1
1
Chương II
ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI -CẤU TẠO – SINH
SẢN CỦA VI SINH VẬT
Nội dung chương
2.1. Đặc điểm hình thái, cấu tạo, sinh sản và vai trò của
nhóm nhân sơ Prokaryot:
- Vi khuẩn
- Vi khuẩn lam
-Xạ khuẩn
2.2. Đặc điểm hình thái, cấu tạo, sinh sản và vai trò của
nhóm nhân thật Eukaryot:
-Nấm men
-Nấm mốc
- Vi tảo
2.3. Đặc điểm hình thái, cấu tạo, sinh sản, vai trò của Virus
(không có cấu tạo tế bào) 2
3
2.1. NHÓM NHÂN SƠ
2.1.1. VI KHUẨN
- Là những vsv đơn bào,nhân chưa hoàn chỉnh, sinh sản theo
phương pháp trực phân.
-Thuộc nhóm nhân sơ Prokaryot.
Các nhóm vi khuẩn khác nhau được phân biệt dựa trên một số
tiêu chí sau:
-Hình thái, cách thức sắp xếp ; Tính chất bắt màu khi nhuộm
-Nhu cầu dinh dưỡng; Đặc tính sinh hóa
-Nguồn năng lượng sử dụng
4
2.1.1.1. Hình thái, kích thước của vi khuẩn
Các nhóm hình thái chính:
- Hình cầu (cocci)
- Hình gậy, que (bacilli)
- Hình xoắn (spirilli)
-Cầu trực khuẩn
-Dấu phẩy
5
Đọc thêm: Có vi khuẩn hình vuông (Square
bacteria) hay không?
•Phân lập được tại hồ muối
gần biển Đỏ vào năm 1980
Số lượng đông
đảonguyên nhân đã gây
ra màu đỏ của hồ.
•Cấu tạo tế bào như những
vi khuẩn khác nhưng rất
thích sự khắc nghiệt
(extremophile)thích ứng
để sống trong nước muối
bão hòa
•Thuộc nhóm Archaea (cổ
khuẩn)6
a. Cầu khuẩn (cocci)
• Hình cầu hoặc dạng
cầu, kích thước từ 0,5-
1m.
•Tuỳ theo vị trí của mặt
phẳng cắt hoặc đặc
tính rời nhau hoặc
dính nhau sau khi
phân cắt mà tạo thành
các giống khác nhau:
2
7 8
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:
9
Một số giống điển hình:
Bacillus (Bac): Gram dương, hiếu khí/yếm khí tuỳ tiện, sinh nha
bào có kích thước nhỏ hơn tế bào sinh dưỡng (trực khuẩn nhiệt
thán Bac.anthracis)
Bacterium (Bact): Gram âm, sống hiếu khí tuỳ tiện, không có nha
bào, thường có lông (trực khuẩn đường ruột E. coli, Salmonella,
Shigella…)
Clostridium (Cl): Gram dương, sống kị
khí tuyệt đối, có nha bào và nha bào có
kích thước lớn hơn kích thước TB
biến đổi hình dạng TB (hình thoi, hình
dùi trống, hình cái vợt...)
Đại diện: Clostridium perfringens, Cl.
botulinium, Cl. tetani… 10
c. Xoắn khuẩn
Là nhóm vi khuẩn có từ hai vòng xoắn trở lên, kích
thước 0,5-3 m x 5-40 m, nhuộm màu Gram âm.
Khó bắt màu khi nhuộm Gram vì vậy thường dùng phương
pháp Fantana-Tribondeau hay Warthin-Starry silver stain.
–Brachyspira, Leptospira
11
Cầu trực khuẩn
Là dạng trung gian giữa cầu
khuẩn và trực khuẩn, kich
thước 0,25-2,3m x 0,4-1,5m,
một số bắt màu ởhai đầu (vi
khuẩn lưỡng cực)–Brucella,
Pasteurella…
Pasteurella multocida
Phẩy khuẩn
Là nhóm có dạng uốn cong như dấu
phẩy, lưỡi liềm, có tiêm mao.
Phần lớn sống hoại sinh một số ít
gây bệnh như phẩy khuẩn tả -
Vibrio cholerae
Vibrio cholerae
12
2.1.1.2. Cấu tạo tế bào vi khuẩn
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 còn có một số bộ phận cấu tạo
đặc biệt khác:
-Giáp mô/Vỏ nhầy (capsule)
-Nội bào tử (endospore)
-Lông (Tiên mao-Flagella, khuẩn mao- Pili)
3
13
Cấu trúc tế bào vi khuẩn
14
a. Màng (thành/vách) tế bào
Màng tế bào bọc quanh vi khuẩn;nằm bên ngoài màng
nguyên sinh chất;chiếm 10-40% trọng lượng khô TB
Độ dày màng tế bào vi khuẩn gram âm là 10nm, của vi
khuẩn gram dương là 14-18nm
Thành phần cấu tạo của màng tế bào vi khuẩn khác nhau
ởvk Gram dương và vk Gram âm
15
Vi khuẩn gram dương
Peptidoglycan (hay Murein)
chiếm 95% trọng lượng khô
màng tế bào.
Cấu trúc PG gồm 3 thành
phần:
N-acetyl-glucosamine,
N-acetyl-muramic và
galactosamine
axit teichoic gắn với PG hay
màng tế bào
protein màng: chức năng
vận chuyển
Vi khuẩn gram âm:
PG chiếm 5-10% trọng lượng
khô của màng
Lipopolysaccharit (LPS) chiếm
1-50% trọng lượng khô của
màng. Phần lipid của LPS là nội
độc tố của vi khuẩn (viêm, sốt,
shock).
Protein màng: protein cơ chất
(porin protein) và protein màng
ngoài: vận chuyển
2 lớp màng: màng trong và màng
ngoài. Khoảng không giữa lớp
màng trong và màng ngoài:
khoang chu chất
Thành phần cấu tạo hoá học của màng TB
16
17
Cấu trúc peptidoglycan của
Vk Gram dương
Cấu trúc peptidoglycan của
Vk Gram âm
18
Vai trò của màng tế bào:
Duy trì hình dạng và áp suất thẩm thấu của tế bào, bảo vệ tế
bào khỏi tác động của những tác nhân có hại.
Điều tiết sự xâm nhập của một số chất trong trao đổi chất.
Có vai trò quan trọng trong quá trình phân chia tế bào
Có vai trò nhất định trong khả năng gây bệnh; Là nòng cốt
của kháng nguyên thân (Kháng nguyên O)
Quyết định tính chất bắt màu khi nhuộm Gram
4
19
Đọc thêm: Một số dạng tế bào không có màng
(Wall-less forms of Bacteria)
Trong tự nhiên: Vi khuẩn:
Mycoplasma; Cổ khuẩn;
Thermoplasma
TB dạng L (L-form): Khi vi
khuẩn được xử lý với (1) các
enzyme dung giải vách tế bào ví
dụ như lysozyme hoặc (2) với
các kháng sinh (penicillin) làm
ức chế quá trình tổng hợp
peptidoglycan thì sẽ xuất hiện
hiện tượng các vi khuẩn không
vỏ (mất màng TB).
Dạng L-form của vi khuẩn Bacillus
20
b. Màng sinh chất (Màng tế bào chất)
-Là lớp màng bao bọc khối nguyên sinh chất, kích thước từ
5-10nm
Cấu trúc và thành phần hoá học:
-Cấu tạo gồm 40% phospholipid và 60% protein
+ 2 lớp phospholipid (PL kép): Là các phân tử lưỡng cực
gồm phần đầu phosphat tích điện, phân cực,ưa nước và
phần đuôi hydrocarbon không tích điện, không phân cực,
kỵ nước.
+ Các protein: gồm protein cấu trúc và các enzyme enzyme
(vận chuyển, enzyme trong chuỗi hô hấp và tham gia vào
tổng hợp một số thành phần của màng tế bào)
21 22
Chức năng của màng sinh chất:
•Khống chế sự qua lại của các chất dinh dưỡng, các sản phẩm
trao đổi chất
•Là nơi sinh tổng hợp các lipid màng (bao gồm
lipopolysaccharide ởvk Gram âm) và murein (peptidoglycan
của màng TB)
•Là nơi tiến hành quá trình phosphoryl hoá và quá trình quang
phosphoryl hóa (ở vi khuẩn quang tự dưỡng)
•Là nơi tổng hợp nhiều enzyme đặc hiệu, các protein của chuỗi
hô hấp.
•Cung cấp năng lượng cho sự hoạt động của tiên mao
23
c. Nguyên sinh chất
Là khối chất dạng keo đồng nhất khi tế bào non và cấu trúc lổn
nhổn khi tế bào già
80% NSC của vk được cấu tạo từ nước
Thành phần NSC gồm 2bộ phận:
-Cơ chất bào tương: Là chất nền không có cấu trúc, chứa chủ yếu
các enzyme, là nơi thực hiện các quá trình trao đổi chất của tế bào.
- Các cơ quan con và thể vùi (các hạt dự trữ)
Chức năng:
Là nơi diễn ra quá trình trao đổi chất của TB:
•VSV tiết enzyme ngoại bào thủy phân các phân tử lớn thành
những phân tử nhỏ vận chuyển qua màng NSC Tại NSC diễn
ra các phản ứng hóa học được kiểm soát bởi các enzyme nội bào
24
d. Thể nhân (Nucleoid)
Là sợi ADN kép, xoắn lại khép kín thành hình cầu, hình que, hình quả
tạ hay hình chữ V. Vì chưa có màng nhân nên được gọi là thể nhân
(Nucleoid).
Vì nhân vi khuẩn là một nhiễm sắc thể duy nhất nên phân chia bằng
cách thắt lại một cách đơn giản mà không có sự gián phân.
Vai trò: Mang thông tin di truyền của vi khuẩn.
Một số vk có Plasmid: vật chất mang thông tin di truyền nằm ngoài
NST
5
25
e. Giáp mô - vỏ nhầy
Là lớp dịch nhầy mucoid trong suốt bao quanh phía ngoài cùng của
một số vi khuẩn.Chỉ xuất hiện ở một số loài vi khuẩn (nhân thật-một
số loại nấm)
Sự xuất hiện giáp mô phụ thuộc vào điều kiện sống
Độ dày giáp mô khác nhau tùy thuộc vào loài vi khuẩn
Thành phần hoá học:chủ yếu là nước (98%) còn lại là
polysaccharide gắn vào thành TB qua các liên kết hóa trị của các
phân tử phospholipid và lipid-A
Giáp mô của tế bào Klebsiella pneumoniaeare , nhuộm với India ink (1000x) 26
Chức năng của giáp mô:
Tăng cường bảo vệ tế bào chống lại sự thực bào và tác động của
nhân tố hoá học Tăng cường được sức gây bệnh của một số
vi trùng như Bacillus anthracis, Streptococcus pneumoniae,
Klebsiella pneumoniae…
Ngăn cản sự thất thoát chất dinh dưỡng của tế bào
Giúp vk bám dính trên bề mặt TB hoặc các tổ chức (ống thông,
TC cấy ghép…)
Đối với ngành chế biến thực phẩm:
Làm tích các chất nhầy trong các dụng cụ thiết bị lọc,ống dẫn;
Làm hỏng các thực phẩm chế biến (làm sữa dính quánh, dịch
đường bị biến nhầy hay bành mỳ bị keo dính).
27
f. Nội bào tử (endospore – nha bào)
Bào tử của VK thường được hình thành trong những điều kiện bất lợi của ngoại
cảnh (thiếu dinh dưỡng đặc biệt là nguồn dinh dưỡng C và N; sự tích tụ các
chất có hại, sự biến đổi của nhiệt độ, độ pH không thích hợp).
Mỗi TB chỉ tạo thành một bào tử.Thường gặp chủ yếu ở hai giống trực khuẩn
là Bacillus và Clostridium.
Hình thái bào tử : tròn, thoi hoặc bầu dục…Vị trí: nằm tâm, lệch tâm hoặc đầu
Kích thước có thể nhỏ, bằng hoặc lớn hơn chiều ngang tế bào. Khi kích thước >
TB gây biến dạng TB: hình dùi trống, hình cái vợt, hình thoi...
Cấu trúc của nha bào: Gồm rất nhiều lớp vỏ bao bọc thể nhân, một số
ribosome, rRNA và enzymes
28
29 30
Vai trò của bào tử ở vi khuẩn:
Giúp VK đề kháng với kháng sinh, chất sát trùng, các yếu
tố vật lý (phóng xạ,đun sôi, khô hạn…) và hóa chất
VK hình thành bào tử có thể tồn tại rất lâu trong môi
trường: vi khuẩn nhiệt thán
Sự hình thành của bào tử ở vi khuẩn đã gây ra rất nhiều
khó khăn trong công tác phòng bệnh và bảo quản chế biến
thực phẩm
Nha bào bị tiêu diệt nhờ phương pháp Tiệt trùng hơi nước
cao áp ở121oC/1atm/30 phút