Bài giảng Vi sinh vật đại cương: Chương 2.1 - TS. Nguyễn Thị Tuyết Lê

Bài giảng Vi sinh vật đại cương: Chương 2 cung cấp cho người học những kiến thức như: Đặc điểm hình thái, cấu tạo, sinh sản và vai trò của nhóm nhân sơ Prokaryot; Đặc điểm hình thái, cấu tạo, sinh sản và vai trò của nhóm nhân thật Eukaryot; Đặc điểm hình thái, cấu tạo, sinh sản, vai trò của Virus (không có cấu tạo tế bào);...Mời các bạn cùng tham khảo!

Nội dung chương Chương II ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI - CẤU TẠO – SINH SẢN CỦA VI SINH VẬT 2.1 NHĨM NHÂN SƠ - Các nhóm hình thái chính: Là vsv đơn bào, nhân chưa hoàn chỉnh, sinh sản theo phương pháp trực phân Thuộc nhóm nhân sơ Prokaryot - Hình cầu (cocci) - Hình gậy, que (bacilli) - Hình xoắn (spirilli)  Các nhóm vi khuẩn khác phân biệt dựa số tiêu chí sau: - Hình thái, cách thức xếp ; Tính chất bắt màu nhuộm - Nhu cầu dinh dưỡng; Đặc tính sinh hóa - Nguồn lượng sử dụng - Cầu trực khuẩn - Dấu phẩy Đọc thêm: Có vi khuẩn hình vng (Square bacteria) hay khơng? • • • Phân lập hồ muối gần biển Đỏ vào năm 1980  Số lượng đông đảonguyên nhân gây màu đỏ hồ Cấu tạo tế bào vi khuẩn khác thích khắc nghiệt (extremophile) thích ứng để sống nước muối bão hịa Thuộc nhóm Archaea (cổ khuẩn) 2.1.1.1 Hình thái, kích thước vi khuẩn 2.1.1 VI KHUẨN - 2.1 Đặc điểm hình thái, cấu tạo, sinh sản vai trị nhóm nhân sơ Prokaryot: - Vi khuẩn - Vi khuẩn lam - Xạ khuẩn 2.2 Đặc điểm hình thái, cấu tạo, sinh sản vai trị nhóm nhân thật Eukaryot: - Nấm men - Nấm mốc - Vi tảo 2.3 Đặc điểm hình thái, cấu tạo, sinh sản, vai trị Virus (khơng có cấu tạo tế bào) a Cầu khuẩn (cocci) • Hình cầu dạng cầu, kích thước từ 0,51m • Tuỳ theo vị trí mặt phẳng cắt đặc tính rời dính sau phân cắt mà tạo thành giống khác nhau: b Trực khuẩn (Bacilli)  Là nhóm vi khuẩn hình que, hình gậy, kích thước từ 0,5-1 x 1-4 m Các dạng trực khuẩn: c Xoắn khuẩn Một số giống điển hình: Bacillus (Bac): Gram dương, hiếu khí/yếm khí tuỳ tiện, sinh nha bào có kích thước nhỏ tế bào sinh dưỡng (trực khuẩn nhiệt thán Bac.anthracis) Là nhóm vi khuẩn có từ hai vịng xoắn trở lên, kích thước 0,5-3 m x 5-40 m, nhuộm màu Gram âm Khó bắt màu nhuộm Gram thường dùng phương pháp Fantana-Tribondeau hay Warthin-Starry silver stain – Brachyspira, Leptospira Bacterium (Bact): Gram âm, sống hiếu khí tuỳ tiện, khơng có nha bào, thường có lơng (trực khuẩn đường ruột E coli, Salmonella, Shigella…) Clostridium (Cl): Gram dương, sống kị khí tuyệt đối, có nha bào nha bào có kích thước lớn kích thước TB  biến đổi hình dạng TB (hình thoi, hình dùi trống, hình vợt ) Đại diện: Clostridium perfringens, Cl botulinium, Cl tetani… Cầu trực khuẩn 2.1.1.2 Cấu tạo tế bào vi khuẩn Là dạng trung gian cầu khuẩn trực khuẩn, kich thước 0,25-2,3m x 0,4-1,5m, số bắt màu hai đầu (vi khuẩn lưỡng cực) –Brucella, Pasteurella…  Cấu tạo chung: - Màng tế bào (Thành/vách -Cell wall, cell membrane) Màng nguyên sinh chất (cytoplasmic membrane) Nguyên sinh chất (cytoplasm) Thể nhân (nucleoid)  Một số nhóm vi khuẩn cịn có số phận cấu tạo đặc biệt khác: Phẩy khuẩn Là nhóm có dạng uốn cong dấu phẩy, lưỡi liềm, có tiêm mao Phần lớn sống hoại sinh số multocidaVibrio cholerae gây bệnh phẩy khuẩn Pasteurella tả Vibrio cholerae 10 11 Giáp mô/Vỏ nhầy (capsule) Nội bào tử (endospore) Lông (Tiên mao-Flagella, khuẩn mao- Pili) 12 a Màng (thành/vách) tế bào Cấu trúc tế bào vi khuẩn  Màng tế bào bọc quanh vi khuẩn; nằm bên màng nguyên sinh chất; chiếm 10-40% trọng lượng khô TB Độ dày màng tế bào vi khuẩn gram âm 10nm, vi khuẩn gram dương 14-18nm  Thành phần cấu tạo màng tế bào vi khuẩn khác vk Gram dương vk Gram âm 13 14 Vi khuẩn gram dương Vi khuẩn gram âm: Peptidoglycan (hay Murein) chiếm 95% trọng lượng khô màng tế bào Cấu trúc PG gồm thành phần: N-acetyl-glucosamine, N-acetyl-muramic galactosamine axit teichoic gắn với PG hay màng tế bào protein màng: chức vận chuyển  PG chiếm 5-10% trọng lượng khô màng  Lipopolysaccharit (LPS) chiếm 1-50% trọng lượng khô màng Phần lipid LPS nội độc tố vi khuẩn (viêm, sốt, shock)  Protein màng: protein chất (porin protein) protein màng ngoài: vận chuyển  lớp màng: màng màng Khoảng khơng lớp màng màng ngồi: khoang chu chất 15 16 Thành phần cấu tạo hoá học màng TB Vai trò màng tế bào: Cấu trúc peptidoglycan Vk Gram âm  Duy trì hình dạng áp suất thẩm thấu tế bào, bảo vệ tế bào khỏi tác động tác nhân có hại  Điều tiết xâm nhập số chất trao đổi chất  Có vai trị quan trọng q trình phân chia tế bào  Có vai trò định khả gây bệnh; Là nòng cốt kháng nguyên thân (Kháng nguyên O)  Quyết định tính chất bắt màu nhuộm Gram Cấu trúc peptidoglycan Vk Gram dương 17 18 Đọc thêm: Một số dạng tế bào khơng có màng (Wall-less forms of Bacteria)  b Màng sinh chất (Màng tế bào chất) - Trong tự nhiên: Vi khuẩn: Mycoplasma; Cổ khuẩn; Thermoplasma  TB dạng L (L-form): Khi vi khuẩn xử lý với (1) enzyme dung giải vách tế bào ví dụ lysozyme (2) với kháng sinh (penicillin) làm ức chế trình tổng hợp peptidoglycan xuất hiện tượng vi khuẩn không vỏ (mất màng TB) Là lớp màng bao bọc khối nguyên sinh chất, kích thước từ 5-10nm Cấu trúc thành phần hoá học: - Cấu tạo gồm 40% phospholipid 60% protein + lớp phospholipid (PL kép): Là phân tử lưỡng cực gồm phần đầu phosphat tích điện, phân cực, ưa nước phần hydrocarbon khơng tích điện, khơng phân cực, kỵ nước + Các protein: gồm protein cấu trúc enzyme enzyme (vận chuyển, enzyme chuỗi hô hấp tham gia vào tổng hợp số thành phần màng tế bào) Dạng L-form vi khuẩn Bacillus 19 20  • Chức màng sinh chất: Khống chế qua lại chất dinh dưỡng, sản phẩm trao đổi chất • Là nơi sinh tổng hợp lipid màng (bao gồm lipopolysaccharide vk Gram âm) murein (peptidoglycan màng TB) • Là nơi tiến hành trình phosphoryl hố q trình quang phosphoryl hóa (ở vi khuẩn quang tự dưỡng) • Là nơi tổng hợp nhiều enzyme đặc hiệu, protein chuỗi hô hấp • Cung cấp lượng cho hoạt động tiên mao 21 c Nguyên sinh chất 22 d Thể nhân (Nucleoid)  Là khối chất dạng keo đồng tế bào non cấu trúc lổn nhổn tế bào già  80% NSC vk cấu tạo từ nước  Thành phần NSC gồm phận: - Cơ chất bào tương: Là chất cấu trúc, chứa chủ yếu enzyme, nơi thực trình trao đổi chất tế bào - Các quan thể vùi (các hạt dự trữ)  Là sợi ADN kép, xoắn lại khép kín thành hình cầu, hình que, hình tạ hay hình chữ V Vì chưa có màng nhân nên gọi thể nhân (Nucleoid)  Vì nhân vi khuẩn nhiễm sắc thể nên phân chia cách thắt lại cách đơn giản mà khơng có gián phân  Vai trị: Mang thơng tin di truyền vi khuẩn  Một số vk có Plasmid: vật chất mang thơng tin di truyền nằm NST  Chức năng:  Là nơi diễn q trình trao đổi chất TB: • VSV tiết enzyme ngoại bào  thủy phân phân tử lớn thành phân tử nhỏ  vận chuyển qua màng NSC  Tại NSC diễn phản ứng hóa học kiểm soát enzyme nội bào 23 24 e Giáp mô - vỏ nhầy  Là lớp dịch nhầy mucoid suốt bao quanh phía ngồi số vi khuẩn Chỉ xuất số loài vi khuẩn (nhân thật-một số loại nấm)  Sự xuất giáp mô phụ thuộc vào điều kiện sống  Độ dày giáp mô khác tùy thuộc vào lồi vi khuẩn  Thành phần hố học: chủ yếu nước (98%) lại polysaccharide gắn vào thành TB qua liên kết hóa trị phân tử phospholipid lipid-A Chức giáp mô:  Tăng cường bảo vệ tế bào chống lại thực bào tác động nhân tố hoá học  Tăng cường sức gây bệnh số vi trùng Bacillus anthracis, Streptococcus pneumoniae, Klebsiella pneumoniae…  Ngăn cản thất thoát chất dinh dưỡng tế bào  Giúp vk bám dính bề mặt TB tổ chức (ống thông, TC cấy ghép…)  Đối với ngành chế biến thực phẩm:  Làm tích chất nhầy dụng cụ thiết bị lọc, ống dẫn;  Làm hỏng thực phẩm chế biến (làm sữa dính quánh, dịch đường bị biến nhầy hay bành mỳ bị keo dính) 25 26 Giáp mơ tế bào Klebsiella pneumoniaeare , nhuộm với India ink (1000x) f Nội bào tử (endospore – nha bào)  Bào tử VK thường hình thành điều kiện bất lợi ngoại cảnh (thiếu dinh dưỡng đặc biệt nguồn dinh dưỡng C N; tích tụ chất có hại, biến đổi nhiệt độ, độ pH khơng thích hợp)  Mỗi TB tạo thành bào tử Thường gặp chủ yếu hai giống trực khuẩn Bacillus Clostridium  Hình thái bào tử : trịn, thoi bầu dục…Vị trí: nằm tâm, lệch tâm đầu  Kích thước nhỏ, lớn chiều ngang tế bào Khi kích thước > TB  gây biến dạng TB: hình dùi trống, hình vợt, hình thoi  Cấu trúc nha bào: Gồm nhiều lớp vỏ bao bọc thể nhân, số ribosome, rRNA enzymes 27 28 Vai trò bào tử vi khuẩn:  Giúp VK đề kháng với kháng sinh, chất sát trùng, yếu tố vật lý (phóng xạ, đun sơi, khơ hạn…) hóa chất  VK hình thành bào tử tồn lâu mơi trường: vi khuẩn nhiệt thán  Sự hình thành bào tử vi khuẩn gây nhiều khó khăn cơng tác phịng bệnh bảo quản chế biến thực phẩm  Nha bào bị tiêu diệt nhờ phương pháp Tiệt trùng nước cao áp 121oC/1atm/30 phút 29 30 g Tiên mao khuẩn mao Đọc thêm: Nguyên nhân sức đề kháng nha bào • Hoạt động trao đổi chất mức thấp: enzyme trạng thái không hoạt động, tế bào trạng thái nghỉ nên không hao tổn lượng tăng sức đề kháng • Cấu trúc gồm nhiều lớp màng có cấu trúc hố học đặc biệt nên ngăn cản thấm qua tác dụng nhân tố có hại ngoại cảnh chất độc hoá học, độ pH, tia xạ, nhiệt độ • Hàm lượng nước bào tử thấp (5-10% khối lượng khô bào tử) trạng thái liên kết nên khó gây biến tính nhiệt độ cao • Trong bào tử chứa phức chất bền vững với nhiệt độ cao Calcium Dipocolinate nên enzyme khơng bị biến tính giúp cho bào tử tồn nhiệt độ cao • Trong bào tử có hàm lượng Cysteine (axit amin có chứa S) cao lớp bao tạo đề kháng cao với chiếu xạ 31 g1 Tiên mao (Lông- flagella)  Là sợi mảnh dài, xoắn ốc mọc từ hạt gốc (blefaroplaste) nằm phía mặt màng ngun sinh chất, có đường kính 0,01 - 0,05 m • Chiều dài thay đổi tuỳ loại vi khuẩn từ 6-9 m 8090m • Cấu tạo chủ yếu lơng protein gọi flagenlin có trọng lượng phân tử khoảng 30.000 - 60.000 Da  Chỉ có số lồi vi khuẩn có lơng, số lượng vị trí xếp lông thân vi khuẩn thay đổi tuỳ theo lồi vi khuẩn, thành phần mơi trường, nhiệt độ, sản phẩm trao đổi chất có mặt chất độc hại môi trường 32 Đơn mao (Monotrichous): Có sợi lơng đầu; Song mao (Amphitrichous): đầu có sợi lơng; Tùng mao (Lophotrichous) có chùm lơng đầu; Chu mao (Peritrichous): lông mọc quanh thân 33 Vai trị lơng: 34 Đọc thêm: Một số kiểu vận động lông  Lông giúp cho vi khuẩn di chuyển (tốc độ đạt 60-200 m/giây)  Sự tồn phân bố lông tiêu chuẩn quan trọng phân loại, chẩn đoán, đặc biệt vi khuẩn họ đường ruột  Thành phần flagellin lông kháng nguyên H vi khuẩn Trong huyết ĐV tồn kháng thể H tương ứng xảy tượng kết dính lơng vi khuẩn lại với tạo nên phản ứng ngưng kết ứng dụng chẩn đoán 35 36 g2 Khuẩn mao (pili)  Khuẩn • • • 2.1.1.3 Đặc điểm sinh sản vi khuẩn mao thường Là sợi lông mảnh, ngắn mọc quanh bề mặt tế bào nhiều vi khuẩn Gram âm Vai trò: giúp vi khuẩn bám dính lên bề mặt giá thể (màng nhầy đường hơ hấp, tiêu hóa, tiết niệu…  xâm nhập, gây bệnh Một số gây ngưng kết hồng cầu lợn, ngựa, gia cầm • Vi khuẩn phân chia phân cắt trực tiếp - phân đôi tế bào (trực phân) • Từ tế bào ban đầu vi khuẩn phân chia trực phân thành 2, 4, ….2n tế bào Khuẩn mao giới (Sex pili) • • Gặp số vi khuẩn với số lượng có 1-10/ vi khuẩn Chức năng: truyền vật chất di truyền (ADN) cho tế bào khác Quá trình gọi trình giao phối (mating) hay tiếp hợp (conjugation) E coli Quá trình tiếp hợp E coli nhờ pili giới tính 37 38 2.1.2 Vi khuẩn lam (Cyanobacteria) Các giai đoạn trình phân chia TB vi khuẩn Đặc điểm chung:  Trước gọi tảo lam (blue-green algae) • Thuộc nhóm nhân sơ Prokaryot, có cấu tạo đơn bào dạng sợi; sinh sản phân cắt trực tiếp • VK có khả quang hợp nhờ chlorophyll a (diệp lục tố) • Một số có khả cố định N khơng khí  NO3-, NO2-, NH3 • Khơng di động di động cách trượt (tiết dịch này), xoắn sợi lại (spirulina) • Vi khuẩn lam có mặt khắp nơi, đất, đá, sa mạc, suối nước nóng, nước nước mặn… • Một số lồi có khả sống cộng sinh với thể khác Rêu, Dương xỉ, Tuế, địa y… 39 40 a Đặc điểm hình thái Phân loại: Chia làm nhóm  Hình thái đa dạng: - Dạng đơn bào (unicellular cyanobacteria) với lớp vỏ nhầy bên - Dạng tập đoàn (colonial cyanobacteria) - Dạng sợi/dạng lông (filamentous cyanobacteria): phân nhánh khơng phân nhánh  Tảo có nhiều màu sắc: - Lam: kết hợp Chlorophyll a (green) + phycocyanin (blue) - Nâu: sắc tố phycoerythrin (đỏ) + Chlorophyll a (lục) - Vàng: Carotenoid 41 42 Dạng sợi: gồm sợi thẳng sợi phân nhánh a.Anabaena sp Merismopedia sp Pleurocapsa sp b Fischerella muscicola Lyngbya sp c Anabaena cylindrical d Nostoc sp Myxosarcina sp Gloeothece lớp vỏ nhầy Spirulina sp Mũi tên: dị bào nang (heterocysts) 43 Synechococcus sp Chroococcidiopsis sp 44 Oscillatoria sp b Đặc điểm sinh sản b Đặc điểm cấu tạo  Đường kính TB dao động từ 0,5-1μm đến 40μm Một số cyanobacteria bên ngồi có lớp màng nhầy hay vỏ nhầy liên kết sợi nhóm TB với Tập đồn  Thành TB có cấu trúc tương tự VK gram âm  Trong NSC có màng thylakoid có chứa sắc tố; khơng có ti thể, golgi, lục lạp lưới nội chất; Khơng có màng nhân  Một số VK lam dạng phù du có bóng khí  TB mặt nước  Một số TB dạng sợi hình thành dị bào nang (heterocyst) dọc theo sợi đỉnh sợi vai trò cố định Nitơ  Tự dưỡng quang năng: Có khả quang hợp có chứa chlorophyll a phycocyanin, phycoerythrin (phycobiliprotein)  phương thức quang hợp giống tảo TV bậc cao  giải phóng O2  Sinh sản vơ tính: - Ở đơn bào, tập đoàn: + Trực phân (binary fission) + Hình thành ngoại bào tử (exospores) / nảy chồi - Ở TB dạng sợi: + Phân đoạn (fragmentation) + Hình thành bào tử màng dày akinete (BT kháng) + Hình thành nội bào tử baeocytes (endospores) + Hình thành đoạn sinh sản (hormogonia) Trong điều kiện thuận lợi (môi trường giàu N), vk lam sinh sản với tốc độ cao  tượng “nở hoa” giống tảo  thiếu oxy ao nuôi trồng thủy sản; nhuộm màu mặt nước ; sản sinh độc tố gây ô nhiễm nguồn 46 nước c Vai trò vi khuẩn lam Vai trị có lợi: - Cung cấp oxy thơng qua trình quang hợp 6H2O + 6CO2 → C6H12O6 + 6O2 Hormogonia Oscillatoria sp Bào tử akinete Anabaena sp Trực phân Synechococcus sp Gloeocapsa sp Nội bào tử Baeocyte Ngoại bào tử Chamaesiphon sp 47 - Làm thức ăn cho động vật • Được sử dụng để sản xuất màu tự nhiên, thực phẩm, dược phẩm Spirulina (65-71% protein, axít amin, khống…) - Một số vk lam có khả cố định N khơng khí  cung cấp N cho sinh vật khác - Độc tố scytovirin loài Scytonema protein kháng HIV - Một số loại VK lam Oscillatoria đề kháng tốt với nhiễm có mặt thủy vực nước có hàm lượng chất hữu cao  dùng làm vi sinh vật thị cho ô nhiễm 48 nước Đọc thêm: Niêm vi khuẩn (myxobacteria) Vai trị có hại: Hiện tượng “nở hoa” VK lam sinh trưởng nhanh môi trường giàu N, P (trường hợp nguồn nước nhiễm với phân bón, chất thải … ); nhiệt độ thích hợp 25oC gây thiếu oxy ao/hồ nuôi trồng thủy sản…; làm nhuộm màu mặt nước ; sản sinh độc tố gây ô nhiễm nguồn nước, ảnh hưởng tới sức khỏe vật nuôi người  Vk nhầy, dị dưỡng hóa năng, sống hiếu khí, chủ yếu đất  Trực khuẩn, Gram âm (0.5 x 5-7 mm)  Di chuyển bề mặt rắn theo kiểu “trườn” nhờ lơng: Di chuyển dạng tập đồn (social motility) di chuyển cá thể (adventurous motility)  Hình thành bào tử: thể (fruiting bodies) điều kiện thiếu chất dinh dưỡng  “Nhà máy” sx kháng sinh enzyme dung giải TB: myxalamids từ Myxococcus xanthus; myxopyronin từ Myxococcus fulvus… Một số độc tố vk lam: - Độc tố thần kinh neurotoxins ức chế dẫn truyền thần kinh cơ, hô hấp  co giật bắp, bất tỉnh, bại liệt… gây chết vật nuôi (Anabaena, Oscillatoria) - Độc tố gan hepatotoxins ức chế protein phosphatase xuất huyết gan  thường xuất nước uống nhiễm độc tố tảo Anabaena, Oscillatoria, Nostoc Bào tử dạng thể - Gây ngứa, viêm da (dermatitis): Lygnbia martensiana Các dạng di chuyển 2.1.3 Xạ khuẩn (Actinobacteria) Tập đoàn Myxococcus xanthus Myxococcus xanthus: TB tập trung thành đống  hình thành thể 50 Cấu trúc xạ khuẩn • Thuộc giới vi khuẩn (Bacteria), ngành Actinobacteria, lớp Actinobacteria gồm Actinomycetales; Streptomycetales, Streptosporangiales, Frankiales • Là nhóm vi sinh vật đơn bào, thuộc nhóm nhân sơ Prokaryotes, Gram dương; Phân bố chủ yếu đất ; Hầu hết sống hiếu khí, sinh bào tử a Hình thái, cấu tạo  Đa số xạ khuẩn có cấu tạo dạng sợi (khuẩn ty) Khơng có vách ngăn Đường kính sợi xạ khuẩn khoảng từ 0,1 - 0,5 μm  Khi xạ khuẩn phát triển mơi trường đặc phân biệt loại khuẩn ty: - Khuẩn ty chất: ăn sâu vào môi trường làm nhiệm vụ hấp thụ chất dinh dưỡng gọi khuẩn ty dinh dưỡng - Khuẩn ty khí sinh: mọc bề mặt mơi trường tạo thành bề mặt khuẩn lạc xạ khuẩn Một số hình dạng khuẩn ty 51  Hình thành bào tử trần (Streptomyces, Nocadia…) bào tử nang (chi Actinoplanes)  Bào tử trần sinh đầu số khuẩn ty theo kiểu hình thành vách ngăn  hình thành bào tử đơn/kép/chuỗi bào tử: chuỗi ngắn dài nằm bó sợi …  Khuẩn lạc rắn chắc, khô, bề mặt dạng phấn Các dạng bào tử trần chuỗi bào tử trần Một số dạng nang bào nang bào tử 53  Khuẩn lạc có nhiều màu sắc khác nhau: trắng, vàng, nâu, tím, xám v.v  đặc điểm phân loại Đọc thêm: Vì xếp Xạ khuẩn thuộc nhóm nhân sơ b Đặc điểm sinh sản Một số xạ khuẩn loài thuộc chi Actinomyces Nocardia giống với loài vi khuẩn thuộc chi Lactobacillus Corynebacterium Sinh sản bào tử Sinh sản khuẩn ty Xạ khuẩn khơng có nhân thật, chúng chứa nhiễm sắc thể phân bố dọc theo sợi tế bào  Bào tử hình thành nhánh phân hố từ khuẩn ty khí sinh gọi cuống sinh bào tử  Đặc điểm hình dạng cuống sinh bào tử tiêu chuẩn phân loại xạ khuẩn  Bào tử hình thành theo kiểu kết đoạn (fragmentation) cắt khúc (segmentation)  Có thể hình thành bào tử trần bào tử nang Đường kính sợi xạ khuẩn bào tử giống với vi khuẩn Khuẩn ty xạ khuẩn thường khơng có vách ngăn Xạ khuẩn đích cơng thực khuẩn thể giống vi khuẩn, đó, nấm khơng bị công thực khuẩn thể Xạ khuẩn thường nhạy cảm với kháng sinh có tác dụng lên vi khuẩn, lại thường kháng với kháng sinh tác dụng lên nấm polyen Xạ khuẩn không chứa chitin, chất có mặt sợi bào tử nhiều nấm, mà khơng có vi khuẩn Đồng thời giống phần lớn vi khuẩn, xạ khuẩn không chứa cellulose Tương tự với vi khuẩn, xạ khuẩn nhạy cảm với phản ứng acid môi trường, đặc điểm khơng có nấm 55 Các đặc điểm sợi nang bào tử kín(sporangium) chi Actinoplanes cho thấy 56 chi cầu nối vi khuẩn nấm bậc thấp c Vai trị xạ khuẩn Vai trị có hại Vai trị có lợi  Tham gia vào q trình phân giải mạnh hợp chất hữu kể chất phức tạp xenlulose, kitin, keratin, pectin, lignin đất bùn  làm tăng độ phì đất góp phần làm cân thành phần vật chất tự nhiên  Sản sinh nhiều chất chuyển hóa sinh học có lợi sử dụng đời sống như: kháng sinh (tetraxiclin, streptomyxin, cloramphenicon ); kháng nấm, kháng virus; kháng sinh ức chế vi sinh vật gây bệnh cho trồng (blastixidin S, kasugamixin, polioxin ); kháng sinh diệt côn trùng, tuyến trùng  Khả sinh tổng hợp mạnh chất sinh học vitamin nhóm B, số axit hữu hay enzyme protease, amylase, kitinase  Một số xạ khuẩn gây hại cho trồng tiết độc tố phytotoxin làm ức chế vsv có ích đất  ức chế trực tiếp phát triển  Một số gây bệnh khó chữa người gia súc: gây apxe miệng, phổi, dày ruột - Nocardiosis: apxe não Nocardia gây - Streptomycosis: gây tổn thuơng sâu (u nấm) streptomyces gây - Actinomycosis: số loài Actinomyces gây ra, da, niêm mạc vùng mặt, cổ, ngực bụng, phổi… 57 58 2.2 NHÓM NHÂN THẬT Nocardiosis 2.2.1 Nấm men Nấm men nhóm vi sinh vật đơn bào, có kích thước lớn, cấu tạo hồn chỉnh, sinh sản vơ tính hữu tính Thuộc nhóm nhân thật Eukaryotes a Hình thái kích thước Actinomyces bovis (lumpy jaw) U hạt hoại tử thịt bò nhiễm Actinobacillus, Actinomyces, Nocardia  Nấm men có nhiều hình thái: hình trịn, hình trứng, bầu dục, hình ống, hình bình (Pityrosporum); hình tam giác (Trigonopsis); hình chanh (Kloekera); dạng sợi phân nhánh - cấu tạo khuẩn ty (Candida) tương tự dạng sợi cấu tạo giả khuẩn ty (Endomycopsis)  Kích thước tế bào từ 3-5 x 5-10m 59 60 10 b Cấu tạo tế bào Hình thái nấm men  61 Lớp vỏ TB nấm men bao gồm cấu trúc: - Thành tế bào: chiếm 15-25% trọng lượng Ty 80-90% thể khô TB Cấu trúc từ polysaccharide chủ yếu glucan mannan, ngồi có khoảng 2-4% chi tin - Màng NSC: giống màng NSC TB vi khuẩn, gồm lớp lipid kép protein  Chức năng: có tính thấm chọn lọc, kiểm sốt chất dinh dưỡng vào Các protein màng có vai trị điều chỉnh dinh dưỡng nấm men (VD hấp thu carbohydrates, hợp chất chứa N ions, không hấp thu phân tử độc hại TB); Chức thực Nhân có phân hố, có kết cấu bào, hình thành bào tử hồn chỉnh ổn định màng • Ngun sinh chất: Dung dịch keo có tính axit nhân, dịch nhân, nhân pH=5,25 nhiễm sắc thể • Các quan tử NSC: ty thể, golgi, không Sự sinh sản nấm men bào, lưới nội chất, vi thể (microboidies) Lưới nội chấtvậy tiến hành theo phương 62 pháp gián phân c Phương pháp sinh sản  Nấm men tiến hành sinh sản theo hai cách: sinh sản vơ tính sinh sản hữu tính Sinh sản vơ tính: hình thức nảy chồi trực phân  Nảy chồi: - Là thể sinh sản phổ biến nấm men Khi tế bào trưởng thành, chồi nhỏ nảy gần đầu (hoặc đầu) chồi lớn dần  chất nguyên sinh phần nhân chuyển sang vách ngăn xuất tế bào hình thành - Tế bào tách khỏi tế bào mẹ dính TB mẹ  Phân cắt trực tiếp: số nấm men thực phân cắt trực tiếp vi khuẩn 63 Nảy chồi Phân cắt trực tiếp 64 Sinh sản hữu tính nấm men • Các bào tử tạo thành túi hay gọi nang - nang bào tử • Nang bào tử hình thành tiếp hợp hai tế bào thông qua mấu lồi xuất hai tế bào  màng bị phân huỷ tạo thành hợp tử  Nhân bị phân chia thành 2, phần mỗi phần nhân kết hợp với phần ngun sinh chất có hình thành màng bao bọc tạo bào tử - bào tử túi hay bào tử nang - - Tiếp hợp đẳng giao: tiếp hợp hai tế bào nấm men có hình thái, kích thước giống Tiếp hợp dị giao: Sự tiếp hợp hai tế bào nấm men có hình thái,kích thước khơng giống Ở điều kiện thuận lợi màng bào tử bị phá vỡ, bào tử giải phóng, phát triển thành tế bào Vòng đời nấm men Saccharomyces cerevisiae 65 66 11 d Vai trò nấm men  Ứng dụng sản xuất hợp chất hữu cồn, axeton, glyxerin công nghiệp  Trong chế biến thực phẩm: Nấm men sử dụng để lên men sản xuất rượu, bia, lên men làm nở bột mỳ sản xuất bánh mỳ; sản phẩm lên men rượu sữa kefir (Tây Nam á), rượu sakê (Nhật Bản)  TB nấm men giàu protein (40-60% trọng lượng khô TB), giàu axit amin không thay vitamin nhóm B  nấm men sử dụng để xản xuất sinh khối giàu protein (protein đơn bào) Sinh khối nấm men sử dụng chăn nuôi hai dạng: - Dạng sinh khối TB sống: TB nấm men cịn sống có hoạt tính, sử dụng bổ sung vào thức ăn với mục đích tăng cường khả tiêu hóa hấp thu thức ăn phịng bệnh (Men tiêu hóa) - Dạng sinh khối TB chết: Sử dụng dạng nguyên liệu chế biến thức ăn chăn ni với mục đích thay nguyên liệu protein có nguồn gốc từ thực, động vật bột cá, khơ dầu đỗ tương Bên cạnh đó, dạng sinh khối dùng dạng bổ sung cho vật ni thú cảnh với mục đích bổ sung protein, vitamin nhóm B  Sử dụng nấm men để lên men trực tiếp thức ăn giàu tinh bột cám, ngô, sắn … sử dụng chăn nuôi lợn, gà… 67 2.2.2 Nấm mốc Đăc điểm chung        Vai trị có hại:  Tuy số chủng nấm men Candida spp (chủ yếu Candida albicus) gây bệnh cho người (nhiễm nấm miệng, nấm đường sinh dục….)  Ở gia súc Candida gây bệnh Candidiasis: - Bê nhiễm Candidiasis đường ruột có triệu chứng tiêu chảy phân lỗng nước, bỏ ăn, nước, bệnh tiến triển dẫn đến suy kiệt tử vong; - Ở gà nhiễm candidiasis thường bỏ ăn, giảm thức ăn thu nhận, giảm tỷ lệ tăng trưởng - Bệnh nấm Candida gây lợn thường gây tổn thương niêm mạc miệng, thực quản, dày Lợn có triệu chứng tiêu chảy suy kiệt nước, giảm hấp thu a Hình thái, cấu tạo Thuộc nhóm nhân thật eukaryotic, nhân bao bọc màng nhân Có kết cấu dạng sợi (hyphae); Đầu sợi có đỉnh sinh trưởng Sợi nấm phát triển đan xen tạo thành mạng lưới chằng chịt gọi Khuẩn ty thể (Mycelium) Thành tế bào cấu tạo chitin glucan  vững Một số cấu tạo cellulose glucan (nấm Oomycota) Khơng có sắc tố diệp lục  khơng có khả quang hợp Thuộc nhóm dị dưỡng hóa năng, sống ký sinh, hoại sinh, tự Chất dinh dưỡng hấp thu qua thành TB màng NSC, vai trị enzyme ngoại bào Sinh sản vơ tính hữu tính Aspergillus colonies 69 Hình thái: Hình dạng sợi (Khuẩn ty) phân nhánh • Là sợi mảnh, cấu trúc dạng ống có chứa NSC nhân bao bọc lớp thành tế bào Ở đầu sợi nấm cịn có đỉnh sinh trưởng • Sợi nấm khơng có vách ngăn (Nấm đơn bào bậc thấp Mucor, Rhizopus ): toàn khuẩn ty sợi nấm phân nhánh, có nhiều nhân nằm rải rác TB chất (coenocytic) • Sợi nấm có vách ngăn (Penicillium, Aspergillus ): sợi khuẩn ty hình thành TB nối tiếp nhau, ngăn cách màng ngăn Màu sắc: đa dạng + Màu đen, nâu ( Aspergillus niger…) + Màu xanh (Penicillium…) + Vàng (Aspergillus flavus) + Trắng ( Rhizopus) 70 + Da cam (Neurospora crassa) Phân loại khuẩn ty Căn vào vị trí chức khuẩn ty phân ra: - Khuẩn ty chất (substrate mycelium): phát triển sâu vào môi trường làm nhiệm vụ hấp thụ dinh dưỡng nên gọi khuẩn ty dinh dưỡng Nấm Rhizopus khuẩn ty khơng vách ngăn Aspegillus, khuẩn ty có vách ngăn 71 - Khuẩn ty khí sinh (aerial mycelium) : sợi nấm mọc lộ mặt môi trường từ bên bên thể đệm hay hạch nấm - Khuẩn ty sinh sản (vegetativ hyphae): phát triển từ số khuẩn ty khí sinh, giai đoạn trưởng thành khuẩn ty có biến đổi đặc biệt để tạo thành quan sinh bào tử 72 12 Các loại bào tử vơ tính b Sinh sản nấm mốc Sinh sản vơ tính (asexual reproduction) - Q trình sinh sản vơ tính diễn thơng qua nảy mầm bào tử nảy mầm đoạn sợi nấm  giúp cho nấm mốc phát tán nhanh hơn, xa phương pháp sinh sản vơ tính Các hình thức sinh sản vơ tính:  Sinh sản bào tử nang (bào tử kín): thường gặp nấm bậc thấp Mucor, Rhizopus  Sinh sản bào tử đính (ngoại sinh): Thường gặp nấm bậc cao Aspergillus, Penicillium  Sinh sản bào tử màng dày (bào tử áo)  Sinh sản bào tử đốt (đoạn sợi nấm) Bào tử đốt (Arthrospores): khuẩn ty sinh sản có ngắt đốt, đốt coi bào tử, rơi vào mơi trường phát triển thành khuẩn ty (ví dụ Geotrichum candida) Bào tử màng dầy (Chlamydospores): đoạn khuẩn ty sinh sản xuất phần lồi hình trịn trịn có màng dầy bao bọc tạo thành bào tử Bào tử đề kháng với điều kiện sống bất lợi tốt  Bào tử đính (Conidiospores -Bào tử trần): Các bào tử hình thành tuần tự, liên tiếp từ khuẩn ty sinh sản, bào tử dính với thành chuỗi (Aspergillus, Penicillium)  Bào tử nang (Sporangiospores): Bào tử hình thành nang, gọi bào tử nang (bào tử kín) Nang hình thành đầu khuẩn ty sinh sản phình to ra, gọi cuống nang Nang vỡ, bào tử giải phóng (ví dụ lồi Rhizopus) 73 74 Conidiospores of Penicillium 75 Arthrospores of Geotrichum Sporangiospores of Rhizopus chlamydospores of Fusarium solani 76 Sinh sản hữu tính (sexual reproduction) Q trình sinh sản hữu tính nấm mốc diễn thông qua kết hợp giao tử đực giao tử tạo thành hợp tử giai đoạn: + Tiêp hợp TB chất (plasmogamy) + Tiếp hợp nhân ( Karyogamy) nhân nhị bội + Giảm phân (meiosis)  bào tử đơn bội (n) Bào tử tiếp hợp 77 78 13 d Vai trò nấm mốc Đọc thêm: Phân loại nấm mốc a Quan sát đặc điểm khuẩn lạc thạch - Hình thái, Kích thước (đường kính, chiều dày) - Bề mặt khuẩn lạc (nhung mượt, mịn, len xốp, dạng hạt, lồi lõm, có khía …) - Màu sắc khuẩn lạc mặt mặt - Rìa khuẩn lạc (mỏng, dày, phẳng, nhăn nheo…) - Giọt tiết (nhiều, ít, màu sắc) - Mùi khuẩn lạc - Sắc tố hoà tan (màu môi trường xung quanh khuẩn lạc) - Các cấu trúc khác: bó sợi, bó giá, cấu trúc mang bào tử trần, hạch nấm … b Quan sát đặc điểm vi học - Sợi nấm: (hyphae) có vách ngăn, khơng có vách ngăn, có mấu… - Bào tử trần: kiểu phát sinh, hình dạng, kích thước, màu sắc, bề mặt… - Bộ máy mang bào tử - Tế bào sinh bào tử trần Vai trị có lợi mốc sử dụng phổ biến sản xuất chế phẩm sinh học, chế biến sản xuất thức ăn thực phẩm cho người gia súc: Sản xuất nước chấm lên men tương, xì dầu, mixo (Nhật), temp (Indonexia), sulu (Trung Quốc)  Nấm • Sản xuất chế phẩm enzyme amylase, protease, pectinase, hemicellulase dùng ngành công nghệ tẩy sợi  Tổng hợp chất hữu quan trọng axít xitric, malic, oxalic, lactic, tartic; vitamin B2, -caroten; chất sinh trưởng thực vật giberelin; ancaloit có giá trị chữa bệnh cao pxiloxin, pxiloxibin, amatritin  Sản xuất số kháng sinh có giá trị sử dụng cao penixilin, fuzidin, fumagilin, tripaxidin 79 80 Tác hại nấm mốc: - Là nhân tố gây tổn thất không nhỏ lương thực thực phẩm làm hỏng nhiều nguyên vật liệu, dụng cụ máy móc Aflatoxincosis - Gây bệnh nấm cho người gia súc nấm nấm phổi, nấm lông, nấm đay nấm mào gà Ergotism - Sản sinh độc tố (mycotoxin): aflatoxin (Aspergillus flavus), ochratoxin (Aspergillus, penicillium) deoxynivalenol, zearalenone (Fusarium)  gây trúng độc cho người gia súc + Aflatoxicosis: Aflatoxin B1, B2, M1 (sữa) + Maximum permitted levels of aflatoxins in feed 20 ppb (20 ug / kg of food or 20 mg /ton) 81 2.2.3 Vi tảo (algae) Đặc điểm chung: - Thuộc nhóm sinh vật nhân thật Eukaryotes - Rất đa dạng với >100.000 lồi khác nhau; Hình thái đa dạng (đơn bào, đa bào) - Quang hợp giống thực vật - Chủ yếu sống nước Một số sống thân cây, đất, đá…hoặc ký sinh với nấm, địa y… - Kích thước dao động từ 1-5μm đến 100 μm - Phân biệt tảo dựa vào màu sắc: + Tảo đỏ: Rhodophyta (phycoerythrin, phần lớn đa bào) + Tảo lục: Chlorophyta (chloroplasts; đơn bào/đa bào) + Tảo nâu: Phaeophyta (fucoxanthin; đa bào dạng sợi) + Tảo vàng-nâu: Heterokontophyta (carotenoid+chlorophyll; đơn bào/tập 83 đoàn) Ảnh hưởng độc tố nấm mốc gia súc 82 a Hình thái - Tảo chia thành nhóm: Tảo đơn bào Tảo đa bào  Tảo đơn bào: Cấu tạo gồm tế bào, vận động nhờ lông roi Tảo lục Chlamydomonas Tảo mắt Euglena không vận động tảo silic Diatoms Dạng tập đoàn (colony):  Các tảo đơn bào gắn kết với khối nhầy (lớp gelatinous glycoprotein)  Tập đồn di động (Volvox, Pandoria) không di động (Scenedesmus Pediastrum)  Đa bào Dạng sợi (filamentous algae) • Các tế bào nối với thành chuỗi tạo thành sợi dài Các tế bào có chung thành tế bào Ví dụ, tảo thuộc chi Spirogyra, tế bào tảo có kích thước từ 10-100µm nối thành chuỗi dài 84 14 b Cấu tạo tế bào Lông roi: quan vận động (một số tảo khơng có) Thành TB gồm sợi cellulose liên kết thành xương (trừ diatom  silica) Lục lạp (Chloroplast): quang hợp có chứa chlorophyl a, b,c Volvox Pyrenoid: cấu trúc liên quan tới lục lạp, có chứa ribulose-1,5-bisphosphate , Carboxylase, proteins carbohydrates  Khơng bào co rút: giúp cho việc trì nước tế bào loại bỏ chất thải khỏi tế bào Hình thái số tảo đơn bào dạng sợi Nhân hầu hết đơn bội (n), có màng kép bao bọc, NST DNA 85 86 c Hình thức sinh sản tảo Sinh sản vơ tính (asexual reproduction) Các hình thức sinh sản vơ tính thấy tảo: • Ở tảo đơn bào: tế bào phân chia trực phân giống vi khuẩn loài Gleocapsa • Ở tảo đa bào: + Kiểu phân đoạn: thấy dạng Tập đoàn (colony) dạng sợi (filaments) tản tảo bị phân cắt, phần hình thành tản + Hình thành mầm chồi: tảo Sphacelaria + Hình thành bào tử: Bào tử có cấu trúc trịn, hình thành từ TB sinh sản cấu trúc đặc biệt gọi túi bào tử Có loại bào tử: bào tử động (zoospores) di động nhờ lông roi; Bào tử bất động (aplanospores) khơng di động Hình thành mầm chồi Bào tử bất động bào tử động 87 trực phân Sinh sản hữu tính (sexual reproduction) d Vai trị tảo  Sinh sản có kết hợp giao tử đực giao tử  Các hình thức kết hợp giao tử: - Đẳng giao(isogamy): + giao tử đực có khả vận động, khơng có khác biệt kích thước  khó phân biệt giới tính + Kết hợp: gắn đầu cực lơng roi  hợp tử lưỡng bội không vận động - Dị giao (heterogamy/anisogamy) hay noãn giao (oogamy): + giao tử đực nhỏ, có khả vận động, số lượng lớn + giao tử to hơn, không vận động, số lượng  • •  89 phân đoạn 88 Nguồn thức ăn Thức ăn cho cá nhiều động vật nước khác: tảo Diatoms… Thức ăn cho người gia súc: tảo Ulva, Prophyra… Cung cấp oxy: Cùng với thực vật nước khác, quang hợp, tảo thải khí ơxy giúp cho hơ hấp động vật nướclàm nước, làm khơng khí  Rất nhiều sản phẩm hữu ích từ tảo - Thạch agar: thu từ tảo đỏ chế biến thực phẩm - Axit alginic thu từ tảo nâu Laminaria, Lessonia: chất keo nhầy, sử dụng công nghiệp dệt, làm giấy - Carrageenan (keo tảo) chiết suất từ tảo đỏ Chondrus, Crispus sử dụng công nghiệp thực phẩm, chất tạo keo thay hàn the, dệt, da, y dược (thuốc nhũ hóa)…  Sản xuất nhiên liệu sinh học: Sản lượng dầu sinh học từ tảo đạt 70000 gallons (1gallon=3,78l)/mẫu/năm 90 15 Tảo gây hại : - Một số tảo đơn bào sinh sản nhanh gây tượng “tảo nở hoa“ thiếu ôxy chết cá Khi tảo chết, phân hủy, sản sinh chất độc hại gây nguy hiểm cho cá sinh vật nước 91 92 Đề cương ơn tập chương II Nhóm nhân sơ: - Vi khuẩn: dạng hình thái bản; Đặc điểm cấu tạo chung, cấu tạo đặc biệt; Quá trình phân chia TB vi khuẩn - Vi khuẩn lam: Đặc điểm chung; dạng hình thái bản; Đặc điểm cấu tạo khác với vk khác; kiểu sinh sản; Vai trị có lợi có hại - Xạ khuẩn: đặc điểm chung; Đặc điểm cấu tạo chính; hình thức sinh sản; vai trị có lợi, có hại Nhóm nhân thật - Nấm men: dạng hình thái bản; Các hình thức sinh sản nấm men; Vai trị có lọi, có hại nấm men - Nấm mốc: Cấu tạo, phân loại khuẩn ty; Các hình thức sinh sản; Vai trị nấm mốc (có lợi, có hại) - Vi tảo: Đặc điểm chung; Các dạng hình thái bản; hình thức sinh sản; Vai trị có lợi, có hai tảo 93 16 ... 2.2.3 Vi tảo (algae) Đặc điểm chung: - Thuộc nhóm sinh vật nhân thật Eukaryotes - Rất đa dạng với >100.000 lồi khác nhau; Hình thái đa dạng (đơn bào, đa bào) - Quang hợp giống thực vật - Chủ... cho sinh vật khác - Độc tố scytovirin loài Scytonema protein kháng HIV - Một số loại VK lam Oscillatoria đề kháng tốt với ô nhiễm có mặt thủy vực nước có hàm lượng chất hữu cao  dùng làm vi sinh. .. phần vật chất tự nhiên  Sản sinh nhiều chất chuyển hóa sinh học có lợi sử dụng đời sống như: kháng sinh (tetraxiclin, streptomyxin, cloramphenicon ); kháng nấm, kháng virus; kháng sinh ức chế vi