Bài giảng vi sinh vật học chương 2 ths nguyễn thành luân

9/11/2013 CHƢƠNG HÌNH THÁI – PHÂN LOẠI - CẤU TẠO – SINH SẢN Ở VI SINH VẬT 2.1 Vi sinh vật tiền nhân (Prokaryotes) 2.1.1 Vi khuẩn 2.1.2 Xạ khuẩn 2.2 Vi sinh vật nhân thật (Eukaryotes) 2.2.1 Nấm men 2.2.2 Nấm mốc 2.2.3 Vi tảo 2.2.4 Protozoa 2.4 Vi sinh vật chƣa có cấu tạo tế bào (Akaryotes)_Virus 2.1 VSV tiền nhân (Prokaryotes)  Gồm nhóm vi khuẩn cổ (Archaebacteria) vi khuẩn thật (Eubateria)  Vi khuẩn thật gồm: - Vi khuẩn (Bacteria) - Xạ khuẩn (Actinomyces) - Vi khuẩn lam (Cyanobacteria) - Vi khuẩn nguyên thủy (Mycoplasma, Ricketsia, Chlamydia) Vi khuẩn (Bacteria) 9/11/2013 Các dạng hình thái khuẩn lạc vi khuẩn Paenibacillus dendritiformis 9/11/2013 Hình thái tế bào vi khuẩn  Vi khuẩn cấu tạo thể gồm tế bào  Hình dạng phong phú thay đổi theo loài  Kích thước:  Chiều dài khoảng 2,0 – 8,0µm  Chiều ngang khoảng 0,2 – 2,0µm  Các loài có đặc điểm chung cấu tạo tế bào chưa hoàn chỉnh (chưa có nhân hoàn chỉnh) Các kiểu hình thái tế bào vi khuẩn CẦU KHUẨN (COCCUS)  Kích  thước cầu khuẩn: 0,5 – 1,0 m Đặc tính chung cầu khuẩn:  Tế bào hình cầu đứng riêng rẽ hay liên kết với  Không có quan di động  Không tạo thành bào tử  Có nhiều loài gây bệnh cho người cho gia súc 9/11/2013 CẦU KHUẨN (COCCUS) Streptococcus thermophilus TRỰC KHUẨN  Gồm vi sinh vật hình que, hình gậy, đầu tròn vuông, kích thước 0,5-1 x 1-4µm  Các chi thường gặp:  Bacillus: G+, sinh bào tử, chiều ngang bào tử không vượt chiều dài tế bào  Clostridium: G+, bào tử to chiều ngang tế bào, kỵ khí bắt buộc  Enterobacterium: G-, không sinh bào tử, có tiên mao  Pseudomonas: G-, không sinh bào tử, có hay nhiều tiêm mao mọc đỉnh, sinh sắc tố  Acetobacter, Corynebacterium … 9/11/2013 TRỰC KHUẨN Bacillus subtilis Clostridium MỘT SỐ HÌNH THÁI KHÁC CỦA VI KHUẨN Xoắn khuẩn: tế bào vi khuẩn có vòng xoắn trở lên, G+ Di chuyển nhờ tiên mao đỉnh Phẩy khuẩn: tế bào dạng que uốn cong, dạng dấu phẩy Campylobacter Vibrio cholerae Quan sát hình thái tế bào vi khuẩn Phƣơng pháp nhuộm Gram – nhuộm kép 9/11/2013 QUY TRÌNH NHUộM GRAM Nhóm VK Gram (+) không bị dung môi hữu tẩy phức chất màu Crystal violet Iod  màu tím  Nhóm VK Gram (-) bị dung môi hữu tẩy phức chất màu Crystal violet Iod  bắt màu thuốc nhuộm bổ sung  màu đỏ hồng  Cố định tế bào Crystal violet Lugol Tẩy màu Fushin hoăc Safranin Gram (+) Gram (–) CẤU TẠO TẾ BÀO VI KHUẨN Các phần bắt buộc  Vách tế bào (cellwall)  Màng tế bào chất (Cytoplasmic membrane)  Tế bào chất (Cytoplasm)  Thể nhân (Nucleoid)  Mesosome  Ribosome  Khỏang không chu chất (Periplasm space) Thành (vách) tế bào (cellwall)  Là lớp vỏ dày (10 – 25 nm), chắc chắn bao bọc xung quanh tế bào  Vai trò: - Duy trì hình thái tế bào - Hỗ trợ chuyển động tiên mao (flagellum) - Giúp tế bào đề kháng với áp suất thẩm thấu - Hỗ trợ trình phân cắt tế bào - Cản trở xâm nhập số chất có phân tử lớn, liên quan đến tính kháng nguyên, tính gây bệnh 9/11/2013 Thành tế bào (cellwall)  Chứa hợp chất đặc trưng là peptidoglycan (murein) - Peptidoglycan: hai đơn phân N-acetylglucosamine, N-acetylmuramic acid kết hợp với đoạn amino acid ngắn  Dựa vào cấu tạo thành tế bào chia vi khuẩn thành VK Gram âm VK Gram dương Cách xếp Peptidoglycan Vách tế bào vi khuẩn Gram dƣơng 9/11/2013 Vách tế bào vi khuẩn Gram âm 9/11/2013 Liên quan đến bắt màu việc nhuộm Gram? 9/11/2013 Màng nguyên sinh chất (Cytoplasmic membrane)  Là lớp màng bao quanh tế bào chất (4 - nm) tạo màng gồm lipid protein (màng lipoprotein)  Cấu Protein ngoại vi Vai trò màng tế bào chất  Bao  Là bọc tế bào chất hàng rào thẩm thấu chọn lọc  Là nơi cư trú enzyme trình biến dưỡng tế bào  Có mang thụ cảm (receptor) cho phép tế bào nhận biết đáp ứng diện chất môi trường  Màng tế bào chất có vai trò sống tế bào vi khuẩn Nguyên sinh chất (cytoplasm) 10 9/11/2013 Nguyên sinh chất (cytoplasm)  Đây  Là thành phần tế bào vi khuẩn khối chất keo, bán lỏng, 80 – 90% nước  Thành phần chủ yếu lipoprotein Ở tế bào trưởng thành, tế bào chất chứa cấu tử sau: Mesosome, Ribosome, Không bào, Không bào khí, Sắc tố, Các thể hạt Thể nhân (nucleoid) nơi chứa đựng thông tin di truyền đoạn mạch xoắn kép DNA có cấu trúc vòng kín  Nằm lơ lửng tế bào chất, có chỗ bám vào màng tế bào (mesosome)  1000 – 1400 µm chứa – x 106 cặp base nito  Là  Là Plasmid quan thứ tb mang thông tin di truyền  Bản chất phân tử DNA vòng,nhỏ, xoắn kép, kích thước nhỏ thể nhân  Nhân đôi độc lập với thể nhân  Là 11 9/11/2013 Vai trò plasmid  Plasmid chứa từ – 100 gen  Nhờ có plasmid mà vi khuẩn có thêm đặc tính mà plasmid quy định  Plasmid truyền từ tế bào sang tế bào khác Mesosome  Liên kết chặt chẽ với thể nhân vi khuẩn, liên quan chặt đến tạo vách ngăn ngang tế bào phân chia  Chứa enzyme vận chuyển điện tử  tham gia vào hô hấp tế bào Ribosome  Đóng  Số vai trò tổng hợp Protein lượng thay đổi tùy theo loài tùy giai đoạn phát triển tế bào  Cấu tạo: ribosome vi khuẩn ribosome 70S, gồm tiểu thể  Tiểu thể lớn: có số lắng 50S  Tiểu thể nhỏ: có số lắng 30S Trong S đơn vị Svedberg 1S = 10-13cm/giây 12 9/11/2013 Một số bào quan khác  Không bào: túi chứa chất thải, chất độc hại sinh tế bào, có màng lớp lipoprotein  Không bào khí: Không bào chứa khí giúp vi khuẩn mặt nước  Sắc tố: có vai trò bảo vệ quang hợp  Các thể vùi: có vai trò chất dự trữ, hình thành tế bào tổng hợp thừa sử dụng thiếu thức ăn Nang (Capsule) (Màng nhầy)  Là lớp vách tế bào  Thành phần: polysaccarid, có polypeptid protein  Độ dày bất định (tùy thuộc mức độ kích thước màng nhày): màng nhày (microcapsule), bao nhày (nang, capsule), khối nhày (zooglea) Màng TBC Vách Nang Nang (Capsule) (Màng nhầy) Ý  nghĩa: Bảo vệ vi khuẩn điều kiện khô hạn, bảo vệ vi khuẩn tránh bị thực bào  Cung cấp chất dinh dưỡng cho vi khuẩn thiếu thức ăn  Là nơi tích luỹ số sản phẩm trao đổi chất (dextran, xantan )  Giúp vi khuẩn bám vào giá thể  Tạo tính độc (đối với vi khuẩn Gram âm) 13 9/11/2013 Tiên mao (flagella)  Phân biệt dạng tiên mao? Pili (Nhung mao)  Pili: phụ ngắn, mảnh nhỏ tiên mao Tạo tính bám cho tế bào, chức di động  Pili giới tính (sex-pili): ống rỗng nối tế bào khác dấu, trao đổi DNA   Là cấu trúc giúp tế bào chống đỡ với môi trường xung quanh, thể nghỉ Bào tử (endospore) Khi môi trường khắc nghiệt  tiết chất bao bọc tạo màng cứng, ngừng trao đổi chất (sống ẩn)  Bào tử kháng nhiệt, kháng xạ, kháng hóa chất, kháng áp suất thẩm thấu  Khi gặp điều kiện thuận lợi phát triển thành tế bào 14 9/11/2013 Sƣ̣ hình thành bào tử  Hãy chứng minh khả bảo vệ vi khuẩn thông qua cấu tạo bào tử? Vi khuẩn nảy mầm nào? Bào tƣ̉ Bacillus anthracis 15 9/11/2013 Bào tƣ̉ Clostridium tetani Bào tử Clostridium botulinum Sự sinh sản vô tính vi khuẩn 16 9/11/2013 Sự sinh sản hữu vi khuẩn Vi khuẩn sinh sản hữu tính đơn giản (Gọilà tượng tiếp hợp)  Hai tế bào tiếp xúc nhung mao giới tính  Giữa chỗ tiếp xúc xảy tượng trao đổi nhân tố di truyền sau tế bào bắt đầu giai đoạn vô tính Phân loại vi khuẩn  Tùy trường hợp, người ta sử dụng tiêu phân loại khác nhau: - Nhóm tiêu hình thái, sinh lí - Nhóm tiêu sinh hóa trao đổi chất - Nhóm tiêu cấu trúc di truyền học phân tử - Nhóm tiêu huyết học miễn dịch  Khóa phân loại vi khuẩn sử dụng rộng rãi: khóa phân loại Bergey Đa dạng vi khuẩn 17 9/11/2013 Giới vi khuẩn cổ (Archaea) Ngành Euryarcaeota - Archae ưa mặn cực đoan (Halobacterium, Haloferax, Natronobacterium) - Archae sinh methane (Methanobacterium, Methanococcus, Methanosarcinia) - Thermoplasmathales (Thermoplasma, Picrophilus) - Archae ưa nhiệt cực đoan Thermococcales (Thermococcus, Pyrococcus, Methanopyrus) Arcaeoglobales (Archeaoglobulus, Ferroglobus) Ngành Crenarcheaota  Archae ưa nhiệt vùng núi lửa cạn Sulfolobales Thermoproteales (Sulfolobus, Aidianus, Thermoproteus)  Archae ưa nhiệt vùng núi lửa đại dương Desulfurococcales (Pyrodictium, Pyrolobus, Staphylothermus) 18 9/11/2013 VI KHUẨN LAM (Cyanobacteria) Trước thường gọi tảo lam (Cyanophyta)  Là vi sinh vật nhân nguyên thủy thuộc vi khuẩn  thật Có khả tự dưỡng quang  Hình thái vi khuẩn lam  Đơn bào đa bào dạng sợi  Cấu tạo gần Cấu tạo tế bào sinh dưỡng với vi khuẩn Gram âm, lục lạp, nhân thực, có ribosome 70S, thành tế bào có chứa peptidoglyca n 19 9/11/2013 Tế bào dị hình - Heterocyst  Heterocyst- a thick-walled large cell that fixes atmospheric nitrogen (diazotroph)  Photosynthetically inactive  Their formation is inversely related to nitrogen concentration  Microplasmodesmatacytoplasmic connections that transfer metabolites and ammonium Symbiotic Associations  Lichens- cyanobacteria occur in about 8% of the species  Azolla- the water fern; contains Anabaena in the dorsal lobe of its leaf  Colonial ascidian- sea squirt  Amoeba, protozoa, diatoms, green algae, mosses, liverworts, water molds, and vascular plants Hiện tƣợng nƣớc nở hoa tảo lam 20 9/11/2013 Rickettsia General Characteristics  Small obligate intracellular coccobacilli negative (poorly), better stained with Giemsa (Blue)  Have cell wall, bigger than virus but smaller than bacteria  Have DNA and RNA  Have an ATP transport system that allows them to use host ATP  Arthropod reservoirs and vectors ( e.g., ticks, mites, lice or fleas)  Sensitive to antibiotics  Gram Replication of Rickettsia Chlamydia  Small obligate intracellular parasites  Contain DNA, RNA and ribosome and make their own proteins and nucleic acids, unable to make their own ATP  Have special growth cycle and replicate by binary fission  Possess a rigid cell wall similar to gram-negative bacteria  Sensitive to antibiotic 21 9/11/2013 Special Growth Cycle A Elementary bodies (EB) small (0.3～0.4 µm) infectious form a rigid outer membrane  resistant to harsh environmental conditions outside of eukaryotic host cells  bind to receptors on host cells  initiate infection   B Initial body or Reticulate bodies (RB) non-infectious intracellular form metabolically active replicating form  Have fragile membrane, easy to broken   Mycoplasma The smallest free-living organisms Pass through some filters used to remove bacteria  Lack of a cell wall  Multiple shapes including round, pear shaped and even filamentous   Require complex media Require sterols for growth and for membrane synthesis  Grow slowly (3 weeks) by binary fission and produce "fried egg" or “T strain” (tiny strain) colonies on agar plates   22 9/11/2013 Xạ khuẩn (Actinomycetes) o Kích thước nhỏ bé tương đương VK, chiều dài dài VK o Nhân nguyên thuỷ, chưa phân hoá rõ rệt Cấu tạo dạng sợi (khuẩn ti) o Giàu G+C, bắt màu vi khuẩn Gram dương o Sống hiếu khí, hoại sinh o Xạ khuẩn giới tính Phân bố nhiều đất o Là đối tượng sử dụng chủ yếu công nghiệp tạo kháng Hình thái xạ khuẩn o Dạng sợi phân nhánh, sợi vách ngăn o Gồm: - Sợi khí sinh - Sợi chất Hình thái khuẩn lạc xạ khuẩn   Khuẩn lạc rắn chắc, xù xì dạng nhung, da, phấn, dạng vôi, nhăn nhiều màu Khuẩn lạc có dạng phóng xạ, số có dạng vòng tròn đồng tâm cách khoảng định 23 9/11/2013 Cấu tạo tế bào o Cấu tạo đơn bào, nhân nguyên thủy o Toàn hệ sợi tế bào có nhiều nhân o Cấu tạo tương tự vi khuẩn Gram dương Sinh sản xạ khuẩn  Sinh sản sinh dưỡng bào tử  Bào tử hình thành từ cuống sinh bào tử  Sinh sản khuẩn ti (không tự gãy) Phân loại xạ khuẩn  Mycobacterium ( Khóa phân loại Bergey)  Nocardioform actinomycetes (akhóa phân loại Bergey)  Amycolata (Lechevalier, 1986)  Amycolatopsis (Lechevalier, 1986)  Microstreptospora (Nguyễn Kế Sinh (TQ), 1990)  Actinoalloteichus (Nguyễn Kế Sinh (TQ), 1990)  Trichotomospora (Nguyễn Kế Sinh (TQ), 1990 24 [...]... 18 9/11 /20 13 VI KHUẨN LAM (Cyanobacteria) Trước đây thường gọi là tảo lam (Cyanophyta)  Là vi sinh vật nhân nguyên thủy thuộc vi khuẩn  thật Có khả năng tự dưỡng quang năng  Hình thái vi khuẩn lam  Đơn bào hoặc đa bào dạng sợi  Cấu tạo gần Cấu tạo tế bào sinh dưỡng với vi khuẩn Gram âm, không có lục lạp, không có nhân thực, có ribosome 70S, thành tế bào có chứa peptidoglyca n 19 9/11 /20 13 Tế... mới 14 9/11 /20 13 Sƣ̣ hình thành bào tử  Hãy chứng minh khả năng bảo vệ của vi khuẩn thông qua cấu tạo của bào tử? Vi khuẩn nảy mầm như thế nào? Bào tƣ̉ Bacillus anthracis 15 9/11 /20 13 Bào tƣ̉ Clostridium tetani Bào tử Clostridium botulinum Sự sinh sản vô tính của vi khuẩn 16 9/11 /20 13 Sự sinh sản hữu của vi khuẩn Vi khuẩn sinh sản hữu tính đơn giản (Gọilà hiện tượng tiếp hợp)  Hai tế bào tiếp xúc... vô tính Phân loại vi khuẩn  Tùy từng trường hợp, người ta sử dụng các chỉ tiêu phân loại khác nhau: - Nhóm chỉ tiêu hình thái, sinh lí - Nhóm chỉ tiêu về sinh hóa và trao đổi chất - Nhóm chỉ tiêu về cấu trúc và di truyền học phân tử - Nhóm chỉ tiêu về huyết học và miễn dịch  Khóa phân loại vi khuẩn được sử dụng rộng rãi: khóa phân loại Bergey Đa dạng vi khuẩn 17 9/11 /20 13 Giới vi khuẩn cổ (Archaea)... xạ, một số có dạng những vòng tròn đồng tâm cách nhau một khoảng nhất định 23 9/11 /20 13 Cấu tạo tế bào o Cấu tạo đơn bào, nhân nguyên thủy o Toàn bộ hệ sợi là 1 tế bào có nhiều nhân o Cấu tạo tương tự vi khuẩn Gram dương Sinh sản của xạ khuẩn  Sinh sản sinh dưỡng bằng bào tử  Bào tử được hình thành từ cuống sinh bào tử  Sinh sản bằng khuẩn ti (không tự gãy) Phân loại xạ khuẩn  Mycobacterium (...9/11 /20 13 Nguyên sinh chất (cytoplasm)  Đây  Là là thành phần chính của tế bào vi khuẩn khối chất keo, bán lỏng, 80 – 90% là nước  Thành phần chủ yếu là lipoprotein Ở tế bào trưởng thành, tế bào chất chứa các cấu tử sau: Mesosome, Ribosome, Không bào, Không bào khí, Sắc tố, Các thể hạt Thể... tế bào  Cấu tạo: ribosome của vi khuẩn là ribosome 70S, gồm 2 tiểu thể  Tiểu thể lớn: có hằng số lắng 50S  Tiểu thể nhỏ: có hằng số lắng 30S Trong đó S là đơn vị Svedberg 1S = 10-13cm/giây 12 9/11 /20 13 Một số bào quan khác  Không bào: là những túi chứa chất thải, chất độc hại sinh ra của tế bào, có màng là 1 lớp lipoprotein  Không bào khí: Không bào chứa khí giúp vi khuẩn nổi trên mặt nước ... Nang (Capsule) (Màng nhầy) Ý  nghĩa: Bảo vệ vi khuẩn trong điều kiện khô hạn, bảo vệ vi khuẩn tránh bị thực bào  Cung cấp chất dinh dưỡng cho vi khuẩn khi thiếu thức ăn  Là nơi tích luỹ một số sản phẩm trao đổi chất (dextran, xantan )  Giúp vi khuẩn bám vào giá thể  Tạo tính độc (đối với vi khuẩn Gram âm) 13 9/11 /20 13 Tiên mao (flagella)  Phân biệt các dạng tiên mao? Pili (Nhung mao)  Pili: là... quan thứ 2 trong tb mang thông tin di truyền  Bản chất là phân tử DNA vòng,nhỏ, xoắn kép, kích thước nhỏ hơn thể nhân  Nhân đôi độc lập với thể nhân  Là 11 9/11 /20 13 Vai trò của plasmid  Plasmid chứa từ 5 – 100 gen  Nhờ có plasmid mà vi khuẩn có thêm những đặc tính mà plasmid quy định  Plasmid có thể được truyền từ tế bào này sang tế bào khác Mesosome  Liên kết chặt chẽ với thể nhân vi khuẩn,... The smallest free-living organisms Pass through some filters used to remove bacteria  Lack of a cell wall  Multiple shapes including round, pear shaped and even filamentous   Require complex media Require sterols for growth and for membrane synthesis  Grow slowly (3 weeks) by binary fission and produce "fried egg" or “T strain” (tiny strain) colonies on agar plates   22 9/11 /20 13 Xạ khuẩn (Actinomycetes)... ống rỗng nối 2 tế bào khác dấu, trao đổi DNA   Là cấu trúc giúp tế bào chống đỡ với môi trường xung quanh, là thể nghỉ Bào tử (endospore) Khi môi trường khắc nghiệt  tiết chất bao bọc tạo màng cứng, ngừng trao đổi chất (sống ẩn)  Bào tử kháng nhiệt, kháng bức xạ, kháng hóa chất, kháng áp suất thẩm thấu  Khi gặp điều kiện thuận lợi sẽ phát triển thành tế bào mới 14 9/11 /20 13 Sƣ̣ hình thành bào tử ... tạo thành tế bào chia vi khuẩn thành VK Gram âm VK Gram dương Cách xếp Peptidoglycan Vách tế bào vi khuẩn Gram dƣơng 9/11 /20 13 Vách tế bào vi khuẩn Gram âm 9/11 /20 13 Liên quan đến bắt màu vi c... trò sống tế bào vi khuẩn Nguyên sinh chất (cytoplasm) 10 9/11 /20 13 Nguyên sinh chất (cytoplasm)  Đây  Là thành phần tế bào vi khuẩn khối chất keo, bán lỏng, 80 – 90% nước  Thành phần chủ yếu... Bào tƣ̉ Clostridium tetani Bào tử Clostridium botulinum Sự sinh sản vô tính vi khuẩn 16 9/11 /20 13 Sự sinh sản hữu vi khuẩn Vi khuẩn sinh sản hữu tính đơn giản (Gọilà tượng tiếp hợp)  Hai tế