ISOLATION AND SCREENING FOR ENDOPHYTIC ACTINOMYCETES WITH INHIBITORY EFFECTS ON TESTED MICROORGANISMS AND THEIR APPLICATIONS

MICROBIOLOGY

Srisakul Chanaphant

Microbiology ➢ จุลชีววิทยา (Microbiology) : มาจากรากศัพท์ภาษากรีก Mikros = small Bios = life Logos = science

➢จุ ล ชี ว วิ ท ยา (microbiology) เป็ นวิ ช าที่ ศึ ก ษาเกี่ ย วกั บ จุ ลิ น ทรี ย ์ กิจกรรมของจุลินทรีย ์ รู ปร่ าง โครงสร้ าง สรีรวิทยา การสืบพันธุ ์ การ แพร่กระจายในธรรมชาติ ความสัมพันธ์ระหว่างจุลินทรียด์ ้วยกั น และ ระหว่างจุลินทรียก์ ับสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ตลอดจนการเปลี่ยนแปลงทางเคมี ทางกายภาพในสภาพแวดล้อมทีเ่ กิดจากจุลินทรีย ์

จุลินทรีย ์ Microorganism หรือ microbes ไมโคร ออ แกน

ม

- เส้นผ่าศูนย์กลางขนาด 0.1 มม. - สิง่ มีชวี ติ ทีม่ เี ส้นผ่าศูนย์กลาง 1.0 มม. หรือน้อยกว่าเป็ น จุลินทรีย ์ - จากหลักฐานทางฟอสซิล (fossil) แบคทีเรีย ซึง่ มีอายุถงึ 3.1 พันล้านปี ซึง่ มนุษย์เกิดขึน้ ในโลกเมือ่ ประมาณ 7 ล้านปี นีเ้ อง - แบคทีเรีย (Bacteria) รา (Fungi) ยีสต์ (Yeast) สาหร่ายขนาดเล็ก (microalgae) ไวรัส (Virus) โปรโตซัว (Protazoa) -

-

-

สห

าย เ ยว ๆ

เอ ร์

ช้

d

ขี

ร่

นิซึ

Microbiology

ระ

มากมาย

สิ่งมีชีวติ ขนาดเล็ก : เซลล์เดียว (unicellular) tn หรือ หลายเซลล์ (multicellular) 2

เพ

รี

รี

ที

ที

รั

ลิ

ลิ

น่

รี

ผ ต

ชื้

ซี

ที่ก่

นำ

ริ

Microbiology

แ

เ ยม

ยา

เพ ง ซ น

แบค เ ย

เ อรา

ไว ส

อโรค ใน

m

แบค เ ย

n

การค้ นพบจุลนิ ทรีย์ ค.ศ. 1866 เฮกเกล (E. H. Haeckel) ได้จัดตัง้ อาณาจักร “โพรทิสตา (Protista) ” สิง่ มีชวี ติ เซลล์เดียวหรือหลายเซลล์ทมี่ กี ารจัดเรียงเซลล์ไม่แน่นอน ไม่มกี ารเปลีย่ นแปลงเซลล์ไปเป็ นเนือ้ เยือ่ หรืออวัยวะทีท่ าหน้าทีเ่ พพาะ

ต่อมาแบ่งสิง่ มีชวี ติ ในอาณาจักรเป็ น 2 กลุ่ม (ตามลักษณะเซลล์) Prokaryotic cell

ลี

ลี

ต่

นื้

ไ

ม่

นิ

หุ้

กั

มีนิ

ส์

การจัดจาแนกสิ่ งมีชีีิติ วเด

ย

เอ

ม

Eukaryotic cell ํ

วเค ยส

แตก าง น

ตั

รู

นิ

Prokaryotic cell เซลล์ทม่ี รี ะบบโครงสร้างไม่ซับซ้อน ไม่มเี ยือ่ หุ้มนิวเคลียส ไม่มนี ิวเคลียส แต่มี nucleoid ทําให้ สารพันธุกรรมอยู่อย่างอิสระ ภายในไซโทพลาซึม (cytoplasm) มีสาร พันธุกรรมแบบ haploid = มีโครโมโซมแบบ circular DNA แบ่งเซลล์แบบ binary fission 2ว คลออย

กวาด

ป

แตก

วง กลม

ของ เรา

ใน

ว

2h

http://vaccinenewsdaily.com/tags/streptococcus/

โครโมโซม 46 แ ง

23

ด

• เซลล์มนี ิวเคลียส และ organelle ใน • ส่วนใหญ่มเี ยือ่ หุ้มชัดเจน • มีโครโมโซมจํานวนมาก • มีระบบโครงสร้างภายในเซลล์ซับซ้อนกว่า • มีโครงสร้างย่อยหรือออร์แกเนลล์มากกว่า ่ี บในสิง่ มีชวี ติ เกือบทุกชนิด • เป็ นเซลล์ทพ

ล์

ท่

อ ยวะ

วั

ชุ

Eukaryotic cell เซล

การจัดหมิดหมู่ของสิ่ งมีชีีิติ ค.ศ. 1969 วิทแทคเกอร์ (Robert H. Whittaker) Prokaryotes

อาณาจักร Monera ได้แก่ สิ่งมีชีวิตประเภทสาหร่ายสีเขียวแกม นํา้ เงิน และแบคทีเรีย เป็ นต้น

Eucaryotes

อาณาจักร Protista ได้แก่ สิ่งมีชีวิตประเภทสาหร่าย(algae) โปรโตซัว และราเมือก เป็ นต้น

Eucaryotes

อาณาจักร Fungi ได้แก่ สิ่งมีชีวิตประเภทเห็ด รา และยีสต์

Eucaryotes

อาณาจักร Plante ได้แก่ สิ่งมีชีวิตประเภทพืช

Eucaryotes

อาณาจักร Animalia ได้แก่ สิ่งมีชีวิตประเภทสัตว์

สิง่ มีชวี ติ พวกโพรคาริโอต

ร่

Bacteria ขี

สี

อาณาจักรโมเนอรา (Monera)

Blue green algae สาห าย เ ยว

อาณาจักรโพรทิสทา (Protista) สิง่ มีชวี ติ พวกยูคาริโอต

โพรโทซัว

Spirogyra sp. สาหร่ายเซลล์เดียว (เทานํา้ )

รา

สิง่ มีชวี ติ พวกยูคาริโอต Agaricus bisporus

Fusarium moniliforme

ส

ไ

อ โรค

ดุ

ต์

ม่

Saccharomyces cerevisiae

ห็

ยี

ก่

อาณาจักรเห็ดรา (Fungi)

เ ด กระ

ม

-

ไ

“ไวรัสและไวรอยด์”

ม่

ล์

Ebola virus ข้

หด

Influenza Virus

อาณาจักรไวรา (Vira)

วั

หุ้

เ อ ม เซล

ยังมีจุลินทรียท์ ไี่ ม่ถูกจัดอยู่ในทัง้ 5 อาณาจักร เนื่องจากไม่มี ลักษณะของเซลล์ และมีลักษณะ เป็ นอนุภาค (particle)

ยื่

มี

ไ

เพราะ

Spontaneous generation สิง่ มีชวี ติ เกิดขึน้ มาได้เอง หรือเกิดจากสิง่ ไม่มชี วี ติ ธาเลส : ชีวติ เกิดจากโคลนในทะเล โดยได้รับความร้อน/ความอบอุ่นจากทะเล อะแนกซากอรัส : พืชและสัตว์เกิดจากโคลนเลนตามแม่นา้ํ ลําคลอง จีน แบบทิส วัน เฮลมองต์ : นําเสือ้ ผ้าทีช่ ุ่มเหงือ่ ไปใส่ในภาชนะและใส่ข้าว สาลีลงไปเมือ่ ปล่อยทิง้ ไว้พบว่ามีหนูเกิดขึน้ เหงือ่ ของมนุษย์ทาํ ให้เกิดสิง่ มีชวี ติ

Biogenesisใบ

โอนเอน

ส์

สิง่ มีชวี ติ เกิดจากสิง่ มีชวี ติ โดยสิง่ มีชวี ติ ทีเ่ กิดขึน้ ใหม่ต้องเกิด มาจากสิง่ มีชวี ติ ชนิดเดิมเท่านั้น ซี

นี

พัฒนาการการศึกษาทางจุลชีววิทยา

ประวัตขิ องการศึกษาทางจุลชีววิทยา (ต่อ) อันโตนี วาน เลเวนฮุก (Antonie van Leeuwenhoek) ค.ศ. 1632-1723 ประดิษฐ์กล้องจุลทรรศน์เชิงเดีย่ ว ทีม่ กี าลังขยายสูงสุดถึง 270 เท่า และได้ใช้ ส่ อ งดู ห ยดน้ า จากหนอง คลอง บึ ง และ แม่น้าต่างๆ พบสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กจานวน มาก โพรโทซั ว แบคทีเ รี ย และจุ ลิ น ทรี ย ์ อืน่ ๆ

ท่

าน เซด

Francesco Redi Experiment (1626 – 1697)

หลุยส์ ปาสเตอร์ (Louis Pasteur) ค.ศ. 1822-1895 เป็ นคนแรกทีล่ ้มล้างทฤษฎี สิง่ มีชวี ติ กาเนิดมาจากสิง่ ไม่มชี วี ติ ได้สาเร็จ ต้มอาหารในขวดแก้วคอยาวทีโ่ ค้งงอ ให้อากาศผ่านเข้าออก

ไม่พบจุลินทรีย ์ จุลินทรียแ์ ละฝุ่ นละอองติดอยู่ ตามส่วนโค้งงอของขวดแก้ว เอียงขวดแก้วให้อาหารทีต่ ้มสัมผัสส่วนโค้งงอของขวด พบจุลินทรีย ์

Pasteur’ s Experiment

⇐

⇐

นท

ไ

น า ตา ล

ย์

รี

ลิ

เป็ นผู้ค้นพบกระบวนการหมัก (fermentation) ของจุลินทรีย ์ ค้นพบว่า การทีเ่ หล้าองุ่นเปรีย้ วนั้นเกิดจากกิจกรรมของแบคทีเรียทีส่ ร้างกรด ซึง่ ปะปนมา กับเครื่องมือทีท่ าความสะอาดไม่ดพ ี อ สามารถกาจัดจุลินทรียเ์ หล่านีไ้ ด้โดยการ ใช้ความร้อนต่า ซึง่ ไม่ทาลายกลิน่ และรสของเหล้าองุ่น กระบวนการพลาสเจอร์ ไรเซชัน (pasteurization)

ม่

จุ

นํ้

กิ

หลุยส์ ปาสเตอร์ (Louis Pasteur)

โยแ

ริ

BACTERIA

๓

ของ

พวก เรา

80 S

➢ ไม่มี Nuclear membrane มี DNA เป็ นนิวคลีออยด์ ➢ ไม่มไี มโทคอนเดรีย การสังเคราะห์พลังงาน ATP เกิดขึน้ ทีเ่ ยือ่ หุม้ เซลล์แทน

➢ ผิวรอบนอกมีโปรตีนและคาร์โบไฮเดรทคล้ายไฟบริล อาจมีรยางค์ เช่น แฟลคเจลลา หรือ พิไล แบค เ ย

แบค เ ย

➢ สมาชิกส่วนใหญ่คอื Eubacteria และ Archaeobacteria

รี

รี

ที

➢ เพิม่ จํานวนด้วยวิธี Binary fission

ที

พู

รำดี

➢ ไม่มอี อร์แกเนลแต่มีไรโบโซมแบบ 70S

ดิ

ร้

Structures and Functions of Bacteria

อา

เ มมาก อน มาก

ย

Binary fission ลอง โครโมโซม

1 เซล แ

ไ

จะ

2

1. การจาลองตัวเองของ DNA และ การยืดตัวของเซลล์ ซึง่ จะเกิดขึน้ ไปพร้อมๆกัน

ก

:

2. ผนังเซลล์และเยือ่ หุ้มเซลล์ จะแบ่งตัวระหว่าง DNA 2 ชุด 3. การสร้างผนังเซลล์อย่างสมบูรณ์ ระหว่าง DNA ทัง้ 2 ชุด

ล์

ด้

4. การแยกออกเป็ นเซลล์ลูก 2 เซลล์ ม่

จำ

ฒ้ลู

การสืบพันธุแ์ บคทีเรีย

รู ปร่างของแบคทีเรีย โดยทั่วไปมี 3แบบ 1) แบบทรงกลมเรียกว่า coccus, cocci เส้นผ่านศูนย์กลาง = 0.5-1.5 µm 2) แบบแท่งหรือท่อน (rod) เรียกว่า bacillus, bacilli ขนาด ประมาณ 0.2 x 8 µm 3) แบบเกลียวได้แก่ spirillum, spirilli, mey_f. vibrio,gg spriochete,filamentous,. etc

กาน า

ส

2 -

ไ ใ เก ยว ง ห า เ

L z n

-

ด­

ลี

ช่

น้

การจัดเรียงตัว (bacteria arrangement) จากรู ปร่าง ของแบคทีเรียแบบต่างๆทาให้เกิดลักษณะการเรียงตัวของ เซลล์แบคทีเรียที่ แตกต่างกัน ม่

ซิรั

นึ

Shapes and Arrangements of Bacteria

บ1

±

สตา

ว

ร์

ผู้พํ๊

ชิ

สิ

พี่

การจัดเรียงตัวของแบคทีเรีย

โลก รอ ปดส

น

สแป ชนคร ปดส

2

อ

_

แ กเ า

นิ

ซาร

ต้

ลู

ตั้

ซิน้

Arrangements of Cocci

า

เรา ดา

ริ

Arrangements of Bacilli

streptobacilli

diplobacilli

palisades พา

เซด

การจัดเรียงตัวของแบคทีเรีย streptobacilli

strepto

④5

หลักการเรียกชื่อจุลินทรีย ์ นาม

อ

สล

Generic name

ว

Specific/species name

Staphylococcus aureus

=

ชื่อเต็ม

Staphylococcus aureus

=

ชื่อเต็ม

S. aureus / S. aureus

=

ชื่อย่อ

=

ชื่อทีไ่ ม่ทราบชนิด

Staphylococcus sp. กุ

ตั

ชื่

Binomial system of Nomenclature

specific

ใน

ด นอก

-

เ า

ด

โครงสร้างและหน้าทีข่ องเซลล์ แคปซูล (Capsule) ผนังเซลล์ (Cell wall) เยือ่ หุม้ เซลล์ (Plasma membrane) แฟลคเจลลา (Flagella) ฟิ มบริเอและพิไล (Frimbriae and Pilli)

ห์

เอนโดสปอร์ (Endospore) ข้

สั

สุ

หื

สุ

ปดา

➢ เป็ นชั้นเมือกทีม่ อี งค์ประกอบทางเคมีหลากหลาย ส่วนใหญ่เป็ นโพลีแซ็กคาไรด์

➢ แคปซูลมีบทบาทช่วยให้แบคทีเรียสามารถยึดเกาะกับพืน้ ผิวได้ดี tb

ะ

น โต

➢ หน้าทีข่ องแคปซูลคือ ป้ องกันแบคทีเรียจากสิง่ ต่าง ๆ ทีเ่ ป็ นอันตรายต่อเซลล์ เช่น ความแห้ง, bacteriophage, ป้ องกัน phagocytosis โดยเม็ดเลือดขาว การ บ

วไว

ส

น

เ อโรค เกาะ

ว ในแบค

ไ

เ ย

ยกเ น ว

แคป ล

➢ในสายพันธุท์ มี่ แี คปซูลขนาดใหญ่ก่อโรคได้รุนแรง (virulent strain) กว่า สายพันธุท์ ไ่ี ม่มแี คปซูล (avirulent strain) นแรง avirdentstrain

รี

ที

ซู

รั

ว้

มื

➢ ไม่ใช่ส่วนประกอบสาคัญในการดารงชีวติ ของแบคทีเรีย แต่แบคทีเรีย หลาย ๆ ชนิดก็มแี คปซูล ม่

ตั

Capsule และ Slime layer

ชื้

กิ

จั

วั

ตั

ที่

ที่มี

ตั

รุ

เห อน สลาม

Capsule

Bacillus anthracis

Streptococcus pneumoniae

http://lecturer.ukdw.ac.id/dhira/BacterialStructure/SurfaceStructs.html

แพง

➢ มีความแข็งแรงและไม่ยดื หยุ่น ทาให้เซลล์ทนต่อสภาวะแวดล้อมได้ดี ➢ แบคทีเรียมี peptidoglycan หรือ murein สามารถ แ ง

แบค เ ยไ

➢ แบคทีเรียแกรมบวก มีชั้นเพปติโดไกลแคนทีห่ นากว่า และมีกรดทิโคอิค ➢ แบคทีเรียแกรมลบ มีชั้นเพปติโดไกลแคนทีบ่ าง ไม่มกี รดทิโคอิค แต่มเี ยือ่ หุ้ม เซลล์ชั้นนอกอีกชั้นหนึ่ง ทางด้านนอกสุด ทาให้มชี ่องว่างทีเ่ รียกว่า periplasmic space

รี

ที

บ่

➢ ช่องว่างเพอริพลาสมิก มีโปรตีนและเอนไซม์ทช่ี ่วยในการลาเลียงสารอาหารเข้าออก ของเซลล์

ด้

กำ

Cell wall

Cell wall ลบ

บวก

E. !

1

cdlwall

2

3

http://www.foodnetworksolution.com/vocab/word/4077

วง

นาตาล ง

แกรม

วนเ น

เ ตน

Grams stain = a differential stain procedure กิ

สี่ส่

ดึ

ม่

Cell wall

➢ เป็ นส่วนทีอ่ ยู่ถัดจากผนังเซลล์เข้า ไปทางด้านใน มีลักษณะบาง ห่อหุ้ม ส่วนทีเ่ ป็ น cytoplasm ไว้ มีหน้าทีห่ ลาย ประการ คือ นาโมเลกุลของสารต่างๆ เข้าและออกจากเซลล์ หลั่งเอนไซม์ออก นอกเซลล์ หายใจและสังเคราะห์แสง ควบคุมการสืบพันธุ ์ สร้างผนังเซลล์

ก ไข น แ10 มั

เ ยง

รี

สุ

กั

ตั

Plasma membrane

ว น แบบใบ แป

➢ มีองค์ประกอบหลักเป็ นไขมัน และ โปรตีน ไขมันส่วนใหญ่เป็ นฟอสโฟลิปิด เกิดเป็ นชั้น lipid bilayer

Flagella ➢ ช่วยในการเคลือ่ นทีข่ องแบคทีเรียเพือ่ ตอบสนองต่อสิง่ เร้า

➢ มีองค์ประกอบเป็ นโปรตีนพันกันเป็ นเกลียว ➢ แบคทีเรียอาจมีแฟลกเจลลาได้หลายเส้น จานวนและการเรียงตัวของแฟลค เจลลาทาให้มชี อื่ เรียกแตกต่างกัน เช่น โมโนทริคัส โลโฟทริคัส แอมฟิ ทริคัส และ เพอริทริคัส เป็ นต้น ➢ แฟลกเจลลาไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์ชนิดใช้แสง (Light microscope) ➢ โครงสร้างของแฟลกเจลลา แบ่งได้เป็ น 3 ส่วน ดังนีค้ อื ฟิ ลาเมนท์ (filament) ฮุก (hook) และเบซอลบอดี (basal body)

การเรียงตัวของแฟลคเจลลา

monotrichous

lophotrichous amphitrichous

peritrichous

http://cronodon.com/BioTech/Bacteria_motility.html

การเรียงตัวของแฟลคเจลลา Spirahete

amphitrichoos

➢ มีลักษณะคล้ายแฟลกเจลลาแต่สั้นกว่า และแข็งทือ่

➢ ฟิ มบริเอและพิไลเป็ นโปรตีนมีคุณสมบัตยิ ดึ เกาะผิวได้ดี ➢ ช่วยในการเกิด biofilm ยึดกับพืน้ ผิวของของไหล เครื่องมือทีใ่ ช้ในโรงพยาบาล ดจาก สาย ยาง

เจาะ คอ

จ ก

➢ แบคทีเรียบางสปี ชีสม์ ี sex pilus มีลักษณะคล้ายท่อทาหน้าทีย่ ดึ เซลล์ 2 เซลล์ (donor กับ recipient) ในกระบวนการ conjugation บ น อา ย แบบ

ธุ์

ศั

ลื่

พ์

เค อน าน

มู

ที่

ติ

พั

สื

พิ

ตั

ที่ผ่

Frimbriae and Pili

ว

ม

ลาย

เพศ

Frimbriae and Pili Sex pili

http://classes.midlandstech.edu/carterp/Courses/bio225/chap04/ss3.htm

ก ด

เอน ด สปอ

น

➢ เซลล์จะเปลี่ยนแปลงเป็ นเอนโดสปอร์ซง่ึ เป็ น dormant cell ทีไ่ ม่มกี จิ กรรมและทนต่อสภาวะไม่ เหมาะสมได้ ➢ เอนโดสปอร์มผี นังหนาหลายชั้นล้อมตัวสปอร์ มีนา้ น้อย ไม่ตดิ สีย้อมแกรม แต่ตดิ สี malachite green เ น เ ยว

ๆ

➢ ตาแหน่งและรู ปร่างของเอนโดสปอร์ สามารถใช้ จาแนก endospore formers

ร์

ด้

ม่

http://textbookofbacteriology.net/procaryotes_7.html น์

รั

นิ

ทุ

ริ

ใน

พบ

➢ พบในแบคทีเรียกลุ่ม endospore formers เช่น แป Clostridium sp. และ Bacillus sp.

ขี

ต้

ไ ไ

ป็

สี

Endospore

6

ด สปอ

ภาย

ใน

➢ Clostridium sp. มีสาร dipicolinic acid ทาให้ สปอร์ทนต่อความแห้งแล้ง ➢ สปอร์ประกอบด้วย 1. Core 2. Cortex 3. Coat

http://textbookofbacteriology.net/procaryotes_7.html ร์

มี

ที่ผู่

Endospore (ต่อ)

ไ

วเค ยส

Terminal

Central

Subterminal

ปลายเซลล์

กลางเซลล์

ค่อนไปทางปลายเซลล์

ลี

http://textbookofbacteriology.net/medical_5.html ม่

มีนิ

ตาแหน่ งและรู ปร่ างของเอนโดสปอร์

วงจรการสร้างเอนโดสปอร์และการเกิดเอนโดสปอร์อสิ ระ

รี

ที

แบค เ ย

Nucleoid ➢ นิวคลีออยด์คอื โครโมโซมของแบคทีเรียซึง่ ไม่มเี ยือ่ หุ้ม ➢ โครโมโซมของแบคทีเรียเป็ นดีเอ็นเอสายคู่

ทรง กลม

➢ ปลายโครโมโซมทัง้ 2 ด้านต่อกันเป็ นวง (circular DNA) ➢ เป็ นทีเ่ ก็บรหัสทางพันธุกรรม

➢ ขนาดของ DNA วัดโดยจานวนเบสคู่สม แตกต่างกันตามสปี ชีสแ์ ละสายพันธุ ์

Nucleoid Bacterial Chromosome in “nucleoid area”

Nucleoid

http://molbiol.ru/pictures/80886.html

การจาแนกแบคทีเรีย แบคทีเรียทาแจกได้เป็ น 2 โดเมน คือ

Archaebacteria

Bacteria

Eubacteria

แบ่งได้ 3 กลุ่ม คือ

Halophiles (salt lovers)

Methane producing bacteria

ผ ตแ ส

ลิ

ก๊

Thermoacidophiles(heat & acid lovers) ด้

มี

Archaebacteria

เงา

ไ

Archaebacteria (ต่อ) Halophile -

ชอบเจริญในทีม่ คี วามเข้มของเกลือสูงเช่น นาเกลือ หรือ ทะเลสาบ นา้ เค็มทีม่ กี ารระเหยของนา้ สูงๆ

-

โดยทั่วไปจะเจริญได้ในทีม่ เี กลือโซเดียมคลอไรด์ อย่างน้อย 8.8% แต่ เจริญได้ดที ี่ 17-23% บางชนิดสามารถเจริญได้ที่ 32% ซึง่ เป็ นปริมาณที่ เกลือเกือบจะอิม่ ตัวอีกด้วย

-

สิง่ มีชวี ติ พวกฮาโลไฟล์ส่วนใหญ่จะมีการสร้างเม็ดสีจาพวกแคโรทีนอยด์ (carotenoid)ขึน้ มา โดยเซลล์เหล่านีจ้ ะมี สีแดงหรือส้มขึน้ อยู่กับปริมาณ เม็ดสีทส่ี ร้างขึน้

รู ป Halobacterium halobium ในนาเกลือทีก่ าลังเจริญเติบโตอย่างรวดเร็วโดย จะเห็นเป็ นสีแดง-ส้มตามเม็ดสีทส่ี ร้างขึน้

รูปแสดง ทะเลสาบเนตรอน (Lake Natron) หรือเรียกอีกชื่อว่า ทะเลสาบแห่งความตาย ตัง้ อยู่ ทางตอนเหนือ ลักษณะเป็ นทะเลสาบนา้ เค็มขนาดใหญ่

Methanogens -

แบคทีเรียทีส่ ร้างมีเทน

-

พบในสภาพแอนแอโรบในแหล่งทีม่ อี นิ ทรียม์ าก เช่น บึง หนอง สระ

-

มีความสาคัญในการย่อยสลาย สามารถย่อยขยะและมูลสัตว์ เพือ่ เปลีย่ นเป็ นแก๊สชีวภาพได้

-

ใช้ในโรงบาบัดนา้ เสียแบบไม่ใช้อากาศ ไ

-

บางชนิดพบในลาไส้ของคนและสัตว์ และในกระเพาะวัวควาย

ซิ

ม่

จะ

ก๊

มี

มี

มี

Archaebacteria (ต่อ)

แ ส เทน

ออก เจน

Archaebacteria (ต่อ) Thermoacidophile -

กลุ่มสิง่ มีชวี ติ ทีช่ อบเจริญในทีม่ อี ุณหภูมแิ ละความ เป็ นกรดสูง

-

สิง่ มีชวี ติ ในกลุ่มนีจ้ ะใช้ซัลเฟอร์เป็ นแหล่งพลังงาน และใช้ คาร์บอนไดออกไซด์ เป็ นแหล่งคาร์บอน เช่น Sulfolobus acidocaldarius

Eubacteria แบ่งออกเป็ น 3 กลุ่ม ตามความแตกต่างของผนังเซลล์

แปป โคไกลแดน)

Mycoplasma

Negative bacteria

บาง

พิ

Positive bacteria

หนา

-

แบคทีเรียทีไ่ ม่มผี นังเซลล์ มีแต่เยือ่ หุ้มเซลล์เท่านั้น

-

เซลล์จงึ ยืดหยุ่นและเปลีย่ นรู ปร่างได้

-

มีขนาดเล็กมากคล้ายไวรัส

-

สามารถลอดผ่านเครื่องกรองแบคทีเรียได้

-

บางชนิดก่อโรคในคนและสัตว์ได้ เช่น Mycoplasma pneumonia

ไ

ผ ง เซล

อง เ ย

ล์

ม่

นั

Mycoplasma pneumonia สี

มี

ท้

Mycoplasma

Mycoplasma sp.

❖ แบคทีเรียทีต่ รึงแก๊สไนโตรเจน เช่น Rhizobium sp. อเ

อ

ย

❖ แบคทีเรียแกรมลบทีก่ ่อให้เกิดโรค เช่น Vibrio cholera, Vibrio parahaemolyticus, Salmonella typhi, Yersinia enterocolitica, Escherichia coli ❖ แบคทีเรียเป็ นสาเหตุให้อาหารเน่าเสีย เช่น Pseudomonas spp., Serratia sp., Campylobacter jejuni

สี

ดีข้

ข้

Negative bacteria

Positive bacteria -

Lacticacidbacteria สร้างกรดแลคติก

-

Streptococcus spp. พบในปาก ทางเดินอาหาร บางชนิดเป็ นเชือ้ พวยโอกาส ทาให้เกิดการติดเชือ้ ในทางเดินปั สสาวะ และเยือ่ บุหัวใจ บางชนิดทาให้เกิด โรค ไข้ดาไข้แดง เจ็บคอ

-

Clostridium sp. สร้างเอนโดสปอร์และเจริญในทีไ่ ม่มอี อกซิเจน บางชนิดทา ให้เกิดโรคบาดทะยัก โรคเนือ้ เน่าตาย โรคอาหารเป็ นพิษ

-

Actinomycetes เป็ นแบคทีเรียแกรมบวก ลักษณะคล้ายเชือ้ รา คือมีเส้นใย แตกกิง่ ก้านและมีสปอร์คล้ายรา ส่วนใหญ่ช่วยย่อยสลายในดิน บางชนิดเช่น Streptomyces ผลิตสารปฏิชวี นะ

ร่

Growth Curve of bacteria ลักษณะการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย แบ่งเป็ น 4 ระยะ ทอง วง

1. Lag phase เป็ นระยะทีใ่ ส่แบคทีเรียลงในอาหารเลีย้ งเชือ้ แบคทีเรียจะปรับตัวให้เข้ากับ สิ่งแวดล้อมใหม่ จานวนแบคทีเรียยังไม่เพิม่ ขึน้ เพราะยังไม่แบ่งเซลล์ แต่เซลล์จะว่องไว เป็ น ช่วงทีแ่ บคทีเรียมีกจิ กรรมทางสรีรวิทยาสูง ขนาดของเซลล์จะเพิม่ ขึน้ ส่วนใหญ่เป็ นการเพิม่ ความยาว ตอนปลายของระยะนี้ แบคทีเรียจะแบ่งตัว แต่เนื่องจากแบคทีเรียทุกตัวไม่ได้ แบ่งตัวพร้อมกัน ดังนั้นจานวนประชากรจะค่อยๆเพิม่ ขึน้ 2. Logarithmic phase หรือ Exponential phase หรือระยะ Log phase เป็ นระยะทีแ่ บคทีเรีย แบ่งตัวอย่างรวดเร็วในอัตราคงที่ คือ การแบ่งเซลล์แต่ละครั้งจะใช้เวลาเท่าๆกัน ระยะนีอ้ ัตรา การเจริญจะมากทีส่ ุด เซลล์ว่องไวทีส่ ุด สารอาหารจะถูกนาไปใช้อย่างมากและรวดเร็ว การ แบ่งเซลล์จะสัมพันธ์กับการสังเคราะห์โพรโทพลาซึม และกิจกรรมทางเคมีของแบคทีเรีย จานวนแบคทีเรียจะเพิม่ ขึน้ เป็ นสองเท่า จึงทาให้ลักษณะของ curve เป็ น exponential

Growth Curve of bacteria ลักษณะการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย แบ่งเป็ น 4 ระยะ 3. Stationary phase ระยะแบคทีเรียจะมีจานวนสูงสุดและคงที่ ไม่มกี ารเพิม่ จานวนอีก คือ ถึงแม้จะมีการแบ่งตัวเพิม่ ขึน้ แต่จะเท่ากับอัตราการตาย ทัง้ นีเ้ นื่องจากสารอาหารถูกใช้ไป เกือบหมด และอาจมีการขับของเสียทีเ่ ป็ นพิษออกมาจากกระบวนการเมแทบอลิซึม 4. Death phase หรือ Decline phase เป็ นระยะทีแ่ บคทีเรียจะตายอย่างรวดเร็วและตายมากขึน้ จนสม่าเสมอเป็ น exponential หรือ logarithm สาเหตุการตายอาจเนื่องมาจากสารอาหารทีใ่ ช้ เลีย้ งเซลล์หมดไป และเกิดการสะสมของเสีย และสารพิษทีเ่ กิดจากกระบวนการเมแทบอลิซมึ แบคทีเรียจะมีอัตราการตายทีแ่ ตกต่างกัน ขึน้ อยู่กับชนิดของแบคทีเรีย เช่น พวกทรงกลม แกรมลบจะตายอย่างเร็วมาก ภายใน 2-3 วัน และเหลือเซลล์ทมี่ ชี ีวิตอยู่น้อยมาก เชือ้ บางชนิด ตายช้าจึงทาให้มแี บคทีเรียมีชีวิตเหลืออยู่เป็ นเวลานานหลายเดือน

Growth Curve of bacteria

เ า

ช้

µน

การ ตาย

ความหลากหลายทางเมแทบอลิซมึ ของแบคทีเรีย แบ่งแบคทีเรียตามความต้องการสารอาหาร เป็ น 4 ประเภท คือ โฟโตออโตโทรฟ (Photoautotroph) โฟโตเฮเทอโรโทรฟ (Photoheterotroph) เคโมออโตโทรฟ (Chemoautotroph) เคโมเฮเทอโรโทรฟ (Chemoheterotroph)

Photoautotroph ➢ หมายถึง แบคทีเรียทีไ่ ด้พลังงานจากแสงโดย อาศัยคลอโรฟิ ลล์ (chlorophyll) พิเศษ ➢ ใช้แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์เป็ นแหล่งคาร์บอน และใช้สารอนินทรียเ์ ป็ นตัวให้อเิ ล็กตรอน ➢ ได้แก่ ไซยาโนแบคทีเรีย (cyanobacteria หรือ blue green algae) แบคทีเรียซัลเฟอร์สีม่วง (purple sulfur bacteria) แบคทีเรียซัลเฟอร์สีเขียว (green sulfur bacteria)

Photoheterotroph ➢ หมายถึง แบคทีเรียทีไ่ ด้พลังงานจาก แสง ➢ ได้แหล่งคาร์บอนจากสารอินทรีย ์ และ ใช้สารอินทรียเ์ ป็ นแหล่งอิเล็กตรอน เช่น แอลกอฮอล์ กรดไขมัน ➢ ได้แก่ แบคทีเรียนันซัลเฟอร์สีม่วง (purple non sulfur bacteria) แบคทีเรีย นันซัลเฟอร์สีเขียว (green non sulfur bacteria)

Chemoautotroph ➢ หมายถึง แบคทีเรียทีส่ ามารถสร้างสารอินทรีจากสาร อนินทรียโ์ ดยอาศัยพลังงานจากปฏิกริยาเคมี ไม่ต้องพึง่ แสงก็สร้างอาหารเองได้แบบพืช ➢ ได้แหล่งพลังงานจากการออกซิเดชัน (oxidation) ของ สารอนินทรีย ์ เช่น แก๊สไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H2S) แก๊ส แอมโมเนีย (NH3) เฟอร์รัสไอออน (Fe2+) ➢ แหล่งคาร์บอนและอิเล็กตรอนได้จากแก๊ส คาร์บอนไดออกไซด์ ➢ ได้แก่ ซัลเฟอร์แบคทีเรีย (sulfur bacteria) ไอออน แบคทีเรีย (ion bacteria) ไฮโดรเจนแบคทีเรีย (hydrogen bacteria) ไนทริฟายอิงแบคทีเรีย (nitrifying bacteria)

Chemoheterotroph ➢ หมายถึง แบคทีเรียทีไ่ ด้พลังงาน คาร์บอนและอิเล็กตรอนได้จากสารอินทรีย ์ ➢ ได้แก่ แบคทีเรียส่วนใหญ่ท่วั ไป

ย์

นุ

➢ นอกจากนีย้ ังพบในพวก โพรทิสต์ (protist) ฟั งไจ (fungi) และสัตว์

มษ

การเจริญในสภาพแวดล้อม อุณหภูมิ (Temperature)

อากาศ (Aeration)

ความเป็ นกรด-เบส (pH)

อุณหภูมิ (Temperature) อุณหภูมิ สามารถแบ่งแบคทีเรียได้ 3 กลุ่ม ดังนี้ # ไซโครไฟล์ (psycophiles) : ชอบอุณหภูมติ ่า ≤ 15 ºC มักทาให้เกิดการเน่าเสีย ของอาหารแช่เย็น # มีโซไฟล์ (mesophiles) : เจริญได้ทอี่ ุณหภูมิ 25 - 40 ºC

# เทอร์โมไฟล์ (thermophiles) : เจริญทีอ่ ุณหภูมสิ ูง 50 - 55 ºC บางชนิดเจริญที่ 85 ºC บางชนิดทาให้อาหารกระป๋องเน่าเสีย

จัดจาแนกตามความต้องการอากาศ ได้ดังนี้ แผล เ

ด

# แอร์โรบ (aerobes) : ต้องการ O2 เพือ่ ใช้ในกระบวนหายใจระดับเซลล์ ดเ

ด

# แฟคัลเตทีปแอนแอร์โรบ (facultative anaerobes) : เจริญในทีท่ ม่ี ี O2 หรือไม่มี ก็ได้ เ อก มให แผล

ด

ม่

ลุ่

ปิ

ชื้

# แอนแอร์โรบ (anaerobes) : ไม่ต้องการ O2 ในการเจริญ

ปิ

ปิ

ปิ

อากาศ (Aeration)

ชอบ 0

Crd

-

พอ จะ ท

ม่

ม่

า

ด้

ก็

มี

มี

ถ้

ก็

มี

การเจริญของจุลินทรียแ์ บบต่างๆ

ไ

อากาศ

ไ

ชอบ

อากาศ

อากาศ

ไ

โต

อากาศ

โต

ความเป็ นกรด-เบส (pH) ❖ ความเป็ นกรดเป็ นด่าง (pH) แบคทีเรียส่วนมากมักเจริญได้ดใี นที่ pH ทีเ่ ป็ น กลางหรือด่าง ได้มกี ารจัด แบคทีเรียออกเป็ น 3กลุ่ม ตาม pH ทีใ่ ช้ การ เจริญเติบโต ดังนี้ ▪ Acidophile เจริญได้ดที ส่ี ุดที่ pH ระหว่าง1.0-5.5 ▪ Neutrophile เจริญได้ดที สี่ ุดที่ pH ระหว่าง 5.5-8.0 ▪ Alkalophile เจริญได้ดที สี่ ุดที่ pH ระหว่าง 8.5-11.5

กรด

เ ก อย

น้

ล็

่ มันเคยอยู่ จะพบว่า เยือ่ ❖ ถ้าแบคทีเรียไปอยู่ในสภาพที่ pH แตกต่างไปจากทีๆ หุ้มเซลล์ จะเกิดการพีกขาด เอนไซม์ หยุดการทางาน การดูดซึม สารอาหาร จะผิดปกติไป และในทีส่ ุดแบคทีเรีย ก็จะตาย

Thanks for your attention