1

CHƯƠNG 2

HÌNH THÁI VI SINH VẬT

Hình 1: Thí nghiệm bác bỏ thuyết tự sinh của Pasteur

ĐẶC ĐIỂM VI SINH VẬT Kích thước nhỏ bé

Hấp thu nhiều, chuyển hóa nhanh

Sinh trưởng nhanh và phát triển mạnh

Năng lực thích ứng mạnh mẽ, dễ phát sinh biến dị

Phân bố rộng, chủng loại nhiều

1980, Woese tách một số nhóm vi khuẩn ra thành Cổ

khuẩn (Archae). Như vậy, hệ thống phân loại sinh giới của

Woese có 3 lĩnh vực: Sinh vật nhân thật (Eukaryota), Vi

khuẩn (Bacteria) và Cổ khuẩn (Archae).

2

Hình 2: Hệ thống phân loại sinh giới của Woese (1980)

3

VI KHUẨN 1. HÌNH THÁI VI KHUẨN

- Vi khuẩn có nhiều hình dạng (hình cầu, hình que, hình

dấu phẩy, hình xoắn, hình sao ....)

- Kích thước vi khuẩn: đường kính (0.2÷2.0μm) x chiều

dài (2.0÷8.0μm)

2. CẤU TẠO

Hình 3: Cấu tạo tế bào prokaryote 2.1 Thành tế bào (Cell wall)

Vị trí:

Nhiệm vụ:

- Duy trì hình dạng tế bào

- Hỗ trợ sự chuyển động của tiên mao

- Bảo vệ tế bào tránh khỏi một số điều kiện bất lợi

4

Ví dụ: vi khuẩn G+ chịu được áp suất thẩm thấu 15÷20

atm, vi khuẩn G- chịu được áp suất thẩm thấu 5÷10 atm.

- Cần thiết cho quá trình phân cắt bình thường của tế

bào.

- Cản trở sự xâm nhập vào tế bào của một số chất có

hại. Chẳng hạn thành tế bào vi khuẩn G- có thể ngăn

cản sự xâm nhập của các chất kháng sinh có khối

lượng phân tử vượt quá 800.

- Có liên quan mật thiết đến tính kháng nguyên, tính

gây bệnh, chẳng hạn như khả năng sinh nội độc tố,

tính mẫn cảm với thể thực khuẩn.

Cấu tạo

v Peptidoglican:

Hình 4: Cấu tạo peptidoglycan trong tế bào vi khuẩn

- Vi khuẩn G-:

5

Ø Có 2 lớp lipopolysaccharide ở lớp ngoài cùng của

thành tế bào đan xen với các phân tử protein

Ø Protein này chống lại sự xâm nhập của tế bào

khác

Ø Có sức đề kháng lớn hơn với lysosyme (chứa trong

lòng trắng trứng, nước mắt, nước muối, đuôi thể thực

khuẩn) do có lớp LPS dày

Hình 5: Thành tế bào vi khuẩn Gram(-)

- Vi khuẩn G+:

Ø Có bức tường acid teichoic dày hơn vi khuẩn G-

nên chịu được áp lực thẩm thấu tốt hơn

Hình 6: Thành tế bào vi khuẩn Gram(+)

6

v Acid Teichoic

Ø Chỉ có ở tế bào vi khuẩn G+

Ø Acid teichoic là polyme của ribitol và glycerol

phosphate liên kết với peptidoglycan (PG) hoặc màng

tế bào chất

v Lớp không gian chu chất

Ø Ở giữa lớp màng ngoài và lớp PG mỏng ở thành tế

bào vi khuẩn G- ; ở giữa lớp thành tế bào và lớp màng

tế bào chất của cả vi khuẩn G- và G+

Ø Trong lớp này có: proteinase, nuclease, protein

vận chuyển qua màng, protein thụ thể (làm chỗ bám

của thể thực khuẩn)

2.2 Màng tế bào chất (cytoplasmic membrane)

Vị trí:

Màng tế bào chất là lớp màng nằm kế tiếp thành tế bào

chất (cell wall) ở vị trí bên trong tế bào.

Nhiệm vụ:

- Khống chế sự vận chuyển các chất dinh dưỡng giữa tế

bào và môi trường, các sản phẩm trao đổi chất

- Duy trì một áp suất thẩm thấu bình thường bên trong

tế bào

- Sinh tổng hợp các thành phần quan trọng của tế bào

(enzyme, protein của chuỗi hô hấp…)

7

- Cung cấp năng lượng cho sự vận động của tiên mao

Cấu tạo:

- Màng tế bào chất dày từ 4-5nm, cấu tạo bởi 2 lớp

phospholipid

- Mỗi phân tử phospholipid chứa một đầu tích điện

phân cực (đầu phosphat) và một đuôi không tích điện,

không phân cực (đầu hydrocarbon)

- Đầu phân cực tan trong nước nằm phía trong

- Đầu phosphate còn gọi là đầu háo nước, đầu

hydrocarbon là đầu kị nước

Hình 7: Cấu tạo lớp phospholipid

2.3 Tế bào chất (cytoplasm)

8

Vị trí

- Là vùng dịch thể ở dạng keo nằm bên trong màng tế

bào

Nhiệm vụ

- Tích lũy chất dự trữ cho tế bào (trong môi trường

giàu carbon và nghèo nitơ)

- Chứa một số cơ quan quan trọng của tế bào như:

ribosome, không bào…

Cấu tạo

- Trong tế bào chất có protein, acid Nucleic,

hydrocarbon, lipid, ribosome, ion…

- Ribosome nằm tự do trong tế bào chất, có chức năng

tổng hợp các protein và protein đó gắn vào phía trong của

màng tế bào chất

Hình 8: cấu tạo ribosome ở vi khuẩn

- Không bào khí (vi khuẩn quang hợp, thủy sinh): được

bao bọc bởi một lớp màng protein dày 2nm; điều tiết tỉ

9

trọng của tế bào để tế bào nổi ở những tầng nước nhất

định

2.4 Thể nhân (Nuclear body)

Vị trí

- Nằm bên trong tế bào chất

Nhiệm vụ

- Chứa đựng thông tin di truyền của vi khuẩn

Cấu tạo

- Là một NST duy nhất cấu tạo bởi một sợi DNA xoắn

kép. Như vậy phần lớn các tế bào của sv nhân nguyên thủy

là tế bào đơn bội.

2.5 Bao nhầy (Capsule)

Vị trí

- Là một lớp vật chất dạng keo, có độ dày bất định bao

quanh bên ngoài thành tế bào, chỉ có ở một số loài vi

khuẩn

Nhiệm vụ

- Bảo vệ vi khuẩn khỏi tác động yếu tố bên ngoài

- Dự trữ thức ăn

- Tích lũy một số sản phẩm trao đổi chất

Cấu tạo

- Thành phần chủ yếu là polysaccharide, ngoài ra còn

có polypeptide và protein

10

- Ở vi khuẩn Acetobacter xylinum, bao nhầy cấu tạo bởi

cellulose. Người ta dung bao nhầy này để ăn khi nuôi cấy

A. xylinum trên nước dừa.

2.6 Tiên mao (Flagella)

Vị trí

- Tiên mao (lông roi) là những sợi lông dài, uốn khúc,

mọc ở mặt ngoài một số vi khuẩn

Nhiệm vụ

- Giúp vi khuẩn di động trong dịch lỏng

Cấu tạo

- Cấu tạo bởi các phân tử của một loại protein đặc biệt

gọi là flagellin

- Vi khuẩn G(-): gồm một trụ nhỏ được gắn với 4 đĩa

tròn có dạng vòng, kí hiệu là L, P, MS và C (hình 9). Vòng

L nằm ngoài cùng, tương ứng với lớp LPS của màng ngoài.

Vòng P nằm tiếp theo về phía trong, tương ứng với lớp

PG. Vòng MS ở sâu hơn ngay vị trí màng tế bào chất và

vòng C nằm trong tế bào chất. Rod là trụ nhỏ xuyên chính

giữa các vòng. Hook là một bao hình móc bao bọc bên

ngoài tiên mao ở phần phía ngoài lớp LPS.

11

- Vi khuẩn G(+) chỉ có 2 vòng (hình 10) gọi là vòng

protein ngoài (nằm ở vị trí thành tế bào) và vòng protein

trong (nằm ở vị trí màng tế bào)

- Hoạt động theo cách quay như kiểu vặn nút chai.

- VK di động trong môi trường lỏng theo kiểu nào vào

nhiều lí do khác nhau. Nếu VK tìm đến hoặc tránh khỏi

một tác nhân hóa học thì hiện tượng đó gọi là hóa hướng

động (hình 11).

Hình 9: cấu tạo tiên mao của vi khuẩn G-

Hình 10: cấu tạo tiên mao của vi khuẩn G+

12

Hình 11: Sự chuyển động của vi khuẩn theo hóa hướng động. Hóa chất

có tính dẫn dụ VK được gọi là chất dẫn dụ (attractant). Hóa chất gây

ra hóa hướng động âm gọi là chất xua đuổi (repellent).

2.7 Khuẩn mao (Pilus, Fimbria)

Nhiệm vụ

- Giúp vi khuẩn bám giữ vào cơ thể, tế bào của các loại

động vật khác

Cấu tạo

- Kích thước rất ngắn, rất nhỏ và có bản chất protein

13

khuẩn mao giới tính (sex pilus). Công dụng của chúng

là nối hai tế bào khác giới tính và những đoạn DNA được

chuyển từ tế bào này sang tế bào khác qua cầu nối này.

Hình 12: khuẩn mao giới tính

2.8 Bào tử (Spore)

Vị trí: nằm bên trong tế bào và xuất hiện vào cuối thời kỳ

sinh trưởng phát triển.

Nhiệm vụ: duy trì sức sống vì có khả năng kháng nhiệt,

kháng bức xạ, kháng hóa chất, kháng áp suất thẩm thấu.

Cấu tạo

- Gồm có màng ngoài (exosprium), áo bào tử (spore

coat) gồm có áo ngoài (outer coat) và áo trong (inner coat),

vỏ bào tử (cortex) và lõi (core) hay còn gọi là thể chất

nguyên sinh của bào tử (protoplast) (thành, màng, nhân,

chất nguyên sinh của bào tử)

Hình 13: Bào tử vi khuẩn

Các bước quá trình hình thành bào t

Hình 14: Quá trình hình thành bào t

14

ử vi khuẩn

ình hình thành bào tử:

: Quá trình hình thành bào tử

15

3. SINH SẢN Ở VI KHUẨN

Sinh sản vô tính (asexual): bằng cách phân đôi tế bào

(binary fission). Lúc đầu, phần giữa tế bào dần dần thắt

lại, nhân phân ra làm đôi và kết quả là tế bào bị tách ra

thành hai tế bào riêng biệt

Công thức:

Hình 11: Quá trình sinh sản vô tính bằng cách phân đôi ở tế bào vi khuẩn B. licheniformis

Với

G : thời gian thế hệ

n : số thế hệ trong một đơn vị thời gian

1nG

=

16

HÌNH DẠNG MỘT SỐ VI KHUẨN

Bacillus Vibrio

Haemophilus Treponema

17

18

NẤM MEN 1. HÌNH THÁI VÀ KÍCH THƯỚC TẾ BÀO

- Thuộc cơ thể đơn bào

- Nấm men thường có hình dáng khác nhau (hình cầu,

hình elip, hình bầu dục, hình dài ...)

- Tế bào nấm men có kích thước lớn gấp từ 5-10 lần so

với tế bào vi khuẩn. Chiều dài 9÷10μm x chiều rộng

2÷7 μm)

2. CẤU TẠO

Tế bào nấm men được cấu tạo chủ yếu từ các phần cơ

bản sau: thành tế bào, màng nguyên sinh chất, chất

nguyên sinh, nhân, không bào, hạt dự trữ, ty thể, ribosom.

Hình 13: Cấu tạo tế bào nấm men

19

Thành tế bào Vị trí: là lớp vỏ nằm ngoài tế bào

Nhiệm vụ: (giống với vi khuẩn)

Cấu tạo: được cấu tạo từ nhiều thành phần khác nhau:

- Manan

- Glucan

- Protein: thường liên kết với các thành phần khác.

- Kitin: thường nằm ở phần nảy chồi, chiếm khoảng

3%. Đây là chất rất bền vững không bị enzym phá hủy, có

tác dụng bảo vệ chồi trong khi chồi còn non.

- Phospholipid.

Màng nguyên sinh chất Vị trí: dưới lớp thành tế bào

Nhiệm vụ: (tương tự vi khuẩn)

Cấu tạo: có cấu tạo tương tự như màng nguyên sinh chất

của vi khuẩn (protein, phospholipid ...)

- Hiện tượng trương nguyên sinh chất: tế bào cần

lượng nước nhất định để duy trì sự sống, nếu vi sinh vật

sống trong 1 môi trường có chất hòa tan ít hơn trong tế

bào thì nước từ môi trường sẽ đi vào trong tế bào do màng

tế bào có khả năng thẩm thấu, chất nguyên sinh bị ép sát

vào màng tế bào làm màng tế bào căng lên gọi là trương

nguyên sinh, lúc này tế bào vẫn sống và hoạt động.

20

- Hiện tượng co nguyên sinh chất: nếu nồng độ chất tan

bên ngoài lớn hơn bên trong tế bào thì nước bên trong sẽ

thẩm thấu ra bên ngoài, chất nguyên sinh co rút lại gọi là

co nguyên sinh, tế bào ngừng hoạt động.

Chất nguyên sinh Vị trí: nằm trong màng tế bào chất

Nhiệm vụ: chứa các chất dinh dưỡng hòa tan, phân cắt các

sản phẩm phế liệu, và dịch chuyển vật chất trong tế bào.

Cấu tạo:

- Có màu xám, cấu tạo từ (protein, glucid, lipid,

khoáng, enzym ...)

- Khi tế bào còn non chất nguyên sinh đồng nhất, khi tế

bào già chất nguyên sinh trở nên kém đồng nhất (xuất hiện

nhiều không bào và hạt volutin)

Màng nhân có cấu tạo 2 lớp và trên màng có nhiều lỗ nhỏ

Nhân Vị trí: nằm trong chất nguyên sinh

Nhiệm vụ: chứa thông tin di truyền DNA

Cấu tạo:

- Nấm men là vsv điển hình cho nhóm nhân thật, nhân

thường có hình bầu dục hay hình cầu.

21

- Nhân được bao bọc một lớp màng, bên trong là lớp

dịch nhân, trong đó có một thể rắn gọi là hạch nhân hay

nhân con.

Không bào Vị trí

- Nếu có 1 không bào thì chúng nằm ở một đầu tế bào,

có 2 thì chúng nằm ở 2 đầu, và nhiều thì chúng thường

nằm chung quanh.

Nhiệm vụ:

- Dự trữ các enzyme thuỷ phân, polyphosphate, ion kim

loại, các sản phẩm trao đổi chất trung gian.

- Điều hoà áp suất thẩm thấu của tế bào

Cấu tạo:

- Trong một tế bào nấm men có một hoặc nhiều không

bào.

- Không bào chứa đầy dịch tế bào, bên ngoài được bao

bọc bởi một lớp màng hypoprotein gọi là màng không bào.

Hạt dự trữ (volutin) - Là chất dự trữ các chất dinh dưỡng của tế bào

- Tham gia vào việc điều hòa quá trình sinh trưởng,

phát triển của tế bào

Ty thể - Cung cấp năng lượng cho tế bào hoạt động

22

- Khoảng cách giữa các lớp là nơi xảy ra phản ứng tạo

thành ATP

Ribosom - Tham gia mọi quá trình tổng hợp các chất trong cơ

thể

Cấu tạo: 2 loại

- Hạt 80S tồn tại tự do

- Hạt 70S liên kết với cấu trúc màng

3. SINH SẢN CỦA NẤM MEN (đọc sách của Nguyễn

Lân Dũng, trang 85-87)

Sinh sản vô tính:

Sinh sản bằng cách nẩy chồi

Sinh sản bằng cách phân đôi

Sinh sản bằng bào tử và sự hình thành bào tử

Sinh sản hữu tính: bào tử túi

Sinh sản bằng hình thức phân đôi v

Hình 12: Quá trình sinh sản của nấm men

23

ức phân đôi và nảy chồi ở nấm men

ản của nấm men

24

NẤM MỐC 1. Hình thái

- Là loài thực vật không có chất diệp lục, hiếu khí

2. Cấu trúc

- Tương tự như cấu trúc của tế bào nấm men. Khác với

nấm men ở thể màng biên. Thể màng biên nằm ở giữa

thành tế bào và màng tế bào chất, bao bọc bởi một lớp

màng đơn và có hình dạng biến hóa rất nhiều (hình ống,

hình túi, hình cầu).

- Các bào tử nấm rơi vào điều kiện môi trường thích

hợp sẽ nảy mầm thành một hệ sợi nấm gọi là khuẩn ti thể.

Có 2 loại khuẩn ti:

o Khuẩn ti dinh dưỡng: là khuẩn ti không mang bào tử.

o Khuẩn ti khí sinh: là khuẩn ti phát triển tự do trong

không khí.

3. Phân loại:

25

- Hệ sợi không có vách ngăn: nấm có cấu tạo đơn bào

(Mucor, Rhizopus…)

Mucor Rhizopus

- Hệ sợi có vách ngăn: nấm có cấu tạo đa bào

Aspergillus

Penicillum

26

- Chân nấm: là nơi tiếp giáp giữa môi trường dinh

dưỡng và sợi nấm

- Cuống: giá đỡ

- Nang (bọng nấm)

- Thể bình (sơ cấp, thứ cấp): tế bào hình chai

- Bào tử nấm mốc

4. Hình thức sinh sản

Sinh sản vô tính: sinh trưởng đỉnh hoặc sinh sản bằng

bào tử

Sinh sản hữu tính: sự tiếp hợp giữa 2 sợi nấm

27

VIRUS Đặc điểm virus - Có kích thước vô cùng nhỏ bé (từ hàng chục đến hàng

trăm nm)

- Không có cấu tạo tế bào

- Thành phần hóa học rất đơn giản, chỉ gồm: protein,

acid nucleic (DNA hoặc RNA)

- Không có khả năng sinh sản trong môi trường dinh

dưỡng

- Ký sinh nội bào

1. Hình thái

- Virus có nhiều hình dạng khác nhau (hình quả cầu,

hình gậy, hình trứng, hình hộp vuông, hình phage …)

- Kích thước: 10-300 nm

2. Cấu tạo

- Cấu tạo đơn giản: toàn bộ tế bào chỉ được tạo thành

từ vỏ protein và lõi là acid nucleic.

- Vỏ protein: phân tử protein tập hợp thành một đơn vị

gọi là capsome, các capsome lại liên kết với nhau tạo thành

vỏ gọi là capside. Capside tạo thành 3 kiểu vỏ là: vỏ xoắn,

vỏ khối và vỏ hỗn hợp

- Nhiệm vụ lớp vỏ protein:

28

• Bảo vệ virus chống lại các tác động bên ngoài

• Chứa enzym phá hủy thành tế bào vật chủ

- Nhiệm vụ của acid nucleic:

• Quyết định tính chất gây bệnh

• Biểu hiện khả năng di truyền, khả năng biến dị

Hình: cấu tạo virus

3. Hình thức sinh sản

3.1 Sự hấp phụ:

3.2 Sự xâm nhập:

3.3 Sự sao chép:

3.4 Sự thành thục:

3.5 Sự phóng thích:

29

Hình: một số chủng virus phổ biến

30