Bài giảng Sinh học - Vi khuẩn lam hay tảo lam

VI KHUẨN LAM HAY TẢO LAM (procaryotic algae = blue green algae = Cyanophyta) Trước đây Vi khuẩn lam (Cyanobacteria) thường được gọi là tảo lam (Cyanophyta) hay Tảo lam lục (blue green algae). Thật ra đây là một nhóm vi sinh vật nhân nguyên thuỷ thuộc vi khuẩn thật. Vi khuẩn lam có khả năng tự dưỡng quang năng nhờ chứa sắc tố quang hợp là chất diệp lục a.Vi khuẩn lam không thể gọi là tảo lam vì chúng khác biệt rất lớn với tảo: Vi khuẩn lam không có lục lạp, không có nhân thực, có riboxom 7OS.Vi khuẩn lam phân bố rất rộng rãi trong tự nhiên. Đại bộ phận vi khuẩn lam sống trong nước ngọt và tạo thành thực vật phù du của các thủy vực. Một số phân bố trong những vùng nước mặn giàu chất hữu cơ hoặc trong nước lợ.Một số vi khuẩn lam sống cộng sinh, chẳng hạn loài Anabaena azollae cộng sinh trong bèo hoa dâu (Azollae), một số sống cộng sinh trong rễ các cây thuộc chi Cycas, Gunera, một số cộng sinh với nấm trong địa yBèo hoa dâu (Azollae)Anabaena trong Bèo hoa dâu Nhiều vi khuẩn lam có khả năng cố định nitơ và có sức đề kháng cao với điều kiện bất lợi cho nên có thể gặp vi khuẩn lam trên bề mặt các tảng đá hoặc trong vùng sa mạc.Người ta cho rằng vi khuẩn lam là “những sinh vật tiên phong”, đã có dấu hiệu của vi khuẩn lam ở những nơi có niên đại cách đây tới 3 tỉ năm.Vết tích vi khuẩn lam cách đây 3,5 tỷ nămỞ bề mặt ao hồ vào mùa hè có lúc vi khuẩn lam (thường thuộc các chi Microcystis, Merismopedia, Anabaena) phát triển quá mạnh tạo ra hiện tượng “nước nở hoa”.Khi đó nước có màu xanh xỉn và có mùi vị khó chịu, làm giảm lượng oxi trong nước, làm đói động vật phù du, gây hại cho cá, nhiều khi ảnh hưởng tới nguồn nước cung cấp cho các đô thị, các khu công nghiệp.Mẫu nước từ một trong những khu vực hố sụt gần khu vực nước ngầm tinh khiết, tạo điều kiện cho sự phát triển của tham cyanobacteria màu tím Một số vi khuẩn lam vì có giá trị dinh dưỡng cao, có chứa một số hoạt chất có giá trị y học, lại có tốc độ phát triển mạnh, khó nhiễm tạp khuẩn vì thích hợp được với các điều kiện môi trường khá đặc biệt cho nên đã được sản xuất ở quy mô công nghiệp để thu nhận sinh khối.Việc nuôi cấy tảo Spirulina từ nước thải của các bể khí sinh học (bể metan) có thể phát triển rộng lớn ở các vùng nông thôn để vừa góp phần cải thiện điều kiện môi trường sống vừa tạo ra nguồn thức ăn bổ sung cho chăn nuôi hoặc cho nghề nuôi tôm cá.Ngoài ra những chủng vi khuẩn lam có hoạt tính cố định nitơ cao (thường thuộc các chi Nostoc, Anabaena, Gloeotrichia, Tolypothrix,) đã sản xuất thành các chế phẩm dùng để lây nhiễm cho ruộng lúa nhằm giảm bớt việc tiêu dùng phân đạm hóa học.Vi khuẩn lam có hình dạng và kích thước rất khác nhau. Chúng có thể là đơn bào hoặc là dạng sợi đa bào.Theo hệ thống Bergey (1994) thì vi khuẩn lam được xếp vào 5 bộ khác nhau khá rõ rệt về hình tháiBộ ChroococcalesChi Chamaesiphon spChi Chroococcus Chi Glooeothece Chi Gleocapsa Chi ProchloronBộ PleurocapsalesChi Dermocapsa Chi Chroococcidiopsis Bộ OscillatorialesChi Lyngbya Chi Prochlorothrix Chi Spirulina Chi Pseudanabaena Chi OscillatoriaBộ NostocalesChi AnabaenaChi CalothrixChi Cylindrospermum Chi Scytonema Chi Nostoc sp Bộ StigonematalesChi FischerellaChi Geitlerinema Tế bào sinh dưỡng của vi khuẩn lam có thể có hình cầu, hình elip rộng, hình quả lê, hình trứng, hình kéo dài về một phía, hình elip kéo dài, hình thoi hình ống.Hình thái chung của vi khuẩn lam Trong tế bào vi khuẩn lam có nhưng cơ quan đặc trưng, đó là tế bào dị hình (dị hình bào, heterocyst), bào tử nghỉ (akinete), tảo đoạn (hormogonia), vi tiểu bào nang (mannocyst), hạt sinh sản (gonidium)Tế bào dị hìnhTế bào dị hình có thành dày, màu nhạt không có sắc tố quang hợp, không chứa các hạt dự trữ, hình thành từ tế bào dinh dưỡng trên các vị trí khác nhau của sợi.Nhiều nghiên cứu cho biết tế bào dị hình là nơi có khả năng thực hiện quá trình cố định nitơ khi có oxi.Bào tử nghỉBào tử nghỉ (hay bào tử tĩnh) là loại tế bào nằm ở đầu hoặc ở giữa sợi, có thành dày, màu thẩm và có tác dụng chống chịu cao đối với các điều kiện bất lợi của môi trường sống.Tảo đoạnTảo đoạn (hay đoạn sợ liền) là chuỗi các tế bào ngắn được đứt ra từ sợi vi khuẩn lam. Đó là kiểu sinh sôi nảy nở đặc trưng của một số chi vi khuẩn lam.Tảo đoạn có khả năng chuyển động trong nước nhờ khả năng tiết ra chất nhầy. Khi dừng chuyển động tảo đoạn có thể phát triển thành một sợi mới.Trong tảo đoạn có thể gặp các không bào khí. Cấu trúc này giúp cho vi khuẩn lam có thể trôi nổi gần mặt nước.Vi tiểu bào nangVi tiểu bào nang là các túi nhỏ bé được sinh ra từ bên trong tế bào mẹ do sự co nguyên sinhHạt sinh sảnHạt sinh sản là một tế bào màng nhầy được tách ra từ sợi vi khuẩn lam và làm chức năng sinh sản.Micoplatma (Mycoplasma)Năm 1898, E.Nocard và cộng sự lần đầu tiên phân lập được Micoplatma từ bò bị bệnh viêm phổi màng phổi truyền nhiễm.Micoplatma là vi sinh vật nguyên thủy chưa có thành tế bào, đó là loại vi sinh vật nhỏ nhất trong sinh giới có đời sống dinh dưỡng độc lập.Tế bào Mycoplasma Nhiều loại Micoplatma gây bệnh cho động vật (bò, cừu, dê, lợn, gà, vịt) và gây bệnh cho người.Ngoài ra đây còn là một nhóm vi sinh vật gây nên bệnh vàng lá ở cây trồng.Trước kia các nhà bệnh học qui cho những bệnh này do virut gây ra mặc dù không thể nhìn thấy virut trong mô cây bệnhNgày nay nhờ kính hiển vi điện tử, người ta tìm thấy các thể giống như mycoplasma trong mô và mạch nhựa cây mắc bệnh.Một số loại gây bệnh cho lúa, ngô, dâu, khoai tây, tre, nứa.Một số có đời sống hoại sinh, thường gặp trong đất, trong nước bẩn, trong phân ủ. Micoplatma tạo ra những khuẩn lạc rất nhỏ trên môi trường thạch, đường kính khuẩn lạc thường chỉ vào khoảng 0,1-1,0mm, nhiều khi có dạng như trứng ốplếp (trứng rán có lòng đỏ ở giữa).Micoplatma thường sinh sản theo phương thức cắt đôi. Chúng có thể sinh trưởng độc lập trên các môi trừơng nuôi cấy nhân tạo giàu chất dinh dưỡng (có chứa máu hoặc cao nấm men).Chế độ sao chép của mycoplasmaHiện nay đã biết được khỏang 80 loài Micoplatma.Theo hệ thống phân loại Bergey (1994) thì thuộc về bộ Micoplasmatales có 3 họ:Họ MicoplasmataceaeHọ AcholeplasmataceaeHọ SpiroplasmataceaeMot nhom vi khuan nho.Co hinh dang xoan oc.Duoc tim thay o trong ruot hoacHemolyph cua con trung, o trong Libe cua thuc vat.Clamidia (Chlamydia)Đó là phát triển độc đáo, kí sinh bắt buộc trong tế bào các sinh vật nhân thật. một loại vi khuẩn rất nhỏ bé, có chu kỳClamidia khác virut ở các điểm sau đây: - Có cấu tạo tế bào - Có chứa đồng thời hai loại axit nucleic: AND và ARN - Có thành phần tế bào chứa peptidoglican đặc trưng cho vi khuẩn G-. - Có riboxom trong tế bào - Có hệ thống enzim không hoàn chỉnh, thiếu các enzim tham gia vào quá trình trao đổi sinh năng lượng, do đó bắt buộc phải kí sinh trong các tế bào có nhân thậtClamidia có một chu kỳ sống khá đặc biệt:dạng cá thể có khả năng xâm nhiễm được gọi là nguyên thể. Đó là loại tế bào hình cầu có thể chuyển động, đường kính nhỏ bé (0,2-0,5 µm)Chu trình sống của vi khuẩn Chlamydia Bảng tóm tắc vài đặc điểm so sánh giữa nguyên thể và thủy thểĐặc điểmNguyên thểThủy thểKích thước0,2-0,50,8-1,5Thành tế bàoVững chắc, không cho các cao phân tử đi quaMềm yếu, cho các cao phân tử đi quaADNDày đặcPhân tánARN : ADN1:13:1Metionin, XixteinCó Không cóHoạt tính trao đổi chấtThấpCaoNăng lực đề khángMạnhYếuChức năng sinh họcCảm nhiễmSinh sản (phân cắt)Theo hệ thống phân loại Bergey thì Chlamydia chỉ là một chi, thuộc họ Chlamydia trachomatis.                                                                                                             Nhiễm khuẩn Chlamydia (màu xanh lục) có thể ảnh hưởng đến sự vận động của tinh trùng.