MC LCMC LC ...................................................................... 1 CHNG I M U V VI SINH VT HC ...................................................................... 11 1. I TNG V NHIM V CA VI SINH VT HC............................................................11 1.1. i tng ca vi sinh vt hc i cng...11 1.2. S phn b ca vi sinh vt....................12 1.3. Vai tr ca vi sinh vt ..........................12 1.4. Nhim v ca vi sinh vt hc i cng...13 2. KHI LC V LCH S PHT TRIN CA VI SINH VT HC..............................................14 2.1. Giai on trc khi pht minh ra knh hin vi.............................................................14 2.2. Giai on sau khi pht minh ra knh hin vi (Pht hin ra vi sinh vt).............................14 2.3. Giai on vi sinh vt hc thc nghim vi Pasteur.....................................................15 2.4. Giai on sau Pasteur v vi sinh hc hin i...........................................................17 3. CC C IM CHUNG CA VI SINH VT .....19 3.1.Kch thc nh b.................................19 3.2. Hp thu nhiu, chuyn ho nhanh .........20 3.3. Sinh trng nhanh, pht trin mnh.......20 3.4. C nng lc thch ng mnh v d dng pht sinh bin d........................................21 1

3.5. Phn b rng, chng loi nhiu..............22 3.6. L sinh vt xut hin u tin trn tri t ...............................................................22 CHNG II VI SINH VT NHN NGUYN THY ...................................................................... 25 1. PHNG PHP NGHIN CU HNH THI V CU TO T BO VI SINH VT........................25 1.1. Knh hin vi ........................................25 1.1.1. Knh hin vi quang hc....................25 1.1.2. Knh hin vi in t.........................26 1.2. Phng php lm tiu bn hin vi...........27 1.2.1. Phng php lm tiu bn soi ti (git p, git treo)..........................................27 1.2.2. Phng php lm tiu bn nhum v soi knh hin vi quang hc.........................28 1.2.3. Phng php quan st di knh hin vi in t...................................................29 2. VI KHUN.................................................30 2.1. Hnh dng v kch thc........................30 2.1.1. Cu khun (Coccus)........................30 2.1.2. Trc khun (Bacillus, Bacterium)......32 2.1.3. Cu trc khun (Cocco-Bacillus).......34 2.1.4. Phy khun (Vibrio) .......................34 2.1.5. Xon th (Spirillum)........................34 2.1.6. Xon khun (Spirochaeta)................35 2.2. Cu to t bo vi khun........................36 2.2.1. Thnh t bo (Cell wall)...................37 2.2.2. Mng t bo cht............................40 2.2.3. T bo cht (Cytoplasm)..................42 2.2.4. Mesosom.......................................42 2.2.5. Ribosom........................................43 2

2.2.6. Cc ht d tr................................44 2.2.7. Th nhn (nuclear body)..................45 2.2.8. Bao nhy (capsula).........................47 2.2.9. Tim mao (Flagella) v nhung mao (pilus hay fimbria) ..................................48 2.2.10. Nha bo v s hnh thnh nha bo (spore)...................................................52 3. MT S NHM VI KHUN C BIT.............56 3.1. X khun............................................56 3.2. Mycoplasma v dng L ca vi khun.......59 3.3. Rickettsia............................................60 4. S SINH SN VI KHUN..........................61 4.1. Sinh sn v tnh ..................................61 4.2. Sinh sn hu tnh.................................61 .............................................................62 CHNG III VI SINH NHN THT ...................................................................... 64 1. NM MEN.................................................64 1.1. Hnh thi, cu to nm men...................64 1.1.1. Hnh thi, kch thc nm men.........64 1.1.2. Cu to t bo nm men.................65 1.2. Sinh sn ca nm men.........................73 1.2.1. Sinh sn v tnh.............................73 2. NM MC (NM SI).................................79 2.1. Hnh thi nm mc...............................79 2.2. Cu to ca nm mc ..........................81 2.2.1. Khun ty.......................................81 2.2.2. Bo t...........................................87 3. TO .......................................................92 3.1. Ngnh To (Rhodophyta)..................92 3.2. Nhm To nu.....................................93 3

3.2.1. Ngnh Khu to hay To ct (Bacillariophyta) .....................................93 3.2.2. Ngnh To gip (Pyrrophyta) ...........94 3.2.3. Ngnh To nu (Phaeophyta) ..........95 3.3. Nhm To lc......................................96 3.3.1. Ngnh To lc (Chlorophyta) ...........96 3.3.2. Ngnh To vng (Charophyta) .........97 3.3.3. Ngnh Euglenophyta (To mt) .......97 CHNG IV SINH L HC VI SINH VT ...................................................................... 101 1. DINH DNG VI SINH VT....................101 1.1. Thnh phn ha hc t bo vi khun ....101 1.1.1. Nc...........................................101 1.1.2. Vt cht kh................................102 2. CC KIU DINH DNG VI SINH VT......109 2.1. Nhu cu v thc n ca vi sinh vt .......109 2.2. Ngun thc n nit ca vi khun ..........113 2.3. Ngun thc n khong i vi vi sinh vt ..............................................................115 2.4. Nhu cu v cht sinh trng ca vi sinh vt ..............................................................117 3. C CH VN CHUYN CC CHT DINH DNG VO T BO VI SINH VT.............................118 3.1. Khuch tn th ng..........................119 ................................................................119 Hnh 4.1. C ch khuch tn th ng............119 3.2. Vn chuyn nh permease...................119 4. TRAO I VT CHT V NNG LNG.......123 Khi nim trao i cht ...................................................................... 123 4

4.1. Qu trnh trao i nng lng.............123 4.1.1. Bn cht ca s h hp vi sinh vt. .124 4.1.2. Cc loi h hp.............................124 Hnh 4.11. Nng lng ATP to thnh t s h hp hiu kh cc cht hu c...............................130 b. Nng lng ha hc.................................131 4.2. S phn gii cc hp cht hu c.........132 4.2.1. Phn gii cc hp cht khng cha Nit ...........................................................132 + Ln men acid acetic (dm)......................144 4.2.2. Phn gii cc hp cht hu c cha Nit ...........................................................144 d. Qu trnh Nitrat ha ...........................147 e. Qu trnh phn Nitrat ha....................147 4.3. Tng hp cc hp cht hu c .............148 4.3.1. Tng hp cc hp cht hu c c Nit ...........................................................148 4.3.2.Tng hp cc hp cht hu c khng cha Nit..............................................151 5. S SINH TRNG V PHT TRIN CA VI SINH VT...........................................................152 5.1. Sinh trng, sinh sn v pht trin ca vi khun.....................................................152 5.2. Phng php nghin cu s pht trin ca vi sinh vt...............................................152 5.2.1. Nui cy vi sinh vt ......................152 5.2.2. Nui cy vi khun............................154 5.3. Cc phng php nh lng vi khun . .155 5.3.1. m trc tip di knh hin vi ......155 5.3.2. m s t bo sng (khun lc trn a thch)..................................................157 5.3.3. Phng php o c ca huyn ph vi khun ..............................................158 5

5.4. L thuyt v s pht trin ca vi khun. 160 5.5. Biu pht trin ca vi khun ...........162 5.5.1. Sinh trng v pht trin ca vi khun trong iu kin nui cy tnh...................162 5.5.2. Hin tng sinh trng kp............165 5.5.3. Sinh trng v pht trin ca vi khun trong iu kin nui cy lin tc...............166 CHNG V NH HNG CA CC YU T MI TRNG N S SINH TRNG CA VI SINH VT ...................................................................... 169 1. NH HNG CA CC TC NHN VT L....169 1.1. m..............................................169 1.2. Nhit ............................................169 1.2.1. Nhit thp ..............................170 1.2.2. Nhit cao.................................171 1.3. p sut thm thu..............................172 1.4. Sng siu m ....................................172 1.5. Sc cng b mt ...............................173 1.6. Tia bc x .......................................173 1.6.1. nh sng mt tri.........................174 1.6.2. Tia t ngoi (tia cc tm -UV).........174 2. NH HNG CA CC YU T HA HC.....175 2.1. nh hng ca pH mi trng..............175 2.2. Th oxi ha kh (Eh)..........................176 2.3. Cc cht dit khun (st trng)............177 2.3.1. Phenol.........................................177 2.3.2. Ethanol.......................................178 2.3.3. Cc halogen tc dng c vi vi khun ...........................................................178 2.3.4. Kim loi nng ..............................178 6

3. NH HNG CA CC YU T SINH HC HAY TNG TC GIA VI SINH VT VI VI SINH VT V VI VI SINH VT KHC...........................180 3.1. Khng sinh........................................180 3.1.1. Khi nim v phn loi cht khng sinh ...........................................................180 3.2. T bo dit t nhin v cc yu t ha tan ..............................................................187 3.3. Khng th .......................................188 3.4. Tiu c v kh trng.........................189 3.4.1. Tiu c v phng php tiu c. . .189 3.4.2. Kh trng v phng php kh trng ...........................................................190 CHNG VI DI TRUYN HC VI SINH VT ...................................................................... 194 1. MT S KHI NIM CHUNG......................194 2. C S VT CHT DI TRUYN CA VI KHUN ................................................................195 2.1. ADN nhim sc th, ARN v protein .....195 2.1.1. Sao chp (t sao)............................195 2.1.2. Phin m........................................197 2.1.3. Dch m ........................................198 2.2. Khi nim v phn loi Plasmid............201 2.3. Bin d vi khun...............................203 2.3.1. S thch nghi................................203 2.3.2. Cc loi bin d.............................204 3. VN CHUYN V TI T HP THNG TIN DI TRUYN ....................................................208 3.1. Chuyn np.......................................209 3.1.1. Nhng th nghim ca F. Griffith v s chuyn np 1928 ..................................210 7

3.1.2. Th nghim in vitro v hin tng chuyn np...........................................211 3.1.3. Bn cht ca nhn t chuyn np ...212 3.1.4. iu kin c chuyn np............213 3.1.5. Cc giai on ca qu trnh chuyn np ...........................................................214 3.1.6. ng dng chuyn np trong nghin cu di truyn hc.........................................216 3.2. Ti np.............................................218 3.2.1. Khi nim v phage ca vi khun v vi khun sinh tan.......................................219 3.2.2. Cc kiu ti np ...........................223 3.2.3. C ch chung ca ti np...............225 3.2.4. ng dng ca qu trnh ti np .....225 3.3. Giao np (tip hp)............................226 3.3.1. Chng minh c hin tng lai vi khun ..................................................226 3.3.2. S phn ha gii tnh....................227 3.3.3. Episome v plasmid......................227 3.3.4. Nhn t F/...................................227 3.3.5. Ti t hp....................................228 4. NG DNG K THUT DI TRUYN TRONG CHN ON BNH TRUYN NHIM ........................228 4.1. Quy trnh thng quy chn on bnh do vi sinh vt...........................................228 4.2. Nhng tr ngi trong chn on vi khun hc.........................................................229 4.3. Phng php nhn bn ADN (PCR: polymerase chain reaction) .......................229 CHNG VII K THUT BO QUN GING VI SINH VT ...................................................................... 233 8

1. PHIU THNG TIN V CHNG VI SINH VT BO QUN........................................................233 2. CHC NNG CA B SU TP VI SINH VT.234 3. MT S IM LU I VI MT B SU TP GING VI SINH VT....................................235 3.1. Duy tr kh nng sng ca vi sinh vt bo qun.......................................................235 3.2. Quan tm n s lng t bo khi tin hnh bo qun.................................................235 3.3. Duy tr c tnh di truyn n nh ca chng vi sinh vt bo qun..................................235 3.4. Tnh thun chng ca vi sinh vt bo qun ..............................................................235 3.5. Kinh ph cn cho B su tp vi sinh vt..235 3.6. Bo qun cc chng c gi tr...............236 3.7. Cung cp chng ging cho khch hng. .236 3.8. Cung cp cc thng tin lin quan n chng bo qun.................................................236 3.9. Kim tra cht lng chng vi sinh vt bo qun.......................................................237 3.10. C s d liu ca B su tp vi sinh vt ..............................................................237 4. GII THIU CHUNG MT S PHNG PHP BO QUN GING VI SINH VT.....................237 4.1. Phng php cy truyn vi sinh vt.......237 4.2. Phng php ng kh vi sinh vt v phng php ng kh trc tip.................239 4.2.1. Phng php ng kh..................239 4.2.2. Phng php ng kh dch th trc tip (L-drying).......................................240 4.2.3. Phng php bo qun lnh su......241

9

5. MT S PHNG PHP PH BIN S DNG TRONG BO QUN CC NHM VI SINH VT C TH...........................................................242 5.1. Cc phng php dng cho bo qun vi khun v x khun...................................242 5.1.1 Bo qun vi khun.........................242 a. Phng php ng kh (Freeze drying/ lyophilization)........................................242 * Nui vi khun cho ng kh:.................242 * Chun b m mu:.............................242 * Chun b dch t bo:...........................243 * Chun b ng ng kh:.......................243 * Chun b mu trc khi ng kh:.........243 * Bc tin ng kh:............................243 * To ch tht trn ng ng kh:...........244 * Hu ng kh:....................................244 * Hn ng ng kh:..............................244 * Kim tra chn khng ca ng ng kh: ...........................................................244 * Kim tra kh nng sng ca mu:.........244 * Bo qun mu:...................................244 5.1.2. Bo qun x khun:......................245 5.2. Bo qun vi to.................................246 5.3. Cc phng php dng cho bo qun nm si..........................................................246 5.4. Phng php bo qun nm men......252

10

CHNG I M U V VI SINH VT HC

1. I TNG V NHIM V CA VI SINH VT HC 1.1. i tng ca vi sinh vt hc i cng Xung quanh chng ta, ngoi cc sinh vt ln m chng ta c th nhn thy c, cn c v vn vi sinh vt nh b, mun nhn thy chng phi s dng knh hin vi, ngi ta gi chng l vi sinh vt. Mn khoa hc nghin cu v hot ng sng ca cc vi sinh vt c gi l Vi sinh vt hc. Vi sinh vt hc pht trin rt nhanh v dn n vic hnh thnh cc lnh vc khc nhau: vi khun hc (Bacteriology), nm hc (Mycology), to hc (Algology) virus hc (Virolory),... Vic phn chia cc lnh vc cn c th da vo phng hng ng dng. Do chng ta thy hin nay cn c y sinh vi sinh vt hc, vi sinh vt hc th y, vi sinh vt cng nghip, vi sinh vt hc nng nghip. Ngay trong vi sinh vt hc nng nghip cng c rt nhiu chuyn ngnh: vi sinh vt lng thc, vi sinh vt thc phm,... Mi lnh vc c i tng c th ring, cn i su. Tuy nhin mc nht nh cc chuyn ngnh trn u c nhng im c bn ging nhau. Vi sinh vt hc i cng, nghin cu nhng quy lut chung nht v vi sinh vt. i tng nghin cu ca vi sinh vt hc l vi khun, x khun (Actinomycetes), virus, Bacteriophage (th thc khun), nm, to, nguyn sinh ng vt. Vi khun: l nhm vi sinh vt c nhn nguyn thy, c th n bo, sinh sn ch yu bng hnh thc trc phn, c th nh b, mun quan st c phi s dng knh hin vi quang hc. Virus: l nhng sinh vt m kch thc ca chng v cng nh b, k sinh ni bo tuyt i, mun quan st chng phi s dng knh hin vi in t.

11

Nm: trc y c coi l thc vt bc thp nhng khng c dip lc t, thng n bo, c nhm gi a bo, c th phn nhiu nhnh nhng khng c vch ngn hoc vch ngn nhng chnh gia c l thng, thuc t bo nhn tht. Vi sinh vt tuy c kch thc nh b v c cu trc c th tng i n gin nhng chng c tc sinh si ny n rt nhanh chng v hot ng trao i cht v cng mnh m. Vi sinh vt c th phn gii hu ht tt c cc loi cht c trn th gii, k c nhng cht rt kh phn gii, hoc nhng cht gy hi n nhm sinh vt khc. Bn cnh kh nng phn gii, vi sinh vt cn c kh nng tng hp nhiu hp cht hu c phc tp, trong iu kin nhit , p sut bnh thng. 1.2. S phn b ca vi sinh vt Vi sinh vt phn b rng ri trong t nhin: trong t, nc, khng kh, trn c th cc sinh vt khc, trn lng thc, thc phm v cc loi hng ha. Chng nhng th, s phn b ca chng cn theo mt h sinh thi v cng phong ph, a dng, t lnh n nng, t chua n kim, t ho kh n k kh,... Do s phn b rng ri v do hot ng mnh m nn vi sinh vt c tc dng rt ln trong vic tham gia cc vng tun hon vt cht trn tri t cng nh tham gia vo cc qu trnh sn xut nng nghip. Vi sinh vt hc i cng, nghin cu nhng quy lut chung nht v vi sinh vt. 1.3. Vai tr ca vi sinh vt Trong thin nhin, vi sinh vt gi nhng mt xch trng yu trong s chu chuyn lin tc v bt dit ca vt cht, nu khng c vi sinh vt hay v mt l do no m hot ng ca vi sinh vt b ngng tr d ch trong thi gian ngn, c th n s lm ngng mi hot ng sng trn tri t. Tht vy ngi ta tnh ton nu khng c vi sinh vt hot ng cung cp CO2 cho kh quyn th n mt lc no lng CO 2 s b cn kit, lc by gi cy xanh khng th quang hp c, s sng ca cc loi sinh vt khc khng tin hnh bnh thng c, b mt tri t s tr nn lnh lo.

12

Vi sinh vt cn l nhn t tham gia vo vic gi gn tnh bn vng ca cc h sinh thi trong t nhin. i vi sn xut nng nghip, vi sinh vt c vai tr rt ln, vi sinh vt tham gia vo vic phn gii cc hp cht hu c, chuyn ha cc cht khong, c nh nit phn t lm giu thm d tr nit ca t. Trong qu trnh sng, vi sinh vt cn sn sinh ra rt nhiu cht c hot tnh sinh hc cao c tc dng trc tip i vi qu trnh sinh trng, pht trin ca cy trng, vt nui. Ngi ta nhn thy nu khng c vi sinh vt tiu th cc sn phm trao i cht do cy trng tit ra quanh b r th mt s sn phm ny s u c tr li cy trng. Trong chn nui v ng nghip, vi sinh vt cng c tc dng rt to ln, trong c th ca cc loi ng vt u c mt h vi sinh vt rt phong ph, h vi sinh vt ny gip cho qu trnh ng ha cc cht dinh dng v thi cc cht cn b trong qu trnh sng. Trong chn nui mt vn ln l lm th no phng chng c cc bnh truyn nhim, mn vi sinh vt th y cng mn dch t hc ra nhng bin php phng dch bnh ca sc vt v mt s bnh c th ly sang ngi, nh di, lao, nhit thn,... Hin nay vi sinh vt l mt mn khoa hc mi nhn trong cuc cch mng sinh hc. Nhiu vn quan trng ca sinh hc hin i nh, ngun gc s sng, c ch thng tin, c ch di truyn, c ch iu khin hc v cc t chc sinh vt hc, vi sinh vt hc ang c nhng bc tin v i, ang tr thnh v kh sc bn trong tay con ngi nhm chinh phc thin nhin phc v c lc cho sn xut v i sng. 1.4. Nhim v ca vi sinh vt hc i cng - Nghin cu cc c im c bn v hnh thi, cu to, di truyn, hot ng sinh l ha hc,...ca cc nhm vi sinh vt. - S phn b ca vi sinh vt trong t nhin v mi quan h gia chng vi mi trng v cc sinh vt khc. - Nghin cu cc bin php thch hp c th s dng mt cch c hiu qu nht vi sinh vt c li cng nh cc bin php tch cc nhm ngn nga cc vi sinh vt c hi trong mi hot ng ca i sng con ngi.

13

2. KHI LC V LCH S PHT TRIN CA VI SINH VT HC Cn c vo qu trnh pht trin c th chia vi sinh vt hc ra lm 4 giai on pht trin. 2.1. Giai on trc khi pht minh ra knh hin vi T thi thng c ngi ta bit phn, trng xen cy h u vi cy trng khc, men, nu ru,... nhng cha gii thch c bn cht ca cc bin php.Trong qu trnh nh canh con ngi thy c tc hi ca bnh cy. i vi bnh ''r st'' thi Aristote ngi ta xem nh l do to ha gy ra. Hy Lp by gi ngi ta cho rng cy b bnh l do t xu, phn xu, gy ra kh hu khng n ho nhng ch yu l do tri t. Trung Quc vo th k th nht trc cng nguyn trong quyn ''K thng Chi th'' ghi: mun cho cy tt phi dng phn tm, khng c phn tm th dng phn tm ln tp cng c. Trong sch ny cng ghi nhn trng xen cy h u vi cc loi cy trng khc. Trong cc ti liu ''Gip ct'' ca Trung Quc cch y 4000 nm thy cp n k thut nu ru. Ngi ta nhn thy trong qu trnh ln men ru c s tham gia ca mc vng, nh vy vi sinh vt c ng dng vo sn xut, phc v cuc sng t rt lu, nhng ngi ta cha hiu c bn cht ca vi sinh vt, mi n khi knh hin vi quang hc ra i, nhng hiu bit v vi sinh vt dn dn c pht trin, m ra trc mt nhn loi mt th gii mi, th gii ca nhng vi sinh vt v cng nh b nhng v cng phong ph. 2.2. Giai on sau khi pht minh ra knh hin vi (Pht hin ra vi sinh vt) Leewenhoek l ngi u tin pht hin ra vi sinh vt nh pht minh ra knh hin vi. ng l mt thng nhn bun vi, mun tm hiu cu trc ca si vi ng ch to ra cc thu knh v lp rp chng thnh mt knh hin vi c phng i 160 ln, ng quan st nc ao t, nc ngm cc cht hu c, ba rng,... Leewenhoek nhn thy u cng c nhng sinh vt nh b. Rt ngc nhin trc nhng hin tng quan st c ng vit ''Ti thy trong ba rng ca ming ca ti c rt nhiu sinh vt t hon hot ng, chng nhiu hn so vi vng quc H Lan hp nht''.

14

Pht minh ca Leewenhoek cng c quan nim v kh nng t hnh thnh ca vi sinh vt. Thi gian ny ngi ta cho rng sinh vt quan st c l t cc vt v sinh, tht, c sinh ra di v sau ngi ta cho ra i thuyt t sinh (hay thuyt ngu sinh).

Hnh 1.1. Anton Van Leeuwenhoek (1632-1723) v knh hin vi t to ca ng 2.3. Giai on vi sinh vt hc thc nghim vi Pasteur n th k XIX cng vi s pht trin ca ch ngha t bn, cc ngnh khoa hc k thut ni chung v vi sinh vt hc ni ring, pht trin mnh m, nhiu nh khoa hc quan st v nghin cu v mt s vi sinh vt gy bnh v sng to ra mt s phng php mi nghin cu v vi sinh vt. ng gp cho s pht trin ca vi sinh vt giai on ny phi k n nh bc hc ngi Php Pasteur (1822-1895). Vi cng trnh nghin cu ca mnh ng nh hc thuyt t sinh, nh ch to ra bnh c ngng. ng chng minh thuyt t sinh l khng ng bng cc th nghim sau: TN1: Dng mt ci bnh cha nc tht un si, ngui sau mt thi gian th nc tht c, quan st thy c vi sinh vt. TN2: Tin hnh nh th nghim th nht nhng sau ng bt kn ming bnh li, mt thi gian nc tht khng b vn c. Lc ny mi ngi phn i, h ni khng c khng kh nn vi sinh vt khng pht trin c, cha thuyt phc c h ng lm th nghim tip theo.

15

TN3: ng un c bnh ging nh hnh c ngng ko di ra cho thng vi khng kh, sau khi un si mt thi gian nc tht khng b c, khi ngi ta mi cng nhn bc b thuyt t sinh.

Hnh 1.2.. Pasteur (1822-1895) v th nghim bc b Thuyt t sinh Pasteur l ngi xut thuyt mm bnh, thuyt min dch hc, l c s sn xut vaccin trong phng bnh. ng chng minh

16

bnh than cu l do vi khun gy ra v lan truyn t con bnh sang con lnh v ng tin hnh th nghim tim phng vaccin nhit thn cho cu nm 1881, ng chn 50 con cu khe mnh, tng ng, tim vaccin cho 25 con cn 25 con khng tim vaccin, sau cng c th 25 con khng tim vaccin b cht cn 25 con tim vaccin sng bnh thng. Thi h b ch di cn l phi cht, rt thng tm trc ci cht ca nhng ngi b ch di cn, ng lao vo nghin cu vaccin phng v tr bnh ch di, thnh cng u tin l cu mt b trai thot khi pht bnh di. Sau thnh cng cc nh ho tm xy dng vin Pasteur ti php, sau ny nhn rng ra, y l thnh cng ln nht ca Pasteur i vi nhn loi. L. Pasteur tt nghip sinh ha, ng rt thnh cng trong nghin cu nhng gia nh ng rt bt hnh, anh trai v cc con ca ng u cht do bnh tt. Mc du L. Pasteur l ngi u tin chng minh c s khoa hc ca vic ch to vaccin nhng thut ng vaccin li do mt bc s nng thn ngi anh Edward Jenner (1749-1823) t ra. ng l ngi u tin ngh ra phng php chng u bng m u ma b cho ngi lnh, phng bnh u ma, mt cn bnh ht sc nguy him cho tnh mng thi by gi. 2.4. Giai on sau Pasteur v vi sinh hc hin i Tip theo sau Pasteur l Koch (Robert Koch 1843-1910), l ngi c cng trong vic pht trin cc phng php nghin cu vi sinh vt. ng ra phng php chng minh mt vi sinh vt l nguyn nhn gy ra bnh truyn nhim m ngy nay mi nh nghin cu bnh hc phi theo v gi l quy tc Koch. Ngy 24-3-1882, Koch cng b cng trnh khm ph ra vi trng gy bnh lao v gi n l Mycobacterium tuberculosis, l mt bnh nan y thi . Khm ph ny m ng cho vic cha tr bnh ngy nay. K hc tr ca Koch l Petri (Juliyes Richard Petri, 18521921) ch ra cc dng c nghin cu vi sinh vt m ngy nay cn dng tn ca ng t cho dng c y: a Petri. ng cng nu ra cc bin php nhum mu vi sinh vt.

17

Ivanopxki, 1892 v Beijerrinck, 1896 l nhng ngi pht hin ra virus u tin trn th gii khi chng minh vi sinh vt nh hn vi khun, qua c lc bng s xp, l nguyn nhn gy bnh khm cy thuc l.

Hnh 1.3. Robert Koch (1843-1910) v vi khun gy bnh lao do ng tm ra

Hnh 1.4. Alexander Fleming (1881-1955) v nm mc Penicillium do ng tm ra

Hnh1.5.. Watson and Crick (1953) pht hin cu trc ca DNA

18

Hnh 1.6. Aaron Klug pht hin cu trc virus khm thuc l Ngy nay vi sinh vt pht trin rt su vi hng trm nh bc hc c tn tui v hng chc ngn ngi tham gia nghin cu, cc nghin cu i su vo bn cht ca s sng mc phn t v di phn t, i su vo k thut cy m v tho lp gen vi sinh vt v ng dng k thut tho lp ny cha bnh cho ngi, gia sc, cy trng v ang i su vo gii quyt bnh ung th loi ngi. 3. CC C IM CHUNG CA VI SINH VT 3.1.Kch thc nh b

Hnh 1.7. Kch thc vi sinh vt trong sinh gii Vi sinh vt thng c o kch thc bng n v micromet (1mm= 1/1000mm hay 1/1000 000m). virus c o kch thc n v bng nanomet (1nn=1/1000 000mm hay 1/1000 000 000m).

19

Kch thc cng b th din tch b mt ca vi sinh vt trong 1 n v th tch cng ln. Chng hn ng knh ca 1 cu khun (Coccus) ch c 1mm, nhng nu xp y chng thnh 1 khi lp nhng c th lch l 1cm3 th chng c din tch b mt rng ti ...6 m2 ! 3.2. Hp thu nhiu, chuyn ho nhanh Tuy vi sinh vt c kch thc rt nh b nhng chng li c nng lc hp thu v chuyn ho vt xa cc sinh vt khc. Chng hn 1 vi khun lactic (Lactobacillus) trong 1 gi c th phn gii c mt lng ng lactose ln hn 100-10 000 ln so vi khi lng ca chng. Tc tng hp protein ca nm men cao gp 1000 ln so vi u tng v gp 100 000 ln so vi tru b. Hnh 1.8. Lactobacillus qua KHV in t

3.3. Sinh trng nhanh, pht trin mnh Chng hn, 1 trc khun i trng (Escherichia coli) trong cc iu kin thch hp ch sau 12-20 pht li phn ct mt ln. Nu ly thi gian th h l 20 pht th mi gi phn ct 3 ln, sau 24 gi phn ct 72 ln v to ra 4 722 366 500 000 000 000 000 000 t bo (4 722 366. 1017), tng ng vi 1 khi lng ... 4722 tn. Tt nhin trong t nhin khng c c cc iu kin ti u nh vy (v thiu thc n, thiu oxy, d tha cc sn phm trao i cht c hi...). Trong ni ln men vi cc iu kin nui cy thch hp t 1 t bo c th to ra sau 24 gi khong 100 000 000- 1 000 000 000 t bo. Thi gian th h ca nm men di hn, v d vi men ru (Saccharomyces cerevisiae) l 120 pht. Vi nhiu vi sinh vt khc cn di hn na, v d vi to Tiu cu ( Chlorella ) l 7 gi, vi vi khun lam Nostoc l 23 gi...C th ni khng c sinh vt no c tc sinh si ny n nhanh nh vi sinh vt.

20

Hnh 1.9. Vi khun Hnh1.10. Nm Escherichia coli men Saccharomyces cerevisiae

Hnh 1.11. Nm si Alternaria

Hnh 1.12. Vi to Chlorella

3.4. C nng lc thch ng mnh v d dng pht sinh bin d Trong qu trnh tin ho lu di vi sinh vt to cho mnh nhng c ch iu ho trao i cht thch ng c vi nhng iu kin sng rt khc nhau, k c nhng iu kin ht sc bt li m cc sinh vt khc thng khng th tn ti c. C vi sinh vt sng c mi trng nng n 1300C, lnh n 0-50C, mn n nng 32% mui n, ngt n nng mt ong, pH thp n 0,5 hoc cao n 10,7, p sut cao n trn 1103 at. hay c phng x cao n 750 000 rad. Nhiu vi sinh vt c th pht trin tt trong iu kin tuyt i k kh, c loi nm si c th pht trin dy c trong b ngm t thi vi nng Formol rt cao... Vi sinh vt a s l n bo, n bi, sinh sn nhanh, s lng nhiu, tip xc trc tip vi mi trng sng ... do rt d dng pht sinh bin d. Tn s bin d thng mc 10-5-10-10. Ch sau mt thi gian ngn c th to ra mt s lng rt ln cc c th bin d cc th h sau. Nhng bin d c ch s a li hiu qu rt ln trong sn xut. Nu nh khi mi pht hin ra penicillin hot tnh ch t 20 n v/ml dch ln men (1943) th nay c th t trn 100 000 n v/ml. Khi mi pht hin ra acid glutamic ch t 1-2g/l th nay t n 150g/ml dch ln men (VEDAN-Vit Nam).

21

3.5. Phn b rng, chng loi nhiu Vi sinh vt c mt khp mi ni trn Tri t, trong khng kh, trong t, trn ni cao, di bin su, trn c th, ngi, ng vt, thc vt, trong thc phm, trn mi vt... Vi sinh vt tham gia tch cc vo vic thc hin cc vng tun hon sinh-a-ho hc (biogeochemical cycles) nh vng tun hon C, vng tun hon n, vng tun hon P, vng tun hon S, vng tun hon Fe... Trong nc vi sinh vt c nhiu vng duyn hi (littoral zone), vng nc nng (limnetic zone) v ngay c vng nc su (profundal zone), vng y ao h (benthic zone). Trong khng kh th cng ln cao s lng vi sinh vt cng t. S lng vi sinh vt trong khng kh cc khu dn c ng c cao hn rt nhiu so vi khng kh trn mt bin v nht l trong khng kh Bc cc, Nam cc... Hu nh khng c hp cht carbon no (tr kim cng, grapht...) m khng l thc n ca nhng nhm vi sinh vt no (k c du m, kh thin nhin, formol. dioxin...). Vi sinh vt c rt phong ph cc kiu dinh dng khc nhau : quang t dng (photoautotrophy), quang d dng (photoheterotrophy), ho t dng (chemoautotrophy), ho d dng (chemoheterotrophy).t dng cht sinh trng (auxoautotroph), d dng cht sinh trng (auxoheterotroph)... 3.6. L sinh vt xut hin u tin trn tri t Tri t hnh thnh cch y 4,6 t nm nhng cho n nay mi ch tm thy du vt ca s sng t cch y 3,5 t nm. l cc vi sinh vt ho thch cn li vt tch trong cc tng c. Vi sinh vt ho thch c xa nht c pht hin l nhng dng rt ging vi Vi khun lam ngy nay. Chng c J.William Schopf tm thy ti cc tng c min Ty Australia. Chng c dng a bo n gin, ni thnh si di n vi chc mm vi ng knh khong 1-2 mm v c thnh t bo kh dy. Trc cc nh khoa hc cng tm thy vt tch ca chi Gloeodiniopsis c nin i cch y 1,5 t nm v vt tch ca chi Palaeolyngbya c nin i cch y 950 triu nm.

22

Hnh 1.13.Vt tch vi khun lam cch y 3,5 t nm

Hnh 1.14. Vt tch Gloeodiniopsis cch y 1,5 t nm

Hnh1.15. Vt tch Palaeolyngbya cch y 950 triu nm

--------------------------------------------------------------------------------------Tm tt i tng ca vi sinh vt hc i cng l vi khun, virus, nm men, nm mc to v protozoa. Vi sinh vt phn b rng ri trong t nhin v nh hng rt ln n i sng ca con ngi v mi sinh vt khc. L mn hc i cng nn ngi hc cn nm vng c im hnh thi, cu to, tnh cht l ha ca mi i tng ng thi nghin cu phng php pht trin vi sinh vt c li pht trin v tm cch c ch, hn ch s pht trin ca vi sinh vt c hi trong cuc sng. Lch s nghin cu v vi sinh vt c th hin qua 4 giai on: trc khi pht minh ra knh hin vi, knh hin vi ra i, Pasteur vi cc thc nghim, giai on sau Pasteur v sinh hc hin i. Ngy nay con ngi c th c nhiu nghin cu chuyn su v vi sinh vt nh s pht trin ca sinh hc phn t v cc k thut di truyn hin i. Cu hi n tp 1. Trnh by i tng, nhim v ca vi sinh vt hc i cng. 2. Trnh by cc c im chnh v cc giai on pht trin ca vi sinh vt hc.

23

24

CHNG II VI SINH VT NHN NGUYN THY

1. PHNG PHP NGHIN CU HNH THI V CU TO T BO VI SINH VT 1.1. Knh hin vi 1.1.1. Knh hin vi quang hc Knh hin vi: c nhiu loi nh quang hc, phn pha, hunh quang, soi ni,... Nguyn l cc loi knh hin vi c cu to ging nhau. C hai phn chnh l phn c hc v phn quang hc. Phn c hc: bo m cho knh vng chc v iu khin c. Phn ny cu to gm chn knh, khay knh, tr, ng knh, c iu chnh v cp, c iu chnh vi cp, bn quay, vt knh v cc vt dch chuyn mu vt. Phn quang: h thng cung cp nh sng v h thng thu knh phng i. + Phn cung cp nh sng: gng, n, (hoc nh sng t nhin), t quang knh, mn chn. + H thng thu knh gm c vt knh, th knh v khi lng knh. + phng i ca knh bng tch phng i ca vt knh v th knh + Vt knh c hai loi: kh v du, vt knh du c phng i ln v m hp nn ngi ta cho thm git du (nc, glycerin) di knh loi tr s khc x nh sng gia vt knh v khng kh. Quy tc s dng knh hin vi - Trc ht phi kim tra v tr ca t quang knh. N phi v tr cao nht. Mn chn phi m.

25

- Vn quay vt knh ly vt knh nh nht - Nhn vo th knh v iu chnh gng c c nh sng tt nht. - Sau nh mt git du ln tiu bn t ln bn knh. Vn quay vt knh ly vt knh du (100) sao cho phn thu knh ngp trong du. Nhn vo th knh v iu chnh c v cp (quay chm) ly tiu c. iu chnh tng phn bng c vi cp. - Sau khi quan st, quay quay vt knh lau du bng dung mi thch hp, thm trn giy thm hoc vi mn. H t quang knh. y knh. Hin nay cn c knh hin vi hai ng ngm, hay knh hin vi soi ni, knh hin vi nn en, knh hin vi tng phn cu to hin i v ph hp vi mc ch s dng.

Hnh 2.1. Cu to tng qut knh hin vi quang hc

1.1.2. Knh hin vi in t Tt c cc b phn c t trong mt tr knh v to chn khng bng mt bm ht. Trong chn khng, hot ng ca in t khng b cn tr.

26

Cc in t bn xuyn qua mu vt, c cc vt knh v th knh bng t trng lm tn rng ra (phn k), sau cng hin ln mn hunh quang c b my chp nh chp khi cn. Vi khun l nhng vi sinh vt n bo, chng c kch thc thay i ty tng loi, chiu di t 0,2-20 m chiu ngang 0,2-8 m, vi khun c hnh thi ring c tnh sinh hc ring, mt s loi c kh nng gy bnh cho ngi, ng vt v thc vt, mt s c kh nng tit ra cht khng sinh (Bacillus subtillis). a s sng hoi sinh trong t nhin. a s vi khun c hnh thi xc nh, hnh thi ny do mng t bo quyt nh, c bit mt s loi khng c mng nn hnh thi khng xc nh.

Hnh 2.2. Knh hin vi in t qut (SEM) 1.2. Phng php lm tiu bn hin vi 1.2.1. Phng php lm tiu bn soi ti (git p, git treo) Tiu bn git p: Dng phin knh sch ty m, gi ln phin knh mt git canh khun hay dung dch bnh phm, sau y lamelle (l knh) ln, quan st knh hin vi quang hc.

27

Tiu bn git treo: dng phin knh c hc lm gia, cho ln gia la men mt git canh khun hay dung dch bnh phm, y phin knh ln, sau lt ngc phin knh sao cho git dung dch treo l lng trong hc lm, cho vaselin ln cnh ca la men chng mt nc. Sau khi lm tiu bn soi ti, quan st knh hin vi quang hc c th bit c hnh thi, kch thc, tnh cht di ng ca vi khun, n cho php bc u phn bit, nhn dng c hnh thi ca vi khun. 1.2.2. Phng php lm tiu bn nhum v soi knh hin vi quang hc Khi quan st mu vt qua knh hin vi quang hc, phn ln c cu bn trong ca vi sinh vt c chit sut gn bng nhau cho nn rt kh phn bit c. c th quan st d dng hn chng ta phi nhum mu tiu bn. Nhum vi khun quan st di knh hin vi quang hc l phng php khng th thiu c trong qu trnh xt nghim vi khun. Phn ln mu nhum trong vi sinh vt l cc mui v c phn lm hai nhm: nhm mu acid gm cc mui m ion mang mu l anion (mang in tch -), v cc nhm base c ion mang mu l cc cation (mang in tch dng). V d: sodium + (c tnh base), eosinate-(c tnh acid). Mu acid v n mang mu hp vi mt base (NaOH) cho ra mui mu. Cn mu base v ion mang mu c tc dng nh mt base, phi hp vi mt acid (HCl) cho ra mui mu. Mt cch tng qut, mu acid phi hp cht vi thnh phn ca t bo cht ca t bo cn mu base phi hp (n mu) vi thnh phn ca nhn t bo (c tnh acid). Mt s mu thuc nhum ch bao ph mt ngoi mu vt, c nhum do qu trnh hp thu hoc n tan hay kt ta chung quanh vt c nhum. Nhum n: l phng php nhum mu ch s dng mt loi thuc nhum, cc loi thuc nhum thng dng l methylene blue, crystal violet, fuchsin, vi nm thng dng dung dch Lactophenol cotton blue (nm bt mu xanh). Nhum Gram: phng php ny do Hans Christian J. Gram (1853-1938) l phng php nhum mu kp ph bin trong nghin cu

28

vi khun, thng dng nhum mu ca mt s chi vi khun, cng c nhng chi khng bt mu. Phng php nhum mu ny cho php chng ta chia vi khun ra lm hai nhm chnh, nhm vi khun Gram m v nhm vi khun Gram dng, y l phng php quan trng trong vic phn loi vi khun. Phng php nhum Gram u tin c nh tiu bn trn ngn la n cn, nhum mu qua 4 bc: Thuc u tin l dung dch tm tinh th (Crystal violet) trong khong 1 pht. Ra bng nc. Nhum tip bng dung dch lugol (dung dch cn Iot 1%) trong 1pht, ra li bng nc.

-

Ph ln vt bi dung dch ty mu (metanol 95% aceton 1:1) hoc cn 960 trong khong 20 giy n 1 pht, ra bng nc, Cui cng nh ln vt bi dung dch fuchsin ( ta) hay safranin ( vng) 1 pht ra nc, kh t nhin sau soi di knh hin vi. Nhm vi khun Gram dng c c tnh khng b dung mi hu c ty phc cht mu gia tm tinh th v Iod. Kt qu cui cng s bt mu tm. Nhm vi khun Gram m b dung mi hu c ty phc cht mu gia tm tinh th v Iod, do s bt mu thuc nhum b sung, kt qu bt mu hng. Bng nhiu phng php k thut nhum khc nhau nh phng php nhum n, nhum kp. Nhum tin mao: ng knh ca roi vi khun rt nh nn kh quan st c knh hin vi quang hc. quan st c cn nhum mu c bit. Nguyn tc, trc ht ph ln roi mt lp ha cht lm cho roi to ra, ha cht ny gi mu nhum. Ha cht thng dng ph ln roi c th l tannic acid, mu nhum c th dng pararosanniline. 1.2.3. Phng php quan st di knh hin vi in t quan st di knh hin vi in t, mu vt c ct lt thnh nhng lt ct tht mng, b dy di 1 m c th t n 0,02 m, mu vt cn c nhum bng nhng cht ngn cn in t to s

29

tng phn ca nh trn mn hunh quang. Cc ha cht dng nhum mu l basic lead citrate, hoc uranyl acetate 1%,... nh do knh hin vi in t cung cp c th quan st trc tip, cng c th chp nh b phn chp gn di mn hunh quang. Qua knh hin vi in t ta c th thy r c cc vi cu trc bn trong ca vi khun. 2. VI KHUN Vi khun (Bacteria) l nhng vi sinh vt m c th ch gm mt t bo, chng c hnh dng v kch thc thay i ty theo tng loi, chiu di khong 1-10 m chiu ngang khong 0,2 - 10 m. Vi khun c hnh thi ring, c tnh sinh vt hc ring. Cu to cha hon chnh (cha c nhn tht) mt s c kh nng gy bnh cho ngi, ng vt, v thc vt, mt s c kh nng tit khng sinh (Bacillus subtillis) a s sng hoi sinh trong t nhin. Da vo hnh thi bn ngoi ca vi khun, ngi ta chia vi khun ra lm 6 loi hnh thi khc nhau: cu khun, trc khun, cu trc khun, phy khun, xon khun, xon th. 2.1. Hnh dng v kch thc 2.1.1. Cu khun (Coccus) Coccus, s nhiu l cocci, t ch Hy Lp l Kokkys (qu mng), c ngha l loi vi khun ny c hnh thi ging nh qu mng. Cu khun l nhng vi khun c dng hnh cu, tuy nhin c loi khng tht ging vi hnh cu, thng c hnh bu dc nh lu cu khun Neisseria gonohoeae, bt mu Gram m hoc c dng hnh ngn la nn nh Streptococcus pneumoniae, bt mu Gram dng. Kch thc ca cu khun thay i trong khong 0,5 - 1 m (1 m =10-3 mm). Ty theo v tr ca mt phng phn ct v c tnh ri hay dnh nhau sau khi phn ct m cu khun c chia thnh cc loi sau y: n cu khun (Micrococcus) Thng ng ring r tng t bo mt, a s sng hoi sinh trong t, nc, khng kh nh: M. agillis, M. roseus, M. luteus.

30

Song cu khun (Diplococcus) Cu khun c phn ct theo mt mt phng xc nh v dnh vi nhau thnh tng i mt, mt s loi c kh nng gy bnh nh lu cu khun gonococcus. Lin cu khun (Streptococcus): cu khun phn ct bi mt mt phng xc nh v dnh vi nhau thnh mt chui di. Streptococcus lactis vi khun ln men lactic, Streptococcus pyogenes lin cu khun sinh m. Trong chi ny cn c loi lin song cu khun, tc l song cu khun tp trung tng i mt thnh chui di. Lin cu khun c trong t, nc khng kh, k sinh trn nim mc ng tiu ho, h hp ca ngi v ng vt, mt s loi c kh nng gy bnh. Chiu di ca lin cu ph thuc vo mi trng. Trong bnh phm lin cu xp thnh chui ngn 6-8 n v, trong mi trng lng 10-100 n v, mi trng c hnh thnh chui ngn. T cu khun (Tetracoccus) Cu khun phn ct theo hai mt phng trc giao v sau dnh vi nhau thnh tng nhm 4 t bo, t cu khun thng sng hoi sinh nhng cng c loi gy bnh cho ngi v ng vt nh Tetracoccus homari. Bt cu khun (Sarcina) Cu khun phn ct theo 3 mt phng trc giao v to thnh khi gm 8, 16 t bo. Hoi sinh trong khng kh nh Sarcina urea c kh nng phn gii ure kh mnh. Sarcina putea, Sarcina aurantica. T cu khun (Staphylococcus) Phn ct theo cc mt phng bt k v dnh vi nhau thnh tng m nh hnh chm nho, hoi sinh hoc k sinh gy bnh cho ngi v gia sc, ni chung cu khun khng c tin mao roi nn khng c kh nng di ng, khi nhum mu a s cu khun bt mu Gram dng. a s sng hoi sinh mt s gy bnh nh Staphylococcus aureus - t cu vng.

31

Hnh 2.3. Lin cu khun (Streptococcus sp.)

Hnh 2.4. T cu khun (Staphylococcus sp.)

2.1.2. Trc khun (Bacillus, Bacterium) Trc khun l tn chung ch nhng vi khun c dng hnh que, hnh gy, kch thc ca vi khun khong 0,5-1 x 1-4 m, c nhng chi thng gp nh: Bacillus (Bac) L trc khun Gram dng, sng ym kh tu tin, sinh nha bo, chiu ngang ca nha bo khng vt qu chiu ngang ca t bo vi khun, do khi vi khun mang nha bo vn khng thay i hnh dng. V d: Trc khun gy bnh nhit thn Bacillus anthracis, trc khun c kh Bacillus subtillis. Bacillus subtillis l mt trc khun c li trong h vi khun ng rut, chng c ch s pht trin cc vi sinh vt c hi i vi ng tiu ho.

Hnh 2.5. Trc khun Bacillus sp.

Hnh 2.6.Trc khun E. coli

32

Bacterium L trc khun Gram m, sng hiu kh tu tin khng sinh nha bo, thng c tin mao xung quanh thn, c nhiu loi Bacterium gy bnh cho ngi v gia sc nh, Salmonella, Escherichia, Shigella, Proteus. Clostridium L trc khun Gram dng, hnh gy hai u trn kch thc khong 0,4 -1 x 3 - 8 m, sinh nha bo, chiu ngang ca nha bo thng ln hn chiu ngang ca t bo vi khun, nn khi mang nha bo vi khun b bin i hnh dng nh hnh thoi, hnh vt, hnh di trng. Clostridium l loi vi khun k kh bt buc, c nhiu loi gy bnh cho ngi v gia sc nh: Clostridium tetani, Clostridium chauvoei (ung kh thn), Clostridium pasteurianum (vi khun c nh nit). Clostridium tetani nha bo c trong t v nhng ni m t d bn, nha bo tn ti rt lu, nu chng xm nhp vo vt thng s pht trin, sinh c t thn kinh gy co cng gi l bnh un vn. Hnh 2.7. Bo t hnh vin n ca trc khun Clostribium sp.

Corynebacterium Vi khun khng sinh nha bo, c hnh dng v kch thc thay i kh nhiu ty tng ging, khi nhum mu vi khun thng to thnh cc on nh bt mu khc nhau v d: Corynebacterium diphtheriae (gy bnh bch hu) bt mu hai u hnh qu t, Erysipelothrix rhusiopathiae gy bnh ng du ln, gy vim da v t chc di da.

33

Pseudomonas L trc khun Gram m, khng c bo t. C 1 tin mao hoc 1 chm tin mao u. Thng sinh sc t. Thng gp thy hi sn. V d: Xanthomonas, Photobacterium 2.1.3. Cu trc khun (Cocco-Bacillus) L nhng vi khun trung gian gia cu khun v trc khun, vi khun c hnh bu dc, hnh trng, kch thc khong 0,25-0,3 x 0,4 -1,5 m. Mt s bt mu tp trung hai u (vi khun lng cc). V d: vi khun gy bnh t huyt trng: Pasteurella. Vi khun gy sy thai truyn nhim Brucella. 2.1.4. Phy khun (Vibrio) L tn chung ch nhng vi khun hnh que un cong ln, c hnh ging hnh du phy, hnh li lim, ng ring r hay ni vi nhau thnh hnh ch S hay s 8, c tin mao. Phn ln sng hoi sinh, c mt s loi gy bnh nh Vibrio cholerae. Hnh 2.8. Phy khun Vibrio cholerae

2.1.5. Xon th (Spirillum) L nhm vi khun Gram m hiu kh hoc vi hiu kh, di ng, c dng xon, xon khun gy bnh thuc chi Campylobacter. Trc y Campylobacter c xp vo chi Vibrio v sau chng c xp vo nhm Spirillum v cc vi khun ny khc bit vi nhm phy khun nh s vng xon y . V hnh thi xon th khc vi nhm xon khun (Spirochaeta) do s vng xon t hn, vng xon ca xon th khng lm cho ng knh c th tng ln, xon th khng c cu trc si trc

34

chu cht v lp bao ngoi, vch t bo cng v di ng mnh nh c lng roi cc t bo. Campylobacter l nhng vi khun Gram m, c dng ch S hay du phy, c mt lng roi mt cc hoc hai cc, di ng theo kiu vn nt chai, kch thc 0.2-0.8 x 0.5 5.0 m nhng i khi c dng cu khun, thng thng khng c gip m, tuy c khi C. jejuni li thy c gip m.

Hnh 2.9. Xon th Campylobacter jejuni

2.1.6. Xon khun (Spirochaeta) Cu trc c bn ca xon khun l mng t bo cht ca t bo ko di c bc trong mt mng phc hp bn ngoi vch t bo to thnh ng t bo cht, pha ngoi c bao bc bi lp v ngoi hay lp bao nhy. Khong khng gian gia mng t bo cht v lp v ngoi ny c gi l khng gian chu cht. C tin mao xut pht t hai cc t bo, nhng si tin mao ny hng vo gia t bo. Bt mu Gram m, nhng thng kh bt mu nn quan st xon khun thng s dng cc phng php nhum nhim bc, hoc quan st tiu bn sng di knh hin vi nn en. Hnh 2.10. Xon khun Treponema palidum

35

Xon khun di ng un khc, vn xon, un ln, sinh sn bng cch phn cht theo chiu ngang. Leptospira canicola theo nc v thc n vo mu, gan, thn gy lon chc nng ca cc c quan ny dn n xut huyt v vng da. im so snh S vng xon c im vng xon Nhum Gram Lng roi Di ng Cu trc Xon th S vng xon t hn Khng lm cho ng knh c th tng ln m mt cc hoc hai cc Nh lng roi cc t bo Khng c cu trc si trc chu cht v lp bao ngoi C vch t bo cng Xon khun S vng xon ln hn 2 Lm cho ng knh c th tng ln Gram m, kh bt mu, nhum nhim bc Xut pht t hai cc t bo hng vo gia Di ng un khc, vn xon, un ln C cu trc si trc chu cht v lp bao ngoi, mng t bo cht ko di Khng c vch cng, ch l lp mng hay bao nhy

2.2. Cu to t bo vi khun Cu trc ca t bo vi khun khc vi t bo ca vi sinh vt khc. Da vo cu trc c th thy c s khc nhau gia t bo vi khun v t bo ng thc vt theo bng sau: STT T bo ng vt v thc vt C mng nhn Nhiu nhim sc th hnh que C b my phn bo T bo vi khun Khng c mng Mt nhim sc th hnh trn Khng c phn bo

Nhn

36

STT

T bo ng vt v thc vt Thng c li ni bo C ty th i khi c lc lp Chuyn ng dng ni bo

T bo vi khun

Nguyn sinh cht

Khng c li ni bo Khng c ty lp th c (Mesosom ) Khng c lc lp Khng chuyn ng dng ni bo Ribosom 80S gn vo li ni 70 S trong bo quan cht. 70S gn li ni cht C glycopeptit mng

Cc phn Khng c glycopeptit mng t nh

Hnh 2.11. Cu trc tng qut t bo vi khun 2.2.1. Thnh t bo (Cell wall) Thnh t bo cn gi l vch t bo, chim 10-40% trng lng kh ca t bo, dy thnh t bo vi khun Gram m l 10nm Gram

37

dng l 14-18nm. Thnh t bo l lp cu trc ngoi cng, c rn chc nht nh duy tr hnh dng t bo, c kh nng bo v t bo i vi mt s iu kin bt li. Nng ng mui bn trong t bo thng cao hn bn ngoi t bo (p sut thm thu tng ng vi dung dch glucose 10-20%) do t bo hp thu kh nhiu nc t bn ngoi vo. Nu khng c thnh t bo vng chc th t bo s b ph v. Khi thc hin co nguyn sinh ri quan st di knh hin vi, thy r lp thnh t bo. Quan st di knh hin vi in t thy r hn. Thnh t bo vi khun G- v G+ c s sai khc v thnh phn cu to nh sau: Vi khun Gram dng c thnh phn cu to c bn l pepidoglycan (PG) hoc cn gi l glucopeptit, murein,...chim 95 % trng lng kh ca thnh, to ra mt mng polime xp, khng ha tan v rt bn vng, bao quanh t bo thnh mng li. Cu trc ca PG gm 3 thnh phn: N. acetylglucozamin, N. acetylmuramic v galactozamin. Thnh t bo vi khun Gram dng cha PG y 4 lp (chim >50% trng lng kh ca thnh). Ngoi ra cn thy thnh phn acid teichoic (l cc polime ca glycerol v ribitol photphat), gn vi PG hay mng t bo. Vi khun Gram m Vch vi khun Gram m gm mt mng ngoi v mt khoang chu cht cha 1-2 lp PG (chim 5-10%) trng lng kh vch, gia lp PG v mng ngoi c cu ni lipoprotein. Ngoi ra mng ngoi cn c thnh phn lipopolysaccharit (LPS) v cc protein. LPS chim 1-50% trng lng kh ca vch. Phn lipd ca LPS l ni c t (gy st, tiu chy, ph hy hng cu)

Gram (+)

Gram (-)

38

Hnh 2.12. So snh cu trc vch t bo vi khun Gram (+) v Gram (-) Thnh phn Peptidoglycan Acid teicoic Lipid Protein T l % i vi khi lng kh ca thnh t bo vi khun G+ 30-95 Cao Hu nh khng Khng hoc t G5-20 0 20 Cao

Trong nhng trng hp sau y c th khng quan st thy s c mt ca thnh t bo: Th nguyn sinh (Protoplast): Sau khi dng lysozyme ph v thnh t bo hoc dng penicillin c ch s tng hp thnh t bo c th ch to ra nhng t bo ch c bao bc bi mng t bo cht. Thng gp vi khun G +. Th cu (t bo trn, sphaeroplast): l th nguyn sinh ch cn st li mt phn thnh t bo, thng ch gp vi khun G-. Vi khun dng L: Nm 1935 Vin nghin cu d phng Lister Anh pht hin ra mt dng t bin khng c thnh t bo trc khun Streptobacillus moniliformis. T bo ca chng phnh to ln v rt mn cm vi p sut thm thu. Nhiu vi khun G -v G+ u c th hnh thnh dng L. Trc y ngi ta hay nhm ln th nguyn sinh v th cu vi dng L. Hin nay ta ch coi dng L l chng vi khun khng c thnh t bo c sinh ra do t bin trong phng th nghim v c th mang tnh di truyn n nh. Mycoplasma: Mt dng vi khun khng c thnh t bo c sinh ra trong qu trnh tin ho lu di ca t nhin. Th nguyn sinh v th cu c c im chung l khng c thnh t bo, t bo tr nn c hnh cu, rt mn cm vi p sut thm thu, c th c tin mao, nhng khng di ng c, khng mn cm vi thc khun th, khng phn bo c,... Thnh t bo c cc chc nng ch yu sau: Duy tr hnh dng ca t bo

39

-

Du y tr p sut thm thu bn trong t bo H tr s chuyn ng ca tin mao Gip t bo khng vi cc lc tc ng bn ngoi Cn thit cho qu trnh phn ct bnh thng ca t bo iu tit s xm nhp ca mt s cht, ngn cn s tht thot cc enzyme, s xm nhp ca cc cht ha hc hoc enzyme t bn ngoi gy hi t bo, nh mui mt, enzyme tiu ha, lysozim, cht khng sinh. C lin quan mt thit n tnh khng nguyn, ca vi khun gy bnh, c bit lin quan n ni c t ca vi khun Gram m. C vai tr trong vic bt mu thuc nhum khi nhum Gram. 2.2.2. Mng t bo cht

-

Mng t bo cht cn c gi l mng t bo hay mng cht (Cytoplasmic membrane), vit tt l CM, dy khong 7-8 nm.

Vng a nc

Vng k nc

Hnh 2.13. Cu trc mng t bo (Thuyt dng khm)

40

C cu to 3 lp: hai lp phn t protein (chim hn 50% trng lng kh ca mng v 10-20% protein t bo) v mt lp kp photpholipit (20-3% trng lng kh ca mng) nm gia, 70-90% lipid ca t bo tp trung photpholipit ca mng. S phn b protein v photpholipit mng nguyn sinh cht khc nhau tng vng. S phn b to nn cc l hng trn mng thun li cho s vn chuyn. Protein ca mng gm c hai dng: protein cu trc v enzyme. Enzyme gm c: permeaza vn chuyn cc cht vo t bo v cc enzyme tng hp cc cht murein, photpholipit, LPS,... Hai lp phosphor lipid (PL), chim khong 30-40% khi lng v cc protein nm pha trong, pha ngoi hay xuyn qua mng chim 6070% khi lng. Mi phn t PL cha mt u tch in hay phn cc (u phosphate) v mt ui khng tch in hay khng phn cc (hydrat carbon). u phosphate cn gi l u hu nc, cn u hidratcarbon cn gi l u k nc. Hai lp phn t PL mt lp c gc phosphat quay vo trong mt lp c gc phosphat quay ra ngoi mng lm mng ha lng v cho php cc protein di ng t do. S ha lng ng hc ny cn thit cho cc chc nng ca mng. Cch sp xp ca PL nh vy gi l m hnh khm lng. Hu ht mng t bo cht ca vi khun khng cha cc sterol, nh cholesterol, do khng cng nh mng CM ca cc t bo c nhn tht. Mycoplasma l nhm vi khun nhn tht khng c thnh t bo. CM c cha sterol do kh vng chc. CM l hng ro i vi cc phn t tan trong nc v c tnh chn lc hn so vi thnh t bo. Tuy vy CM c cha cc protein c bit gi l permease, chng c th vn chuyn cc phn t nh vo t bo theo c ch th ng khng cn nng lng hay ch ng, cn nng lng. CM t bo vi khun l v tr lm nhim v h hp (tng t nh mng trong c dng gp khc ty th ca cc t bo nhn tht). CM c cha cc protein ca chui h hp v cc enzyme tng hp ATP. Cc vi khun lu hunh mu ta cn cha b my quang hp. CM ta gp cc enzyme tham gia tng hp lipid mng, PG, acid teicoic, LPS, v cn gp cc polysaccarit n gin.

41

CM cn cha cc v tr gn vi nhim sc th v plasmid ng vai tr quan trng trong vic phn phi cc yu t di truyn vo cc t bo con. nhiu vi khun, nht l vi khun G+, CM xm nhp vo t bo cht v to thnh cc h thng ng gi l Mesosom. Mesosom nm gn CM hay m su vo trong t bo cht. S gp khc ca CM vo bn trong ch gp mt s nhm vi khun quang hp hay cc vi khun c hot tnh h hp cao chng hn nh Azotobacter, vi khun nitrate ho. Do c gp khc m din tch CM tng ln mt cch ng k, thch ng c hot ng h hp quang hp cc nhm vi khun ny. Nhn chung CM c cc chc nng sau Duy tr p sut thm thu t bo. Khng ch s vn chuyn, trao i ra vo t bo ca cc cht dinh dng, cc sn phm trao i cht. Duy tr mt p sut thm thu bnh thng bn trong t bo. L ni sinh tng hp mt s thnh phn ca t bo nh vch, gip m, do trong mng c cha enzyme v ribosom. L ni tin hnh cc qu trnh photphoril oxy ho v photphoril quang hp. L ni tng hp nhiu loi enzyme. Cung cp nng lng cho hot ng ca tin mao C quan h n s phn chia t bo. 2.2.3. T bo cht (Cytoplasm) T bo cht ton b phn nm trong mng t bo tr nhn. y l vng dch th dng keo ng nht khi t bo non v c cu trc ln nhn khi t bo gi. Nguyn sinh cht c hai b phn chnh: C cht tng bo: ch yu cha cc enzyme. Cc c quan con: mesosom, ribosom, khng bo, ht sc t, cht d tr. 2.2.4. Mesosom L th hnh cu ging nh ci bong bng, mesosom c ng knh khong 250nm, gm nhiu lp bn cht vi nhau, nm st vch t

42

bo ch xut hin khi t bo phn chia. Hnh thnh vch ngn t bo trong phn bo v l trung tm h hp ca t bo vi khun hiu kh. Trong mesosom c nhiu h thng enzym vn chuyn in t.

Hnh 2.14. Mesosome t bo vi khun 2.2.5. Ribosom

Hnh 2.15. Cu trc Ribosom Ribosom c ng knh 15-20nm, hng s lng 70S (tiu th ln 50S v tiu th nh 30S). Ribosom cha 40-60% ARN v 35-60% protein v mt t lipid, mt s men nh ribonucleaza,... v mt t cht khong. Mi t bo cha khong 10.000 ribosom chim 40% trng

43

lng kh t bo, khi ang pht trin mnh c th tng n 15.000 ribosom (E. coli). Phn protein ca ribosom lm thnh mt mng li bao quanh phn ARN. Trong t bo vi khun phn ln ribosom nm t do trong t bo cht, phn t bm trn mng nguyn sinh cht. Ribosom l trung tm tng hp protein ca t bo. Nhng khng phi mi ribosom u c kh nng tham gia vo qu trnh ny. S ribosom tham gia vo qu trnh ny chim khong 5-10% v c lin kt vi nhau gi l polisom hay polyribosom. S lin kt ny thc hin c nh mARN. Cc ribosom t do gn vo mt u ca mARN, c hot ha v chuyn dch dc theo si mARN ny. Chui polypeptid lin kt vi ribosom c di dn ra, do tun t c lp thm cc acid amin mi. Khi c xong mt si mARN v gii phng ra mt chui polypeptid mi th ribosom li tch khi u cui ca tp hp, sau tham gia vo mt mARN khc. 2.2.6. Cc ht d tr Trong nguyn sinh cht thy xut hin cc ht c hnh dng, kch thc v thnh phn ha hc khc nhau. S xut hin ca cc ht ny khng thng xuyn, ph thuc vo iu kin mi trng v giai on pht trin ca t bo, l cc ht d tr ht vi khng phi l cc c quan con nh ribosom, mesosom,...Chng c hnh dng v kch thc khc nhau v s c mt ca chng khng n nh, ph thuc vo iu kin ngoi cnh. Nhiu loi ht c vi sinh vt s dng nh cc cht d tr. Chng thng c hnh thnh khi t bo tng hp tha cc cht v c s dng khi thiu thc n. Cc ht hydrat carbon: cc ht ny cha tinh bt hoc glycogen hoc cc cht tng t nm trong t bo cht nh nhng cht d tr. Khi thiu thc n vi khun s ly cc ht ny lm ngun nng lng hoc ngun thc n carbon. Ht volutin: y l cc cht d nhim sc (bt mu khi nhum xanh metylen trong khi t bo cht bt mu xnh). Tr mt s vi khun (nh Corynebacbacterium, Mycobacterium,...) thng xuyn cha cc ht volutin giai on sinh trng cui, cn thng thng vi sinh vt ch cha ht volutin trong iu kin dinh dng bt thng (thiu cht no ). Volutin l mt phc cht, cu to bi polyphosphat, lipoprotein, ARN v Mg+2. Trong s cc ht volutin c th c l git m,

44

xut hin nhiu khi nui cy vi khun trn mi trng cha nhiu ng, glycerin hoc cc hp cht carbon ng ha khc. Git lu hunh: Mt s vi khun u lu hunh, c cha thng xuyn cc git lu hunh trong t bo, do kt qu oxy ha H2S sinh ra. Git lu hunh c dng lm ngun nng lng khi s dng ht H2S ca mi trng xung quanh. H2S + 1/2O2" S + H2O + Q1 2S + 3O2 + H2O " 2H2SO4 + Q2 Tinh th dit cn trng: Trong mt vi vi khun c th cha thm mt tinh th c bit. Vi khun Bacillus thuringiensis hoc B. dendrolimus,... Cc tinh th c bit ny c kh nng git hi mt s cn trng ph hoi ma mng. Hin nay, ngi ta s dng cc vi khun ny trong cng tc bo v thc vt chng li mt s su trong nng nghip. V d sn phm BT tc l vi khun B. thuringiensis c kh nng git su t trn ci bp. Khng bo kh: Cc vi khun quang hp thy sinh khng c tin mao, cha cc khng bo kh trong t bo cht. Chng c bao bc bi mt lp mng protein dy khong 2 nm, khng bo kh ng vai tr iu tit t trng t bo ni ln nhng tng nc thch hp. Thng gp cc chi vi khun nh Halobacterium, Penlodictyon, Rhodopseudomonas, cc chi vi khun lam nh: Anabaena. 2.2.7. Th nhn (nuclear body) Th nhn l mt cu trc ADN kp, xon li khp kn thnh hnh cu, hnh que, hnh qu t hay hnh ch V. Nhn tip xc trc tip vi nguyn sinh cht, lin kt vi protein HU (tng t histon) v gn vo mng t bo. Nhn phn chia n gin bng cch tht li khng c s gin phn bi v nhn vi khun l mt nhim sc th duy nht. T bo vi khun thi k n nh ch c mt nhn nhng trong qu trnh tin phn bo th c t 2 - 4 nhn. Th nhn l nhn nguyn thy cha c mng nhn, c trng cho cc c th thuc gii Monera (hay Prokaryota). Th nhn cn gi l vng nhn, th ging nhn, khi nhum bng thuc th Feulgen hoc Shiff c th quan st thy th nhn c hnh dng bt nh, bt mu tm. Th nhn ca vi khun l mt nhim sc th duy nht cu to bi mt

45

si ADN xon kp, rt di v cun li thnh hnh vng trn. Nhn t bo vi khun khng phn ha thnh khi r rt cn gn vi mng t bo cht. Nh vy, phn ln cc t bo ca cc vi sinh vt c nhn nguyn thy l t bo n bi. NST ca vi khun c chiu di thay i trong khong 0,25-3 m v cha 6,6-13x106cp base nit, s lng h gen ca vi khun thay i ty thuc vo iu kin nui cy. Khi nui cy tnh t bo E. coli cha 1-4 genom (b gen).

Hnh 2.16. Th nhn trong t bo vi khun Escherichia coli Trong NST vi khun ngoi ADN cn c protein v ARN. Phn ln protein cu to nn enzyme ARN-polymeraza. Phn t ADN l nhng chui xon kp, khp vng dnh vi ARN gia u mt ca nhiu bi khc nhau. Ngoi NST, nhiu vi khun cn cha ADN ngoi NST, y cng l nhng si ADN kp, dng vng kn, c kh nng sao chp c lp gi l plasmid.

Hnh 2.17. Plasmid t bo vi khun

46

Th nhn cha ng thng tin di truyn ca vi khun. Thuc nhum Shiff (nhum ADN): Fucsin base 1g ha vo 20ml nc ct si, lc un cho si trong 5 pht. Lm ngui 500C lc, cho thm 20 ml HCl 1N v ngui 200C. Sau thm 1g Metabisulfite Natri (hoc Kali) ct vo ch ti. Sau 24 gi cho vo 2g than hot tnh, lc u, lc ct ch ti 0-40C. Trc khi dng nn lm m, nhit phng. Thuc nhum Shiff khng mu hoc vng sng. lu th c, khng dng c. 2.2.8. Bao nhy (capsula) Mt s loi vi khun bn ngoi thnh t bo cn c cha mt lp bao nhy hay cn gi l lp gip m (v nhy). l mt lp vt cht dng keo, c dy bt nh. V nhy c hai loi, v nhy ln v v nhy nh. V nhy ln c chiu dy ln hn 0,2 m nn thy c di knh hin vi quang hc. Cn v nhy nh c chiu dy di 0,2 m, ch quan st c qua knh hin vi in t.

Hnh 2.18. VK Acetobacter xylinum c bao nhy cu to bi cellulose Mt s vi khun khng c v nhy nhng c bao ph bi mt lp dch nhy khng gii hn xc nh v khng c cu trc r rng. V d: Chi Xanthomonas. Mt s vi khun v l lp cht nhy lin kt yu, lp cht nhy ny c khi c kch thc rt ln so vi kch thc t bo, v d Leuconostoc mesenteroides trong hi sm. Mt s khc lp v nhy c lin kt vng chc, dnh st vo vch t bo, trong trng hp ny, v nhy c gi l gip m, c kch thc mng (Microcapsula) hay dy (Macrocapsula). Trong iu kin t

47

nhin cc t bo k sinh bt buc nht thit xut hin gip m trong c th vt ch. Gip m bo v vi khun khi cc yu t chng vi khun ca c th vt ch. Kh nng bo v vi khun ph thuc ch yu vo thnh phn ha hc ch yu ca gip m v thm thu ca n. Thnh phn ha hc ch yu ca v l polyglycozit (ch yu cu khun) v polypeptit (ch yu Bacillus). Mycobacterium mng ngoi cu to t lipid dng sp. Hn na mng lipid ny ph t bo t ngoi Mycobacterium ovis, M. tuberculosis, M. bovis v nh c thm ht vo vch t bo nh M. avium Cng dng ca v nhy l bo v t bo vi khun v l ni tch ly cht dinh dng ca vi khun. V d ph cu khun Streptococcus pneumoniae khi c v nhy s khng b bch cu thc bo, cn nu mt v nhy s b thc bo mau l. Nhum v nhy l phng php lm tiu bn m bng cch trn vi khun vi mc tu. Mt s vi khun, khi mi trng nui cy cn dn cht dinh dng vi khun tiu th n cht dinh dng c trong v nhy, lm cho v nhy tiu bin dn i. Phn ln thnh phn ha hc ca v nhy l nc (98%) v polysaccarit. Vi khun c v nhy s cho khun lc trn t, lng trn, cn vi khun khng c v nhy hoc dch nhy s to thnh khun lc kh x x. Cn cc lp vi khun c lp dch nhy nht s cho nhng khun lc nhy nht. 2.2.9. Tim mao (Flagella) v nhung mao (pilus hay fimbria) Mt s loi vi khun c kh nng di ng mt cch ch ng nh nhng c quan c bit gi l tim mao (flagella t ting La Tinh c ngha l ci roi) hay cn gi l tim mao (tricha, trichos). Vi khun c th c tim mao hoc khng c tim mao ty tng chi. Tim mao l nhng si nguyn sinh cht rt mnh, rng khong 0,01-0,05 m, cu to t cc si protein bn xon vo nhau. Cc si protein ny khc vi protein mng v c tnh khng nguyn H. Trn b mt thnh t bo cc si protein ny lin kt vi cc protein khc ca vch t bo. Phn li ca tim mao gn cht vi nn vch t bo v

48

mng nguyn sinh cht bi mt ( vi khun Gram dng) hoc hai ( vi khun Gram m) i vng nhn. Nh vng nhn ny xoay, tim mao quay quanh trc ca n v lm cho vi khun di ng. Ngun nng lng ny nh ATP hoc th nng in ha hc trong v ngoi mng. Nhim v chnh ca tim mao l gip cho vi khun di dng mt cch ch ng. Ty theo s lng ca tim mao ngi ta chia vi khun thnh cc loi sau: Khng c tim mao (v mao khun), khng di ng mt cch ch ng c.

-

Tim mao mc nh: mt tim mao mc mt nh (n mao khun). V d: vi khun Xanthomonas campestris. C th l mt chm tim mao mc nh (chm mao khun). V d: Pseudomonas solanacearum. Mi nh c mt chm tim mao. V d: Spirillum volutans. Tim mao mc xung quanh (chu mao khun): V d: Escherichiae,...

Hnh 2.19. Khun mao v nhung mao vi khun Escherichia coli

Cu to ca tim mao Nh knh hin vi in t, chng ta c th quan st c cu to cc tim mao ca vi khun. Tim mao xut pht t lp ngoi nguyn sinh cht, pha bn trong mng nguyn sinh cht.

49

Hnh 2.20. Cc dng tim mao vi khun. (a) n mao, (b) Song mao, (c) Chm mao, (d) Chu mao

Gram (+) Gram (-) Hnh 2.21. Cu trc tim mao vi khun Gc tim mao c hai ht: gc c ng knh 40 nm, k l cc mc tim mao nh vo t bo vi khun, ng knh ca mc ln hn ng knh ca tim mao. Quan st mt s t bo vi khun. V d: nh xon th (Spirillum), tim mao do nhiu si nh xon li vi nhau.

50

Tc v kiu di ng ca vi khun khng ging nhau ty loi v ty v tr ca tim mao. Cc loi vi khun c tim mao mc mt u c tc di chuyn mnh m nht (60 -120 m/giy). Nhn chung cc loi vi khun khc di chuyn chm hn khong 2 - 10 m/giy. Vi khun c tim mao mt u di chuyn theo mt hng r rt, nhng vi khun tim mao chu mao th li di chuyn theo mt kiu quay lung tung. S c mt hay khng v s lng, v tr tim mao l mt yu t nh tn ca vi khun. C nhiu vi khun ging ht nhau v hnh thi nhng khc nhau v kh nng di ng hoc v v tr sp xp ca tim mao. Tuy nhin, iu kin mi trng v thi gian nui cy c th nh hng rt nhiu n kh nng di ng ca cc loi vi khun c tim mao. Nhit cao qu hoc thp qu, pH mi trng, nng mui, nng ng, s c mt ca cht c, cc sn phm trao i cht ca bn thn vi khun, tc ng ca nng lng bc x,... khng nhng nh hng n tc di chuyn m cn lm nh ch hn s di chuyn ca vi khun. i vi vi khun khng c tim mao, trong mi trng lng chng vn c th chuyn ng hn lon do hin tng va chm khng ngng ca cc phn t vt cht trong cht lng (chuyn ng Brown). Ngoi tim mao, mt s vi khun cn c si pili, l nhng si tim mao rt ngn v mnh khong 0,3-1 m, ng knh khong 0,01 m v thng c khong 100-400 si trn mt t bo. Pili khng phi l c quan di ng m l phng tin gip cho vi khun bm c tt trn b mt ca c cht. Pili cn c th tham gia vo qu trnh dinh dng ca vi khun, gip cho b mt t bo hp thu cht dinh dng ln rt nhiu ln. Ngoi ra mt s vi khun c mt s si pili (nhung mao) sinh dc c nhim v tip nhn cc on ADN t bn ngoi vo, trong trng hp c trao i tn hiu di truyn, nht l trong lc hai vi khun tip hp nhau. Nhung mao cn l ch bm cho thc khun th. S lng nhung mao thng thng c hng trm nhng nhung mao sinh dc th ch c 1-5 m thi.

51

2.2.10. Nha bo v s hnh thnh nha bo (spore) Nha bo l mt mt kt cu do s bin i ca t bo sinh dng trong mt giai on no ca qu trnh sinh trng ca vi khun. Mi t bo ch c th to ra mt nha bo. Thng gp nha bo hai chi trc khun Gram dng l Bacillus v Clotridium. Mt s loi trong phy khun (Dessulft-vibrio desulfuricans), cu khun (Sarcina ureae), xon khun (Spirillium volutans) cng c kh nng sinh nha bo. Nha bo ca Bacillus khng vt qu chiu ngang ca t bo vi khun, do khi vi khun mang nha bo vn khng thay i hnh dng. V d: Trc khun gy bnh nhit thn Bacillus anthracis, trc khun sinh cht khng sinh Bacillus subtillis. Nha bo Clostridium chiu ngang ca nha bo thng ln hn chiu ngang ca t bo vi khun, nn khi mang nha bo vi khun b bin i hnh dng nh hnh thoi, hnh vt, hnh di trng. Clostridium l loi vi khun k kh bt buc. Di knh hin vi in t, nha bo c nhiu lp mng bao bc, lp ngoi cng gi l lp mng ngoi ca nha bo. K l lp v ca nha bo gm nhiu lp, c tc dng ngn chn s thm thu ca nc v cc cht ha tan trong nc. Di l lp mng trong v trong cng l lp khi t bo cht c cu to ng nht. Nha bo khng gi nhim v sinh sn nh cc ngnh vi sinh vt khc m ch gi chc nng lu tn m thi. Nha bo c kh nng lu tn tt trong nhng iu kin kh khn ca mi trng sng, nha bo c kh nng sng rt lu. Ngi ta pht hin c nha bo vi khun trong xc sinh vt c i (1000 nm) hoc di y bng h (3000 nm) hoc trong qung m (250 triu nm) n nay vn cn sng. Nhit 1000C, nha bo ca mt s loi ca Bacillus c th chu c t 2,5-20 gi. Nha bo ca vi khun c th chu c 1000C trong 5 ngy lin. Mun tiu dit nha bo ca vi khun phi thanh trng 1210C trong 15-30 pht vi nhit t hoc 165-170 0C trong 2 gi vi nhit kh. Ngoi vic chu c nhit kh cao, nha bo c th chu c kh hn cng nh tc ng ca nhiu loi ha cht, cng nh cc loi tia sng.

52

Trong HgCl2 t bo vi khun cht ngay nhng nha bo sng c n hai gi. Qu trnh hnh thnh nha bo: Cc t bo sinh nha bo khi gp iu kin thiu thc n, hoc c tch ly cc sn phm trao i cht c hi s bt u thc hin qu trnh hnh thnh nha bo. V mt hnh thi hc, c th chia qu trnh hnh thnh nha bo ra lm cc giai on: Hnh thnh nhng bi cht nhim sc. T bo bt u phn ct khng i xng, to ra mt vng nh gi l tin bo t. Tin bo t hnh thnh hai lp mng, tng cao tnh khng bc x. Lp v s khai hnh thnh gia hai lp mng ca bo t sau khi tch ly nhiu PG v tng hp ADP, tch ly canci, tnh chit quang cao. Kt thc vic hnh thnh o nha bo. Kt thc vic hnh thnh v nha bo. Nha bo thnh thc, bt u c tnh khng nhit. Bo nang v ra, bo t thot ra ngoi.

53

Hnh 2.22. Qu trnh hnh thnh nha bo vi khun Nha bo c bao bc bi nhiu lp mng. Ngoi cng l mng ngoi. Di l lp v, v bo t gm nhiu lp, khng thm nc. Di lp v l lp mng trong ca bo t. Trong cng l khi t bo cht c cu to ng nht, thnh phn ha hc ca nha bo: nc chim 40% dng lin kt, nhiu ion Ca+2, acid dipicolinic (acid ny ch c nha bo).

54

Hnh 2.23. Cu trc nha bo vi khun Nha bo vi khun khi chn rt kh bt mu. Nu nhum bng cc phng php nhum thng thng ta khng thy r bo t. quan st c nha bo ta phi dng phng php nhum mu c bit. Trc tin dng acid x l, sau mi nhum mu. Mu ca nha bo khi rt kh ty. Dng cn hay acid ty phn cn li ca t bo ri nhum b sung bng thuc nhum th hai. Nha bo ca vi khun khng cha chc nng ca c quan sinh sn nh bo t ca sinh vt khc. y l hnh thc sng tim sinh ca vi khun. Bo t gip cho vi khun vt qua nhng iu kin bt li ca ngoi cnh. Bo t thng c sinh ra trong iu kin kh khn nh thiu thc n, nhit v pH khng thch hp, mi trng tch ly nhiu sn phm trao i cht c hi,... Tuy nhin, vi khun nhit thn, hnh thnh nha bo trong iu kin c li nht nh: s c mt ca oxy kh quyn, nhit thch hp (v vy cm m xc sc vt cht do bnh nhit thn). Chnh v vy ngi ta coi nha bo l hnh thc t chc li t bo cht nng cao sc sng ca vi khun. Mt s nha bo ng vai tr truyn bnh (nh than, un vn, hoi th sinh hi, ng c thc n,...). Lm v hot nha bo ca mt s vi khun loi ny l nguyn tc ch ra mt s vaccin. S ny mm ca nha bo: Qu trnh chuyn t trng thi ngh sang t bo sinh dng ca vi khun c gi l qu trnh ny mm ca nha bo. Qu trnh ny gm 3 giai on: hot ha, ny mm v sinh trng.

55

3. MT S NHM VI KHUN C BIT 3.1. X khun L nhm vi sinh vt n bo (c giai on a bo), dng si hnh tia phng x, c kch thc v cu trc tng t nh t bo vi khun thng thng, a s sng hiu kh trong t, gram dng. X khun c kt cu t bo dng si-khun ty, c ng knh trong khong 1-1.5 m. Nui cy trn mi trng c c th phn bit c ba loi khun ty: - Khun ty c cht (n su vo trong mi trng lm nhim v hp th cht dinh dng) cn gi l khun ty dinh dng. - Khun ty trn c cht pht trin trn b mt mi trng - Khun ty kh sinh mc l ra khi b mt mi trng. i khi khun ty khng c khun ty c cht hoc khun ty kh sinh. Khun ty c cht hoc kh sinh thng phn ha thnh cc cnh bo t (sinh ra cc bo t theo kiu kt on v ct khc), chng to thnh khun lc x khun.

Hnh 2.24. Khun ty ca x khun

56

Hnh 2.25. Ba dng khun ty ca x khun Khun lc x khun rn chc, b mt x x, c dng nhn. Dng vi, dng nhung t hay dng mng x. Khun lc x khun thng c dng phng x hay dng ng tm ng knh 0.5-10 . Khun lc x khun thng c mu sc rt p: trng, , vng, nu, xanh, hng tm,...y l tiu ch quan trng trong nh tn x khun.

Hnh 2.26. X khun pht trin trn a Petri (a), khun lc x khun (b) X khun phn b rng ri trong t nhin v c vai tr quan trng v nhiu mt: + Tham gia vo qu trnh phn gii mnh cc hp cht hu c k c cc cht phc tp nh celluose, kitin, keratin, pectin, linhin,...trong

57

t bn do lm tng ph ca t v gp phn lm cn bng cc thnh phn vt cht trong t nhin. + Hu ht cc x khun thuc chi Actinomyces c kh nng sinh khng sinh, nhiu khng sinh quan trng hin nay c chit sut t x khun nh: tetraciclin, streptomycin, chloramphenicol (cht ny hin nay th y cm s dng),...mt s khng sinh sn xut t x khun c tc dng dit cn trng hay tuyn trng,... + Mt s x khun c kh nng tng hp mnh cc cht sinh hc nh vitamin nhm B, mt s acid hu c hay cc enzyme nh proteaza, ammylaza, kitinaza,... + Mt s x khun c th gy hi cho cc vi sinh vt trong t do n tit c t phytotoxin. Mt s c kh nng gy bnh cho ngi, gia sc c gi chung l bnh Actinomycose.

Hnh 2.27. Vng i x khun

58

3.2. Mycoplasma v dng L ca vi khun Nm 1898, Nocar v Roux (Php) pht hin thy Mycoplasma trong bnh vim phi-mng phi nn c t tn l P.P.O (Pleuro pneumonia organisme), nhng sau phn lp thy cc dng tng t trong c th d, cu, ch,,... nn gi chung l nhm P.P.L.O (Pleuro pneumonia like organisme nhm vi sinh vt ging loi gy nn bnh vim mng phi-phi). Hnh thi: do cha c v t bo nn c hnh thi d bin i nh hnh ht nh ring l hay kt thnh i hnh chui ngn, hnh ovan, hnh vng khuyn, hnh si hay hnh sao. Kch thc nh b 0.1 m nh hn vi khun hng chc ln. Nhiu Mycoplasma ch cha khong 1.200 i phn t protein. Cu to t bo cha hon chnh, cha c v t bo ch c mng nguyn sinh cht. Trong t bo c cha cc ht ribosom v si nhn (th nhn-nucleoid). Mt s c im chnh ca Mycoplasma Sinh sn khng theo phng php phn ct do khng c mezosome m bng cch tng t nh ny chi hoc phn ct cc u si thnh cc th hnh cu mi. Kh bt mu thuc nhum thng thng, phi dng thuc nhum Gemsa l nhm Gram m.

-

Sng hiu kh hoc ym kh tu tin, thch hp nhit 370C v pH 7-8. Pht trin tt mi trng phi g, c th pht trin trn mi trng nhn to cha hemoglobin, huyt thanh hay xistein. Mycoplasma b tiu dit nhit 45-550C trong 15 pht. Chng rt mn cm vi s kh cn, tia t ngoi v nhng cht st trng nhng li khng mn cm vi Sunfonamit v penicillin, khng sinh c ch Mycoplasma nh Clotetracillin, Streptomycin v oxitetracillin. Mycoplasma phn b rng trong t nhin, nhiu loi c th gy bnh cho ngi v gia sc. Gn y cn thy Mycoplasma gy bnh cho cy trng nh Spiroplasma citri gy bnh ho vng cam, chanh. Cc c th t mt khun lc c hnh thi rt khc nhau. Dng L ca vi khun hnh thnh khi t bo b mt vch c nh bn ngoi do t bin trong phng th nghim.

59

3.3. Rickettsia Rickettsia l nhm vi sinh vt nh b (kch thc nh hn vi khun, ln hn virus), c nhiu hnh thi, sng k sinh bt buc, c nh khoa hc M H.T. Rickettsia pht hin thy nm 1909 trong mu ngi mc bnh st pht ban. Hnh thi: hnh que ngn, hnh cu, hnh que di hay hnh si, kch thc 0.3-5 m. Cu to: Rickettsia c thnh t bo, mng nguyn sinh cht, t bo cht v th trung tm hnh si (th nhn). Thnh phn ho hc ca t bo 30% protein, lipid trung tnh, photpholipid v hydrat carbon, acid nucleic (ADN v ARN ) v mt s enzyme nn c th thc hin mt s qu trnh ng phn nhng do khng men cn thit thc hin qu trnh sinh tng hp protein v ng phn nn Rickettsia phi k sinh bt buc. Mt s c im c bn ca Rickettsia K sinh tuyt i, pht trin tt trn mi trng phi g, chut lang, nhau thai, th. T bo khng di ng.

-

Kh bt mu thuc nhum, phi dng phng php nhum c bit nh Giemsa,...Rickettsia bt mu Gram m. Sinh sn bng phng php phn ct ging nh vi khun khng yu vi nhit cao, 800C cht sau 1 pht, mn cm vi s kh hn v cc cht st trng.

-

Gy bnh st pht ban Rickettsia prowazekii v st hi quy Coxiella burnetii. Trn y l nhng hnh dng vi khun thng gp, ngoi ra trong t nhin cn gp cc hnh dng vi khun nh: hnh khi vung, khi tam gic, khi hnh sao. Chi Beggiatoa saprospira c t bo ni di thnh hnh si. Chi Caryophanon c t bo hnh a xp chng ln nhau nh mt xu cc ng xu.

60

4. S SINH SN VI KHUN 4.1. Sinh sn v tnh Hnh thc sinh sn ch yu ca vi khun l sinh sn bng phng thc nhn i. u tin cc DNA c nhn ln, khong gia t bo hnh thnh mezosom (DNA c ng ti y), sau hnh thnh vch ngn t bo v DNA c phn i, tch khi mezosom i v hai t bo con Khi phn ct t bo thng chia lm hai phn bng nhau, ch trong mt s rt t trng hp t bo mi chia lm hai phn khng bng nhau lc ny c gi l: d hnh. Kiu phn ct d hnh thng ch thy trong mi trng c cn thc n. Cch phn ct ca t bo vi khun ph thuc vo tng loi: - Vi trc khun v xon khun, vch ngn hnh thnh theo b ngang ca t bo. Rt t trng hp vch ngn c th hnh thnh theo chiu dc ca t bo. - Vi cu khun, vch ngn c th hnh thnh theo mt hoc hai, ba mt phng. Ty theo v tr ca vch ngn m cc dng khc nhau ca vi khun hnh thnh a s cc vi khun sau khi phn chia cc t bo con tch khi nhau, mt s vi khun t bo con khng tch ra m xp li thnh chui di ngn khc nhau. Qu trnh sinh sn ny xy ra rt nhanh. Bng phng thc ny, t bo vi khun c nhn ln theo cp s nhn. Ty tng loi vi khun, c khong 10 n 30 pht li cho ra mt th h. 4.2. Sinh sn hu tnh Vi sinh sn hu tnh, ngi ta mi ch pht hin ra hnh thc tip hp gia hai t bo. Hai t bo tip xc sau c s trao i nhn di truyn hp thnh hp t mt phn ri tip tc sinh trng theo dng phn bo.

61

Hnh 2.28. S biu din qu trnh phn chia t bo vi khun

62

--------------------------------------------------------------------------------------Tm tt: Vi sinh vt nhn nguyn thy bao gm: vi khun, x khun, vi khun lam, Ricketxi l nhng i tng vi sinh vt c cu to t bo vi nhn nguyn thy, sinh sn ch yu theo kiu phn i, mt s bng bo t, a dng v hnh thi. Vi sinh vt nhn nguyn thy c s lng chng loi phong ph, phn b khp mi ni, tham gia tch cc vo qu trnh chuyn ha vt cht trong t nhin. Mt s loi gy bnh ngi, ng vt, cy trng. Nhiu loi c ch c ng dng vo cc qu trnh sn xut thc phm, dc phm, x l mi trng. Cu hi n tp: 1. Trnh by phng php lm tiu bn (soi ti, nhum mu) soi knh hin vi. 2. K tn mt s loi mi trng nui cy vi sinh vt v tc dng ca chng. 3. Cc dng hnh thi chnh ca vi khun. 4. Cu trc c bn ca t bo vi khun.

63

CHNG III VI SINH NHN THT1. NM MEN 1.1. Hnh thi, cu to nm men Thut ng Nm men (yeast, levure) ch l tn chung ch nhm vi nm thng c cu to n bo v thng sinh si ny n bng phng php ny chi (budding). Nm men khng thuc v mt taxon phn loi no nht nh, chng c th thuc ngnh Nm ti (Ascomycota) hoc ngnh Nm m (Basidiomycota). Nm men c kch thc ln, cu to hon chnh, khng di ng. Chng phn b rng ri trong t nhin, nht l trong t, c th ni t l mi trng t nhin d ging nm men c bit l trn b mt ca nhiu loi l cy, lng thc, thc phm khc. Nm men c kh nng sinh sn nhanh chng, sinh khi ca chng giu protein, lipid, vitamin. Nm men c kh nng ln men cc loi ng to thnh ru trong iu kin ym kh, trong iu kin hiu kh th chng to thnh sinh khi t bo, v vy nm men c ng dng rng ri trong cng nghip thc phm sn xut ri bia, nc gii kht, men bnh m protein sinh khi,... Tuy nhin cng c nhng loi nm men c hi cho sn xut, lm nhim cc qu trnh cng ngh v gy h hng sn phm. 1.1.1. Hnh thi, kch thc nm men Hnh thi ca nm men thay i ph thuc ty loi nm men, iu kin nui cy, tui ca ng ging, do nm men c hnh thi rt ra dng: hnh trng hay hnh bu dc (Saccharomyces), hnh bu dc, hnh trn, hnh ng di, hnh qu da chut, qu chanh, hnh bnh hnh, hnh tam gic v mt s hnh dng c bit khc. Mt s loi nm men c t bo hnh di ni tip nhau thnh nhng dng si gi l khun ty th (Mycelium) hoc khun ty th gi (Pseudomycelium).

64

Kch thc t bo nm men thay i rt nhiu, ph thuc ging, loi. Ni chung kch thc ca nm men ln hn kch thc ca t bo vi khun, trung bnh khong 3-5 x 5-10 m. Mun quan st v o kch thc nm men ngi ta thng nhum mu tiu bn bng dung dch lugol, hoc cc thuc nhum thng thng (fuchsine, xanh metylen) ri dng thc o vt knh m quan st. Phn bit hnh thi nm men v nm mc im phn bit C th Nm men Nm mc

n bo, thay i ty C th phn nhnh gi a loi nm bo, gi a nhn Trng, bu dc, trn ng di, qu da chut, Dng si phn nhnh, sinh hnh bnh hnh, tam gic trng nh to thnh mt v mt s hnh c bit m chng cht cc si. khc. Si nm phn nhnh, pht sinh t bo t. 1-Si nm hnh l xo, xon c, qun Ch mt s loi c queo xon trn li. 2- Hnh khun ty hnh di ni t qun cht nhau thnh mt tip nhau. khi.3-Hnh vt, mt u to v cong.3- Hnh sng hu. 4- Hnh lc, l da. 1.1.2. Cu to t bo nm men

Hnh dng

Khun ty

T bo nm men c cu to gn ging t bo vi khun, tuy c cu to n bo nhng nhng cng mang y tnh cht ca mt c th sng, chng c cu to t mng, nguyn sinh cht v nhn gm cc phn sau:

65

Hnh 3.1. Cu trc tng qut t bo nm men a. Thnh t bo Thnh t bo nm men dy 25nm (chim 25% trng lng kh ca t bo). Thnh t bo c cu trc nhiu lp nh v vi khun nhng thnh phn ha hc ch yu l glucan (cu to bi cc gc D-glucoza) v mannan (D-manoza). T l Glucan v manan chim 90% trng lng v trong mannan cao thp hoc khng c. Thnh phn khc c protein 6-7%, hexozamin v phn cn li l lipid, poliphotphat, cc cht cha kitin.

Hnh 3.2. Cu trc vch t bo nm men

66

b. Mng t bo Tng t nh mng nguyn sinh cht t bo vi khun v thnh phn cu to v chc nng tc dng. Ngoi ra mng t bo nm men cn hot ha ty th.

Hnh 3.3. Cu trc mng t bo nm men c. Nguyn sinh cht Thnh phn ha hc, cu trc nguyn sinh cht tng t nh vi khun nhng s khc nhau ch yu l l s tn ti vi loi c quan con khc. Nguyn sinh cht ca nm men gm c cc c quan con sau: * Ty th (Mitochondria) Khc vi t bo vi khun nm men c ty th. y l nhng th hnh cu, hnh que, hnh si nhng hnh dng v s lng c th thay i khc nhau ph thuc vo iu kin nui cy v trng thi sinh l t bo. L nhng th hnh cu, hnh que, hnh si, kch thc 0,2-0,5 x 0,41 m lun lun di ng v tip xc vi cc cu trc khc ca t bo. Hnh dng v s lng ty th thay i ph thuc vo iu kin nui cy v trng thi sinh l t bo. Cu to ty th gm hai lp mng: Lp mng trong c hnh ln sng hay hnh rng lc tng din tip xc vi c cht, trong c cha dch. Gia hai lp c cc ht nh bm trn mng l nhng ht c bn. Bn trong ty th l cht dch hu c.

67

Hnh 3.4. Cu trc ty th t bo nm men Chc nng ca ty th: n c coi nh l trm nng lng ca t bo nm men. + Tham gia vo vic thc hin cc phn ng oxy ha gii phng nng lng ra khi c cht, lm cho nng lng c tch ly di dng ATP. + Gii phng nng lng khi ATP v chuyn nng lng thnh dng nng lng c ch cho hot ng sng ca t bo. + Tham gia vo vic tng hp mt s hp cht protein, lipid, hydratcacbon, nhng hp cht ny tham gia vo cu to mng t bo. Ngoi ra ty th cn cha nhiu loi men khc nhau nh: oxidase, cytocromoxidase, peroxidase, phosphatase,... * Ribosome: s lng ribosome thng thay i ty thuc tng loi, tng giai on pht trin v tng iu kin nui cy. Khc vi vi khun nm men c hai loi ribosome trong nguyn sinh cht ca nm men: Loi 70S (30S v 40S) tn ti ch yu trong ty th, loi 80S tn ti ch yu trong mng li ni cht v mt s t tn ti trng thi t do. Loi 80S c hot tnh tng hp protein mnh hn. * Khng bo: mi t bo nm men c mt khng bo kh ln v nhiu khng bo nh c tc dng iu ha p sut thm thu, tham gia

68

vo qu trnh trao i cht t bo v n cha nhiu hp cht hu c trng thi trung gian, n c coi nh nhng phn d tr quan trng ca t bo, n tham gia vo cc qu trnh iu ha cc qu trnh sinh trng v pht trin ca t bo nm. Ht d tr: ht lipid, ht glycogen v mt t ht tinh bt khc. * Li ni cht Mng ni cht c pht hin vo nm 1945 di knh hin vi i pha. Knh hin vi in t cho thy mng ni cht ni lin vi mng ngoi ca nhn mt s v tr. Mng ni cht ging nh mt h thng ng v ti, trn hay dp, thng thng vi nhau v c mng bao quanh. Khong gia hai mng ca ti, ng c gi l khoang. hu ht t bo, mt ngoi ca mng ni cht c cc ribosom gn vo, khi n c gi l mng ni cht nhm, ni khng c cc ribosom c gi l mng ni cht trn (Hnh 3.8 A v B).

A

B

Hnh 3.5. Mng li ni cht. (A) Li ni cht nhm, (B) Li ni cht trn Vng ngoi vi ca mng nhn lin tc vi khoang ca mng ni cht. Do , nhng knh trn mng ni cht c th l con ng vn chuyn vt cht gia nhn v nhng phn khc ca t bo cht, to ra mt h thng thng tin gia nhn l trung tm iu khin v phn cn li ca t bo. Hu ht protein lin kt vi mng hay c vn chuyn bi mng ni cht c tng hp bi ribosomca mng ni cht nhm. Protein tng hp t cc ribosom t do trong t bo cht s thc hin chc nng trong dch t bo cht.

69

Nhim v ca mng ni cht khng n thun l ng vn chuyn bn trong t bo. Mng ca mng ni cht l ni cha cc protein v cc protein ny c c hai chc nng, va l thnh phn cu trc va l enzim xc tc cc phn ng ha hc. Hin nay, c nhiu bng chng cho thy rng t nht l mt s protein cu to mng ni cht hot ng nh enzim; mt s ca nhng enzim ny c gn thm mt ng a ngn, gip a protein n ng ni nhn trong t bo. Mng ni cht cn c nhim v nh mt xng ch to, cc enzim ca chng xc tc s tng hp cc phospholipid v cholesterol c dng to ra mng mi hay cc protein mng c tng hp bi riboxom trn mng ni cht l thnh phn ca mng lipid mi. * B Golgi

Hnh 3.6. Cu trc b Golgi B Golgi (do Camillo Golgi, ngi u tin m t vo nm 1898) gm mt h thng ti dp c mng bao v xp gn nh song song nhau. Mt pha gn nhn c gi l mt cis, pha i din l mt trans. Cc ti chuyn ch cha bn trong lipid v protein mi c tng hp, c tch ra t mng ca mng ni cht ha vo cc ti dp ca b Golgi mt cis. Cc cht ny vo trong b Golgi c bin i, sp xp li v sau cc ti mi c tch ra t mt trans. Cc ti ny vn chuyn cc phn t n cc bo quan khc v mng sinh cht, i khi cc ti c chuyn n glycocalyx.

70

Cc ti c tch ra t b Golgi c vai tr quan trng lm tng b mt ca mng t bo. Khi ti c chuyn n b mt ca mng sinh cht, chng s c gn vo mng ny, sau v ra v phng thch ni dung ra bn ngoi t bo trong qu trnh ngoi xut bo, mt phn hay tt c mng ca ti c ha vo mng sinh cht hay tr v b Golgi. * Lysosome Lysosome l nhng khi hnh cu ng knh t 0,2 - 0,4m, c khi ln n 1 - 2m. Lysosome c bao bi mt mng lipoproteide. Lysosome cha nhng enzyme thu phn c vai tr tiu ha ni bo.

Hnh 3.7. Hot ng ca lysosome trong t bo

71

d. Nhn t bo Nhn ca t bo nm men l nhn tht, nhn c s phn ha, c kt cu hon chnh v n nh, c mng nhn. Nhn c hnh trn hay hnh bu dc, bt u c nhng biu hin ca t bo tin ha, l phn chia theo hnh thc gin phn. Mng nhn, gm hai lp c nhiu l thng ( t bo nm men gi, trn mi t bo c khong 200 l chim 68 % din tch mng), trong c cht nhn, hch nhn v cc nhim sc th (Chromosome). Nh vy t bo nm men thuc sinh vt cao ng. Thnh phn ha hc quan trng nht ca nhn l nucleoprotein v cc enzyme. Nhn c vai tr ch yu l mang h thng thng tin di truyn cha trong ADN, iu khin vic tng hp cc protein ca mi loi, iu khin vic tng hp cc enzyme iu khin hot ng ca enzyme v nhiu hot ng sng khc ca t bo. Mun quan st nhn t bo nm men ngi ta thng x l tiu bn bng dung dch picrophocmol, dung dch FeNH4(SO4) 3% v dung dch hematoxilin 10% khi nguyn sinh cht s nhum mu tro cn nhn nhum thnh mu en

Hnh 3.8. Cu trc nhn v l nhn t bo nm men

72

e. Plasmid C mt loi plasmid c pht hin nm 1976 nm men Saccharomyces cerevisiae c gi l ''2 m plasmid '' c vai tr qua trng trong thao tc chuyn gen ca k thut di truyn. Loi plasmid ny l mt ADN vng cha 6300 i base. Trong mt s t bo nm men cn c cc vi th. l cc th hnh cu hay hnh trng, ng knh 3 m, chng ph mt lp mng dy khong 7nm. V thng c vai tr nht nh trong qu trnh oxy ha metanol. 1.2. Sinh sn ca nm men 1.2.1. Sinh sn v tnh a. Sinh sn bng phng php ny chi Khc vi cc loi nm khc, ny chi l phng php sinh sn ph bin nht nm men. Khi t bo nm men trng thnh bt u ny ra mt chi nh, chi ln dn ln, mt phn nhn t bo m c chuyn sang chi sau tch hn ra thnh nhn mi. n mt lc no t bo mi sinh ra s to vch ngn cch hn vi t bo m. Trn mi t bo m c th sinh ra mt vi chi nh nhng v tr khc nhau. T bo con sau khi to thnh s tch khi t bo m hoc dnh trn t bo m v tip tc ny sinh cc chi mi. Nhiu th h nm men c th dnh vi nhau to thnh mt m phn nhnh nh xng rng. Mun quan st qu trnh ny chi ca t bo nm men, ngi ta dng phng php ''git treo'', dng phin knh c hc lm v l knh mang 1 git dch nui cy nm men. iu kin thun li nm men sinh si ny n nhanh, quan st di knh hin vi thy, hu ht t bo nm men u c chi. Khi mt chi xut hin, cc enzyme thy phn s lm phn gii phn polysaccharid ca thnh t bo lm cho chi chui ra khi t bo, vt cht mi c tng hp s c huy ng n chi v lm chi phnh to dn ln, khi s xut hin mt vch ngn gia chi v t bo m, thnh phn ca vch ngn cng ging nh thnh t bo. Khi t bo chi tch khi t bo m, ch tch ra cn gi li mt so ca chi, trn t bo m mang mt vt so, cc vt so ny c th thy r khi nhum mu calcafluor hoc primulin ri quan st di knh hin vi hunh quang.

73

Hnh 3.9. Sinh sn theo phng thc ny chi nm men

Hnh 3.10. Ny chi nm men b, Sinh sn bng phng php phn ct

74

Ngoi ny chi, mt s nm men cn sinh sn v tnh bng cch phn ct nh vch ngn ngang ging nh vi khun, t bo di ra sau sinh ra nhng vch ngn c bit v phn ct thnh nhiu t bo.

Hnh 3.11. Sinh sn theo phng thc phn ct nm men

Hnh 3.12. Phn i nm men c. Sinh sn bng bo t n tnh Bo t c hnh thnh t mt t bo ring r khng thng qua tip hp. S hnh thnh bo t loi ny c nt ging s hnh thnh ni

75

bo t ca mt s vi khun c sinh bo t nhng khc ch, trong ti nm hnh thnh nhiu bo t hn. + Bo t t: chi Geotrichum + Bo t bn: chi Sporobolomyces, Sporidiobolus, Bullera. Loi bo t ny c hnh thn c sinh ra trn mt cung nh mc cc t bo dinh dng hnh trng. Sau khi bo t chn nh mt c ch c bit bo t s c bn ra pha i din. Khi cy nm men trn thch nghing theo mt ng cy ziczc, t hm sau s thy trn thnh ng nghim pha i din vi thch nghing c mt ng ziczc khc do bo t bn ra. +Bo t o hay bo t mng dy: thng c sinh ra t cc khun ty gi nm Candida albicans 1.2.2. Sinh sn hu tnh: Sinh sn bng bo t ti Bo t ti c sinh ra trong cc ti. Hai t bo khc gii (mang du + v -) ng gn nhau s mc ra hai mu li. Chng tin li vi nhau v tip ni vi nhau. Ch tip ni s to ra mt l thng v qua cht nguyn sinh c th i qua phi cht, nhn cng i qua tin hnh phi nhn, sau nhn phn ct thnh 2, 4, 8. Mi nhn c bc bi cht nguyn sinh ri to thnh mng dy chung quanh v hnh thnh cc bo t ti. T bo dinh dng bin thnh ti. Ti c th c hnh thnh theo 3 phng thc: * Tip hp ng giao: do hai t bo nm men c hnh thi, kch thc ging nhau tip hp vi nhau m to thnh. V d: Schizosaccharomyces, Debaryomyces. * Tip hp d giao: hai t bo nm men c hnh thi, kch thc khng ging nhau tip hp vi nhau m thnh. V d: Nadsonia. Bo t ti sau khi ra khi ti gp iu kin thun li s pht trin thnh cc t bo nm men mi. Chu trnh pht trin ca mt s loi nm men in hnh: - Schizosaccharomyces octospous: t bo sinh dng n bi phn ct nh vch ngn ngang (A). Hai t bo dinh dng tip xc vi nhau v hnh thnh ng tip hp (B). Nhn 2 t bo hp li vi nhau thnh nhn lng bi phn ct 3 ln, ln th nht l phn ct gim nhim (D). Tm t bo n bi c sinh ra (e). Ti v v gii phng

76

bo t ti ra ngoi (F). Mi bo t ti li pht trin thnh t bo dinh dng.

Hnh 3.13. Sinh sn bng bo t ti nm men Schizosaccharomyces octosous - Schacchomycodes ludwigii: tng cp bo t n bi kt hp vi nhau ngay trong ti. Xy ra phi hp t bo cht (cht giao, nhn giao) (b) t bo lng bi sinh ra s sinh ra ny mm v chui qua mng ti (c). T bo dinh dng lng bi tip tc sinh si ny n theo li ny chi (d). Nhn trong t bo dinh dng phn chia gim nhim t bo bin thnh ti cha 4 bo t ti (e).

Hnh 3.14. Sinh sn bng bo t ti nm men Schacchomycodes luwigii

77

- Sacharomyces cervisiae: t bo dinh dng n bi sinh si ny n theo li ny chi (a). Hai t bo kt hp vi nhau (b), xy ra qu trnh cht giao (c), nhn giao (d) to ra cc t bo dinh dng lng bi. T bo dinh dng lng bi ny chi sinh ra nhng t bo lng bi khc (e). T bo dinh dng lng bi bin thnh ti, phn ct gim nhim sinh ra 4 bo t ti (f). Bo t ti bin thnh t bo dinh dng (g) theo li ny chi.

Hnh 3.15. Sinh sn bng bo t ti nm men Saccharomyces cerevisiae 1.3. Vai tr ca nm men Nm men phn b rng ri trong t nhin, nht l trong mi trng cha ng, pH thp (t, nc, khng kh, lng thc, thc phm, hoa qu,...), nhiu loi nm men c kh nng ln men ru v vy t lu ngi ta bit s dng nm men nu ru, bia, sn xut cn, glicerin,... Nm men sinh sn nhanh, sinh khi ca chng giu protein, vitamine v vy cn c s dng trong cng nghip sn xut thc n b sung cho ngi v gia sc. Nm men c s dng lm bt n bnh m, gy hng nc chm, mt s dc phm v gn y cn c s dng sn xut lipid. Bn cnh nhng nm men c ch cng c nhng loi nm men gy bnh cho ngi v gia sc, lm hng lng thc, thc phm,...

78

1.4. Phn loi nm men Theo hiu bit hin nay (I. Lodder, 1971, Macmilan, 1973) th nm men bao gm 349 loi nm khc nhau. Chng thuc 39 ging nm, cn c vo kh nng sinh bo t m c th chia thnh 4 nhm chnh sau y: - Nhm nm men c bo t ti (ascospurus): gm 22 ging khc nhau, thuc lp nm ti. - Nhm gn gi vi nm m gm 4 ging. Chng c chu trnh tng t vi cc nm thuc b Ustilaginales ca lp nm m. - Nhm nm men c bo t bn: gm c 3 ging thuc h Sporoliomycetaceae. - Nhm nm men khng sinh bo t: Mt s ging sinh ni bo t v tnh gm 12 ging thuc v lp nm bt ton. 2. NM MC (NM SI) 2.1. Hnh thi nm mc Nm mc (nm si) l nhm vi sinh vt c kt cu dng si phn nhnh. T bo cu to hon chnh, kch thc ln, c th l n bo a nhn hoc a bo n nhn. Si nm (hypha) c dng hnh ng phn nhnh bn trong cha cht nguyn sinh c th lu ng. V chiu di chng c s sinh trng v hn nhng v ng knh th thng ch thay i trong phm vi 130m (thng thng l 5-10 m).

Hnh 3.16. H khun ty ca nm mc

79

u si nm c hnh vin tr, phn u gi l vng ko di (extension zone). Lc si nm sinh trng mnh m y l vng thnh t bo pht trin nhanh chng, vng ny c th di n 30 m. Di phn ny thnh t bo dy ln v khng sinh trng thm c na. Mng nguyn sinh cht thng bm st vo thnh t bo. Trn mng nguyn sinh cht c mt s phn c k cu gp np hay xon li, gi l bin th mng (plasmalemmasome) hay bin th (lomasome). Nhiu khi chng c tc dng tit xut cc cht no . Vng C Vng B Vng A

Hnh 3.17. Cu trc ngn si nm. Vng A: vng chp nn, Vng B: vng tng trng, Vng C: vng trng thnh Phn ngn c th tch vi phn bn di bng mt khng bo, lc u nh nhng v sau kt hp li vi nhau ln dn, to nn p lc dn t bo cht v pha nh ngn si nm. Ti phn gi nht ca si nm thng xy ra hin tng t tan (autolysis) hoc b tan r di tc dng ca cc men phn ct (lytic enzyme) do cc vi sinh vt khc sinh ra. Cng c nhng phn si nm gi phn lipid tch t nhiu v kt hp vi thnh t bo to nn mt mng dy, to thnh nhng bo t o (chlamydospore). Loi bo t ny c th gip si nm tn ti c qua nhng iu kin mi trng khc nghit. Trng hp ny rt ging vi cc bo t ni sinh (endospore). Si nm khng ngng phn nhnh v v vy khi mt bo t ny mm trn mt mi trng c s pht trin thnh mt h si nm (mycelium, s nhiu- mycelia), sau 3-5 ngy c th to thnh mt m nhn thy c gi l khun lc (colony). Vo giai on cui ca s pht trin khun lc s xy ra s kt mng (anastomosis) gia cc khun

80

ty vi nhau, lm cho c khun lc l mt h thng lin thng mt thit vi nhau, thun tin cho vic vn chuyn cht dinh dng n ton b h si nm. Hin tng kt mng thng gp nm bc cao nhng li t gp cc si nm dinh dng ca nm bc thp. Hnh thi, kch thc mu sc, b mt ca khun lcc ngha trong vic nh tn nm.

Hnh 3.18. Khun lc ca nm mc pht trin trn a Petri

Phn ln si nm c dng trong sut, mt s nm si nm mang sc t to nn mu ti hay mu sc s. Sc t ca mt s nm cn tit ra ngoi mi trng v lm i mu khu vc c nm pht trin. Mt s nm cn tit ra cc cht hu c to nn cc tinh th trn b mt khun lc. V bo t ca nm thng cng c mu nn c khun lc thng c mu 2.2. Cu to ca nm mc Nm mc c cu thnh bi hai b phn: si nm (khun ty) v bo t. 2.2.1. Khun ty L cc si nm mc ra t bo t, phn nhnh sinh trng to ra mt mng si nm chng cht gi l khun ty th. Kch thc chiu ngang 3-10 v chng c cc hnh thi khc nhau ty theo loi mc, in hnh l: hnh lo xo hay hnh xon c, hnh ci vt mt u to v

81

cong, hnh t qun cht vo nhau thnh khi cht, hnh sng hu, hnh rng lc hay hnh l da. Cn c vo v tr chc nng ca khun ty c th phn 3 loi: * Khun ty c cht: pht trin su vo mi trng lm nhim v hp thu dinh dng nn cn gi l khun ty dinh dng tn ti hai dng l: -Th m (stroma): ging nh mt ci m gh, cu to bi nhiu khun ty bn cht vi nhau. -Hch nm (Sklerotium): c hnh hi trn khng u bn trong l t chc si xp. * Khun ty kh sinh Si nm mc l trn mt mi trng t bn trong hoc bn trn th m hay hch nm. * Khun ty sinh sn Si khun ty ca nm si c th l khun ty a bo (c vch ngn) gp cc nhm nm nh: Aspergillus, Penicillium hoc khun ty cng bo (khng vch ngn hoc vch ngn khng hon ton) gp cc nhm nm nh: Rhyzopus, Mucor

Hnh 3.19. Hai loi khun ty ca nm mcKhun ty a bo

Khun ty cng bo

82

T bo ca nm si c cu to tng t nh cu to ca t bo nm men. Thnh t bo (cell wall) ca nm c thnh phn ha hc khc nhau. y l mt tiu ch quan trng khi nh loi nm. sau y l cc thnh phn chnh ca thnh t bo mt s nm: Chi nm: Thnh phn thnh t bo: Glucan Cellulose Chitine Chitosan Mannan Protein Lipid Ch thch: 16 58 10 54 36 0 10 1 codon tng ng nn cng c > 1 ARN tng ng. Do s thoi ha m ny m khng phi mi t bin u c biu hin phenotype. Vi nhiu b ba, s thay i base th ba khng gy hu qu g (t bin yn lng hay t bin nguyn ngha). Ngay s thay i base th nht hay th hai cng vy. Mc d cc cu trc bc cao ca mt phn t protein c quy nh t cu trc bc mt nhng tng acid amine ring r cng c ngha khc nhau i vi cu trc ca protein. V d t bin AUC (izolxin) " GUC (valin) dn n