t r ọ n g lượng khô củ a t ế bào Vi k h u ẩ n g r a m â m có t h à n h t ế bao m ó n g hơn, th ư ờ n g k h o ả n g lOnm

Khi n g h iê n cứu t h à n h t ế bào vi k h u ẩ n người ta th ấ y hai c h ấ t

nibị m à từ trư ớ c người ta k h ô n g th â y đó là glycopept.it và a x it leíoboío H á m lượng glycopeptit t r o n g t h à n h t ế bào vi k h u â n dao

M à n g n gu y ê n s in h c h ấ t th a m gia n h ứ n g n h iệm vụ cơ bàn sau:

Duy t r i á p s u ấ t t h á m t h ấ u c ủ a t ế bào

- Dám bao chủ đ ộ n g các c h ấ t d inh dưỡng t r o n g t ế bào và th aicác s a n p h ẩ m t r a o đoi c h ấ t r a ngoài t ế bào

24

- .1/1 nơi xảy ra quá trinh sinh tống họ'n một số th àn h phân của

tơ bao, n h ấ t là th à n h tã' hào và vó nháy

- Lá nơi chứa một: s ố €>nzim và cơ quan con Iriboxôm)

ÍHrđi kinh hítĨ1 vi điện tử người ta cho thấy răn g m àng nguyên sinh c h ấ t được cấu tạo í ừ

ba ìâp Ngoài c ù n g và

quay ra ngoài

Nói chu n g m à n g nguyên sinh chất không có cấu tạo đồng bộ

i hư vậy (ló chỗ chứa nhiêu protcin hơn lại có chỗ khác chứa nhiêu iĩpịi hơn Dlíơỉ tác d ụ n g của điêu kión hôn ngoai prctoin có thố tạo

th à n h ìô bòng Cio sự sấp xốp lại

Ngoài r a trớn m à n g í t hào còn có m ột ỉoại nrot.ẽũi đặc biệt lãm nhiệm vụ chuyển vặn các ch ấ t đinh đưông gói ỉá porme.aza

Theo giả th u y ế t của V Luzati và F.H utxrfn (1962) thì các p h â n

t ử photpholipit sẽ c h â u vào n hau đê’ tạo t h à n h các lỗ hô c h ử a p h à n

t ử p e rm e a z a này

Ngoài hai t h à n h p h ầ n t r ê n m à n g củ a vi k h u ẩ n còn ch ứa 2 -

5% h y đ r a t cacbon T r o n g n h iê u t r ư ờ n g hợp đây là n g u y ê n liệu th a m

gia tổ n g hợp t h à n h t ế bào Ngoài h y d r a t cacbon người ta còn cho

t h ấ y có glycolip t ở m à n g n g u y ê n sin h c h ấ t của vi k h u ẩ n g r a m đương

- Điêu kiện môi tỉ-ường nuôi cấy

- Tuổi c ủ a t ế bào sống

Độ n h đ t c ủ a t ế bào c h ấ t c ũ n g phụ th u ộ c vào hai yếu t ố t-rên

T h ư ờ n g th ư ờ n g t ế bào còn n on th ì t ế bào c h ấ t đồ n g n h ấ t c h ú n g

b ắ t m àu giố ng n h au kh i n h u ộ m m àu Khi tê’ bào giã do xuâ’t h iện

k h ô n g bào và các thế vùi làm cho t ế bào c h ấ t có d ạ n g lổn n hổ n

T ế bào c h ấ t t h a m gia n h ữ n g n h iệm vụ cơ b ả n sau:

- Là nơi c h ứ a đ ự n g to à n bộ các cơ q u a n b è n t r o n g cứa tế bào

- Là nơi t ố n g hợp n h iê u c h ấ t cơ b ả n c ủ a t ế bào

- Là nơi t h a m gia q u á t r ì n h t r a o đổi c h ấ t c ủ a t ế bào (th a m gia đ ô n g hóa và dị hóa)

2.5) Nhân lê hào vi khuẩn

N hiêu n h à n g h iê n cứu cho th a y r ằ n g vi k h u ẩ n t h ư ờ n g k h ô n g

\

26

có nh ân Thực r a vi khu ẩ n có nh ân N h â n của chúng thườ ng thuộc

d ạ n g n h â n p h â n tán N h â n không có th à n h n h â n và không có n h â n con N hà n tế hào vi k h uẩ n chỉ bao gôm th ể a.nucleic và protein

d ạ n g kiêm bao bọc x ưng quanh, ơ đây ỉà nơi th am gia nhiêu phản

ứ n g sinh hóa quan trọ n g và là nơi điêu khiến mọi hoạt động sốhg của t ế bào vi khuẩn

2.6 ) Ribnxóm

C ũng như nhiêu tế bào sinh vật khác tro n g t ế bào vi khuẩn

có nhiêu riboxôm Đây là cơ quan bao gồm hai tiểu th ể được đính kết tạo th à n h chuỗi nhỏ a.nucleie (ARN) và ch ú n g là nhà máy sản

x u ấ t cho té' bào protein và các c h ấ t hoạt động sinh học T ro n g riboxôm có 40-60% ỉằ ÀRN và 60-40% là protein

Riboxôm tồn tại dưới h ạ t gôm hai tiểu thế: Tiểu thế lớn có

h ã n g số lắn g là 50S (S là đơn vị Svedberg 1S = 10 u cm/giây), còn tiểu th ể nhô có h á n g sô’ lắng là 30S Riboxôm gôm cả hai tiếu thế có h ă n g sô' lắng là 70S Việc liên k ết và tách hai tiếu thế’ này

b ằ n g cách thay nôn g độ ion M g ++ tron g môi trường Mỗi t ế bào

vi khuẩn có t r ê n 1000 riboxôm E.coli có tđi 15.000 riboxôm Ríboxôm của vi khuẩn có trọ n g lượng phân tử khoảng 2.600.000 Các riboxôm nô'i ỉại với nhau tạo th à n h poiiriboxôm hay polvxôm

2 7) Tiêu mao và khđ năng di đỏng cùa vi khuẩn.

ờ m ột sô' vi khuẩn có p h át triể n m ộ t hoậc nhỉều sợi nhỏ phía ngoài t ế bào Ngiíòi ta gọi ch ú n g là tiêu mao Tiêu mẩo làm nhiệm

vụ giúp tê' bào vi k hu ẩ n chuyến động Đây là n h ứ n g sợi nguyên

sinh ch ấ t r ấ t m ả n h có chiêu r ộ n g vào khoảng 0,01-0,05 u, có chiều dài có thê 8 0 -9 0 u Tùy theo số lượng và vị trí của tiên mao mà

người ta chia r a n h ữ n g dạng sau

Đơn mao (M onotricha)

Là m ột tiên mao thường n ă m ở

m ộ t đầu của vi khuẩn

Hai tiêu mao (A m o p h itrìc h a )

Bào tử th ư ờ n g gập ở hai giống t r ự c k h u ẩ n g r a m dương ỉà

B a c illu s vã C lo s tr iđ iu m Ngoài ra còn th ấ y ô m ộ t số ví k h u ẩ n khác,

s p r iliiu m v o lu ta n s ho ặc ở cầu k h u ẩ n n h ư S a r c in a urccae, S a rc iĩiđ lutea.

Quá tr ìn h tạo th à n h bào tử.

L úc đ ầ u lớp n g u y ê n s in h c h ấ t t r o n g t ế bào được sử d ụn g, T ế bào c h ấ t và n h â n t ậ p t r u n g ỉại m ộ t vị t r í nhâ't đ ịn h t r o n g tê bào

T ế bào c h ấ t tiế p t ụ c được cô đ ặ c lại và tạ o t h à n h tiên bào tử

(Prospore) T iề u bào t ử bắt đầu được bao bọc d ầ n bởi c á c Iđp m àng

T iên bào t ử p h á t t r i ể n và trở t h ả n h bào tử

Cấu tạo bào tử.

Ngoài c ù n g c ủ a bào t ử là m ộ t lớp m àng Dưỏi lớp m à n g là vỏ Các lớp vỏ bào tử có cấu tạo k h ô n g giông lớp m à n g tê bào v ỏ bão

t ử có n h iê u lớp Đáy là n h ữ n g lớp có tác dụng ngãn chạn sự thẩm

thấu của nước và các chất hòa tan tro n g nước Dưứi íớp vỏ là Idp m àn g

t ro n g của bào tử và tro n g c ù n g là một khối tế bào chất đông nh-V

28

Thường thưởng mỗi t ế hào có một bào tử Tuy nhiên có một

số t r ư ờ n g hợp có th ể có hai hoặc nhiêu bào tứ (Thí dụ S p ir illu m

volutans) TẾ bào có bào tử có thể có sự sắp xếp ở n h ữ n g vị trí

khác nhau Có t h ể ở giữa té' bào, cổ thế ở hai đầu t ế bào và có thế’

ở m ộ t đầu của tẽ bao

N h iệ m vụ cùa bao từ.

Bào tử vi sính vật thường thực hiện những nhiệm vụ cơ bản sau:

- C h ú n g có khă n à n g chịu đ ự n g được với điêu kiện b ấ t lợi bên ngoài v! th ế c h ú n g cổ khả m lng bào vệ khỏi tác động của điêu kiệnbôn ngoài

- Khi gặp điêu kiện th u ậ n ĩụi c h ú n g iại p h át triể n th à n h m ộ t

t ế bào mới Do đó c h ú n g Tham gia quá t rìn h duy trì sự sống Khi bào tử nở thì bào tử sẽ h út nước và bị trư ơn g ra, sau đó vỏ của

ch ứ n g bị phá hủy và bào tử nảy m ầm p h át triể n th àn h tế bào mới Quá t r ì n h nàv m ấ t khoảng 40~f>0 phút

3) S in h sầ n c ủ a v i k h u ẩ n

Vi khu ẩn thường' được sinh sa n theo các cách sau:

a Sinh sàn vô lính

B ằng cách chủ yếu là phân đôi t ế bào Lúc dầu phần giữa tế

bào dan dần t h ắ t ìại, n h â n phân ra làm đôi và kết quả là tế bào

bị tá c h th à n h hai t ế bào r iê n g biệt,

Đây là cách sinh sản h ế t sức n h a n h , chỉ tro n g h àng chục phút

đã có m ột th ế hệ mới ro đời

b Sinh sàn hữu tính

Thời gian mới sau n à y người ta cho t h ấ y r ă n g vi k h u ẩ n k h ô n g

p h ả i chỉ có q u á t r ì n h p h â n đôi m à c h ú n g còn xảy r a m ộ t quá t r ì n h

h ế t s ứ c p h ứ c tạp Họ cho r à n g c h ú n g có m ộ t quá t r ì n h sinh sản

h ữ u tín h đơn g iản đó là qu á t r ì n h tiếp hợp Hai t ế bào tiếp xúc vói n h a u , giữa nơi tiế p x ú c này xảy r a h iệ n tư ợ n g t r a o đổi n h à n

t ố di t r u y ề n và n h ư vậy sau đó t ế bào mới lại b ắ t đầu giai đoạn

vô tính

N ấ m m e n th u ộ c cơ th ế đơn bào C h ú n g p h â n bô r ộ n g rải k h ắ p

nơi Đ ặ c biệt th ấ y c h ú n g có m ặ t n h iê u ở đ ấ t t r ồ n g n ho và các nơi

t r ô n g hoa quả Ngoài r a t h ấ y c h ú n g có m ặ t t r ê n t r á i cây chín,

t r o n g n h ụ y hoa, t r o n g k h ô n g khí và cả nơi s ả n x u ấ t rượu vang

L I ) Hình dạng nếm men.

N ấ m m e n t h ư ờ n g có h ìn h d á n g k h á c nh a u T h ư ờ n g c h ú n g có

h ìn h cầu, h ìn h elip, h ìn h bầu dụ c và cả h ì n h dài M ột số loài n ấ m

m e n có t ế b à o h ìn h dài nối với n h a u t h à n h n h ữ n g d ạ n g sợi gọi là

k h u ẩ n ty (m yceltu m ) hay k h u ẩ n ty giả (P seudom ycelium ) T h ư ơ n g

th ấ y ở các loài E n d o m yc e s, E n d o /n yeo p sis, C andida, Trichosporon

T hi dụ n h ư m ộ t sô h ìn h d ạ n g n ấ m m en n h ư sau

II/ NẤM MEN (The yeast)

1/ H ìn h t h á i v à k íc h th ư ớ c t ế b à o

Sacch cerevt'et'ae hình tnhìịị

S o c c h eUipsoìdeuS hình enlip

30

N h ư n g hình dạng của chún g hầu như không ổn định Nó phụ thuộc vào tuổi của n ấm m en và phụ thuộc vào điêu kiện nuôi cấy

Thí dụ Sacch.cereviceae có hình bầu dục, nếu nó ỏ môi trư ờng dày

và giàu chất dinh dưỡng T ro n g diêu kiện yếm khí thì thấy có hình

t r ò n ngược lại tro n g điều kiện hiếu khí t ế bào kéo dài hơn

N ếu chỉ quan s á t tro n g m ộ t ống

ngh iệm nuôi t r o n g môi trư ờ n g lỏng ta

c ủ n g thấy có sự khác n h au ve hình thái,

P h ầ n t r ê n ố ng nghiêm n ấ m men có hình

dài còn ở p h ầ n dưới có hình tròn

1.2) Kích ihmrc í ế hão nấm men.

T ế bào n ấ m m en th ư ờ n g có kích thước r â t ìốn gàp t ử 5- 10

lần t ế bào vi k h u ẩ n Kích thướ c t r u n g bình,

- Chiều dài 9 - 1 0 //

- Chiêu r ộ n g 2 - 7 //

Kích th ư đ c n à y c ũ n g th ay đổi Sư k h ô n g d ô n g đều th ấ y ở các

loài k h á c nhau, ở các lứa tuổi khác nhau và ở điêu kiện nu ỏ 3 cấv

32

T h à n h tế bào n ấm m en được cấu tạo từ nhiêu th à n h nhan khác nhau T ro n g đó đ á n g kế n h ấ t là: glucan, m anan, protein, ỉipit

và một sô th à n h phần nhỏ khác thí dụ như kitin

M a n n n : Là hợp c h ấ t cao p h ân tử của D - manoza, mỗi phàn

tử thường ch ứa từ 200 - 400 t h à n h p hân manoza Thương manan

a - 1.6, a - 1.2, ịí — 1.3 P h â n tử lượng của chúng khoang a 10

G ìucan: Là hợp chất cao p h ân tứ của D-glucoza Đo là một

poỉysaeharit p hân n h á n h có liên k ết ß - 1,6 và ß - 1,3 Cil hai th à n h

nhân này p h ân bố đêu t r ê n th à n h tế bào

Profit: Thường p ro tit được liên kết với các th àn h phân khác

thí dụ như m anan T ro ng th à n h phân của chúng chứa nhiêu axit

a m in khác nhau Thí dụ như glyxin, alanin, tirozin, lơxin, i/.okíxin asparagin, glutam in, phenillalanin, acfinin, và một lượng nhổ xerm, hixtidin, triptop h a n

tro n g gần bào tương

Kỉ tin: Thường nằ m ỏ p h ần náy chồi Chúng chiêm mọi :■<>

lượng r ấ t nhỏ khoảng 3% Đây là ch ấ t r ấ t bền vững không bị “ZÍỈH phá hủy vì t h ế c h ú n g có tác đ ụ n g bão vệ chồi t rong khi chồi càn non

Ngoài ra còn th ấy tro n g th a n h tế bào nấm men có lipiỉ <1 dạng

photpholipit khoảng 1 - 10'/f.

2.2) Mùng nỵuyên sinh châh

M àng nguyên sinh c h ấ t có cấu tạo tương tự n h ư m àng nguyên sinh chất của vi khuẩn, gôm có các hợp chất phức tạp như protein photphoỉipit, enzim permeaza

•Trong thời kỳ' còn non m ạ n g nguyên sinh chất bám sát, lấy

th à n h t ế bào làm cho khả n ã n g trao đổi ch ấ t của nấm men gặp khó k h ăn r ấ t m ạnh Ngược lại ở thời kỳ tế bào già m àng nguyên

s in h c h ấ t co lại, tạo th à n h m ộ t k h o ả n g ch ố n g gữ a th à n h tế bào và

c h ấ t n g u y ên sin h V I th ế m à k h ả n ă n g tra o đ ổ i c h ấ t của n ấ m m en gặp khó k h ă n

2.3) Chất nguyên sinh

C h ấ t n g u y ê n sin h th ư ờ n g có m àu xám K hi t ế bào còn non

h ầ u n h ư k h ô n g n h ậ n thấy, c à n g về già ta c à n g th ấ y có sự th a y đổi

c h ủ yếu được cấu tạ o từ nứổc, p ro tit,

g lu x it, lip it và các m uối k h o á n g , en zim ,

đ ô n g thờ i các cơ q u an con tro n g đó

Tê bào chất, ỉuôn luôn ch u y ển đ ộng T h ư ờ n g c h u y ể n đ ộ n g theo

m ộ t ch iêu x u n g q u a n h th à n h t ế bào

N goài r a nó còn phụ th u ộ c vào t r ạ n g th á i sin h lý củ a n ấm

m en T h í dụ n ấ m m en tro n g t r ạ n g th á i hô h ấ p t ế bàơ c h ấ t th ư ờ n g

đ ô n g n h ấ t và k h ô n g c h ứ a n h ữ n g c h ấ t lổn n h ố n , tro n g khi đó ở

t r ạ n g th á i ỉên m en th ấ y x u ẫ t h iện n h iều c h ấ t làm m ấ t tín h đ ồ n g

n h ấ t c ủ a k h ô n g bão Độ n h ớ t củ a tế bào c h ấ t lớn hơn độ n h ớ t của

nư ớ c 8 00 lân

2.4) Nhân tếh ă o (N a d e m )

K h ác với t ế bào vi k h u ẩ n , t ế bào n ấ m m e n đ ả có n h â n th ậ t

N h â n th ư ờ n g có h ìn h bầu d ụ c hay h ìn h cầu

N h à n đượ c bao bọc m ộ t lóp m àn g , bên tr o n g là lớp d ịch n h â n ,

có tr o n g đó m ộ t th ể rắ n gụi ià h ạch n h â n hay n h â n con (nucleolus,

34

o ario sm e)

N hư các vi sin h v ậ t khác n h ân nấm m en có chúa p r o te iir v aa.nucleic

Theo k ết quả n g h iên cứu của M eiten thì tro n g tr ạ n g thái iên

m en n h ân tà n g 20 - 30 lần so với ở trạ n g th ái hô hấp

2.Õ) Những thành phần khác.

K h ô n g bào.

T ro n g mỗi m ột t ế bào nấm m en có m ột hoặc nhiêu không hào

K hông hào chứa đầv dịch tế bào, bên ngoài được bao học hời một ỉớp m àn g hypoproteit gọi ỉà m àng không bào (tonoplaste) Mình

d ạn g không bào có th ể thay dổi tù y theo tuổi và trạ n g thái sinh

lý của t ế bào Vị tr í không bào tro n g tế bào cũng khác nhau Nếu

có m ột không bào thi ch ú n g

nằm ở m ột đàu, có hai thi chứng nằm ở hai đáu và nhiêu

( o \ n ồ à/ thì ch ú n g thường nhm chung

quanh K hổng bào ià nơi chưa

đựng các Protearc (.ủi' Enzy m

th am gia các quá trin h tự phùn

r ấ t m ạnh

2.6) Voliư in

V olutin th ư ờ n g th ấy tro n g k hông bào Nó không phải íà th ành

p h ần cấu trú c của t ế bào C h ú ng chỉ th ấy x uất hiện ớ điều kiện đặc biệt khi nuôi cây tr ê n môi trư ờ n g giàu hvdrat cacbon và photphat vô cơ Số lượng volutin còn phụ thuộc vào tỷ ỉệ C:N sự

có m ặ t của s và v ita m in , p H tro n g môi trư ờng T rong đíẽu kự-n lên m en tế bào th ư ờ n g chứa ít h ạ t volutin hơn khi p h á t triể n tro n g điêu kiện hiếu khí

V olutin đóng vai trò quan trọ n g sau:

- Là c h ấ t dự t r ứ các c h ấ t d in h dư ỡ n g cứa t ế bào

- T h a m gia vào việc đ iều hòa q u á tr ìn h sin h trư ở n g , p h á t tr iể nciia tố bào

- Làm nguồn năng lượng cho tố bào như polyphophat củ a volu tin

d ù n g làm nguôn n a n g lượng cho quá tr ìn h sin h hóa học của

t ế bào, thông qua hệ th ố n g ATP PoJyphotphat của Voluten có

th ế th a m gia vào q u á tr ìn h lên m en, hô hấp, A nucleic của

volutin là nguồn dự t r ữ d ù n g để tổ n g hợp a.nucleic nhân

a nucleic tố bào c h a t và m ột đố enzvm

N goài voỉuten ra c.òn th ấ y h ạ t mờ, glycogen, trehaloza, lipit

2.7) Ty lạp í kể.

Ty ỉạp th ể củ a nấm m en c ù n g g iố ng n h ư ty lạp th ể c ủ a nh iều

sinh vật k h ác N ghĩa là c ũ n g tham, gia n h ư m ộ t n h à m á y c u n g cấp cho t ế bào h o ạt động Vê câu tạo thi ty lạp th ể được chia ra thảnh những lớp sau:

R iboxòm c ù a n ấ m m en c ũ n g g iố n g n h ư riboxôm củ a các sin h

v ật k h ác C h ú n g th a m gia m ọi quá trìn h tổ n g hựp c á c hợp c h ấ t

tr o n g cơ th ể K h ác vối vi k h u ẩ n (giốn g n ấ m m ốc, tảo, n g u y ê n sin h

đ ộ n g v ật) ribo x ôm c ủ a n ấ m m en tò n tại hai loại:

- Loại SOS (gồm h ạ t 60S + 4ÓS) - tồn tạ i tự dơ

- Loại 70S (gồm SOS + 40S) - L iên k ế t với cấu t r ú c m àn g Loại

n à y th ê h iệ n k ha n a n g rủ ng họp m ạn h

3C

3) S ự s in h s ả n c ủ a n ấ m m e n

tí) Sình sản hânỵ cách ntìy chài.

Đâu tiên hạch 'lài ra V i': ha ch há í, đán rh át íạị ớ chinh giữa

T ế bào nie bái đáu phát t.riôn mội, choi con Hạch 1>)ãt phán chuyển vào chói vã một phàn 0 tẽ bào mẹ Dông thơi mót phán nguyên sin h c h á t cũ n g chuyến sang chái con Chói cou khi đâm khi chỏi

con gán b àn g chói rnẹ và nó được tá ti ra và song áộv ỊẠp M ột tế

bào mẹ tạo m ột lúc được m ột choi con, <-•() ihô lạo m ột lúc tược hai hay nhiêu chồi con Sự sáp xêp ch ÔI con U’6n tế bíU) cũ n g không hb.1t thịiứ ó một nơi nhất đinh

Thời gian càn th iế t kế từ iue chồi mtý hm h th an h tdi lúc tế bào này p h á t triể n và b á t đâu tao íẻ bào mới gọi ỉà chu kỳ p h á t triể n của nấm men

kị Sinh sàii hung cách pìiiìĩĩ đòi.

shizosocearnm yces L úc dầu tế bào dài ra- và từ t u th ắ t lại ỏ chính

giữa Nơi th ắ t nà}' nhỏ dần, n h ỏ dờn và tới khi đ ứ t hẳn và tạo

th à n h hai t ế bào con

Sinh sản hằiĩỊỊ hào (ử vù sự hình thành hào tử.

N h i ’ô u l o à i n ấ m m e n có k h á n á n g sin h hào tử N ấm m en th ư ờ n g lạo t h à n h h á o t ử sau 5 - 10 ngày nuôi cấy tro n g môi trư ờ n g th ạ c h lunch n h a

B à o từ th ư ờ n g nằm tro n g n h ứ n g báo tứ tú i Bào tử tú i th ư ờ n g

có h ì n h d ạ n g k h ác nhau- Co th ể là hình cầu, h ìn h bầu d ụ c, vỏ n h ẵ n

vỏ m a u (Saechaom yces), h ìn h cầu, vỏ xù xì k h ô n g m àu

ịDebaryonIvces) h ìn h bầu d ục vỏ n h ẵ n hai đầu có m ấu n h ọ n , k h ô n g

rnàu (W ilH opsis và Z y g o w illio p sis), h ìn h câu hay h ìn h bầu d ụ c có

vỏ n h ầ y (Monospora bicuspiríaía), h ìn h b á n cầu đáy hdi rỏi k h ô n g

m áu iP ic h ia và Z ygopichia), h ìn h m ũ với đáy cong v à n h m ỏn g

(Hansemtlci), h ìn h h ạ t dậu vỏ trơ n n h ẵ n (Fabospoara và Zygo-Fahospora)' h ìn h sao thổ (H n n se n u la sa tu sn u s) h ìn h kim hay

h ìn h t h o i có m ộ t tiêu m ao b ấ t đ ộ n g (N em otospora.) h ìn h kim hay

hĩnh thoi có t i ê u mao vô trơ n n h ắ n iM c ts c h n i K o m ie lla , Coccidiacus

va M onosporelỉa) Túi cổ th ể sin h ra theo m ộ t tr o n g ba cách sau

đâv:

a) T iếp hợp đ ẳng giao (C onjugation isogam ie)

Do hai tế, bào nấm m en g iố n g n h au tiế p hợp với nh au m à tạo

t h à n h (th í dụ nhiêu loài tro n g g iố n g Sehizosaccharo m yees,

ü e h nryonlyces, Zygosaccharom yces)

ĩ h bào d in h dưỡng đơn bội p h â n c ách nhờ vách n g ă n ía.) H ai tô' w d in h dưỡng' tiếp x ú c với n hau và h ìn h th à n h ố n g tiế p hợp ' b ) ĩv m n và tế bào c h ấ t hợp n h ấ t với n h a u (c.) N h â n lưỡng bội

p h â n cà ỉ 3 lần Lần th ứ n h ấ t p h â n c ắ t g iảm n h iều (d.) T ám hào

tư túi đơn bội được sin h r a (e.), tú i vỡ và giải p h ó n g bào tử r a

38

h) Tiếp hợp di giao {Conjugation hétérogam ie '■

Do hai tế bào nấm m en có hình th ái kích ỉhưác không giống

nh au tiếp hợp với n hau m à tạo th à n h I rhí dụ Zygofjíchia, Naasonua)

C) Sinh sa n dein tín h (pnsthrnogenfiist

Tạo th à n h bào tử trự c tiế p từ t ế bào riênrr ỉẻ không thông qua

tiế p hợn {Piehin, Sciiwanniomyces.TorulosDone?,, Sacch.oromyc.es)

bào từ này sau khi gộn điêu kiện th u ậ n lợi sẽ phát triể n th à n h tế bào mói Té bào nàv lại tiếp tụ c này chòi

T hí dụ 2

T ừ n g cặp bào tử đơn bội kốt hợp ngay tro n g túi xảy r a sự

lươn g bội sin h r<J se

nào bịẽn th à n h tú i ch ứ a 4 bào tử tú i Và cứ sin h sả n n h ư vậy

T h í dụ 3 Sacch ano m yees ceriưiscaỉ

T ế bào d in h dưỡ ng dơn bội sin h s ả n th eo cách náy chồi Sau

đó hai tế bào k ế t hợp với n h a u xảy ra q u á t r ì n h giao c h ấ t và giao

n h ố n tạo th à n h tế bào din h dưỡ n g lưỡ ng bội T ế bào n ày nảy chồi

vạ sinh ra tê bào lương bội k h á c và sau đỏ ch u y ển th à n h bào tử tá; N h á Ü p h ân c ắ t giảm n h iểm và sin h ra 4 bào tử tú i rồi chuyến

th à n h tế bào d in h dư ỡ n g và t.iốp tụ c s in h sâ n b ă n g c ách nay 1-hỏi

N goài ra n ấm m en còn có k h ả n ố n g tạ o th à n h bào tử b án

I tìa llisto sp o ra ) Loại bào tử này sau khi tạo th à n h sẽ bắn ra đôi

diệu

40

III/ NẤM MỐC

N ám m ốc (moídf, hay m ounds) là tê n ch u n g chỉ chc) tấ t cả

n h ữ n g vi sin h v ật không phải là n ấm m en c ũ n g không phải là các loại nấm mũ lớn C húng dược p hân bô' rộ n g rãi tro n g th iên nhiên

I) H ìn h th á i v à c ấ u tạ o

!ị Hình thữi núm mốc.

T rư H kí.1 nhiêu ngư.ti hay lãm lần giữa sự phân biệt nấm

động vật, nam ỉ hực vật Cho đèn ngày nay thì thấy rằ n g nấm khồng

phai ìa mội loại thu ộ c th ư c v ật và cũ n g không phải là động vật V'i khi quan sát nám ta thây một sú' điểm sau:

- N ám không có màu xanh lục cùa lá cây hay nói cách khác nấm

m ôc không có diệp lục tố không có khả n ăn g tự tổng hợp các

c h ất dinh dưỡng cho chính bân th ân C húng chi' phát triể n dược trẽ n những thứ c án đã có san

N ấm la loại, sinh vật p h át tri ¿11 thành hình sợi phân nhánh

N hữ ng aựi phân nh ánh

này phát triể n th àn h

từ n g đám ch an g ch ịt

người ta goi là khuẩn

t.Y hay hệ sựi nấm khi

pbiỉt ìriế n trê n môi

phân ra làm hai loại rỏ ~TT

rệt

- Khuân ty khi sinh

- K huân ty dinh dưỡng

¿ ' • Ị 9) Khuân -iy khi sính

$

z t z - TỊơi-trƯód?

nvđi c ô y

■Khuôn ~fy dính cìưáng

H ai loại khu ẩn ty này đổng vai trò và nhiệm vụ khác nhau

K huân ty dinh dưỡng làm nhiệm vụ như chiếc rễ của cây xanh Còn kh uẩn ty khí sinh lại đóng vai trò sinh sán là chủ yếu