Tóm tắt lý thuyết: Vi khuẩn

Vi khuẩn có nhiều dạng khác nhau: hình que, hình cầu. hình phẩy, hình xoắn,hình sợi,hình chuỗi... - Vi khuẩn  gồm những cơ thể đơn bào, riêng lẻ hoặc có khi xếp thành từng đám, từng chuỗi. Tế bào có vách bao bọc , bên trong là chất tế bào, chưa có nhân hoàn chỉnh.

Vi khuẩn là những sinh vật đơn bào không có nhân điển hình, có đầy đủ đặc điểm của một vi sinh vật như khả năng tự tổng hợp chất dinh dưỡng để sinh trưởng và nhân lên. Hình dạng thường gặp: Hình cầu, que, hạt, xoắn...Kích thước nhỏ bé, mắt thường không nhìn thấy.

vi khuẩn nhỏ lắm

Vi khuẩn có nhiều dạng khác nhau: hình que, hình cầu. hình phẩy, hình xoắn,hình sợi,hình chuỗi... - Vi khuẩn gồm những cơ thể đơn bào, riêng lẻ hoặc có khi xếp thành từng đám, từng chuỗi. Tế bào có vách bao bọc , bên trong là chất tế bào, chưa có nhân hoàn chỉnh.

rất nhỏ

Vi khuẩn (tiếng Anh và tiếng La Tinh là bacterium, số nhiều bacteria) đôi khi còn được gọi là vi trùng, là một nhóm (giới hoặc vực) vi sinh vậtnhân sơ đơn bào có kích thước rất nhỏ; một số thuộc loại ký sinh trùng. Vi khuẩn là một nhóm sinh vật đơn bào, có kích thước nhỏ (kích thước hiển vi) và thường có cấu trúc tế bào đơn giản không có nhân, bộ khung tế bào (cytoskeleton) và các bào quan như ty thể và lục lạp. Cấu trúc tế bào của vi khuẩn được miêu tả chi tiết trong mục sinh vật nhân sơ vì vi khuẩn là sinh vật nhân sơ, khác với các sinh vật có cấu trúc tế bào phức tạp hơn gọi là sinh vật nhân chuẩn.

vi khuan la nhung vi sinh trung ma chung ta ko nhin thay dc

Vi khuẩn (tiếng Anh và tiếng La Tinh là bacterium, số nhiều bacteria) đôi khi còn được gọi là vi trùng, là một nhóm (giới hoặc vực) vi sinh vật nhân sơ đơn bào có kích thước rất nhỏ; một số thuộc loại ký sinh trùng. Vi khuẩn là một nhóm sinh vật đơn bào, có kích thước nhỏ (kích thước hiển vi) và thường có cấu trúc tế bào đơn giản không có nhân, bộ khung tế bào (cytoskeleton) và các bào quan như ty thể và lục lạp. Cấu trúc tế bào của vi khuẩn được miêu tả chi tiết trong mục sinh vật nhân sơ vì vi khuẩn là sinh vật nhân sơ, khác với các sinh vật có cấu trúc tế bào phức tạp hơn gọi là sinh vật nhân chuẩn.

Vi khuẩn là nhóm hiện diện đông đảo nhất trong sinh giới. Chúng hiện diện khắp nơi trong đất, nước, chất thải phóng xạ, suối nước nóng,^[2] và ở dạng cộng sinh và ký sinh với các sinh vật khác, và được biết là phát triển mạnh mẽ trong các tàu không gian có người lái.^[3] Nhiều tác nhân gây bệnh (pathogen) là vi khuẩn. Hầu hết vi khuẩn có kích thước nhỏ, thường chỉ khoảng 0.5-5.0 μm, mặc dù có loài có đường kính đến 0,3mm (Thiomargarita). Chúng thường có vách tế bào, như ở tế bào thực vật và nấm, nhưng với thành phần cấu tạo rất khác biệt (peptidoglycan). Nhiều vi khuẩn di chuyển bằng tiên mao (flagellum) có cấu trúc khác với tiên mao của các nhóm khác.

Có khoảng 40 triệu tế bào vi khuẩn trong một gram đất và hàng triệu tế bào trong một mm nước ngọt. Ước tính có khoảng 5×10³⁰ vi khuẩn trên Trái Đất,^[4] tạo thành một lượng sinh khối vượt hơn tất cả động vật và thực vật.^[5] Vi khuẩn có vai trò quan trọng trong tái chế chất dinh dưỡng như cố định nitơ từ khí quyển và gây thối rữa sinh vật khác. Trong vùng dinh dưỡng quanh cách mạch nhiệt dịch và lỗ phun lạnh, vi khuẩn cung cấp những chất dinh dưỡng cần thiết cho sự sống bằng cách biến đổi các hợp chất hòa tan như hydro sulfua và metan thành năng lượng, chúng có thể phát triển mạnh ở nơi sâu nhất trên Trái Đất là rãnh Mariana.^[6][7] Các nghiên cứu khác liên quan cũng chỉ ra rằng chúng có thể sống bên trong các đá ở độ sâu 1900 feet bên dưới đáy biển và cách ngoài khơi bờ biển tây bắc Hoa Kỳ 8500.^[6][8]

Mục lục

Nguồn gốc và tiến hóa

Tổ tiên của vi khuẩn hiện đại là các sinh vật đơn bào, đó là các dạng sống xuất hiện đầu tiên trên Trái Đất cách nay 4 tỉ năm. Trong vòng 3 tỉ năm, tất cả các sinh vật là các vi sinh vật, và vi khuẩn và vi khuẩn cổ là các dạng sống chủ yếu trên Trái Đất.^[9][10] Mặc dù các hóa thạch vi khuẩn đã được tìm thấy như stromatolite, nhưng chúng thiếu các hình thái đặc biệt để xem xét lịch sử tiến hóa của vi khuẩn, hoặc thời điểm xuất phát một loài vi khuẩn đặc biệt. Tuy nhiên, trình tự gen có thể được sử dụng để tái dựng phát sinh loài của vi khuẩn, và các nghiên cứu này chỉ ra rằng vi khuẩn bắt đầu phân nhánh đầu tiên từ dòng vi khuẩn cổ/nhân chuẩn.^[11]

Vi khuẩn cũng liên quan đến lần phân nhánh tiến hóa lớn lần thứ hai của vi khuẩn cổ và nhân chuẩn. Các sinh vật nhân chuẩn là kết quả của sự tham gia của các vi khuẩn trước đó vào tập hợp nội cộng sinh với các tổ tiên của các tế bào nhân chuẩn, mà bản thân chúng có thể liên quan đến vi khuẩn cổ.^[12][13] Quá trình này liên quan đến sự nhấn chìm bởi các tế bào nhân chuẩn nguyên thủy của sự cộng sinh alpha-proteobacterial để tạo thành hoặc là mitochondria hoặc là hydrogenosome, chúng vẫn được tìm thấy trong tất cả các sinh vật nhân chuẩn đã được biết đến như trong động vật nguyên sinh cổ "amitochondrial". Sau đó, một số sinh vật nhân chuẩn đã chứa ty thể cũng nhấn chìm các sinh vật giống như cyanobacterial. Điều này dẫn đến sự hình thành lục lạp trong tảo và thực vật. Cũng có một số tảo có nguồn gốc từ thận chí là các sự kiện nội cộng sinh sau đó. Ở đây, eukaryota đã nhấn chìm tảo eukaryotia đã phát triển thành một "thế hệ thứ 2".^[14][15] Đây được gọi là sự kiện nội cộng sinh thứ 2.

Lịch sử nghiên cứu và phân loại

Vi khuẩn đầu tiên được quan sát bởi Antony van Leeuwenhoek năm 1683 bằng kính hiển vi một tròng do ông tự thiết kế. Tên "vi khuẩn" được đề nghị sau đó khá lâu bởi Christian Gottfried Ehrenberg vào năm 1828, xuất phát từ chữ βακτηριον trong tiếng Hy Lạp có nghĩa là "cái que nhỏ". Louis Pasteur (1822-1895) và Robert Koch(1843-1910) miêu tả vai trò của vi khuẩn là các thể mang và gây ra bệnh hay tác nhân gây bệnh.

Ban đầu vi khuẩn hay vi trùng (microbe) được coi là các loại nấm có kích thước hiển vi (gọi là schizomycetes), ngoại trừ các loại vi khuẩn lam (cyanobacteria) quang hợp, được coi là một nhóm tảo (gọi là cyanophyta hay tảo lam). Phải đến khi có những nghiên cứu về cấu trúc tế bào thì vi khuẩn mới được nhìn nhận là một nhóm riêng khác với các sinh vật khác. Vào năm 1956 Hebert Copeland phân chúng vào một giới (kingdom) riêng là Mychota, sau đó được đổi tên thành Sinh vật khởi sinh (Monera), Sinh vật nhân sơ (Prokaryota), hay Vi khuẩn (Bacteria). Trong thập niên 1960, khái niệm này được xem xét lại và vi khuẩn (bây giờ gồm cả cyanbacteria) được xem như là một trong hai nhóm chính của sinh giới, cùng với sinh vật nhân chuẩn. Sinh vật nhân chuẩn được đa số cho là đã tiến hóa từ vi khuẩn, và sau đó cho rằng từ một nhóm vi khuẩn hợp lại.

Sự ra đời của phân loại học phân tử đã làm lung lay quan điểm này. Năm 1977, Carl Woese chia sinh vật nhân sơ thành 2 nhóm dựa trên trình tự 16S rRNA, gọi là vực Vi khuẩn chính thức (Eubacteria) và Vi khuẩn cổ Archaebacteria. Ông lý luận rằng hai nhóm này, cùng với sinh vật nhân chuẩn, tiến hóa độc lập với nhau và vào năm 1990 nhấn mạnh thêm quan điểm này bằng cách đưa ra hệ phân loại 3 vực (three-domain system), bao gồm Vi khuẩn (Bacteria), Vi khuẩn cổ (Archaea) và Sinh vật nhân chuẩn (Eucarya). Quan điểm này được chấp nhận rộng rãi giữa các nhà sinh học phân tử nhưng cũng bị chỉ trích bởi một số khác, cho rằng ông đã quan trọng hóa vài khác biệt di truyền và rằng cả vi khuẩn cổ và sinh vật nhân chuẩn có lẽ đều phát triển từ vi khuẩn chính thức.

Đặc điểm sinh sản

Vi khuẩn chỉ sinh sản vô tính (asexual reproduction), không sinh sản hữu tính (có tái tổ hợp di truyền). Cụ thể hơn, chúng sinh sản bằng cách chia đôi (binary fission), hay trực phân. Trong quá trình này, một tế bào mẹ được phân thành 2 tế bào con bằng cách tạo vách ngăn đôi tế bào mẹ.

Tuy nhiên, mặc dù không có sinh sản hữu tính, những biến đổi di truyền (hay đột biến) vẫn xảy ra trong từng tế bào vi khuẩn thông qua các hoạt động tái tổ hợp di truyền. Do đó, tương tự như ở các sinh vật bậc cao, kết quả cuối cùng là vi khuẩn cũng có được một tổ hợp các tính trạng từ hai tế bào mẹ. Có ba kiểu tái tổ hợp di truyền đã được phát hiện ở vi khuẩn:

1. Biến nạp (transformation): chuyển DNA trần từ một tế bào vi khuẩn sang tế bào khác thông qua môi trường lỏng bên ngoài, hiện tượng này gồm cả vi khuẩn chết.
2. Tải nạp (transduction): chuyển DNA của virus, vi khuẩn, hay cả virus lẫn vi khuẩn, từ một tế bào sang tế bào khác thông qua thể thực khuẩn (bacteriophage).
3. Giao nạp (conjugation): chuyển DNA từ vi khuẩn này sang vi khuẩn khác thông qua cấu trúc protein gọi là pilus (lông giới tính).

Vi khuẩn, sau khi nhận được DNA từ một trong những cách trên, sẽ tiến hành phân chia và truyền bộ gene tái tổ hợp cho thế hệ sau. Nhiều vi khuẩn còn có plasmidchứa DNA nằm ngoài nhiễm sắc thể (extrachromosomal DNA). Dưới điều kiện thích hợp, vi khuẩn có thể tạo thành những khúm thấy được bằng mắt thường

Các quá trình trao đổi chất

Các vi khuẩn có rất nhiều kiểu trao đổi chất khác nhau.^[16] Vi khuẩn dị dưỡng (heterotroph) phải dựa vào nguồn cacbon hữu cơ bên ngoài, và tất cả các vi khuẩn gây bệnh đều là các vi khuẩn dị dưỡng. Trong khi các vi khuẩn tự dưỡng (autotroph) có khả năng tổng hợp chất hữu cơ từ CO₂ và nước. Các vi khuẩn tự dưỡng thu nhận năng lượng từ phản ứng ôxy hóa các hợp chất hóa học gọi là vi khuẩn hóa dưỡng (chemotroph), và những nhóm thu năng lượng từ ánh sáng, thông qua quá trình quang hợp, được gọi là vi khuẩn quang dưỡng (phototroph). Có nhiều cách khác để gọi hai nhóm theo thuật ngữ tiếng Anh, ví dụ như chemoautotroph và photosynthesis autotroph, v.v. Ngoài ra, các vi khuẩn còn được phân biệt nhờ vào nguồn chất khử mà chúng sử dụng. Những nhóm sử dụng hợp chất vô cơ (như nước, khí hiđrô, sulfua và ammonia) làm chất khử được gọi là vi khuẩn vô cơ dưỡng (lithotroph) và những nhóm cần hợp chất hữu cơ (như đường, axit hữu cơ) được gọi là vi khuẩn hữu cơ dưỡng (organotroph). Những kiểu trao đổi chất dựa vào nguồn năng lượng (quang dưỡng hay hóa dưỡng), nguồn chất khử (vô cơ dưỡng hay hữu cơ dưỡng) và nguồn cácbon (tự dưỡng hay dị dưỡng) có thể được kết hợp khác nhau trong từng tế bào, và nhiều loài có thể thường xuyên chuyển từ kiểu trao đổi chất này sang kiểu trao đổi chất khác.

Vi khuẩn quang vô cơ tự dưỡng bao gồm vi khuẩn lam (cyanobacteria), là một trong những loài cổ nhất được biết đến từ hóa thạch và có lẽ đã đóng một vai trò quan trọng trong việc tạo ra nguồn ôxy cho khí quyển Trái Đất. Chúng là những tiên phong trong việc sử dụng nước như là nguồn electron vô cơ (lithotrophic) và là sinh vật đầu tiên dùng bộ máy quang hợp để phân rã nước. Những vi khuẩn quang hợp khác dùng các nguồn electron khác nên không tạo ra ôxy. Những vi khuẩn quang dưỡng không tạo ôxy nằm trong bốn nhóm phân loại: vi khuẩn lục lưu huỳnh, vi khuẩn lục không dùng lưu huỳnh, vi khuẩn tía và heliobacteria.

Những chất dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển bình thường gồm nitơ, lưu huỳnh, phôtpho, vitamin và các nguyên tố kim loại như natri, kali, canxi, ma-nhê, mangan, sắt, kẽm, côban, đồng, nikel... Vài loài cần thêm một số nguyên tố vết khác như selen, tungsten, vanađi hay bo.

Dựa vào phản ứng với ôxy, hầu hết các vi khuẩn có thể được xếp vào 3 nhóm: một số chỉ có thể mọc khi có sự hiện diện của ôxy được gọi là vi khuẩn hiếu khí(aerobe); một số khác chỉ có thể mọc khi không có ôxy được gọi là vi khuẩn kị khí (anaerobe); và một số lại có thể sống cả khi có hay không có sự hiện diện của ôxy thuộc nhóm vi khuẩn kị khí tùy ý (facultative anaerobe). Các vi khuẩn không sử dụng ôxy nhưng vẫn có thể mọc khi có sự hiện diện của ôxy gọi là vi khuẩn chịu oxy(aerotolerant). Những vi khuẩn có thể mọc

/