Bài giảng vi sinh vật học chương 2 ths nguyễn thành luân

9/11/2013

CHƢƠNG 2.
HÌNH THÁI – PHÂN LOẠI - CẤU TẠO – SINH

SẢN Ở VI SINH VẬT
2.1. Vi sinh vật tiền nhân (Prokaryotes)
2.1.1. Vi khuẩn
2.1.2. Xạ khuẩn
2.2. Vi sinh vật nhân thật (Eukaryotes)
2.2.1. Nấm men
2.2.2. Nấm mốc
2.2.3. Vi tảo
2.2.4. Protozoa
2.4. Vi sinh vật chƣa có cấu tạo tế bào
(Akaryotes)_Virus

2.1. VSV tiền nhân (Prokaryotes)


Gồm nhóm vi khuẩn cổ (Archaebacteria) và vi khuẩn
thật (Eubateria).



Vi khuẩn thật gồm:
- Vi khuẩn (Bacteria)
- Xạ khuẩn (Actinomyces)
- Vi khuẩn lam (Cyanobacteria)
- Vi khuẩn nguyên thủy (Mycoplasma, Ricketsia,

Chlamydia)

Vi khuẩn (Bacteria)

1


9/11/2013

Các dạng hình thái khuẩn lạc của vi khuẩn

Paenibacillus dendritiformis

2


9/11/2013

Hình thái tế bào vi khuẩn
 Vi

khuẩn cấu tạo cơ thể chỉ gồm 1 tế bào.

 Hình

dạng rất phong phú và thay đổi theo loài

 Kích

thước:



Chiều dài khoảng 2,0 – 8,0µm



Chiều ngang khoảng 0,2 – 2,0µm

 Các

loài có đặc điểm chung là cấu tạo tế bào

chưa hoàn chỉnh (chưa có nhân hoàn chỉnh).

Các kiểu hình thái tế bào vi khuẩn

CẦU KHUẨN (COCCUS)
 Kích


thước của cầu khuẩn: 0,5 – 1,0 m

Đặc tính chung của cầu khuẩn:


Tế bào hình cầu có thể đứng riêng rẽ hay liên kết với
nhau.



Không có cơ quan di động.



Không tạo thành bào tử.



Có nhiều loài có thể gây bệnh cho người và cho gia súc.

3


9/11/2013

CẦU KHUẨN (COCCUS)

Streptococcus thermophilus

TRỰC KHUẨN
 Gồm

những vi sinh vật hình que, hình gậy, 2 đầu tròn
hoặc vuông, kích thước 0,5-1 x 1-4µm

 Các

chi thường gặp:



Bacillus: G+, sinh bào tử, chiều ngang bào tử không
vượt quá chiều dài tế bào.



Clostridium: G+, bào tử to hơn chiều ngang tế bào,
kỵ khí bắt buộc.



Enterobacterium: G-, không sinh bào tử, có tiên mao



Pseudomonas: G-, không sinh bào tử, có 1 hay nhiều
tiêm mao mọc ở đỉnh, sinh sắc tố



Acetobacter, Corynebacterium …

4


9/11/2013

TRỰC KHUẨN

Bacillus subtilis

Clostridium

MỘT SỐ HÌNH THÁI KHÁC
CỦA VI KHUẨN

Xoắn khuẩn: tế bào vi khuẩn có 2
vòng xoắn trở lên, G+. Di chuyển
được nhờ tiên mao ở đỉnh

Phẩy khuẩn: tế bào dạng que
uốn cong, dạng dấu phẩy

Campylobacter

Vibrio cholerae

Quan sát hình thái tế bào vi khuẩn

Phƣơng pháp nhuộm Gram – nhuộm kép

5


9/11/2013

QUY TRÌNH NHUộM GRAM
Nhóm VK Gram (+) không bị dung
môi hữu cơ tẩy phức chất màu giữa

Crystal violet và Iod  màu tím
 Nhóm VK Gram (-) bị dung môi hữu
cơ tẩy phức chất màu giữa Crystal
violet và Iod  bắt màu thuốc nhuộm
bổ sung  màu đỏ hồng.


Cố định
tế bào

Crystal
violet

Lugol

Tẩy màu

Fushin hoăc
Safranin
Gram (+)

Gram (–)

CẤU TẠO TẾ BÀO VI KHUẨN
Các phần bắt buộc


Vách tế bào (cellwall)



Màng tế bào chất
(Cytoplasmic membrane)



Tế bào chất (Cytoplasm)



Thể nhân (Nucleoid)



Mesosome



Ribosome



Khỏang không chu chất
(Periplasm space)

Thành (vách) tế bào (cellwall)
 Là

lớp vỏ dày (10 – 25 nm), chắc chắn bao bọc xung
quanh tế bào.



Vai trò:
- Duy trì hình thái của tế bào
- Hỗ trợ sự chuyển động của tiên mao (flagellum)
- Giúp tế bào đề kháng với áp suất thẩm thấu
- Hỗ trợ quá trình phân cắt tế bào
- Cản trở sự xâm nhập của một số chất có phân tử lớn,
liên quan đến tính kháng nguyên, tính gây bệnh

6


9/11/2013

Thành tế bào (cellwall)
 Chứa

hợp chất đặc trưng là peptidoglycan (murein)

- Peptidoglycan: hai đơn phân là N-acetylglucosamine,
N-acetylmuramic acid kết hợp với một đoạn amino acid
ngắn.


Dựa vào cấu tạo thành tế bào chia vi khuẩn thành VK
Gram âm và VK Gram dương.

Cách sắp xếp của Peptidoglycan

Vách tế bào vi khuẩn Gram dƣơng

7


9/11/2013

Vách tế bào vi khuẩn Gram âm

8


9/11/2013

Liên quan như thế nào đến sự bắt màu trong việc nhuộm Gram?

9


9/11/2013

Màng nguyên sinh chất
(Cytoplasmic membrane)
 Là

lớp màng bao quanh tế bào chất (4 - 7 nm)
tạo màng gồm lipid và protein (màng lipoprotein)

 Cấu

Protein ngoại vi

Vai trò của màng tế bào chất
 Bao
 Là

bọc tế bào chất.

hàng rào thẩm thấu chọn lọc.

 Là

nơi cư trú các enzyme của các quá trình biến
dưỡng trong tế bào.

 Có

mang các thụ cảm (receptor) cho phép tế bào
nhận biết và đáp ứng sự hiện diện của cơ chất
trong môi trường.

 Màng tế bào chất có vai trò sống còn đối với tế
bào vi khuẩn.

Nguyên sinh chất (cytoplasm)

10

9/11/2013

Nguyên sinh chất (cytoplasm)
 Đây
 Là

là thành phần chính của tế bào vi khuẩn.

khối chất keo, bán lỏng, 80 – 90% là nước

 Thành

phần chủ yếu là lipoprotein

Ở

tế bào trưởng thành, tế bào chất chứa các cấu tử
sau: Mesosome, Ribosome, Không bào, Không bào
khí, Sắc tố, Các thể hạt.

Thể nhân (nucleoid)
nơi chứa đựng thông tin di truyền
một đoạn mạch xoắn kép DNA có cấu trúc vòng
kín.
 Nằm lơ lửng trong tế bào chất, có những chỗ bám
vào màng tế bào (mesosome).
 1000 – 1400 µm chứa 3 – 6 x 106 cặp base nito
 Là
 Là

Plasmid
cơ quan thứ 2 trong
tb mang thông tin di
truyền
 Bản chất là phân tử
DNA vòng,nhỏ, xoắn
kép, kích thước nhỏ hơn
thể nhân.
 Nhân đôi độc lập với thể
nhân.
 Là

11


9/11/2013

Vai trò của plasmid
 Plasmid

chứa từ 5 –

100 gen.
 Nhờ

có plasmid mà vi

khuẩn có thêm những
đặc tính mà plasmid
quy định.

 Plasmid

có thể được

truyền từ tế bào này
sang tế bào khác.

Mesosome

 Liên

kết chặt chẽ với

thể nhân vi khuẩn,
liên quan chặt đến sự
tạo vách ngăn ngang
khi tế bào phân chia
 Chứa

các enzyme vận

chuyển điện tử 
tham gia vào hô hấp
tế bào

Ribosome
 Đóng
 Số

vai trò tổng hợp Protein

lượng thay đổi tùy theo loài và tùy giai đoạn

phát triển của tế bào.
 Cấu

tạo: ribosome của vi khuẩn là ribosome 70S,

gồm 2 tiểu thể
 Tiểu

thể lớn: có hằng số lắng 50S

 Tiểu

thể nhỏ: có hằng số lắng 30S

Trong đó S là đơn vị Svedberg 1S = 10-13cm/giây

12


9/11/2013

Một số bào quan khác


Không bào: là những túi chứa chất thải, chất độc
hại sinh ra của tế bào, có màng là 1 lớp lipoprotein



Không bào khí: Không bào chứa khí giúp vi
khuẩn nổi trên mặt nước.



Sắc tố: có vai trò bảo vệ hoặc quang hợp.



Các thể vùi: có vai trò như chất dự trữ, được hình
thành khi tế bào tổng hợp thừa và được sử dụng
khi thiếu thức ăn.

Nang (Capsule) (Màng nhầy)
 Là

lớp ngoài vách tế bào.
 Thành phần: polysaccarid, ngoài ra cũng có polypeptid và
protein.


Độ dày bất định (tùy thuộc mức độ kích thước của màng
nhày): màng nhày (microcapsule), bao nhày (nang,
capsule), khối nhày (zooglea).

Màng
TBC

Vách

Nang

Nang (Capsule) (Màng nhầy)
Ý


nghĩa:

Bảo vệ vi khuẩn trong điều kiện khô hạn, bảo vệ vi khuẩn tránh
bị thực bào.



Cung cấp chất dinh dưỡng cho vi khuẩn khi thiếu thức ăn



Là nơi tích luỹ một số sản phẩm trao đổi chất (dextran, xantan...)



Giúp vi khuẩn bám vào giá thể



Tạo tính độc (đối với vi khuẩn Gram âm)

13

9/11/2013

Tiên mao (flagella)

 Phân biệt các dạng tiên mao?

Pili (Nhung mao)
 Pili:

là những phụ bộ ngắn, mảnh và nhỏ hơn tiên mao.

Tạo tính bám cho tế bào, không có chức năng di động.
 Pili

giới tính (sex-pili): là ống rỗng nối 2 tế bào khác

dấu, trao đổi DNA.





Là cấu trúc giúp tế bào
chống đỡ với môi trường
xung quanh, là thể nghỉ.

Bào tử (endospore)

Khi môi trường khắc
nghiệt  tiết chất bao bọc
tạo màng cứng, ngừng
trao đổi chất (sống ẩn).



Bào tử kháng nhiệt, kháng
bức xạ, kháng hóa chất,
kháng áp suất thẩm thấu.



Khi gặp điều kiện thuận
lợi sẽ phát triển thành tế
bào mới.

14


9/11/2013

Sƣ̣ hình thành bào tử

 Hãy chứng minh khả năng bảo vệ của vi khuẩn thông
qua cấu tạo của bào tử? Vi khuẩn nảy mầm như thế
nào?

Bào tƣ̉ Bacillus anthracis

15


9/11/2013

Bào tƣ̉ Clostridium tetani

Bào tử Clostridium botulinum

Sự sinh sản vô tính của vi khuẩn

16


9/11/2013

Sự sinh sản hữu của vi khuẩn
Vi khuẩn sinh sản hữu tính đơn giản (Gọilà hiện tượng tiếp hợp).
 Hai

tế bào tiếp xúc nhau

bằng nhung mao giới
tính.
 Giữa

chỗ tiếp xúc xảy ra

hiện tượng trao đổi nhân
tố di truyền và sau đó tế

bào mới bắt đầu giai
đoạn vô tính.

Phân loại vi khuẩn
 Tùy

từng trường hợp, người ta sử dụng các chỉ tiêu

phân loại khác nhau:
- Nhóm chỉ tiêu hình thái, sinh lí

- Nhóm chỉ tiêu về sinh hóa và trao đổi chất
- Nhóm chỉ tiêu về cấu trúc và di truyền học phân tử
- Nhóm chỉ tiêu về huyết học và miễn dịch
 Khóa

phân loại vi khuẩn được sử dụng rộng rãi: khóa

phân loại Bergey.

Đa dạng vi khuẩn

17


9/11/2013

Giới vi khuẩn cổ (Archaea)

Ngành Euryarcaeota

- Archae

ưa mặn cực đoan (Halobacterium,
Haloferax, Natronobacterium)
- Archae

sinh methane (Methanobacterium,
Methanococcus, Methanosarcinia)
-

Thermoplasmathales (Thermoplasma, Picrophilus)

- Archae

ưa nhiệt cực đoan Thermococcales

(Thermococcus, Pyrococcus, Methanopyrus) và
Arcaeoglobales (Archeaoglobulus, Ferroglobus)

Ngành Crenarcheaota
 Archae

ưa nhiệt vùng núi lửa trên cạn Sulfolobales và

Thermoproteales (Sulfolobus, Aidianus, Thermoproteus)
 Archae

ưa nhiệt vùng núi lửa đại dương

Desulfurococcales (Pyrodictium, Pyrolobus,

Staphylothermus)

18


9/11/2013

VI KHUẨN LAM (Cyanobacteria)
Trước đây thường gọi là tảo lam (Cyanophyta)



Là vi sinh vật nhân nguyên thủy thuộc vi khuẩn



thật
Có khả năng tự dưỡng quang năng



Hình thái vi khuẩn lam


Đơn bào
hoặc đa bào
dạng sợi



Cấu tạo gần

Cấu tạo tế bào sinh dưỡng

với vi khuẩn
Gram âm,
không có lục
lạp, không
có nhân
thực, có
ribosome
70S, thành
tế bào có
chứa
peptidoglyca
n

19


9/11/2013

Tế bào dị hình - Heterocyst
 Heterocyst-

a thick-walled large
cell that fixes atmospheric
nitrogen (diazotroph).
 Photosynthetically inactive.
 Their formation is inversely

related to nitrogen
concentration.
 Microplasmodesmatacytoplasmic connections that
transfer metabolites and
ammonium.

Symbiotic Associations
 Lichens-

cyanobacteria occur in

about 8% of the species.
 Azolla-

the water fern; contains

Anabaena in the dorsal lobe of its
leaf.
 Colonial

ascidian- sea squirt.

 Amoeba,

protozoa, diatoms, green

algae, mosses, liverworts, water
molds, and vascular plants.

Hiện tƣợng nƣớc nở hoa do tảo lam

20


9/11/2013

Rickettsia
General Characteristics
 Small

obligate intracellular coccobacilli
negative (poorly), better stained with Giemsa (Blue)
 Have cell wall, bigger than virus but smaller than bacteria
 Have DNA and RNA
 Have an ATP transport system that allows them to use host
ATP
 Arthropod reservoirs and vectors ( e.g., ticks, mites, lice or
fleas).
 Sensitive to antibiotics
 Gram

Replication of Rickettsia

Chlamydia

 Small

obligate intracellular parasites

 Contain

DNA, RNA and ribosome and make their own
proteins and nucleic acids, unable to make their own ATP

 Have

special growth cycle and replicate by binary fission

 Possess

a rigid cell wall similar to gram-negative bacteria

 Sensitive

to antibiotic

21


9/11/2013

Special Growth Cycle
A. Elementary bodies (EB)
small (0.3～0.4 µm) infectious form
a rigid outer membrane
 resistant to harsh environmental
conditions outside of eukaryotic host
cells
 bind to receptors on host cells
 initiate infection.




B. Initial body or Reticulate
bodies (RB)
non-infectious intracellular form
metabolically active replicating form
 Have fragile membrane, easy to broken



Mycoplasma
The smallest free-living organisms
Pass through some filters used to
remove bacteria
 Lack of a cell wall
 Multiple shapes including round, pear
shaped and even filamentous



Require complex media
Require sterols for growth and for
membrane synthesis
 Grow slowly (3 weeks) by binary
fission and produce "fried egg" or
“T strain” (tiny strain) colonies on
agar plates



22


9/11/2013

Xạ khuẩn (Actinomycetes)
o Kích thước nhỏ bé tương đương VK, chiều dài dài
hơn VK.
o Nhân nguyên thuỷ, chưa phân hoá rõ rệt. Cấu tạo
dạng sợi (khuẩn ti)
o Giàu G+C, bắt màu vi khuẩn Gram dương
o Sống hiếu khí, hoại sinh
o Xạ khuẩn không có giới tính. Phân bố nhiều trong
đất.
o Là đối tượng sử dụng chủ yếu trong công nghiệp tạo
kháng

Hình thái xạ khuẩn
o Dạng sợi phân nhánh, sợi không có vách ngăn.
o Gồm:
- Sợi khí sinh
- Sợi cơ chất

Hình thái khuẩn lạc xạ khuẩn




Khuẩn lạc rắn

chắc, xù xì dạng
nhung, da, phấn,
dạng vôi, nhăn...
nhiều màu.
Khuẩn lạc có dạng
phóng xạ, một số
có dạng những
vòng tròn đồng
tâm cách nhau một
khoảng nhất định.

23


9/11/2013

Cấu tạo tế bào
o Cấu tạo đơn bào,
nhân nguyên thủy.
o Toàn bộ hệ sợi là 1
tế bào có nhiều
nhân.
o Cấu tạo tương tự
vi khuẩn Gram

dương

Sinh sản của xạ khuẩn


Sinh sản sinh
dưỡng bằng bào
tử .



Bào tử được hình
thành từ cuống
sinh bào tử.



Sinh sản bằng
khuẩn ti (không
tự gãy).

Phân loại xạ khuẩn


Mycobacterium ( Khóa phân loại Bergey)



Nocardioform actinomycetes (akhóa phân loại Bergey)



Amycolata (Lechevalier, 1986)



Amycolatopsis (Lechevalier, 1986)



Microstreptospora (Nguyễn Kế Sinh (TQ), 1990)



Actinoalloteichus (Nguyễn Kế Sinh (TQ), 1990)



Trichotomospora (Nguyễn Kế Sinh (TQ), 1990

24