Đặc điểm Chung Của Vi Sinh Vật - Công Nghệ Vi Sinh ứng Dụng

Đặc điểm chung của vi sinh vật

Vi sinh vật là tên gọi chung để chỉ tất cả sinh vật có hình thể nhỏ bé, muốn quan sát chúng người ta phải dùng kính hiển vi.

Vi sinh vật không phải là một nhóm riêng biệt trong sinh giới. Chúng là tập hợp những sinh vật thuộc nhiều giới khác nhau. Giữa các nhóm có thể không có quan hệ mật thiết với nhau và có chung những đặc điểm sau đây:

1. Kích thước nhỏ bé

Kích thước của vi sinh vật thường được đo bằng micromet, do vậy để quan sát được chúng, chúng ta phải sử dụng kính hiển vi. 1µm (micromet) = 1/1000 mm.

Chính vì vi sinh vật có kích thước nhỏ bé nên diện tích bề mặt của một tập đoàn vi sinh vật là rất lớn. Chẳng hạn số lượng cầu khuẩn chiếm thể tích 1 cm³ có diện tích bề mặt là 6m².

2. Hấp thu nhiều, chuyển hóa nhanh

Vì kích thước nhỏ bé nên vận tốc hấp thụ và chuyển hóa của vi sinh vật vượt xa các sinh vật bậc cao. Chảng hạn vi khuẩn lactic trong một giờ có thể phân giải một lượng đường lactose nặng hơn 1.000 – 10.000 lần khối lượng của chúng. Năng lực chuyển hóa sinh chất mạnh mẽ của vi sinh vật dẫn đến những tác dụng hết sức to lớn của chúng trong thiên nhiên cũng như trong hoạt động sống của con người.

3. Sinh trưởng nhanh, phát triển mạnh

So với các sinh vật khác thì vi sinh vật có tốc độ sinh trưởng và sinh sôi nảy nở cực kì lớn.

Vi khuẩn E. coli trong điều kiện thích hợp cứ 20 phút phân chia một lần, từ một tế bào ban đầu, sau 24 giờ phân chia sẽ cho ra 4.722.366.500.000.000.000.000 tế bào (nặng 4722 tấn). Tất nhiên trong thực tế không thể tạo ra các điều kiện sinh trưởng lí tưởng như vậy được nên số lượng vi khuẩn thu được trong 1 ml dung dịch nuôi cấy chỉ đạt tới mức 108 – 109 tế bào.

Thời gian thế hệ của nấm men Saccharomyces cerevisiae là 120 phút. Khi nuôi cấy thu nhận sinh khối giàu protein phục vụ chăn nuôi người ta nhận thấy tốc độ tổng hợp của nấm men này cao hơn bò tới 100.000 lần.

Thời gian thế hệ của tảo Chlorella là 7 giờ, của vi khuẩn lam Nostoc là 23 giờ.

4. Năng lực thích ứng mạnh và dễ phát sinh biến dị

Năng lực thích ứng của vi sinh vật vượt rất xa so với động vật và thực vật. Trong quá trình tiến hóa lâu dài vi sinh vật đã tạo nên những cơ chế điều hòa trao đổi chất để thích ứng được với những điều kiện sống bất lợi. Người ta nhận thấy lượng enzyme thích ứng chiếm 10% lượng protein chiếm trong cơ thể vi sinh vật.

Sự thích ứng của vi sinh vật nhiều khi vượt quá sức tưởng tượng của con người. Phần lớn vi sinh vật có thể giữ nguyên sức sống ở nhiệt độ nitơ lỏng (-196°C), thậm chí ở nhiệt độ của hiđro lỏng (-253°C). Một số vi sinh vật có thể sinh trưởng ở nhiệt độ 250°C, thậm chí 300°C.

Một số vi sinh vật có thể thích nghi với môi trường có nồng độ muối 32% NaCl. Vi khuẩn Thiobacillus thioxidans có thể sinh trưởng ở Ph = 0,5 trong khi vi khuẩn Thiobacillus denitrificans lại thích hợp phát triển ở pH = 10,7.

Vi khuẩn Deinococcus radiodurans có thể chịu được cường độ bức xạ tới 750.000 rad. Ở nơi sâu nhất trong đại dương (11304 m) nơi có áp lực tới 1103,4 atm vẫn thấy có vi sinh vật sinh sống.

Hình thức biến dị thường gặp nhất là đột biến gen và thường dẫn đến thay đổi hình thái, cấu tạo, kiểu trao trường hoàn toàn thiếu ôxi. Một số nấm sợi có thể phát triển thành váng dày ngay trong bể ngâm có nồng độ phenol rất cao.

Vi sinh vật rất dễ phát sinh biến dị bởi vì chúng thường là đơn bào, đơn bội, sinh sản nhanh, số lượng nhiều, tiếp xúc trực tiếp với môi trường sống.đổi chất, sản phẩm trao đổi chất, tính kháng nguyên, tính đề kháng…

Chẳng hạn khi mới tìm thấy khả năng sinh kháng sinh của nấm sợi Penicillium chrysogenum người ta chỉ đạt tới sản lượng 20 đơn vị penicilin trong 1 ml dung dịch lên men. Ngày nay trong các nhà máy sản xuất penicillin người ta đã đạt tới năng suất 100.000 đơn vị/ml.

Bên cạnh các biến dị có lợi, vi sinh vật cũng thường sinh ra những biến dị có hại đối với nhân loại, chẳng hạn tính kháng thuốc (hay còn gọi là kháng kháng sinh).

5. Phân bố rộng, chủng loại nhiều

Vi sinh vật phân bố khắp mọi nơi trên Trái Đất. Chúng có mặt trên cơ thể người, động vật, thực vật, trong đất, trong nước, trong không khí, trên mọi đồ dùng, vật liệu, từ biển khơi đến núi cao, từ nước ngọt, nước ngầm cho đến nước mặn ở biển…

Trong đường ruột của người thường không dưới 100 – 400 loài vi sinh vật khác nhau, chúng chiếm 1/3 khối lượng khô của phân. Chiếm số lượng cao nhất trong đường ruột người là vi khuẩn Bacteroides fragilis, chúng đạt tới số lượng trên 1 tỉ tế bào/ 1 gram phân.

Ở độ sâu 10.000m của Đông Thái Bình Dương, nơi hoàn toàn tối tăm lạnh lẽo và có áp suất rất cao người ta vẫn phát hiện thấy khoảng 1 triệu – 1 tỉ vi khuẩn/ml (chủ yếu là vi khuẩn lưu huỳnh).

Ở độ cao lên tới 84km trong không khí người ta vẫn phát hiện thấy có vi sinh vật. Mặt khác khi khoan xuống các lớp đá trầm tích sâu 427m ở châu Nam Cực người ta vẫn phát hiện các vi khuẩn sống.

Về chủng loại, trong khi toàn bộ giới động vật có khoảng 1,5 triệu loài, thực vật có khoảng 0,5 triệu loài thì vi sinh vật cũng có trên 100.000 loài bao gồm 30.000 động vật nguyên sinh, 69.000 loài nấm, 23.000 vi tảo, 2.500 vi khuẩn lam, 1.500 vi khuẩn…

Như nhà sinh vật học Nga nổi tiếng A.A. Imsenhetskii đã viết “Các loài vi sinh vật mà ta biết hiện nay nhiều lắm cũng không quá 10% tổng số loài vi sinh vật có sẵn trong thiên nhiên”. Chẳng hạn về nấm trung bình mỗi năm lại được bổ sung thêm 1.500 loài mới.

Hy vọng rằng qua bài viết này, các bạn sẽ có những thông tin hữu ích về những đặc điểm chung của vi sinh vật. Thông qua đó, các bạn sẽ đi sâu tìm hiểu chi tiết hơn về các nhóm vi sinh vật với những đặc điểm cụ thể riêng của từng Chi và Loài.

www.chungvisinh.com

Xem thêm

• Tổng quan về vi sinh vật học
• Tổng quan về các loại vi sinh vật
• Tổng quan về vi khuẩn
• Nhóm vi sinh vật cố định đạm
• Tổng quan môi trường nuôi cấy vi sinh vật