Giáo trình sinh học đại cương part 1

Chia sẻ: Ashdkajd Daksdjk | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:12

3
638
lượt xem
200
download

Giáo trình sinh học đại cương part 1

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'giáo trình sinh học đại cương part 1', khoa học tự nhiên, công nghệ sinh học phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Giáo trình sinh học đại cương part 1

  1. SINH H C ð I CƯƠNG 2007 TRANG 1 GIÁO TRINH SINH H C ð I CƯƠNG 4 ðVHT M ðU Chương I SINH H C - KHOA H C V S S NG CÁC KHÁI NI M CƠ B N V SINH H C 1.1. Sinh h c có th nói ñó là khoa h c v s s ng. Trong sinh h c bao g m nhi u lĩnh v c nghiên c u như th c v t h c, ñ ng v t h c, vi sinh v t h c, t bào h c, sinh lý h c, di truy n h c, … S phát tri n ngày càng m nh c a ngành khoa h c này xu t hi n thêm nhi u b môn m i c a sinh h c như sinh h c phân t , công ngh gen, công ngh sinh h c, … Sinh h c t p h p nh ng ki n th c kh ng l v s s ng. Sinh h c ñ i cương cung c p cho sinh viên nh ng ki n th c v c u t o và ho t ñ ng c a t bào s ng. Là nh ng li n th c cơ s quan tr ng v s s ng, v c u t o t bào, v s phân chia t bào ñ t o nên m t th h m i, v quá trình chuy n hoá và tích lu năng lư ng cũng như cơ s khoa h c v các quá trình v n ñ ng sinh h c và quá trình ti n hoá. Sinh h c nghiên c u s ña d ng c a các cơ th s ng, c u t o ch c năng, ti n hoá, phát tri n cá th và nh ng m i tương quan v i môi trư ng chung quanh c a chúng [1]. Sinh h c là m t t p h p kh ng l v các h c thuy t v cơ th s ng. Trong ngành khoa h c này ngư i ta thư ng phân chia ra thành các lĩnh v c như th c v t h c, ñ ng v t h c, vi sinh v t h c - ñó là ki u phân chia theo ñ c ñi m loài c a sinh gi i, ngoài ra ñ nghiên c u v c u t o bên trong cơ th , ch c năng và s phát tri n, các nhà nghiên c u còn phân chia thành các b môn như gi i ph u h c, sinh lý h c, phôi sinh h c, di truy n h c, ... Tuy v y toàn b các sinh v t trên trái ñ t, dù là ñ ng v t, th c v t hay vi sinh v t thì m i cơ th ñ u ñư c t o thành t ñơn v c u t o c a s s ng ñó là t bào. T bào m i ñư c hình thành b ng cách phân chia t các t bào ban ñ u. Có nhi u lo i t bào, tuy nhiên các t bào ñ u có nh ng ñ c ñi m c u t o và thành ph n hoá h c cơ b n gi ng nhau như màng t bào, t bào ch t và các bào quan.
  2. SINH H C ð I CƯƠNG 2007 TRANG 2 Các sinh v t trên trái ñ t ñ u tuân theo các ñ nh lu t v t lý và hoá h c. M c dù các quá trình hoá h c x y ra trong cơ th s ng r t ph c t p tuy nhiên các k t qu nghiên c u ñ u ch ng minh r ng nhi u quá trình ph c t p x y ra trong t bào s ng cũng có th th c hi n ñư c bên ngoài cơ th trong nh ng ñi u ki n thích h p. ði u ñó kh ng ñ nh r ng khi con ngư i hi u bi t m t cách ñ y ñ v các h th ng s ng và cách v n hành c a chúng thì con ngư i có th tái t o ñư c s s ng t v t li u không s ng. T bào làm nhi m v chuy n hoá năng lư ng, chúng bi n ñ i năng lư ng hoá h c c a th c ăn thành năng lư ng có th s d ng cho ho t ñ ng s ng c a cơ th . Ch có cây xanh có ch a di p l c là có th thu năng lư ng ánh sáng, chúng s d ng năng lư ng m t tr i cùng v i các ch t vô cơ như nư c, khí CO2 t ng h p nên h p ch t h u cơ như ñư ng, tinh b t, xenlulo, … thông qua quá trình quang h p. Cây xanh là nh ng sinh v t t dư ng có kh năng chuy n năng lư ng ánh sáng thành năng lư ng hoá h c tích lu trong các h p ch t h u cơ. T t c các sinh v t di dư ng khác như ñ ng v t, vi sinh v t s d ng các ch t h u cơ do cây xanh t ng h p làm ngu n thúc ăn và t bào làm nhi m v bi n ñ i năng lư ng hoá h c có m t trong th c ph m thành các d ng năng lư ng c n thi t cho cơ th s ng. ð ng v t, th c v t và vi sinh v t, m i lo i có nh ng ñ c ñi m khác bi t v c u t o c a cơ th s ng tuy nhiên trong c u t o t bào gi a chúng cũng có nhi u ñi m chung gi ng nhau, ñôi khi khó có th tách bi t ñư c, c v c u t o và ch c năng. S ti n hoá c a các sinh v t trên trái ñ t như th nào cũng là m t trong nh ng nhi m v nghiên c u c a sinh h c. Nhi u nhà nghiên c u tri t h c và t nhiên ñã nêu ra các quan ni m v s ti n hoá c a sinh v t, nhưng ch sau khi S. Darwin xu t b n cu n sách "Ngu n g c các loài b ng con ñư ng ch n l c t nhiên" vào năm 1859 thì h c thuy t ti n hoá m i ñư c chú ý t i. Trong quy n sách này Darwin ñã gi i thích v s ti n hoá c a các loài thông qua ch n l c t nhiên. M t khái ni m quan tr ng ñó là s tương quan gi a cơ th s ng và môi trư ng xung quanh. T nh ng nghiên c u t m v các qu n xã th c v t, ñ ng v t trên trái ñ t ngư i ta ñã rút ra ñư c r ng các cơ th s ng phân b mt vùng nh t ñ nh ñ u n m trong m i tương quan ch t ch l n nhau và v i môi trư ng chung quanh. Khái quát này cho th y các d ng các d ng ñ ng v t và th c v t khác nhau không phân b trên trái ñ t m t cách ng u nhiên mà
  3. SINH H C ð I CƯƠNG 2007 TRANG 3 chúng có tác ñ ng qua l i v i nhau và v i môi trư ng s ng bên ngoài. Gi a sinh v t s ng và môi trư ng s ng luôn có m i quan h kh n khít v i nhau. Vì th nên khi ta nghiên c u m t cơ th s ng m t nơi nào ñó thì chúng ta ph i quan tâm ñ n môi trư ng s ng ñó và phân tích m i quan h qua l i gi a chúng. Nghiên c u v m i quan quan h qua l i gi a môi trư ng và cơ th s ng là ñ c bi t quan tr ng. Con ngư i cũng có m t v trí quan tr ng trong th gi i sinh v t, vai trò c a con ngư i trong quá trình ch n l c nhân t o, góp ph n ñ nh hư ng s phát tri n c a m t s loài, vì v y nên chúng ta nên quan tâm ñ n vai trò c a con ngư i trong s phát tri n c a sinh h c, ñ c bi t là hi n nay v i s hi u bi t sâu s c v di truy n h c con ngư i ñã t o ra nhi u lo i sinh v t có nh ng tính ch t m i mà thiên nhiên chưa có. L CH S PHÁT TRI N C A SINH H C 1.2. Sinh h c là m t ngành khoa h c xu t hi n r t s m, t th i c xưa con ngư i ñã có th xác ñ nh ñư c loài ñ ng v t nào có th ăn ñư c, loài nào nguy hi m cho con ngư i. ð i v i th c v t cũng v y, con ngư i ñã tìm nh ng cây thu c ñ ch a b nh. Aristos (384-322 trư c công nguyên) là m t trong nh ng nhà tri t h c Hy l p vĩ ñ i nh t. Trong cu n sách "Historia animalium" ñã mô t nhi u loài ñ ng v t, ông ñã nghiên c u khá t m v s phát tri n c a m t s loài như s phát tri n c a gà con, s sinh s n c a cá m p, c a ong. Nhìn chung sinh h c mô t chi m ưu th trong th i gian phát tri n ban ñ u. Các nhà nghiên c u v ñ ng, th c v t h c thì mô t các loài, Các nhà gi i ph u h c thì mô t c u t o c a các cơ quan trong cơ th ... M t s nét cơ b n v s phát tri n c a sinh h c có th mô t như sau: - Giai ño n trư c th k 17, quan ni m các t bào s ng ñư c hình thành b ng con ñư ng t sinh. Năm 1680 Redi ñã ñánh ñ quan ni m trên b ng m t thí nghi m ñơn gi n sau ñây: Ông ñã dùng 3 cái bình sau ñó cho th t vào, bình th nh t ông ñ h , bình th hai ông dùng v i màng m ng b t l i, còn bình th ba ông dùng mi ng da thu c b t ch t l i. Sau khi ñ m t th i gian th t trong c ba bình ñ u b th i nhưng dòi ch xu t hi n trong th t bình ñ h , bình th hai thì có xu t hi n m t ít dòi phía trên v i màng b t, nhưng th t ñ trong bình th hai và bình th 3 thì không có dòi. Như v y Redi ñã ch ng minh r ng "con dòi" không th t sinh ra trong th t th i ñư c mà chúng ñã n ra t tr ng c a do ru i ñ ra trên th t. Sau này L. Pasteur cũng
  4. SINH H C ð I CƯƠNG 2007 TRANG 4 b ng m t thí nghi m ñơn gi n ñã ch ng minh r ng các vi sinh v t cũng không th xu t hi n ñư c b ng con ñư ng t sinh t v t ch t không s ng. Ông dùng hai bình c u tròn có c , rót vào hai bình môi trư ng dinh dư ng, bình th nh t c th ng h , bình th hai ông kéo cong c bình thành hình ch S. Môi trư ng dinh dư ng trong hai bình ñư c ñun sôi ñ di t các vi sinh v t có m t trong ñó. Sau khi ñ m t th i gian th y r ng trong bình c th ng xu t hi n các vi sinh v t, nh ng vi sinh v t này rơi t bên ngoài vào, trong khi ñó bình có c hình ch S không xu t hi n vi sinh v t, m t dù môi trư ng dinh dư ng cũng không tách bi t v i không khí bên ngoài nhưng chúng không xâm nh p dư c là do chúng b gi l i ng cong. Ti p theo Pasteur cũng c ng minh r ng n u b gãy ng cong thì vi khu n nhanh chóng xu t hi n còn n u gi nguyên thì có th ñ lâu dài mà không có vi khu n. Qua ñó cho th y các vi khu n không xu t hi n b ng con ñư ng t sinh mà chúng có trong không khí và rơi vào môi trư ng dinh dư ng cùng v i các h t b i. A B C Hình 1-1: Các thí nghi m c a Pasteur Chúng ta ñ u bi t r ng hi n nay không có s t sinh c a s s ng, nhưng ch c ch n r ng hi n tư ng t sinh ñã di n ra hàng t năm trư c ñây khi s s ng xu t hi n l n ñ u tiên trên hành tinh chúng ta. Cùng v i s phát tri n c a v t lý h c kính hi n vi ñư c sáng ch và hoàn thi n, cho phép các nhà sinh h c quan sát ñư c nh ng v t th nh , phát hi n t bào, vi khu n, virus, ... Trong th k 19 sinh h c t bào phát tri n m t cách m nh m nh kính hi n vi ngày m t hoàn thi n v i ñ phóng ñ i ngày càng cao. Năm 1833, Brao ñã mô t nhân c a t bào th c v t. Năm 1880,
  5. SINH H C ð I CƯƠNG 2007 TRANG 5 Flemin ñã mô t nhi m s c th . Nh ng phát hi n này là n n móng cho các nghiên c u phát hi n ra các giai ño n c a quá trình phân bào nguyên phân và ti p theo là gi m phân. Các lĩnh v c khác như th c v t h c, ñ ng v t h c, phôi sinh h c, vi sinh v t h c cũng phát tri n m nh m trong giai ño n này. S phát tri n m nh m c a v t lý, hoá h c, toán h c ñã t o ñi u ki n thu n l i cho các nhà nghiên c u sinh h c. Trong th k 20, sinh h c ñã phát tri n v i m t nh p ñi u phi thư ng, v i nhi u phát minh quan tr ng như c u t o c a protein, axit nucleic. M t s ngành sinh h c m i như di truy n h c, công ngh sinh h c xu t hi n. CÁC NG D NG TH C TI N C A SINH H C 1.3. Ngày nay, nh ng k t qu nghiên c u và lý lu n sinh h c ñã ñư c ng d ng vào nhi u lĩnh v c như y, dư c, nông nghi p, công nghi p th c ph m, b o v môi trư ng, ... Ngành công ngh sinh h c ñóng vai trò quan tr ng trong nghiên c u ng d ng ti n b sinh h c trong ñ i s ng và phát tri n kinh t. ng d ng trong nông nghi p 1.3.1. S d ng các ki n th c sinh h c v c u t o t bào, sinh lý th c v t, di truy n, ... ngày nay, con ngư i ñã t o ra ñư c nhi u gi ng m i, xây d ng các phương pháp ch n gi ng cây tr ng v t nuôi: nh v y mà ñã tăng năng xu t cây tr ng, t o ra nh ng s n ph m m i góp ph n phát tri n kinh t . ng d ng trong s n xu t 1.3.2. M t s ch t h u cơ như axit xitric, axit axetic, axit glutamic và m t s vitamin ñã ñư c s n xu t b ng con ñư ng sinh h c thông qua s d ng các ch ng vi sinh v t có kh năng lên men. ng d ng trong y, dư c 1.3.3. Kháng sinh ñ ch a b nh hoàn toàn ñư c s n xu t b ng con ñư ng sinh h c. Nh ng hi u bi t v c u t o và sinh lý c a con ngư i ñã giúp các bác sĩ chu n ñoán b nh cho b nh nhân và ch a b nh. ng d ng có giá tr ñ u tiên c a sinh h c trong y t là tiêm vacine - k t qu nghiên c u c a Pasteur. Ngày nay, vi c chu n ñoán b nh thông qua s d ng k thu t ADN cho k t qu r t ñáng tin c y. Vi c s d ng công ngh gen trong y h c m ra m t kh năng ch a b nh b ng li u pháp gen, nghĩa là s a ch a nh ng gen b hư gây b nh thành gen lành.
  6. SINH H C ð I CƯƠNG 2007 TRANG 6 ng d ng trong công ngh th c ph m 1.3.4. Nh ng nghiên c u v hoàn thi n các qui trình lên men d a vào vi c s d ng các ch ng m i, ch n l c b ng con ñư ng sinh h c giúp tăng năng su t và hoàn thi n s n ph m ñư c th c hi n trong s n xu t th c ph m, ñ c bi t là s n xu t các s n ph m s a lên men như fomat, s a chua. Trư c 1950 tinh b t ñư c thu phân ch y u b ng axit, nhưng hi n nay ch y u ñư c thu phân b ng enzyme. Trong công ngh s n xu t rư u, c n và nư c u ng lên men hi n nay cũng ngày càng hoàn thi n v i vi c s d ng các gi ng m i có năng su t cao và hoàn thi n qui trình. Nh nh ng k t qu nghiên c u ch n gi ng có hi u qu lên men cao b ng các con ñư ng sinh h c ñã giúp các nhà s n xu t th c ph m t o ra các s n ph m có năng su t và ch t lư ng cao.
  7. SINH H C ð I CƯƠNG 2007 TRANG 7 Chương II SINH H C T BÀO Sinh h c là m t t p h p kh ng l các s ki n và lý lu n (h c thuy t) v các cơ th s ng. ð s p x p kh i tài li u kh ng l y, thư ng ngư i ta tách bi t s nghiên c u th c v t (th c v t h c) v i s nghiên c u ñ ng v t (ñ ng v t h c), tách bi t s nghiên c u c u trúc c a cơ th (hình thái h c ho c gi i ph u h c) v i s nghiên c u ch c năng c a cơ th (sinh lý h c). T t c s s p x p và phân chia như v y ñ u là tương ñ i - b i vì, m c dù có nh ng s khác bi t gi a chúng, v n có r t nhi u nh ng cái chung ñôi khi không th nào tách bi t, như khi nghiên c u ch c năng c a m t cơ quan nào ñó ñi u c n thi t là ph i bi t c u trúc c a cơ quan ñó. Vì th , có l t t hơn c là phân chia sinh h c phù h p v i m c ñ khác nhau c a t ch c sinh v t. S sáng ch ra kính hi n vi và vi c áp d ng nó vào ñ u th k th 17 ñ nghiên c u các cơ th s ng ñã t o ra m nh ñ t cho vi c xu t hi n h c thuy t t bào - h c thuy t do Matriaxa Slâyñen và Teodo Soan ñ xư ng vào năm 1838. H c thuy t này phát tri n m t cách m nh m v i s hoàn thi n c a kính hi n vi. T bào là m t ñơn v cơ b n v c u trúc và ch c năng c a v t ch t s ng. S hoàn thi n kính hi n vi và s phát minh kính hi n vi ñi n t t o ñi u ki n cho vi c phát hi n ra nh ng t ch c m i - t ch c dư i t bào như riboxom, mitochondri và các bào quan khác c a bào ch t. Nh có kính hi n vi ñi n t , cùng v i vi c phân tích các c u trúc b ng tia Rơngen, b ng c ng hư ng ñi n t h t nhân, ... cho phép thu nh n ñư c ngày càng rõ hơn v hình d ng các phân t c u t o nên cơ th s ng, k t h p chúng l i thành nh ng h p ph n c u trúc l n hơn, ví d như màng. S phát tri n m t cách nhanh chóng các phương pháp hóa h c và v t lý cho phép xác ñ nh trình t s p x p các axit amin trong protein, các nucleotit trong ADN và ARN, ... Ngày nay sinh h c phân t ñã làm sáng t nh ng bi n ñ i v t ch t và bi n ñ i năng lư ng - là nh ng bi n ñ i ñ c trưng cho các hi n tư ng s ng. Trong chương này chúng ta s ñi sâu nghiên c u v c u trúc t bào qua c u trúc c a m t lo i ñơn bào là vi khu n, s sinh s n và phát tri n c a chúng, s quan h qua l i gi a t bào s ng và môi trư ng xung quanh. 2.1. C U TRÚC T BÀO
  8. SINH H C ð I CƯƠNG 2007 TRANG 8 ð i cương v t bào 2.1.1. Ngư i ta thư ng ñ nh nghĩa sinh h c là "khoa h c v cơ th s ng" nhưng trư c h t chúng ta c n phân bi t cái "s ng" và cái "không s ng". R t d dàng th y r ng, con ngư i, cây tre, b i h ng, con giun, con cá, ... là nh ng v t s ng - còn t ng ñá, hòn s i là v t không s ng. H u h t t t c các cơ th ñ u c u t o t nh ng ñơn v riêng bi t g i là t bào. T bào là m t ñơn v cơ b n v c u trúc và ch c năng c a v t ch t s ng. M i m t t bào là m t ñơn v ñ c l p, còn nh ng quá trình di n ra trong cơ th là m t s t h p các ch c năng ñư c ñi u ch nh c a các t bào. Các t bào có th r t khác nhau v kích thư c, hình d ng và ch c năng. Cơ th c a m t s ñ ng v t nh nh t ch g m m t t bào. Các cơ th khác ví d con ngư i ñư c c u t o t nhi u t t bào liên k t l i v i nhau. các th c v t và ñ ng v t khác nhau và các cơ quan khác nhau c a cùng m t ñ ng v t hay th c v t, các t bào ña d ng v kích thư c, hình d ng, màu s c và v c u t o bên trong. Ví d như cây xanh, t bào r cây hoàn toàn khác v i t bào c a lá, t bào r không có màu xanh vì nó không ch a các h t s c t như di p l c - còn t bào lá, ngư c l i, ch a các h t s c t ñ c bi t là di p l c ñ làm nhi m v quang h p t o nên các ch t h u cơ ñ nuôi cây; hay cơ th ngư i t bào gan khác v i t bào c a cơ b p và khác v i t bào c a m t, ... B i vì, ñ i v i các cơ th s ng ña bào như cây xanh, con ngư i, ... thì các t bào m i cơ quan có nhi m v và ch c năng khác nhau nên v ñ c ñi m câú t o có nh ng ñi m không gi ng nhau. Tuy v y, t t c các t bào ñ u có m t s các ñ c ñi m chung gi ng nhau như: m i t bào ñ u có màng t bào (là b ph n ti p xúc v i môi trư ng s ng xung quanh), bên trong màng t bào là ch t nguyên sinh, nhân t bào và các bào quan khác nhau như ti th , m ng lư i n i ch t, ph c h Gongi, lizoxom, trung th , ... D a vào m c ñ t ch c c a t bào - ñ c bi t là nhân, ngư i ta phân bi t hai lo i sinh v t: - Prokaryot - g m vi khu n, vi rut (nhân sơ), - Eukaryot - g m n m men, n m m c, các lo i t o và t t c các sinh v t ña bào b c cao (nhân chu n). C u trúc c a các t bào ñơn gi n (prokaryot) 2.1.2. ð c ñi m chính ñ phân bi t các t bào prokaryot là chúng chưa có màng nhân rõ ràng ngăn cách v i t bào ch t, v trí mà ñó, ñ nh v nhi m
  9. SINH H C ð I CƯƠNG 2007 TRANG 9 s c th (ADN) ngư i ta g i là th nhân, t bào vi khu n thư ng có m t nhi m s c th chính. 2.1.2.1. T bào vi khu n Theo ñ c ñi m hình thái thì nhóm vi khu n có ba lo i là c u khu n, tr c khu n và xo n khu n. Trong ph m vi c a giáo trình này chúng ta ch ñi sâu nghiên c u c u trúc c a t bào vi khu n như m t ví d tiêu bi u, ñ i di n cho ki u t bào nhân sơ (prokaryot). Ngư i ta có th tìm th y vi khu n kh p m i nơi trên trái ñ t, ngay c chi u sâu 5m trong ñ t, trong nư c, trong không khí, ... Vi c phân bi t ra hai lo i vi khu n gram dương và vi khu n gram âm ñư c ñ xu t t năm 1884 b i nhà vi khu n h c ðan m ch Christian Gram. Mu n nhu m gram trư c h t ngư i ta nhu m tiêu b n vi khu n b ng tím k t tinh (Cristal Voilet), sau ñó x lý b ng h n h p I2 -KI, r i t y màu b ng c n ho c axeton. Cu i cùng nhu m l i b ng Fuchsin hay Salranin. Vi khu n ñư c g i là gram dương n u không b t y m t màu b ng c n ho c axeton (màu tím). Vi khu n ñư c coi là gram âm n u khi t y b m t màu c a thu c nhu m th nh t và sau ñó b t màu c a thu c nhu m th hai (màu h ng). Ch m t s ít loài vi khu n là không cho ph n ng màu n ñ nh khi nhu m gram. Vi khu n gram âm và gram dương có nhi u ñ c ñi m khác nhau: 1,- Kích thư c T bào vi khu n r t nh bé, chi u dài thư ng nh hơn 1 t i 10 micron, chi u r ng t 0,2 ñ n 1 micron. Ph n l n vi khu n có d ng ñơn bào, nhưng m t s loài các t bào có th k t v i nhau thành chu i. 2,- Vách t bào T bào vi khu n ñư c bao b c b i m t l p v nh y (capsule), dư i l p v nh y là l p thành t bào (cell wall), hay còn g i là màng t bào, l p trong cùng, ti p xúc v i t bào ch t là màng nguyên sinh ch t (cytoplasmic membrane). - L p v nh y có chi u dày thay ñ i, v i chi u dày l n hơn 0,2 micron thì có th nhìn th y dư i kính hi n vi, còn n u nh hơn 0,2 micron thì không th y ñư c dư i kính hi n vi thư ng mà ch th y dư i kính hi n vi ñi n t . Chi u dày c a l p v nh y thay ñ i ph thu c vào ñi u ki n môi trư ng s ng và ph thu c vào ch ng lo i. Ví d như vi khu n Azotobacter chroococcum khi nuôi c y trên môi trư ng ch a nhi u nitơ thì l p v nh y m ng còn nuôi c y trên môi trư ng ch a ít nitơ thì l p v nh y dày. Có vi khu n (tr c khu n
  10. SINH H C ð I CƯƠNG 2007 TRANG 10 than) ch hình thành v nh y sau khi ñã xâm nh p vào cơ th ngư i và ñ ng v t, ... V nh y có tác d ng góp ph n b o v t bào vi khu n - ví d : ph c u khu n (Streptococcus pneumoniae) khi có v nh y s tránh ñư c tác d ng th c bào c a b ch c u do ñó có kh năng gây b nh, còn khi m t kh năng hình thành v nh y thi s nhanh chóng b b ch c u tiêu di t. V nh y còn là nơi tích lũy ch t dinh dư ng, trong trư ng h p ngoài môi trư ng c n ki t ch t dinh dư ng thì vi khu n s d ng v nh y thay cho ngu n dinh dư ng và vì v y v nh y b tiêu bi n d n ñi. Vi khu n có v nh y s t o thành nh ng khu n l c trơn, ư t, bóng. Lo i không có v nh y thì khu n l c xù xì, khô, còn nh ng vi khu n có l p d ch nh y r t dày thì khu n l c s nh y nh t. Thành ph n hóa h c c a v nh y là nư c và polysaccharid, nư c chi m m t t l cao, có th lên t i trên 90%. Thành ph n và c u t o c a polysaccharid thay ñ i theo t ng ch ng lo i vi khu n và ph thu c vào ñi u ki n dinh dư ng c a chúng. Polysaccharid có th là homo- hay heteropolysaccharid ch y u là glucan, mannan, phân t có phân nhánh ch a ch y u các liên k t (có th α , β) 1-3 , 1-4 , 1-6. nhi u vi khu n gây b nh, tính ch t c a các thành ph n polysaccharid khác nhau trong v nh y có liên quan tr c ti p ñ i v i tính kháng nguyên và tính gây b nh c a chúng. - Thành t bào: Thành t bào vi khu n có kích thư c khác nhau tùy ch ng lo i. Nói chung vi khu n gram dương có thành t bào d y hơn vi khu n gram âm. Thành t bào có tác d ng bao b c, che ch cho t bào vi khu n và làm cho vi khu n có nh ng hình d ng nh t ñ nh. Thành ph n c u t o c a thành t bào g m: Glycopeptit (hàm lư ng c a nó bi n ñ i trong m t ph m vi r ng t trên 90% m t s vi khu n gram dương ñ n 5÷10% m t s vi khu n gram âm) - ñ c bi t, thành t bào vi khu n gram dương có axit teichoic (teichos nghĩa là màng). Axit teichoic ñư c liên k t v i glycopeptit nh liên k t phosphodiester gi a g c phosphat c a axit v i g c axit muramic c a glycopeptit. Màng t bào còn có phospholipit. Thành t bào vi khu n gram âm thành phân hóa h c ph c t p hơn. Chúng ch a ít glycopeptit nhưng nhi u lipit hơn và khi th y phân thì thu ñư c ñ các lo i axit amin có trong thành ph n protein. - Màng nguyên sinh ch t (cytoplasmic membrane) hay còn g i là màng nguyên sinh ch t - Màng nguyên sinh ch t ñ m nhi m b n ch c năng sau: • Duy trì áp su t th m th u c a t bào,
  11. SINH H C ð I CƯƠNG 2007 TRANG 11 • ð m b o s v n chuy n các ch t dinh dư ng cho t bào và ñào th i các s n ph m trao ñ i ch t ra ngoài t bào, • Là nơi x y ra các quá trình t ng h p m t s thành ph n c a t bào, nh t là các thành ph n c a thành t bào và v nh y, • Là nơi ch a các enzyme ñ m b o cho quá trình v n chuy n và t ng h p. 3,- Các t ch c bên trong t bào Phía trong màng là t bào ch t - là thành ph n chính c a t bào vi khu n. ðó là m t kh i ch t keo bán l ng, ch a t 80 ñ n 90% nư c. Thành ph n h u cơ c a t bào ch t ch y u là lipoprotein. ð nh t c a t bào ch t vi khu n cũng thay ñ i tùy thu c vào ñi u ki n bên trong và bên ngoài t bào. Khi tăng nhi t ñ ho c khi nâng cao n ng ñ các ion Ca+2 ; Mg+2 ; Al+3 trong môi trư ng có th làm tăng ñ nh t c a t bào ch t. Khi còn non, t bào ch t có c u t o ñ ng nh t, b t màu gi ng nhau khi nhu m màu. Khi già, do xu t hi n không bào và các th n nh p (th vùi, granula inclusion) mà t bào ch t tr nên có d ng l n nh n, b t màu không ñ ng d u. Trong t bào ch t c a các vi khu n trư ng thành, ngư i ta quan sát th y có nhi u cơ quan con khác nhau như: riboxom, mezoxom, không bào, các h t s c t ( m t s vi khu n), các h t d tr n i bào và các c u trúc c a nhân. Khác v i t bào các sinh v t b c cao ch là không có ti th và m ng lư i n i ch t. - Riboxom: Thành ph n hóa h c c a riboxom tương t như các sinh v t khác. Riboxom c a vi khu n có ch a kho ng 40÷60% ARN và ph n còn l i là protein và m t ph n nh lipit và các enzyme như ribonucleaza. Trong t bào vi khu n ph n l n riboxom n m t do trong t bào ch t, còn m t ph n nh bám trên màng nguyên sinh ch t (trong t bào ñ ng th c v t, riboxom thư ng liên k t v i m ng lư i n i ch t). Riboxom t n t i dư i d ng nh ng h t g m hai ti u th dư i ñơn v có kích thư c khác nhau. Ti u th l n c a riboxom có h ng s l ng là 50S (S là ñơn v Svedberg, 1S = 10 -12 cm/giây) còn ti u th nh có h ng s l ng là 30S. Riboxom g m c hai ti u th có h ng s l ng là 70S, còn khi hai riboxom dính li n nhau (g m 4 ti u th ) thì có h ng s l ng là 100S. M i t bào vi khu n có trên 1.000 riboxom. Trong m i t bào vi khu n ñang phát tri n m nh m có th có ñ n 15.000 riboxom. Riboxom là trung tâm t ng h p protein c a t bào. Nhưng không ph i m i riboxom ñ u có kh năng t ng h p protein như nhau. Trong t bào ch kho ng 5÷10% riboxom trên toàn b riboxom c a t bào là tr c ti p tham gia t ng h p protein (riboxom ho t ñ ng).
  12. SINH H C ð I CƯƠNG 2007 TRANG 12 - Mezoxom: Là th hình c u, n m vách ngăn ngang và ch xu t hi n vi khu n khi phân chia t bào. Mezoxom có vai trò quan tr ng trong quá trình phân chia t bào. - Các h t d tr n i bào: Trong t bào vi khu n thư ng g p m t s h t có hình d ng và kích thư c không gi ng nhau. Các h t này ñ i v i chúng như là các h t d tr , vì các h t này thư ng hình thành khi môi trư ng dinh dư ng d i dào, t bào t ng h p th a các ch t h u cơ. Ngư c l i các h t này ñư c s d ng khi ngu n dinh dư ng thi u. Các h t thư ng g p là: • Hydrat carbon (h t tinh b t, glycogen) - khi tác d ng v i iot thì cho màu xanh, ñ ho c nâu, • Gi t m : m t s vi khu n có kh năng tích lũy các gi t m trong t bào. Các gi t m này xu t hi n nhi u khi nuôi c y vi khu n trên môi trư ng ch a nhi u ñư ng, glixerin hay các h p ch t carbon d ñ ng hóa, • Gi t lưu huỳnh: lo i này thư ng có trong các t bào vi khu n ch a lưu huỳnh. Nh ng gi t lưu huỳnh ñư c vi khu n lưu huỳnh s d ng làm ngu n năng lư ng khi ñã s d ng h t H2S trong môi trư ng xung quanh (vì khi oxy hóa, H2S s gi i phóng năng lư ng). • Volutin: tr m t s lo i vi khu n (như Mycobacterium) là thư ng xuyên ch a h t volutin trong t bào giai ño n sinh trư ng cu i còn nói chung, vi khu n ch tích lũy volutin trong ñi u ki n dinh dư ng b t thư ng. Thành ph n c a h t volutin g m có lipoprotein, ARN, polyphosphat và ion magie. Ngoài các h t k trên trong t bào c a m t s vi khu n còn có "tinh th gi t côn trùng". 4,- Nhân Nhân c a t bào vi khu n không phân hóa thành kh i rõ r t như các t bào b c cao. Ngày nay s hi u bi t v nhân vi khu n g n li n v i nh ng thành t u khoa h c trong lĩnh v c di truy n, và kính hi n vi ñi n t . Ngư i ta ñã xác ñ nh r ng c u trúc ch a ADN c a vi khu n chưa ph i là nhân th t s mà là th nhân. Th nhân ñư c coi như nhi m s c th c u t o b i s i ADN xo n kép r t dài. Nhi m s c th c a vi khu n có d ng hình tròn. c u khu n thư ng có m t nhân còn tr c khu n có th có hai hay nhi u th nhân. Th nhân vi khu n khác v i nhân th t ch chưa có màng nhân, th nhân c a vi khu n ti p xúc tr c ti p v i t bào ch t. Nhi m s c th ñ m nh n m i ch c
Đồng bộ tài khoản