Bài giảng Sinh học - Vi sinh vật nhân thực (chân hạch)

Chương III:VI SINH VẬT NHÂN THỰC(CHÂN HẠCH)Danh sách nhóm Phan Doãn Thắng Hà Kim Thanh Hoàng Thăng Long Đỗ Khắc Huy Nguyễn Thị Kim Huyên Hoàng Thị Hường Trần Đăng Khoa Phùng Thị Liên Hồ Thị Loan Bùi Nguyên Lộc Nguyễn Ngọc Mai Ly Lương Thị Lành Trần Ngọc Đăng KhoaI. CẤU TẠO TẾ BÀO VI SINH VẬT NHÂN THỰC Cấu tạo của nhóm vi sinh vật này phức tạp hơn vi sinh vật Nhân nguyên.1. Kích thước và hình dạng - Kích thước của vi sinh vật nhân thực thay đổi nhiều hơn vi sinh vật nhân nguyên - Hình dạng rất nhau và thường rất phức tạp. Chúng có thể là dạng đơn bào, nhiều tế bào kết hợp lại với nhau thành hình dạng nhất định.2. Vách tế bào - Thường vách tế bào vi sinh vật Nhân thực dày và chắc hơn vách tế bào vi sinh vật Nhân nguyên. Rong và một vài nấm hạ đẳng: vách tế bào được cấu tạo bởi vách cellulose đa phân tử. Thường cấu tử cellulose ở dạng sợi và có thể sắp xếp một cách lộn xộn hoặc theo một trật tự nhất định. Nấm: một số nấm hạ đẳng và hầu hết nấm thượng đẳng cấu tử cellulose không ở dạng sợi mà ở dạng vô định hình. Ngoài ra ở phần lớn các nấm vách tế bào còn chứa kitin. Cấu tạo hóa học của vách tế bào nấm cũng là một trong các đặc tính được dùng để phân loại nấm. Nguyên sinh động vật (Protozoa): hầu như không có vách tế bào - Màng nguyên sinh chất của tế bào vi sinh vật Nhân thực giống vi sinh vật Nhân nguyên chỉ khác biệt ở loại protein và phosphorit.4. Hệ thống nội mạc (Endoplasmic reticulum) - Phần lớn vi sinh vật Nhân thực đều có hệ thống nội mạc3. Màng nguyên sinh chất - Bên trong tế bào Nhân thực có một số thể cấu tạo bởi các màng gọi là bộ Golgi.5. Bộ Golgi- Bộ Golgi giữ nhiều nhiệm vụ như: tổng hợp ra các chất cấu tạo nên vách của tế bào, các sợi cellulose và các chất khác.6. Không bào - Trong tế bào chất của tế bào VSV Nhân thực thường có không bào. Đó là những thể gồm một lớp màng kín chứa dịch muối khoáng đậm đặc, các a.a, đường và các chất khác. - Thông thường không bào xuất hiện vào lúc tế bào đã trưởng thành. - Ở Protozoa có 2 loại không bào khác nhau: Không bào dinh dưỡng có nhiệm vụ tiêu hóa thức ăn. Không bào co rút có nhiệm vụ trương ra hoặc co lại để điều hòa áp suất thẩm thấu của tế bào và thải chất cặn bã ra ngoài.7. Lysosome và các vi thể - Lysosome là thể gồm các enzym tiêu hóa và được một lớp màng bọc kín, trong chứa các enzym cần thiết cho quá trình hô hấp của tế bào. - Có nhiều loại vi thể khác nhau tùy loại enzym nó chứa và tùy nhiệm vụ: peroxysome khi nó chứa các enzym cần cho quá trình sản xuất hay tiêu thụ H2O2, hoặc Glyoxysome khi no chứa các enzym cần cho chu trình gloxylat.8. Ty thể (Mitochondria) - Ty thể hay ty lạp thể thường có hình trái xoan gồm 2 lớp màng, lớp màng trong mang nhiều tấm nhỏ chứa hóa chất phức tạp giữ nhiệm vụ trong quá trình hô hấp và chuyển hóa năng lượng (Oxydative phosphorylation) và chứa các bộ máy tổng hợp protein dưới dạng ribosom hoặc các chất khác.9. Lục lạp (Choloroplasts) - Ở VSV Nhân thực nhóm quang hợp như tảo có lục lạp trong tế bào chất. - Cấu tạo của lục lạp: mỗi lục lạp được cấu tạo bởi một lớp màng bao bọc bên ngoài và bên trong chứa chất dịch protein, gọi là chất nền và có nhiều phiến quang tổng hợp (Thylakoid). - Lục lạp là nơi duy nhất trong tế bào tích lũy tinh bột. - Lục lạp có rất nhiều hình dạng khác nhau: hình chén, hình bản xoắn và hình sao10. Cách di động của vi sinh vật Nhân thực- Có 2 loại vận chuyển căn bản: Vận chuyển dưới hình thức dòng tế bào chất trong đó tế bào chất chuyển động bên trong tế bào. Sự di chuyển của tế bào: di chuyển nhờ bởi roi hoặc tế bào tạo ra dòng nước ở chung quanh nó. - Roi: Roi của tế bào là một sợi dài, một đầu gắn vào tế bào và đầu kia tự do cử động. Số lượng và cách sắp xếp của roi trên tế bào là các đặc tính dùng để phân loại VSV ấy.Cấu tạo roi của tế bào Nhân thực có khác biệt với Nhân nguyên. Roi của tế bào Nhân thực được cấu tạo bởi lớp vỏ bọc bên ngoài, vỏ này do màng nguyên sinh chất của tế bào kéo dài ra, bên trong chứa chất giống với tế bào chất và hệ thống gồm 2 sợi đơn độc ở giữa và 9 cặp sắp xếp chung quanh.A: Phẫu thức dọc, cho thấy các bó sợi song song với chiều dài của roiB: Phẫu thức ngang cho thấy roi bao gồm một cặp sợi ở giữa, chung quanh có 9 cặp sợi- Lông tơ (Cillum) Cấu tạo của lông tơ cũng giống như roi nhưng nhỏ và ngắn hơn. Tất cả các lông tơ này rung động theo cùng một hướng để đưa VSV di chuyển về một hướng nhất định.- Dòng tế bào chất và chuyển động theo con Amid Trong tế bào các VSV Nhân thực, tế bào chất luôn chuyển động và lôi cuốn theo các hạt nhỏ như lục lạp hoặc các ty thể.- Có 3 lối vận chuyển chính: Vận chuyển dòng ở bên trong tế bào. Vận chuyển từ một đầu tế bào đến đầu đối diện tỏa ra quanh màng và vận chuyển ngược lại. Vận chuyển cùng hướng về đỉnh tăng trưởng của sợi hoặc tế bào. - Ở nhóm Protozoa: tế bào không có vách nên dòng tế bào chất sẽ thúc đẩy chuyển động của tế bào theo kiểu con Amid.11. Nhân và sự phân cách nhân của vi sinh vật nhân thực ( sinh sản vô tính)Cấu tạo của nhân: Màng nhân: Cấu tạo phức tạp hơn màng nguyên sinh chất. Màng nhân gồm 2 lớp, lớp ngoài có nhiều nơi nối liền với nội mạc, lớp trong là một bọc đơn giản, bao bọc chất nhân bên trong. Tiểu hạch hay nhân con (Nucleolus): Thường xuất hiện trong nhân lúc tế bào không phân cắt. Tiểu hạch chứa nhiều RNA và là nơi tổng hợp RNA của Ribosome. Nhiễm sắc thể (Chromosomes): DNA của tế bào Nhân thực hiện diện trong thể rất phức tạp, đó là nhiễm sắc thể. DNA của tế bào: DNA của tế bào Nhân thực nằm trong nhiễm sắc thể phức tạp và có sự hiện diện của Histone. - Sự phân cách của tế bào Nhân thực:Là tế bào có nhân nên sự phân cách của tế bào (sinh sản vô tính) trải qua 4 giai đoạn:II. SỰ SINH SẢN CỦA VI SINH VẬT NHÂN THỰC - Hiện tượng phân cắt nhân xảy ra rất thường xuyên để VSV phát triển. Các tế bào mới thành lập giống hệt tế bào mẹ về các đặc tính sinh lý và di truyền. Đây là sự sinh sản vô tính. - VSV Nhân thực còn có sinh sản hữu tính nhờ vậy các tế bào con thay đổi đặc tính nhờ có thêm những đặc tính mới cho vật liệu di truyền mới nhận được từ cá thể cha mẹ.III. ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC NHÓM VI SINH VẬT NHÂN THỰC- NẤMVai trò của nấm trong thiên nhiên - Nấm có trong tất cả mọi nơi: trong không khí, trong đất, trong nước và cả nước biển. Nấm sống hoại sinh hay kí sinh lên các sinh vật khác.Lợi ích: - Phân hủy chất hữu cơ giúp màu mỡ đất. Góp phần trong sự chuyên hóa các chất vô cơ trong đất. - Lên men rượu, làm thuốc,thức ăn.Tác hại:	 - Trong tồn trữ nông sản nấm là tác nhân gây hư hỏng đáng kể.	 - Trong trồng trọt nấm là nhóm gây bệnh quan trọng, một số loài còn gây nguy hại cho con người và động vật.2. Ảnh hưởng của các yếu tố môi trường - Các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển và sinh sản của nấm là PH, nhiệt độ, độ thoáng khí, ánh sáng, hàm lượng nước trong giá môi và ẩm độ. - Phần lớn nấm thích môi trường hơi thấp hơn 7 (PH: 6,5 - 6,8) và nhiệt độ từ 200C – 300C, ngược lại với vi khuẩn cần PH= 7 hoặc cao hơn.3. Cấu tạo của nấm- Tế bào nấm Vách tế bào: hầu hết nấm đều có vách. Tuy nhiên, các nấm trong ngành Nấm Nhầy (Myxomycota) không có vách ,chỉ có màng nguyên sinh chất nên ở dạng vô định hình. Lục lạp: Nấm không có lục lạp Roi và lông tơ: phần lớn nấm không có roi, chỉ có giai đoạn bào tử động của lớp Nấm Roi (Mastigomycetes) có roi. Hầu hết nấm không có lông tơ.- Tản của nấm ( Fungal thallus) Cơ thể nấm là một tản, chủ yếu là một khối tế bào vô định hình hoặc có hình dạng nhất định. Tản có thể là đơn bào hay đa bào. Đa số dạng sợi gọi là sợi nấm hay khuẩn ty (Hypha). Nấm đơn bào Phụ lớp Nấm Roi Sau (Chytridiomycetidae) bao gồm các nấm đơn bào. Trong một số điều kiện chúng có thể kết dính thành chuỗi như dạng đa bào hay khối tế bào đa bào nhưng thường không bền như các sợi nấm của các nấm khác. Nấm đa bào Các nấm còn lại ở dạng đa bào. Các tế bào nối tiếp nhau thành sợi nấm. Sợi nấm có thể có vách ngăn ngang hoặc không có. Sợi nấm của một số loài có khả năng hình thành bào tử áo (Chlamydospore). Đó là những tế bào có vách dày, vững chắc, chịu được các điều kiện khắc nghiệt. Sợi nấm của một số loài khác lại có thể co lại tạo thành một mô cứng bao gồm các tế bào chen chúc nhau, tạo thành giả nhu mô (Plectenchyma) được gọi là cương hạch hay hạch nấm. Hạch nấm giữ nhiệm vụ lưu tồn. Căn hình (Rhizomorph) bộ phận đặc biệt của nấm có hình dạng như rễ cây. Căn hình được cấu tạo bởi các sợi nấm chạy song song nhau theo chiều dài. Căn hình có nhiệm vụ lưu tồn.4. Xâm nhập vào kí chủ Ở nấm ký sinh, khi xâm nhập vào ký chủ bằng cách sợi nấm ép trên ký chủ tạo đĩa áp (Appresorium) rồi xuyên qua vách tế bào. Đôi khi, sợi nấm nằm giữa các tế bào, đâm các giác mút vào tế bào để hút chất dinh dưỡng.5. Sinh sản của nấm Nấm có 2 cách sinh sản: sinh sản vô tính và sinh sản hữu tính.Sinh sản vô tính: Được tiến hành từ một sợi nấm . Các tế bào của sợi nấm ấy phân cắt và hình thành một cơ quan sinh sản. Cơ quan sinh sản vô tính của nấm thường có hình dạng nhất định của từng chi nấm. Hình dạng của cơ quan sinh sản vô tính của nấm la một trong các tiêu chuẩn dùng trong phân loại nấm đến chi. Cơ quan sinh sản của nấm thường là bào tử vô tính Tùy theo hình hạng và cách hình thành, bào tử vô tính được gọi với các tên: - Bào tử đỉnh hay bào tử cành(Conidium,Conidia): được mang trên một sợi nấm đặc biệt gọi là đài hay cành (Conidiophore)- Bào tử bụi (Pycnidiospore): là bào tử đính có kích thước rất nhỏ như bụi và chứa trong một túi đài (Pycnidium).- Bào tử kín (Sporangiospore): là các bào tử nhỏ hình cầu, được sinh ra trong một cái bọc gọi là bọc bào tử kín (Sporangium).- Bào tử phấn (Odium, Odia hoặc Arthrospore): là những bào tử sinh ra từ đỉnh của một đài và các bào tử xếp nối tiếp nhau thành một chuỗi dài và có màu trắng đục như hạt phấn mịn.- Bào tử chồi (Blastospore): được sinh ra bằng cách nảy chồi từ một tế bào mẹ đơn bào.- Bào tử động (Zoospore): là bào tử có roi nên di động được. Bào tử động được sinh ra trong một bọc gọi là bọc chứa bào tử động (Zoosporangium).- Bào tử áo hay bì bào tử (Chlamydospore): hình thành từ một hoặc vài tế bào trên sợi nấm. Có lớp vách dày, chịu đựng tốt với điều kiện khắc nghiệt của môi trường.Sinh sản hữu tính: Sinh sản hữu tính do sự phối hợp nhiễm sắc thể của hai nhân mang hai tính khác nhau ở trên cùng một sợi nấm hoặc trên hai sợi nấm khác nhau. Sinh sản của nấm thường trải qua 4 giai đoạn: Giai đoạn bào phối: trong giai đoạn này có sự phối hợp tế bào chất của 2 tế bào mang tính âm và dương. Giai đoạn hạch phối: 2 nhân của hai cơ quan (+) và (–) phối hợp lại thành một nhân chứa 2n nhiễm sắc thể. Giai đoạn gián phân: nhân lần lượt trải qua nhiều lần gián phân. Giai đoạn thành lập bào tử: tế bào chất bọc quanh nhân để hình thành bào tử.- Các loại bào tử do sinh sản hữu tính: Bào tử động: cũng có thể do sinh sản hữu tính tạo ra như ở lớp Chytridiomycetes. Bào tử động có 1 hoặc 2 roi di động được. Bào tử noãn(Oospore): được sinh ra trong noãn phòng (Oogonium) Trứng hay bào tử tiếp hợp (Zygospore): như ở lớp Zygomycetes. Bào tử đảm (Basidiospore): được sinh ra trên đảm (Basidium) ở lớp Basidiomycetes. Bào tử nghỉ (Resting spore): bào tử nghỉ sẽ nẩy mầm cho ra bào tử động. Bào tử nang (Ascospore): được sinh ra trong một cái nang (Ascus) như trong lớp Ascomycetes.PHÂN LOẠI NẤM- Ngành Nấm Nhầy (Myxomycetes) Tản là khối nguyên sinh chất, không có dạng sợi. Chia ra 4 lớp: Lớp Acraisiomycetes: gồm nấm nhầy kí sinh, cử động Amid, sau tụ họp thành thể nhầy giả (Pseudoplasopodium). Lớp Hydromyxomycetes: gồm nấm nhầy kí sinh, cử động Amid, sau tụ hợp thành thể nhầy giả. Lớp Myxomycetes: hoại sinh, có thể nhầy (Plasmodium), bọc bào tử có cuống. Lớp Plasmodiophoromycetes: có thể nhầy, bọc bào tử không cuống, ký sinh là lớp Nấm nhầy ký sinh gây bệnh cho cây trồng.- Ngành Nấm (Mycota) Lớp Nấm Roi ( Mastigomycetes) Lớp Nấm Tiếp Hợp (Zygomycetes) Lớp Nấm Nang (Ascomycetes) Lớp Nấm Đảm (Basidoimycetes) Lớp Nấm bất toàn (Deuteromycetes)Tảo - Tảo là một ngành riêng biệt trong nhóm VSV Nhân thực. Chúng là những VSV có khả năng quang hợp nhờ có lục lạp. Chúng có thể đơn bào hay đa bào. Cơ thể của tảo không có các bộ phận đã phân hóa ( như rễ, thân, lá , hoa và hạt như cây xanh). Các tế bào của tảo là những tế bào hoàn toàn chưa phân hóa thành tế bào chuyên biệt.PROTOZOAProtozoa là ngành thứ 3 trong các VSV nhân thực Đặc điểm của chúng là đơn bào, có nhân, không có diệp lục tố và tế bào không có vách. Do không có vách nên phần lớn chúng không có hình dạng và kích thước nhất định. Phần lớn Protozoa sống hoại sinh ở khắp nơi: trong đất, trong biển, trong chất thải- Môt số còn có thể ký sinh trong cơ thể người và động vật.Bộ phận bao che của tế bào Protozoa là màng nguyên sinh chất.Trong cấu trúc tế bào của nhóm Protozoa có không bào co rút (Contratile vacuole).Roi và lông tơ là các bộ phận giúp Protozoa di chuyển dễ dàng và nhanh chóng.Protozoa có thể sinh sản vô tính và hữu tính.Một số lớp Protozoa có thể hình thành nang(Cyst) khi gặp môi trường bất lợi. Ở một số Protozoa ký sinh có cách dinh dưỡng bình thường như nấm, trong khi các Protozoa di chuyển bằng giả túc lại có thể bắt và ăn các mồi là chất rắn.- Dựa vào sự khác biệt căn bản, các loài Protozoa được xếp vào 4 loài sau: Lớp Sarcodina: gồm các Protozoa di chuyển bằng cách tạo ra các giả túc (Pseudopods). Lớp Ciliata: di động bằng nhiều lông tơ ( Cilia) Lớp Mastigophora: di chuyển bằng roi (Flagalle) Lớp Sporozoa: ở giai đoạn chưa trưởng thành di chuyển bằng giả túc, nhưng các giao tử đực lại di chuyển bằng roi.