-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
1
PHN I I CNG V VI SINH VT HC MI TRNG
CHNG I HNH THI, CU TO V CC
C TNH C BN CA VI SINH VT 1.1. C IM CHUNG CA VI SINH VT Vi sinh
vt l mt th gii sinh vt v cng nh b m ta khng th quan st thy bng mt
thng. N phn b khp mi ni, trong t, trong nc, trong khng kh, trong
thc phm ... N c mt di nhng su tm ti ca i dng. Bo t ca n tung bay
trn nhng tng cao ca bu kh quyn, chu du theo nhng m my. N sng c trn
knh, trn da, trn giy, trn nhng thit bbng kim loi ...
Vi sinh vt ng vai tr v cng quan trng trong thin nhin cng nh
trong cuc sng ca con ngi. N bin m thnh t trng, n lm giu cht hu
ctrong t, n tham gia vo tt c cc vng tun hon vt cht trong t nhin. N
l cc khu quan trng trong chui thc n ca cc h sinh thi. N ng vai tr
quyt nh trong qu trnh t lm sch cc mi trng t nhin.
T xa xa, con ngi bit s dng vi sinh vt trong i sng hng ngy. Cc qu
trnh lm ru, lm dm, lm tng, mui chua thc phm ... u ng dng c tnh sinh
hc ca cc nhm vi sinh vt. Khi khoa hc pht trin, bit r vai tr ca vi
sinh vt, th vic ng dng n trong sn xut v i sng ngy cng rng ri v c
hiu qu ln. V d nh vic ch vacxin phng bnh, sn xut cht khng sinh v cc
dc phm quan trng khc ... c bit trong bo v mi trng, ngi ta s dng vi
sinh vt lm sch mi trng, x l cc cht thi c hi. S dng vi sinh vt trong
vic ch to phn bn sinh hc, thuc bo v thc vt khng gy c hi cho mi
trng, bo v mi cn bng sinh thi.
Trong thin nhin ngoi nhng nhm vi sinh vt c ch nh trn, cn c nhng
nhm vi sinh vt gy hi. V d nh cc nhm vi sinh vt gy bnh cho ngi, ng
vt v thc vt, cc nhm vi sinh vt gy nhim thc phm, nhim cc ngun nc, t
v khng kh ... Nu nm vng c s sinh hc ca tt c cc qu trnh c li hay c
hi trn, ta s a ra c nhng bin php khoa hc pht
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
2
huy nhng mt c li v hn ch nhng mt gy hi ca vi sinh vt, c bit l
trong bo v mi trng.
Vi sinh vt (microorganisms) l tn gi chung ch tt c cc sinh vt c
hnh th b nh, mun thy r c ngi ta phi s dng ti knh hin vi.
Virut (Virus) l nhm vi sinh vt c bit, chng nh b ti mc ch c
thquan st c qua knh hin vi in t (eletron microscope). Virut cha c c
cu trc t bo. Cc vi sinh vt khc thng l n bo hoc a bo nhng c cu trc n
gin v cha phn ho thnh cc c quan sinh dng (vegetative organs). Vi
sinh vt khng phi l mt nhm ring bit trong sinh gii. Chng thm ch thuc
v nhiu gii (kingdom) sinh vt khc nhau. Gia cc nhm c th khng c quan
h mt thit vi nhau. Chng c chung nhng c im sau y:
1. Kch thc nh b Mt con ngi kh thy c r nhng vt nh hn 1mm. Vy m vi
sinh vt thng c o bng micromet (m, micrometre), virut thng c o bng
nanomet (nm, nanometre). 1 m = 10-3 mm; 1 nm = 10-6 mm, 1A
(angstrom) = 10-7 mm. V vi sinh vt c kch thc nh b cho nn din tch b
mt ca mt tp on vi sinh vt ht sc ln. Chng hn s lng cu khun chim th
tch 1 cm3 c din tch b mt l 6m2. 2. Hp thu nhiu, chuyn ho nhanh Vi
sinh vt tuy nh b cht trong sinh gii nhng nng lc hp thu v chuyn ho
ca chng c th vt xa cc sinh vt bc cao. Chng hn vi khun lactic
(Lactobacillus) trong 1 gi c th phn gii mt lng ng lactoz nng hn
1000 - 10000 ln khi lng ca chng. Nu tnh s l O2 m mi mg cht kh ca c
th sinh vt tiu hao trong 1 gi (biu th l - QO2) th m l hoc m r thc
vt l 0,5 - 4, t chc gan v thn ng vt l 10 - 20, cn nm men ru
(Sacharomyces cerevisiae) l 110, vi khun thuc chi Pseudomonas l
1200, vi khun thuc chi Azotobacter l 2000. Nng lc chuyn ho sinh ho
mnh m ca vi sinh vt dn n nhng tc dng ht sc ln lao ca chng trong
thin nhin cng nh trong hot ng sng ca con ngi.
3. Sinh trng nhanh, pht trin mnh
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
3
So vi cc sinh vt khc th vi sinh vt c tc sinh trng v sinh si ny n
cc k ln. Vi khun Escherichia coli trong cc iu kin thch hp c khong
12 - 20 pht li phn ct mt ln. Nu ly thi gian th h (generation time)
l 20 pht th mi gi phn ct 3 ln, 24 gi phn ct 72 ln, t mt t bo ban u
ssinh ra 4.722.366.500.000.000.000.000 t bo (nng 4711 tn!). Tt nhin
trong thc t khng th to ra cc iu kin sinh trng l tng nh vy c cho nn
slng vi khun thu c trong 1ml dch nui cy thng ch t ti mc 108 - 109 t
bo. Thi gian th h ca nm men Saccharomyces cerevisiae l 120 pht. Khi
nui cy thu nhn sinh khi (biomass) giu protein phc v chn nui ngi ta
nhn thy tc sinh tng hp (biosynthesis) ca nm men ny cao hn ca b ti
100.000 ln. Thi gian th h ca to Chlorella l 7 gi, ca vi khun lam
Nostoc l 23 gi. 4. Nng lc thch ng mnh v d pht sinh bin d Nng lc
thch ng ca vi sinh vt vt rt xa so vi ng vt v thc vt. 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 bt li. Ngi ta nhn thy slng enzim thch ng
chim ti 10% lng cha protein trong t bo vi sinh vt. Sthch ng ca vi
sinh vt nhiu khi vt qu tr tng tng ca con ngi. Phn ln vi sinh vt c
th gi nguyn sc sng nhit ca nit lng (-1960C), thm ch nhit ca hydro
lng (- 2530C). Mt s vi sinh vt c th sinh trng nhit 2500C, thm ch
3000C. Mt s vi sinh vt c th thch nghi vi nng 32% NaCl (mui n). Vi
khun Thiobacillus thioxidans c th sinh trng pH = 0,5 trong khi vi
khun Thiobacillus denitrificans c th sinh trng pH = 10,7. Vi khun
Micrococus radiodurans c th chu c cng bc x ti 750.000 rad. ni su
nht trong i dng (11034 m) ni c p lc ti 1103,4 atm vn thy c vi sinh
vt sinh sng. Nhiu vi sinh vt thch nghi vi iu kin sng hon ton thiu
oxi (vi sinh vt k kh bt buc - obligate anaerobes). Mt s nm si c th
pht trin thnh vng dy ngay trong b ngm xc c nng phenol rt cao.
Vi sinh vt rt d pht sinh bin d bi v thng l n bo, n bi, sinh sn
nhanh, s lng nhiu, tip xc trc tip vi mi trng sng. Tn s bin d vi
sinh vt thng l 10-5 - 10-10. Hnh thc bin d thng gp l t bin gen
(genemutation) v dn n nhng thay i v hnh thi, cu to, kiu trao i
cht,
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
4
sn phm trao i cht, tnh khng nguyn, tnh khng ... Chng hn khi mi
tm thy kh nng sinh cht khng sinh ca nm si Penicillium chrysogenum
ngi ta ch t ti sn lng 20 n v penixilin trong 1ml dch ln men. Ngy
nay trong cc nh my sn xut penixilin ngi ta t ti nng sut 100.000 n
v/ml. Bn cnh cc bin d c li, vi sinh vt cng thng sinh ra nhng bin d
c hi i vi nhn loi, chng hn bin d v tnh khng thuc. Nm 1946 t l cc
chng Staphylococcusaureus khng thuc phn lp c bnh vin l khong 14%,
nm 1996 tng ln n trn 97%. Ngi ta ch tim cho bnh nhn mi ngy khong
100.000 n v penixilin, ngy nay c lc phi tim n 10.000.000 -
200.000.000 n v.
5. Phn b rng, chng loi nhiu Vi sinh vt phn b khp mi ni trn tri
t. Chng c mt trn c thngi, ng vt, thc vt, trong t, trong nc, trong
khng kh, trn mi dng, vt liu, t bin khi n ni cao, t nc ngt, nc ngm
cho n nc bin ... Trong ng rut ca ngi thng c khng di 100 - 400 loi
sinh vt khc nhau, chng chim ti 1/3 khi lng kh ca phn. Chim s lng
cao nht trong ng rut ca ngi l vi khun Bacteroides fragilis, chng t
ti s lng 1010 - 1011/g phn (gp 100 - 1000 ln s lng vi khun
Escherichia coli).
su 10.000 m ca ng Thi Bnh Dng, ni hon ton ti tm, lnh lo v c p
sut rt cao ngi ta vn pht hin thy c khong 1 triu - 10 t vi khun/ml
(ch yu l vi khun lu hunh).
6. Vi sinh vt c vai tr to ln i vi h sinh thi cng nh i vi i sng
con ngi
Vi khun ng vt nguyn sinh Vi to Vi nm
(T bo nhn chun) (T bo nhn s)
Vi sinh vt nguyn thuHnh 1.1. S pht sinh cc nhm vi sinh vt
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
5
- Vi khun v vi nm l sinh vt phn gii cc cht hu c thnh cc cht v c
trong chu trnh chuyn ho vt cht ca h sinh thi. - Mt s vi khun, vi nm
cng nh mt s ng vt nguyn sinh l nhng tc nhn gy nhiu bnh cho cy trng,
vt nui cng nh con ngi. - Mt s vi khun v vi nm ph hu lng thc thc
phm, vt liu xy dng, kin trc, cng nghip, m thut. - Vi sinh vt mang
li li ch cho con ngi trong nhiu lnh vc cng nghch bin thc phm, dc
phm, cng ngh sinh hc v mi trng. 1.2. CC NHM VI SINH VT CHNH Vi sinh
vt v cng phong ph c v thnh phn v s lng. Chng bao gm cc nhm khc nhau
c c tnh khc nhau v hnh dng, kch thc, cu to v c bit khc nhau v c tnh
sinh l, sinh ho. Da vo c im cu to t bo, ngi ta chia ra lm 3 nhm ln:
- Nhm cha c cu to t bo bao gm cc loi virus. - Nhm c cu to t bo nhng
cha c cu trc nhn r rng (cu trc nhn nguyn thu) gi l nhm Procaryotes,
bao gm vi khun, x khun v to lam. - Nhm c cu to t bo, c cu trc nhn
phc tp gi l Eukaryotes bao gm nm men, nm si (gi chung l vi nm) mt s
ng vt nguyn sinh v to n bo.
1.2.1. Virus 1.2.1.1. c im chung Virus l nhm vi sinh vt cha c cu
to t bo, c kch thc v cng nhb, c th chui qua mng lc vi khun. Nh c s
pht trin nhanh chng ca kthut hin vi in t, siu ly tm, nui cy t bo
... nhng thnh tu nghin cu vvirus c y mnh, pht trin thnh mt ngnh
khoa hc gi l virus hc.
Virus khng c kh nng sng c lp m phi sng k sinh trong cc t bo khc
t vi khun cho n t bo ng vt, thc vt v ngi, gy cc loi bnh him ngho
cho cc i tng m chng k sinh. V d nh bnh AIDS. Virus l nhm vi sinh vt
c pht hin ra sau cng trong cc nhm vi sinh vt chnh v kch thc nh b v
cch sng k sinh ca chng. Ngi pht hin ra virus ln u tin l nh bc hc
ngi Nga - Ivanpski. ng l mt chuyn gia nghin cu v bnh khm cy thuc l.
Khi nghin cu v bnh ny ng pht
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
6
hin ra rng: Dch lc ca l cy b bnh khi cho qua mng lc vi khun vn c
khnng gy bnh. T ng rt ra kt lun: Nguyn nhn gy bnh m thuc l phi l mt
loi sinh vt nh hn vi khun. Pht hin ny c cng b nm 1892, 6 nm sau, nm
1898, nh khoa hc ngi H Lan Beijerinck cng nghin cu v bnh khm thuc l
v c nhng kt qu tng t, ng t tn mm gy bnh khm thuc l l virus. Tip ngi
ta pht hin ra mt s virus khc gy bnh cho ng vt v ngi. n nm 1915 pht
hin ra virus k sinh trn vi khun, gi l thc khun th (Bacteriophage).
1.2.1.2. Hnh thi v cu trc ca virus 1.2.1.2.1. Hnh thi v kch thc
Virus c kch thc rt nh b, c th lt qua mng lc vi khun, ch c thquan
st chng qua knh hin vi in t. Kch thc t 20 x 30 n 150 x 300 nanomet
(1 nm = 10-6 mm) Nh k thut hin vi in t, ngi ta pht hin ra 3 loi hnh
thi chung nht ca virus. l hnh cu, hnh que v hnh tinh trng.
Hnh que in hnh l virus m thuc l (virus VTL), chng c hnh que di
vi cu trc i xng xon. Cc n v cu trc xp theo hnh xon quanh 1 trc, mi
n v gi l capxome.
Loi hnh cu in hnh l mt s virus ng vt. Cc n v cu trc xp teo kiu i
xng 4 mt, 8 mt hoc 20 mt.
Loi c hnh dng tinh trng ph bin hn c l cc virus k sinh trn vi
khun gi l thc khin th hoc Phage. Loi hnh dng ny phn u c cu trc i
xng khi phn ui l c cu trc i xng xon.
1.2.1.2.2. Cu trc in hnh ca virus
Kiu cu trc phc tp nht ca virus l cu trc ca thc khun th (Phage).
Sau y ta nghin cu cu trc ca thc khun th T4 k sinh trn vi khun E.
Coli. Thc khun th T4 c 3 phn: u, c v ui. u c dng lng knh 6 cnh, ng
knh 65 nm di 95 nm, cu to bi protein to thnh v capsit, v capsit c
cu to bi 212 n v capsome. Bn trong phn u c cha mt phn t AND 2 si c
phn t lng 1,2.108.
C l mt a 6 cnh ng knh 37,5 nm c 6 si tua gi l tua c. ui
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
7
l mt ng rng c bao bc bi bao ui, bao ui c cu to protein to thnh v
Capxit, kch thc 8 x 95 nm. Phn rng trong ui gi l tr c ng knh 2,5 -
3,5 nm.
Hnh 1.2. Cu trc n ca thc khun th (Phage) Phn cui cng ca ui l mt
a gc hnh 6 cnh ging nh a c t mc ra 6 si gai gi l chn bm. Hnh trn l
cu trc in hnh ca thc khun th T4. Da trn cu trc c bn , thin nhin to
ra hng trm hng nghn loi virus khc nhau. V d nh phn li khng phi l tt
c cc virus u cha AND, c rt nhiu loi cha ARN, ch yu l cc virus thc
vt. Chnh t loi ny ngi ta pht hin ra qu trnh sao chp ngc thng tin di
truyn : ARN - AND. Sau y l c im kch thc v cu trc ca mt s virus in
hnh:
Bng 1.1 Virus Axit nucleic Kiu i xng Kch thc (nm)
VR u ma AND Khi 230 x 300 VR cm ARN Xon 80 x 200 VR m thuc l ARN
Xon 200 x 300 VR khoai ty ARN Xon 480 x 500
TKT T4AND Khi v xon
u : 65 x 95 ui : 8 x 95
Trong thnh phn Protein ca virus c 2 loi - Protein cu trc v
Protein men. Protein cu trc cu to nn v capxit t cc n v hnh thi
capxome v vtrong mt s loi virus c v trong. Protein men bao gm men
ATP - aza v men Lizozym.
ATP - aza c chc nng phn hu ATP gii phng nng lng cho virus co rt
lc xm nhp vo t bo ch. Lizozym c chc nng phn hu mng t bo vt ch
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
8
Hnh 1.3 So snh kch thc ca virut vi phn t sng v vi khun hng
cu
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
9
Hnh 1.4 : Cu trc ca cc loi vi rt khc nhau
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
10
1.2.4. Mt s virus in hnh Da vo hnh thi ngoi ca virus ngi ta chia
virus lm 3 loi: hnh trxon, hnh khi a in v dng phi hp. Ring hnh khi
a din chng ta xt 2 i din virus An v virus trn l HIV l mt dng virus
c v bc. Cn virus hnh tr xon chng ta nghin cu i din l virus khm thuc
l v dng phi hp l phag T2 l mt loi phag E.Coli.
Hinhg 1.7 c. Virut ca E. coli (Phag)
Hnh 1.5. Virus khm thuc l (TMV)
Hnh 1.6. Hnh thi v cu trc phn t ca HIV
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
11
1.2.1.3. Qu trnh hot ng ca virus trong t bo ch Virus khng c kh
nng sng c lp, chng sng k sinh trong t bo sng. Kt qu ca qu trnh k
sinh c th xy ra 2 kh nng: Kh nng th nht l ph v t bo lm t bo cht v
tip tc xm nhp ri ph v cc t bo ln cn. Khnng th 2 l to thnh trng thi
tim tan trong t bo ch, ngha l tm thi khng ph v t bo m ch hot ng
sinh sn cng nhp iu vi t bo ch. nhng iu kin mi trng nht nh, trng thi
tim tan c th bin thnh trng thi tan ph v t bo. Nhng virus c kh nng
ph v t bo gi virus c, nhng virus c kh nng to nn trng thi tim tan gi
l virus khng c.
1.2.1.3.1. Qu trnh hot ng ca virus c Qu trnh ca virus c chia lm
4 giai on: - Giai on hp th ca ht virus t do trn t bo ch: Cc ht
virus t do tn ti ngoi t bo khng c kh nng hot ng, chng trng thi tim
sinh gi l ht Virion. Khi gp t bo ch, ph thuc vo tn s va chm gia ht
virion v tbo, va chm cng nhiu cng c kh nng tm ra cc im th cm trn b
mt tbo gi l cc receptor. Lc im th cm ca t bo ch v gc ui ca virus kt
hp vi nhau theo c ch khng nguyn - khng th nh c thnh phn ho hc ph hp
vi nhau. Kt qu l virus bm cht ln b mt t bo ch. Mi loi virus c kh
nng hp th ln mt hoc vi loi t bo nht nh. iu ny gii thch c ti sao mi
loi virus ch gy bnh cho mt vi loi nht nh.
- Giai on xm hp ca virus vo t bo ch:
Qu trnh xm nhp ca virus vo t bo ch xy ra theo nhiu c ch khc nhau
ph thuc vo tng loi virus v t bo ch.
thc khun th T4 sau khi virus bm vo im th cm ca t bo ch, n tit ra
men Lizozym thu phn thnh t bo vi khun. Sau di tc dng ca ATP - aza
bao ui ca phage co rt lm cho tr ui xuyn qua thnh t bo v phn t ADN c
bm vo bn trong t bo ch. V capxit vn nm ngoi. Ngi ta chng minh c c
ch trn nh phng php nguyn t nh du.
Ngoi c ch trn cn c mt s c ch khc: mt s virus ng vt, sau khi tit
ra men phn hu thnh t bo ch, ton b ht virion lt vo trong t bo, sau
cc men bn trong t bo mi tin hnh phn hu v Capxit gii phng ADN. Ngi
ta gi l qu trnh ny l qu trnh ci o. Mt s t bo ch li c
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
12
kh nng bao bc virion ri nut theo kiu thc bo. Sau c qu trnh ci o
gii phng ADN ca virus.
- Giai on sinh sn ca virus trong t bo ch (sao chp v nhn ln). Qu
trnh sinh sn ca virus cn gi l s nhn ln ca chng. y l vn rt hp dn ca
sinh hc phn t trong thi gian gn y. Bng cc phng php hin i ngi ta lm
sng t qu trnh nhn ln ca virus. Sau khi phn t ADN ca virus lt vo t
bo ch, qu trnh tng hp ADN ca t bo ch lp tc b nh ch. Sau qu trnh tng
hp protein ca t bo cng ngng v bt u qu trnh tng hp cc enzym ny cn gi
l protein sm v n l nhng protein c tng hp u tin sau qu trnh xm nhp.
Khi cc enzym ny c hon thnh, bt u xc tc cho qu trnh tng hp ADN ca
virus bng nguyn liu ADN ca t bo ch b phn hu. Sau khi cc phn t ADN
virus c tng hp n mt s lng nht nh qu trnh ny ngng v bt u qu trnh tng
hp Protein mun bao gm v Capxit ca virus v cc enzym c trong thnh phn
ca virus trng thnh. Cc qu trnh ny c tin hnh do s iu khin ca b gen
virus. Nh vy, 2 phn vv li virus c tng hp ring bit.
- Giai on lp rp ht virus v gii phng chng ra khi t bo: Giai on ny
cn gi l s chn ca virus. Sau khi cc b phn ca virus c tng hp ring bit
(axit nucleic, v capxit, bao ui, a gc, lng ui) cc thnh phn lp rp li
vi nhau thnh ht virus trng thnh, kt thc thi k tim n, tc l thi k
trong t bo cha xut hin virus trng thnh. Thi k tim n ko di bao lu tu
thuc tng loi virus/ Trong nhiu trng hp cc virus trng thnh tit men
lizozym phn hu thnh t bo v ra ngoi, t bo b ph v. Cc virus con tip
tc xm nhp vo cc t bo xung quang v ph v chng. mt s virus, virus trng
thnh khng ph v t bo m chui ra qua l lin bo sang t bo bn cnh hoc c
phng thch nh qu trnh o thi ca t bo. Trong t bo u tin vn tip tc qu
trnh tng hp virus mi. c 2 c ch, t bo ch sm mun cng b cht hng lot. l
qu trnh hot ng ca virus c. Sau y ta nghin cu qu trnh hot ng ca
virus khng c.
1.2.1.3.2. Qu trnh hot ng ca virus khng c
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
13
Virus khng c cn gi l virus n ho, hot ng ca n khng lm cht tbo ch
m ch gy nn trng thi tim tan, gi l trng thi Lyzogen. Virus sng chung
vi t bo ch, sinh sn cng nhp iu vi n.
Hin tng Lyzogen c pht hin trn vi khun, cc phage ny c gi l phage
n ho hoc prophage. T bo c cha prophage c kh nng min dch vi cc phage
khc. Nguyn nhn ca hin tng ny l do prophage c kh nng tng hp nn cc
protein c tc dng km hm s nhn ln ca virus l cng nh vn thn prophage.
Mt s tc nhn t bin lm mt hot tnh hoc lm ngng s tng hp cht km hm trn,
dn n s thay i trng thi Lyzogen, tc l bin trng thi tim tan thnh trng
thi tan. Lc phage n ho bin thnh phage c v tbo ch s b ph v. Qu trnh
ny ngoi tc nhn t bin cn ph thuc vo hgen ca prophage v trng thi sinh
l ca t bo cng nh c im nui cy. Bi vy, cng mt loi vi khun, c nhng
chng cm ng vi phage, c chng khng. Khi nui chung hai chng vi nhau
trn mi trng thch a c th thy r nhng vt b tan trong thm vi khun khng
b tan. Trong iu kin t nhin, tn s bin trng thi tim tan thnh trng thi
tan ch l 10-2 - 10-5.
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
14
S NHN LN CA VIRUS TRONG T BO CH
Hnh 1.8 Cc giai on xm nhim v pht trin ca phag
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
15
1.2.1.4. Hin tng Interference v ng dng ca n
Interference l hin tng khi gy nhim mt loi virus cho t bo th vic
gy nhim virus khc s b c ch. Hin tng c ch ny khng c tnh c hiu i vi
virus. Cc virus hon ton khc nhau c th c ch nhau, v d virus AND c th
c ch s xm nhim ca virus ARN v ngc li. Mt virus b lm bt hoi bi tia
cc tm vn c kh nng gy ra hin tng Interference i vi virus sng. Song
hin tng ny li c tnh c hiu i vi loi thuc t bo ch. Cht c ch gi l
Interferon sinh ra bi t bo thuc loi no th ch c tc dng i vi cc t bo
thuc loi y. V d Interferon sinh ra t bo g th khng c tc dng c ch t
bo b hoc ln. Interferon l mt loi protein c bit c sinh ra trong t bo
sau khi bnhim virus. Chnh n c ch qu trnh tng hp ARN ca virus l, t
khng th c qu trnh tng hp AND hay protein. Bi vy m virus l c th xm
nhp vo t bo nhng khng pht trin nhn ln c. Cng ca hin tng ny phthuc
vo s lng virus gy nhim ln th 1 v thi gian t lc n lc gy nhim ln th
2, thng khong 2 gi th c tc dng.
Ngi ta ng dng hin tng Interference trong vic phng chng bnh do
virus gy nn. Cht Interferon c th c ch rng ri nhiu loi virus khc
nhau v n khng c tnh c hiu i vi virus m ch c tnh c hiu i vi t bo
ch.
1.2.1.5. ngha khoa hc v thc tin ca virus
- ngha khoa hc
Virus c cu to v cng n gin, in hnh cho s sng mc di tbo. Bi th m n
tr thnh m hnh l tng ca sinh hc phn t v di truyn hc hin i. Rt nhiu
thnh tu ca sinh hc phn t v di truyn hc hin i da trn m hnh virus. V
d nh vic dng virus chuyn cc gen cn thit t t bo ny sang t bo khc, to
nn cc c tnh di truyn mong mun.
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
16
- ngha thc tin
Rt nhiu bnh tt ca con ngi, ng vt, thc vt m nguyn nhn gy ra l
virus. c im sng ca virus l k sinh trn t bo, bi vy cha bnh do virus
gy ra l rt kh khn v phc tp. i vi ngi mt trong nhng cn bnh nguy him
nht hin nay l AIDS do virus HIV gy ra. Loi virus ny lm suy gim
khnng min dch lm cho ngi b bnh AIDS c th cht bi bt c mt bnh thng
thng no khc m bnh thng c th c th chng chu c. i vi nng nghip, hu ht
cc bnh nguy him cho cy trng u do virus gy ra lm gim nng sut ma mng,
nhiu khi b tht thu hon ton.
Tuy nhin, c th ng dng hin tng Interference ch cc vacxin chng
virus gy bnh. Vacxin ny u vit hn vacxin ch t vi khun ch mt loi
vacxin c th phng nhiu bnh virus khc nhau.
Ngoi ra, ngi ta cn dng cc virus gy bnh cn trng tiu dit cn trng c
hi m vn gi c cc loi cn trng khc trong mi cn bng sinh thi. l mt u im
ng k so vi cc thuc ho hc dit cn trng c kh nng tiu dit nhiu loi cn
trng mt lc, c c ch ln c hi. iu nh hng khng nh n cn bng sinh thi
trong thin nhin.
1.2.2. Vi khun (Bacteria)
Vi khun l nhm vi sinh vt c cu to t bo nhng cha c cu trc nhn phc
tp, thuc nhm Prokaryotes. Nhn t bo ch gm mt chui AND khng c thnh
phn protein khng c mng nhn.
1.2.2.1. Hnh thi v kch thc
Vi khun c nhiu hnh thi khc nhau: hnh cu, hnh que, hnh xon, hnh
du phy, hnh si ... Kch thc thay i tu theo cc loi hnh v trong mt loi
hnh kch thc cng khc nhau. So vi virus, kch thc ca vi khun ln hn
nhiu, c th quan st vi khun di knh hin vi quang hc. Da vo loi hnh c
th chia ra mt s nhm sau:
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
17
Hnh 1.9. Cc hnh dng chnh ca vi khun
- Cu khun 1, 2, 3, 4, 5 - Trc khun 6, 7, 8, 9
- Xon khun 10, 11, 12
1. Cu khun (Coccus - t ting Hy Lp Kokkos - ht qu): l loi vi khun
c hnh cu. Nhng c nhiu loi khng hn hnh cu th d nh hnh ngn nn nh ph
cu khun - Diplococcus pneumoniae hoc ht c ph (lu cu khun Neisseria
gonorrhoeae). Kch thc ca vi khun thng thay i trong khong 0,5 (1 =
10-3 mm). Tu theo tng loi m chng c nhng dng khc nhau.
c tnh chung ca cu khun:
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
18
- T bo hnh cu c th ng ring r hay lin kt vi nhau.
- C nhiu loi c kh nng gy bnh cho ngi v gia sc
- Khng c c quan di ng.
- Khng to thnh bo t.
Ging Monococcus
Thng ng ring l tng t bo mt, a s chng thuc loi hoi sinh. Thng thy
chng sng trong t, nc v trong khng kh (Th dnh Micrococcus agilis, M.
roseus, M. luteus) Ging Diplococcus
(T ting Hy Lp - Diplos - thnh i) phn cch theo mt mt phng xc nh v
dnh nhau thnh tng i mt. Trong s ny c mt s c kh nng gy bnh nh ging
Neisseria - Lu cu khun N meningitidis gonorrhoeae - No m cu khun).
Ging Tetracoccus
Thng lin kt vi nhau thnh tng nhm 4 t bo mt. Chng thng gy bnh cho
ngi v mt s c th gy bnh cho ng vt.
Ging Streptococcus
T ting Hy Lp (Streptos - chui) chng phn cch theo mt mt phng xc
nh v dnh vi nhau thnh tng chui mt di. Th d nh Streptococcus lactic.
Strep-pyogenes.
Ging Monococcus
Ging Diplococcus
Ging Tetracoccus
Ging Streptococcus
Ging Sarcina
Ging Staphitococcus
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
19
Ging Sarcina T ting Hy Lp Saricio - gi hng. Phn cch theo 3 mt
phng trc giao vi nhau, to thnh nhng khi t 8 - 16 t bo (hoc nhiu hn
na). Trong khng kh chng ta thng gp mt s loi nh Sarcinalutea,
Sarcina auratiaca. Chng thng nhim vo cc mi trng trong phng th nghim
v to thnh mu vng. Ging Staphilococcus T ting Hy Lp Staphile - chm
nho. Thng chng lin kt vi nhau thnh nhng m trng nh chm nho. Chng phn
cch theo mt mt phng bt k v sau dnh li vi nhau thnh tng m nh hnh chm
nho. Bn cnh cc loi hoi sinh cn c mt s loi gy bnh ngi v ng vt
(Staph. Curcreus, Staph. Emidermidis ...) 2. Trc khun
L tn chung ch tt c cc vi khun c hnh que. Kch thc ca chng thng t
0,5 - 1,0 x 1 - 4 . Thng gp cc loi trc khun sau y:
- Bacillus (Vit tt l Bac) trc khun gram dng, sinh bo t. Chiu
ngang ca bo t khng vt qu chiu ngang ca t bo. V th khi to thnh bo t
t bo khng thay i hnh dng chng thng thuc loi hiu kh hoc kkh khng bt
buc.
- Bacterium (vit tt l Bact) Trc khun gram m khng sinh
bo t. Thng c tin mao mc xung quanh t bo ngi ta gi l chu mao. Cc
ging Salmonella, Shigella, Erwina, Serratia u c hnh thi ging
Bacterium.
Bacterium (Vit tt l Bact)
Pseudomonas (Vit tt l P.s)
Bacillus (Vit tt l Bac)
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
20
- Pseudomonas (vit tt l Ps) `Trc khun gram m, khng sinh bo t, c
mt tin mao (hoc mt chm tin mao) mt u. Chng thng sinh ra sc t. Cc
ging Xanthomonas. Photobacterium, Azotomonas, Aeromonas, Zymononas,
Protaminobacter, Alginomonas, Mycoplazma, Halobacterium,
Methanomonas, Hydroginomonas, Carloxydomonas, Acetobater,
Nitrosomonas, Nitrobacter u c hnh thi ging Pseudomonas.
- Corynebacterium
Khng sinh bo t, hnh dng v kch thc thay i kh nhiu. Khi nhum mu t
bo thng to thnh cc on nh bt mu khc nhau. Trc khun bch cu
(Corynebacterium diphtheriae) c bt mu hai u lm t bo c hnh dng ging
qu t. Mt s khc c hnh thi ging Corynebacterium gm c Listeria,
Erysipelothric, Microbacterium, Cellulomonas, Arthrobacter.
- Clostridium (Vit tt l Cl, ting Hy Lp Kloster - con thoi) Thng
l trc khun gram dng. Kch thc thng vo khong 0,4 - 1 x3- 8
Sinh bo t, chiu ngang ca bo tthng ln hn chiu ngang ca t bo, do
lm t bo c hnh thoi hay hnh di trng.
Chng thng thuc loi k kh bt buc, c nhiu loi c ch. Th d nh cc loi
c nh nit. Mt s loi khc gy bnh. Th d vi khun un vn ... Cl.
Botulium
- Phy khun
L tn chung ch cc vi khun hnh que un cong ging nh du phy. Ging in
hnh l ging Vibro (T ch La tinh Vibrare - dao ng nhanh). Mt s ging
phy khun c kh nng phn gii xenluloza (Cellvibrio, Cellfalcicula) hoc
c kh nng kh sunfat (Desulfovibrio).
Xon khun
Vi khun Clostridium
Phy khun Vibrio
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
21
Spirillum - T ch Spira - Hnh cong, xon gm tt c cc vi khun c hai
vng xon tr ln. L loi gram dng, di ng c nh c mt hay nhiu tin mao mc
nh.
a s chng thuc loi hoi sinh, mt s rt t c kh nng gy bnh (SP.
Minus) c kch thc thay i 0,5 - 3,0 - 5 - 40.
Xon khun
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
22
Hnh 1.11 Cc loi vi khun
Cu khun
Trc khun
Xon khun
Xon th
Cun Si Cc nhm hnh thi ch yu ca vi khun
Chp qua knh hin vi in t qut t trn xung:Lin cu khun, T cu khun,
Lin trc khun
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
23
Hnh 1.12 M hnh cu ca thnh t bo vi khun G+ v vi khun G-
- Cu to chung + cu to c bit
Hnh 1.12 M hnh cu trc t bo vi khun
1. Thnh t b2. Mng t bo cht 3. Th nhn 4. Mezoxom 5. Cht d tr6. T
bo cht 7. Bo t8. Tim mao 9. Khun mao 10. Khun mao gii tnh11. Bao
nhy 12. Tng dch nhy
G+ G-
OMP (Protein mng ngoi)Lipoprotein
Protein c cht hoc Protein l
Khong nguyn 0
LPS (lipopoli- Saccarit - Phot pholipit Khng gian chu cht
PetidoglicanKhng gian chu cht Mng t bo cht
Peotidoglican
Axit teicoic thnh t bo
Axit teicoic mng t bo Lp khng gian chu cht
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
24
1.2.2.2. Cu to t bo 1. Thnh t bo
Thnh t bo l lp ngoi cng bao bc vi khun, gi cho chng c hnh dng
nht nh, chim 15 - 30% trng lng kh ca t bo. Thnh t bo c nhng chc nng
sinh l rt quan trng nh duy tr hnh thi t bo v p sut thm thu bn trong
t bo, bo v t bo trc nhng tc nhn vt l, ho hc ca mi trng, thc hin vic
tch in b mt t bo. Thnh t bo chnh l ni bm ca Phage v cha ni c t ca
mt s vi khun c c t. C mt s vi khun khng c thnh t bo (Micoplasma),
mt s trng hp vi khun b ph v thnh t bo m vn sng (Protoplast ...)
Thnh phn ho hc ca thnh t bo vi khun rt phc tp, bao gm nhiu hp cht
khc nhau nh Peptidoglycan, Polisaccarit, Protein, Lipoprotein, Axit
tecoic, Lipoit v.v.... Da vo tnh cht ho hc ca thnh t bo v tnh cht
bt mu ca n, ngi ta chia ra lm 2 loi Gram + v Gram -. Vi cng mt phng
php nhum nh nhau, trong c hai loi thuc nhum Cristal Violet mu tm v
Fushsin mu hng, vi khun gram + bt mu tm, vi khun gram - bt mu hng.
Nguyn nhn l do cu to thnh t bo ca hai loi khc nhau. Ngoi hai loi
trn, cn c loi gram bin i (gram variable) c kh nng bin i t gram +
sang gram - v ngc li. Sau y l s cu to ca thnh t bo vi khun
E.coli.
Hnh 1.13. Cu to thnh t bo vi khun 2. V nhy (Capsul) Nhiu loi vi
khun bn ngoi thnh t bo cn c mt lp v dy hay lp dch nhy. Kch thc ca
lp v nhy khc nhau tu theo loi vi khun. vi khun Azotobacter
chroococum khi pht trin trn mi trng giu hydrat cacbon c thhnh thnh
lp v nhy dy hn chnh bn thn t bo.
Lp Lipoproteit Lp Lipopolisaccarit Cc phn t protein Lp
Glycoproteit Mng nguyn sinh cht
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
25
V nhy c tc dng bo v vi khun trnh tc dng thc bo ca bch cu. Chnh v
th m mt s vi khun gy bnh ch khi c lp v nhy mi c khnng gy bnh. Khi
mt lp v nhy, lp tc b bch cu tiu dit khi xm nhp vo c th ch. Vi khun
c v nhy to thnh khun lc trn bng khi mc trn mi trng thch gi l dng S,
ngc li dng R c khun lc x x.
Hnh 1.14. V nhy ca Klebsialla pneumoniae trong sut hin R trn nn
en mc
V nhy cn l mt ni d tr cc cht dinh dng. Khi nui cy vi khun c v
nhy trn mi trng ngho dinh dng, lp v nhy b tiu bin dn do b sdng lm
cht dinh dng.
mt s vi khun v nhy c dng bm vo gi th. Cc cht trong vnhy l do
thnh t bo tit ra, thnh phn ca n tu thuc vo loi vi khun. a strng hp
v nhy c cu to bi polysaccarit, i khi c cu to bi polypeptit. Thnh
phn ho hc ca v nhy quyt nh tnh khng nguyn ca vi khun.
3. Mng t bo cht (Cell membran) Mng t bo cht cn gi l mng nguyn
sinh cht l mt lp mng nm di thnh t bo, c dy khong 4 - 5 nm, chim 10
- 15% trng lng t bo vi khun.
Mng t bo cht c nhiu chc nng quan trng: Duy tr p sut thm thu ca t
bo, m bo vic ch ng tch lu cht dinh dng v thi cc sn phm trao i cht
ra khi t bo. Mng t bo cht l ni sinh tng hp mt s thnh phn ca t bo, c
bit l thnh phn ca thnh t bo v v nhy, l ni cha mt s men quan trng nh
Permeaza, ATP-aza v.v... Mng t bo cht cn l ni tin hnh qu trnh h hp
v quang hp ( vi khun quang dng).
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
26
Thnh phn ho hc ca mng t bo cht n gin hn ca thnh t bo nhiu. Bao
gm photpholipit v protein v protein sp xp thnh 3 lp: lp gia l
photpholipit bao gm hai lp phn mi phn t gm 1 u cha gc photphat ho
nc v mt u cha hydratcacbon, u ho nc ca hai lp phn t photpholipit
quay ra ngoi, y cha cc men vn chuyn Pecmeaza. Hai lp ngoi v trong v
Protein.
Mng t bo cht cn l ni gn ca nhim sc th. Ngoi hai thnh phn chnh
trn, mng t bo cht cn cha mt s cht khc nh hydratcacbon, glycolipit,
v.v... 4. T bo cht (Cytoplast) T bo cht l thnh phn chnh ca t bo vi
khun, l mt khi cht keo bn lng cha 80 - 90% nc, cn li l protein,
hydratcacbon, lipit, axit nucleic v.v... H keo c tnh cht d th, trng
thi phn tn, lun lun bin i ph thuc vo iu kin mi trng. Khi cn non t
bo cht c cu to ng cht, bt mu ging nhau. Khi gi do xut hin khng bo v
cc th n nhp, t bo cht c trng thi ln nhn, bt mu khng u. T bo cht l
ni cha c c quan quan trng ca t bo nh: nhn t bo, Mezoxom, Riboxom v
cc ht khc. 5. Mezoxom Mezoxom l mt th hnh cu trong ging nh ci bong
bng gm nhiu lp mng cun li vi nhau, c ng knh khong 250 nm. Mezoxom
ch xut hin khi t bo phn chia, n c vai tr quan trng trong vic phn
chia t bo v hnh thnh vch ngn ngang. nhiu loi vi khun, Mezoxom l mt
thnh phn ca mng tbo cht pht trin n su vo t bo cht. Mt s enzym phn
hu cht khng sinh nh Penixilinaza c sinh ra t Mexozom.
Hnh 1.15. Cu to mng t bo cht ca vi khun
Protein
Photpholipit Protein
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
27
6. Riboxom Riboxom l ni tng hp protein ca t bo, cha ch yu l ARN
v protein. Ngoi ra c cha mt t lipit, v mt s cht khong. Riboxom c ng
knh khong 200A, cu to bi 2 tiu th - 1 ln, 1 nh. Tiu th ln c hng
slng l 50S, tiu th nh 30S (1S = 1-13 cm/giy)
Mi t bo vi khun c trn 1000 riboxom, trong thi k pht trin mnh ca
n, s lng riboxom tng ln. Khng phi tt c cc riboxom u trng thi hot
ng. Ch khong 5 - 10% riboxom tham gia vo qu trnh tng hp protein.
Chng lin kt nhau thnh mt chui gi l polyxom nh si ARN thng tin.
Trong qu trnh tng hp protein, cc riboxom trt dc theo si ARN thng
tin nh kiu c thng tin. Qua mi bc c, mt axit amin li c gn thm vo
chui polypeptit. 8. Th nhn (Nuclear body) Vi khun thuc loi
procaryotic, bi vy cu to nhn rt n gin, cha c mng nhn. Th nhn vi
khun ch gm mt nhim sc th hnh vng do mt phn t AND cu to nn dnh mt u
vo mng t bo cht khng c thnh phn protein nh nhn t bo bc cao. Chiu di
phn t AND thng gp 1000 ln chiu di t bo, mang ton b thng tin di
truyn ca t bo vi khun. Ngoi nhim sc th, mt s vi khun cn c Plasmic,
l nhng phn t AND hnh vng kn kch thc nh, mang thng tin di truyn, c
kh nng sao chp c lp.
nhng vi khun khng thuc, c tnh khng thuc thng c quy nh bi cc gen
nm trn cc plasmic ny.
10. Cc ht khc trong t bo
200 A
50 S 30 S
70 S
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
28
Trong t bo vi khun ngoi cc cu trc ni trn cn c mt s ht m slng v
thnh phn ca n khng nht nh. S c mt ca chng ph thuc vo iu kin mi trng
v vo giai on pht trin ca vi khun. Nhiu loi ht c tnh cht nh cht d
tr, c hnh thnh khi t bo tng hp tha cc cht v c tiu hao khi t bo cn
n. Cc ht ny bao gm ht hydratcacbon, ht polyphotphat v c, cc git
lipit, lu hunh, cc tinh th Ca v cc ht sc t. c bit, trong t bo ca mt
s vi khun gy bnh cho cn trng (Bacillus thurigiensis) cn c cc tinh
th dit cn trng c hnh thoi hoc hnh khi. S c mt ca cc tinh th ny lin
quan n kh nng gy bnh cn trng ca vi khun. Ngi ta li dng c tnh ny
nghin cu, sn xut ra nhng ch phm dit cn trng gy hi. 11. Tin mao v
nhung mao Tin mao l nhng c quan di ng ca vi khun, nhng khng phi tt
ccc vi khun u c tin mao. Tin mao thng c chiu rng 10 - 25 m, chiu di
thay i tu theo loi vi khun. S lng tin mao cng ph thuc vo loi vi
khun. Loi c 1 tin mao gi l n mao, mc ra mt cc ca t bo, loi c 2 gi l
song mao mc ra t mt cc t bo, loi c nhiu gi l chm mao cng mc ra t mt
cc t bo, c loi mc ra t hai cc ca t bo. Loi mc quanh mnh thnh mt vnh
ai nh chic tht lng c lng gi l chu mao. Cc vi sinh vt khc nhau c s
lng v s sp xp cc tin mao trn t bo khc nhau.
Hnh 1.16. Cc kiu t bo vi khun c tin mao n mao khun: 1, 2, 4,
11
Chm mao khun: 3, 5, 6, 12, 13 Chu mao khun: 7, 8, 9, 10
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
29
Tin mao c bn cht protein, b phn gii nhit 600C hoc mi trng axit.
Tu theo kiu tin mao m vi khun c cc kiu di ng khc nhau. Loi n mao di
ng theo hnh sin, loi chm mao di ng theo kiu xoy trn c v.v....
- Nhung mao: Khc vi tin mao, nhung mao khng phi l c quan di ng
ca vi khun. Chng l nhng si lng mc khp b mt ca mt s vi khun, lm tng
din tip xc vi thc n, ngoi ra cn dng bm vo gi th. mt s vi khun,
nhung mao cn c dng lm cu ni nguyn sinh cht trong qu trnh tip hp gia
hai vi khun.
10. Bo t (Spore) Bo t l mt hnh thc tim sinh ca vi khun. Khi gp
iu kin kh khn, vi khun c kh nng hnh thnh bo t. Bo t c hnh thnh bn
trong t bo, c khi to hn kch thc t bo lm t bo phnh ra so vi bnh
thng. V d nh Clostridium, khi hnh thnh bo t, t bo hnh thnh hnh di
trng hoc hnh thoi. Bo t c 3 lp v bc, nhng lp v bc ny trnh cho bo t
nhng tc ng ca mi trng nh: nhit , pH, tc ng ca men, v.v.... nhit
1000C trong khi cc t bo dinh dng b tiu dit th bo t Bacillus cereus
c th chu c 2,5 pht, Bacillus subtilis thm ch chu c 180 pht. Bo t ca
vi khun gy ngc 1800C vn sng c ti 10 pht. Trong phenol 5% t bo dinh
dng cht ngay trong khi bo t c th sng c n 15 ngy.
S d bo t c th c kh nng chu c nhng iu kin kh khn v n c cu to khc
vi t bo. Nc trong bo t phn ln trng thi lin kt, trong khi nc trong t
bo trng thi t do. Cc enzym trong t bo phn ln trng thi khng hot ng.
Cc thnh phn ho hc khc ca bo t cng khc vi t bo dinh dng. Th d nh bo
t c hm lng ion Ca++ cao hn v.v...
Nguyn nhn ca vic hnh thnh bo t cho n nay cn c nhiu tranh
lun.
Mt s cho rng t bo hnh thnh bo t khi gp iu kin kh khn nhm tn ti
qua thi k kh khn . Nhng mt s ngi khc cho rng: S hnh thnh bo t l mt
hnh thc i mi t bo do s kt hp ca cc phn nguyn sinh cht trong qu trnh
hnh thnh bo t m t bo c i mi, kin ny da trn mt s th nghim bc b lun
thuyt trn. mt s mi trng dinh dng tt bo t
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
30
li c hnh thnh nhiu hn mi trng ngho dinh dng. a s vi sinh vt t,
ngay nhng iu kin bt li cng khng thy hnh thnh bo t.
Bo t khi gp iu kin thun li th ny mm thnh t bo dinh dng, bo t
thng ny mm mt cc, c khi ny mm c hai pha. Mt s vi khun nhng iu kin
nht nh c th b mt kh nng hnh thnh bo t.
Hnh 1.17. Hnh dng t bo vi khun mang bo t
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
31
Hnh 1.18a. Bao nhy ca vi khun
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
32
Hnh 1.18b. Riboxom ca vi khun
Hnh 1.18c. Th nhn vi khun (nh chp qua knh hin vi in t lt ct mng
qua t bo E.coli)
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
33
Hnh 1.19. S cu trc t bo vi khun
Hnh 1.20. S khc nhau gia mng t bo vi khun Gr (-) v vi khun Gr
(+)
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
34
Hnh 1.21. So snh t bo vi khun G+ v G-
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
35
Hnh 1.22. Chuyn ng ca vi khun theo ho hng ng
Hnh 1.23. Bo t vi khun bacillus megatherium 1. o bo t2. V bo t3.
Mng ngoi 4. Thnh li (core wall) 5. AND; 6. Riboxom
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
36
Hnh 1.24. Cc giai on ca qu trnh hnh thnh bo t
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
37
Hnh 1.25. Sinh sn ca vi khun
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
38
1.2.2.3. Sinh sn ca vi khun Vi khun sinh sn ch yu bng hnh thc
nhn i t bo. T mt t bo mphn ct thnh 2 t bo con. T bo con c hnh thnh
sau mt thi gian sinh trng nht nh li tin hnh phn ct. Bng hnh thc , s
lng t bo tng ln theo cp s nhn. Tu tng loi vi khun, c khong 10 n 30
pht li cho ra mt th h.
V sinh sn hu tnh vi khun, ngi ta ch mi pht hin ra hnh thc tip hp
gia hai t bo, h gen ca t bo cho s qua cu nguyn sinh cht chuyn sang
t bo nhn, thng ch chuyn mt phn. T bo nhn c thm mt phn h gen ca th
cho khi phn ct s sinh ra nhng t bo mi mang c tnh lai gia hai
tbo.
C quan im cho rng: bo t cng l mt hnh thc sinh sn v i mi tbo ca
vi khun. V lc t bo bnh thng ny mm t bo t, n c i mi khng cn nh trc
na.
1.2.2.4. ngha thc tin ca vi khun Vi khun chim a s trong cc vi
sinh vt, c nhng mu t vi khun chim ti 90%, bi vy n ng vai tr quyt nh
trong cc qu trnh chuyn ho vt cht. Vi khun tham gia vo hu ht cc vng
tun hon vt cht trong t v trong thin nhin. Tuy vy, rt nhiu vi khun
gy bnh cho ngi v ng vt, thc vt, gy nn nhng tn tht nghim trng v sc
kho con ngi cng nh sn xut nng nghip. Ngy nay vi nhng thnh tu ca
khoa hc hin i, ngi ta tm ra nhng bin php hn ch tc hi do vi khun gy
ra, v d nh vic ch vacxin phng bnh, s dng cht khng sinh v.v...
1.2.3. X khun (Actinomycetes) X khun thuc nhm Procaryotes, c cu
to nhn n gin ging nh vi khun. Tuy vy, a s t bno x khun li c cu to
dng si, phn nhnh phc tp v c nhiu mu sc ging nh nm mc.
1.2.3.1. Hnh thi v kch thc a s x khun c cu to dng si, cc si kt
vi nhau to thnh khun lc
c nhiu mu sc khc nhau: trng, vng, nu, tm, xm v.v.... Mu sc ca
xkhun l mt c im phn loi quan trng. ng knh si ca x khun khong t 0,1
- 0,5 m. C th phn bit c hai loi si khc nhau.
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
39
Si kh sinh l h si mc trn b mt mi trng to thnh b mt ca khun lc x
khun. T y pht sinh ra bo t. Si c cht l si cm su vo mi trng lm nhim
v hp thu cht dinh dng. Si c cht sinh ra sc t thm vo mi trng, sc t
ny thng c mu khc vi mu ca si kh sinh. y cng l mt c im phn loi quan
trng.
Mt s x khun khng c si kh sinh m ch c si c cht, loi si ny lm cho
b mt x khun nhn v kh tch ra khi cy truyn. Loi ch c si kh sinh th
ngc li, rt d tch ton b khun lc khi mi trng.
Khun lc x khun thng rn chc, x x, c th c dng da, dng phn, dng
nhung, dng vi ph thuc vo kch thc bo t. Trng hp khng c si kh sinh
khun lc c dng mng do. Kch thc khun lc thay i tu loi xkhun v tu iu
kin nui cy. Khun lc thng c dng phng x (v th m gi l x khun), mt s c
dng nhng vng trn ng tm cch nhau mt khong nht nh. Nguyn nhn ca hin
tng vng trn ng tm l do x khun sinh ra cht c ch sinh trng, khi si mc
qua vng ny chng sinh trng yu i, qua c vng c cht c ch chng li sinh
trng mnh thnh vng tip theo, vng ny li sinh ra cht c ch sinh trng st
vi n khin khun ty li pht trin yu i. Cth to thnh khun lc c dng cc
vng trn ng tm.
1.2.3.2. Cu to t bo Khun lc x khun tuy c dng si phn nhnh phc tap
an xen nhau nhng ton b h si ch l mt t bo c nhiu nhn, khng c vch ngn
ngang. Ging nh vi khun, nhn thuc loi n gin, khng c mng nhn.
Thnh t bo x khun ging vi thnh t bo vi khun gram +. Mng t bo cht
dy khong 50 nm v c cu trc tng t nh mng t bo cht ca vi khun. Nhn
khng c cu trc in hnh, ch l nhng nhim sc th khng c mng. Khi cn non,
ton b t bo ch c mt nhim sc th sau hnh thnh nhiu ht ri rc trong ton
b h khun ty (gi l ht Cromatin).
1.2.3.3. Sinh sn
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
40
X khun sinh sn sinh dng bng bo t. Bo t c hnh thnh trn cc nhnh
phn ho t khun ty kh sinh gi l cung sinh bo t. Cung sinh bo t cc loi
x khun c kch thc v hnh dng khc nhau. C loi di ti 100 - 200 nm, c
loi ch khong 20 - 30 nm. C loi cu trc theo hnh ln sng, c loi l xo
hay xon c. Sp xp ca cc cung sinh bo t cng khc nhau. Chng c thsp xp
theo kiu mc n, mc i, mc vng hoc tng chm. c im hnh dng ca cung sinh
bo t l mt tiu chun phn loi x khun.
Bo t c hnh thnh t cun sinh bo t theo kiu kt on (fragmentation)
hoc ct khc (segmentation).
- Kiu kt on:
Ht cromatin trong cung sinh bo t c phn chia thnh nhiu ht phn b
ng u dc theo si cung sinh bo t. Sau t bo cht tp trung bao bc quang
mi ht cromatin gi l tin bo t. Tin bo t hnh thnh mng to thnh bo t nm
trng cung sinh bo t. Bo t thng c hnh cu hoc van, c gii phng khi mng
cung sinh bo t b phn gii hoc b tch ra.
- Kiu ct khc:
Ht cromatin phn chia phn b ng u dc theo cung sinh bo t. Sau gia
cc ht hnh thnh vch ngn ngang, mi phn u c t bo cht. Bo thnh thnh
theo kiu ny thng c hnh vin tr hoc hnh que.
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
41
Ngoi hnh thc sinh sn bng bo t, x khun cn c th sinh sn bng khun
ty. Cc on khun ty gy ra mi trng pht trin thnh h khun ty. Thuc nhm
Procaryotes ngoi x khun v vi khun cn c nim vi khun, xon th,
ricketsia v Mycoplasma. Cc nhm ny u c cu to nhn n gin. Cu to tbo v
hot tnh sinh l c nhiu sai khc. V d nh Mycoplasma c kch thc rt nh b
so vi vi khun, khng c mng t bo, v th hnh dng lun bin i. Ricketsia
cng c kch thc nh b, sng k sinh bt buc v.v...
1.2.3.4. ngha thc tin ca x khun
X khun l nhm vi sinh vt phn b rng ri trong t, chng tham gia vo
cc qu trnh phn gii cc hp cht hu c trong t nh xenluloza, tinh bt
v.v.... gp phn khp kn vng tun hon vt cht trong t nhin. c tnh ny cn
c ng dng trong qu trnh ch bin phn hu rc v.v... Nhiu x khun c kh nng
sinh cht khng sinh. c im ny c s dng trong nghin cu sn xut cc cht
khng sinh dng trong y hc, nng nghip v bo qun thc phm.
Hnh 1.26 hnh dng cun bo t x khun
Strep.Griseus
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
42
Hnh 1.27. Cc dng bo t x khun
Hnh 1.28 Cu trc ca khun ti x khun cp: t bo cht pm: mng t bo cht
cw: thnh t bo
se:vch ngn ri: riboxom re: cht d tr
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
43
Hnh 1.30. S hnh thnh bo t trong bao bo t (Sporangia) x khun
Hnh 1.29. Mt s dng bo t x khun - Bo t n (monosporouss)
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
44
1.2.4. Vi nm
Vi nm l nhm nm c kch thc hin vi. Vi nm khc vi vi khun v xkhun,
chng c cu to nhn in hnh, v vy chng c xp vo nhm Eukaryotes. Vi nm gm
2 nhm ln - Nm men v nm si, nm men c cu trc n bo, nm si c cu trc a
bo. Nm si cn gi l nm mc. Vi nm c xp loi trong gii nm (Fungi) bao gm
c cc nm ln. 1.2.4.1. Nm men (Yeas) 1.2.4.1.1. Hnh thi v kch thc
Nm men thng c hnh cu hoc hnh bu dc, mt s loi c hnh que v mt s
hnh dng khc. Kch thc trung bnh ca nm men l 3 - 5 x 5 - 10m. Mt s
loi nm men sau khi phn ct bng phng php ny chi, t bo con khng ri khi
t bo m v li tip tc mc chi. Bi vy n c hnh thi ging nh cy xng rng khi
quan st di knh hin vi.
Hnh 1.31 Nm Saccharomyces Cerevisiea
1.2.4.1.2. Cu to t bo
Khc vi vi khun v x khun, nm men c cu to t bo kh phc tp, gn ging
nh t bo thc vt. C y cc cu to thnh t bo, mng t bo cht, tbo cht, ty
th, riboxom, nhn, khng bo v cc ht d tr.
- Thnh t bo
Thnh t bo nm men c cu to bi hai lp phn t bao gm 90% l hp cht
glucan v mannan, phn cn li l protein, lipit v glucozamin. Glucan l
hp cht cao phn t ca D - Glucoza, mannan l hp cht cao phn t ca D -
Manoza.
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
45
Trn thnh t bo c nhiu l, qua cc cht dinh dng c hp thu v cc sn phm
ca qu trnh trao i cht c thi ra. - Mng nguyn sinh cht Mng nguyn sinh
cht ca t bo nm men dy khong 8 nm c cu to tng t nh mng nguyn sinh
cht ca vi khun. T bo cht ca nm men cng tng t nh t bo cht ca vi
khun, nht ca t bo cht cao hn ca nc 800 ln. Nhn t bo nm men l nhn in
hnh, c mng nhn, bn trong l cht dch nhn c cha hch nhn. Cng nh nhn t
bo ca vi sinh vt bc cao, nhn tbo nm men ngoi AND cn c protein v
nhiu loi men. Hch nhn ca t bo nm men khng phi ch gm mt phn t AND nh
vi khun m c cu to nhim sc th in hnh v c qu trnh phn bo nguyn nhim
cn gi l gin phn. Qu trnh gin phn gm 4 giai on nh vi sinh vt bc cao.
S lng nhim sc th trong t bo nm men khc nhau tu loi nm men.
Saccharomyces serevisiae l nhm nm men phn b rng ri nht, th n bi ca
n c n = 17 nhim sc th, th lng bi c 2n = 34. Ngoi nhim sc th ra,
trong nhn t bo S. serevisiae cn c t 50 n 100 plasmic c cu to l 1
phn t AND hnh vng kn c kch thc 2 m, c kh nng sao chp c lp, mang
thng tin di truyn. - Ty th: Khc vi vi khun, nm men c ty th ging nh
t bo bc cao, l c quan sinh nng lng ca t bo. Ty th nm men c hnh bu
dc, c bao bc bi hai lp mng, mng trong gp khc thnh nhiu tm rng lc hc
nhiu ng nh lm cho din tch b mt ca mng trong tng ln. Cu trc ca hai
lp mng ty th ging cu trc ca mng nguyn sinh cht. Trn b mt ca mng
trong c dnh v s cc ht nh hnh cu. Cc ht ny c chc nng sinh nng lng v
gii phng nng lng ca ty th. Trong ty th cn c mt phn t AND c cu trc
hnh vng, c kh nng t sao chp. Nhng t bin to ra t bo nm men khng c
AND ty th lm cho t bo nm men pht trin rt yu, khun lc nh b. Trong ty
th cn c c cc thnh phn cn cho qu trnh tng hp protein nh riboxom, cc
loi ARN v cc loi enzym cn thit cho s tng hp protein. Cc thnh phn ny
khng ging vi cc thnh phn tng t ca t bo nm men nhng li rt ging ca vi
khun. AND ca ty th rt nh nn ch c th mang mt m tng hp cho mt s
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
46
protein ca ty th, s cn li do t bo tng hp ri a vo ty th. Ngi ta
chng minh c qu trnh t tng hp protein ca ty th. Qu trnh ny b km hm
bi cloramfenicol ging nh vi khun, trong khi cht khng sinh ny khng
km hm c qu trnh tng hp protein t bo nm men. - Riboxom ca t bo nm
men c hai loi : loi 80S gm 2 tiu th 60S v 40S nm trong t bo cht, mt
s khc gn vi mng t bo cht. Mt s nghin cu chng minh rng: cc riboxom
gn vi mng t bo cht c hot tnh tng hp protein cao hn. loi 70S l loi
riboxom c trong ti th.
Ngoi cc c quan trn, nm men cn c khng bo v cc ht d tr nhht
Volutin, ht ny khng nhng mang vai tr cht d tr m cn dng lm ngun nng
lng cho nhiu qu trnh sinh ho hc ca t bo. Ngoi ht Volutin trong tbo
cn c cc ht d tr khc nh glycogen v lipit. Mt s nm men c kh nng hnh
thnh mt lng ln lipit.
- Bo t: Nhiu nm men c kh nng hnh thnh bo t, l mt hnh thc sinh sn
ca nm men. C 2 loi bo t: bo t bn v bo t ti. Bo t ti l nhng bo t c
hnh thnh trong mt ti nh cn gi l nang. Trong nang thng cha t 1-8 bo
t, i khi n 12 bo t. Phng thc hnh thnh ti phthuc vo hnh thc sinh sn
ca nm men. Bo t bn l nhng bo t au khi hnh thnh nh nng lng ca t bo
bn mnh v pha i din. l mt hnh thc pht tn bo t. C th quan st bo t bn
bng cch nui cy nm men trn a petri, vi ngy sau thy xut hin trn np hp
pha i din thnh mt lp mm. em np hp soi di knh hin vi s thy r cc bo
t.
1.2.4.1.3. Sinh sn 3 nm men c 3 hnh thc sinh sn - Sinh sn sinh
dng : l hnh thc sinh sn n gin nht ca nm men. C
2 hnh thc sinh sn sinh dng: ny chi v hnh thc ngang phn i t bo
nhvi khun. hnh thc ny chi, t mt cc ca t bo m ny chi thnh mt t bo
con, sau hnh thnh vch ngn ngang gia hai t bo. T bo cn c th tch khi
t bo m hoc c th dnh vi t bo m v li tip tc ny chi lm cho nm men ging
nh hnh dng cy xng rng tai nh. - Sinh sn n tnh: bng hai hnh thc bo t
ti v bo t bn nh ni phn bo t.
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
47
- Sinh sn hu tnh: do hai t bo nm men kt hp vi nhau hnh thnh hp
t. Hp t phn chia thnh cc bo t nm trong nang, nang chn bo t c pht tn
ra ngoi. Nu 2 t bo nm men c hnh thi kch thc ging nhau tip hp vi
nhau th c gi l tip hp ng giao. Nu 2 t bo nm men khc nhau th gi l
tip hp d giao. Trong chu trnh sng ca nhiu loi nm men, c s kt hp cc
hnh thc sinh sn khc nhau. Sau y l qu trnh sinh sn ca S. serevisiae
- mt loi nm men phn b rng ri trong thin nhin. Chu trnh sng ca nm
men ny c 2 giai on n bi v lng bi. u tin t bo sinh dng on bi (n)
sinh si ny ntheo li ny chi. Sau 2 t bo n bi kt hp vi nhau, c s trao
i ca tbo cht v nhn hnh thnh t bo lng bi (2n). T bo lng bi li ny chi
(sinh sn sinh dng) thnh nhiu t bo lng bi khc, cui cng hnh thnh hp
t. Nhn ca hp t phn chia gim nhim thnh 4 nhn n bi. Mi nhn n bi c bao
bc nguyn sinh cht, hnh thnh mng, to thnh 4 bo t nm trong mt ti gi l
bo t ti. Khi ti v, bo t ra ngoi pht trin thnh t bo dinh dng v li
phn chia theo li ny ri tip tc chu trnh sng. Ngoi hnh thc sinh sn nh
S. serevisiae, mt s loi nm men khc c nhng hnh thc sinh sn v c bn
cng ging nh trn nhng c mt s sai khc. V d nh l Schizosaccharomyces
octosporus hp t lng bi phn chia 3 ln, ln u gim nhim sinh ra 8 bo t
nm trong nang.
Hnh 1.32. Chu trnh sinh sn ca nm men
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
48
Hnh 1.33. Cc kiu ny chi v cc hnh dng ca t bo, bo t nm men
A. Ny chi nhiu cc; B. Ny chi n cc; C. Ny chi lng cc; D. Phn ct
E. Khun ti gi; F. Khun ti; G. Bo t t; H. Ni bo t; I. Bo t bn; J. Bo
t trn
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
49
1.2.4.1.4. ngha thc tin ca nm men Nm men l nhm vi sinh vt phn b
rng ri trong thin nhin, n tham gia vo cc qu trnh chuyn ho vt cht,
phn hu cht hu c trong t. Hot tnh sinh l ca nhiu loi nm men c ng dng
trong cng nghip thc phm, nng nghip v cc ngnh khc. c bit trong qu
trnh sn xut cc loi ru, cn, nc gii kht ln men, lm thc n gia sc ...
Ngoi hot tnh sinh l, bn thn tbo nm men c rt nhiu loi vitamin v cc
axit amin, c bit l axit amin khng thay th. c tnh ny c dng ch to thc
n gia sc t nm men, thm ch thc n dng cho ngi cng c th ch to t nm
men.
1.2.4.2. Nm mc (nm si) Nm mc cng thuc nhm vi nm, c kch thc hin
vi. Khc vi nm men, c khng phi l nhng t bo ring bit m l mt h si phc
tp, a bo c mu sc phong ph.
1.2.4.2.1. Hnh thi v kch thc
Nm mc c cu to hnh si phn nhnh, to thnh mt h si chng cht pht trin
rt nhanh gi l khun ti th hay h si nm. Chiu ngang ca khun ti thay i
t 3 - 10 m. Nm mc cng c 2 loi khun ti: khun ti kh sinh mc trn b mt
mi trng, t y sinh ra nhng c quan sinh sn. Khun ti c ch mc su vo mi
trng.
Khun lc ca nm mc cng c nhiu mu sc nh khun lc x khun. Khun lc nm
mc khc vi x khun ch n pht trin nhanh hn, thng to hn x khun ch n pht
trin nhanh hn, thng to hn khun lc x khun nhiu ln. Dng xp hn do kch
thch khun ti to hn. Thng th mi khun lc sau 3 ngy pht trin c kch thc
5 - 10 mm, trong khi khun lc x khun chkhong 0,5 - 2 mm. 1.2.4.2.2.
Cu to t bo
Cng nh nm men, nm mc c cu to t bo in hnh nh sinh vt bc cao. Thnh
phn ho hc v chc nng ca cc cu trc ny cng tng t nh nm men. iu sai khc
c bn gia nm mc v nm men l t chc t bo.
Nm men ch l nhng t bo ring r hoc xp vi nhau theo kiu cy xng rng
nh ni phn trn. Nm mc c t chc t bo phc tp hn, tr
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
50
mt s nm mc bc thp c cu to n bo phn nhnh. nhng nm mc bc thp ny, c
th l mt h si nhiu nhn khng c vch ngn.
a s nm mc c cu to a bo, to thnh nhng t chc khc nhau nhsi kh
sinh, si c cht. Si c cht ca nm mc khng n gin nh x khun m phc tp hn.
C nhng loi c si c cht ging nh r chm thc vt gi l r gi, v d nh
Aspergillus niger. nhng loi nm mc k sinh trn thc vt, si c cht to
thnh nhng cu trc c bit gi l vi ht.
mt s loi nm mc, cc si nm ni vi nhau thng qua cc cu ni, cc cu ni
hnh thnh gia cc si nm gn nhau gi l s hp ni do c hin tng 2 khi nguyn
sinh cht trn ln vi nhau. c th l mt hnh thc lai dinh dng.
Mt s loi nm mc c cu to gn ging m thc vt gi l m gi. l cc t chc si
xp gm cc si nm xp song song vi nhau to thnh mt t chc si xp. Ngoi t
chc si xp cn c t chc mng mng gi gn ging nh mng mng thc vt bc cao.
Chng gm nhng t bo c kch thc xp x nhau hnh bu dc, xp li vi nhau. Hai
t chc trn c th m v hch nm. Th m cu to bi nhiu khun ti kt li vi
nhau, t sinh ra cc c quan sinh sn ca nm mc. Hch nm thng c hnh trn
hoc hnh bu dc khng u, kch thc tutheo loi, t di 1 mm n vi cm. c bit
c loi c kch thc hch nm ti vi chc cm. Hch nm l mt t chc gip cho nm
sng qua nhng iu kin ngoi cnh bt li. Si nm tn ti trong hch khng pht
trin. Khi gp iu kin thun li hch s ny mm v pht trin bnh thng.
1.2.4.2.3. Sinh sn
Nm mc c 3 hnh thc sinh sn chnh
a. Sinh sn dinh dng
- Sinh sn dinh dng bng khun ti: l hnh thc t mt khun ti gy ra
nhng on nh, nhng on nh ny pht trin thnh mt h khun ti.
- Sinh sn dinh dng bng hch nm: nh ni phn trn.
- Sinh sn dinh dng bng bo t dy: trn phn gia ca khun ti hoc phn u
khun ti hnh thnh t bo c mng dy bao bc, bn trong cha nhiu cht d tr.
Gp iu kin thun li bo t dy s ny mm thnh mt h si nm. Bo t dy thng l n
bo, i khi l 2 hoc nhiu t bo.
b. Sinh sn v tnh
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
51
Sinh sn v tnh nm mc c hai hnh thc:
- Bo t kn: l bo t hnh thnh trong mt nang kn. T mt khun ti mc ln
cung nang, cung nang thng c ng knh ln hn ng knh khun ti. Cung nang
c loi phn nhnh v c loi khng phn nhnh. Trn cung nang hnh thnh nang
bo t. Cung nang c phn n su vo trong nang gi l nang tr. Nang tr c
hnh dng khc nhau tu loi. mt s loi, bo t nm trong nang c tin mao,
khi nang v bo t c kh nng di ng trong nc gi l ng bo t(Zoospore). S
khc nhau gia bo t dy sinh sn dinh dng v bo t kn sinh sn v tnh: bo t
dy chnh l mt hoc mt vi t bo trong mt si nm hnh thnh mng dy bc li.
Bo t kn phc tp hn, c c quan mang bo t l nang, c nang tr, cung nang
...
- Bo t nh: l hnh thc bo t c hnh thnh bn ngoi c quan sinh bo t ch
khng nm trong nang kn. Hnh thc ny c nhiu loi khc nhau.
C loi bo t nm hon ton bn ngoi c quan sinh bo t. T si nm mc ln
cung sinh bo t, cung sinh bo t c th phn nhnh hoc khng. Tnh ca cung
sinh bo t bng cch phn ct cng mt lc t mt si thnh nhiu bo t. C loi mc
chi thnh bo t th nht ri bo t th nht li mc chi thnh bo t th hai, c
nh th to thnh chui, trong chui kiu ny bo t cui chui non nht, bo t
st cung sinh bo t gi nht, gi l chui gc gi. C loi cc bo t c lin tip
mc ra t nh cung sinh bo t y dn thnh mt chui trong bo t cui chui c
sinh ra u tin gi l chui gc non.
mt s loi bo t nm trong th bnh, phng thc sinh bo t cng tng t nh c
ch trn (phn ct cng mt lc, chui gc nh, chui gc non). c im khc c bn l
cung sinh v bo t nm trong mt th hinh bnh, cc bo t sinh ra c y dn ra
khi ming bnh. Khc vi bo t kn, nang phi v ra bo t mi ra ngoi c.
Ngoi cc hnh thc trn cn mt s hnh thc khc na. Trn cng mt loi nm mc
c th c nhiu hnh thc sinh sn khc nhau. V d nh Fusarium c bo t dy v
bo t nh. Cch pht sinh bo t khc nhau cng c th c cng mt loi nm.
c. Sinh sn hu tnh
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
52
Nm mc c 3 hnh thc sinh sn hu tnh - ng giao, di giao v tip
hp.
- ng giao: T si khun ti sinh ra cc ti giao t trong c cha giao
t.
Cc giao t sau khi ra khi ti kt hp vi nhau thnh hp t. Hp t phn
chia gim nhim thnh cc bo t. Mi bo t khi c gii phng ra t hp t c th
pht sinh thnh si nm. Cc giao t v ti giao t hon ton ging nhau gia
cth c v c th ci.
- D giao: l trng hp cc giao t v ti giao t c th c v ci khc nhau.
lp nm non (Oomycestes) c quan sinh sn ci gi l non kh trong cha non
cu. C quan sinh sn c gi l hng kh c hnh ng cong. C th c nhiu hng kh
mc hng v pha non kh, trong hng kh cha cc tinh trng. Khi hng kh mc
vn ti non kh, t hng kh to thnh cc ng xuyn qua tinh trng vo th tinh
non cu to thnh non bo t. Non bo t c bao bc bi mt mng dy, sau mt thi
gian phn chia gim nhim v pht trin thnh si nm mc.
Hnh 1.34. Sinh sn hu tnh: D giao
- Tip hp: Hnh thc sinh sn thng c nm tip hp. T 2 khun ti khc nhau
gi l si m v si dng mc ra 2 mu li gi l nguyn phi nang. Cc nguyn phi
nang mc hng vo nhau dn dn hnh thnh mng ngn vi khun ti sinh ra n to
thnh t bo a nhn. Hai t bo a nhn tip hp vi nhau to thnh
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
53
hp t a nhn gi l bo t tip hp c mng dy. Hp t sau mt thi gian ny mm
mc thnh mt ng mm. u ng mm sau pht trin thnh mt nang v tnh cha nhng
bo t. ng mm tr thnh cung nang ging nh trng hp hnh thnh bo t kn. Sau
mt thi gian nang v gii phng bo t ra ngoi. Mi bo tpht trin thnh mt
si nm.
Ngoi cc hnh thc sinh sn in hnh trn, nm mc cn c hnh thc sinh sn
phn no phc tp hn, gn ging vi thc vt. l mt s loi thuc lp nm m
(Basidiomycetes). 2.4.2.4. ngha thc tin ca nm mc Nm mc (hay nm si)
l mt nhm vi sinh vt phn b rng ri trong thin nhin. Chng tham gia tch
cc vo cc qu trnh chuyn ho vt cht, khp kn cc vng tun hon vt cht
trong t nhin. Kh nng chuyn ho vt cht ca chng c ng dng trong nhiu
ngnh, c bit l ch bin thc phm (lm ru, lm tng, nc chm v.v....). Mt
khc, c nhiu loi nm mc mc trn cc nguyn, vt liu, dng, thc phm ... ph
hng hoc lm gim cht lng ca chng. Mt s loi cn gy bnh cho ngi, ng vt
thc vt (bnh lang ben, vy nn ngi, nm r st thc vt v.v...). Ngoi cc
nhm vi sinh vt chnh m t trn, thuc v cc vi sinh vt c kch thc hin vi
c th xp vo i tng ca vi sinh vt hc cn c cc nhm to n bo gi l vi to,
cc nhm nguyn sinh ng vt nh trng roi, amip v.v...
Tt c nhng sinh vt nh b ni trn to thnh th gii vi sinh vt v cng
phong ph, chng phn b khp mi ni trn hnh tinh chng ta. Chng tham gia
vo cc qu trnh chuyn ho vt cht, khp kn cc vng tun hon vt cht trong
thin nhin, lm cho s cn bng vt cht c n nh v t bo v s cn bng sinh
thi. Ngi ta c th s dng nhiu nhm vi sinh vt vo mc ch bo v mi trng. V
d nh nhm vi sinh vt phn hu cht hu c trong rc thi, nhm vi sinh vt
phn hu cc cht c hi thnh cht khng c. Trong cng ngh x l cht thi bng
phng php sinh hc c s dng rt nhiu nhm vi sinh vt khc nhau. Vi sinh
vt cn c ng dng trong nhiu ngnh sn xut nh ch to phn bn sinh hc, thuc
bo v thc vt sinh hc ... nhm mc ch thay th cc cht ho hc c hi vi mi
trng. S phn b rng ri ca vi sinh vt trong cc mi trng t nhin ng vai
tr quyt nh vo kh nng t lm sch mi trng ,
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
54
cng vi nhng yu t l hc, ho hc v sinh hc khc. Vi sinh vt ng vai tr
quan trng trong vic lm nn kh nng chu ti ca mi trng, chnh l khnng t
lm sch mi trng, gi cho mi trng t nhin khng b nhim.
Tuy nhin, bn cnh nhng nhm vi sinh vt c kh nng lm sch mi trng, li
c nhng nhm gy nhim mi trng. chnh l nhm cc vi sinh vt gy cc bnh v
cng nguy him cho ngi, ng vt v thc vt.
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
55
Hnh 1.35. S hnh thnh ng bo t v cc kiu ng bo t
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
56
Hnh 1.36. Cc loi bo t ti
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
57
Hnh 1.37. Cc loi bo t trn
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
58
Hnh 1.38. Qu trnh hnh thnh bo t ti (t A n J)
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
59
CHNG II SINH L I CNG VI SINH VT
2.1. DINH DNG CA VI SINH VT
2.1.1. Thnh phn t bo ca vi sinh vt
Cc cht dinh dng i vi vi sinh vt l bt k cht no c vi sinh vt hpth
t mi trng xung quanh v c chng s dng lm nguyn liu cung cpcho cc qu
trnh sinh tng hp to ra cc thnh phn ca t bo hoc cung cp cho cc qu
trnh trao i nng lng.
Qu trnh hp th cc cht dinh dng tho mn mi nhu cu sinh trng v pht
trin c gi l qu trnh dinh dng.
Hiu bit v qu trnh dinh dng l c s tt yu c th nghin cu, ng dng hoc
c ch vi sinh vt.
Khng phi mi thnh phn ca mi trng nui cy vi sinh vt u c coi l cht
dinh dng. Mt s cht rn cn thit cho vi sinh vt nhng ch lm nhim v bom
cc iu kin thch hp v th oxi ho - kh, v pH, v p sut thm thu, v cn bng
ln ... Cht dinh dng phi l nhng hp cht c tham gia vo cc qu trnh trao
i cht ni bo.
Thnh phn ho hc ca t bo vi sinh vt quyt nh nhu cu dinh dng
cachng. Thnh phn ho hc cu to bi cc nguyn t C, H, O, N, cc nguyn
tkhong a lng v cc nguyn t khong vi lng. Ch ring cc nguyn t C, H, O,
N, P, S, K. Na chim n 98% khi lng kh ca t bo vi khun E.Coli.
Bng 2.1. Thnh phn cc nguyn t ch yu ca t bo vi khun E.Coli
(S.E.Luria) Nguyn t % Cht kh Nguyn t % Cht kh
C 50 Na 1,0
O 20 Ca 0,5
N 14 Mg 0,5
H 8 Cl 0,2
P 3 Fe
S 1 Cc nguyn 0,3
K 1 t khc
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
60
Lng cha cc nguyn t cc vi sinh vt khc nhau l khng ging nhau. cc
iu kin nui cy khc nhau, cc giai on khc nhau lng cha cc nguyn ttrong
cng mt loi vi sinh vt cng khng ging nhau. Trong t bo vi sinh vt cc
hp cht c phn thnh 2 nhm ln: (1). Nc v cc mui khong; (2). Cc chthu
c.
Bng 2.2. Cc nhm hp cht ch yu ca t bo vi khun E. Coli
Loi hp cht Nc Protein ADN ARN Hidrat C Lipit Cht hu c
phn t nh
Cc phn
t v c
Lng cha (%) 70 15 1 6 3 2 2 1
2.1.1.1. Nc v mui khong
Nc chim m 70 - 90% khi lung c th sinh vt. Tt c cc phn ng xyra
trong t bo vi sinh vt u i hi c s tn ti ca nc. vi khun lng chanc
thng l 70 - 85%, nm si thng l 85 - 90%.
T c xa ngi ta bit s dng phng php sy kh thc phm nh chs pht trin
ca vi sinh vt. Vic s dng mui hoc ng bo qun thc phmchng qua cng ch
nhm to ra mt s kh cn sinh l khng thch hp cho s pht trin ca vi sinh
vt.
Yu cu ca vi sinh vt i vi nc c biu th mt cch nh lng bng hot ng ca
nc (water activity, aw) trong mi trng. hot ng ca nccn c gi l th nng
ca nc (water potential, pw):
Ow p
pa
y p l p lc hi ca dung dch cn pO l p lc hi nc. Nc nguyn cht c aw
= 1, nc bin c aw = 0,980, mu ngi c aw = 0,995, c mui c aw = 0,750;
ko, mc c aw = 0,700.
Mi sinh vt thng c mt tr s aw ti thch v mt tr s aw ti thiu. Mt
ssinh vt c th pht trin c trong mi trng c tr s aw rt thp, ngi ta
gichng l cc vi sinh vt chu p (osmophyl). Chng hn aw c th chp nhn c
caSaccharomyces rouxii l 0,850; ca Saccharomyces bailii; ca
Pennicillium l 0,800; ca Halobacterium, Halococcus l 0,750; ca
Xeromyces bisporus l 0,700 ...
Phn nc c th tham gia vo cc qu trnh trao i cht ca vi sinh vt cgi
l nc t do. a phn nc trong t bo vi sinh vt tn ti dng nc t do.
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
61
Nc kt hp l phn nc lin kt vi cc hp cht hu c cao phn t trong t bo
(protein, lipit, hidrat cacbon ...). Nc lin kt mt kh nng ho tan v
lu ng.
Mui khong chim khong 2 - 5% khi lng kh ca t bo. Chng thngtn ti
di dng cc mui sunphat, photphat, cacbonat, clorua ... Trong t bo
chng thng dng cc ion. Dng cation chng hn nh Mg2+, Ca2+, K+, Na+ ...
Dng anion chng hn nh
324
24 HCOSOHPO ,, , Cl
- ... Cc ion trong t bo vi sinh vt lun tn ti nhng t l nht nh nhm
duy tr pH v lc thm thu thch hp cho tng loivi sinh vt.
Bng 2.3. Mc aw thp nht i vi mt s vi sinh vt
S th t Nhm vi sinh vt aw thp nht
1 Phn ln vi khun gram (-) 0,97
2 Phn ln vi khun gram (+) 0,90
3 Phn ln nm men 0,88
4 Phn ln nm si 0,80
5 Vi khun a mn 0,75
C th hn ta c th tham kho bng sau v kh nng pht trin ca vi sinh vt
nhng gi tr aw khc nhau.
Bng 2.4. Kh nng pht trin ca vi sinh vt gi tr aw ti thiu khc
nhau
S th t Vi sinh vt aw
1 Cania scottii 0,92
2 Trichosporon pullulans 0,91
3 Candida zeylanoides 0,90
4 Staphylococcus aureus 0,86
5 Atternaria citri 0,84
2.1.1.2. Cht hu c
Cht hu c trong t bo vi sinh vt ch yu cu to bi cc nguyn t C, H,
O, N, P, S ... Ring 4 nguyn t C, H, O, N chim ti 90 - 97% ton b cht
kh ca tbo. l cc nguyn t ch cht cu to nn protein, axit nucleic,
lipit, hidrat cacbon. Trong t bo vi khun cc hp cht i phn t thng
chim ti 96% khi
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
62
lng kh, cc cht n phn t ch chim c 3,5% cn cc ion v c ch c 1% m
thi.
Bng 2.5. Thnh phn ho hc ca mt t bo vi khun
(F.C Neidhardt, 1987)
Phn t% khi lng
kh (1) S phn t/ t bo S loi phn t
Nc - 1
Tng s cc i phn t 96 24.609.802 khong 2500
Protein 55 2.350.000 khong 1850
Polisaccarit 5 4.300 2 (2)
Lipit 9,1 22.000.000 4 (3)
ADN 3,1 2,1 1
ARN 20,5 255.500 khong 660
Tng s cc n phn t 3,5 khong 350
Axit amin v tin th 0,5 khong 100
ng v tin th 2 khong 50
Nucleotic v tin th 0,5 khong 200
Cc ion v c 1 18
Tng cng 100
Ch thch :
(1) khi lng kh ca 1 t bo vi khun E.Coli ang sinh trng mnh l 2,8
x 10-13
g.
(2) : Peptidoglican v glicogen
(3) : l 4 loi photpholipit, mi loi c nhiu nhm khc nhau ph thuc
vo thnh phn axit bo.
a. Protein : cu to ch yu bi cc nguyn t : C (50 - 55%), O (21 -
24%), N (15 - 18%), H (6,5 - 7,3%), S (0 - 0,24%), ngoi ra cn c th
c mt lng rt nh cc nguyn t khc nhau P, Fe, Zn, Cu, Mn, Ca ...
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
63
Protein c to thnh t cc axit amin. Khi hnh thnh protein cc axit
amin ni lin vi nhau qua lin kt peptit (lin kt cng ho tr). Lin kt ny
(-CO-NH-) c to thnh do phn ng kt hp gia
nhm D-cacboxyl
OC
Oca mt axit amin ny vi nhm D-amin (+H3N-) ca mt
axit amin khc v loi i mt phn t nc :
NH2 NH3+
H C COOH H C COO-
R R Dng khng ion ho Dng ion lng cc ca axit amin ca axit amin
O O +H3N CH C + +H3N CH C o
R1 O- O-
O O
+H3N CH C NH CH C
Tu s lng axit amin lin kt vi nhau m ta c cc dipeptit, tripeptit,
tetrapeptot, pentapeptit ... T phn t c 15 lin kt peptit tr ln ta gi
l polipeptit. Polipeptit ny cn c gi l protein. C lc 1 protein c to
thnh do vi polipeptit lin kt li vi nhau.
C 20 loi axit amin tham gia vo cu trc ca protein, s gc axit amin
l rtln v vy c th to ra c ti 2018 loi protein khc nhau (hin bit r cu
trc 3 chiu ca khang trn 100 loi protein). Cc protein ny c th c xp
loi theo hnh dng, theo cu trc hoc theo chc nng.
Axit amin oligopeptit (dipeptit, tripeptit ...)
Polipeptit
Protein
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
64
- Xp loi theo hnh dng : - Protein hnh si - Protein hnh cu - Xp
loi theo cu trc : - Protein n gin - Protein phc tp (protein kt
hp)
x Nucleoprotein (Protein + axit nucleic)
x Glicoprotein (Protein + hidrat cacbon)
x Mucoprotein (Protein + mucopolisaccarit)
x Photphoprotein (Protein + axit photphoric)
x Cromoprotein (Protein + hp cht c mu)
x Metaloprotein
(Protein + kim loi)
- Xp loi theo chc nng
- Protein phi hot tnh (kin to, d tr ...)
- Protein hot tnh (xc tc, vn ti, chuyn ng, truyn xung thn kinh,
iuho, bo v ...)
Trong t bo vi sinh vt ngoi protein, peptit cn c c nhng axit amin
trngthi t do.
Axit nucleic cu to ch yu bi N (1 - 16%), P (9 - 10%), phn cn li
l C, H, O. Cn c vo ng pentoz trong phn t m axit nucleic c chia thnh
2 loi: ADN (axit deoxiribonucleic, cha deoxiriboz) v ARN (axit
ribonucleic, chariboz).
Cc sn phm thu phn ca 2 loi axit nucleic ny l nh sau:
Axit photphoric
ARN o Polinucleotit o Nucleotit D - Riboz
Nucleozit
Baz nit
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
65
- Adenin (A)
- Guanin (G)
- Uraxin (G)
- Xitozin (X)
Axit photphoric
ADN o Polinucleotit o Nucleotit D - 2 - Deoxiriboz
Nucleozit
Baz nit
- Adenin (A)
- Guanin (G)
- Timin (T)
- Xitozin (X)
T l G + X cc vi sinh vt khc nhau l c th khng ging nhau. y l mtch
tiu quan trng c s dng trong phn loi vi sinh vt trong giai on hin
nay.
b. Hydrat cacbon (cu to bi C, H, O) vi sinh vt c th chia thnh 3
nhm:
- Monosaccarit:
+ Pentoz : riboz, deoxiriboz
+ Hexoz : glucoz, fructoz, galactoz
- Oligosaccarit:
+ Disaccarit : saccaroz, lactoz, maltoz ...
+ Trisaccarit : rafinoz ...
- Poligosaccarit : tinh bt, glixerin, dextrin, xenluloz, axit
hialuronic ...
c. Lipit trong t bo vi sinh vt thng c 2 nhm: lipit n gin v lipit
phctp (lipoit).
- Lipit n gin (este ca glixerin v axit bo): ch yu l
triaxinglixerol.
- Lipit phc tp:
+ Photpholipit : ch yu l photphoglixerit ...
+ Glicolipit : galactozylglixerit, sulfoglucozylglixerit ...
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
66
C nhng loi nm men lng lipit cha ti 50 - 60% lipit. Photpholipit
kt hpvi protein to thnh lipoprotein. Chng tham gia vo cu trc ca mng
t bo cht, mng ti th ...
d. Vitamin : C s khc nhau rt ln trong nhu cu ca vi sinh vt. C
nhng vi sinh vt t dng cht sinh trng (auxoautotroph) chng c th t tng
hp ra cc vitamin cn thit. Nhng cng c nhiu loi vi sinh vt d dng cht
sinh trng (auxoheterotroph), chng i hi phi cung cp t hoc nhiu loi
vitamin khc nhau. Vai tr ca mt s vitamin trong hot ng sng ca vi
sinh vt c hiu tm tt nhsau :
Bng 2.6. Vai tr ca vitamin i vi vi sinh vt
Vitamin Dng coenzim Chc nng
Tiamin (avevrin, B1) Tiamin pirophotphat (TPP) Oxi ho v kh
cacboxyl cc ketoaxit, chuyn nhm aldeit
Riboflavin
(lactoflavin, B2)
Flavinmononucleotit
(FMN), flavin adenin dinucleotit (FAD)
Chuyn hydro
Axit pantotenic (B3) Coenzim A Oxi ho ketoaxit v tham gia vo
trao i cht ca axit bo
Niaxin (a. nicotinic, nicotinamin, B5)
Nicotin adenin
Dinucleotit (NAD) v NADP
Kh hydro v chuyn hydro
Piridoxin (pirdoxal, piridoxamin, B6)
Piridoxal photphat Chuyn amin, kh amin, khcacboxyl raxemin ho
axit amin
Biotin (B7, H)
Axit folic (folaxin, B9, M, Bc ...)
Biotin
Axit tetrahidrofolic
Chuyn CO2 v nhm cacboxilic
Chuyn n v 1 cacbon
Chuyn CO2 cc nhm cacboxilic
(Axit APAB paraaminobenzoic, B10)
Axit tetrahidrofolic Chuyn n v 1 cacbon
Xianocobalamin Metilxianocobalamit Chuyn nhm metyl
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
67
(cobalamin, B12)
Axit lipoic Lipoamit Chuyn nhm axyl v nguyn thydro
Axit ascocbic
(Vitamin C)
L cofacto trong hydroxyl ho
Ecgocanxiferol
(Vitamin D2)
1,25 - dihidroxicole-canxiferol
Trao i canxi v photpho
2.1.2. Cc ngun dinh dng chnh ca vi sinh vt
2.1.2.1. Ngun thc n cacbon ca vi sinh vt
Cn c vo ngun thc n cacbon m ngi ta chia vi sinh vt thnh cc nhm
sinh l sau y:
* Nhm 1: T dng
- T dng quang nng. Ngun C l CO2, ngun nng lng l nh sng.
- T dng ho nng. Ngun C l CO2, ngun nng lng l mt s hp chtv c n
gin.
* Nhm 2: D dng
- D dng quang nng
Ngun C l cht hu c ..., ngun nng lng l nh sng, v d vi khunkhng lu
hunh mu ta.
- D dng ho nng:
Ngun C l cht hu c, ngun nng lng l t s chuyn ho trao i chtca cht
nguyn sinh ca mt c th khc. V d ng vt nguyn sinh, nm, mt svi
khun.
- Hoi sinh:
Ngun C l cht hu c. Ngun nng lng l t s trao i cht ca chtnguyn
sinh cc xc hu c. V d nhiu nm, vi khun.
- K sinh :
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
68
Ngun C l cht hu c. Ngun nng lng l ly t cc t chc hoc dch thca mt
c th sng. V d cc vi sinh vt gy bnh cho ngi, ng vt, thc vt.
Nh vy l tu nhm vi sinh vt m ngun cacbon c cung cp c th l chtv c
(CO2, NaHCO3, CaCO3 ...) hoc cht hu c. Gi tr dinh dng v kh nng hp
th cc ngun thc n cacbon khc nhau ph thuc vo 2 yu t : mt l thnh phn
ho hc v tnh cht sinh l ca ngun thc n ny, hai l c im sinh l catng
loi vi sinh vt. Trn th gii hu nh khng c hp cht cacbon hu c no m
khng b hoc nhm vi sinh vt ny hoc nhm vi sinh vt khc phn gii. Khng t
vi sinh vt c th ng ha c c cc hp cht cacbon rt bn vng nh cao su,
chtdo, du m, parafin, kh thin nhin. Ngay focmon l mt ho cht dit
khun rtmnh nhng cng c nhm nm si s dng lm thc n.
Nhiu cht hu c v khng tan c trong nc hoc v c khi lng phn tqu ln
cho nn trc khi c hp th, vi sinh vt phi tit ra cc enzim thu phn
(amilaza, xenlulaza, pectinaza, lipaza ...) chuyn ho chng thnh cc
hp cht dhp th (ng, axit amin, axit bo ...)
Ngi ta thng s dng ng lm thc n cacbon khi nui cy phn lncc vi sinh
vt d dng. Cn ch rng ng n nhit cao c th b chuynho thnh loi hp cht c
mu ti gi l ng chy rt kh hp th. Trong mi trng kim sau khi kh trng ng
cn d b axit ho v lm bin i pH mi trng. trnh cc hin tng ny khi kh
trng mi trng cha ng ngi ta thng ch hp p lc 0,5 atm (112,50C) v duy
tr trong 30 pht. Vi cc loing n tt nht l nn s dng phng php hp gin on
(phng php Tyndal) hoc lc ring dung dch ng (thng dng nng 20%) bng nn
lc hoc mng lc vi khun sau mi dng thao tc v trng b sung vo cc mi
trng khtrng.
Khi ch to cc mi trng cha tinh bt trc ht phi h ho tinh bt nhit 60
- 700C sau un si ri mi a i kh trng ni hp p lc.
Xenluloz c a vo cc mi trng nui cy vi sinh vt phn giixenluloz di
dng giy lc, bng hoc cc loi bt xenluloz (cellulose powder, avicel
...)
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
69
Khi s dng lipit, parafin, du m ... lm ngun cacbon nui cy mt s
loivi sinh vt phi thng kh mnh cho tng git nh c th tip xc c vi thnh
tbo tng vi sinh vt.
nui cy cc loi vi sinh vt khc nhau ngi ta dng cc nng ng khng ging
nhau. Vi vi khun, x khun ngi ta thng dng 0,5 - 0,2% ngcn i vi nm
men, nm si li thng dng 3 - 10% ng.
Hu ht vi sinh vt ch ng ho c cc loi ng dng ng phn D. Cng may l
phn ln cc ng phn ca ng n trong t nhin u l thuc loi D ch khng phi
loi L.
Cc hp cht hu c cha c C v N (pepton, nc tht, nc chit ng, ncchit
nm men, nc chit i mch, nc chit gi u ...) c th s dng va lm ngun C va
lm ngun N i vi vi sinh vt.
Phm vi ng ho cc ngun thc n cacbon ca tng loi vi sinh vt c th
rtkhc nhau. C thc nghim cho thy loi vi khun Pseudomonas cepacia c
th ngho trn 90 loi ngun thc n cacbon khc nhau, trong khi cc vi khun
sinh mtan ch c th ng ho c CO2 v vi loi hp cht cha 1C hoc 2C m
thi.
Vi vi sinh vt d dng ngun thc n cacbon lm c hai chc nng :
ngundinh dng v ngun nng lng.
Mt s vi khun d dng, nht l cc vi khun gy bnh sng trong mu, trong
cc t chc hoc trong rut ca ngi v ng vt mun sinh trng c ngoi ngun
cacbon hu c cn cn phi c cung cp mt lng nh CO2 th mi pht trin c.
Trong cng nghip ln men ngun r ng l ngun cacbon r tin v rt thch
hp s dng i vi nhiu loi vi sinh vt khc nhau.
Bng 2.7. Thnh phn ho hc ca r ng ma v r ng c ci
Thnh phn T l R ng c ci R ng ma
ng tng s % 48 - 52 48 - 56
Cht hu c khc ng % 12 - 17 9 - 12
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
70
Protein (N x 6,25) % 6 - 10 2 - 4
Kali % 2,0 - 7,0 1,5 - 5,0
Canxi % 0,1 - 0,5 0,4 - 0,8
Magie % khong 0,09 khong 0,06
Photpho % 0,02 - 0,07 0,6 - 2,0
Biotin Mg/kg 0,02 - 0,15 1,0 - 3,0
Axit pantotenic Mg/kg 50 - 110 15 -55
Inozitol Mg/kg 5000 - 8000 2500 - 6000
Tiamin Mg/kg khong 1,3 khong 1,8
2.1.2.2. Ngun thc n Nit ca vi sinh vt
Ngun Nit d hp th nht i vi vi sinh vt l NH3 v NH4+. Trc y c quan
im cho rng mt s vi khun khng c kh nng ng ho mui amon. Quan im ny
khng ng. Ngy nay ngi ta cho rng tt c cc loi vi sinh vt u c kh nng s
dng mui amon. i khi c nhng loi vi sinh vt khng pht trin ctrn cc mi
trng cha mui amon th nguyn nhn khng phi bn thn gc NH4+
m l chua sinh l do cc mui ny to ra. Sau khi ng ha gc NH4+ trong
mi trng s tch lu cc anion v c (SO42-, HPO42-, Cl- ...) v v th m lm
h thp rtnhiu tr s pH ca mi trng. Mui amon ca cc axit hu c t lm chua
mi trng hn do c lc c s dng nhiu hn (mc du t hn). Ure l ngunthc n
nit trung tnh v mt sinh l. Khi b phn gii bi enzim ureaza, ure s
giiphng thnh NH3 v CO2. Phn NH3 c vi sinh vt s dng m khng lm chua
mi trng nh i vi cc mui amon :
NH2 - CO - NH2 + H2O 2NH3 + CO2 Nhiu khi nui cy vi sinh vt bng
ngun nit l ure ngi ta phi b sung thm mui amon (nh amon sunfat chng
hn). S d nh vy l bi v phi c thc nnit d hp th cho vi sinh vt pht
trin th mi c th sn sinh ra c ureaza thy phn ure.
Cng c loi vi sinh vt s d khng pht trin c trn mi trng ch c ngun
thc n nit l mui amon khng phi v khng ng ho c mui ny m l
ureaza
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
71
do chng i hi phi c cung cp thm mt vi loi axit amin khng thay th
no .
Mui nitrat l ngun thc n nit thch hp i vi nhiu loi to, nm si v x
khun nhng t thch hp i vi nhiu loi nm men v vi khin. Sau khi vi sinh
vt s dng ht gc NO3- cc ion kim loi cn li (K+, Na+, Mg2+ ...) s lm
kim ho mi trng. trnh hin tng ny ngi ta thng s dng mui NH4NO3 lm
ngun nit cho nhiu loi vi sinh vt. Tuy nhin gc NH4+ thng b hp th
nhanh hn, ri mi hp th n gc NO3-.
Ngun nit c d tr nhiu nht trong t nhin l ngun kh nit t do
(N2)trong kh quyn. Chng chim t l rt cao trong khng kh (75,5% theo
khi lnghoc 78,16% theo th tch). S lng nit trong lp kh quyn bn trn
mi ha t ainhiu ti 85000 tn, cn tng s nit trong c kh quyn l
khong4.000.000.000.000.000 tn. Trong kh Nit (N2) hai nguyn t N lin
kt vi nhau bng 3 dy ni rt bn vng (N { N). Nng lng ca 3 dy ni ny cao
ti 225 kcal/M. Chnh v vy m N2 rt kh kt hp vi cc nguyn t khc v nit c
rtnhiu chung quanh ta m c ngi, c ng vt ln cy trng u lun lun thiu
thnthc n nit. Chng hn nh my phn m ho hc, mun lm cho N2 lin kt cvi
N2 to thnh NH3 ngi ta phi dng mt nhit l 5000C v mt p sutcao ti 350
atm.
a s vi sinh vt khng c kh nng ng ho N2 trong khng kh. Tuy nhin c
nhng vi sinh vt c th chuyn ho N2 thnh NH3 nh hot ng xc tc ca mth
thng enzim c tn gi l nitrogenaza. Ngi ta gi cc vi sinh vt ny l vi
sinh vt c nh nit (nitrogen - fixing microorganisms) cn qu trnh ny c
gi l qu trnh c nh nit (nitrogen fixation). Chng ta s xem xt qu trnh
ny mt chngkhc.
Vi sinh vt cn c kh nng ng ho rt tt nit cha trong cc thc n huc.
Cc thc n ny s va l ngun cacbon va l ngun nit cung cp cho vi sinh
vt. Vi sinh vt khng c kh nng hp th trc tip cc protein cao phn t. Ch
c cc polipeptit cha khng qu 5 gc axit amin mi c th di truyn trc tip
qua mng t bo cht ca vi sinh vt. Rt nhiu vi sinh vt c kh nng sn sinh
proteaza xc tc vic thu phn protein thnh cc hp cht phn t thp c kh
nng xm nhp vo tbo vi sinh vt.
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
72
Ngun nit hu c thng c s dng nui cy vi sinh vt l pepton loich phm
thu phn khng trit ca mt ngun protein no y. Chng khc nhau v lng cha
cc loi polipeptit v lng cha axit amin t do.
V axit amin ngi ta nhn thy c th c ba quan h khc nhau i vi tng
loi vi sinh vt. C nhng loi vi sinh vt khng cn i hi phi c cung cp bt
kloi axit amin no. Chng c kh nng tng hp ra ton b cc axit amin m
chng cnthit t NH4+ v cc cht hu c khng cha nit. Ngi ta gi nhm vi
sinh vt ny l nhm t dng amin. C nhng loi vi sinh vt ngc li bt buc
phi c cung cpmt hoc nhiu axit amin m chng cn thit. Chng khng c kh
nng t tng hpra c cc axit amin ny. Ngi ta gi chng l nhm d dng amin.
Loi th ba l loi cc vi sinh vt khng c cc axit amin trong mi trng vn
pht trin c,nhng nu c mt mt s axit amin no th s pht trin ca chng s c
tngcng hn nhiu.
Nhu cu v axit amin ca cc loi vi sinh vt khc nhau l rt khc nhau.
Trong khi cc loi ng vt khc nhau rt xa thng cng ch c nhu cu ging
nhau v cc axit amin th gia cc loi vi sinh vt rt ging nhau v hnh thi
v rt gn nhau v vtr phn loi li c th i hi rt khc nhau v cc axit amin.
Cc axit amin m c thsinh vt i hi phi c cung cp (cng tc l cc axit
amin m c th sinh vtkhng t tng hp c) gi l cc axit amin khng thay th.
Danh sch cc axit amin khng thay th i vi mi loi sinh vt c gi l
aminogram ca loi y.Aminogram ca vi sinh vt rt khc nhau. Nhiu loi vi
khun tu thuc nhm ddng amin nhng ch i hi 1 - 2 loi axit amin no .
Trong khi c loi vi sinh vt nu khng c cung cp y 17 - 18 loi axit
amin th khng th pht trinc. Khng c cc axit amin khng thay th chung
cho tt c cc vi sinh vt. Ci l cn thit vi loi vi sinh vt ny c th l
hon ton khng cn thit i vi loi vi sinh vt khc.
i vi a s cc loi vi khun ngi ta thng nui cy c thnh phn nh sau
:
Pepton 5g
Cao tht 3g
NaCl 8g
Nc ct 1000 ml
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
73
Nu lm mi trng c th b sung thm 15 - 20g thch (tu theo cht lng ca
thch).
Tuy vy c nhng vi sinh vt nui cy c ta phi chun b mi trng virt
nhiu thnh phn khc nhau.
Cc ng phn axit amin dy D thng khng c vi sinh vt hp th. Chng thng
manh tnh c tnh i vi t bo. Ngi ta bit cc D - axit amin c th c mt
trong mt s loi cht khng sinh (nh gramixidin, polimixin, actonomixin
...). Ch c mt s loi nm mc c cha enzim raxemaza mi c kh nng chuyn ho
D - axit amin thnh L -axit amin.
tm hiu mi quan h vi axit amin ca mt chng vi sinh vt no trcht ngi
ta cy chng vi sinh vt ny ln mt mi trng dinh dng c ngun Nitduy nht l
mui amon. Nu chng pht trin c th chng t chng thuc nhm tdng amin. Nu
chng khng pht trin c v sau khi b sung hn dch axit amin (dch thu phn
cazein c trn thm triptophan) li pht trin tt chng t chng thucnhm d
dng amin. Nu b sung hn dch axit amin ri m chng vn khng pht trin c
th phi tm xem cn nhng nhu cu no khc cha c p ng (v nguncacbon, v
vitamin, v cht khong, v pH, v th xi ho kh ca mi trng).
Mun bit r mi quan h ca mt chng vi sinh vt vi tng loi axit amin
ring bit, ngi ta phi s dng nhng mi trng c cha y ngun thc ncacbon,
khong, vitamin ( dng ho cht tinh khit) nhng khng cha axit amin. Ln
lt b sung tng loi axit amin vo mi trng v theo di nh hng ca chng i
vi s pht trin ca chng vi sinh vt ny. Cng c th da vo mi trng mthn
dch y cc axit amin v cc hn dch loi b m cch phn bit tng axit amin
mt. Theo di s pht trin ca vi sinh vt s xc nh c nhu cu ca chng i vi
tng loi axit amin.
Kt qu thc nghim trnh by trong bng di y cho thy trong s cc vi
sinh vt d dng amin tu loi, thm ch tu tng typ khc nhau, m c nhng
miquan h rt khc nhau i vi cc axit amin.
Ni chung cc vi khun gy bnh, vi khun gy thi, vi khun lactic (sng
trong sa) ... thng i hi phi c cung cp nhiu axit amin c sn. Cc loi
vi khunthng sng trong t (Azotobacter, Clostridium pasteurianum, cc
vi khun t dngho nng ...) c kh nng t tng hp tt c cc axit amin cn
thit i vi chng. Nm
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
74
mc, nm men v x khun cng thng khng i hi cc axit amin c sn. Tuy
nhin s c mt ca cc axit amin trong mi trng s lm nng cao tc pht
trinca chng.
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
75
Bng 2.8. Mi quan h ca VSV vi cc axit amin khc nhau
LOI SINH VT
Corynebacterium
diphtheria Loi axit amin ng vt
c v
Staphy-
lococcus gy
tan mu
Lacto-
bacterium
casei
Streptococc
us faecalis HY PW8
Staphy-
tococcus
aureus
Lizin + + (+) + - - -
Acginin (+) + + + - - -
Histidin + + (+) - + - -
Phenylatanin + + + - + - -
Tirozin - + + (+) - - -
Triptophan + + + + + - +
Prolin - + - - - - -
Glixin - + - + + - -
Alanin - + (+) + - - -
Valin + + + - + + -
Lxin + + + + - + -
Izolxin + + (+) + - - -
Xerin - + + + - - -
Treonin + + (+) + - - -
Xixtein - + + (+) + + -
Metionin + + (+) - + + +
Axit asparaginic - + + + - - -
Axit glutamic - - + + + + -
Ghi ch : + : Cn thit
- : Khng cn thit
(+) : C tc dng kch thch
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
76
Nhiu loi vi sinh vt c kh nng dng mt loi axit amin no lm ngunthc
n nit duy nht. Chng s phn gii axit amin ny thnh NH3 ri sau t tnghp
nn hng lot cc axit amin khc.
C nhng chng vi sinh vt biu hin mi quan h rt mt thit gia nng ca
mt axit amin no trong mi trng v mc pht trin ca chng. Ngi ta gi chng
l nhng vi sinh vt ch th v dng chng trong vic nh lng axit amin.
2.1.2.3. Ngun thc n khong ca vi sinh vt
Khi s dng cc mi trng thin nhin nui cy vi sinh vt ngi ta thng
khng cn thit b sung cc nguyn t khong. Trong nguyn liu dng lm cc mi
trng ny (khoai ty, nc tht, sa, huyt thanh, peptn, gi u ...) thng c
cha cc nguyn t khong cn thit i vi vi sinh vt. Ngc li khi lm cc mi
trng tng hp (dng nguyn liu l ho cht) bt buc phi b sung cc nguyn t
khong cn thit. Nhng nguyn t khong m vi sinh vt i hi phi c cung cp
vi liu lng ln c gi l cc nguyn t i lng. Cn nhng nguyn tkhong m vi
sinh vt ch i hi vi nhng liu lng rt nh c gi l cc nguyn t vi lng.
Nng cn thit ca tng nguyn t vi lng trong mi trng thng ch vo khon
10-6 - 10-8M.
Hm lng cc cht khong cha trong nguyn sinh cht vi sinh vt thngthay
i tu loi, tu giai on pht trin v tu iu kin nui cy. Thnh phnkhong ca
t bo cc loi vi sinh vt khc nhau thng l chnh lch nhau rt nhiu. Chng
hn c nghin c (Mesrobiana v Peuneska, 1963) cho bit thnh phn khong
mt s vi khun gy bnh nh sau (% cht khong) :
P2O5 4,93 - 74,38 Na2O 0,2 - 28,08
K2O 2,4 - 39,8 Cl 0,03 - 43,69
SO3 0,5 - 28,8 MgO 0,12 - 12,0
CaO 0,3 - 14,0
Nhu cu ca vi sinh vt cng khng ging nhau i vi tu loi, tu giai
onpht trin. Ngi ta nhn thy nng cn thit v cc mui khong i vi vi
khun,nm v x khun thng thay i trong cc phm vi sau y :
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
77
Bng 2.9. Nng cn thit v mui khong ca vi sinh vt
Nng cn thit (g/l) Mui khong
i vi vi khun i vi nm v x khun
K2HPO4 0,2 - 0,5 1 - 2
KH2PO4 0,2 - 0,5 1 - 2
MgSO4. 7H2O 0,1 - 0,2 0,2 - 0,5
MnSO4. 4H2O 0,005 - 0,01 0,02 - 0,1
FeSO4. 7H2O 0,005 - 0,01 0,05 - 0,02
Na2MO4 0,001 - 0,05 0,01 - 0,02
ZnSO4 . 7H2O - 0,02 - 0,1
CoCl2 ti 0,03 ti 0,06
CaCl2 0,01 - 0,03 0,02 - 0,1
CaSO4. 5H2O 0,001 - 0,005 0,01 - 0,05
Thnh phn mi trng c th thay i tu theo mt s tnh ton no sao cho nng
chung ca mi cation hoc mi anion ph hp vi s lng nu ln trong bng ni
trn.
- P bao gi cng chim t l cao nht trong s cc nguyn t khong ca t bo
vi sinh vt (nhiu khi P chim n 50% so vi tng s cht khong). P c mt
trong cu to ca nhiu thnh phn quan trng ca t bo (axit nucleic,
photphoprotein, photpholipit, nhiu coenzim quan trng nh ADP, ATP,
UDP, UTP, XDP, XTP, NAD, NADP, Flavin ... ; mt s vitamin nh tiamin,
biotin ...) m bo ngun dinh dng photpho, ngi ta thng s dng cc loi
photphat v c. Vic b sung photphat (nht l photphat kali) vo cc mi
trng dinh dng ngoi tc dng cung cp P cn c tc dng to ra tnh m ca mi
trng. Vi cc t l thch hp hn hpmui KH2PO4 v K2HPO4 c th to ra nhng mc
pH n nh trong khong pH = 4,5 - 8,0 trong mi trng axit K2HPO4 s to
ra ion H+ :
HPO42- + H2O H2PO4- + OH-
H2PO4- HPO42- + H+
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
78
- S cng l mt nguyn t khong quan trng trong t bo vi sinh vt. S
cmttrong mt s axit amin (xixtin, xixtein, metionin), mt s vitamin
(biton, tiamin ...). xixtin, xixtein v mt tripeptit l glutation
khng nhng tham gia vo cu trc protein m cn c vai tr quan trng trong
cc qu trnh oxi ho kh. Vic chuyn nhm sunphidrin thnh nhm disunphit c
vai tr rt ln trong qu trnh chuyn in t tnguyn liu h hp n oxi phn
t.
2RSH RS - SR + 2H
Cc hp cht hu c c cha lu hunh dng oxi ho thng c tc dng ci vi t bo
vi sinh vt (c th k ti trng hp streptoxit v cc sunphamit khc). Trong
khi cc mui sunphat v c vi nguyn t lu hunh cng trng thi oxi ho th li
c c th vi sinh vt ng ho rt tt. Mt s vi sinh vt c th dng cS2O32-
(tiosunphat) lm ngun thc n lu hunh. Mt s vi sinh vt khc li i hicc
thc n cha lu hunh dng kh (H2S, xixtin, xixtein ...)
- Fe l nguyn t rt cn thit gip vi sinh vt c th tng hp mt s men
loi pocphirin cha st (nh xitocrom, xitocromoxidaza, peroxidaza,
catataza ...). Nguyn t nit ca 4 nhn piron nh cc lin kt ho hc thng
thng l cc lin jtho hc ph. Mt s vi sinh vt t dng quang nng cn s dng
st tng hp ra cc sc t quang hp c cu trc pocphirin (clorophin,
bacterioclorophin).
- Mg l nguyn t c vi sinh vt i hi cng vi lng kh cao (10-3 -
10-4M). Mg mang tnh cht mt cofacto, chng tham gia vo nhiu phn ng
enzim c lin quan n cc qu trnh photphoryl ho (chuyn H3PO4 t mt hp
cht hu c ny sang mt hp cht hu c khc). Mg2+ c th lm hot ho cc
hexokinaza, ATP-aza, pirophotphataza, photphopheraza,
transaxetylaza, photphoglucomutaza, cacboxylaza, enolaza, cc men
trao i protein, cc men oxi ho kh ca chu trnh Krebs (tt ckhong trn
80 enzim khc nhau). Mg2+ cn c vai tr quan trng trong vic lm lin kt
cc tiu phn riboxom vi nhau.
- Ca mc du l nguyn t t tham gia vo vic xy dng nn cc hp cht huc
nhng n c vai tr ng k trong vic xy dng cc cu trc tinh vi ca t bo.
Canxi ng vai tr cu ni trung gian gia nhiu thnh phn quan trng ca t
bo sng (nh gia ADN v protein trong nhn, gia cc nucleotit vi nhau,
gia ARN v protein trong riboxom). Canxi rt cn thit i vi vic hnh
thnh cc cu trc khng gian n nh ca nhiu bo quan nh riboxom, ti th,
nhn ...
-
L Xun Phng VI SINH VT HC MI TRNG
79
- Zn cng l mt cofacto tham gia vo nhiu qu trnh enzim. Zn c tc
dngng k tron