Hình thái và cấu trúc của Vi khuẩn

[tuyenlab]

HÌNH THÁI VÀ CẤU TRÚC CỦA VI KHUẨN

MỤC TIÊU
1. Trình bày được đặc điểm hình thể và kích thước của các loại vi khuẩn thường gặp
2. Vẽ và mô tả đúng cấu trúc và chức năng của tế bào vi khuẩn
NỘI DUNG
1. Hình thể và kích thước
Vi khuẩn là những sinh vật đơn bào rất nhỏ có cấu trúc và hoạt động đơn giản hơn nhiều so với các tế bào khác. Mỗi loại vi khuẩn có hình dạng và kích thước nhất định. Với các phương pháp nhuộm soi thông thường có thể xác định được hình thể và kích thước của vi khuẩn. Khi xác định vi khuẩn, hình thể là tiêu chuẩn quan trọng đầu tiên. Kích thước của vi khuẩn được đo bằng đơn vị micromet (1mm = 1/1000mm). Tùy theo từng loại vi khuẩn mà có kích thước khác nhau. Thường cầu khuẩn có kích thước nhỏ, xoắn khuẩn có kích thước dài. Tuy nhiên, ngay trong cùng một loại vi khuẩn cũng có kích thước khác nhau tuỳ thuộc vào điều kiện tồn tại của chúng. Về hình thể, người ta chia vi khuẩn làm 3 nhóm chính:

1.1. Cầu khuẩn (cocci)

Là những vi khuẩn hình cầu, cũng có thể hình hơi bầu dục hoặc hình ngọn nến. Khi 2 vi khuẩn hình cầu đứng giáp nhau thì thường không tròn nữa mà chỗ tiếp giáp thường dẹt lại như các song cầu. Đường kính trung bình của các cầu khuẩn khoảng 1mm. Nhóm cầu khuẩn lại được chia làm một số loại:

- Song cầu (Diplococci): Là những cầu khuẩn đứng thành từng đôi. Những cầu khuẩn gây bệnh thường gặp là phế cầu (Streptococcus pneumoniae), lậu cầu (Neisseria gonorrhoeae) và não mô cầu (Neisseria meningitidis). Có thể gặp nhiều đôi song cầu đứng nối với nhau thành chuỗi.

- Liên cầu (Streptococci): Là những cầu khuẩn đứng liên tiếp với nhau thành từng chuỗi.

- Tụ cầu (Staphylococci): Là những cầu khuẩn đứng tụ lại với nhau thành từng đám như chùm nho.

1.2. Trực khuẩn

Trực khuẩn là những vi khuẩn hình que, hai đầu tròn hoặc vuông, có thể 1hoặc 2 đầu phình to. Kích thước rộng khoảng 1mm, dài 2-5 mm. Những trực khuẩn không gây bệnh có kích thước lớn hơn. Trực khuẩn được chia 3 loại:

- Bacteria: Là những trực khuẩn không sinh nha bào. Đa số trực khuẩn gây bệnh thuộc loại này như nhóm trực khuẩn đường ruột.

- Bacilli: Là những trực khuẩn hiếu khí sinh nha bào. Trực khuẩn than là vi khuẩn quan trọng thuộc nhóm này.

- Clostridia: Là những trực khuẩn kỵ khí sinh nha bào. Các vi khuẩn gây bệnh quan trọng thuộc nhóm này như: trực khuẩn uốn ván, trực khuẩn gây bệnh ngộ độc thịt, trực khuẩn gây bệnh hoại thư sinh hơi.

Hình thể một số trực khuẩn

1.3. Xoắn khuẩn (Spirochaetales)

Xoắn khuẩn là những vi khuẩn hình sợi lượn sóng và di động, chiều dài trung bình từ 12-20mm, có thể dài tới 30mm, thường gặp 3 loại:

- Xoắn khuẩn uốn thành từng khúc cong không đều nhau như xoắn khuẩn sốt hồi quy

- Xoắn khuẩn với những vòng xoắn hình sin đều nhau như xoắn khuẩn giang mai.

- Xoắn khuẩn có những vòng xoắn không đều nhau và 2 đầu cong luôn cử động như Leptospira.

Hình thể một số xoắn khuẩn

2. Cấu trúc và chức năng của tế bào vi khuẩn
2.1. Cấu trúc tế bào:
Dưới kính hiển vi điện tử, tế bào vi khuẩn được quan sát gồm các thành phần sau:
2.1.1. Nhân (nuclear body)
Nhân của tế bào vi khuẩn không có màng nhân, nhân có cơ quan chứa thông tin di truyền, đó là một nhiễm sắc thể độc nhất tồn tại trong nguyên sinh chất. Là một phân tử ADN nếu kéo dài có chiều dài khoảng 1mm chứa khoảng 3000gen. Vì nhân là một acid nên ưa kiềm với những loại thuốc nhuộm kiềm. Nhưng trong nguyên sinh chất cũng có nhiều ARN nên cũng ưa kiềm khi nhuộm và sau khi nhuộm thông thường sẽ không phân biệt được nhân và nguyên sinh chất. Nhân có hình cầu, hình que, hình chữ V, nhân được sao chép theo kiểu bán bảo tồn dẫn đến sự phân bào. Tế bào vi khuẩn chỉ có một nhân nhưng vì vi khuẩn phân chia phát triển nhanh nên quan sát thường thấy có 2 nhân. Ngoài nhiễm sắc thể, một số vi khuẩn còn có di truyền ngoài nhiễm sắc thể như plasmid, transposon.

2.1.2. Nguyên sinh chất (cytoplasm) Nguyên sinh chất của tế bào vi khuẩn thường đơn giản hơn so với các tế bào khác, không có dòng chuyển động nội bào. Nước chiếm 80% dưới dạng gel. Nguyên sinh chất bào gồm các thành phần hoà tan như protein, peptid, acid amin, vitamin, ARN, ribosom, muối khoáng… Ribosom có rất nhiều trong nguyên sinh chất, khoảng 15.000-20.000 ribosom trong một tế bào đứng thành từng đám gọi là polyribosom với chức năng tổng hợp protein. Các enzym nội bào được tổng hợp đặc hiệu với từng loại vi khuẩn. Ngoài các thành phần hoà tan, nguyên sinh chất còn chứa các hạt vùi. Đây là những không bào chứa lipid, glycogen và một số không bào chứa các chất có tính đặc trưng cao với một số loại vi khuẩn (ví dụ như trực khuẩn bạch hầu). Hạt vùi là kho dự trữ chất dinh dưỡng và các sản phẩm được tổng hợp quá nhiều.

2.1.3. Màng nguyên sinh
Màng nguyên sinh bao bọc quanh nguyên sinh chất và nằm trong vách tế bào vi khuẩn. Màng gồm 3 lớp: một lớp sáng (lớp lipid) ở giữa 2 lớp tối (lớp phospho). Thành phần hoá học của màng gồm 60% protein, 40% lipid mà chủ yếu là phospholipid. Màng chiếm 20% trọng lượng của tế bào. Độ dày mỏng của màng phụ thuộc vào từng loại tế bào.
Chức năng của màng nguyên sinh:
- Là cơ quan hấp thụ và đào thải chọn lọc các chất nhờ vào 2 cơ chế khuếch tán bị động và vận chuyển chủ động. Với cơ chế bị động, các chất được hấp thụ và đào thải là do áp lực thẩm thấu. Chỉ có những chất có phân tử lượng bé và hoà tan trong nước mới có thể vận chuyển qua màng. Vận chuyển chủ động phải cần tới enzym và năng lượng, đó là các permease và ATP.
- Màng nguyên sinh là nơi tổng hợp các enzym nội bào để thuỷ phân những chất dinh dưỡng có phân tử lượng lớn, biến các protein thành các acid amin, đường kép thành đường đơn…

- Màng nguyên sinh là nơi tổng hợp các thành phần của vách tế bào

- Màng nguyên sinh là nơi chứa men chuyển hoá, hô hấp.

- Màng tham gia vào qúa trình phân bào nhờ mạc thể, mạc thể là chỗ cuộn vào nguyên sinh chất của màng, thường gặp ở vi khuẩn gram (+). Khi tế bào phân chia, mạc thể tiến sâu vào nguyên sinh chất, gắn vào nhiễm sắc thể.

2.1.4. Vách (cell wall)

Vách có ở tất cả các loại vi khuẩn trừ Mycoplasma. Vách là màng cứng bao bọc xung quanh vi khuẩn ngoài màng nguyên sinh. Vách được cấu tạo bởi glycopeptid. Ở vi khuẩn gram (+) vách có cấu tạo đơn giản nhưng dày, ở vi khuẩn gram (-) vách mỏng hơn nhiều nhưng cấu tạo phức tạp.

Chức năng của vách

- Vách giữ cho vi khuẩn có hình dạng nhất định. Bảo vệ vi khuẩn không bị ly giải và không bị phá vỡ do áp lực thẩm thấu.

- Vách có vai trò quyết định tính chất bắt màu trong nhuộm gram.

- Vách tham gia gây bệnh: Ở vi khuẩn gram (-), vách chứa nội độc tố, đó là lipopoly - saccharid.

- Vách quyết định tính chất kháng nguyên thân của vi khuẩn. Các thành phần hoá học của lớp ngoài cùng vách quyết định tính chất đặc hiệu của kháng nguyên này.

- Vách là nơi mang các điểm tiếp nhận (receptor) đặc hiệu cho các thực khuẩn thể ( phage) khi xâm nhập và gây bệnh cho vi khuẩn.

2.1.5. Vỏ (Capsule)

Một số vi khuẩn có khả năng hình thành vỏ trong những điều kiện nhất định. Vỏ của vi khuẩn là một lớp nhầy không rõ rệt bao bọc xung quanh vi khuẩn, vỏ có bản chất hoá học khác nhau tuỳ từng loại vi khuẩn. Đa số vi khuẩn có vỏ là polysaccharid như vỏ của E.coli, phế cầu.. Một số vỏ là polypeptid như vi khuẩn dịch hạch, trực khuẩn than. Vỏ có thể dày hoặc mỏng tuỳ theo từng vi khuẩn.

Chức năng của vỏ
- Bảo vệ vi khuẩn trong điều kiện không thuận lợi như thực bào, hoá chất…
- Vỏ đóng vai trò trong khả năng gây bệnh, một số vi khuẩn không có khả năng tổng hợp vỏ thì không gây bệnh được, ví dụ như phế cầu.
- Vỏ có thể là yếu tố cần thiết để vi khuẩn bám vào tổ chức để gây bệnh. Ví dụ vỏ của liên cầu làm liên cầu bám vào răng, phá huỷ men răng, gây sâu răng.
- Vỏ cũng mang tính kháng nguyên.

2.1.6. Lông (Flagella)

Chỉ có một số vi khuẩn mới có lông, lông là cơ quan vận động của vi khuẩn. Lông là những sợi protein dài xoắn tạo thành từ các acid amin và được xuất phát từ một hạt cơ bản trong nguyên sinh chất. Vị trí lông của các loại vi khuẩn rất khác nhau. Một số chỉ có một lông ở một đầu như phẩy khuẩn tả, nhiều vi khuẩn có lông ở xung quanh thân như: E.coli, Salmonella, một vài vi khuẩn có một chùm lông ở đầu. Trong công tác nuôi cấy phân lập vi khuẩn, xác định lông là một tiêu chuẩn phân biệt giữa các loại vi khuẩn. Lông của vi khuẩn cũng có tính kháng nguyên.



2.1.7. Pili:

Pili là một bộ phận gần giống như lông, nó có thể mất đi mà không ảnh hưởng tới sự tồn tại của vi khuẩn. Pili có cấu trức như lông nhưng ngắn và mỏng hơn, pili có nhiều ở vi khuẩn gram (-). Pili xuất phát từ vách vi khuẩn, có hai loại pili:

- Pili giới tính (pili F- fertility) chỉ có ở vi khuẩn đực, dùng để vận chuyển chất liệu di truyền sang vi khuẩn cái. Mỗi vi khuẩn đực chỉ có một pili này.

- Pili chung: Là những pili dùng để vi khuẩn bám, là một sợi ngắn và thẳng cũng xuất phát từ vách. Mỗi vi khuẩn có hàng trăm pili này. Pili liên quan đến khả năng gây bệnh của vi khuẩn, mất pili vi khuẩn không thể gây bệnh như lậu cầu khuẩn. Pili còn là chỗ bám của một số phage để phage bơm vật liệu di truyền vào vi khuẩn.

2.1.8. Nha bào:

Ở một số loại vi khuẩn, trong điều kiện sống không thuận lợi vi khuẩn có khả năng tạo nha bào. Nha bào là hình thức tồn tại đặc biệt của vi khuẩn. Nha bào xuất hiện trong nguyên sinh chất nên nó mang các thành phần của nguyên sinh chất nhưng tỉ lệ nước chỉ chiếm 10-20% trọng lượng. Ở thể nha bào, vi khuẩn vẫn giữ hoàn toàn khả năng gây bệnh nhưng có sức chống đỡ rất cao với điều kiện sống không thuận lợi. Nha bào có thể hình tròn, hình vuông, hình bầu dục, có chiết quang nên không nhuộm được bằng phương pháp nhuộm thông thường.

Vị trí của nha bào cũng khác nhau tuỳ theo loại vi khuẩn. Có thể ở đầu thân, giữa thân hoặc cuối thân vi khuẩn. Nha bào chỉ hình thành ở ngoại cảnh. Khi điều kiện sống thuận lợi, nha bào lại trở về dạng hoạt động bình thường.

Sơ đồ cấu tạo tế bào vi khuẩn

2.2. Cấu tạo hoá học

Cấu tạo hoá học tế bào vi khuẩn cũng tương tự như những tế bào khác. Nó được cấu tạo bởi các nguyên tố C,H,O,N,P,K,Mg,Na, S, Cl… Những nguyên tố này làm cơ sở tạo nên những men và vitamin phức tạp. Tế bào vi khuẩn thường có:

- 75-85% trọng lượng là nước, riêng nha bào tỉ lệ nước thấp.

- 15-25% trọng lượng là các hất hữu cơ, trong đó 1/2 là anbumin, còn lại là các hợp chất khác như đường, mỡ.

- 1-2% trọng lượng là chất khoáng.

[hoaithuong1992]

sao may hinh anh trong bai e ko xem duoc ạ

[mình anh thôi]

bạn oi cho mình hỏi sao ko xem dc hình ảnh vậy