Cập nhật nội dung chi tiết về Đặc Điểm Sinh Lý Học Của Vi Khuẩn Ecoli Chủng Stec mới nhất trên website Comforttinhdauthom.com. Hy vọng thông tin trong bài viết sẽ đáp ứng được nhu cầu ngoài mong đợi của bạn, chúng tôi sẽ làm việc thường xuyên để cập nhật nội dung mới nhằm giúp bạn nhận được thông tin nhanh chóng và chính xác nhất.
Escherichia coli ( E. coli ) là một loại vi khuẩn thường thấy trong ruột non của các sinh vật máu nóng. Hầu hết các chủng chúng tôi là vô hại, nhưng một số có thể gây ngộ độc thực phẩm nghiêm trọng.
E. coli sản sinh độc tố Shiga (STEC) là một loại vi khuẩn có thể gây ra bệnh ngộ độc thực phẩm nghiêm trọng.
Các nguồn STEC phát sinh là các sản phẩm thịt bẩn, không còn tươi hoặc chưa nấu chín, và ô nhiễm phân của rau.
Trong hầu hết các trường hợp, bệnh tật sẽ không có cơ hội xảy ra nếu miễn dịch cơ thể tốt, nhưng nó có thể dẫn tới một căn bệnh đe doạ đến mạng sống nhiều người khác nếu ở thể ẩn, bao gồm hội chứng u xơ huyết tán huyết (HUS), đặc biệt ở trẻ nhỏ và người cao tuổi.
STEC nhạy cảm nhiều với nhiệt. Để chế biến thức ăn ở nhà, hãy đảm bảo thực hiện các biện pháp vệ sinh thực phẩm cơ bản như “nấu kỹ”.
Theo WHO ” Năm bước để an toàn hơn thực phẩm ” là một biện pháp quan trọng để ngăn ngừa nhiễm trùng với các mầm bệnh lây nhiễm thực phẩm như STEC.
STEC sản xuất các độc tố, được gọi là các chất độc Shiga , có tên gọi này là do sự giống nhau của chúng với các chất độc do Shigella dysenteriae tạo ra. STEC có thể phát triển ở nhiệt độ từ 7 ° C đến 50 ° C, với nhiệt độ tối ưu là 37 ° C. Một số STEC có thể phát triển trong thực phẩm có tính axit xuống đến pH 4.4, và tồn tại lâu trong thực phẩm với một lượng nước tối thiểu ( W ) là 0,95.
3.Triệu chứng
Các triệu chứng của bệnh do STEC gây ra bao gồm đau bụng và tiêu chảy, có thể trong một số trường hợp tiến triển có thể tiêu chảy có máu (viêm đại tràng huyết lưu huyết). Sốt và nôn cũng có thể xảy ra. Thời kỳ ủ bệnh có thể dao động từ 3 đến 8 ngày, trung bình từ 3 đến 4 ngày. Hầu hết các bệnh nhân hồi phục trong vòng 10 ngày, nhưng ở một tỷ lệ nhỏ bệnh nhân (đặc biệt là trẻ nhỏ và người cao tuổi), nhiễm trùng có thể dẫn đến một căn bệnh đe dọa đến mạng sống, như hội chứng u xám huyết tán (HUS). HUS được đặc trưng bởi suy thận cấp, thiếu máu tan huyết và giảm tiểu cầu (tiểu cầu thấp).
Những người bị tiêu chảy hoặc đau bụng ở bụng nên nhận được sự tư vấn, sự chăm sóc y tế. Kháng sinh không phải là một phần của việc điều trị bệnh nhân STEC và có thể làm tăng nguy cơ HUS sau đó.
Một Vài Đặc Điểm Của Vi Khuẩn
Kiểu hình và kiểu gen của vi khuẩn
Các đột biến có thể tác động đến 5 loại kiểu hình:
– Biến đổi từ nguyên dưỡng ( prototrophy) sang khuyết dưỡng ( auxotrophy) và ngược lại. Ví dụ: mất khả năng tổng hợp một chất trao đổi của chu trình và hồi biến để lại có khả năng tổng hợp chất đó.
– Sự mất hay có được khả năng sử dụng chất dinh dưỡng khác. Ví dụ: đột biến làm mất khả năng sử dụng đường lactoz.
– Tính nhạy cảm hay đề kháng thuốc như nhạy cảm streptomycin đột biến thành kháng streptomycin.
– Nhạy cảm với phage thành kháng phage hoặc ngược lại. Ví dụ: đột biến trên thụ thể ở bề mặt tế bào làm đề kháng với sự nhiễm phage.
– Sự mất đi hoặc có lại các thành phần cấu trúc của bề mặt tế bào. Ví dụ,một loại Pneumococcus có vỏ bao polyxacarit (polyxacarit capsule), trong khi đó dòng khác không có vỏ bao.
Các kí hiệu dùng biểu hiện kiểu hình và kiểu gen được thống nhất theo nguyên tắc:
– Kí hiệu kiểu hình gồm 3 chữ thường (chữ đầu viết hoa) với dấu phía trên góc “+” hay “-” nhằm chỉ sự hiện diện hay thiếu tình trạng tương ứng, và “s” hay “r” tương ứng chỉ tính nhạy cảm (sensitive) hay đề kháng (resistance).
– Kí hiệu kiểu gen được viết chữ nghiêng, chữ đầu không viết hoa.
Ví dụ 1: Tế bào hoang dại tự tổng hợp được leuxin thì kiểu hình được viết Leu+. Đột biến khuyết dưỡng mất khả năng tổng hợp leuxin được kí hiệu kiểu hình Leu –. Tương ứng với hai kiểu hình trên kí hiệu kiểu gen là leu+hay leu và leu–.
Nếu cần nhiều hơn một gen để tạo ra một chất nhất định, sau 3 chữ nghiêng kí hiệu gen có thêm chữ nghiêng hoa. Ví dụ: leuA, leuB… là các gen cần thiết cho tổng hợp leuxin khác nhau.
Ví dụ 2: Kiểu hình kháng hoặc nhạy cảm với penixilin được viết là Pen r và Pen s. Kiểu gen tương ứng là penr và pens.
Nếu lưỡng bội ở một phần thì viết thêm gạch nghiêng. Ví dụ, leu+/leu–.
Vài nét về sinh sản ở vi khuẩn
Tế bào vi khuẩn phân chia theo lối trực phân. Phân tử ADN gắn trực tiếp vào màng sinh chất. Sự sao chép ADN tạo ra hai bản sao gắn chung nhau trên màng sinh chất. Khi tế bào kéo dài ra, các bản sao ADN tách xa nhau do phần màng giữ chúng lớn dần ra. Kiểu sinh sản vô tính này được gọi là” phân đôi”hay ” ngắt đôi ” (“binary fission”) (hình dưới). Tế bào vi khuẩn chia nhanh (20 phút trong điều kiện tốt) hơn rất nhiều so với tế bào Eukaryota (24-48 giờ).
Trực phân ngắt đôi ở vi khuẩn kèm theo tách 2 ADN con về 2 tế bào
Quá trình sao chép ADN được bắt đầu từ điểm xuất phát oriC kéo dài về hai phía song song với quá trình sao chép màng sinh chất, nơi có điểm gắn vào của ADN bộ gen, mọc dài tách 2 phân tử ADN về 2 tế bào con.
ADN của E.coli cần 40 phút cho 1 vòng sao chép tương ứng với tốc độ 50.000 cặp bazơ/phút. Phụ thuôc vào tốc độ tăng trưởng, thời gian phân chia tế bào trong khoảng từ 18 đến 60 phút. Như vậy ở các tế bào tăng trưởng nhanh, vòng sao chép mới phải được bắt đầu sớm hơn sự phân bào trước đó như tế bào con đầu tiên.
Trình Bày Đặc Điểm Của Vi Khuẩn
Vi sinh vật có các đặc điểm chung sau đây :
Kích thước nhỏ bé :
Vi sinh vật thường được đo kích thước bằng đơn vị micromet (1mm= 1/1000mm hay 1/1000 000m). virus được đo kích thước đơn vị bằng nanomet (1nn=1/1000 000mm hay 1/1000 000 000m).
Kích thước càng bé thì diện tích bề mặt của vi sinh vật trong 1 đơn vị thể tích càng lớn. Chẳng hạn đường kính của 1 cầu khuẩn ( Coccus) chỉ có 1mm, nhưng nếu xếp đầy chúng thành 1 khối lập nhưng có thể lích là 1cm3 thì chúng có diện tích bề mặt rộng tới …6 m2 !
Light microscope : KHV quang học
Electron microscope : KHV điện tử
Most bacteria: Phần lớn vi khuẩn
Kích thước vi khuẩn so với đầu kim khâu
Ba dạng chủ yếu ở vi khuẩn : trực khuẩn, cầu khuẩn và xoắn khuẩn.
Hấp thu nhiều, chuyển hoá nhanh :
Tuy vi sinh vật có kích thước rất nhỏ bé nhưng chúng lại có năng lực hấp thu và chuyển hoá vượt xa các sinh vật khác. Chẳng hạn 1 vi khuẩn lắctic ( Lactobacillus) trong 1 giờ có thể phân giải được một lượng đường lactose lớn hơn 100-10 000 lần so với khối lượng của chúng. tốc độ tổng hợp protein của nấm men cao gấp 1000 lần so với đậu tương và gấp 100 000 lần so với trâu bò.
Lactobacillus qua KHV điện tử
Sinh trưởng nhanh, phát triển mạnh :
Chẳng hạn, 1 trực khuẩn đại tràng ( Escherichia coli ) trong các điều kiện thích hợp chỉ sau 12-20 phút lại phân cắt một lần. Nếu lấy thời gian thế hệ là 20 phút thì mỗi giờ phân cắt 3 làn, sau 24 giờ phân cắt 72 lần và tạo ra 4 722 366 500 000 000 000 000 000 tế bào (4 722 366. 1017), tương đương với 1 khối lượng … 4722 tấn. Tất nhiên trong tự nhiên không có được các điều kiện tối ưu như vậy ( vì thiếu thức ăn, thiếu oxy, dư thừa các sản phẩm trao đổi chất có hại…). Trong nòi lên men với các điều kiện nuôi cấy thích hợp từ 1 tế bào có thể tạo ra sau 24 giờ khoảng 100 000 000- 1 000 000 000 tế bào. Thời gian thế hệ của nấm men dài hơn, ví dụ với men rượu ( Saccharomyces cerevisiae) là 120 phút. Với nhiều vi sinh vật khác còn dài hơn nữa, ví dụ với tảo Tiểu cầu ( Chlorella ) là 7 giờ, với vi khuẩn lam Nostoc là 23 giờ…Có thể nói không có sinh vật nào có tốc độ sinh sôi nảy nở nhanh như vi sinh vật.
Có năng lực thích ứng mạnh và dễ dàng phát sinh biến dị :
Trong quá trình tiến hoá lâu dài vi sinh vật đã tạo cho mình những cơ chế điều hoà trao đổi chất để thích ứng được với những điều kiện sống rất khác nhau, kể cả những điều kiện hết sức bất lợi mà các sinh vật khác tgường không thể tồn tại được. Có vi sinh vật sống được ở môi trường nóng đến 1300C, lạnh đến 0-50C, mặn đến nồng độ 32% muối ăn, ngọt đến nồng độ mật ong, pH thấp đến 0,5 hoặc cao đến 10,7, áp suất cao đến trên 1103 at. hay có độ phóng xạ cao đến 750 000 rad. Nhiều vi sinh vật có thể phát triển tốt trong điều kiện tuyệt đối kỵ khí, có noài nấm sợi có thể phát triển dày đặc trong bể ngâm tử thi với nộng độ Formol rất cao…
Vi sinh vật đa số là đơn bào, đơn bội, sinh sản nhanh, số lượng nhiều, tiếp xúc trực tiếp với môi trường sống … do đó rất dễ dàng phát sinh biến dị. Tần số biến dị thường ở mức 10-5-10-10. Chỉ sau một thời gian ngắn đã có thể tạo ra một số lượng rất lớn các cá thể biến dị ở các hế hệ sau. Những biến dị có ích sẽ đưa lại hiệu quả rất lớn trong sản xuất. Nếu như khi mới phát hiện ra penicillin hoạt tính chỉ đạt 20 đơn vị/ml dịch lên men (1943) thì nay đã có thể đạt trên 100 000 đơn vị/ml. Khi mới phát hiện ra acid glutamic chỉ đạt 1-2g/l thì nay đã đạt đến 150g/ml dịch lên men (VEDAN-Việt Nam).
Nhà máy Vedan-Việt Nam
Phân bố rộng, chủng loại nhiều :
Vi sinh vật có mặt ở khắp mọi nơi trên Trái đất, trong không khí, trong đất, trên núi cao, dưới biển sâu, trên cơ thể, người, động vật, thực vật, trong thực phẩm, trên mọi đồ vật…
Vi sinh vật tham gia tích cực vào việc thực hiện các vòng tuần hoàn sinh-địa-hoá học (biogeochemical cycles) như vòng tuần hoàn C, vòng tuần hoàn n, vòng tuần hoàn P, vòng tuần hoàn S, vòng tuần hoàn Fe…
Trong nước vi sinh vật có nhiều ở vùng duyên hải (littoral zone), vùng nước nông (limnetic zone) và ngay cả ở vùng nước sâu (profundal zone), vùng đáy ao hồ (benthic zone).
Trong không khí thì càng lên cao số lượng vi sinh vật càng ít. Số lượng vi sinh vật trong không khí ở các khu dân cư đông đúc cao hơn rất nhiều so với không khí trên mặt biển và nhất là trong không khí ở Bắc cực, Nam cực…
Hầu như không có hợp chất carbon nào (trừ kim cương, đá graphít…) mà không là thức ăn của những nhóm vi sinh vật nào đó (kể cả dầu mỏ, khí thiên nhiên, formol. dioxin…). Vi sinh vật có rất phong phú các kiểu dinh dưỡng khác nhau : quang tự dưỡng (photoautotrophy), quang dị dưỡng (photoheterotrophy), hoá tự dưỡng (chemoautotrophy), hoá dị dưỡng (chemoheterotrophy).tự dưỡng chất sinh trưởng (auxoautotroph), dị dưỡng chất sinh trưởng (auxoheterotroph)…
Hình Thể, Cấu Tạo Và Sinh Lý Của Vi Khuẩn
Hình thể, cấu tạo và sinh lý của vi khuẩn
HÌNH THỂ CỦA VI KHUẨN
Vi khuẩn thông thường có hình thể nhất định do vách tế bào xác định. Một số không vách ( hình thức L) như Mycoplasma không có hình thể nhất định. Đường kính trung bình của vi khuẩn khỏang 1mm . Những đại diện nhỏ nhất như Mycoplasma có đường kính khỏang 0,1mm và những đại diện lớn hơn có kích thước hàng chục mm như Spirilium volutans 20mm. Các vi khuẩn gây bệnh có kích thước từ 0,2mm đến 10mm
Về hình thể người ta có thể chia vi khuẩn thành cầu khuẩn, trực khuẩn và vi khuẩn hình xoắn.
Cầu khuẩn :
Là những vi khuẩn hình cầu, hình trứng hay hình hạt cà phê
Micrococci (Đơn cầu)
Đây là những cầu khuẩn xếp hàng đều hoặc không đều, đó là những tạp khuẩn tìm thấy trong không khí và nước.
Diplococci (Song cầu)
Là những cầu khuẩn xếp từng đôi phân chia trong một mặt phẳng. Một số gây bệnh cho người như phế cầu, lậu cầu, cầu khuẩn màng não.
Stretococci (Liên cầu):
Là những cầu khuẩn xếp thành chuỗi ngắn hoặc dài. Một số lọai gây bệnh cho người như Streptococcus pyogenes thuộc nhóm A của Lancefield.
Tetracocci (Tứ cầu)
Các cầu khuẩn hợp thành 4, phân chia theo hai mặt phẳng, rất ít khi gây bệnh.
Sarcina (Bát cầu)
Các cầu khuẩn xếp thành 8-16 con, phân chia theo ba mặt phẳng, thường tìm thấy trong không khí.
Staphylococci (Tụ cầu)
Các cầu khuẩn hợp thành đám như chùm nho, phân chia theo mặt phẳng, một số loại gây bệnh cho người và thường phát triển nhanh chóng tính đề kháng với nhiều kháng sinh.
Trực khuẩn
Là những vi khuẩn có hình que thẳng.
Bacteria
Là những trực khuẩn hiếu khí, không tạo nha bào như vi khuẩn đường mật, vi khuẩn bạch cầu, vi khuẩn lao…
Bacilli
Là những trực khuẩn hiếu khí tuyệt đối tạo nha bào ví dụ trực khuẩn bệnh than.
Clostridia
Là những trực khuẩn kỵ khí Gram dương tạo nha bào, ví dụ trực khuẩn uốn ván, trực khuẩn ngộ độc thịt.
Vi khuẩn hình xoắn
Phẩy khuẩn
Chỉ có một phần của hình xoắn nên có hình dấu phẩy, ví dụ phẩy khuẩn tả.
Xoắn khuẩn
Có nhiều vòng xoắn, ví dụ xoắn khuẩn giang mai, Leptospira, Borrelia.
CẤU TẠO CỦA TẾ BÀO VI KHUẨN
Khác với các thành viên của protista lớp trên có nhân thật như tế bào động vật và thực vật, vi khuẩn có tế bào nhân sơ, nhân chỉ có một nhiễm sắc thể, không có màng nhân, không có ti lạp thể, không có bộ máy phân bào nhưng các tế bào lại phức tạp hơn.
Vách tế bào
Sự hiện diện của vách tế bào ở vi khuẩn được phát hiện bằng hiện tuợng ly tương, bằng cách nhuộm và bằng phân lập trực tiếp.
Tác dụng cơ học như siêu âm phối hợp với ly tâm cho phép thu hoạch vách tế bào ròng, tách rời khỏi nguyên tương.
Vách tế bào vi khuẩn gram dương
Kính hiển vi điện tử cho thấy vách tế bào dày từ 15 đến 50 nm. Thành phần chủ yếu là mucopeptit gọi là murein, một chất trùng hợp mà những đơn vị hoá học là những đường amin. N-acetyl glucosamin và axít N-acetyl muramic và những chuỗi peptit ngắn chứa alanin, axít glutamic và axít diaminopimelic hoặc lysin. Ngoài ra vách tế bào của một số vi khuẩn gram dương còn chứa axít teichoic. Ở một vài lọai vi khuẩn, axít teichoic chiếm tới 30% trọng lượng khô của vách tế bào.
Vách tế bào vi khuẩn Gram âm gồm ba lớp Chức năng của vách tế bào
Lớp mucopeptit mỏng hơn khỏang 10nm và hai lớp lipoprotein và lipopolysaccharide ở bên ngoài, lớp lipoprotein chứa tất cả những axít amin thông thường. Không có axít teichoic, vách tế bào vi khuẩn gram âm chứa một lượng lipit đáng kể, khoảng 20 % trọng lượng khô của vách tế bào.
Vách tế bào vi khuẩn có nhiều chức năng:
Duy trì hình thể của vi khuẩn: Vách cứng tạo nên bộ khung, làm cho vi khuẩn có hình thể nhất định .
Quyết định tính bắt màu gram của vi khuẩn: Sự bắt màu gram khác nhau ở vi khuẩn gram dương và gram âm là do tính thẩm thấu khác nhau đối với cồn của hai nhóm vi khuẩn đó. Nếu dùng lysozym biến đổi vi khuẩn gram dương thành protoplast không có vách thì protoplast lại bắt màu gram âm.
Tạo nên kháng nguyên thân O của vi khuẩn đường ruột: Để điều chế kháng nguyên 0 của vi khuẩn đường ruột xử lý vi khuẩn không di động bằng nhiệt và cồn.
Tạo nên nội độc tố của vi khuẩn đường ruột. Nội độc tố chỉ được giải tỏa lúc vi khuẩn bị li giải. Ở vi khuẩn đường ruột, nội độc tố là những phức hợp lipopoly-saccarit dẫn xuất từ vách tế bào.
Màng nguyên tương
Là màng bán thấm dày khoảng 10nm nằm sát vách tế bào. Người ta có thể chứng minh sự hiện diện của nó bằng hiện tượng ly tương hoặc nhuộm với xanh Victoria 4R. Nó chứa 60-70% lipit, 20-30% protein và một lượng nhỏ hydrat cacbon. Màng nguyên tương có chức năng rào cản thẩm thấu của tế bào, ngăn cản không cho nhiều phẩm vật vào bên trong tế bào nhưng lại xúc tác việc chuyên chở họat động của nhiều phẩm vật khác vào bên trong tế bào. Hơn nữa màng tế bào chứa nhiều hệ thống enzyme và vì vậy có chức năng giống như ti lạp thể của động vật và thực vật. Màng nguyên tương cho thấy những chỗ lõm vào gọi là mạc thể. Ở vi khuẩn Gram dương mạc thể khá phát triển cho thấy hình ảnh nhiều lá đồng tâm. Ở vi khuẩn Gram âm mạc thể chỉ là vết nhăn đơn giản.
Nguyên tương
Là cấu trúc được bao bọc bên ngoài bởi màng nguyên tương, ở trạng tháí gel, cấu trúc này gồm 80% nước, các protein có tính chất enzyme, cacbohydrat, lipid và các ion vô cơ ở nồng độ cao, và các hợp chát có trọng lượng phân tử thấp. Nguyên tương chứa dày đặc những hạt hình cầu đường kính 18nm gọi là ribôsôm. Ngoài ra còn có thể tìm thấy những hạt dự trữ glycogen, granulosa hoặc polymetaphotphat.
Nhân tế bào
Có thể thấy với kính hiển vi ánh sáng sau khi nhuộm hoặc soi trực tiếp ở kính hiển vi pha tương phản. Nhân có thể hình cầu, hình que, hình quả tạ hoặc hình chữ V. Khảo sát ở kính hiển vi điện tử nhân không có màng nhân và bộ máy phân bào. Nó là một sợi DNA trọng lượng phân tử 3×10 9 dallon và chứa một nhiễm sắc thể duy nhất dài khoảng 1mm nếu không xoắn. Nhân nối liền ở một đầu với thể mạc. Sự nối liền này giữ một vai trò chủ yếu trong sự tách rời 2 nhiễm sắc thể con sau khi sợi nhiễm sắc thể mẹ tách đôi. Trong sự phân chia nhân hai mạc thể qua chổ nối liền với màng nguyên tương di chuyển theo những hướng đối nghịch theo hai nhóm con nối liền với chúng. Như thế màng nguyên tương tự động như một bộ máy thô sơ của sự gián phân với mạc thể đảm nhận vai trò thai vô sắc.
Lông của vi khuẩn
Lông chịu trách nhiệm về tính di động của vi khuẩn. Người ta quan sát sự di động của vi khuẩn ở kính hiển vi nhìn ơ giọt treo hoặc đặt một giọt vi khuẩn ở lam kính và phủ một lá kính mỏng. Lông dài 3-12 mm hình sợi gợn sóng, mảnh 10- 20nm ) nên phải nhuộm với axít tannic đê tạo thành một lớp kết tủa làm dày lông dễ phát hiện. Lông phát xuất từ thể đáy ngay bên dưới màng nguyên tương và có chuyển động xoay tròn. Bản chất protein nó tạo nên do sự tập hợp những đơn vị phụ gọi là flagellin tạo thành một cấu trúc hình trụ rỗng. Cách thức mọc lông là một đặc tính di truyền. Ở một số loại nhiều lông mọc quanh thân, ở một số lọai một lông mọc ở cực và ở một số loại khác một chùm lông ở một cực. Nếu lông bị làm mất đi bằng cơ học thì lông mới được tạo thành nhanh chóng. Lông đóng vai trò kháng nguyên như kháng nguyên H ở vi khuẩn đường ruột.
Pili
Là những phụ bộ hình sợi, mềm mại hơn lông, mảnh hơn nhiều và có xu hướng thẳng đường kính 2-3 nm và dài từ 0,3-1nm, tìm thấy từ một đến hằng trăm ở mặt ngoài vi khuẩn, bản chất protein. Pili phát xuất ở trong màng nguyên tương và xuyên qua vách tế bào. Pili được tìm thấy ở vi khuẩn gram âm nhưng cũng có thể tìm thấy ở một số vi khuẩn gram dương. Pili F có nhiệm vụ trong sự tiếp hợp. Những pili khác giúp cho vi khuẩn bám vào niêm mạc hoặc bề mặt khác của tế bào.
Vỏ của vi khuẩn
Vỏ là một cấu trúc nhầy bọc quanh vách tế bào của một số vi khuẩn, thường là polysaccharide, chỉ có vỏ của B.anthracis là một polypeptide acid D-glutamic. Vỏ có thể phát hiện dễ dàng ở huyền dịch mực tàu, ở đó nó hiện ra như một vùng sáng giữa môi trường mờ đục và tế bào vi khuẩn trông rõ hơn. Cũng có thể phát hiện bằng phản ứng phình vỏ hoặc bằng kỹ thuật nhuộm đặc biệt. Sự đột biến tạo thành vỏ rất dể nhận biết vì tế bào có vỏ tạo nên khuẩn lạc bóng láng hoặc nhầy M trong khi tế bào không vỏ tạo nên khuẩn lạc xù xì R. Nhiệm vụ duy nhất được biết của vỏ là bảo vệ vi khuẩn chống thực bào và chống virut muốn gắn vào vách tế bào .
Nha bào
Những thành viên của Bacillus, Clostridium và Sporosarcina tạo thành nội nha bào dưới ảnh hưởng của môi trường bên ngoài không thuận lợi, mỗi tế bào làm phát sinh một nha bào. Nha bào có thể nằm ở giữa, ở đầu nút hoặc gần đầu nút tùy theo loài, vách nha bào chứa những thành phần mucopeptide và axít dipicolinic. Sự dề kháng của nha bào với hóa chất độc là do tính không thẩm thấu của vách nha bào, sự đề kháng với nhiệt liên hệ đến trạng thái mất nước cao. Vì chịu đựng với điều kiện không thụân lợi bên ngoài nha bào góp phần quan trọng trong khả năng lây bệnh của trực khuẩn hiếu khí tạo nha bào như trực khuẩn than hoặc trực khuẩn kỵ khí tạo nha bào như Clostridia, nhất là trực khuẩn uốn ván, hoại thư, sinh hơi, ngộ độc thịt.
SINH LÝ VI KHUẨN
Như các sinh vật khác vi khuẩn cũng dinh dưỡng, chuyển hoa và phát triển.
Sự dinh dưỡng
Để phát triển vi khuẩn đòi hỏi môi trường nuôi cấy chứa đầy đủ những yếu tố dinh dưỡng bao gồm những hợp chất cần thiết để cung cấp năng lượng và những hợp chất được dùng làm nguyên liệu để tổng hợp những vật liệu mới của tế bào. Về nguyên liệu tổng hợp, vi khuẩn đòi hỏi những nhu cầu về muối khoáng như PO 43-, K+, Mg 2+ với lượng đáng kể, một số ion ( nguyên tố vi lượng ) chỉ cần ở một nồng độ rất thấp như Fe 2+, Zn 2+, Mo 2+, Ca 2+, các ion này thường tìm thấy trong nước và trong các muối khoáng không tinh khiết. Nguồn C do thức ăn năng lượng cung cấp. Nguồn N thông thưòng là protein hoặc một muối amoni.
Phần lớn vi khuẩn nếu được cung cấp đầy đủ những yếu tố trên thì có khả năng tổng hợp các chất cấu tạo của tế bào. Nhưng một số vi khuẩn mất khả năng tổng hợp một vài hợp chất và đòi hỏi đưọc cung cấp ở trong môi trường nuôi cấy. Đó là những yếu tố phát triển; chúng được chia thành hai loại, một loại cần được cung cấp từng lượng nhỏ và đảm nhận chức vụ xúc tác như một thành phần của một enzyme ví dụ vitamin B, một loại cần được cung cấp từng lượng lớn và được dùng làm nguyên liệu cấu tạo tế bào như axit amin, purin, pyrimidin.
Ngoài ra những điều kiện vật lý như nhiệt độ pH, áp suất oxy cùng ảnh hưởng đến sự phát triển cân được điều chỉnh thích hợp.
Sự chuyển hóa
Sự oxy hóa sinh học
Bao gồm tất cả những phản ứng hóa học xảy ra ở những tế bào sống. Nhờ những phản ứng đó năng lượng được chiết từ môi trường và được sử dụng cho sinh tổng hợp và phát triển. Trong chuyển hóa quan trọng nhất là sự oxy hóa sinh học.
Sự oxy hóa được định nghĩa như là sự loại bỏ điện tử từ một cơ chất kèm theo sự loại bỏ ion hydrô tức là sự loại bỏ nguyên tử hydrô. Vì vậy sự oxy hóa được xem như là sự vận chuyển nguyên tử hydrô. Cơ chất bị oxy hóa được gọi là chất cho hydrô và phẩm vật bị khử được gọi là chất nhận hydro. Phần lớn hợp chất hữu cơ mất ion hydrô do loại bỏ điện tử. Điện tử không thể ở trạng thái tự do trong dung dịch và không thể loại bỏ khỏi một cơ chất nếu không có một chất thích hợp để nhận nó. Sự vận chuyển điện tử là cốt lõi của sự oxy hóa và sự khử.
Tùy theo bản chất của chất nhận hydro cuối cùng người ta chia sự oxy hóa sinh học thành ba hình thức : Hô hấp hiếu khí, hô hấp kỵ khí và lên men. Chất nhận hydrô cuối cùng là oxy phân tử (O 2) trong sự hô hấp hiếu khí, là một hợp chất vô cơ (nitrat, sulfat, cacbonat ) trong sự hô hấp kỵ khí, là một hợp chất hữu cơ trong sự lên men.
Về nhu cầu oxy người ta chia thành :
Vi khuẩn hiếu khí bắt buộc như vi khuẩn lao và một vài trực khuẩn tạo nha bào, những vi khuẩn này đói hỏi oxy vì thiếu khả năng lên men.
Vi khuẩn kỵ khí bắt buộc như Clostridia, Propionibactrium, chúng chỉ phát triển khi không có oxy.
Sự hô hấp hiếu khí
Vi khuẩn tùy ý như nấm men, vi khuẩn đường ruột. Những vi khuẩn này có thể sống không có oxy nhưng đổi thành chuyển hóa hô hấp lúc có oxy.
Hình 1: minh hoạ về dây chuyền điện tử
Chất nhận hydrô cuối cùng là oxy phân tử. Cơ chất thông thường là đường nhưng cũng có thể là axít béo, axít amin. Điện tử được chuyển từ chất cho hydrô đến chất nhận hydrô qua nhiều bước. Điện tử lấy từ chất cho hydro có thể đầu tiên chuyển đến một coenzyme thứ nhất A, A do đó bị khử thành AH 2. Một enzyme khác lại xúc tác sự chuyển điện tử từ AH 2 đến một coenzyme thứ hai B. AH 2 do đó được oxy hóa trở lại thành A và B trở nên trở thành BH. Quá trình này có thể tiếp diễn qua nhiều bước tạo nên dây chuyền hô hấp điện tử từ chât cho hydrô đến oxy
Sự hô hấp kỵ khí
Kết quả cuối cùng là sự hình thành một sản phẩm oxy hóa, một sản phẩm khử và năng lượng. Năng lượng phát sinh hoặc được dự trữ trong các dây nối sẵn năng lượng hoặc tỏa thành nhiệt.
Sự lên men
Cơ chất có thể là hợp chất hữu cơ nhưng cũng có thể là chất vô cơ. Chất nhận điện tử ở đây không phải oxy không khí mà là nitrat, sulfat, cacbonat….
Hình 2: Sự chuyển điện tử trong sự lên men
Cơ chất là hợp chất hữu cơ nhưng chât nhân điện tử cũng là hợp chất hữu cơ. Ở đây, trong dây chuyền điện tử thông thường chỉ có NAD là chất mang điện tử trung gian.
So với sự hô hấp, sự lên men kém hiệu quả hơn nhiều, nó cung cấp ATP 19 lần ít hơn đối với 1 mol glucoza chuyển hóa. Một vi khuẩn phát triển với một lượng giới hạn glucoza cho thấy hiệu suất phát triển (trọng lượng khô vi khuẩn / trọng lượng cơ chất chuyển hóa) lớn hơn trong điều kiện hiếu khí so với điều kiện kỵ khí.
Sự phát triển của vi khuẩn
Sự phát triển lũy thừa :
Tế bào nhân lên trong sự phát triển. Ở vi khuẩn đơn bào, sự phát triển làm gia tăng số lượng vi khuẩn ở một sản phẩm cấy. Vi khuẩn nhân lên bằng phân liệt. Một thế hệ được định nghĩa như là sự tăng đôi tế bào. Thời gian thế hệ là khỏan thời gian cần thiết dể tăng đôi số tế bào. Thời gian thế hệ thay đổi tùy lọai vi khuẩn, 20 phút ở E.coli, 20 – 24 giờ ở vi khuẩn lao.
Vì hai tế bào con có thể phát triển cùng một tốc độ như tế bào mẹ nên số tế bào trong ruột sản phẩm cấy tăng lên với thời gian như một cấp số nhân 2 0, 2 1, 2 2, 2 3…..Nghĩa là sự phát triển lũy thừa.
Tốc độ phát triển của một sản phẩm cấy ở một thời gian xác định tỷ lệ với số tế bào hiện diện ở thời gian đó. Sự liên hệ này có thể biểu thị dưới dạng phương trình sau
dN
dT
Phân tích phương trình trên ta có :
N = N 0 e kt (2)
Trong đó N 0 là số tế bào ở thời gian 0 và N là số tế bào ở bất kỳ thời gian t sau đó. Trong phương trình (2), k là hằng số phát triển :
Giải phương trình theo k ta có :
t
Chuyển sang logarit thập phân
Hình 3. Tốc độ ở đó logarit tự nhiên của số tế bào tăng lên với thời gian. Đường biểu diễn phát triển :
Như vậy k biểu thị tốc độ ở đó logarit tự nhiên của số tế bào tăng lên với thời gian và có thể xác định bằng đồ thị.
Đường biểu diển gồm 4 pha: Hình 4. Đường biểu diễn phát triển
Cấy vào một môi trường lỏng những vi khuẩn lấy từ một sản phẩm cấy trước đó đã phát triển đên bão hòa, lần lượt xác định số tế bào trong một 1ml và biểu diển logarit của nồng độ tế bào theo thời gian thì thu được đường biểu diễn phát triển.
A :Pha tiềm ẩn B: pha lũy thừa C: pha dừng D: pha chết.
Pha tiềm ẩn: Biểu thị giai đọan ở đó tế bào bắt đầu thích nghi với môi trường mới. Enzyme và chất chuyển hóa trung gian đưọc tạo thành và tích lũy cho đến khi đạt đến một nồng độ mà sự phát triển có thể bắt đầu trở lại.
Pha lũy thừa: Trong pha này tốc độ phát triển không đổi. Tất cả các vi khuẩn điều nhân lên với một tốt độ không đổi và kích thước trung bình của tế bào cũng không đổi.
Hiện tượng này được tiếp tục duy trì cho đến khi một trong hai sự kiện sau này xảy ra. Một hay nhiều thức ăn trong môi trường bị thiếu hụt hoặc sản phẩm chuyển hóa độc tích tụ nhiều. Đối với vi khuẩn hiếu khí thức ăn đầu tiên trở nên giới hạn là oxy. Lúc nồng độ tế bào khoảng 10 7/ml trong trường hợp vi khuẩn hiếu khí, tốc độ vi khuẩn giảm xuống nếu oxy không được cho vào môi trường bằng cách khuấy hoặc bơm không khí. Lúc nồng độ tế bào đạt đến 4-5 x 10 9/ml tốc độ khuếch tán của oxy không thể thoả mãn nhu cầu ngay cả ở môi trường thoáng khí và sự phát triển dần dần giảm tốc độ.
Pha dừng: ở giai đoạn này sự thiếu hụt thức ăn và sự tích lũy vật phẩm độc làm cho số lượng tế bào dừng lại hoàn toàn. Các vi khuẩn sinh sản ít dần và sự phát triển về khối lượng cũng giảm dần, có một số tế bào chết nhưng được bù lại nhờ sự tạo thành một số tế bào mới.
Pha chết: Bắt đầu sau một thời gian ở pha đừng, thời gian này thay đổi theo từng loài vi khuẩn và điều kiện nuôi cấy. Vi khuẩn chết càng ngày càng nhiều. Thông thường sau khi tế bào chết, một số tế bào tiếp tục sống nhờ thức ăn phóng thích từ những tế bào bị ly giải.
Bạn đang đọc nội dung bài viết Đặc Điểm Sinh Lý Học Của Vi Khuẩn Ecoli Chủng Stec trên website Comforttinhdauthom.com. Hy vọng một phần nào đó những thông tin mà chúng tôi đã cung cấp là rất hữu ích với bạn. Nếu nội dung bài viết hay, ý nghĩa bạn hãy chia sẻ với bạn bè của mình và luôn theo dõi, ủng hộ chúng tôi để cập nhật những thông tin mới nhất. Chúc bạn một ngày tốt lành!