Bài giảng vi sinh vật học chương 1 ths nguyễn thành luân

Sinh học biology là một ngành khoa học nghiên cứu về cấu trúc, chức năng, sự phát triển, sự phân bố và quá trình sống của các sinh vật sống Vi sinh vật: là những sinh vật số

Nội dung môn học

4 Chương 4: Các quá trình trao đổi chất và trao

5 Chương 5: trình chuyển hóa các chất tự nhiên

LOGO

3

Tài liệu học tập

1 Vi sinh vật học – Nguyễn Lân Dũng

– NXB Giáo Dục, 2009

2 Vi sinh vật công nghiệp - Lê Xuân

Phương - NXB xây dựng, Hà nội

2001

LOGO

9/11/2013

4

Đánh giá học tập

Dự học ít nhất 75% (12/15 buổi)  Được dự thi

Cách đánh giá điểm:

- Bài tập, kiểm tra, tiểu luận: 30%

- Thi giữa kì: 0%

- Thi cuối kì: 70%

LOGO

Đánh giá học tập

Đánh giá qua bài kiểm tra ngẫu nhiên trên

lớp (trước, giữa, sau giờ học) – 10%

Seminar cuối môn học – 10%

Báo cáo môn học – 10%

LOGO

Nhiệm vụ người học

LOGO

Báo cáo tiểu luận 20%

Được chia thành các nhóm theo chủ đề lớn

GV giao (10% báo cáo Seminar nhóm + 10%

báo cáo chủ đề dạng Report MS Word)

Viết theo cấu trúc yêu cầu, sử dụng ngôn ngữ

khoa học

Không sao chép lẫn nhau hoặc trên Internet

Ít nhất 3 tài liệu nước ngoài đính kèm

Không sử dụng wikipedia, google translate,

tuoitre, thanhnien online…

 Yêu cầu nhóm báo cáo tiến độ làm việc

 Điểm cá nhân = điểm nhóm

 Có thể mở rộng các kiến thức trong quá

trình báo cáo seminar…

LOGO

Chương 1 MỞ ĐẦU

LOGO

Khái niệm môn học

 Vi sinh vật học là gì?

 Microbiology = micro + bios + logos

 Là ngành khoa học nghiên cứu hình thái ,

cấu tạo , hoạt động sống của vi sinh vật

LOGO

VI SINH VẬT HỌC LÀ GÌ?

Sinh học (biology) là một ngành khoa học nghiên cứu về

cấu trúc, chức năng, sự phát triển, sự phân bố và quá trình

sống của các sinh vật sống

Vi sinh vật: là những sinh vật sống có kích thước rất

nhỏ, chỉ quan sát được dưới kính hiển vi

Vi sinh vật học (microbiology) là ngành sinh học nghiên

cứu về virus, vi khuẩn (bacteria) và các sinh vật cực nhỏ

khác

Vi sinh vật học đại cương: nghiên cứu những qui luật

chung nhất về vi sinh vật

Nguồn: New Penguin English Dictionary, 2002

LOGO

Lịch sử phát triển vi sinh vật học

Giai đoạn 1 Giai đoạn 2 Giai đoạn 3 Giai đoạn 4

Vi sinh hiện đại

Đặc điểm và thành tựu nổi bật ở mỗi giai đoạn?

LOGO

LỊCH SỬ PHÁT HIỆN VI SINH VẬT

LOGO

• Kỹ thuật làm bia – cách nay 6000 năm

• Các sản phẩm lên men từ sữa - 4000 năm

LOGO

Những trở ngại chính của quá

trình nghiên cứu vi sinh vật

• Không thể nhìn thấy VSV

• Thiếu các kỹ thuật cơ bản

• Thuyết tự sinh – Aristotle

(Spores and sterilization)

John Tyndall chứng minh một vài vi sinh vật trong

bụi và không khí có khả năng chịu nhiệt cao

Ferdinand Cohn khám phá và mô tả nội bào tử

Thuật ngữ “tiệt trùng” được giới thiệu có nghĩa là

loại bỏ hoàn toàn tất cả các dạng sống bao gồm

các nội bào tử

LOGO

SINH VẬT SINH TỰ NHIÊN & THUYẾT PHÁT SINH SINH VẬT

 “Thuyết tự sinh” được tin tưởng rằng mọi sinh vật

 Giả thuyết thay thế cho rằng các sinh vật sống

chỉ có thể sinh ra từ các dạng sống tồn tại trước

đó được gọi là “Thuyết phát sinh sinh vật”

LOGO

 1745 -John Needham: canh dinh dưỡng trong

bình thóp cổ bịt kín

Điều kiện Kết quả

Canh dinh dưỡng

được đun sôi sau

đó cho vào bình

thóp cổ được bịt kín

Tất cả vi sinh đều phát triển

Vi sinh vật từ đâu đến?

Thuyết tự sinh hay Thuyết phát sinh sinh vật?

LOGO

Louis Jablot

Dịch chiết

VSV THỰC NGHIỆM VỚI LOUIS PASTEUR

Ông là cha đẻ của

ngành vi sinh vật học

LOGO

SAU PASTEUR VÀ VSV HỌC HIỆN ĐẠI

• Koch (Robert Koch 1843-1910)

- Phát triển các phương pháp nghiên cứu vi sinh vật

- Phương pháp: chứng minh một vi sinh vật là

nguyên nhân gây ra bệnh truyền nhiễm (quy tắc

Koch)

- Phát hiện bệnh lao do VK Mycobacterium

tuberculosis

LOGO

TN bệnh Than – Qui tắc Koch

1 Chứng minh sự hiện diện của vi sinh vật trong động vật và

cây trồng mắc bệnh

2 Thu được chủng thuần khiết

3 Tiêm chủng cho vật chủ khỏe mạnh với chủng thuần khiết và

quan sát các triệu chứng bệnh đặc trưng

4 Tái phân lập mầm bệnh nghi ngờ từ các vật chủ thử nghiệm

LOGO

• Ivanopxki, 1892 và Beijerrinck, 1896

Phát hiện virus đầu tiên trên thế giới khi

chứng minh vi sinh vật nhỏ hơn vi khuẩn,

qua được lọc bằng sứ xốp, là nguyên nhân

gây bệnh khảm cây thuốc lá

LOGO

Klug (1982) phát hiện ra cấu trúc đối xứng

xoắn của virus gây bệnh khảm thuốc lá TMV

LOGO

Alexander Fleming (1881-1955)

Là người đầu tiên phát hiện

ra chất kháng sinh, đó là Penicillin được sinh ra từ nấm Penicilium

LOGO

Watson and Crick (1953) phát hiện ra

cấu trúc xoắn kép của phân tử DNA

LOGO

Ngày nay vi sinh vật đã phát triển rất sâu

sinh vật và ứng dụng kỹ thuật tháo lắp này

để chữa bệnh cho người, gia súc, cây trồng

và đang đi sâu vào để giải quyết bệnh ung

thư ở loài người

VI SINH VẬT HỌC HIỆN ĐẠI

LOGO

Đối tượng nghiên cứu của vi sinh vật học

Vi sinh vật

LOGO

Vị trí phân loại của vi sinh vật

LOGO

Dựa vào:

• Kiểu hình (Các đặc tính quan sát được)

– Ví dụ: kích thước tế bào, cấu trúc, chức

năng và hình thái học, quá trình chuyển

hóa, các yêu cầu sinh lý, phương thức sinh

sản …

• Kiểu gen (Cấu trúc di truyền)

Hệ thống phân loại 5 giới

LOGO

Cây tiến hóa

LOGO

- Trần thế Tương (1905-1988), 1979: Hệ thống phân

loại 6 giới và 3 nhóm giới

I Nhóm giới sinh vật phi bào

1 Giới virut (virus)

II Nhóm giới sinh vật nhân nguyên thuỷ

(prokaryote)

2 Giới vi khuẩn (Bacteria)

3 Giới vi khuẩn lam (tảo lam)

III Nhóm giới sinh vật nhân thực

4 Giới thực vật (plantae)

5 Giới nấm (Fungi)

6 Giới động vật (Animalia)

LOGO

Dựa vào trật tự các nucleotide của 16S rRNA hoặc 18S rRNA

mà thể nhân sơ có 2 nhóm lớn khác biệt nhau: vi sinh vật cổ

(Achaea) và vi khuẩn (bacteria)

(Carl R.Woose.1981; Thomas D.Brock và cộng sự, 1995)

LOGO

HT 3 nhóm giới: Archaea, Eubacteria, Eukaryote

Phân loại theo mô hình tiến hóa dựa vào:

- Kiểu gen – Có quan hệ di truyền với RNA ribosom

- Cấu trúc lipid của màng tế bào

- Tính nhạy với các chất kháng sinh

Text

Vi khuẩn thật (Eubacteria)

Vi khuẩn cổ (Archaebacteria)

LOGO

Dựa vào cấu trúc tế bào, sinh vật chia thành 2 nhóm

Prokaryote: nhân phân hóa chưa hoàn chỉnh

• Chưa có màng bao nhân

• Chưa hình thành tiểu hạch

• Trong nhóm này có: vi khuẩn, xạ khuẩn, niêm vi khuẩn, tảo

lam …

Eukaryote: Nhân phân hóa hoàn toàn, có màng nhân và tiểu

hạch

• Eukaryote đơn bào: nấm men, tảo đơn bào …

• Eukaryote đa bào: nấm mốc, nấm bậc cao, thực vật, động vật

Vị trí phân loại của vi sinh vật

Những nghiên cứu về đa dạng sinh học vi sinh vật cho biết có

khoảng 110.000 loài vi sinh vật được mô tả (Hanhs

Worth,1991)

VỊ TRÍ CỦA VI SINH VẬT TRONG SINH GIỚI

LOGO

Địa y

Thời gian 1,5 tỉ năm trước

Nhân chuẩn, kị khí

Nhân chuẩn, hiếu khí

không quang hợp

3 tỉ năm trước

4 tỉ năm trước

Tảo Thực vật

Nấm Mức

Cộng sinh

Sự tiến hoá của các nhóm vi sinh vật (Elinov

N.P., 1989)

LOGO

NHÓM VI SINH VẬT

NHÂN SƠ (PROKARYOTE)

Microalgae (vi tảo)

Giới nguyên sinh

• Không có sự chuyển hóa vật chất bên trong

• Sử dụng bộ máy sinh sản của vật chủ để tự

nhân lên bản thân

NHÓM VI SINH VẬT PHI BÀO - VIRUS

 Diện tích tiếp xúc bề mặt lớn

Một số tính chất chung của VSV

+ Vi khuẩn lactic: 1 giờ phân giải lactose >100-10 000

lần so với khối lượng của chúng

+ Nấm men tốc độ tổng hợp protein của cao gấp 1000

lần so với đậu tương và gấp 100 000 lần so với trâu

bò

LOGO

Một số tính chất chung của VSV

Escherichia coli: 12-20 phút /phân cắt 

24 giờ phân cắt 72 lần và tạo ra 4 722 366

1017 tế bào = 4722 tấn

 Sinh trưởng nhanh, phát triển mạnh

LOGO

Một số tính chất chung của VSV

 Có năng lực thích ứng mạnh và dễ dàng phát

sinh biến dị

VSV có thể sống trong điều kiện:

- T0C > 130oC

- T0C < 0-5oC,

- Mặn đến nồng độ 32%

- pH > 0,5 hoặc <10,7

- P > 1103 at (lòng biển sâu)

 Phân bố rộng rãi khắp nơi

LOGO

Vai trò của vi sinh vật

LOGO

Tác động tích cực của VSV

Luật danh pháp sinh vật

Bao gồm những qui tắc về đặt tên vi sinh vật

Hiện nay có 3 bộ luật danh pháp

Luật quốc tế danh pháp động vật (ICZN -

International Commission on Zoological of Nomenclature)

Luật quốc tế danh pháp thực vật (ICBN –

International Code of Botanical Nomenclature, ICBN)

Luật quốc tế danh pháp vi sinh vật (ICMN -

(International Code of Microbiological Nomenclature)

Luật danh pháp không có tính chất pháp lý, việc

tuân thủ dựa trên tính tự nguyện

• Giống (genus) và loài (species)

• In nghiêng hoặc gạch dưới

LOGO

Tính chất của tên khoa học

Tính duy nhất: Tên mỗi taxon là duy nhất, không

trùng với các tên khác

Tính phổ cập: Để trao đổi thông tin, các nhà khoa

học buộc phải học tên khoa học của sinh vật Tên

các loài sinh vật được gọi theo tiếng Latin

Tính ổn định: Ủy ban Danh pháp Quốc tế đóng

vai trò giữ ổn định cho hệ thống danh pháp quốc tế

LOGO

1 Linneaus đề xướng, sử dụng tiếng Latinh để thống nhất gọi

tên từng loài

2 Là danh pháp kép

a) Từ thứ nhất: là danh từ chỉ tên chi (động vật học gọi

giống), luôn luôn viết hoa và viết ở chủ cách

b) Từ thứ hai: nói lên đặc điểm nào đó của loài để phân

biệt với các loài cùng chi, không viết hoa (có thể là

danh từ chỉ về tên người hay địa danh )

c) Đôi khi, sau tên chi cần thiết phải dùng hai từ để diễn

đạt đủ ý về loài, thì hai từ đó phải nối với nhau bằng

dấu gạch ngang

Tính chất của tên khoa học

LOGO

d) Dùng 3 từ nhưng giữa từ thứ hai và thứ ba có viết

chèn chữ viết tắt thứ bậc phân loại var (varietas:

thứ), f (forma: dạng)

Ví dụ: Avicennia marina var rhumphiana

e) Một loài nào đó được xác định là có thực nhưng

chưa được giám định chính xác, chưa thể công bố

tên thì người ta viết tên chi kèm chữ sp (Acacia sp.)

f) Khi muốn ám chỉ nhiều loài cùng chi trong một quần

xã thực vật nào đó chưa được xác định chính xác

người ta ghi tên chi kèm chữ spp (Acacia spp.)

Tính chất của tên khoa học

LOGO

LOGO

LOGO

CÁC ĐẶC ĐIỂM PHÂN BIỆT

Đặc điểm Prokaryotes Eukaryotes

Kích thước Đường kính < 2um 10 - > 100um

Cấu trúc nhân và

chức năng Vùng nhân, chưa có màng

nhân và hạch nhân Có nhân, màng nhân

DNA Nhiễm sắc thể dạng vòng

đơn, không có histon Một hoặc nhiều nhiễm sắc thể dạng

thẳng có histon

Phân chia tế bào Phân đôi và nảy chồi,

không có quá trình nguyên

phân

Nguyên phân

LOGO

Đặc điểm Prokaryotes Eukaryotes

Cấu trúc tế bào chất

và sự hình thành các

cơ quan tử

Không có các cơ quan tử, có thể có các màng nội bào đơn giản

Trong ty thể

Bộ máy quang hợp Trong màng nội bào

hoặc nhiễm sắc thể Trong các lục lạp

Thành tế bào Phổ biến, chứa

peptidoglycan Chỉ có ở thực vật, tảo, nấm, không có ở động

vật và nhiều protozoa CÁC ĐẶC ĐIỂM PHÂN BIỆT

LOGO

Đặc điểm Prokaryotes Eukaryotes

Nội bào tử Có ở một vài loài Không có

Không bào Có ở một vài loài

Vận động tiên mao Tiên mao siêu nhỏ và

đơn giản Tiên mao rất nhỏ hoặc lông mao

Không vận động bằng

tiên mao Vận động trượt Năng lực của tế bào

chất và vận động theo kiểu amoeboid CÁC ĐẶC ĐIỂM PHÂN BIỆT

LOGO

KẾT THÚC CHƯƠNG I

NHIỆM VỤ

 Lịch sử ngành vi sinh vật học

 Vai trò của vi sinh vật trong đời sống

 Phân loại vi sinh vật

 Tính chất cơ bản của vi sinh vật

 Hệ thống phân loại tên VSV

 Phân biệt nhóm Prokaryote và Eukaryote