Chuong II Hình thái cấu tạo của vi sinh vật

Thành tế bào cell wall Thành tế bào vi khuẩn G+  Có bức tường acid teichoic dày hơn vi khuẩn G–  Có thể bị phá hủy hoàn toàn bởi lysozyme  Acid teichoic:  Là thành phần đặc trưng c

Chương 2: Hình thái, cấu tạo của

Hình thái và cấu tạo tế bào các VSV nhân nguyên thủy (Prokaryotes)

VSV nhân nguyên thủy

• Vi khuẩn lam (Cyanobacteria)

 Vi khuẩn cổ

(Archaebacteria):

Vi khuẩn

Hình thái, kích thước

 Nhiều hình dạng:

 Hình cầu (cầu khuẩn - coccus) Tùy theo hướng phân cắt và cách liên kết:

• Song cầu khuẩn (Diplococcus)

• Liên cầu khuẩn (Streptococcus)

• Tứ cầu khuẩn (Gaffkya)

• Tụ cầu khuẩn (Staphylococcus)

 Hình que (trực khuẩn): dạng đơn, đôi, chuỗi

 Hình dấu phẩy: phẩy khuẩn (Vibrio), hình xoắn (xoắn thưa,

xoắn khít).

 Khối vuông, khối tam giác, khối hình sao…

 Kích thước: đường kính 0,2 – 2,0 µ m, chiều dài 2,0 – 8,0 µ m

Hình thái, kích thước

B

C

A Song cầu khuẩn (Diplococcus)

B Liên cầu khuẩn (Streptococcus)

C Tụ cầu khuẩn (Staphylococcus)

Thành tế bào

Trực khuẩn (Bacillus)

Thành tế bào

Xoắn thể (Spirochete) Phẩy khuẩn (Vibrio)

Xoắn khuẩn (Spirillum)

Vi khuẩn hình khối vuông (Square-bacteria)

Cấu tạo tế bào vi khuẩn

Thành tế bào (cell wall)

 Vị trí:

 Chức năng:

 Duy trì ngoại hình của tế bào

 Hỗ trợ sự chuyển động của tiên mao

 Bảo vệ tế bào (đề kháng lực tác động từ bên ngoài, sự xâm nhập chất có hại…)

Thành tế bào

Protein Không có hoặc có ít Cao

 -Tetrapeptid chứa cả D-

và L- acid amin

Thành tế bào (cell wall)

 Thành tế bào vi khuẩn G–

 Trong cùng là lớp Peptidoglycan mỏng

 Lớp không gian chu chất

 Màng ngoài: giống màng tế bào chất

Thành tế bào (cell wall)

 Thành tế bào vi khuẩn G+

 Có bức tường acid teichoic dày hơn vi khuẩn G–

 Có thể bị phá hủy hoàn toàn bởi lysozyme

 Acid teichoic:

 Là thành phần đặc trưng của tế bào G+

 Polymer của ribitol và glycerol phosphate

 Liên kết với peptidoglycan hay màng tế bào chất

 Lớp không gian chu chất:

 Giữa lớp màng ngoài và lớp PG mỏng ở thành TB vi khuẩn

G–

 Giữa màng và thành tế bào

Thành tế bào (cell wall)

 Lysozyme

Lysozyme is a single chain protein with a MW of 14.3 kD It hydrolyzes β(1-4)-linkages between N-acetylmuraminic acid and N-acetyl-D-glucosamine residues in peptidoglycans and between N-acetyl-D-glucosamine residues in chitodextrin Gram-positive cells are quite susceptible to this hydrolysis as their cell walls have a high proportion of peptidoglycan Gram-negative bacteria are less susceptible due to the presence of an outer membrane and a lower proportion of peptidoglycan However, these cells may be hydrolyzed more easily in the presence of EDTA that chelates metal ions in the outer bacterial membrane

 Optimal pH: The activity of lysozyme is a function of both pH and ionic strength The enzyme is active over a broad pH range (6.0 to 9.0) At

pH 6.2, maximal activity is observed over a wider range of ionic strengths (0.02 to 0.100 M) than at pH 9.2 (0.01 to 0.06 M)

Màng tế bào chất (cytoplasmic membrane)

 Chức năng:

 Bảo đảm sự vận chuyển các chất qua màng tế bào

 Duy trì 1 áp lực thẩm thấu nhất định

 Nơi tổng hợp các thành phần của thành TB và bao nhầy

 Nơi tổng hợp các loại enzyme, protein

 Nơi xảy ra phản ứng phosphoryl hóa, quang hợp

 Nơi cung cấp năng lượng cho sự hoạt động của tiên mao

Màng tế bào chất (cytoplasmic membrane)

 Cấu tạo:

 Dày 4 – 5 µ m, cấu tạo bởi 2 lớp phospholipid (PL)

 Các PL làm màng hóa lỏng và cho các protein di động tự do

 mô hình khảm lỏng

 Không chứa sterol  không cứng như màng tế bào chất của

tế bào có nhân thật.

Tế bào chất (cytoplasm)

 Ribosome:

Tế bào chất (cytoplasm)

 Ribosome:

Thể nhân (nuclear body)

 Là nhân nguyên thủy chưa có màng nhân

 Là 1 sợi nhiễm sắc thể duy nhất cấu tạo bởi một sợi DNA xoắn kép

 Sợi DNA xoắn kép mạch vòng  plasmid

 Chứa đựng thông tin di truyền của vi khuẩn

Cấu tạo tế bào vi khuẩn

Bao nhầy (capsule)

 Dự trữ thức ăn, tích lũy 1 số sản phẩm trao đổi chất

 Giúp VK bám được vào bề mặt 1 số giá thể (Streptococcus

salivarius)

 Cấu tạo: chủ yếu polysaccharide, ngoài ra còn có polypeptide, protein

 Ví dụ: Acetobacter xylinum, Bacillus anthracis

Tiên mao (flagella)

 Là sợi lông dài, uốn khúc, mọc ở ngoài một số vi khuẩn

 Dài 10 – 20 µm

 Giúp vi khuẩn chuyển động trong môi trường lỏng

 Hoạt động theo qui cách quay như kiểu vặn nút chai

 Vi khuẩn có thể có một hoặc nhiều tiên mao, sắp xếp ở vị trí khác nhau

Sợi tiên mao

Bao hình móc

Tiên mao (flagella)

Monotrichous Lophotrichous

Amphitrichous Peritrichous

(nhào lộn)

(dẫn dụ)

(xua đuổi)

Khuẩn mao (pilus hay fimbria)

 Còn gọi là nhung mao

 Ngắn, nhỏ, rỗng giữa

 Số lượng rất nhiều, có bản chất protein

 Thường có ở vi khuẩn G

- Giúp vi khuẩn bám giữ vào giá thể

Khuẩn mao ở E coli

Bào tử (spore, endospore)

 Cuối thời kỳ sinh trưởng và phát triển: một số VK có khả năng sinh ra bào tử

 Tính chất:

 Kháng nhiệt, kháng bức xạ, kháng hóa chất kháng áp suất

thẩm thấu VD: Clostridium botulinum

Bào tử (spore, endospore)

Áo bào tử

Vỏ bào tử Màng ngoài Thành lõi

Bào tử (spore, endospore)

Spore and Sporulation

Bào tử (spore, endospore)

 Chỉ một số vi khuẩn có khả năng sinh bào tử:

 Bacillus

 Chlostridium

 Sporosarcina (G+)

 …

Sinh sản ở vi khuẩn

 Sinh sản vô tính (asexual): phân đôi tế bào (binary fission)

 Phần giữa tế bào thắt lại, nhân phân ra làm đôi  tách ra thành 2 tế bào riêng biệt

 Công thức:

Cellular organism copies it’s genetic information then splits into two identical daughter cells

Các phương pháp nhuộm màu

 Nhuộm đơn: dùng 1 màu, thường là màu base

 Nhuộm phân biệt:

 Nhuộm Gram: phân biệt vi khuẩn G+ và

G- Nhuộm kháng acid: phân biệt vi khuẩn có nhiều chất sáp

trong thành tế bào (Mycobacterium tuberculosis, Norcardia)

• Tb chứa chất sáp có màu đỏ (màu của carbofuchsin)

• Tb không chứa sáp có màu xanh (màu của xanh methylene)

Các phương pháp nhuộm màu

 Nhuộm đặc biệt: phân biệt những phần đặc biệt của tế

bào VK

 Nhuộm màng nhày: pp nhuộm ảnh âm Màng nhày không bắt màu hiện lên trong suốt bao quanh tế bào VK màu đỏ (safranin) trên nền xung quanh màu đen

 Nhuộm bào tử nội sinh: malachite green Phần còn lại của tế bào VK nhuộm lại bằng màu safranin

 Nhuộm tiên mao: dùng carbolfuchsin

Các phương pháp nhuộm màu

 Phương pháp nhuộm Gram:

• Cố định tế bào

• Nhuộm dung dịch tím tinh thể  rửa nước

• Nhỏ dung dịch iod (Lugol)  rửa nước

• Tẩy cồn  Rửa nước

• Nhuộm bằng thuốc nhuộm màu đỏ (Safranin hay Fuchsin)

 rửa nước

Phương pháp nhuộm Gram

Hình thái và cấu tạo tế bào các vi sinh vật nhân thật (eukaryotes)

Đặc điểm chung của vi nấm

 Cơ thể nấm là 1 tản

 Các vách ngăn đều có lỗ thông

 Nhân được bao bọc bởi màng nhân

 Không có cấu trúc thống nhất giữa các nhóm về thành phần của thành tế bào

 Không chứa sắc tố quang hợp

 Sinh sản bằng bào tử vô tính hoặc hữu tính

 Không có một chu trình phát triển chung

Nấm men (yeast)

Hình thái, cấu trúc tế bào nấm men

 Là tế bào nhân thật, tồn tại ở trạng thái đơn bào

Cấu tạo tế bào nấm men

 Thành tế bào:

 Cấu tạo từ nhiều thành phần: manan, glucan, protein, lipid, kitin…

Cấu tạo tế bào nấm men

Cấu tạo tế bào nấm men

 Chất nguyên sinh:

 Màu xám, cấu tạo từ protein, glucid, lipid, khoáng, enzyme…

 Khi tế bào còn non, chất nguyên sinh đồng nhất Khi tế bào già, chất nguyên sinh trở nên kém đồng nhất

 Nhân:

 Nhân hình bầu dục hay hình cầu

 Được bao bọc một lớp màng Màng có cấu trúc 2 lớp, có nhiều lỗ thủng.

 Bên trong là lớp dịch nhân Trong đó có một thể rắn gọi là hạch nhân hay nhân con.

Cấu tạo tế bào nấm men

 Ty thể:

 Cung cấp năng lượng

cho tế bào (tiến hóa hơn prokaryote)

 Lưu giữ thông tin di

truyền cho chính ty thể

 Cấu tạo của ty thể:

• Màng ngoài

• Màng trong có các vách ngăn

• Khoảng cách giữa các lớp là nơi xảy ra phản ứng tạo thành ATP

Cấu tạo tế bào nấm men

 Không bào:

 Vị trí:

• 1 không bào: nằm ở 1 đầu tế bào

• 2 không bào: 2 đầu tế bào

• Nhiều không bào: chung quanh tế bào

 Chứa enzyme thuỷ phân, polyphosphate, ion kim loại, các sản phẩm trao đổi chất trung gian

 Tác dụng:

• Kho dự trữ

• Điều hòa áp suất thẩm thấu của tế bào.

Cấu tạo tế bào nấm men

 Ribosome:

 Cấu trúc tương tự như ribosome của prokaryote

 Hạt 80S cấu tạo từ 60S và 40S

 Là nơi tổng hợp protein

Cấu tạo tế bào nấm men

• Lưới nội chất hạt (có gắn ribosome)

• Lưới nội chất trơn

Cấu tạo tế bào nấm men

 Thể Golgi:

 Gồm 1 chồng các xitec

dẹp, tròn hình đĩa,bao bởi màng nội chất trơn

 Chức năng: gắn tiền tố

hydratcarbon vào protein

 hoàn thiện tổng hợp glycoprotein.

Cấu tạo tế bào nấm men

 Nảy chồi là phương pháp sinh sản phổ biến ở nấm men.

(khuẩn ti giả)

Nấm mốc (nấm sợi)

Hình thái, cấu trúc sợi nấm

 Hình sợi

 Có hoặc không có vách ngăn:

 Không có vách ngăn: bên trong khuẩn ti có nhiều nhân

 Có vách ngăn: trên vách ngăn có lỗ hổng  truyền nhân và TBC.

 Chiều ngang tương tự đường kính nấm men

 Cấu trúc: tương tự nấm men

 Sự tăng trưởng chỉ ở ngọn của sợi nấm  tại ngọn có nhiều nhân, enzyme, acid nucleic

Sợi nấm có vách ngăn Sợi nấm không có vách ngăn

Các dạng biến hóa của hệ sợi nấm

 Sợi nấm cơ chất (khuẩn ti cơ chất):

Aspergillus

Penicillium

Rhizopus Mucor

 Sinh sản hữu tính: sự tiếp hợp giữa 2 sợi nấm

 Bào tử túi (Ascospore)

 Bào tử đảm (Basidiospore)

 Bào tử tiếp hợp (Zygospore)

Phân loại nấm

Không có vách ngăn

Chytridiomycota Bào tử động, bào tử tiên mao

(zoospore) Bào tử tiếp hợp (zygote)Zygomycota Bào tử kín (spangiospore) Bào tử tiếp hợp (zygote)

Asexual Sporulation in the Chytridiomycota

Virus

Hình thái của virus

 cấu trúc vô cùng nhỏ bé

 Là sinh vật phi tế bào (hạt virus/ virion)

 Chỉ chứa 1 loại acid nucleic là DNA hoặc RNA (genom) được bao bọc bởi 1 vỏ protein (capsit)

Genom + capsit  nucleocapsid

 Một số virus còn có màng lipid, polysaccharide

 Không thể phát triển

Hình thái của virus

 Capsome được cấu tạo từ 5 hoặc 6 protome

 Capsid có khả năng chịu nhiệt, pH và các yếu tố ngoại cảnh  bảo vệ lõi acid nucleic

 Trên mặt capsid chứa các thụ thể đặc hiệu (gai glicoprotein)  kháng nguyên (KN)

 Virus có hình dạng khác nhau:

 Cấu trúc đối xứng xoắn

 Cấu trúc đối xứng dạng khối đa diện 20 mặt

 Virus có cấu tạo phức tạp

Cấu trúc đối xứng xoắn

Cấu trúc đối xứng dạng khối đa diện 20 mặt

 Capsome sắp xếp tạo vỏ capsid hình khối đa diện với 20 mặt tam giác đều, có 30 cạnh và 12 đỉnh

Virus có cấu tạo phức tạp

 Ví dụ:

 phage và virus đậu

mùa

 Phage có cấu tạo

gồm đầu hình khối đa

diện, gắn với đuôi có

cấu tạo đối xứng

xoắn

Sinh sản của virus

Sinh sản của virus