hình thái vi sinh vật

hình thái vi sinh vật

CHƯƠNG 2

HÌNH THÁI VI SINH VẬT

Hình 1: Thí nghiệm bác bỏ thuyết tự sinh của Pasteur

ĐẶC ĐIỂM VI SINH VẬT Kích thước nhỏ bé

Hấp thu nhiều, chuyển hóa nhanh

Sinh trưởng nhanh và phát triển mạnh

Năng lực thích ứng mạnh mẽ, dễ phát sinh biến dị

Phân bố rộng, chủng loại nhiều

1980, Woese tách một số nhóm vi khuẩn ra thành Cổ khuẩn (Archae) Như vậy, hệ thống phân loại sinh giới của Woese có 3 lĩnh vực: Sinh vật nhân thật (Eukaryota), Vi khuẩn (Bacteria) và Cổ khuẩn (Archae)

Hình 2: Hệ thống phân loại sinh giới của Woese (1980)

VI KHUẨN

1 HÌNH THÁI VI KHUẨN

- Vi khuẩn có nhiều hình dạng (hình cầu, hình que, hình

dấu phẩy, hình xoắn, hình sao )

- Kích thước vi khuẩn: đường kính (0.2÷2.0μm) x chiều

dài (2.0÷8.0μm)

2 CẤU TẠO

Hình 3: Cấu tạo tế bào prokaryote

2.1 Thành tế bào (Cell wall)

Vị trí:

Nhiệm vụ:

- Duy trì hình dạng tế bào

- Hỗ trợ sự chuyển động của tiên mao

- Bảo vệ tế bào tránh khỏi một số điều kiện bất lợi

Ví dụ: vi khuẩn G + chịu được áp suất thẩm thấu 15÷20 atm, vi khuẩn G - chịu được áp suất thẩm thấu 5÷10 atm

- Cần thiết cho quá trình phân cắt bình thường của tế

bào

- Cản trở sự xâm nhập vào tế bào của một số chất có

hại Chẳng hạn thành tế bào vi khuẩn G - có thể ngăn cản sự xâm nhập của các chất kháng sinh có khối lượng phân tử vượt quá 800

- Có liên quan mật thiết đến tính kháng nguyên, tính

gây bệnh, chẳng hạn như khả năng sinh nội độc tố, tính mẫn cảm với thể thực khuẩn

Cấu tạo

v Peptidoglican:

Hình 4: Cấu tạo peptidoglycan trong tế bào vi khuẩn

Ø Có 2 lớp lipopolysaccharide ở lớp ngoài cùng của

thành tế bào đan xen với các phân tử protein

Ø Protein này chống lại sự xâm nhập của tế bào

khác

Ø Có sức đề kháng lớn hơn với lysosyme (chứa trong

lòng trắng trứng, nước mắt, nước muối, đuôi thể thực khuẩn) do có lớp LPS dày

Hình 5: Thành tế bào vi khuẩn Gram(-)

- Vi khuẩn G + :

-nên chịu được áp lực thẩm thấu tốt hơn

Hình 6: Thành tế bào vi khuẩn Gram(+)

v Acid Teichoic

Ø Acid teichoic là polyme của ribitol và glycerol

phosphate liên kết với peptidoglycan (PG) hoặc màng

tế bào chất

v Lớp không gian chu chất

Ø Ở giữa lớp màng ngoài và lớp PG mỏng ở thành tế

bào vi khuẩn G - ; ở giữa lớp thành tế bào và lớp màng

tế bào chất của cả vi khuẩn G - và G +

Ø Trong lớp này có: proteinase, nuclease, protein

vận chuyển qua màng, protein thụ thể (làm chỗ bám của thể thực khuẩn)

2.2 Màng tế bào chất (cytoplasmic membrane)

- Cung cấp năng lượng cho sự vận động của tiên mao Cấu tạo:

- Màng tế bào chất dày từ 4-5nm, cấu tạo bởi 2 lớp phospholipid

- Mỗi phân tử phospholipid chứa một đầu tích điện phân cực (đầu phosphat) và một đuôi không tích điện, không phân cực (đầu hydrocarbon)

- Đầu phân cực tan trong nước nằm phía trong

- Đầu phosphate còn gọi là đầu háo nước, đầu hydrocarbon là đầu kị nước

Hình 7: Cấu tạo lớp phospholipid

2.3 Tế bào chất (cytoplasm)

Hình 8: cấu tạo ribosome ở vi khuẩn

- Không bào khí (vi khuẩn quang hợp, thủy sinh): được bao bọc bởi một lớp màng protein dày 2nm; điều tiết tỉ

trọng của tế bào để tế bào nổi ở những tầng nước nhất định

2.4 Thể nhân (Nuclear body)

là tế bào đơn bội

2.5 Bao nhầy (Capsule)

Vị trí

- Là một lớp vật chất dạng keo, có độ dày bất định bao quanh bên ngoài thành tế bào, chỉ có ở một số loài vi khuẩn

- Ở vi khuẩn Acetobacter xylinum, bao nhầy cấu tạo bởi

cellulose Người ta dung bao nhầy này để ăn khi nuôi cấy

A xylinum trên nước dừa

2.6 Tiên mao (Flagella)

- Vi khuẩn G(+) chỉ có 2 vòng (hình 10) gọi là vòng protein ngoài (nằm ở vị trí thành tế bào) và vòng protein trong (nằm ở vị trí màng tế bào)

- Hoạt động theo cách quay như kiểu vặn nút chai

- VK di động trong môi trường lỏng theo kiểu nào vào nhiều lí do khác nhau Nếu VK tìm đến hoặc tránh khỏi một tác nhân hóa học thì hiện tượng đó gọi là hóa hướng động (hình 11)

Hình 9: cấu tạo tiên mao của vi khuẩn G

-Hình 10: cấu tạo tiên mao của vi khuẩn G +

Hình 11: Sự chuyển động của vi khuẩn theo hóa hướng động Hóa chất

có tính dẫn dụ VK được gọi là chất dẫn dụ (attractant) Hóa chất gây

ra hóa hướng động âm gọi là chất xua đuổi (repellent)

2.7 Khuẩn mao (Pilus, Fimbria)

Nhiệm vụ

- Giúp vi khuẩn bám giữ vào cơ thể, tế bào của các loại động vật khác

khuẩn mao giới tính (sex pilus) Công dụng của chúng

là nối hai tế bào khác giới tính và những đoạn DNA được chuyển từ tế bào này sang tế bào khác qua cầu nối này

Hình 12: khuẩn mao giới tính

- Gồm có màng ngoài (exosprium), áo bào tử (spore coat) gồm có áo ngoài (outer coat) và áo trong (inner coat),

vỏ bào tử (cortex) và lõi (core) hay còn gọi là thể chất nguyên sinh của bào tử (protoplast) (thành, màng, nhân, chất nguyên sinh của bào tử)

3 SINH SẢN Ở VI KHUẨN

Sinh sản vô tính (asexual): bằng cách phân đôi tế bào (binary fission) Lúc đầu, phần giữa tế bào dần dần thắt lại, nhân phân ra làm đôi và kết quả là tế bào bị tách ra thành hai tế bào riêng biệt

HÌNH DẠNG MỘT SỐ VI KHUẨN

NẤM MEN

1 HÌNH THÁI VÀ KÍCH THƯỚC TẾ BÀO

- Thuộc cơ thể đơn bào

- Nấm men thường có hình dáng khác nhau (hình cầu,

hình elip, hình bầu dục, hình dài )

- Tế bào nấm men có kích thước lớn gấp từ 5-10 lần so

với tế bào vi khuẩn Chiều dài 9÷10μm x chiều rộng 2÷7 μm)

2 CẤU TẠO

Tế bào nấm men được cấu tạo chủ yếu từ các phần cơ bản sau: thành tế bào, màng nguyên sinh chất, chất nguyên sinh, nhân, không bào, hạt dự trữ, ty thể, ribosom.

Hình 13: Cấu tạo tế bào nấm

men

Thành tế bào

Vị trí: là lớp vỏ nằm ngoài tế bào

Nhiệm vụ: (giống với vi khuẩn)

Cấu tạo: được cấu tạo từ nhiều thành phần khác nhau:

- Glucan

- Protein: thường liên kết với các thành phần khác

- Kitin: thường nằm ở phần nảy chồi, chiếm khoảng 3% Đây là chất rất bền vững không bị enzym phá hủy, có tác dụng bảo vệ chồi trong khi chồi còn non

- Phospholipid

Màng nguyên sinh chất

Vị trí: dưới lớp thành tế bào

Nhiệm vụ: (tương tự vi khuẩn)

Cấu tạo: có cấu tạo tương tự như màng nguyên sinh chất của vi khuẩn (protein, phospholipid )

- Hiện tượng trương nguyên sinh chất: tế bào cần lượng nước nhất định để duy trì sự sống, nếu vi sinh vật sống trong 1 môi trường có chất hòa tan ít hơn trong tế bào thì nước từ môi trường sẽ đi vào trong tế bào do màng

tế bào có khả năng thẩm thấu, chất nguyên sinh bị ép sát vào màng tế bào làm màng tế bào căng lên gọi là trương nguyên sinh, lúc này tế bào vẫn sống và hoạt động

- Hiện tượng co nguyên sinh chất: nếu nồng độ chất tan bên ngoài lớn hơn bên trong tế bào thì nước bên trong sẽ thẩm thấu ra bên ngoài, chất nguyên sinh co rút lại gọi là

co nguyên sinh, tế bào ngừng hoạt động

Chất nguyên sinh

Vị trí: nằm trong màng tế bào chất

Nhiệm vụ: chứa các chất dinh dưỡng hòa tan, phân cắt các sản phẩm phế liệu, và dịch chuyển vật chất trong tế bào Cấu tạo:

- Có màu xám, cấu tạo từ (protein, glucid, lipid, khoáng, enzym )

- Khi tế bào còn non chất nguyên sinh đồng nhất, khi tế bào già chất nguyên sinh trở nên kém đồng nhất (xuất hiện nhiều không bào và hạt volutin)

Màng nhân có cấu tạo 2 lớp và trên màng có nhiều lỗ nhỏ Nhân

Vị trí: nằm trong chất nguyên sinh

Nhiệm vụ: chứa thông tin di truyền DNA

Cấu tạo:

- Nấm men là vsv điển hình cho nhóm nhân thật, nhân thường có hình bầu dục hay hình cầu

- Nhân được bao bọc một lớp màng, bên trong là lớp dịch nhân, trong đó có một thể rắn gọi là hạch nhân hay nhân con

Không bào

Vị trí

- Nếu có 1 không bào thì chúng nằm ở một đầu tế bào,

có 2 thì chúng nằm ở 2 đầu, và nhiều thì chúng thường nằm chung quanh

Nhiệm vụ:

- Dự trữ các enzyme thuỷ phân, polyphosphate, ion kim

loại, các sản phẩm trao đổi chất trung gian

- Điều hoà áp suất thẩm thấu của tế bào

- Là chất dự trữ các chất dinh dưỡng của tế bào

- Tham gia vào việc điều hòa quá trình sinh trưởng, phát triển của tế bào

Ty thể

- Cung cấp năng lượng cho tế bào hoạt động

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

- Hạt 70S liên kết với cấu trúc màng

3 SINH SẢN CỦA NẤM MEN (đọc sách của Nguyễn Lân Dũng, trang 85-87)

Sinh sản vô tính:

Sinh sản bằng cách nẩy chồi

Sinh sản bằng cách phân đôi

Sinh sản bằng bào tử và sự hình thành bào tử

Sinh sản hữu tính: bào tử túi

Sinh sản bằng hình thức phân đôi v

Hình 12: Quá trình sinh sản của nấm men

ức phân đôi và nảy chồi ở nấm men

ản của nấm men

- Các bào tử nấm rơi vào điều kiện môi trường thích hợp sẽ nảy mầm thành một hệ sợi nấm gọi là khuẩn ti thể

Có 2 loại khuẩn ti:

o Khuẩn ti khí sinh: là khuẩn ti phát triển tự do trong

không khí

3 Phân loại:

- Hệ sợi không có vách ngăn: nấm có cấu tạo đơn bào

- Chân nấm: là nơi tiếp giáp giữa môi trường dinh dưỡng và sợi nấm

VIRUS

Đặc điểm virus

- Có kích thước vô cùng nhỏ bé (từ hàng chục đến hàng trăm nm)

- Không có cấu tạo tế bào

- Thành phần hóa học rất đơn giản, chỉ gồm: protein, acid nucleic (DNA hoặc RNA)

- Không có khả năng sinh sản trong môi trường dinh dưỡng

- Ký sinh nội bào

- Cấu tạo đơn giản: toàn bộ tế bào chỉ được tạo thành

từ vỏ protein và lõi là acid nucleic

- Vỏ protein: phân tử protein tập hợp thành một đơn vị gọi là capsome, các capsome lại liên kết với nhau tạo thành

vỏ gọi là capside Capside tạo thành 3 kiểu vỏ là: vỏ xoắn,

vỏ khối và vỏ hỗn hợp

- Nhiệm vụ lớp vỏ protein:

• Bảo vệ virus chống lại các tác động bên ngoài

• Chứa enzym phá hủy thành tế bào vật chủ

- Nhiệm vụ của acid nucleic:

• Quyết định tính chất gây bệnh

• Biểu hiện khả năng di truyền, khả năng biến dị

Hình: cấu tạo virus

Hình: một số chủng virus phổ biến