Vi sinh vật nhân sơ

Trường: ĐH SÀI GÒN Khoa: SP KHTN Lớp: DSI 1081 Tổ: 2 Bài thuyết trình VI SINH VẬT HỌC Đề tài Giảng viên hướng dẫn: Cô ĐẶNG THỊ NGỌC THANH Trình bày: ĐỖ THỊ TRÂM ANH TRẦN HỒNG VÂN NGHIÊM THỊ PHƯƠNG LOAN NGUYỄN THỊ NGỌC ĐIỆP NGUYỄN HUỲNH BÍCH TRANG VÕ THỴ THÚY NGA TÔ HUỲNH THIÊN TRỌNG A_ VI SINH VẬT CỔ: Khái niệm: Các vi sinh vật cổ mà trước đây gọi là các vi khuẩn cổ (Archaeobacteria) là nhóm sinh vật nhân sơ xuất hiên sớm nhất (khoảng 3,5-4 tỷ năm trước đây).  Carl R. Woese và cộng sự (1977) sau khi xem xét trình tự 16S rARN nhận thấy rằng các sinh vật nhân nguyên thuỷ (Prokaryote) cần được chia thành hai nhóm khác biệt nhau hoàn toàn là Vi khuẩn (Eubacteria hay Bacteria) và Cổ khuẩn (Archaeabacteria hay Archaea), và cùng với các Sinh vật nhân thực (Eukarya) làm thành ba lĩnh giới (Domains) ở sinh vật . Cấu tạo và hình thức dinh dưỡng: Hình dạng và kích thước: Archaea là rất nhỏ, thường nhỏ dưới một micromet. Hình dạng của vi sinh vật cổ có thể hình cầu, hình que hay những hình dạng đặc biệt mà các vi khuẩn khác không thấy có như hình sao, hình vuông và dẹt. Structural diversity among archaeans is not limited to the overall shape of the cell.Cấu trúc đa dạng archaeans đa dạng, không giới hạn hình dạng của tế bào.Archaea may have one or more flagella attached to them, or may lack flagella altogether. Archaea có thể có một hoặc nhiều flagella gắn liền, hoặc có thể thiếu flagella hoàn toàn.The flagella are hair-like appendages used for moving around, and are attached directly into the outer membrane of the cell. Các flagella là roi được sử dụng giúp sinh vật di chuyển, được gắn trực tiếp vào màng ngoài của tế bào.When multiple flagella are present, they are usually attached all on one side of the cell. Khi flagella xuất hiện nhiều, chúng thường tập trung ở một bên của tế bào.Other appendages include protein networks to which the cells may anchor themselves in large groups. Like bacteria, archaeans have no internal membranes and their DNA exists as a single loop called a plasmid .Giống như vi khuẩn, archaeans không có màng trong và DNA của chúng thuộc DNA dạng vòng gọi là plasmid.However, their tRNAs have a number of features that differ from all other living things. As with other living things, archaeal cells have an outer cell membrane that serves as a barrier between the cell and its environment.Các tế bào archaeal có một màng tế bào bên ngoài đóng vai trò ngăn cách giữa tế bào và môi trường xung quanh. Bên trong màng tế bào là tế bào chất, nơi diễn ra các hoạt động sống và là nơi chứa đựng DNA. Archaea có cấu trúc giống như các sinh vật khác, nhưng chúng được hình thành từ các thành phần hóa học khác nhau. Ví dụ,For instance, the cell walls of all bacteria contain the chemical peptidoglycan . các thành tế bào của tất cả các vi khuẩn chứa peptidoglycan hóa học. Archaeal cell walls do not contain this compound, though some species contain a similar one. Likewise, archaea do not produce walls of cellulose (as do plants) or chitin (as do fungi).Thành tế bào của Archeae không chứa hợp chất này. Cấu trúc cơ bản Archaea: tế bào archaeal có 3 thành phần chính là thành tế bào, màng tế bào chất và tế bào chất. Các hình thức dinh dưỡng ở vi khuẩn cổ: Cổ khuẩn có nhiều hình thức dinh dưỡng: Hoá dưỡng hữu cơ (chemoorganotrophy) Hoá dưỡng hữu cơ là hình thức dinh dưỡng của nhiều loài cổ khuẩn, tuy nhiên các chu trình phân giải chất hữu cơ thường có một số điểm khác biệt so với vi khuẩn. Cổ khuẩn ưa mặn (halophiles) và ưa nhiệt cao (extreme thermophiles) phân giải glucoza theo một dạng cải biên của con đường Entner-Doudoroff (E-D). Nhiều loài cổ khuẩn lại có khả năng sản sinh ra glucoza từ các chất ban đầu không phải là hydratcarbo (gluconeogenesis) thông qua các bước đảo ngược của quá trình glycolysis (con đường Embden-Meyerhof). Hoá dưỡng vô cơ (chemolithotrophy) Hoá dưỡng vô cơ khá phổ biến ở cổ khuẩn, trong đó hydro thường được sử dụng làm chất cho điện tử. Tự dưỡng (autotrophy) Tự dưỡng đặc biệt phổ biến ở cổ khuẩn và diễn ra dưới nhiều hình thức khác nhau. Ở cổ khuẩn sinh methane và cổ khuẩn hoá dưỡng vô cơ ưa nhiệt cao CO2 được chuyển hoá thành các hợp chất hữu cơ qua con đường acetyl-CoA, trong đó một số loài có cải biên ở các bước phản ứng khác nhau. Một số loài cổ khuẩn khác (như Thermoproteus) cố định CO2 theo chu trình citric acid đảo ngược, tương tự như ở vi khuẩn lam lưu huỳnh. Mặc dù các loài cổ khuẩn ưa nhiệt cao đều thực hiện hình thức dinh dưỡng hữu cơ nhưng nhiều loài vẫn có khả năng cố định CO2 và thực hiện quá trình này theo chu trình Calvin, tương tự như ở vi khuẩn và sinh vật nhân thực. Quang hợp (phototrophy) Khả năng quang hợp có ở một số loài cổ khuẩn ưa mặn cao, tuy nhiên khác với vi khuẩn, quá trình này được thực hiện hoàn toàn không có sự tham gia của chlorophill hay bacteriochlorophill mà nhờ một loại protein ở màng tế bào là bacteriorhodopsin kết gắn với phân tử tương tự như carotenoid có khả năng hấp phụ ánh sáng, xúc tác cho quá trình chuyển proton qua màng nguyên sinh chất và sử dụng để tổng hợp ATP. Tuy nhiên, bằng hình thức quang hợp này cổ khuẩn ưa mặn cao chỉ có thể sinh trưởng với tốc độ thấp trong điều kiện kỵ khí, khi môi trường thiếu chất dinh dưỡng hữu cơ. Môi trường sống của cổ khuẩn và giả thuyết về hình thành sự sống trên Trái đất: Cổ khuẩn được biết đến như những vi sinh vật thích nghi với các môi trường có điều kiện khắc nghiệt (extreme) như nhiệt độ cao (thermophilic), nơi lạnh giá (psychrophilic), nồng độ muối cao (halophilic) hay độ acid cao (acidophilic) v.v. Đó cũng là một lý do giải thích tại sao cổ khuẩn lại khó được phân lập và nuôi cấy trong điều kiện phòng thí nghiệm. Trong giới sinh vật, cổ khuẩn có các đại diện cư trú ở các điều kiện nhiệt độ cao hơn. Với các đặc điểm sinh lý như tính ưa nhiệt, sống kỵ khí, sử dụng các chất hữu cơ và vô cơ là nguồn năng lượng, các loài cổ khuẩn ưa nhiệt cao có lẽ phù hợp với dạng sống nguyên thuỷ mô phỏng theo điều kiện của trái đất trong thời kỳ đầu. Trong thực tế, chất chỉ thị mạch isoprene-lipid thành phần màng tế bào của cổ khuẩn được tìm thấy trong các lớp trầm tích có tuổi là 3,8 tỷ năm. Các nghiên cứu dựa trên trình tự 16S rARN cho thấy cổ khuẩn, đặc biệt là nhóm cổ khuẩn ưa nhiệt cao, tiến hoá chậm hơn đáng kể so với vi khuẩn và sinh vật nhân thực. Tuy nhiên tốc độ tiến hoá chậm của cổ khuẩn so với hai lĩnh giới còn lại có thể do môi trường sống khắc nghiệt của chúng tạo ra. Cho đến nay câu hỏi về nguồn gốc sự sống và vai trò của cổ khuẩn trong đó vẫn còn đang tiếp tục được tranh luận. Phả hệ cổ khuẩn dựa trên trình tự 16S rARN: Dựa trên so sánh trình tự 16S rARN các đại diện cổ khuẩn đã phân lập được chia thành hai nhóm chính là Euryarchaeota và Crenarchaeota. Euryarchaeota là nhóm cổ khuẩn được biết rõ nhất, bao gồm nhiều loài sinh methane, cổ khuẩn ưa mặn, khử sulfat (Archaeoglobales), Thermoplasmalates và Thermococcales. Nhóm Crenarchaeota gồm ba lớp Desulfococcales, Sulfolobales và Thermoproteales. Sau này nhóm cổ khuẩn Korarchaeota được đề xuất thêm (Hình 3.6), tuy nhiên chỉ dựa trên các trình tự 16S rADN có được từ các mẫu ADN tách trực tiếp từ môi trường chứ chưa có đại diện nào được phân lập và nuôi cấy trong phòng thí nghiệm. Một số nhóm cổ khuẩn đại diện: Xét về các đặc điểm sinh lý, cổ khuẩn có thể phân thành bốn nhóm chính là: Sinh methane (methanogens) Cổ khuẩn ưa nhiệt cao (hyper-therrmophiles) Cổ khuẩn ưa mặn (halophiles) Cổ khuẩn ưa acid (acidophiles) thuộc lớp Thermoplasmatales với nhiều đại diện đã được phân lập và nghiên cứu trong phòng thí nghiệm. Cổ khuẩn sinh methane (methanogens) Trong cổ khuẩn, các loài sinh methane làm thành một nhóm lớn và đa dạng với các đặc điểm chung là : - Tạo khí methane như sản phẩm cuối cùng của chu trình trao đổi năng lượng và  - Sống kỵ khí bắt buộc. Cổ khuẩn sinh methane thu năng lượng cho quá trình sinh trưởng từ việc chuyển hoá một số chất thành khí methane. Nguồn cơ chất chủ yếu của các vi sinh vật này là hydro, format và acetat. Ngoài ra, một số hợp chất C1 như metanol, trimethylamin, dimethylsulfid và rượu như isopropanol, isobutanol, cyclopentanol, etanol cũng được sử dụng làm cơ chất. Về hình thái, cổ khuẩn sinh methane rất đa dạng, trong đó một số loài có hình dạng đặc trưng dễ nhận biết dưới kính hiển vi như Methanosarcina, Methanospirillum hay Methanosaeta. Ngoài ra, một trong những đặc điểm quan trọng dùng để phân loại nhóm cổ khuẩn này là nguồn cơ chất có thể sử dụng để sinh methane Cổ khuẩn sinh mêtan được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau, điển hình nhất là trong các công nghệ xử lý chất thải giầu hữu cơ, chuyển hoá chất hữu cơ thành mêtan và CO2. Do khả năng sử dụng cơ chất hạn hẹp nên cổ khuẩn sinh mêtan ít được đưa vào các qui trình xử lý ở dạng chủng đơn mà thường ở dạng hỗn hợp với các loài dị dưỡng có khả năng chuyển hoá chất hữu cơ trong chất thải thành nguồn cơ chất thích hợp cho chúng. Các loài vi sinh vật được sử dụng đồng thời với cổ khuẩn sinh mêtan trong các qui trình xử lý chất thải hữu cơ thường là các loài có khả năng lên men đường, protein như Lactobacillus, Eubacterium, Clostridium, Klebsiella, hay Leuconostoc. Ngoài ra, cổ khuẩn sinh mêtan còn được sử dụng để phân huỷ các hợp bền vững làm ô nhiễm môi trường như các hợp chất thơm và cao phân tử mạch thẳng chứa halogen. Cùng với vi khuẩn khử sulfat, cổ khuẩn sinh mêtan còn là tác nhân gây ăn mòn kim loại ở điều kiện không có oxygen. Cổ khuẩn ưa mặn Halobacteriales  Cấu tạo hoá học của thành tế bào ở Halobacterium là glycoprotein đặc biệt giàu các acid amin mang điện tích dương như aspartat và glutamat. Nhóm carboxy của các acid amin này liên kết với ion Na+ (hướng ra phía ngoài), và vì thế khi thiếu Na+ thành tế bào sẽ lập tức bị phá vỡ. Một đặc điểm thích nghi với nồng độ muối cao khác ở cổ khuẩn ưa mặn cực đoan là phần lớn các protein trong nguyên sinh chất đều phân cực, có tính acid cao và hoạt tính phụ thuộc vào ion K+. Trong môi trường có nồng độ ion rất cao như nguyên sinh chất ở cổ khuẩn ưa mặn cực đoan (Bảng 3.7) thì chỉ có protein phân cực mới tồn tại được trong dung dịch, các protein không phân cực ở điều kiện này sẽ bị kết dính và mất hoạt tính. Đây là một nhóm cổ khuẩn đa dạng, thuộc lớp Halobacteriales, sống ở các môi trường có nồng độ muối cao như là các hồ nước mặn trong tự nhiên, các cánh đồng muối hay trong thực phẩm muối như thịt muối, cá muối làm nước mắm. Cổ khuẩn ưa mặn có hình thái rất đa dạng (Hình 3.9), từ hình que, hình cầu cho đến các hình dạng vô cùng đặc biệt. Về phả hệ, dựa trên trình tự 16S rARN cổ khuẩn ưa mặn phân nhánh rất gần với cổ khuẩn sinh mêtan. Các loài cổ khuẩn ưa mặn được biết đến hiện nay được xếp vào 14 chi với 35 loài được mô tả chính thức, trong đó 6 chi đồng thời là cổ khuẩn ưa kiềm cao (extreme alkaliphiles). B_ XẠ KHUẨN: 1. Khái niệm: Xạ khuẩn hay còn gọi là nấm tia. Xạ khuẩn (Actinobacteria) là một nhóm vi sinh vật đơn bào phân bố rất rộng rãi trong tự nhiên. Trước kia được xếp vào Tản thực vật (tức nấm), nhưng ngày nay chúng được xếp vào vi khuẩn. 2. Đặc điểm: Kích thước tương đương với vi khuẩn, nhưng dài hơn. Nhân nguyên thủy, không có màng nhân và tiểu hạch. Vách tế bào không chứa cellulose hay kitin. Sự phân chia tế bào theo kiểu của vi khuẩn. Không có giới tính. Hoại sinh và ký sinh, phân bố rộng rãi trong tự nhiên. Xạ khuẩn giống nấm: có cấu tạo dạng sợi gọi là sợi khuẩn ty. Xạ khuẩn sống trong đất, tham dự vào quá trình chuyển hóa tự nhiên của nhiều hợp chất trong đất. 3. Đặc điểm của khuẩn ty và khuẩn lạc: Khuẩn ty không vách ngăn, không tự đứt đoạn, G+, không có nha bào… Có dạng hình chùy, dạng phân nhánh hay dạng sợi dài. Khuẩn ty xạ khuẩn và bào tử Khi phát triển trên môi trường đặc, xạ khuẩn phân hóa thành: Khuẩn ty cơ chất Khuẩn ty khí sinh Khuẩn lạc xạ khuẩn: thường chắc, xù xì và có dạng nhăn, dạng vôi, dạng nhung tơ hay dạng màng dẻo, nhiều màu sắc (trắng, đỏ, vàng, nâu, tím…) Khuẩn lạc xạ khuẩn 4. Cấu tạo: Vách tế bào xạ khuẩn: Dày và khá vững chắc Cấu tạo: protein, lipid, mucopolisaccarit, hợp chất photpho và axit teictioic, nhiều enzym tham gia vào quá trình trao đổi chất của tế bào. Chức năng: cho các chất kháng sinh, enzym, protein…đi qua một cách dễ dàng; thẩm thấu có chọn lọc. Màng nguyên sinh chất: Dày khoảng 7,5 – 10 nm, có cấu tạo như màng tế bào chất của vi khuẩn. Chức năng: điều hòa hấp thu các chất dinh dưỡng vào tế bào và tham gia quá trình hình thành bào tử. Nguyên sinh chất và nhân: Thể nhân. Ribosom. Mesosom. Các vật thể khác: các hạt poliphotphat, các hạt polisaccharit. 5. Sự sinh sản của xạ khuẩn: Xạ khuẩn sinh sản dinh dưỡng bằng đoạn sợi: mỗi đoạn sợi xạ khuẩn khi đứt ra đều có khả năng nảy chồi tạo ra hệ sợi xạ khuẩn. Bằng sự nãy chồi phân nhánh:trên bề mặt xạ khuẩn xuất hiện những mấu lồi, những mấu lồi lớn lên thành chồi, chồi lớn lên thành nhánh mới. Phân cắt trực tiếp tế bào. Sự hình thành bào tử. 6. Bào tử và sự hình thành bào tử: Được hình thành trên các nhánh của khuẩn ty khí sinh, gọi là cuống sinh bào tử, có các dạng: thẳng, lượn sóng, xoắn, mọc vòng… Bào tử trần có hình tròn, bầu dục… Cuống bào tử và bào tử có vai trò quan trọng trong phân loại. Bào tử được hình thành theo 2 cách: Vách ngăn được hình thành từ phía trong của màng nguyên sinh chất. Vách tế bào và màng nguyên sinh chất đồng thời xuất hiện vách ngăn tiến dần vào phía trong. Quá trình hình thành bào tử ở xạ khuẩn 7. Phân loại xạ khuẩn: Xạ khuẩn thuộc về lớp Actinobacteria, bộ Actinomycetales, 35 họ, 110 chi và 1000 loài. Hiện nay, 478 loài đã được công bố thuộc chi Streptomyces và hơn 500 loài thuộc tất cả các chi còn lại và được xếp vào nhóm xạ khuẩn hiếm. Một số họ xạ khuẩn:  - Họ streptomycetacease - Họ nocardiaceae - Họ fradiaceae - Họ actinomyceaceae - Họ micromonosporaceae - Họ dermatophilaceae 8. Vai trò: Xạ khuẩn là nhóm vi sinh vật phân bố rộng rãi trong đất, chúng tham gia vào các quá trình phân giải các hợp chất hữu cơ trong đất như xenluloza, tinh bột... góp phần khép kín vòng tuần hoàn vật chất trong tự nhiên ð ứng dụng trong quá trình chế biến phân huỷ rác. Nhiều xạ khuẩn có khả năng sinh chất kháng sinh. Đặc điểm này được sử dụng trong nghiên cứu sản xuất các chất kháng sinh dùng trong y học, nông nghiệp và bảo quản thực phẩm. Tổng hợp vitamin nhóm B, axit hữu cơ, axit amin, các chất kích thích sinh trưởng thực vật. Được dùng trong công nghiệp lên men. 9. Tác hại: Một số xạ khuẩn sinh ra chất độc kìm hãm sự sinh trưởng của thực vật. Một số gây bệnh cho người và động vật. C_ VI KHUẨN LAM: Cấu tạo: Vi khuẩn lam có hình dạng và kích thước rất khác nhau. Chúng có thể là đơn bào hoặc là dạng sợi đa bào. Tế bào sinh dưỡng: Tế bào vi khuẩn lam có hình dạng đa dạng: hình cầu, hình elip rộng, hình quả lê, hình trứng, hình kéo dài về một phía, hình elip kéo dài, hình thoi, hình ống. Tế bào có đường kính chỉ khoảng 1 mm (ở chi Synechococcus), nhưng cũng có tế bào chiều ngang vượt quá 30 mm (chi Oscillatoria). Thành tế bào: Tế bào vi khuẩn lam gần gũi với cấu tạo của vi khuẩn Gram âm. Thành tế bào khá dày, phân thành 2 tầng: tầng ngoài là tầng lipopolisaccarid, tầng trong là tầng peptidoglican. Nhiều vi khuẩn lam còn tiết ra bên ngoài một lớp bao nhầy polisaccarid. Bao nhầy có thể có nhiều hình dạng khác nhau: lớp dịch nhầy, vỏ nhầy, bao nhầy. Thylakoid: Bộ phận thực hiện quá trình quang hợp trong tế bào vi khuẩn lam là thylakoid, chúng có số lượng rất nhiều, có dạng bản xếp song song hay có dạng uốn khúc, nằm ở gần tế bào chất. Trên màng của thylakoid có chứa chất diệp lục a, β-caroten, caroteno (như myxocanthophyll, zeaxanthin,…) và các thành phần có liên quan đến chuỗi truyền điện tử trong quang hợp. Mặt ngoài của thylakoid có chứa phicobilixom (một cấu trúc protein có dạng đĩa cấu tạo với 75% phicoxianin, 12% allophicoxianin, 12% phicoeritrin). Sự hiện diện của phicobilixom và sự vắng mặt của clorophin b là đặc trưng của vi khuẩn lam, chứng tỏ vi khuẩn lam có nguồn gốc cổ xưa (trước khi xuất hiện clorophin b của thực vật). Chức năng hấp thụ ánh sáng được thực hiện bởi 2 sắc tố phicoxianin màu lam và phicoeritrin màu đỏ. Hai sắc tố này đưa ánh sáng vào hệ thống quang hợp II còn clorophin a thì phát huy tác dụng trong hệ thống quang hợp I. Tùy điều kiện môi trường, ví dụ trong ánh sáng lam, lục thì việc tổng hợp phicoeritrin chiếm ưu thế, còn trong ánh sáng đỏ thì việc tống hợp phicoxianin lại chiếm ưu thế. Nhờ đó mà vi khuẩn có khả năng thích ứng cao với từng sinh cảnh. Các chất dự trữ: Các chất dự trữ trong tế bào vi khuẩn lam là glicogen, poli-β-hidroxibutirat (PHB), volutin (poliphotphat), xianophixin… Tế bào dị hình: Trong tế bào vi khuẩn lam có những cơ quan khá đặc trưng, đó là tế bào dị hình (dị hình bào, heterocyst), là bào tử nghỉ (akinete), tảo đoạn (hormogonia), vi tiểu bào nang (mannocyst), hạt sinh sản (gonidium)… Tế bào dị hình có thành dày, màu nhạt, không chứa sắc tố quang hợp, không chứa các hạt dự trữ, hình thành từ các tế bào dinh dưỡng trên các vị trí khác nhau của sợi. Tế bào dị hình có thể hình thành đơn độc ở đầu sợi nhưng thường xếp thành dãy. Tùy vị trí mà tế bào dị hình có một nút (khi nằm ở đầu hay ở bên) hoặc 2-3 lỗ (khi nằm ở giữa). Những lỗ này có thành dày và nối tiếp giữa tế bào dị hình với các tế bào dinh dưỡng kế tiếp. Nhiều nghiên cứu cho thấy tế bào dị hình là nơi có khả năng thực hiện quá trình cố định nitơ khi có oxi. Bào tử nghỉ: là loại tế bào nằm ở đầu hoặc ở giữa sợi, có thành dày, màu xẫm và có tác dụng chống chịu cao đối với điều kiện bất lợi của môi trường sống. Tảo đoạn: Tảo đoạn (đoạn sợi liền) là chuỗi các tế bào ngắn được đứt ra từ sợi vi khuẩn lam. Tảo đoạn có khả năng chuyển động trong nước nhờ khả năng tiết ra chất nhầy. Khi dừng chuyển động tảo đoạn có thể phát triển thành một sợi mới. Trong tảo đoạn có thể gặp các không bào khí, giúp cho vi khuẩn lam có thể trôi nổi gần mặt nước. Vi tiểu bào nang: là các túi bé được sinh ra từ trong 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. Quá trình quang hợp của vi khuẩn lam: Vi khuẩn lam có khả năng tự dưỡng quang năng nhờ chứa sắc tố quang hợp là chất diệp lục a. Quá trình quang hợp của vi khuẩn lam là quá trình photphoryl hóa quang hợp phi tuần hoàn, có giải phóng oxi như ở cây xanh. Quá trình này khác hẳn với quá trình photphoryl hóa quang hợp tuần hoàn không giải phóng oxi ở nhóm vi khuẩn kị khí màu tía không chứa lưu huỳnh trong tế bào thuộc bộ Rhodospirillales. Sinh sản: Một số vi khuẩn lam sinh sôi nảy nở bằng cách đứt đoạn. Ở bộ Nostocales thường gặp dạng bào tử của vi khuẩn lam. Bào tử hình thành từng chiếc một từ tế bào dinh dưỡng và có thành dày. Ở một số chi (như Gloeotrichia, Anabaena) bào tử có thể hình thành do sự kết dính một số tế bào dinh dưỡng lại, chiều dài của chúng có thể đạt tới 0,5 mm. Thành bào từ có lớp trong và lớp ngoài, giúp cho vi khuẩn lam chống chịu được với các điều kiện sống bất lợi. Khi có điều kiện thuận lợi bào tử sẽ nảy mầm để tạo một đoạn sợi mới. Ở vi khuẩn lam chưa phát hiện thấy các hình thức sinh sản hữu tính. Phân bố: Vi khuẩn lam phân bố rất rộng rãi trong tự nhiên. Đại bộ phận vi khuẩn lam sống trong nước ngọt và tạo thành thực vật phù du của các thủy vực. Một số phân bố trong những vùng nước mặn giàu chất hữu cơ hoặc trong nước lợ. Một số vi khuẩn lam sống cộng sinh. Ví dụ: Loài Anabaena azollae cộng sinh trong bèo hoa dâu, một số sống cộng sinh trong rễ các cây thuộc chi Cycas, Gunera. Nhiều vi khuẩn lam có khả năng cố định nitơ và có sức đề kháng cao với các điều kiện bất lợi cho nên có thể gặp vi khuẩn lam trên bề mặt các tảng đá hoặc trong vùng sa mạc. Ngoài ra, đã tìm thấy vi khuẩn lam ở cả trong các suối nước nóng có nhiệt độ cao tới 87°C, trong các vùng biển có nồng độ muối tới 0,7%. Ở bề mặt ao hồ vào mùa hè có lúc vi khuẩn lam phát triển quá mạnh tạo ra hiện tượng “nước nở hoa”. Ứng dụng: Một số vi khuẩn lam vì có giá trị dinh dưỡng cao, có chứa một số chất có giá trị y học cao, lại có tốc độ phát triển nhanh, khó nhiễm tạp khuẩn vì thích hợp được với các điều kiện môi trường khá đặc biệt cho nên đã được sản xuất vớiqui mô công nghiệp để thu nhận sinh khối. Ví dụ: Tảo Spirulina được nuôi để cải tạo môi trường sống, tạo nguồn thức ăn bổ sung cho chăn nuôi hoặc cho nghề nuôi tôm cá. Những vi khuẩn lam có hoạt tính cố định nitơ cao được sản xuất thành các chế phẩm dùng để lây nhiễm cho ruộng lúa nhằm giảm bớt việc tiêu dùng phân đạm hóa học. D_ CÁC VI KHUẨN NGUYÊN THỦY: Mycoplasma: Lược sử phát hiện: Năm 1898, E.Nocard và cộng sự phân lập được Mycoplasma từ bò bị bệnh viêm phổi màng phổi truyền nhiễm, khi đó được gọi là PPO (tức vi sinh vật viêm phổi màng phổi). Về sau người ta tiếp tục phân lập được PPO từ các động vật khác và đổi tên là vi sinh vật loại viêm phổi màng phổi (PPLO).được chính thức đổi thành Mycoplasma. Năm 1967, các nhà khoa học Nhật Bản phát hiện ra các loại Mycoplasma gây bệnh cho thực vật (dâu, khoai tây…). Các loại Mycoplasma gây bệnh thực vật hiện được gọi là MLO – vi sinh vật loại Mycoplasma. Đặc điểm: Cấu trúc Mycoplasma Chưa có thành tế bào. Có kích thước ngang khoảng 150 – 300nm, thường là 250nm, khó thấy được dưới kính hiển vi quang học bình thường, lọt qua nến lọc vi khuẩn. Bắt màu G- Có tính đa hình thái, có thể là dạng tròn, hình lê hoặc là sợi nhỏ. Dễ mẫn cảm với áp suất thẩm thấu, mẫn cảm với cồn, với các chất hoạt động bề mặt (xà phòng, bột giặt…). Vì màng tế bào chất của Mycoplasma có chứa sterol nên mẫn cảm với các chất kháng sinh thuộc nhóm polien (như nistatin, amphoterixin, candixidin…) Chịu ức chế bởi các chất kháng sinh ngăn cản quá trình sinh tổng hợp protein (như eritromixin, tetraxiclin, lincomixin, gentamixin, kanamixin…) Không mẫn cảm với penixilin, xicloserin, xephalosporin, baxitraxin và các chất kháng sinh khác ức chế quá trình tổng hợp thành tế bào. Đời sống dinh dưỡng độc lập, một số loài có đời sống hoại sinh. Thường sinh sản theo phương thức cắt đôi. Có thể sinh trưởng độc lập trên các môi trường nuôi cấy nhân tạo giàu chất dinh dưỡng (có chứa máu hoặc cao nấm men). Có thể phát triển cả trong điều kiện hiếu khí (aerobic) lẫn kị khí (anaerobic) nghĩa là có cả kiểu trao đổi chất oxi hóa lẫn kiểu trao đổi chất lên men. Tác hại: Nhiều loại Mycoplasma gây bệnh cho động vật (bò, cừu, dê, lợn, gà, vịt…) Gây bệnh cho người (các loài Mycoplasma pneumoniae, Mycoplasma hominis, Mycoplasma genitalium, và urealyticum Ureaplasma.) Một số loại MLO gây bệnh cho lúa, ngô, dâu, khoai tây, tre, nứa. Có thể làm nhiễm bẩn các dung dịch dùng để nuôi cấy tổ chức động vật. Mycoplasma tạo ra những khuẩn lạc rất nhỏ trên môi trường thạch, đường kính khuẩn lạc thường chỉ khoảng 0,1 – 1mm. Phân loại: Hiện đã biết được 80 loài Mycoplasma. Theo hệ thổng phân loại Bergey (1994) thì bộ Mycoplasma có 3 họ: họ Mycoplasmataceae (gồm chi Mycoplasma và Ureaplasma); họ Acholeplasmataceae (chi Acholoplasma); Spiroplasmataceae (chi Spiroplasma). Không thuộc bộ Mycoplasmatales có các chi Anaeroplasma, Thermoplasma và các MLO (gây bệnh ở thực vật). Bộ Mycoplasmatales thuộc lớp Mollicutes, ngành Tenericutes. Rickettsia: Đặc điểm chung: Tế bào có kích thước thay đổi khoảng từ 0,25 x 1,0μm –0,6 x 1,2μm hoặc 0,8 - 2,0 μm. Không có tiên mao Có hình dạng biến hóa : hình que, hình cầu, song cầu, hình sợi…trong tế bào bị nhiễm cảm rickettxii sắp xếp vô quy tắc nhưng thường tập trung thành các khối dày đặc. Có thành tế bào, bắt màu G- nhưng khó nhuộm. Kí sinh bắt buộc trong các tế bào nhân thật. Vật chủ thường là các động vật chân đốt như: ve, bọ, chét, bét, rận.. Sinh sản theo lối nhị nguyên phân hạch Mẫn cảm với các chất kháng sinh. Có các chu trình trao đổi năng lượng không hoàn chỉnh, phần lớn chỉ có thể sử dụng axit glutamic để sinh năng lượng chứ không sử dụng glucozo. Thường được nuôi cấy trong phôi gà, trong các động vật mẫn cảm, các tổ chức nuôi cấy ( như dòng tế bào Hela). Cấu tạo: Có cấu tạo tương tự gram âm: Thành tế bào gồm 3 lớp: màng ngoài, peptodoglican, màng tế bào chất. Màng ngoài có xuất hiện trilaminar. Thành phần hóa học có chứa axit diaminopimelic thiếu axit teichoic. Không có cấu trúc hạt nhân rời rạc. Chuyển hóa: Trong môi trường muối loãng buffered rickettsia bị cô lập và không ổn định, không có khả năng gây tác động đến tế bào chủ, mất cả các hoạt động trao đổi chất. Nếu được làm giàu bởi kali, abulmin huyết thanh và sucrose thì chúng có thể sống sót trong nhiều giờ. Nếu ATP được thêm vào thì chúng có khả năng chuyển hóa và tiêu thụ oxi. Các rickettsia có đầy đủ khả năng trao đổi chất của vi khuẩn nhưng đòi hỏi phải có các chất ngoại sinh của các chất đồng yếu tố. Tăng trưởng và phân chia:. Nhân thường phân hạch nhị nguyên, phân ngang. Trong điều kiện nghèo dinh dưỡng chúng sẽ ngừng phân chia và phát triển thành các sợi dài. Khi giàu dinh dưỡng thì chúng phân chia nhanh chóng. Sau khi phân chia chúng sẽ tiếp tục lan truyền qua các tế bào thông qua tế bào chất. Tính gây bệnh: Triệu chứng bệnh: Bệnh do vi khuẩn Rickettsia gây ra, có những dấu hiệu chung như: Sốt có chu kì, trạng thái li bì; phát ban (không phát ban ở mặt, gan bàn tay, bàn chân); Ở động vật, BR do R. ruminantium gây ra ở cừu, dê, với đặc điểm rõ nhất là có nước trong màng ngoài tim; ở chó do R. canis với đặc điểm là sốt cao, có xuất huyết trong da (nội bì); ở động vật nhai lại, gặp sốt Q do R. burneti với triệu chứng như bệnh cúm có sốt và bệnh do R. conjunctivae gây viêm giác mạc và kết mạc mắt. Các rickettsia nhân lên trong các biểu mô đường ruột của các động vật truyền bệnh sau đó được bài tiết qua phân, hoặc xâm nhập vào tuyến nước bọt của động vật chân đốt sau đó người sẽ bị nhiễm bệnh qua vết cắn. Hình: Những biểu hiện lâm sàng dễ nhận thấy bệnh do rickettsia gây ra. Vòng đời Hóa trị: Các loại thuốc được sử dụng để điều trị bệnh là chloramphenicol và tetracyclin, penixilin…. Phân loại: Gồm một bộ Rickettsiales. Trong bộ có 3 họ với 14 chi: Họ Rickettsiaceae: (a). Tộc Rickettsieae: Chi Rickettsia Chi Rochalimaea Chi Coxiella (b). Tộc Ehrlichieae: Chi Ehrlichia Chi Cowdria Chi Neorickettsia (c). Tộc Wolbachieae: Chi Wolbachia Chi Rickettsiella Họ Bartonellaceae Chi Bartonella Chi Grahamella Họ Anaplasmataceae Chi Anaplasma Chi Aegyptianella Chi Haemobartonella Chi EperythrozoonIntracytoplasmic invaginations of the plasma membrane (mesosome Clamydia: Nguồn gốc: Năm 1907 hai học giả Tiệp Khắc (cũ) lần đầu tiên phát hiện ra thể bao hàm trong tế bào kết mạc của các bệnh nhân đau mắt hột. Về sau các học giả khác cho rằng các thể bao hàm mắt hột là tập đoàn virut có kích thước lớn. Thuật ngữ Chlamydia được Jones, Rake và Stearns đề xuất từ năm 1945. Năm 1950 Zhdanov và Korenblit gọi là Rickettsiaformis. Năm 1953 Coles gọi là Prowazekia , Meyer gọi là Bedsonia. Năm 1964 Levaditi và cộng sự lại gọi là Rakeia. Đến năm 1970 tại Hội nghị quốc tế về mắt hột tại Mỹ mới chính thức gọi nhóm vi sinh vật này là Chlamydia. Cấu tạo: Là một loại vi sinh vật rất bé nhỏ, qua lọc, G-, có chu kì phát triển độc đáo, kí sinh bắt buộc trong tế bào sinh vật nhân chuẩn. Có cấu tạo khác với virut ở những điểm sau đây: Có cấu tạo tế bào. Có chứa đồng thời hai loại axit nucleic: ADN và ARN. Có thành phần tế bào chứa peptidoglican đặc trưng cho vi khuẩn G-. Có riboxom trong tế bào. Có hệ thống enzim không hoàn chỉnh, thiếu các enzim tham gia vào quá trình trao đổi sinh năng lượng, do đó bắt buộc kí sinh trong tế bào nhân chuẩn. Phân cách thành hai phần bằng nhau lúc sinh sôi nảy nở. Rất mẫn cảm với các chất kháng sinh và sunphamit. Trong phòng thí nghiệm có thể nuôi cấy trong màng bao lòng đỏ trứng gà , trong khoang bụng chuột bạch... Chu trình sống: Có chu trình sống khá đặc biệt . í Nguyên thể ( dạng cá thể có khả năng xâm nhiễm ): Là loại tế bào hình cầu có thể chuyển động, đường kính 0,2-0,5 µm, nhuộm Giemsa bắt màu tím, nhuộm Macchiavello bắt màu đỏ. Nguyên thể bám chặc vào mặt ngoài của tế bào vật chủ và có tính cảm nhiễm cao. Lúc nguyên thể gặp tế bào cảm nhiễm, phần không chịu nhiệt ở bề mặt nguyên thể hấp phụ lên phần thụ thể mẫn cảm với men của tuỵ tạng. Nhờ tác dụng thực bào của tế bào vật chủ mà nguyên thề xâm nhập vào trong tế bào, phần màng bao quanh nguyên thề biến thành không bào. Nguyên thể lớn dần lên trong không bào và biến thành thuỷ thể. í Thuỷ thể (còn gọi là thề dạng lưới ): Là loại tế bào hình cầu màng mỏng, khá lớn ( 0,8-1,5 µm ). Thuỷ thể liên tiếp phân cắt thành hai phần đều nhau và tạo thành vi khuẩn lạc trong tế bào chất của vật chủ. Các tế bào con này lại phân hoá thành các nguyên thể nhỏ hơn nữa, màng dày và có tính cảm nhiễm. Khi tế bào vật chủ bị phá vỡ các nguyên thể được giải phóng và tiếp tục xâm nhập vào các tế bào khác. í Bảng so sánh nguyên thể và thuỷ thể: Nguyên thể Thuỷ thể Kích thước Thành tế bào ADN ARN : ADN Metionin, Xixtein Hoạt tính trao đổi chất Năng lực đề kháng Chức năng sinh học 0,2-0,5 µm Vững chắc, không cho cao phân tử đi qua Dày đặc 1 : 1 Có Thấp Mạnh Cảm nhiễm 0,8-1,5 µm Mềm yếu , cho các cao phân tử đi qua Phân tán 3 : 1 Không có Cao Yếu Sinh sản ( phân cắt ) Tác hại: Chlamydia mắt hột gây bệnh mắt hột ở người và chuột nhắt có tên chung là Chlamydia trachomatis . Thuộc loài này có 3 biến chủng : BT ( Biovar trachoma ) gây bệnh đau mắt hột ở người , LGV ( Biovar lymphogranuloma vanereum ) gây bệnh u hạt limpho đường sinh dục , và BM ( Biovar mouse ). Một số loài Chlamydia khác gây bệnh ở động vật : C.psittaci. C.ornithosis. C.miningo-pneumonitis. C.feline pneumonitis