HÌNH THÁI VÀ CẤU TẠO CỦA CÁC NHÓM VI SINH VẬT

11 BÀI 3. HÌNH THÁI VÀ CẤU TẠO CỦA CÁC NHÓM VI SINH VẬT Vi sinh vật gồm 2 nhóm:  Vi sinh vật nhân nguyên thuỷ (Procaryotes) gồm: - Vi khuẩn cổ (Archaebacteria). - Vi khuẩn thật (Eubacteria): + Vi khuẩn (Bacteria). + Xạ khuẩn (Actinomycetes). + Vi khuẩn lam (Cyanobacteria). + Vi khuẩn nguyên thuỷ: Micoplatma (Mycoplasma), Ricketxi (Ricketsia), Clamidia (Chlamydia).  Vi sinh vật nhân thật (Eucaryotes) gồm: - Vi nấm (Microfungi): + Nấm men (Levure, Yeast). + Nấm mốc (Moulds)/ Nấm sợi (Filamentous fungi). - Một số động vật nguyên sinh. - Một số tảo đơn bào. I.Vi khuẩn (Bacteria): 1. Hình thái, kích thước của vi khuẩn: Vi khuẩn có hình thái và kích thước rất khác nhau tuỳ từng loài. Đa số các vi khuẩn có đường kính từ 0,2 – 2,0 µm, chiều dài từ 2,0 – 8,0 µm. Hình dạng chủ yếu của vi khuẩn là: hình cầu, que, dấu phẩy, hình xoắn, hình khối vuông, hình tam giác, hình sao… Mỗi tế bào vi khuẩn rất nhỏ và nhẹ. Ví dụ: trực khuẩn đại tràng (Escherichia coli) có kích thước 0,5 x 2,0 µm, 1 tỷ vi khuẩn này có khối lượng là 1 mg. Tuỳ theo hình thái bên ngoài người ta có thể chia vi khuẩn thành 5 loại hình khác nhau: * Cầu khuẩn (Coccus): có kích thước từ 0,5 – 1,0 µm, gồm những vi khuẩn hình cầu, hình bầu dục (Lậu cầu khuẩn Neisseria gonorrhoea), hình ngọn nến (Phế cầu khuẩn Streptococcus pneumoniae), hình hạt cà phê. * Trực khuẩn (Bacillus,Bacterium): có kích thước từ 0,5 – 1,0 x 1,0 – 4,0 µm, là những vi khuẩn có hình que. * Cầu trực khuẩn (Cocco-bacillus): có kích thước từ 0,25 – 0,3 x 0,4 – 1,5 µm, gồm những vi khuẩn có hình dạng trung gian giữa cầu khuẩn và trực khuẩn, có hình bầu dục, hình trứng. * Xoắn khuẩn (Spirillum): có kích thước từ 0,5 -3,0 x 5,0 – 40 µm, gồm những vi khuẩn có hình xoắn,ví dụ: - Spirochaeta/Borrelia: vòng xoắn thưa, không đều, không quy tắc. - Treponema: nhiều vòng xoắn sát nhau, cuộn đều đặn, có quy tắc (Treponema pallidum: xoắn khuẩn giang mai). 12 - Leptospira: vòng xoắn hơi sát nhau, xếp lộn xộn. * Phẩy khuẩn (Vibrio): gồm những vi khuẩn hình que, uốn cong như dấu phẩy. 2.Cấu tạo tế bào vi khuẩn: a. Màng tế bào: *Vỏ nhầy/Dịch nhầy (Capsule)-Giáp mô: Một số vi khuẩn bên ngoài được bao bọc bởi một lớp vỏ nhầy hay dịch nhầy. Đó là một lớp vật chất dạng keo, có độ dày bất định. Kích thước và thành phần hoá học của lớp vỏ nhầy thay đổi tuỳ từng loại vi khuẩn. + Chức năng: - Góp phần bảo vệ tế bào vi khuẩn (bảo vệ tế bào vi khuẩn tránh bị tổn thương khi gặp khô hạn, giúp cho vi khuẩn đề kháng mạnh hơn với những điều kiện bất lợi, giúp vi khuẩn chống lại hiện tượng thực bào của bạch cầu). - Là nơi dự trữ thức ăn (khi thiếu thức ăn vi khuẩn có thể sử dụng vỏ nhầy như là nguồn dinh dưỡng). - Là nơi tích luỹ một số sản phẩm trao đổi chất (vi khuẩn sắt tích luỹ Fe(OH) 2 , đây là sản phẩm sinh năng lượng của vi khuẩn sắt). - Giúp vi khuẩn bám vào bề mặt của giá thể. + Thành phần hoá học của vỏ nhầy: Nước chiếm chủ yếu (98%). Phần còn lại là chất hữu cơ với thành phần chủ yếu là polysaccharit, ngoài ra còn có polypeptit, protein. *Thành tế bào (Cell – wall): Chiếm 25 – 30% khối lượng khô của tế bào.Thành tế bào có kích thước khác nhau tuỳ từng loại vi khuẩn, đa số các vi khuẩn Gram dương có kích thước lớn (14 – 18 nm), vi khuẩn Gram âm có kích thước nhỏ (khoảng 10 nm). + Chức năng của thành tế bào: - Giữ cho tế bào có hình dạng ổn định. - Bảo vệ tế bào vi khuẩn:  Giúp tế bào vi khuẩn đề kháng với các lực tác động từ bên ngoài,ví dụ: Vi khuẩn Gram dương chịu được áp suất thẩm thấu (P tt ) từ 15 – 20 atm, Gram âm chịu được 5 – 10 atm.  Cản trở sự xâm nhập của một số chất có hại vào tế bào, ví dụ: thành tế bào vi khuẩn Gram âm ngăn cản sự xâm nhập của các chất kháng sinh có khối lượng phân tử > 800. - Cần thiết cho quá trình phân cắt bình thường của tế bào. - Có liên quan đến tính kháng nguyên, tính gây bệnh của vi khuẩn:  Tính kháng nguyên: ở vi khuẩn Gram dương cấu trúc polyozit của glycopeptit đã quyết định tính đặc hiệu về miễn dịch của kháng nguyên; ở vi khuẩn Gram âm: thành tế bào tạo thành kháng nguyên O, đây là kháng nguyên có tầm quan trọng trong công tác chẩn đoán bệnh.  Thành tế bào sinh ra nội độc tố ở vi khuẩn Gram âm. 13 + Thành phần hoá học của thành tế bào: giữa vi khuẩn Gram dương và Gram âm có sự khác nhau rõ rệt: Thành phần Tỷ lệ % đối với khối lượng khô của thành tế bào VK Gram dương Gram âm -Peptidoglycan (glycopeptit, peptit,mucopeptit, murein) 95 5 – 10 - Axit teichoic 5 0 - Lipit (Lipoit) 0 20 - Lipoprotein Không có hoặc rất ít 50 - Polysaccharit 0 20 Glycopeptit được tạo nên từ các chuỗi polysaccharit nối với nhau bằng cầu nối peptit, các chuỗi này được tạo nên từ nhiều loại đường khác nhau gắn với các đường amin (N-acetyl glucozamin, Galactozamin, Axit-N-Acetylmuramic). *Màng nguyên sinh chất: dày khoảng 4 – 5 nm. + Chức năng của màng nguyên sinh chất: - Duy trì P tt bình thường bên trong tế bào. - Khống chế (Điều hoà) sự vận chuyển các chất dinh dưỡng và các sản phẩm trao đổi chất ra hay vào tế bào. - Là nơi sinh tổng hợp các thành phần của tế bào. - Là nơi tổng hợp nhiều loại enzim. - Có nhiệm vụ trong sự phân chia tế bào cùng với mezoxom. + Thành phần hoá học của màng nguyên sinh chất: Màng này được cấu tạo bởi 2 lớp photpholipit (chiếm 30 – 40% khối lượng) và các protein nằm ở phía trong, phía ngoài hay xuyên qua màng (chiếm 60 – 70% khối lượng). Sự phân bố của photpholipit và protein khác nhau ở từng vùng: có vùng nhiều, vùng ít, chính vì thế đã tạo ra lỗ hổng trên màng nguyên sinh chất, những lỗ hổng này có chứa một loại protein đặc biệt gọi là permeaza. Ngoài 2 thành phần chính là protein và photpholipit, trên màng nguyên sinh chất của vi khuẩn còn có 2 – 5% hydratcacbon, một số ít chứa glycopeptit, một lượng nhỏ protein. b. Nguyên sinh chất (Cytoplasm)/Tế bào chất (Protoplasm): Nguyên sinh chất là thành phần chính của tế bào vi khuẩn. Đây là một khối ở trạng thái keo, chứa 80 – 90% nước, thành phần còn lại chủ yếu là lipoprotein. Nguyên sinh chất của tế bào vi khuẩn rất khác với nguyên sinh chất của tế bào thực vật. Trong tế bào thực vật, nguyên sinh chất có trung thể (centrosome), ty thể (mitochrondia), Riboxom, bộ máy Golgi, không bào và lạp thể, có chuyển động dòng nội bào. 14 Ở vi khuẩn cấu trúc của nguyên sinh chất đơn giản hơn, trong nguyên sinh chất của vi khuẩn trưởng thành người ta quan sát thấy nhiều cơ quan con khác nhau: Mezoxom, Riboxom, không bào, các hạt dự trữ, các hạt sắc tố và cấu trúc của nhân. - Mezoxom là 1 thể hình cầu, nằm gần vách ngăn ngang và chỉ xuất hiện khi tế bào phân chia. Dưới kính hiển vi điện tử mezoxom trông giống như một phần lõm vào của màng nguyên sinh chất. - Riboxom: số lượng Riboxom trong tế bào vi khuẩn rất nhiều, thường có 1000 Riboxom/1 tế bào. Riboxom của vi khuẩn chứa khoảng 40 – 60% ARN, 35 – 60% protein, ngoài ra còn chứa một ít lipit, một số enzim và một ít chất khoáng. Riboxom chủ yếu nằm trong nguyên sinh chất, một phần nhỏ nằm trên màng nguyên sinh chất. Mỗi riboxom có 2 tiểu phần, tiểu phần lớn có hằng số lắng 50S, tiểu phần nhỏ có hằng số lắng là 30S. - Các hạt dự trữ hay thể vùi bao gồm: hạt lipoit, glycogen. Các hạt dự trữ được hình thành khi tế bào tổng hợp quá nhiều, bằng cách này không những vi khuẩn dự trữ được thức ăn mà còn làm giảm bớt áp suất thẩm thấu dưới dạng polyme. - Không bào: không bào là một tổ chức có hình cầu hoặc hình bầu dục được bao bọc bởi một lớp màng không bào (tonoplast) có cấu trúc hoá học là lipoprotein, trong không bào chứa đầy dịch tế bào. Không bào có vai trò điều chỉnh áp suất thẩm thấu của tế bào và là nơi chứa những sản phẩm bất lợi của quá trình trao đổi chất. c. Thể nhân: Vi khuẩn chưa có nhân thật, mới chỉ có thể nhân. Thể nhân của vi khuẩn là 1 nhiễm sắc thể duy nhất cấu tạo bởi 1 sợi ADN xoắn kép còn gắn với màng nguyên sinh chất. Nhiều vi khuẩn còn chứa ADN ngoài nhiễm sắc thể. Đó là những sợi ADN kép, dạng vòng kín, có khả năng sao chép độc lập và gọi là plasmit. - Về hình dạng: thể nhân có hình cầu, kéo dài như hình que hay hình quả tạ, hình chữ V. - Về cấu trúc: thể nhân không có màng nhân nhưng giới hạn giữa nhân và nguyên sinh chất rất rõ. Thể nhân là 1 cấu trúc sợi nhỏ có đường kính 3 – 8 nm, đó là 1 nhiễm sắc thể duy nhất của tế bào, cấu tạo bởi 1 sợi ADN xoắn kép còn gắn với màng nguyên sinh chất. Nhiễm sắc thể có chiều dài 0,25 – 3,0 µm, chứa 6,6 – 13 x 10 6 cặp bazơN, nếu mở vòng xoắn ra thì sợi dài 1mm, đó chính là 1 sợi ADN có dạng vòng tròn và chỉ là 1 phân tử ADN đóng kín. Trong quá trình phân chia tế bào, nhân phân chia bằng cách cắt đôi, không có sự gián phân bởi vi khuẩn chỉ có 1 nhiễm sắc thể duy nhất. d. Tiên mao (Flagella) và khuẩn mao (tiêm mao – Pili): Tiên mao là những sợi lông dài, uốn khúc, mọc ở mặt ngoài một số vi khuẩn và có tác dụng giúp vi khuẩn có thể chuyển động trong môi trường lỏng (100 µm/s). Ngoài tiên mao, trên cơ thể vi khuẩn còn có 1 bộ phận phụ khác hình sợi, rất ngắn và rất mảnh gọi là tiêm mao (Pili) hay khuẩn mao (Fimbria). Đường 15 kính của Pili khoảng 20 – 80 nm, dài khoảng 0,3 – 0,4 µm. Dựa vào chức năng người ta chia ra 2 loại Pili; - Pili chung: dùng để bám giữ, giúp cho vi khuẩn bám chắc hơn trên bề mặt cơ chất. Mỗi tế bào vi khuẩn có hàng trăm pili. Các pili chung có cấu tạo từ protein có tên là pilin và nó là một kháng nguyên. Đây không phải là cơ quan vận động của vi khuẩn mà nó có tác dụng làm tăng bề mặt hấp thu chất dinh dưỡng của tế bào. - Pili giới tính (Pili F): mỗi vi khuẩn có từ 1 – 4 pili này. Vi khuẩn có pili giới tính được gọi là vi khuẩn đực (F + ). Pili giới tính tham gia vào sự tiếp hợp của vi khuẩn, sự tiếp hợp thể hiện bằng sự cố định một đầu của Pili vào tế bào cái (F - , tế bào không chứa pili giới tính), vật chất di truyền được vận chuyển từ tế bào đực sang tế bào cái thông qua pili này. Một số thực khuẩn thể bám trên Pili giới tính sẽ bơm axit nucleic của thực khuẩn thể vào vi khuẩn qua đường Pili đó. Đặc điểm Tiên mao Tiêm mao Thành phần Protein tiên mao (Flagellin) Protein tiêm mao (Pilin) Kích thước 0,1 – 0,2 x 2 – 70 µm 0,007 – 0,009 x 0,5 – 20 µm Số lượng 1 – vài trăm sợi/tế bào 250 – 400 sợi/tế bào Chức năng Vận động Bám giữ, tiếp hợp Nơi sinh ra Thể gốc nằm trong thành tế bào Thể gốc nằm trong nguyên sinh chất e. Bào tử/Nha bào (Spore, Endospore): Một số vi khuẩn, thường là các vi khuẩn Gram dương (G + ) vào cuối thời kỳ sinh trưởng phát triển có thể hình thành bên trong tế bào những thể hình tròn hay hình bầu dục gọi là bào tử hay nội bào tử. Vì mỗi tế bào chỉ sinh ra một bào tử cho nên đây không phải là loại bào tử có chức năng sinh sôi nảy nở như ở nấm. Nha bào là một hình thức sống tiềm sinh của vi khuẩn, nó giúp cho vi khuẩn vượt qua được những điều kiện bất lợi của ngoại cảnh, nó thường được sinh ra trong những điều kiện bất lợi của môi trường như: thiếu dinh dưỡng, nhiệt độ, pH không thích hợp, môi trường tích luỹ nhiều sản phẩm trao đổi chất bất lợi . Bào tử có tính kháng nhiệt, kháng bức xạ, kháng hoá chất, kháng P tt . Ví dụ: bào tử vi khuẩn gây ngộ độc thịt Clostridium botulinum chịu được 100 o C trong 5 – 9,5 giờ, 121 o C trong 10 phút; Trong dung dịch phenol 5% tế bào dinh dưỡng chết nhanh nhưng bào tử sống được 25 ngày, trong dung dịch HgCl 2 1% tế bào dinh dưỡng chết ngay nhưng bào tử tồn tại được 2 giờ. Bào tử có sức sống rất lâu, từ vài năm đến vài chục năm, ví dụ bào tử của Bacillus subtilis có sức sống từ 200 – 300 năm, có những bào tử tồn tại được 500 – 1000 năm trong đất đá trầm tích dưới đáy các hố sâu, thậm chí có những bào tử trong các tiêu bản khảo cổ cách đây 3000 năm mà vẫn duy trì được sức sống. 3. Sinh sản của vi khuẩn: Vi khuẩn sinh sản vô tính bằng cách trực phân nhờ vách ngăn ngang. Từ 1 tế bào mẹ phân cắt thành 2 tế bào con. Tế bào con được hình thành sau một thời gian 16 sinh trưởng lại tiến hành phân cắt. Tuỳ từng loài vi khuẩn và điều kiện sống, cứ khoảng 10 đến 30 phút lại cho ra 1 thế hệ. 4. Phân loại vi khuẩn: Việc phân loại vi khuẩn nói riêng và vi sinh vật nói chung gặp khá nhiều khó khăn vì số lượng vi sinh vật quá nhiều mà sự khác biệt giữa chúng lại quá lớn, có sự khác biệt khá lớn giữa sơ đồ phân loại vi sinh vật so với động vật và thực vật. Trong hệ thống phân loại thì loài (species) là đơn vị cơ bản, nhưng khái niệm về loài giữa vi sinh vật và động, thực vật lại khác nhau. Trong vi khuẩn học, khái niệm về loài là một quần thể được sinh ra từ một vi khuẩn ban đầu (clone), các thành viên của một clone này có thể phân biệt với các clone khác ở một số đặc điểm. Do vậy vấn đề lớn trong phân loại vi khuẩn là xác định được các đặc điểm giống nhau và khác nhau giữa các clone để xếp loại chúng. Để xác định các loài vi khuẩn có thể căn cứ vào các đặc tính sau: - Hình thái, kích thước, cấu tạo tế bào, phản ứng nhuộm Gram, các chất chứa trong tế bào, năng lực hoạt động, khả năng sinh vỏ nhầy, hình dạng và vị trí của bào tử. - Đặc tính nuôi dưỡng, sinh trưởng trên các moi trưởng, hình thái, màu sắc khuẩn lạc, . - Đặc tính sinh lý, sinh hoá và cấu trúc kháng nguyên như quan hệ với nguồn oxy, nguồn cacbon, nguồn nitơ, quan hệ với nhiệt độ, pH, khả năng khử nitrat, lên men các loại đường . các phản ứng huyết thanh học, khả năng gây bệnh . - Số lượng các tính chất sinh học: dây là phương pháp phân loại gián tiếp, dựa trên các đặc điểm genotip và phenotip. - Tỷ lệ các base nitơ của các ADN. - Cấu trúc phân tử của protein. Như vậy việc phân loại các loài vi khuẩn là một việc hết sức phức tạp, tinh vi, không thể căn cứ vào đặc tính riêng biệt mà xác định được ngay, cũng chính vì thế mà cho đến nay việc phân loại vi khuẩn vẫn chưa thực sự hoàn thiện. Đơn vị cơ bản trong phân loại là loài (species), đây là đơn vị phân loại cơ bản nhất, tên khoa học của loài thường đặt tên kép, tên giống đặt trước và tên loài đặt sau. Mỗi loài vi khuẩn đều mang một tên khoa học riêng, tên này được đặt theo nguyên tắc “danh pháp kép” của Linné, gồm 2 từ: từ thứ nhất chỉ tên giống (viết hoa), từ thứ hai chỉ tên loài (viết thường). Ví dụ: Saccharomyces cerevisiae. Các đơn vị trên loài là : - Giống (genus hoặc genera). Ví dụ: Bacillus, Saccharomyces. - Tộc (tribe): thường có tận cùng bằng –eae. Ví dụ: Escherichieae. - Họ (family): thường có tên tận cùng là -aceae. Ví dụ: Chlorobiaceae. - Bộ (order): thường có tạn cùng là –ales. Ví dụ: Pseudomonadales. Trên bộ còn có lớp, ngành, giới. Các đơn vị dưới loài gồm có: thứ, dạng và một đơn vị gọi là chủng hay nòi. 17 - Thứ (variety) chỉ một nhóm nhất định trong một loài. Ví dụ: Mycobacterium tuberculosis var. bovis (vi khuẩn lao bò), Mycobacterium tuberculosis var. avium (vi khuẩn lao gia cầm), Mycobacterium tuberculosis var. hominis (vi khuẩn lao người). - Dạng (type hoặc forme): chỉ nhóm nhỏ dưới thứ. Ví dụ: người ta căn cứ vào những đặc tính khác nhau về phản ứng huyết thanh mà chia phế cầu khuẩn thành 80 dạng khác nhau như Streptococcus pneumoniae tip 14. - Chủng hay nòi (Strain): chỉ một chủng, nòi vi sinh vật của một loài mới được phân lập thuần khiết từ một cơ chất nào đó. Các cá thể cùng một loài nhưng được phân lập từ những nơi khác nhau không giống nhau hoàn toàn được gọi là chủng hay nòi khác nhau và được ký hiệu bằng những con số, những chữ viết tắt theo qui ước riêng của người nghiên cứu. Ví dụ: Staphylococcus aureus ATCC 1259. Từ trước đến nay đã có nhiều hệ thống phân loại vi khuẩn khác nhau, tuy nhiên có hai hệ thống phân loại được sử dụng chủ yếu, đó là hệ thống phân loại của D. N Bergey và của N.A. Craxilnhicop. II.Xạ khuẩn (Actinomycetes): Xạ khuẩn là một nhóm vi khuẩn thật (Eubacteria) phân bố rộng rãi trong tự nhiên: trong đất, nước và trong các cơ chát hữu cơ. Phần lớn xạ khuẩn bắt màu Gram dương, hiếu khí, hoại sinh, có cấu tạo dạng sợi như nấm nhưng lại có kích thước và cấu tạo tế bào tương tự như vi khuẩn. Xạ khuẩn là vi sinh vật quá độ giữa vi khuẩn và nấm vì nó có đặc điểm vừa giống vi khuẩn lại vừa giống nấm. Xạ khuẩn giống vi khuẩn ở những đặc điểm sau: - Kích thước nhỏ bé. - Là vi sinh vật đơn bào. - Nhân chưa phân hoá rõ rệt. - Màng tế bào không chứa xenlulo, kitin. - Sự phân chia tế bào theo kiểu của vi khuẩn. - Không có giới tính. Xạ khuẩn giống nấm ở chỗ có cấu tạo dạng sợi phân nhánh gọi là khuẩn ty (hypha), mỗi một khuẩn ty do một tế bào tạo thành, nhiều khuẩn ty tập hợp lại thành hệ khuẩn ty (mycelium). 1. Hình dạng, kích thước và cấu trúc của xạ khuẩn: Xạ khuẩn có cấu tạo dạng sợi, còn gọi là khuẩn ty. Khuẩn ty của xạ khuẩn thường không có vách ngăn và không tự đứt đoạn. Khuẩn ty có đường kính 0,2 – 2,5 µm. Đa số xạ khuẩn khuẩn ty không có vách ngăn, màu sắc của khuẩn ty xạ khuẩn rất phong phú: màu trắng, đỏ, lục, lam, tím, nâu, đen, . Người ta phân biệt hai loại khuẩn ty: khuẩn ty cơ chất và khuẩn ty khí sinh. Khuẩn ty cơ chất là khuẩn ty ăn sâu vào cơ chất, làm nhiệm vụ hấp thu chất dinh dưỡng, do đó khuẩn ty này còn được gọi là khuẩn ty dinh dưỡng. Khuẩn ty khí sinh 18 là khuẩn ty phát triẻn trên bề mặt cơ chất và vươn ra ngoài không khí. Từ khuẩn ty này về sau sẽ hình thành bào tử nên còn được gọi là khuẩn ty sinh sản. Xạ khuẩn cũng có cấu tạo tương tự như vi khuẩn: -Thành tế bào có cấu tạo tương đối dày và khá vững chắc, gồm có 3 lớp: Lớp ngoài dầy 60 – 120 A o , lớp trong dầy 50A o và lớp giữa chắc hơn, dày 50A o . Khi khuẩn ty già, lớp ngoài có thể dày tới 150 – 200 A o . Thành tế bào được tạo thành từ protein, lipit, mucopolysaccharit, ngoài ra còn chứa cả photpho và axit teichoic. Bên ngoài thành tế bào còn có thể có vỏ nhầy cấu tạo từ polysaccarit và thường rất mỏng. - Màng nguyên sinh chất: dầy khoảng 7,5 – 10 nm, có cấu tạo và chức năng tương tự như màng nguyên sinh chất ở vi khuẩn. Chức năng chủ yếu của màng nguyên sinh chất xạ khuẩn là điều hoà sự hấp thu chất dinh dưỡng vào tế bào và tham gia vào quá trình hình thành bào tử. - Nguyên sinh chất và nhân của xạ khuẩn cũng tương tự như ở vi khuẩn. Khi nuôi cấy xạ khuẩn trên môi trường đặc, xạ khuẩn cũng tạo thành khuẩn lạc. Khuẩn lạc của xạ khuẩn thường rắn chắc, xù xì, có dạng phấn, không trong suốt, có các nếp toả ra theo hình phóng xạ. Đường kính khuẩn lạc khoảng 0,5 – 2,0 mm và có nhiều mầu sắc khác nhau như đỏ, da cam, vàng, lam hồng, nâu, tím . 2. Sinh sản của xạ khuẩn: Xạ khuẩn sinh sản bằng cách hình thành bào tử. Bào tử được hình thành trên các nhánh phân hoá của khuẩn ty khí sinh, gọi là cuống sinh bào tử hay sợi bào tử. Cuống sinh bào tử dài ngắn khác nhau tuỳ thuộc vào từng loài, có loài dài 20 – 30nm, nhưng cũng có loài dài tới 100 – 200 nm. Cuống sinh bào tử có thể thẳng, lượn sóng, xoắn lò xo hay xoắn ốc, chúng có thể phân bố theo kiểu đơn, mọc đối, mọc vòng hay mọc thành chùm. Một số xạ khuẩn còn sinh ra túi bào tử, bên trong có chứa bào tử túi. Bào tử xạ khuẩn được hình thành theo 3 phương thức: + Phát triển toàn bộ: toàn bộ hay một bộ phận của thành khuẩn ty tạo ra thành của bào tử. + Phát triển trong thành: thành bào tử sinh ra từ tầng nằm giữa màng nguyên sinh chất và thành khuẩn ty. + Phát triển bào tử nội sinh thật: thành khuẩn ty không tham gia vào quá trình hình thành bào tử. Bào tử trần (conidiospore) của xạ khuẩn có thể có hình tròn, hình bầu dục, hình que, hình trụ, đây là cơ quan sinh sản chủ yếu của xạ khuẩn. Bào tử trần được hình thành theo 2 cách: - Vách ngăn được hình thành từ phía trong của màng nguyên sinh chất và tiến dần vào trong tạo ra vách ngăn không hoàn chỉnh, sau đó cuống sinh bào tử mới phân cắt thành các bào tử trần. - Thành tế bào và màng nguyên sinh chất đồng thời xuất hiện vách ngăn tiến dần vào phía bên trong và làm cho cuống sinh bào tử phân cắt tạo thành một chuỗi bào tử trần. 19 Mỗi cuống sinh bào tử thường có từ 30 – 100 bào tử, đôi khi có tới 200 bào tử. 3.Vai trò của xạ khuẩn: Xạ khuẩn là một trong những nhóm vi sinh vật đóng vai trò quan trọng trong tự nhiên. - Đặc điểm quan trọng bậc nhất của xạ khuẩn là khả năng hình thành chất kháng sinh, 70% xạ khuẩn được phân lập trong tự nhiên đều có khả năng sinh chất kháng sinh. Trong số 8.000 loại chất kháng sinh được phát hiện thì 80% là do xạ khuẩn sinh ra. Các chất kháng sinh do xạ khuẩn sinh ra như: streptomyxin, chloramphenicol, oreomyxin, teramyxin, tetraxyclin . - Xạ khuẩn có vai trò quan trọng trong quá trình hình thành đất và tạo ra độ phì của đất. - Xạ khuẩn tham gia tích cực vào sự chuyển hoá và phân giải nhiều chất hữu cơ phức tạp và bền vững như xenlulo, kitin, linhin . - Xạ khuẩn sinh ra nhiều chất hữu cơ quý giá như các vitamin nhóm B (B 1 , B 2 , B 6 , B 12 ), một số các axit hữu cơ như axit lactic, axit axetic và nhiều axit amin như axit glutamic, metionin, tryptophan, lizin. - Xạ khuẩn còn sinh ra nhiều enzim như proteinaza, amylaza, xenlulaza, kitinaza. - Một số còn có khả năng tạo thành những chất kích thích sinh trưởng thực vật. 4. Phân loại xạ khuẩn: Trước thế kỷ XIX người ta xếp xạ khuẩn vào nấm. Về sau người ta mới xếp chúng vào vi khuẩn thật vì xạ khuẩn có nhân nguyên thuỷ. Năm 1978 Gibbens và Murray chia các vi khuẩn nhân nguyên thuỷ thành 4 ngành: ngành Gracilicutes (gồm các vi khuẩn G - ), ngành Tenericutes (gồm xạ khuẩn và các vi khuẩn G + ), ngành Mendosicutes (gồm các vi khuẩn mà thành tế bào không chứa peptidoglican) và ngành Mollicutes (gồm các vi khuẩn chưa có thành tế bào). Năm 1977 và 1980 Woese và cộng sự chia vi khuẩn nhân nguyên thuỷ thành 2 giới: giới Vi khuẩn thật (Eubacteria) tương đương với 3 ngành Gracilicutes, Tenericutes và Mollicutes theo Gibbens và Murray, giới Vi khuẩn cổ (Archaebacteria) tương đương với ngành Mendosicutes. Theo hệ thống phân loại của Bergey (Bergey , s Manual of Systematic Bacteriology, 1994) thì xạ khuẩn có mặt trong tập 2 và tập 4. -Trong tập 2 có chi Mycobacterium (thuộc họ Mycobacteriaceae) và 9 chi thuộc Nocardioform actinomycetes ( Nocardia, Rhodococcus, Nocardioides, Pseudonocardia, Oerskovia, Saccharopolyspora, Micropolyspora, Promicromonospora, Intrasporangium). -Trong tập 4: + Thuộc về Nocardioform còn có Faenia, Actinopolyspora, Saccharomonospora, Amycolatopsis, Amycolata. 20 + Thuộc về các xạ khuẩn có bào tử túi nhiều múi có các chi Geodermatophilus, Dermatophilus, Frankia. + Thuộc về các xạ khuẩn di động có các chi Actinoplanes, Ampullariella, Pilimelia, Dactylosporangium, Micrromonospora. + Thuộc về Streptomycetes và các chi có liên quan gồm các chi Streptomyces, Streptoverticillium, Kineosporia, Micrrobispora, Micrrotetraspora, Planobispora, Planomonospora, Streptosporangium. + Thuộc về xạ khuẩn đơn bào ưa nhiệt và các chi có liên quan gồm các chi Thermonospora, Actinosynnema, Nocardiopsis, Streptoalloteichus. + Thuộc về xạ khuẩn ưa nhiệt có chi Thermoactinomyces. + Thuộc về các chi xạ khuản còn lại có Glycomyces, Kibdelosporangium, Kitasatosporia, Saccharothrix. Ngoài các chi nói trên còn phải kể thêm 2 chi xạ khuẩn do Lechevalier (1986) phát hiện là Amycolata, Amycolatopsis và 4 chi xạ khuẩn do các nhà khoa học Trung Quốc (Nguyễn Kế Sinh, 1990) phát hiện là Microstreptospora, Actinoalloteichus, Trichotomospora, Streptomycoides. III. Vi khuẩn lam (Cyanobacteria): Vi khuẩn lam trước đây thường được gọi là Tảo lam (Cyanophyta hay Blue algae) hay Tảo lam lục (Blue green algae). Thực ra đây là một nhóm vi sinh vật có nhân nguyên thuỷ thuộc vi khuẩn thật. Vi khuẩn lam không thể gọi là tảo vì chúng khác biệt rất lớn với tảo: không có lục lạp, không có nhân thật, có ribôxom 70S như ở vi khuẩn, thành tế bào có chứa glicopeptit (peptidoglican). Vi khuẩn lam phân bố rộng rãi trong tự nhiên, đa số sống trong nước ngọt, một số phân bố ở vùng nước mặn giàu chất hữu cơ hoặc trong nước lợ. Một số vi khuẩn lam sống cộng sinh (Anabaena azollae cộng sinh trong khoang khí dưới phiến lá bèo hoa dâu). Vi khuẩn lam có hình dạng và kích thước rất khác nhau, chúng có thể là đơn bào, tập đoàn hoặc là dạng sợi đa bào. Tế bào dinh dưỡng của vi khuẩn lam có thể có hình cầu, hình elip rộng, hình elip kéo dài, hình quả lê, hình trứng, hình thoi, hình ống. Có tế bào đường kính chỉ khoảng 1 µm, nhưng cũng có tế bào chiều ngang của sợi vượt quá 30 µm. Tế bào vi khuẩn lam gần với cấu tạo tế bào vi khuẩn G - . Thành tế bào khá dày phân thành 2 tầng, tầng ngoài là tầng lipopolisacarit, tầng trong là tầng glicopeptit. Nhiều vi khuẩn lam bên ngoài có vỏ nhầy cấu tạo từ polisaccarit. Bộ phận thực hiện quá trình quang hợp trong tế bào vi khuẩn lam được gọi là tilacoid (Thylakoids), chúng có số lượng nhiều, có dạng bản, xếp song song hay có dạng uốn khúc nằm ở gần màng tế bào chất. Chức năng hấp thụ ánh sáng là nhờ sắc tố phicoxianin màu lam và phicoeritrin màu đỏ. Các chất dự trữ gặp trong tế bào vi khuẩn lam là glicogen, volutin (poliphotphat), xianophixin. Trong tế bào vi khuẩn lam có những cơ quan khá đặc [...]... bào tử ngoại sinh, nghĩa là được sinh ra từ bên ngoài các tế bào sinh bào tử, một số được sinh ra bên trong các tế bào sinh bào tử (nội sinh) * Sinh sản hữu tính: nấm mốc có quá trình sinh sản hữu tính như ở các sinh vật bậc cao Sinh sản hữu tính của nấm mốc cũng bằng cách hình thành bào tử Tuỳ theo hình thức sinh sản mà chia ra 4 loại bào tử: - Bào tử noãn (oospore): noãn khí (cơ quan sinh sản hữu... tế bào mẹ do sự co nguyên sinh - Hạt sinh sản là một tế bào có màng nhầy, được tách ra từ sợi vi khuẩn lam và làm chức năng sinh sản IV Vi khuẩn nguyên thuỷ: Nhóm vi khuẩn nguyên thuỷ có kích thước rất nhỏ và có vị trí trung gian giữa vi khuẩn và virut 1 Micoplatma (Mycoplasma): là vi sinh vật chưa có thành tế bào cho nên dễ bị biến dạng, là loại vi sinh vật nhỏ nhất trong sinh giới có đời sống dinh... sinh năm 1910 trong khi nghiên cứu bệnh này, vì vậy để ghi nhớ công lao của nhà khoa học người ta đã đặt tên cho nhóm vi sinh vật này là Ricketxi Đây là nhóm vi sinh vật nhân nguyên thuỷ G-, chỉ tồn tại trong tế bào các vi sinh vật nhân thật Khác với Micoplasma, chúng đã có thành tế bào và không sống độc lập trong các môi trường nhân tạo - Tế bào có kích thước khá thay đổi, loại nhỏ nhất chỉ là 0,25 x... chúng là vi 22 nấm Vi nấm gồm tất cả các loài nấm men và các nấm sợi không sinh quả thể lớn (mũ nấm) 1 Nấm men (Levure, Yeast): Nấm men là nhóm vi sinh vật đơn bào, phân bố rộng rãi trong tự nhiên, đặc biệt là trong các môi trường có đường, pH thấp như: hoa quả, rau dưa, mật mía, rỉ đường, mật ong, trong đất ruộng mía, đất vườn cây ăn quả, trong đất có nhiều dầu mỏ a Hình dạng, kích thước và cấu tạo tế... bụi bẩn như máy ảnh, thấu kính, kính lúp, kính hiển vi, ống nhòm chúng vẫn có thể phát triển, sinh axít và làm mờ các vật liệu này a Hình thái, kích thước và cấu tạo của sợi nấm: Nấm mốc có cấu tạo sợi, phân nhánh, những sợi này sinh trưởng ở đỉnh và phát triển rất nhanh tạo thành một đám chằng chịt các sợi, từng sợi được gọi là khuẩn ty (hypha), còn cả đám sợi nấm thì được gọi là khuẩn ty thể hay hệ... khuẩn ty cơ chất (khuẩn ty dinh dưỡng) và khuẩn ty khí sinh (khuẩn ty sinh sản) Khuẩn ty của nấm mốc phân nhánh, chiều ngang của khuẩn ty khoảng 3 – 10 µm (tương tự như đường kính tế bào nấm men và lớn gấp 10 lần chiều ngang của xạ khuẩn) Tuỳ từng loài nấm mốc mà khuẩn ty có hình thái khác nhau như hình lò xo, hình xoắn ốc, hình cái vợt, hình sừng hươu, hình lược, hình lá dừa Một số loài nấm bậc thấp,... giới sinh vật (theo A.L Takhtadjan, 1974) hay 5 giới (theo R.H Whitaker, 1969) Có khoảng hơn 10 vạn loài nấm khác nhau, nấm là đối tượng nghiên cứu của ngành Nấm học (Mycology), 1 ngành khoa học độc lập với vi sinh vật học Tuy nhiên, có một số nhóm nấm có kích thước nhỏ bé, muốn nghiên cứu chúng phải sử dụng các phương pháp vi sinh vật học cho nên chúng được coi là đối tượng nghiên cứu của vi sinh vật. .. nhân Phần lớn các loài nấm mốc, khuẩn ty có vách ngăn nên cơ thể chúng có cấu tạo đa bào Cấu trúc sợi nấm mốc cũng tương tự như cấu trúc của tế bào nấm men Bên ngoài là thành tế bào, tiếp đến là màng nguyên sinh chất, bên trong là nguyên sinh chất với nhân phân hoá rõ rệt Một số nấm mốc thành tế bào đã có xenlulo b Sinh sản của nấm mốc: * Sinh sản vô tính: nấm mốc sinh sản vô tính bằng cách hình thành... thật, đã có sự phân hoá rõ rệt, có kết cấu hoàn chỉnh và ổn định Nhân thường có hình cầu, đôi khi kéo dài, có kích thước khoảng 2 – 3 µm b Sinh sản và các chu kỳ sống của nấm men: * Sinh sản vô tính: - Sinh sản bằng cách nảy chồi Đây là hình thức sinh sản phổ biến và đặc trưng của nấm men Khi trưởng thành, tế bào nấm men sẽ nảy ra một chồi nhỏ, các enzim thuỷ phân sẽ làm phân giải phần polisaccarit... 0,6 x 1,2 µm, loại lớn nhất đạt 0,8 x 2,0 µm - Tế bào có hình thái biến hoá, có thể có hình que, hình cầu, hình song cầu, hình sợi Trong tế bào chủ, Ricketxi thường tụ tập thành từng khối dày đặc - Sinh sản bằng cách phân cắt thành 2 phần bằng nhau - Dưới kính hiển vi điện tử, Ricketxi có thành tế bào, màng nguyên sinh chất và các thể trung tâm hình sợi gọi là chất nhân Ricketxi chứa khoảng 30% protein, . 11 BÀI 3. HÌNH THÁI VÀ CẤU TẠO CỦA CÁC NHÓM VI SINH VẬT Vi sinh vật gồm 2 nhóm:  Vi sinh vật nhân nguyên thuỷ (Procaryotes) gồm: - Vi khuẩn cổ (Archaebacteria) hiển vi, ống nhòm .chúng vẫn có thể phát triển, sinh axít và làm mờ các vật liệu này. a. Hình thái, kích thước và cấu tạo của sợi nấm: Nấm mốc có cấu tạo