intTypePromotion=1
ADSENSE

Giáo trình Vi sinh vật học đại cương

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:472

26
lượt xem
9
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Vi sinh vật học đại cương có nội dung trình bày về các phần: đại cương về vi sinh vật, hình thái cấu tạo của vi sinh vật, vi khuẩn gây bệnh, virus gây bệnh, vi sinh vật gây bệnh hệ thống cơ quan,... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung giáo trình!

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Vi sinh vật học đại cương

  1. Chương 1 ĐẠI CƯƠNG VI SINH VẬT ĐẠI CƯƠNG VI KHUẨN Vi khuẩn (Bacteria) là sinh vật tiền nhân (Procaryote) có cấu tạo tế bào rất  nhỏ, chỉ  nhìn thấy được qua kính hiển vi phóng đại hàng nghìn lần . Vi khuẩn  cùng với virus, prion, vi nấm… hợp thành vi sinh vật (Microbiology) nói chung.  Trong vi sinh vật, có những thành viên gây bệnh và những thành viên không gây  bệnh cho người.  Những vi sinh vật gây bệnh được gọi là vi sinh vật y học  (Medical microbiology). Tài liệu giáo khoa này chỉ trình bày một số vi sinh vật y  học. 1. Kích thước và hình thể vi khuẩn Phần lớn vi khuẩn có kích thước từ  1 ­  3   m.  Cũng có vi khuẩn có kích  thước lớn như vi khuẩn than (6  m) và có loài có kích thước nhỏ như vi khuẩn   dịch hạch (0,5  m). Kích   thước   của   vi  khuẩn  có   thể   thay   đổi   theo   tuổi  và   điều  kiện  dinh   dưỡng. Về hình thể của vi khuẩn, có 3 loại hình cơ bản: Hình cầu:  gọi là cầu khuẩn.  Cầu khuẩn gây bệnh có các cách sắp xắp  xếp khác nhau. Tụ  cầu khuẩn  (Staphylococcus):  các cách sắp xếp thành đám như  chùm  nho. Liên cầu khuẩn (Streptococcus): các tế bào xếp thành dãy dài. Song  cầu  khuẩn  (Diplococcus):  hai  tế   bào  xếp  bên nhau như   song cầu  khuẩn lậu, song cầu khuẩn màng não. Vi cầu khuẩn (Micrococcus): từng tế bào hình cầu khuẩn riêng lẻ như cầu  khuẩn ruột. Hình thẳng: gọi là trực khuẩn. Trực khuẩn gây bệnh có các cách xắp xếp   khác nhau. 1
  2. ­ Các tế bào xếp thành dãy dài như trực khuẩn than. ­ Các tế bào xếp thành đám như trực khuẩn hủi. ­ Các tế bào xếp thành xếp thành hình các chữ X, Y, N như trực khuẩn lao. ­ Tế bào đứng riêng lẻ như trực khuẩn uốn ván. Tế  bào của mỗi loại vi khuẩn cũng có hình dạng khác nhau. Trực khuẩn  hai đầu tròn như  trực khuẩn lỵ, trực khuẩn hai đầu vuông như  trực khuẩn   than, trực khuẩn hai đầu hình thoi như trực khuẩn ho gà, trực khuẩn hai đầu to   như trực khuẩn bạch hầu. Hình cong:  gọi là phẩy khuẩn.  Hình cong ngắn và không quá 1/4  đường  tròn như phẩy khuẩn tả. Hình xoắn nhiều vòng như xoắn khuẩn giang mai. Ý nghĩa thực tiễn của kích thước, hình thể vi khuẩn: Mỗi loài vi khuẩn có kích thước và hình thể riêng nên dựa vào kích thước,   đặc biệt là hình thể, người ta có thể  chẩn đoán xác định tên một số vi khuẩn  gây bệnh. Nếu vi khuẩn được nhuộm Gram thì dựa vào hình thể  và tính chất   bắt màu Gram của vi khuẩn có thể  chẩn đoán khá chính xác một số  loài vi   khuẩn. Thí dụ: từ một bệnh phẩm dịch não tuỷ, nhuộm Gram, soi kính hiển vi   thấy song cầu khuẩn như hai hạt cà phê, bắt màu Gram âm thì kết luận được   bệnh nhân bị nhiễm cầu khuẩn màng não. Việc dựa vào kích thước, hình thể  để  chẩn đoán vi khuẩn gây bệnh có thể  có giá trị  tuyệt đối như  trường hợp   trên, nhưng có thể  chỉ có giá trị  tương đối vì một số  loài vi khuẩn không gây   bệnh cũng có kích thước, hình thể giống vi khuẩn gây bệnh. 2. Cấu tạo tế bào vi khuẩn Nói chung vi khuẩn có cấu tạo một tế  bào nhưng chưa hoàn chỉnh, bao   gồm các phần cấu tạo cơ bản là nhân, bào tương và thành tế bào. 2.1. Nhân Với sự trợ giúp của kính hiển vi điện tử, người ta biết được nhân của vi  khuẩn không có màng nhân bao bọc và không có nhiều thể  nhiễm sắc như  những tế bào bậc cao. Nhân của vi khuẩn là một phân tử  ADN hình sợi, uốn  vòng, dài khoảng 1mm và là thể nhiễm sắc độc nhất của vi khuẩn. Sợi ADN tự sao chép theo sơ đồ của Watson­ Crick trong quá trình nhân lên  của vi khuẩn. 2
  3. Nhân của vi khuẩn bắt màu thuốc nhuộm kiềm như  bào tương nên khó  phân biệt với bào tương khi nhuộm thuốc nhuộm thông thường .  Để  nhuộm  phân biệt cần phải dùng thuốc nhuộm đặc biệt. 2.2. Bào tương Thành phần cấu trúc của bào tương vi khuẩn đơn giản hơn nhiều so với   bào tương của tế bào sinh vật bậc cao. Bào tương ở trạng thái gel, chứa nước  với các chất hoà tan và nhiều loại hạt vùi.   Chất hoà tan:  có protid, glucid, lipid, ARN thông tin, ARN vận chuyển,   một số enzyme, sắc tố, muối khoáng,…  Hạt vùi: có hạt volutin, không bào chứa glucogen, plasmid, ribosom. Mỗi vi khuẩn có khoảng 15.000 hạt ribosom.  Kích thước từ  17­  21nm.  Ribosom chứa 40% trọng lượng khô của vi khuẩn và chứa 90% tổng số ARN.  Về thành phần hoá học, ribosom chứa 60% ARN và 40% protein. Trong   bào   tương,   ribosom   xếp   thành   đám   mang   tên   polyribosom.  Các  polyribosom có nhiệm vụ  tổng hợp protein.  Phía ngoài bào tương được bao  bọc bởi màng bào tương.  2.3. Màng bào tương Màng bào tương dày 10­  20 nm, có những nếp gấp gọi là mesosom.  Vi  khuẩn  Gram dương  có nhiều  mesosom  hơn  vi khuẩn Gram  âm.  Màng  bào  tương có chức năng: ­  Là một màng thẩm thấu chọn lọc, chứa nhiều enzyme làm nhiệm vụ  điều khiển trao đổi chất giữa vi khuẩn và môi trường. ­ Là nơi chứa nhiều enzyme hô hấp, màng bào tương có chức năng như của  ty lạp thể ở tế bào sinh vật bậc cao. 2.4. Vách tế bào Vách hay thành tế  bào bao bọc bên ngoài màng tế  bào vi khuẩn. Vách tế  bào dày 15 nm ở các vi khuẩn Gram dương, 8 ­12 nm ở các vi khuẩn Gram âm.  Về thành phần hoá học, vách tế bào có chung chất cơ bản là glycopeptid, gọi  là peptidoglycan là một phân tử  lớn, trọng lượng phân tử  hàng tỷ  dalton.  Ở  những vi khuẩn Gram dương còn có acid teichoic còn ở vi khuẩn Gram âm thì  chứa nhiều lipopolysarid (LPS) và lipoprotein. Những chất này đã tạo nên nội  độc tố của vi khuẩn. 3
  4. Vách tế bào vi khuẩn Gram dương và Gram âm có sự khác nhau về độ dày,  về thành phần hoá học, nên dẫn đến sự khác nhau về tính bắt màu. Vách tế bào vi khuẩn có chức năng: bảo vệ vi khuẩn, tạo nên hình thể cố  định của vi khuẩn và mang tính kháng nguyên của vi khuẩn. Nhìn chung, vi khuẩn có cấu trúc một tế bào gần hoàn chỉnh, có hệ thống  enzyme để  chuyển hoá đảm bảo đời sống độc lập của vi khuẩn.  Tuy vậy,  cũng có các trường hợp ngoại lệ: Mycoplasma không có vách tế bào mà chỉ bao  bọc một màng mỏng, Rickettsia, Chlamydia không có đầy đủ hệ thống enzyme  và do đó phải ký sinh bắt buộc trong tế bào sống khác. Ngoài các phần cấu trúc cơ  bản kể trên,  ở  một số  giống vi khuẩn còn có   các phần cấu trúc phụ như vỏ, lông, pili, bào tử. 2.5. Vỏ  Một số  vi khuẩn tiết ra một chất hữu cơ  bao bọc bên ngoài vách tế  bào   được gọi là vỏ. Chỉ có một số giống vi khuẩn có khả năng sinh vỏ và quá trình  sinh vỏ  phụ  thuộc nhiều vào môi trường. Người ta thấy cầu khuẩn phổi chỉ  tạo ra vỏ  khi vi khuẩn  ở trong cơ thể người hoặc động vật sống . Ra khỏi cơ  thể hoặc được nuôi trong môi trường nhân tạo, vi khuẩn mất khả năng sinh vỏ  nhưng vẫn sống, vẫn sinh sản. Bản chất hoá học của vỏ  là chất polysacharid  (cầu khuẩn phổi, liên cầu  khuẩn gây mủ, trực khuẩn hoại thư  sinh hơi ), cũng có thể  là chất polypeptid  (trực khuẩn than). Vỏ  vi khuẩn có liên quan đến độc lực của chúng. Khi có vỏ, vi khuẩn dễ  chống lại sự  thực bào của tế  bào bạch cầu .  Mất vỏ, được coi là hình thức  biến dị và thấy vi khuẩn đó mất tính gây bệnh. Vỏ còn làm hạn chế tác động  của một số yếu tố lý hoá tác hại tới vi khuẩn như thuốc kháng sinh . Như vậy,  vỏ là một yếu tố duy trì độc lực của vi khuẩn. Vỏ vi khuẩn còn mang tính kháng nguyên đặc hiệu. Trong thực tế, dựa vào  kháng nguyên vỏ  để  phân biệt một loài vi khuẩn thành nhiều type .  Thí dụ:  phân loại cầu khuẩn phổi thành 85 type khác nhau về kháng nguyên vỏ. Vỏ vi khuẩn ít bắt màu. Để quan sát vỏ, phải nhuộm vỏ theo kỹ thuật đặc  biệt hoặc làm cho vỏ phình to ra (phản ứng phình vỏ). 2.6. Lông 4
  5. Một số giống vi khuẩn có lông. Đó là những sợi rất nhỏ (đường kính 10­30  nm), bắt nguồn từ bào tương, xuyên qua vách tế bào ra ngoài, giúp vi khuẩn di   động. Tùy vi khuẩn mà số  lượng và vị  trí lông có thể  khác nhau : một lông hoặc  một chùm lông ở một đầu hoặc nhiều lông xung quanh tế bào. Thành phần hoá học chủ yếu của lông vi khuẩn là protein. Lông mang tính  kháng nguyên đặc hiệu; Căn cứ  kháng nguyên lông có thể  phân loại và chẩn   đoán xác định một loài vi khuẩn. Để phân biệt vi khuẩn có lông có thể thực hiện theo ba cách: + Cấy vi khuẩn vào ống môi trường thạch mềm rồi quan sát hiện tượng vi  khuẩn mọc lan rộng ra xa đường cấy. + Quan sát vi khuẩn di động bằng kính hiển vi tụ quang nền tối (nền đen). + Nhuộm lông theo kỹ thuật đặc biệt rồi quan sát ở kính hiển vi thường. 2.7. Pili   Ở  một số  loài vi khuẩn Gram âm, mặt ngoài có những sợi nhỏ  và ngắn  hơn lông gọi là pili.  Người ta phân biệt hai loại :  pili chung và pili giới tính.  Chúng được phát hiện trên kính hiển vi điện tử. + Pili chung: dài 0,5­2 micromet, một vi khuẩn có 100­200 pili chung. Pili  này giúp vi khuẩn bám lên các bề mặt và quyết định tính chất ngưng kết hồng  cầu của vi khuẩn. + Pili giới tính: dài hơn pili chung, tới 20 micromet . Mỗi vi khuẩn có 1­4  pili giới tính. Pili giới tính được coi như cầu nối để chuyển ADN từ tế bào vi  khuẩn cho sang tế bào vi khuẩn nhận. 2.8. Bào tử Một số  vi khuẩn trong điều kiện bất lợi cho sự  sống, có khả  năng hình  thành những thể có khả năng chống đỡ rất cao gọi là bào tử (nha bào). Bào tử  chỉ thấy ở một vài giống vi khuẩn như Bacillus, Clostridium... Bào tử  hình thành trong tế  bào vi khuẩn qua nhiều giai đoạn.  Tế  bào vi  khuẩn có khả năng sinh bào tử gọi là tế bào sinh dưỡng. Trong tế bào này, bào  tử hình thành dần, đồng thời tế bào sinh dưỡng tự tiêu đi và cuối cùng bào tử ở  trạng thái tự  do. Thời gian hình thành bào tử  mất khoảng 18­20 giờ. Khi gặp  5
  6. điều kiện thuận lợi, bào tử nảy mầm và trở thành tế bào vi khuẩn hoạt động .  Thời gian chuyển từ bào tử sang thể hoạt động khoảng từ 4 đến 5 giờ. Bào tử  có các đặc điểm cấu tạo:  vách dày, có nhiều chất canxi và acid  dipicolinic, dưới dạng muối canxidipicolinat, nước  ở dạng tự do chiếm t ỷ l ệ  thấp (40% trọng lượng bào tử). Do đặc điểm cấu tạo như vậy nên bào tử có khả năng chống đỡ lại các tác  động lý học, bảo vệ được chất liệu sống bên trong, tồn tại nhiều năm ở ngoại   cảnh và chịu được nhiệt độ cao. Bào tử cũng có thể  bị phá huỷ  bởi một vài chất hoá học, thí dụ  chất bêta­ propiolacton và bị  huỷ  bởi nhiệt độ  trên 100oC.  Trong thực tế, các dụng cụ  phẫu thuật, dụng cụ nội soi, kim, bơm tiêm, thuốc, dịch truyền phải đảm bảo  không còn vi khuẩn sống và bào tử. Để  loại bỏ  bào tử  thường tiến hành theo  các cách: sấy hấp bằng hơi nước nóng 120oC/30 phút, sấy khô bằng không khí  nóng 170oC/60 phút hoặc bằng phương pháp Tyndall. Bào tử chỉ có ở một số giống vi khuẩn và ở những giống vi khuẩn đó, vị trí   của bào tử cũng khác nhau. Bào tử vi khuẩn uốn ván tròn, to hơn thân tế bào và  nằm ở một đầu tế bào, bào tử vi khuẩn độc thịt hình bầu dục to hơn thân tế bào   và nằm ở một đầu tế bào, bào tử vi khuẩn than tròn, to bằng thân tế bào và nằm   giữa tế bào. Sự khác nhau về hình và vị trí bào tử giúp cho việc xác định giống  vi khuẩn. 3. Dinh dưỡng của vi khuẩn 3.1. Đặc điểm Vi khuẩn cần lượng thức ăn rất lớn: tế  bào vi khuẩn có thể  chuyển hoá  trong một ngày đêm một khối lượng vượt quá 30­ 40 lần trọng lượng bản thân  nó. Sở dĩ thế vì vi khuẩn có sức hoạt động trao đổi chất rất mạnh và sức phát  triển sinh sản rất nhanh; Điều này giải thích vai trò lớn lao của vi khuẩn trong   sự tuần hoàn vật chất trên trái đất và giải thích khả năng tàn phá của vi khuẩn  gây bệnh một khi vào được cơ thể người và động vật. Sự trao đổi chất tiến hành qua toàn bộ về mặt vi khuẩn. Sự  dinh dưỡng được thực hiện nhờ  có một hệ  thống enzyme đảm bảo .  Những enzyme này được chia làm hai loại: 6
  7. + Enzyme ngoại bào (ngoại enzyme): là những enzyme của vi khuẩn tiết ra   ngoài để phân huỷ thức ăn, biến các chất thức ăn từ  phức tạp thành đơn giản  để có thể lọt vào tế bào vi khuẩn. + Enzyme nội bào (nội enzyme): là những enzyme trong tế bào vi khuẩn có   tác dụng tổng hợp những thức ăn đã hấp thụ  được thành những chất của vi  khuẩn. Mỗi loại vi khuẩn có những enzyme riêng của mình, tạo thành một hệ  thống đặc hiệu dùng được trong việc chẩn đoán phân loại vi khuẩn.  Ví dụ  trong những trực khuẩn Gram âm giống nhau về  hình thể  thì trực khuẩn  E.  coli có enzyme lactoza nên sử dụng đường lactoza, còn trực khuẩn thương hàn,  trực khuẩn lỵ  không sử  được chất đường này vì không có enzyme lactoza .  Bằng cách nuôi từng loại vi khuẩn trên vào môi trường có chất lactoza và phát  hiện xem chất lactoza có bị  phân huỷ  hay không, người ta có thể  phân biệt  được trực khuẩn E. coli (lactoza +) với hai loại trực khuẩn kia (lactoza ­). Hệ  thống enzyme đặc hiệu của từng loại vi khuẩn là những enzyme có   sẵn, di truyền qua các thế  hệ, đảm bảo dinh dưỡng của vi khuẩn trong hoàn  cảnh bình thường. Trong những điều kiện đặc biệt về  dinh dưỡng, vi khuẩn   có   thể   tổng   hợp   ra   một   enzyme   mới   để   thích   nghi   với   hoàn   cảnh,   gọi   là  enzyme thích ứng, enzyme này sẽ mất đi khi hoàn cảnh đặc biệt không còn. Ngược lại trong quá trình tiến hoá lâu đời, từ ngoại cảnh vào cơ thể sống   do thích nghi dần với lối sống ký sinh, vi khuẩn có thể mất đi một số enzyme. 3.2. Nhu cầu Thức ăn năng lượng: có những loại vi khuẩn sử  dụng được năng lượng   ánh sáng mặt trời  để  hoạt động, đây là những vi khuẩn quang dưỡng hay   quang hợp. Còn những loại vi khuẩn khác lấy năng lượng cần thiết để  hoạt động từ  những chất vô cơ hoặc hữu cơ, đây là những vi khuẩn hoá dưỡng hay hoá hợp. Những vi khuẩn  ở người (gây bệnh hoặc không gây bệnh) thuộc vào loại  hoá dưỡng hữu cơ, nghĩa là chúng lấy năng lượng bằng cách oxy hoá một  hoặc nhiều cơ chất hữu cơ qua một chuỗi phản ứng oxy hoá­ khử. Cơ chất bị oxy hoá thường là một chất đường (như chất glucoza) hoặc là  một chất đơn giản (như acid amin, acid carboxylic…), ít khi là một phân tử lớn  7
  8. (protein). Quá trình oxy hoá cơ  chất tạo ra những chất chuyển hoá trung gian  giầu năng lượng. Thức ăn tạo hình (vật liệu kiến thiết) + Nguồn cacbon: vi khuẩn cần được cung cấp nhiều cacbon vì cấu tạo tế  bào vi khuẩn có nhiều chất này. Vi khuẩn lấy cacbon từ một nguồn đơn giản  là CO2 và rất nhiều nguồn khác, như  acid acetic, acid lactic, các đường hoặc   các hợp chất hữu cơ khác. Thường nguồn cung cấp cacbon cũng là nguồn cung  cấp năng lượng. +  Nguồn nitơ: một vài vi khuẩn có khả  năng sử  dụng trực tiếp nitơ  của   không khí; các loại nitơ  từ  amoniac, từ nitrit, nitrat, những acid amin, pepton,   protein phức tạp. +  Các chất vô cơ:  vi khuẩn cần những chất vô cơ  như:  P, S, Na, K Cl,  Ca,vv… lấy từ nhiều nguồn khác nhau, dưới dạng phosphat, sulphat, NaCl, vv   … có những chất tuy cần cho vi khuẩn, nhưng chỉ cần với số lượng rất ít, gọi   là nguyên tố  vi lượng, thí dụ  những chất Mg, Mn, Co, Fe, Cu, vv …   những  chất này thường có lẫn vào trong các chất khác được dùng với nồng độ  cao  hơn. Yếu tố phát triển (còn gọi là yếu tố sinh trưởng) Từ những nguồn thức ăn kể trên, nhiều loại vi khuẩn có khả năng tự tổng  hợp ra những enzyme và những chất của mình. Nhưng có loại vi khuẩn không  tự tổng hợp được một chất hoặc vài chất của mình, nếu không có sẵn những  chất  ấy trong môi trường thì vi khuẩn không phát triển được; những chất  ấy   được gọi là yếu tố phát triển, cần phải cung cấp cho vi khuẩn từ bên ngoài. Ví  dụ: trong môi trường đơn giản cần có glucoza là nguồn cung cấp cacbon, một   nguồn nitơ  và những muối vô cơ, trực khuẩn đường ruột  E.  coli  mọc được  một cách dễ dàng; trái lại với Proteus vulgalis (là một vi khuẩn đường ruột có  những tính chất gần giống E. coli) chỉ mọc được nếu cho thêm vào môi trường  một lượng nhỏ  nhất nicotinamit  (là một vitamin cần thiết cho sự  tổng hợp  chất nicotinamit­ adenin­ dinucleotit NAD) hoặc nếu không có nicotinamit thì  có thể thay thế bằng chất nghiền nát của E.coli. Điều này chứng tỏ cả hai loại  trực khuẩn đường ruột này đều cần chất nicotinamit, nhưng   E.  coli  tự  tổng  hợp được còn Proteus thì không; như vậy với Proteus vulgalis thì nicotinamit là  một yếu tố phát triển cần phải cung cấp. 8
  9. Yếu tố  phát triển cần cho vi khuẩn rất khác nhau và bao gồm những acid   amin, những bazơ  purin và pyrimidin, những vitamin; acid amin để  tổng hợp   protein,   bazơ   purin   và   pyrimidin   để   tạo   acid   nhân,   vitamin   đóng   vai   trò   là   coenzyme. Yếu tố phát triển có hai đặc điểm: ­ Chỉ cần nồng độ  rất thấp: đối với acid amin là 25mg trong 1 lít, đối với  bazơ purin là 10mg trong một lít, đối với vitamin là 1­ 24 microgam trong 1 lít. ­ Tác dụng rất đặc hiệu và chặt chẽ: chỉ cần thay đổi nhỏ về cấu trúc hoá  học   cũng  đủ   làm mất  hoạt  tính.  Thí  dụ   chất  acid  PAB  (acid  para­  amino­  benzoic) là một yếu tố  phát triển của một số loại vi khuẩn, cần cho sự tổng   hợp acid folic, nhưng chất para­  amino­  benzen sunfanilamit có cấu trúc gần  giống PAB không những không giúp vi khuẩn phát triển mà còn cạnh tranh với  chất PAB không cho tạo thành acid folic, làm ngừng trệ  sự  phát triển của vi  khuẩn. 3.3. Điều kiện lý hoá Những thức ăn của vi khuẩn cần được cung cấp trong những điều kiện lý  hoá thích hợp mới tạo điều kiện cho vi khuẩn phát triển. 3.3.1. Nhiệt độ Mỗi loại vi khuẩn chỉ phát triển trong những giới hạn nhiệt độ nhất định. ­  Vi khuẩn  ưa lạnh sống và phát triển  ở  những nhiệt độ  thấp gần 0 0C.  Những vi khuẩn này gây huỷ hoại các loại thực phẩm, máu, huyết tương giữ  ở lạnh. ­  Vi khuẩn  ưa  ấm phát triển được  ở  nhiệt độ  từ  200C đến 450C.  Các vi  khuẩn gây bệnh ở người phát triển nói chung tốt nhất ở nhiệt độ 370C, nhưng  vẫn có thể mọc được từ 30 đến 420C. ­  Vi khuẩn  ưa nóng phát triển được trên 450C, thường thấy  ở  các suối  nước nóng. 3.3.2. pH Hầu hết các loại vi khuẩn phát triển được trong khoảng pH từ 6,5 đến 7,5  (pH gần với 7,0). Vì vậy môi trường nuôi cấy cần có tính đệm tốt, chống lại  sự kiềm hoá hoặc acid hoá, chất đệm này thường được bảo đảm bằng những   pepton hoặc bởi những dung dịch phosphat. 9
  10. Có loại vi khuẩn phát triển được trong khoảng pH rộng, như E. coli mọc  được ở pH từ 4,4 tới 9, có loại vi khuẩn ưa acid hoặc kiềm. Ví dụ phẩy khuẩn  tả là loại ưa kiềm, phát triển tốt nhất ở pH 9, tính chất này được lợi dụng để  phân lập phẩy khuẩn tả tách biệt khỏi những loại vi khuẩn khác. 3.3.3. Nhu cầu về oxy Có những vi khuẩn đòi hỏi phải có oxy tự do mới phát triển được, đấy là   những vi khuẩn ưa khí tuyệt đối. Ngược lại, có những vi khuẩn chỉ mọc được  nếu không có oxy tự do, đấy là những vi khuẩn kỵ khí tuyệt đối. Giữa hai loại  vi khuẩn này có những vi khuẩn trung gian, vừa  ưa khí vừa kỵ  khí tuỳ  theo  điều kiện hoàn cảnh. 4. Nuôi vi khuẩn Muốn nuôi vi khuẩn, người ta phải cung cấp cho vi khuẩn những thức ăn   cần thiết trong những điều kiện lý hoá thích hợp. Có thể nuôi vi khuẩn ở động  vật, ở trứng gà ấp, nhưng thông thường người ta nuôi vi khuẩn ở môi trường   dinh dưỡng nhân tạo. Môi trường dinh dưỡng nhân tạo để  nuôi một loại vi khuẩn cần cần đáp   ứng những yêu cầu sau đây: ­ Có đủ các chất thức ăn cần thiết cho loài vi khuẩn định nuôi. ­ Có độ pH thích hợp cho loại vi khuẩn đó. ­ Vô trùng trước khi dùng. Để  tiện công việc, người ta tìm cách chế ra những môi trường nuôi được  càng nhiều loại vi khuẩn càng tốt và gọi đó là những môi trường cơ bản. Môi  trường cơ  bản gồm có, canh dinh dưỡng  ở  thể  lỏng và thạch dinh dưỡng  ở  thể đặc. ­ Canh dinh dưỡng (vẫn thường gọi là canh thang, có thể gọi ngắn là canh)  có công thức đại thể như sau: Nước thịt (500g thịt/ lít) 1000ml Pepton bột 10g NaCl 5g          (Dùng NaOH 1N điều chỉnh pH cho bằng 7,2­ 7,4). 10
  11. ­  Thạch dinh dưỡng  (còn gọi là thạch thường)  là canh dinh dưỡng cho  thêm thạch làm cho đặc lại (trong công thức trên cho thêm 25g thạch). Có thể  cho vào canh hoặc thạch dinh dưỡng một ít huyết thanh hoặc máu (5%) hoặc  men (10g/l) để tăng thêm chất dinh dưỡng và các yếu tố phát triển. Từ môi trường cơ bản người ta làm ra nhiều loại môi trường khác nhau để  dùng với nhiều mục đích khác nhau bằng cách cho thêm chất này hoặc chất  khác. Tuỳ theo nhu cầu oxy của loài vi khuẩn định nuôi mà người ta dùng những   môi trường và phương pháp nuôi ưa khí hoặc kỵ khí. Sau khi cấy vi khuẩn vào môi trường, người ta để  vi khuẩn  ở  nhiệt độ  thích hợp, tuỳ theo mục đích. Thông thường người ta để ở nhiệt độ tối ưu cho  sự  phát triển của vi khuẩn để  nhanh chóng thu được một số  lượng lớn vi   khuẩn. 5. Hô hấp của vi khuẩn Cũng như  ở  mọi tế bào sinh vật, hô hấp của vi khuẩn là một chuỗi phản   ứng oxy hoá­ khử nhằm tạo ra năng lượng cần thiết cho mọi hoạt động của vi   khuẩn. Cơ chất cũng được sử dụng là những chất hữu cơ hoặc vô cơ. Đối với  những vi khuẩn liên quan đến y học thì thông thường chất được sử  dụng là  glucoza. Cơ chất bị oxy hoá mất điện tử đồng thời có một chất khác nhận điện tử.  Chất cho điện tử tạo ra một chất bị oxy hoá, còn chất nhận điện tử tạo ra một  chất bị khử. Thông thường cơ  chất là một hợp chất hữu cơ, có hydro, vì vậy  phản  ứng oxy hoá khử  thực tế  là một sự  khử  hydro kèm theo một sự  gắn   hydro, tạo ra một chất bị  oxy hoá và một chất bị  khử  và giải phóng ra năng  lượng. Có thể khái quát như sau:                                                                 ­2H­2e Sự oxy hoá: AH2 (chất cho hydro)          A(chất bị oxy hoá) + năng lượng +2H­ 2e Sự khử: B (chất nhận hydro)           BH2 (chất bị khử) + năng lượng 11
  12. Chung: AH2 + B               A + BH2 + năng lượng Trong chuỗi phản  ứng trên, việc vận chuyển hydro hay các điện tử  từ  cơ  chất  đến chất nhận được thực hiện bởi một loạt các enzyme dehydraza kết  hợp với các coenzyme. Các coenzyme này là những chất nhận điện tử. Năng  lượng tạo ra do các phản ứng oxy hoá được góp lại trong các liên kết cao năng  lượng kiểu A.T.P. 5.1. Hô hấp của vi khuẩn ưa khí Khi chất cuối cùng nhận điện tử là oxy phân tử thì ta có hiện tượng hô hấp  và vi khuẩn được gọi là vi khuẩn  ưa khí. Điện tử  của cơ  chất được chuyển  vận qua các  coenzyme  NAD  (nicotinamit­  adenin­  dinucleotit), FAD  (flavin­  adenin­  dinucleotit)  và các cytochrom, cuối cùng đến cytochrom­  oxydaza rồi  được chuyển cho oxy phân tử. Chất glucoza được oxy hóa hoàn toàn thành CO2  và H2O, năng lượng sinh ra rất lớn C6H12O6     + 6 O2                  6CO2   +   6H2O  +  688,5  kilocalo Đối với một số  vi khuẩn, sản phẩm cuối cùng H2O2  là một chất  độc,  nhưng vi khuẩn có enzyme catalaza phân huỷ được:           catalaza 2H2O2                2H2O + O2 5.2. Lên men của vi khuẩn kỵ khí Khi chất cuối cùng nhận điện tử không phải là oxy phân tử, mà là hợp chất   hữu cơ, ta có hiện tượng lên men và vi khuẩn được gọi là vi khuẩn kỵ khí. Các  chất vận chuyển điện tử  là NAD và NADP  (NAD phosphat), không có các  cytochrom tham gia. Sản phẩm thu được rất phong phú và khác nhau tuỳ  theo   cơ  chất vi khuẩn (những chất như  rượu etanol, butanol, isopropanol, glycerol;   những acid hữu cơ  như  acid acetic, acid lactic, acid citric, acid propionic …).  Năng lượng sinh ra ít, Ví dụ: một phân tử glucoza lên men thành rượu etylic chỉ  giải phóng 31,2 kilocalo C6H12O6           2C2H5OH + 2CO2 +31,2 kilocalo Trong quá trình lên men, cơ chất glucoza được hoá giáng thành pyruvat như  trong quá trình hô hấp, nhưng chất pyruvat lại oxy hoá ngay hydro được vận  12
  13. chuyển đến và pyruvat bị  khử  thành nhiều chất khác nhau   (chủ  yếu là các  acid). Chất pyruvat đóng vai trò cuối cùng nhận điện tử. 5.3. Hô hấp kỵ khí Khi chất cuối cùng nhận điện tử  không phải là oxy phân tử, cũng không  phải là một hợp chất hữu cơ, mà là một chất vô cơ như nitrat, sunfat, cacbonat   thì người ta gọi là hô hấp kỵ  khí và vi khuẩn là những vi khuẩn kỵ  khí tuyệt  đối hoặc còn gọi là vi khuẩn thở nitrat, sunfat v.v… Tuỳ  theo cách vi khuẩn tạo ra năng lượng, người ta phân biệt 4 loại như  sau: Vi khuẩn ưa khí tuyệt đối Kiếm năng lượng bằng cách oxy hoá, chỉ phát triển được nếu có oxy tự do.  Ví dụ: phẩy khuẩn tả, trực khuẩn lao. Có loại còn có thêm khả năng thở nitrat  (thí dụ trực khuẩn mủ xanh). Vi khuẩn ưa khí kiêm kỵ khí tuỳ ý Kiếm năng lượng bằng cách oxy hoá, nhưng cũng có thể  phát triển khi  không có oxy bằng cách lên men. Thí dụ các trực khuẩn đường ruột. Vi khuẩn kỵ khí kiêm ưa khí Kiếm năng lượng bằng cách lên men và có thể  phát triển dù có oxy hay   không. Ví dụ liên cầu khuẩn. Vi khuẩn kỵ khí tuyệt đối Kiếm năng lượng bằng cách lên men, oxy là chất độc, chỉ phát triển được   trong hoàn cảnh không có oxy. Ví dụ: trực khuẩn uốn ván, trực khuẩn hoại thư  sinh hơi, trực khuẩn độc thịt. Đa số vi khuẩn thuộc về các loài vừa  ưa khí vừa kỵ  khí. Những tính chất  ưa khí, kỵ khí của vi khuẩn được lợi dụng trong kỹ thuật phân lập, nuôi giữ vi  khuẩn nói chung cũng như trong việc chống lại các vi khuẩn kỵ khí gây bệnh. 6. Nhân lên (sinh sản) của vi khuẩn Tế  bào vi khuẩn lớn rất nhanh, trong vài phút.  Khi tế  bào vi khuẩn đã  trưởng thành thì tự nhân lên. 6.1. Cách nhân lên Phân đôi:  cách nhân lên thông thường của vi khuẩn là tự  chia đôi, bào   tương và màng tế bào vi khuẩn có chỗ thắt lại, eo thắt đó hẹp dần, cuối cùng   13
  14. chia vi khuẩn thành hai tế bào mới bằng nhau hoặc gần bằng nhau . Mỗi tế bào  mới tiếp tục phát triển, lớn lên rồi lại chia đôi, cứ như vậy 1 thành 2, 2 thành   4, 4 thành 8 v.v… Đây cách nhân lên vô tính, không có hiện tượng đực cái. Thể L: ngoài cách tự  chia đôi, nhiều loại vi khuẩn có thể  phình to lên rồi   vỡ thành nhiều mảnh, gọi là thể L (để nhớ đến viện Lister ở nước Anh là nơi  bà Knineberger­  Nobel phát hiện ra thể  này của vi khuẩn).  Thể  L được hình  thành   khi   có   những   tác   nhân   cản   trở   sự   tổng   hợp   vách   vi   khuẩn,   thí   dụ:  penicillin. Thể L nhỏ độ 0,2 micromet đường kính, qua được các lọc vi khuẩn,   có thể phát triển và nhân lên trong môi trường nuôi. Đặc điểm của thể L là có một phần của vách vi khuẩn, tuy rất ít, và do đó   trong điều kiện thích hợp có thể trở lại thành tế bào vi khuẩn ban đầu. 6.2. Tốc độ nhân lên Tốc độ nhân lên của vi khuẩn nói chung là nhanh, nhưng có khác nhau giữa   các loài. Trong những điều kiện thuận lợi, trung bình cứ 20­ 30 phút vi khuẩn  phân chia một lần, ví dụ  trực khuẩn E. coli: 15­ 17 phút; trực khuẩn thương  hàn 23 phút.  Trực khuẩn lao nhân lên chậm hơn, sau 18 giờ  mới có thế  hệ  mới. Phẩy khuẩn tả nhân lên nhanh, chỉ sau 5­ 7 phút có một thế hệ mới. Cách sinh sản nhân lên với tốc độ 20­ 30 phút một lần làm cho số lượng vi  khuẩn tăng hết sức nhanh trong một thời gian rất ngắn . Chỉ cần một hoặc vài  tế bào vi khuẩn gây bệnh rơi vào vết mổ, vết thương, thuốc pha chế, thức ăn   v.v…  cũng có thể  dẫn đến hậu quả  rất tai hại sau vài giờ.  Vì thế  cần đảm  bảo vô trùng tuyệt đối trong mọi khâu công tác y, dược. Nếu không có gì cản trở  số  lượng vi khuẩn sinh ra từ  một tế  bào sau 5  ngày đêm có thể  tràn ngập mọi đại dương.  Thực tế  trong quá trình nhân lên  của vi khuẩn gặp nhiều trở  ngại như: môi trường hết dần chất dinh dưỡng,  môi trường bị  các sản phẩm của chính vi khuẩn làm thay đổi, sự  đối kháng  của các loại vi sinh vật khác làm tiêu huỷ vi khuẩn v.v… 6.3. Kết quả nhân lên của vi khuẩn ở môi trường lỏng Vi khuẩn nhân lên ở môi trường lỏng có thể làm đục đều môi trường hoặc  tạo lên những hạt, những cặn ở đáy, những váng trên bề mặt môi trường. Cấy một chủng vi khuẩn cần thiết vào môi trường lỏng thích hợp, rồi theo   dõi số  lượng vi khuẩn sinh ra, người ta thấy quá trình nhân lên của vi khuẩn   gồm 4 giai đoạn: 14
  15. a/ Giai đoạn thích ứng: số lượng vi khuẩn không tăng, vi khuẩn chưa sinh   sản, còn đang thích nghi với môi trường. b/ Giai đoạn tăng mạnh: số lượng vi khuẩn tăng nhanh, các tính chất của vi  khuẩn điển hình. c/ Giai đoạn tối đa: số lượng vi khuẩn đạt đến mức nhiều nhất và không  thay đổi, các tính chất của vi khuẩn vẫn điển hình; ở  giai đoạn này số  lượng   vi khuẩn sinh ra và số lượng vi khuẩn chết đi xấp xỉ bằng nhau. d/ Giai đoạn suy tàn: số lượng vi khuẩn chết đi lớn hơn số lượng vi khuẩn   sinh ra, tổng số  vi khuẩn giảm dần, các tính chất của vi khuẩn không điển  hình và bị  thay đổi;  ở  giai đoạn này môi trường đã nghèo vì mất nhiều chất  dinh dưỡng và các chất do vi khuẩn sinh ra tích luỹ  lại càng làm độc môi   trường. Lúc này muốn giữ lại được chủng vi khuẩn phải cấy chuyển sang môi  trường mới. Thời gian của từng giai đoạn trên đây có thể  khác nhau giữa các loài vi  khuẩn, nhưng nói chung vi khuẩn nào cũng phát triển theo một quá trình như  vậy. Sơ đồ phát triển của vi khuẩn ở môi trường lỏng Ứng dụng thực tế:  khi vi khuẩn xâm nhập gây hại nên can thiệp sớm,  ngay trong giai đoạn vi khuẩn đang thích ứng với môi trường chưa sinh sản. Ví  dụ: cần phải bố  trí trạm cấp cứu hoả  tuyến sao cho có thể  băng bó và xử  trí  sớm vết thương trong 5­ 6 giờ đầu. 15
  16. Muốn nghiên cứu những tính chất  điển hình của  vi khuẩn,  cần lấy vi   khuẩn nuôi ở giai đoạn tăng mạnh. 6.4. Kết quả nhân lên của vi khuẩn ở môi trường đặc Ở  môi trường đặc, một tế  bào vi khuẩn nhân lên qua nhiều thế  hệ  tập   trung ở một chỗ sẽ tạo thành một đám nhỏ mắt thường nhìn thấy được gọi là   khuẩn lạc. Vậy khuẩn lạc là một đám tập hợp ở môi trường đặc rất nhiều vi   khuẩn sinh ra từ  một tế  bào vi khuẩn ban đầu.  Tất cả  những tế  bào này có  những tính chất giống nhau và tạo thành một dòng thuần khiết gọi là clon . Ria  vi khuẩn trên môi trường đặc để  thu được những khuẩn lạc thuần khiết sinh   ra từ  một tế bào vi khuẩn ban đầu là một việc quan trọng rất cần thiết trong   quá trình phân lập vi khuẩn để rồi tiếp tục nghiên cứu vi khuẩn. Khuẩn lạc có  thể to, nhỏ, lồi, dẹt hay lõm, bờ đều hay răng cưa, trong hay đục, trắng, vàng  hoặc xanh, đỏ  v v….của khuẩn lạc là những yếu tố được dùng để  phân biệt  và chẩn đoán vi khuẩn. Có hai hình thái khuẩn lạc chính: ­ Khuẩn lạc S (Smooth): bề mặt trơn nhẵn, ướt, lồi đều, bờ tròn đều đặn. ­ Khuẩn lạc R (Rough): bề mặt xù xì, lồi lõm không đều, thường dẹt, khô,  bờ răn rúm. Khuẩn lạc S là hình thái thường gặp của đại đa số vi khuẩn cho khả năng  gây bệnh lúc mới phân lập được từ  bệnh nhân. Khuẩn lạc R là hình thái của  những vi khuẩn đã mất khả  năng gây bệnh sau khi nuôi cấy nhiều lần hoặc   phân lập được từ  những người đang khỏi bệnh.  Đặc biệt có một vài loài vi  khuẩn gây bệnh bình thường có khuẩn lạc R (trực khuẩn lao, trực khuẩn than,  trực khuẩn dịch hạch).  Ngoài   ra   một  số   loại  vi   khuẩn  còn   có   dạng   khuẩn  lạc   M  (Mucomus):  khuẩn lạc nhầy. 7. Chuyển hoá của vi khuẩn 7.1. Phân giải Các thức ăn trong môi trường chung quanh vi khuẩn thường là những phân  tử  lớn.  Vi khuẩn tiết ra những ngoại enzyme thuỷ  phân để  biến thức ăn từ  phức tạp thành đơn giản:  các protein thành những chuỗi peptid ngắn hoặc   16
  17. những acid amin, các glucid thành những đường đơn, các lipid thành những   acid béo và glycerol, các acid nhân thành phosphat vô cơ và những nucleotid.  Những chất đơn giản này có thể thẩm thấu dần qua màng bán thấm của tế  bào, nhưng chúng được vận chuyển nhanh hơn nhiều nhờ các pecmeaza hoạt  động như những enzyme. Đây là những chất xúc tác được tổng hợp khi có một   cơ  chất, đảm bảo đưa chất vào tế  bào và tích luỹ  cơ  chất trong tế  bào đạt   mức cao hơn ở môi trường bên ngoài rất nhiều (tới 10 lần). Quá trình phân giải các chất thức ăn tạo ra những chất trung gian hoặc   những sản phẩm cuối cùng riêng biệt với từng loại vi khuẩn, khiến người ta   có thể dùng vào mục đích chẩn đoán vi khuẩn. Vi khuẩn phân huỷ  các glucid có thể  tạo ra nhiều loại acid và CO 2, H2O.  Sự  phân huỷ  các protein dẫn đến sự  hình thành các chất như  acid amin, SH 2,  CO2, NH3, Indol…..Trong thực hành nuôi cấy vi khuẩn, người ta có những cách  thích hợp để phát hiện những chất này nhằm chẩn đoán vi khuẩn. 7.2. Tổng hợp Từ những thức ăn và năng lượng thu được, vi khuẩn tự tạo ra những chất   cấu tạo nên bản thân. Ngoài ra, vi khuẩn còn tổng hợp được một số chất mà y  học quan tâm đến. Độc tố: là những chất độc rất mạnh, gắn liền với tế bào vi khuẩn  (nội độc  tố) hoặc do vi khuẩn sống tiết ra ngoài (ngoại độc tố), là những chất chủ yếu  gây bệnh.  Kháng sinh:  là những chất có tác dụng  ức chế  hoặc giết chết những vi   khuẩn khác. Những chất kháng sinh hiện được dùng rộng rãi để  chữa nhiều   bệnh do vi khuẩn.  Vitamin: trực khuẩn E. coli trong ruột người và động vật tổng hợp được  một số vitamin như vitamin K, B4. Sắc tố: Một vài loài vi khuẩn có sắc tố, làm cho khuẩn lạc có màu trắng,   vàng, xanh, đỏ, đen, v.v… (Ví dụ: tụ  cầu trắng, tụ  cầu vàng, trực khuẩn mủ  xanh…). Người ta cho rằng sắc tố bảo vệ vi khuẩn chống ánh sáng mặt trời  và còn giúp vào quá trình hô hấp. 17
  18. 18
  19. ĐẠI CƯƠNG VIRUS  Virus là một trong những sinh vật nhỏ nhất, cấu tạo đơn giản nhất . Chúng  chỉ là một đại phân tử nucleoprotein mang đặc tính di truyền cơ  bản của sinh   vật,   không có cấu tạo tế  bào, không có quá trình trao đổi chất và không tự  sinh sản được.  Virus được phát hiện lần đầu năm 1892 bởi Ivanopski. Năm 1940 quan sát được hình thể của virus qua kính hiển vi điện tử . Ngày nay khái niệm sinh vật nhỏ nhất, đơn giản nhất không còn đúng với   virus nữa, kể từ khi phát hiện ra prion. 1. Kích thước và hình thể virus Virus có kích thước rất nhỏ, qua được lọc vi khuẩn, đơn vị đo kích thước  virus là nanomet (nm). Virus chỉ được nhìn thấy qua kính hiển vi điện tử có độ  phóng đại nhiều nghìn lần. Kích thước trung bình của virus khoảng từ 100 ­ 150nm như virus cúm, sởi,  quai bị. Có kích thước nhỏ từ 10­ 70nm như virus bại liệt, viêm não. Cũng có  những virus có kích thước lớn từ   250­ 300nm như  virus đậu mùa. Tạm thời  qui  ước loại virus nhỏ  kích thước dưới 100 nm, trung bình 100­200 nm, virus  lớn có kích thước trên 200 nm. Virus có nhiều hình thể khác nhau: + Hình cầu: virus cúm, sởi, bại liệt + Hình khối đa diện: virus Adeno, Papova, Herpes + Hình que: virus khảm thuốc lá + Hình viên gạch: virus đậu mùa + Hình dùi trống: virus của vi khuẩn E. coli (phage T2) Một virus hoàn chỉnh được gọi là một virion.  Trong một loài virus, các  virion có kích thước và hình thể  như  nhau nên có thể  kết tinh các hạt virion   thành tinh thể. 2. Cấu tạo virus 19
  20. Virus không có cấu tạo tế bào hay nói cách khác cấu tạo của virus  ở mức   dưới tế bào. Do có cấu tạo dưới tế bào nên các tính chất cơ bản của sự sống   như: sinh sản, cảm ứng, chuyển hóa vật chất ở virus rất khác vi khuẩn. 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2