Vi khuẩn lam cấu tạo và ứng dụng trong đời sống
Mục lục
I .Vi khuẩn lam là gì?
Vi khuẩn lam (Cyanobacteria) hay còn gọi là Tảo lục Lam, theo tiếng Hylạp thì cyanos = blue là một ngành vi khuẩn mà có khả năng hấp thu năng lượng qua quá trình quang hợp để tạo thức ăn cho chính mình, đồng thời cung cấp oxy cho trái đất.
Vi khuẩn lam là những sinh vật cực nhỏ được tìm thấy tự nhiên trong tất cả các loại nước. Này sinh vật đơn bào sống ở nước ngọt, nước lợ (kết hợp muối và nước ngọt) và nước biển. Những sinh vật này sử dụng ánh sáng mặt trời để tự chế biến thức ăn.
Vi khuẩn lam giúp cho trái đất đa dạng sinh học, các lục lạp được tìm thấy trong thực vật tảo nhân chuẩn đã tiến hóa từ các tổ tiên là vi khuẩn lam thông qua cơ chế nội cộng sinh.
Bạn đang đọc: Vi khuẩn lam cấu tạo và ứng dụng trong đời sống
Tảo lục lam rất nhỏ và khó nhìn thấy. Nhưng đặc tính sinh sôi nhanh và sống theo từng đám như những bông hoa trên mặt nước, nên tất cả chúng ta dễ nhận ra. Trong thiên nhiên và môi trường ấm cúng và giàu chất dinh dưỡng ( phốt pho và nitơ ), chúng tăng trưởng nhanh gọn và nở hoa trong hồ .
Trong số các cơ thể tự dưỡng được thì tảo lục lam được xem là nhóm nguyên thủy nhất. Di tích hóa thạch của chúng phát hiện được cách nay khoảng 3,8 tỷ năm. Chúng được xếp liền sau các vi khuẩn, riêng với các nhóm khác vì ngoài những đặc điểm như chưa có nhân thật, chưa có lạp, chỉ chứa diệp lục tố a, sắc tố phụ trội bản tính protein thường làm cho chúng có màu lam (màu xanh) ra thì chúng cũng chưa có sự sinh dục hữu phái, và tản có cấu tạo đơn giản, đơn tế bào hay hình sợi. Tảo lam không có tiên mao di chuyển chủ yếu bằng cách trượt trên bề mặt. Hầu hết được tìm thấy trong nước ngọt, và đất ẩm ướt, một số ít loài được tìm thấy trong nước mặn.
II. Khuẩn lam được hình thành như thế nào?
Tảo lục lam là hiện tượng kỳ lạ nước có màu xanh lam nở hoa hoàn toàn có thể ảnh hưởng tác động hiện tượng kỳ lạ này hoàn toàn có thể ảnh hưởng tác động xấu đến con người, động vật hoang dã, thực vật và thiên nhiên và môi trường. Thường nở hoa trong những tháng thời tiết ấm cúng từ tháng 6 đến tháng 9. Nở hoàn toàn có thể Open dưới dạng một lớp váng dày hoặc lớp sơn màu xanh lá cây trên bề mặt nước, và hoàn toàn có thể có nhiều màu khác nhau như xanh lam, xanh lục hoặc nâu. Cũng hoàn toàn có thể có mùi hôi khi nở hoa, đặc biệt quan trọng là trong những tháng mùa hè ấm cúng .
Tảo lam hay tảo lục lam thường được tìm thấy trong nước, thời tiết ấm cúng, ánh sáng mặt trời, chất dinh dưỡng dư thừa và nước đọng – hoạt động chậm giúp chúng tăng trưởng nhanh hơn, tảo lục lam khởi đầu nhân lên rất nhanh. Những bông hoa hoàn toàn có thể hình thành ở những vùng nước ấm, hoạt động chậm, giàu chất dinh dưỡng từ những nguồn như phân bón, khu vực chăn nuôi. Chúng cần chất dinh dưỡng để sống sót. chúng hoàn toàn có thể hình thành bất kể khi nào, nhưng thường là vào cuối mùa hè hoặc đầu mùa thu .
Tính chất đặc chưng nhất của vi khuẩn lam
Vi khuẩn lam là nhóm sinh vật có khả năng quang hợp và cố định đạm, chúng sinh sống trong nhiều môi trường sống khác nhau, kể cả đất đá hay nước. Trong nhóm này, các sinh vật quang hợp có màu là cyanophycin, allo-phycocyanin và erythro-phycocyanin. Cơ thể của chúng biến động từ đơn bào tới tế bào dạng sợi hay dị bào dạng sợi. Chúng cố định nitơ trong không khí ở các điều kiện ưa khí hay kị khí bằng các dị bào.
III. Cấu tạo của Khuẩn Lam
Vi khuẩn lam thường có dạng đơn bào, tập đoàn, dạng sợi chuỗi.
Một vài tế bào trong chuỗi có hình dạng khác được gọi là dị bào nang ( heterocysts ) có năng lực cố định và thắt chặt nitơ và một dạng khác được gọi là tế bào nghỉ ( ankinetes ) .
1. Tế bào dinh dưỡng
1.1. Hình dạng
Tế bào dinh dưỡng của Tảo lam hoàn toàn có thể có hình cầu, hình êlíp rộng, hình êlíp lê dài, hình quả lê, hình trứng, hình lê dài về một phía, hình thoi, hình ống. Có tế bào đường kính chỉ khoảng chừng 1 micromet ( như giống Synechococcus ) nhưng cũng có tế bào chiều ngang của sợi vượt quá 30 micromet ( như giống Oscillatoria ) .
1.2.Vách tế bào
Vách tế bào Tảo lam khá dầy, gồm 4 lớp, bên ngoài thường hóa nhầy, có khi tạo thành bao chuyên hóa, bao xung quanh tế bào hoặc nhóm tế bào hay toàn bộ sợi.
Vách tế bào của Tảo lam chủ yếu do hợp chất murein – là một glucosaminoprotein (Salton, 1964) do axít d-glutamic, alanin d và l và axít diaminopimelic. Ngoài ra có thể còn có cellulose. Bắt màu gram-âm.
1.3. Chất nguyên sinh
Chất nguyên sinh ở Tảo lam được phân biệt thành 2 vùng :
– Vùng ngoài có màu ( vùng sắc bào chất, chromatoplasme ), tập trung chuyên sâu những phiến thylakoids, thể ri bô và những thể hạt khác .
– Vùng trong ( vùng trung bào chất, centroplasme ) chứa ADN. Ở giữa ranh giới giữa 2 vùng không rõ ràng chỉ nhận ra khi dùng phẩm Feulgen nhuộm trung bào chất chứa ADN .
Trong chất tế bào còn có :
Các hạt nhỏ thường sắp thành hàng dài theo vách ngang, đó là những hạt cyanophycin .
Những hạt glicogen ( tinh bột ) là chất dự trữ chính của Tảo lam do quang hợp tạo ra, nó rất nhỏ, nhuộm màu đỏ nâu với iod .
Các túi khí ( không bào khí ) : Dưới kính hiển vi ( KHV ) ở độ phóng đại nhỏ ( x10 ) túi có màu đen, ở độ phóng đại lớn hơn có màu tím đỏ. Có khi chiếm cả tế bào ở một vị trí nào đó như trên vách ngăn ngang. Ðôi khi chỉ Open ở điều kiện kèm theo sinh lý nào đó : chuyển vào thiên nhiên và môi trường có ánh sáng cao …
Ahlborn, Klebahn và Strdmann ( 1895 ) dùng chai cho Tảo lam ( Microcystis ) vào tới đáy nút bần rồi dùng búa đóng mạnh trên nút để tạo áp lực đè nén phá vỡ không bào nầy mà không tái tạo lại được, nên Tảo lam chìm xuống đáy. Cho nên những túi nầy chỉ chứa khí chứ không phải chất rắn hay lỏng và Klebahn nghiên cứu và phân tích thì hầu hết là N2 ( Klebahn, 1992 ) .
Cơ cấu của không bào khí dưới kính hiển vi điện tử là những ống hình tròn trụ ( đường kính 70 nm, dài gấp nhiều lần rộng ). Khác với màng tế bào, màng của không bào khí chứa 95 % protein ( Jones và Jost, 1970 ) và theo Smith và CSV ( 1969 ) thì protein này giống với protein của siêu khuẩn, màng không có một sắc tố nào cả. Không bào nầy được xây dựng từ những hạt rất nhỏ, lớn lên rồi khí khuếch tán qua màng. Không bào khí có 3 vai trò : chứa khí, làm phao và che ánh sáng ( light shielding ) .
1.4. Sắc tố
Trong bào chất ta gặp những sắc tố sau đây :
– Chỉ có diệp lục tố a ( có màu lục ), nhóm carotenoids ( có 2 loại là caroten là những hydrocarbon và xanthophyll là những dẫn xuất có chứa O2 ) có màu vàng, cam hoặc đỏ .
– Các sắc tố phụ trội gọi là phycobiliprotein ( không nằm trên thylakoids như diệp lục tố mà trong những khoang giữa những lớp màng ) gồm c-phycocianin và c-phycoerythrin hiện hữu với nồng độ cao .
Hai sắc tố ấy đi đôi theo thành phần đổi khác tùy loài và tùy môi trường tự nhiên nên màu của Tảo lam rất đổi khác : Tảo lam hoàn toàn có thể biến màu để thích ứng vào thiên nhiên và môi trường .
2. Dị bào
Dị bào là tế bào đặc biệt quan trọng có ở tảo lam sợi chúng có năng lực cố định và thắt chặt đạm chúng cố định và thắt chặt nitơ trong không khí bởi enzyme nitrogenase. Nitrogenase bị bất hoạt bởi oxy nên tảo lam chỉ cố định và thắt chặt nitơ trong môi trường tự nhiên kị khí
Dị bào là tế bào có vách dày, đôi, trong suốt, không có oxygen và không có mạng lưới hệ thống quang II ( PS II ) do đó nó không sản xuất ra oxy trong quy trình quang hợp. Dị bào xuất phát từ tế bào dinh dưỡng nên hình dạng cũng giống tế bào sinh ra chúng, nhưng thường to hơn. Dị bào có 1 hoặc 2 lỗ ( ở đầu tiếp xúc với tế bào dinh dưỡng ) tùy theo vị trí ở đầu hay ở giữa sợi qua đó lưu thông tế bào chất với những tế bào nằm cạnh nó. Khoảng cách của dị bào trên sợi chịu ảnh hưởng tác động của những yếu tố môi trường tự nhiên. Dưới KHV quang học, chất tế bào trông giống hệt ( homogeneous ) nhưng dưới KHV điện tử nó có một mạng lưới hệ thống màng, thường có màu xanh vàng do có diệp lục tố a và caroten nhưng thiếu phycocyanin .
| Cấu tạo tế bào | Khuẩn lam (tỉ lệ) | Vi khuẩn (tỉ lệ) |
|---|---|---|
| Nhân | 32% | 29% |
| Không bào | 45% | 49% |
| Vách tế bào | 99% | 89% |
| Chất tế bào | 71% | 62% |
| Màng sinh chất | 12% | 7% |
| Bào quan chứa chất diệp lục | 98% | 1% |
3 Phân loại
- Khuẩn bèo dâu – các loài vi khuẩn lam cộng sinh trong lá bèo hoa dâu.
- Khuẩn cẩm tú cầu – các loài vi khuẩn lam cộng sinh trong lá cẩm tú cầu.
- Khuẩn bèo tây – các loài vi khuẩn lam ký sinh và cộng sinh trong lá lục bình.
IV. Vi khuẩn lam trông như thế nào?
Vi khuẩn lam là một nhóm vi khuẩn dựa vào quy trình quang hợp để cung ứng nguồn năng lượng. Chúng thường bị nhầm lẫn với tảo mặc dầu chúng không tương quan đến tảo. Chúng là sinh vật thông dụng luôn xuất hiện trong ao hồ ( ngoài những một số ít loại tảo lam còn Open cả trong hoang mạc ) .
Tảo lam có thể phát triển cả trong môi trường nước ngọt lẫn môi trường biển.
Nhiều loại tảo lam có năng lực cố định và thắt chặt nitơ trong khí quyển, thế cho nên chúng có lợi thế hơn những hệ vi sinh thủy sinh khác khi nitơ là chất dinh dưỡng hạn chế .
vạt xanh phiêu sinh của tảo lục lam
Trong những trường hợp có hàm lượng phốt pho cao, nitơ thường bị hạn chế và quần thể vi khuẩn lam hoàn toàn có thể bùng phát, gây ra sự nở hoa. Sự mất cân đối phốt pho / nitơ là nguyên do phổ cập nhất của sự nở hoa vi khuẩn lam, nhưng có những trường hợp khác hoàn toàn có thể gây ra sự nở hoa mà người ta chưa hiểu rõ .
Bạn hoàn toàn có thể có hoặc không hề nhìn thấy chúng nở hoa. Đôi khi chúng ở dưới mặt nước, chúng nhiều lúc nổi lên mặt nước. Một số vi khuẩn lục lam nở hoa hoàn toàn có thể trông giống như bọt, váng hoặc thảm, đặc biệt quan trọng khi gió thổi chúng về phía bờ biển. Những bông hoa hoàn toàn có thể có màu xanh lam, xanh lục tươi, nâu hoặc đỏ. Đôi khi nở hoa trông giống như
V. Tại sao một số vi khuẩn lam (cyanbacteria) lại có hại?
Tảo nở hoa có hại Cyanobacterialkhi chúng tăng trưởng chúng hoàn toàn có thể sử dụng hết oxy trong nước và ngăn ngừa ánh sáng mặt trời mà thực vật và động vật hoang dã nước ngọt cần để sống sót. Điều này cực kỳ nguy khốn cho hệ sinh thái dưới nước, chúng hoàn toàn có thể biến nơi đây thành chỗ chứa của nhiều xác chết .
Loại tảo xanh lam Microcystis aeruginosa hoàn toàn có thể tạo ra một họ độc tố được gọi là microcystins. Chúng hoàn toàn có thể gây tổn thương gan dẫn đến tử trận ở chó và gia súc. Không có trường hợp tử vong nào đã được báo cáo giải trình ở người do ăn phải microcystins. Cá và chim cũng có rủi ro tiềm ẩn nhiễm độc microcystin. Bất kể loài nào, chính sách hoạt động giải trí đều giống nhau – ức chế protein phosphatase gây tổn thương gan hầu hết, nhưng cũng ảnh hưởng tác động đến những cơ quan khác. Microcystins cũng hoạt động giải trí như một chất thôi thúc khối u .
Khuẩn lam nở hoa gây hại cho người, động vật hoang dã hoặc môi trường tự nhiên được gọi là vi khuẩn lam có hại tảo nở hoa. Sự nở hoa của Khuẩn lam có hại hoàn toàn có thể ảnh hưởng tác động đến con người, động vật hoang dã hoặc thiên nhiên và môi trường do : y chặn ánh sáng mặt trời mà những sinh vật khác cần để sống. Khuẩn lam nở hoa hoàn toàn có thể đánh cắp oxy và chất dinh dưỡng những sinh vật khác cần để sống. y tạo ra chất độc, được gọi là cyanotoxins. Cyanotoxins là một trong những chất độc tự nhiên mạnh nhất được biết đến .
Người và động vật hoang dã hoàn toàn có thể tiếp xúc với vi khuẩn lam và độc tố vi khuẩn lam có trong môi trường tự nhiên bằng cách : y uống nước lấy từ hồ hoặc bể chứa có vi khuẩn lam nở hoa. y Bơi lội hoặc thực thi những hoạt động giải trí vui chơi khác trong hoặc trên những vùng nước có vi khuẩn lam nở hoa .
Một số loại Vi khuẩn lam có hại cho khung hình
Những độc tố này hoàn toàn có thể tích tụ trong môt số loại thủy hải sản, sau đó ảnh hưởng tác động đến sức khỏe thể chất cho người tiêu dùng. Độc tố cyanotoxin có trong vi khuẩn lam gây ảnh hưởng tác động .
- làm da chún ta phát ban nổi mẩn đổ
- Co thắt dạ dày
- Buồn nôn
- Bệnh tiêu chảy cấp
- Nóng sốt
- Đau đầu, đau họng
- Đau cơ và các khớp xương
- Ngứa ngáy tay chân
VI. Cách Bảo vệ bản thân và vật nuôi khỏi vi khuẩn lam
Không để ao tù nước đọng, cần lưu thông với mạng lưới hệ thống nước khác bên ngoài. Thường xuyên thay nước so với mạng lưới hệ thống ao hồ .
Khi có sự Open quá mức của tảo lục lam, cần nhanh gọn sử dụng những giải pháp diệt theo hướng dẫn của bộ nông nghiệp : hoàn toàn có thể dùng H2O2 .
Đối với nguồn nước hoạt động và sinh hoạt, tất cả chúng ta nên dùng mạng lưới hệ thống lọc nước .
Chúng ta không lượn lờ bơi lội tại những nơi có vi khuẩn lam, những nơi nước đổi màu xanh, có váng hoặc tảo trên mặt. Tuyệt đối không cho trẻ nhỏ hoặc vật nuôi chơi hoặc uống nước có váng. Nếu bạn bơi trong nước hoàn toàn có thể chứa vi khuẩn lam có hại, hãy tắm rửa lại bằng nước sạch bằng nước ngọt ngay khi hoàn toàn có thể sau đó .
VII Ứng dụng của vi khuẩn lam
Tuy có những loại vi khuẩn lam có hại nhưng cũng có những loại vi khuẩn mang lại những quyền lợi khá mê hoặc .
Vào tháng 11-2018, những nhà nghiên cứu thuộc Viện Công nghệ Stevens, New Jersey nước Mỹ đã thử nghiệm thành công việc tạo ra điện cực nhờ việc sử dụng nấm tích hợp với tảo lục lam và bao trùm bằng một loại vật tư đặc biệt quan trọng gọi là graphene để thu nguồn điện phát ra .
Tuy rằng lượng điện áp được tạo ra là khá nhỏ nhưng những nhà khoa học cho biết, với một mạng lưới hệ thống gồm nhiều cây nấm tương tự như, trọn vẹn hoàn toàn có thể tạo ra đủ nguồn năng lượng để thắp sáng một bóng đèn có hiệu suất thấp .
tiềm năng của tảo lục lam trong những nghành khoa học và tăng trưởng khác nhau
Vi khuẩn lam đã được xác định là một nguồn giàu các hợp chất hoạt tính sinh học với các hoạt động kháng khuẩn, kháng nấm và chống ung thư. Một số chủng vi khuẩn lục lam đã được phát hiện tích tụ polyhydroxyalkanoat, chúng thể được ứng dụng làm chất thay thế cho nhựa có nguồn gốc hóa dầu không phân hủy được. Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng các khu vực ô nhiễm dầu có nhiều vi khuẩn này có khả năng phân hủy các thành phần dầu. Vi khuẩn lam trong các quần thể này đã tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình phân hủy dầu bằng cách cung cấp cho các vi khuẩn phân hủy dầu có liên quan oxy, chất hữu cơ và nitơ cố định cần thiết. Hydrogen của chúng đã được coi là một nguồn năng lượng thay thế rất hứa hẹn và hiện đã được sản xuất trên thị trường.
Có một số loài vi khuẩn lam đóng góp đáng kể vào sinh thái học và chu trình khí oxy toàn cầu. Loài vi khuẩn lam biển nhỏ bé thuộc chi Prochlorococcus được phát hiện năm 1986 chúng chiềm đến 50% khả năng quang hợp của đại dương mênh mông. Nhiều loài vi khuẩn lam thậm chí còn thể hiện khả năng tạo nhịp điệu sinh học ngày đêm, một khả năng mà từng có thời người ta cho rằng chỉ có ở các sinh vật nhân chuẩn.
Ngoại những ứng dụng nêu trên ngoài ra vi khuẩn lam còn được sử dụng trong nuôi trồng thủy sản, xử lý nước thải từ các nhà máy, thực phẩm, phân bón, vitamin, độc tố, enzyme và dược phẩm. Các nghiên cức trong tương lại chúng ta sẽ tập trung vào việc phân lập các chủng vi khuẩn mới tạo ra các sản phẩm có giá trị cao và biến đổi di truyền các chủng hiện có để đảm bảo sản xuất tối đa các sản phẩm mong muốn.
* Tham khảo và tổng hợp thông tin từ wdcm.org và wikipedia
02-09-2021Biên tập bởi Nguyễn Lý
Tin tức liên quan
Vi khuẩn lam có thể sống trên sao hỏa
Vi khuẩn lam hoàn toàn có thể sống được trên sao hoa những bạn có tin không ? Các thí nghiệm mới đã chỉ ra rằng vi khuẩn lam ( hay còn gọi là tảo lam ) hoàn toàn có thể tăng trưởng thành công xuất sắc trong điều kiện kèm theo khí quyển của Sao Hỏa .
Source: https://thoitrangredep.vn
Category: Sức Khỏe
