CHƯƠNG 1: 1. Nghiên cứu vi sinh vật là nghiên cứu những đối tượng nào? 2. Vi sinh vật có vai trò gì trong tự nhiên và đời sống con người. Trình bày các đặc điểm chính về các giai đoạn phát triển của vi sinh vật học.
8 CHƯƠNG 2 HÌNH THÁI, CẤU TẠO CỦA CÁC NHÓM VI SINH VẬT MH11-02 Giới thiệu: Vi sinh vật (microorganism) là những sinh vật có kích thước rất nhỏ phải dùng kính hiển vi mới quan sát được. Vi sinh vật thường là đơn bào hoặc đa bào. Cấu trúc đơn giản và kém phân hóa. Hình dạng kích thước khác nhau tùy loài.
Mục tiêu: - Kiến thức: Trình bày được hình thái và hoạt động của vi sinh vật nhân nguyên, phân biệt hình thái giữa các nhóm của chúng. - Kỹ năng: Nêu được đặc điểm hình thái, cấu tạo của các nhóm vi sinh vật - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Có ý thức về lợi ích của việc học tập, từ đó có thái độ học tập đúng đắn; ý thức tự học hỏi nâng cao trình độ. Nhóm vi khuẩn Vi khuẩn (Bacteria) là những vi sinh vật mà cơ thể chỉ gồm một tế bào. Chúng có hình dạng và kích thước thay đổi tùy theo từng loại, chiều dài khoảng 1-10 m chiều ngang khoảng 0,2 - 10 m.
Vi khuẩn có hình thái riêng, đặc tính sinh vật học riêng. Cấu tạo chưa hoàn chỉnh (chưa có nhân thật). Nhân tế bào chỉ gồm một chuỗi ADN không có thành phần protein không có màng nhân. Một số có khả năng gây bệnh cho người, động vật, và thực vật, một số có khả năng tiết kháng sinh (Bacillus subtillis) đa số sống hoại sinh trong tự nhiên.
Dựa vào hình thái bên ngoài của vi khuẩn, người ta chia vi khuẩn ra làm 6 loại hình thái khác nhau: cầu khuẩn, trực khuẩn, cầu trực khuẩn, phẩy khuẩn, xoắn khuẩn, xoắn thể. Hình thái và kích thước vi khuẩn 1. Cầu khuẩn (Coccus) Cầu khuẩn là những vi khuẩn có dạng hình cầu, tuy nhiên có loại không thật giống với hình cầu, thường có hình bầu dục như lậu cầu khuẩn Neisseria gonohoeae, bắt màu Gram âm hoặc có dạng hình ngọn lửa nến như Streptococcus pneumoniae, bắt màu Gram dương. Kích thước của cầu khuẩn thay đổi trong khoảng 0,5 - 1 m (1 m =10-3 mm).
Gồm các dạng 9 + Đơn cầu khuẩn (Micrococcus): Thường đứng riêng rẽ từng tế bào một, đa số sống hoại sinh trong đất, nước, không khí như: M. + Song cầu khuẩn (Diplococcus): Cầu khuẩn được phân cắt theo một mặt phẳng xác định và dính với nhau thành từng đôi một, một số loại có khả năng gây bệnh như lậu cầu khuẩn gonococcus. + Liên cầu khuẩn (Streptococcus): cầu khuẩn phân cắt bởi một mặt phẳng xác định và dính với nhau thành một chuỗi dài. Streptococcus lactis vi khuẩn lên men lactic, Streptococcus pyogenes liên cầu khuẩn sinh mủ.
Song cầu khuẩn Liên cầu khuẩn Hình 2.1: Hình dạng cầu khuẩn (Phạm Hồng Sơn) + Tứ cầu khuẩn (Tetracoccus) Cầu khuẩn phân cắt theo hai mặt phẳng trực giao và sau đó dính với nhau thành từng nhóm 4 tế bào, tứ cầu khuẩn thường sống hoại sinh nhưng cũng có loại gây bệnh cho người và động vật như Tetracoccus homari. + Bát cầu khuẩn (Sarcina): Cầu khuẩn phân cắt theo 3 mặt phẳng trực giao và tạo thành khối gồm 8, 16 tế bào. Hoại sinh trong không khí như Sarcina urea có khả năng phân giải ure khá mạnh. Sarcina putea, Sarcina aurantica.
+ Tụ cầu khuẩn (Staphylococcus): Phân cắt theo các mặt phẳng bất kỳ và dính với nhau thành từng đám như hình chùm nho, tụ cầu khuẩn không có tiên mao roi nên không có khả năng di động, khi nhuộm màu đa số cầu khuẩn bắt màu Gram dương. Đa số sống hoại sinh một số gây bệnh như Staphylococcus aureus - tụ cầu vàng. 10 Tụ cầu khuẩn Hình 2.2: Các hình dạng của cầu khuẩn (Phạm Hồng Sơn) 1. Trực khuẩn (Bacillus, Bacterium) Trực khuẩn là tên chung để chỉ những vi khuẩn có dạng hình que, hình gậy, kích thước của vi khuẩn khoảng 0,5-1 x 1-4m, có những chi thường gặp như: Hình 2.3: Các dạng trực khuẩn - Bacillus (Bac) + Là trực khuẩn Gram dương, + Sống yếm khí tuỳ tiện, sinh nha bào, chiều ngang của nha bào không vượt quá chiều ngang của tế bào vi khuẩn, do đó khi vi khuẩn mang nha bào vẫn không thay đổi hình dạng.
+ Ví dụ: Trực khuẩn gây bệnh nhiệt thán Bacillus anthracis, trực khuẩn cỏ khô Bacillus subtillis. Bacillus subtillis là một trực khuẩn có lợi trong hệ vi khuẩn đường ruột, chúng ức chế sự phát triển các vi sinh vật có hại đối với đường tiêu hoá. 11 - Clostridium - Bacillus (Viết tắt là Bac) Bacterium (viết tắt là Bact) Hình 2.4: Trực khuẩn - Bacterium + Là trực khuẩn Gram âm. + Sống hiếu khí tuỳ tiện không sinh nha bào, thường có tiên mao ở xung quanh thân.
+ Có nhiều loại Bacterium gây bệnh cho người và gia súc như, Salmonella, Escherichia, Shigella, Proteus. - Clostridium + Là trực khuẩn Gram dương, hình gậy hai đầu tròn kích thước khoảng 0,4 - 1 x 3 - 8 m. + Sinh nha bào, chiều ngang của nha bào thường lớn hơn chiều ngang của tế bào vi khuẩn, nên khi mang nha bào vi khuẩn bị biến đổi hình dạng như hình thoi, hình vợt, hình dùi trống. + Clostridium là loại vi khuẩn kỵ khí bắt buộc, + Có nhiều loại gây bệnh cho người và gia súc như: Clostridium tetani, Clostridium chauvoei (ung khí thán), Clostridium pasteurianum (vi khuẩn cố định nitơ).
Clostridium tetani nha bào có trong đất và những nơi ẩm ướt dơ bẩn, nha bào tồn tại rất lâu, nếu chúng xâm nhập vào vết thương sẽ phát triển, sinh Hình 2.5: Trực khuẩn có nha bào độc tố thần kinh gây co cứng gọi là bệnh uốn ván. 12 Ví dụ: vi khuẩn uốn ván (Clostridium tetani) khi mang nha bào có hình dùi trống, hình đinh ghim. Trực khuẩn ung khí thán (Clostridium chauvoei), trực khuẩn gây bệnh ngộ độc thịt (Clostridium botulinum), trực khuẩn hoại thư sinh hơi (Clostridium perfringens), nhưng cũng có trực khuẩn có ích như trực khuẩn cố định nitơ (Clostridium pasteurianum) - Corynebacterium + Vi khuẩn không sinh nha bào, có hình dạng và kích thước thay đổi khá nhiều tùy từng giống, + Khi nhuộm màu vi khuẩn thường tạo thành các đoạn nhỏ bắt màu khác nhau + Ví dụ: Corynebacterium diphtheriae (gây bệnh bạch hầu) bắt màu hai đầu hình quả tạ, Erysipelothrix rhusiopathiae gây bệnh đóng dấu heo, gây viêm da và tổ chức dưới da. - Pseudomonas + Là trực khuẩn Gram âm, không có bào tử.
+ Có 1 tiên mao hoặc 1 chùm tiên mao ở đầu. + Thường sinh sắc tố. + Thường gặp ở thủy hải sản. Ví dụ: Xanthomonas, Photobacterium 1.
Cầu trực khuẩn (Cocco-Bacillus) - Là những vi khuẩn trung gian giữa cầu khuẩn và trực khuẩn. - Vi khuẩn có hình bầu dục, hình trứng, kích thước khoảng 0,25-0,3 x 0,4 - 1,5 m. Vi khuẩn sống hiếu khí, bắt màu gram âm (-), có hình trứng hoặc bầu dục. - Một số bắt màu tập trung ở hai đầu (vi khuẩn lưỡng cực).
Ví dụ: vi khuẩn gây bệnh tụ huyết trùng: Pasteurella. Vi khuẩn gây sẩy thai truyền nhiễm Brucella. Phẩy khuẩn (Vibrio) + Là tên chung để chỉ những vi khuẩn hình que uốn cong lên, có hình giống hình dấu phẩy, hình lưỡi liềm, + Đứng riêng rẽ hay nối với nhau thành hình chữ S hay số 8, có tiên mao. Phần lớn sống hoại sinh, có một số loại gây bệnh như Vibrio cholerae.
Xoắn thể (Spirillum) Là nhóm vi khuẩn Gram âm hiếu khí hoặc vi hiếu khí, di động, có dạng xoắn, xoắn khuẩn gây bệnh thuộc chi Campylobacter. 13 Trước đây Campylobacter được xếp vào chi Vibrio về sau chúng được xếp vào nhóm Spirillum vì các vi khuẩn này khác biệt với nhóm phẩy khuẩn nhờ số vòng xoắn đầy đủ. Về hình thái xoắn thể khác với nhóm xoắn khuẩn (Spirochaeta) do số vòng xoắn ít hơn, vòng xoắn của xoắn thể không làm cho đường kính cơ thể tăng lên, xoắn thể không có cấu trúc sợi trục chu chất và lớp bao ngoài, vách tế bào cứng và di động mạnh nhờ có lông roi ở cực tế bào. Campylobacter là những vi khuẩn Gram âm, có dạng chữ S hay dấu phẩy, có một lông roi ở một cực hoặc hai cực, di động theo kiểu vặn nút chai, kích thước 0.0 m nhưng đôi khi có dạng cầu khuẩn, thông thường không có giáp mô, tuy có khi C.
jejuni lại thấy có giáp mô. Xoắn khuẩn (Spirochaeta) Cấu trúc cơ bản của xoắn khuẩn là màng tế bào chất của tế bào kéo dài được bọc trong một màng phức hợp bên ngoài vách tế bào tạo thành ống tế bào chất, phía ngoài được bao bọc bởi lớp vỏ ngoài hay lớp bao nhầy. Khoảng không gian giữa màng tế bào chất và lớp vỏ ngoài này được gọi là không gian chu chất. Có tiên mao xuất phát từ hai cực tế bào, những sợi tiên mao này Hình 2.6: Các loại xoắn khuẩn hướng vào giữa tế bào.
Bắt màu Gram âm, nhưng thường khó bắt màu nên để quan sát xoắn khuẩn thường sử dụng các phương pháp nhuộm nhiễm bạc, hoặc quan sát tiêu bản sống dưới kính hiển vi nền đen. Xoắn khuẩn di động uốn khúc, vặn xoắn, uốn lượn, sinh sản bằng cách phân chắt theo chiều ngang. Leptospira canicola theo nước và thức ăn vào máu, gan, thận gây loạn chức năng của các cơ quan này dẫn đến xuất huyết và vàng da. Cấu trúc tế bào vi khuẩn Cấu trúc của tế bào vi khuẩn khác với tế bào của vi sinh vật khác.
Dựa vào cấu trúc có thể thấy được sự khác nhau giữa tế bào vi khuẩn và tế bào động thực vật theo bảng sau: 14 Thành phần Tế bào động vật và thực vật Tế bào vi khuẩn Nhân - Có màng nhân - Không có màng - Nhiều nhiễm sắc thể hình - Một nhiễm sắc thể hình tròn que - Không có phân bào - Có bộ máy phân bào Nguyên sinh chất Thường có lưới nội bào Không có lưới nội bào Không Có ty thể Đôi khi có lục lạp có ty lạp thể có (Mesosom ) Chuyển động dòng nội bào Không có lục lạp Không chuyển Ribosom 80S gắn vào lưới động dòng nội bào nội chất. 70S trong bào quan 70S gắn lưới nội chất Các phân tử nhỏ Không có glycopeptit màng Có glycopeptit màng Tế bào vi khuẩn có những tính chất khác với các tế bào động vật, thực vật ở chổ: nhân không có màng, chỉ là một nhiễm sắc thể, không có bộ máy phân bào, lưới nội hạt, ty lạp thể và lục lạp, không có chuyển động dòng tế bào. Cấu trúc tế bào vi khuẩn gồm có thành phần bắt buộc (tất cả vi khuẩn) và thành phần không bắt buộc (tùy theo loại vi khuẩn) + Thành phần bắt buộc 1. Thành/vách tế bào (cell wall) 2.
Màng tế bào (Cell membran) 3. Tế bào chất 4.