Vi sinh vật đại cương nguyễn thị thanh hải

 Các ngành nghiên cứu chuyên sâu  Các nhóm vi sinh vật : Vi khuẩn học, Virus học, Nấm học  Tính chất của khoa học : Tế bào học vi sinh vật, Sinh lý học vi sinh vật, Di truyền học vi s

Trang 1

Chương 1: MỞ ĐẦU

 GIỚI THIỆU

1 GIỚI THIỆU

 Vi sinh vật học nghiên cứu về các VSV

 Đặc điểm chung :

 Nhóm sinh vật rộng lớn và đa dạng, tồn tại dưới

dạng từng chùm tế bào, hay từng tế bào một

 Kích thước nhỏ bé

 Hấp thu nhiều, chuyển hoá nhanh

 Sinh trưởng nhanh, phát triển mạnh

 Khả năng thích ứng mạnh và dễ phát sinh biến dị

 Phân bố rộng, nhiều chủng loại

Trang 2

 Vi sinh vật học nghiên cứu:

 Các tế bào sống và hoạt động của chúng

 Một lớp tế bào có khả năng tồn tại dưới dạng tế bào độc

lập

 Tính đa dạng và sự tiến hoá của VSV

 Các loại VSV khác nhau phát sinh như thế nào và tại sao

 Phân bố VSV

 Lý do:

 Ngành KH sinh học cơ bản  thăm do bản chất của các

quá trình sống

 Ngành KH ứng dụng – y học, công nghiệp, nông nghiệp.

 Các ngành nghiên cứu chuyên sâu

 Các nhóm vi sinh vật : Vi khuẩn học, Virus học,

Nấm học

 Tính chất của khoa học : Tế bào học vi sinh vật,

Sinh lý học vi sinh vật, Di truyền học vi sinh vật…

 Theo hướng ứng dụng : Vi sinh vật y học, Vi sinh

vật nước, Vi sinh vật thực phẩm, Vi sinh vật công

nghiệp…

Trang 3

2 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN VSV HỌC

2.1 TRƯỚC KHI CĨ KÍNH HIỂN VI

Chưa nhận thức được sự tồn tại của vi sinh vật

nhưng con người đã biết về các tác dụng do vi

sinh vật gây ra :

 Trong nơng nghiệp : bảo quản, lên men

 Trong phịng bệnh

2 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN VSV HỌC

2.2 SAU KHI PHÁT MINH RA KÍNH HIỂN VI

Antony Van Leeuwenhoek (1632-1723)

Trang 4

Một số hình ảnh vi sinh vật

2.3 GĐ HÌNH THÀNH KHOA HỌC VSV

 Lên men lactique

 Hiện tượng tự sinhLouis Pasteur (1822-1895)

Trang 5

 Hiện tượng tự sinh

Trang 6

• Tác nhân gây bệnh nghi ngờ

có mặt ở cá thể bị bệnh nhưng không tìm thấy ở cá thể không

Trang 9

2.4 GĐ HIỆN ĐẠI

Trang 10

3 Mối liên hệ của VSV học với các ngành khác

Hoạt động sống của vi sinh vật với enzyme của nó

được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực kinh tế khác

nhau Nhưng ứng dụng nhiều nhất là trong nông

nghiệp, công nghiệp và y dược

Trang 11

Ng Minh Tri- DH Nha Trang 1

- Nấm - Tảo đơn

- Nguyên sinh động vật

Trang 12

Phân loại vi sinh vật

Gọi tên : theo hệ thống danh pháp kép

Chủng

Giới

Ngành

LớpTộc

Họ

Tỷ lệ tương đồng

Giống và loài Chủng (Strain)

Nhóm

Trang 13

Ba cách chính để sắp xếp các vi sinh vật

a Cách cổ điển dựa vào

 Hình thái và cấu trúc

hình dạng, tiên mao, đặc tính nhuộm, lớp vỏ

 Sinh lý và hố sinh

nhu cầu khơng khí hay chất dinh dưỡng, các

chuyển hố phụ của tế bào

b Xếp loại số

Có 2 phương pháp

 Hệ số phù hợp

- d : số đặc điểm không có

ở cả 2 sinh vật

Trang 14

c So sánh acid nucleic

 Tỷ lệ của cặp base (G+C)

(G+C)% giống nhau: không hẳn có liên quan chặt chẽ với nhau

(G+C)% khác nhau : không tương đồng về di truyền

 Lai acid nucleic

Carl R Woese và Norman R Pace (1970s-1980s)

ARN ribosome 16S

Trang 15

Hệ thống phân loại 3 giới

Hình thái Cấu tạo tế bào nhân nguyên thuỷ

Trang 16

Hình dạng

Trang 17

Cách sắp xếp

- Phương pháp nhuộm vi khuẩn chết

Nhuộm ảnh dương: nhuộm đơn, nhuộm phân biệt

(nhuộm gram, kháng cồn-acid, bào tử, Giemsa …)

Nhuộm ảnh âm: nhuộm bằng mực tàu

- Phương pháp nhuộm vi khuẩn sống: xanh methylen …

Nhuộm màu:

Trang 18

Gram negative Gram positive

Heat/Dry Crystal violet stain

Hình thái Cấu tạo tế bào nhân nguyên thuỷ

Cấu tạo

a Màng tế bào/

màng bào tương

b Thành tế bào

c Các cấu trúcbề mặt

d Nguyên sinh chất

e Nhân

f Ribosome

g Các hạt dự trữ

Trang 19

a Màng tế bào/ màng bào tương

Trang 20

tổng hợp nhiều loại enzyme,

các protein của chuỗi hô hấp

- Archae :

chứa liên kết ether

giữa glycerol và

acid béo

Trang 21

b Thành tế bào

- N-acetyl glucosamine (NAG)

- N-acetyl muramic acid

Trang 22

Vi khuẩn gr(-):

- peptidoglycan: 5-20%

- lớp màng ngoài

- LPS (lipopolysaccharide)

Trang 23

- Tạo cho vi khuẩn có hình dạng nhất định, đề

kháng với môi trường nhược trương

- Mang kháng nguyên

- Chứa điểm gắn bacteriophage

Trang 24

Trang 25

- Cấu tạo tiên mao:

- Cơ chế di chuyển : Hoá hướng động

Trang 26

Trang 27

 Là vùng dịch thể ở dạng keo chứa các chất hoà

tan trong suốt và các hạt như ribosome, gồm 80%

nước

 Chứa protein, a nucleic, carbohydrate, lipid, các

ion vô cơ và nhiều chất có trọng lượng phân tử

thấp khác

Trang 28

Trang 29

f Ribosome

 Số lượng lớn (30.000 ở vi khuẩn phát triển

nhanh)

 Kích thước 70S (đơn vị lắng Svedberg)

 Tiểu đơn vị nhỏ 30S chứa khoảng 21 protein

 Dự trữ lipid, polysaccharide, và các hợp chất vô cơ

 Ở môi trường bất lợi, ít chất dinh dưỡng

 Hạt biến màu : polymetaphosphate, thuốc nhuộm kiềm

(Corynebacterium)

 Dự trữ carbon và năng lượng : PHB

poly--hydroxybutyrate, nhuộm Sudan black (Bacillus và

Pseudomonas)

Trang 30

Bào tử / nội bào tử (spore/endospore)

Trang 31

Đề kháng với điều kiện khắc nghiệt của môi

trường bên ngoài

- Nhiệt độ: SASP type / tích bão hoà vào ADN

Thành phần nước của lõi thấp

- Hoá chất, enzyme: nhờ lớp vỏ, bao bên ngoài dày,

nhiều lớp, cấu trúc lạ

- Tia bức xạ

- Thiếu chất dinh dưỡng

 Sao chép acid nucleic tạo 2

ADN Acid nucleic dãn ra

Trang 32

 Tiền bào tử tiến sâu vào tế bào

mẹ, hình thành lớp vỏ dày chứa

peptidoglycan Cuối GĐ này tính

chiết quang tăng lên Tổng hợp

Dipicolinate canxi- tích vào lõi

 Tạo lớp bao quanh bào tử có

bản chất protein (giàu cystein)

Ly giải tế bào mẹ

Một số bào tử (Bacillus cereus)

có lớp áo bên ngoài gọi là bao

ngoài chủ yếu gồm protein,

Trang 33

 Gồm các giống : Escherichia, Shigella, Salmonella,

Citrobacter, Klebsiella, Enterobacter, Erwinia, Serratia,

Hafnia, Edwardsiella, Proteus, Providencia, Morganella,

 Đặc trưng chính : các trực khuẩn gram âm, không di

động hoặc di động bằng chu mao, kỵ khí tuỳ ý, sinh

acid từ glucose, catalase +, oxidase -, thường khử

nitrate thành nitrite (không thành N2)



3 Hệ thống phân loại của Bergey

 Gồm các giống : Escherichia, Shigella, Salmonella,

Citrobacter, Klebsiella, Enterobacter, Erwinia, Serratia,

Hafnia, Edwardsiella, Proteus, Providencia, Morganella,

 Đặc trưng chính : các trực khuẩn gram âm, không di

động hoặc di động bằng chu mao, kỵ khí tuỳ ý, sinh

acid từ glucose, catalase +, oxidase -, thường khử

nitrate thành nitrite (không thành N2)

Enterobacteriaceae

Trang 34

 Gồm các giống : Vibrio, Photobacterium, Aeromonas,

Pleisiomonas

 Là các trực khuẩn thẳng hay cong, có chuyển hoá lên

men, cực mao, oxidase +

Vibrionaceae

 Gồm các giống : Pseudomonas, Xanthomonas,

Frateuria, Zoogloea

 Là các trực khuẩn thẳng hoặc cong nhẹ, có tiên mao ở

cực Hiếu khí dị dưỡng, không chuyển hoá lên men

Pseudomonadaceae

Trang 35

Ng Minh Trí- ĐH Nha Trang 1

Trang 36

1 Cấu trúc

 Màng bào tương :

Chứa cholesterol

Sợi vi ống

Không có enzyme liên quan đến

tạo năng lượng và chuyển hoá

 Thành tế bào :

Có ở thực vật, tảo, nấm

Thực vật : cellulose, pectin

Tảo : cellulose + polysaccharide khác và carbonate canxi

Nấm sợi : chitin, cellulose

Nấm men : mannan

 Nhân

- Có màng nhân, màng

có nhiều lỗ lớn, nhiều

đại phân tử qua được.

- Chứa thông tin trên

các ADN.

Trang 37

 Mạng lưới nội chất (ER)

- ER nhám : có đính ribosome

tổng hợp protein.

- ER trơn : tổng hợp lipid,

- Tạo năng lượng cho tế bào

- Chứa ADN, ribosome (70S)

 Lục lạp (Chloroplast)

- Quang hợp

- Chứa ADN, ribosome (70S)

Trang 38

Thiếu acid muramic Các chuỗi hydrocarbon thẳng, LK ester Có

Nhiều NST thẳng Một vài loại, mỗi loại chứa 12-14 tiểu đơn vị khác nhau

80S (70S trong ty thể và lục lạp) Methionine Có Không nhạy cảm

Thiếu aicd muramic Các chuỗi hydrocacbon béo phân nhánh

LK ether.

Không

1 NST vòng Một vài loại, mỗi loại chứa khoảng 8-12 tiểu đơn vị khác nhau 70S

Methionine Không Không nhạy cảm

Chứa acid muramic Các chuỗi hydrocarbon thẳng, LK ester.

Không

1 NST vòng Một loại, gồm 6 tiểu đơn vị khác nhau 70S

N-formylmethionine Không

Nhạy cảm

Thành tế bào

Lipid màng tế bào

Nhân có màng nhân

Nhiễm sắc thể

ARN polymerase

Ribosome

Amino acid được tARN

đầu tiên mang

Các bào quan

Chloramphenicol,

erythromycin, và

streptomycin

Nhân thật Archae

Bacteria Đặc trưng

Một số tạo nang

Hầu hết di động

Dị dưỡng hoá năng bằng cách hấp phụ các hạt dinh dưỡng

Đơn bào hay

đa bào

Tảo

Bào tử vô tính và hữu tính Không di động

Dị dưỡng hoá năng bằng cách hấp phụ các chất dinh dưỡng hoà tan

Đơn bào hay

đa bào

Nấm

Các đặc tính khác

Di động Kiểu dinh dưỡng

Trang 39

2 Nấm men

(Yeast, levure)

 Đặc điểm chung:

 Đơn bào

 Đa số sinh sản bằng cách nẩy chồi

 Nhiều loại có khả năng lên men đường

 Thành tế bào chứa mannan

 Thích nghi với môi trường chứa đường cao, có tính acid

 Phân bố rộng rãi trong tự nhiên, nhất là

trong môi trường chứa đường, có pH thấp

- Ứng dụng nhiều trong thực phẩm

(Saccharomyces cerevisiae)

- Mang các ADN tái tổ hợp

- Một số gây bệnh cho người và động vật

(Candida albican, Cryptococcus neoformans,

Trichosporon cutaneum, )

Trang 40

3 Nấm Sợi (nấm mốc)

 Phân bố rộng rãi trong tự nhiên, tham

gia tích cực vào các vòng tuần hoàn

vật chất, nhất là quá trình phân giải

các hợp chất hữu cơ hình thành chất mùn.

 Phát triển nhanh trên các nguồn chất hữu cơ (điều kiện nóng ẩm)

Trên nhiều vật liệu vô cơ do dính bụi bặm, nấm mốc vẫn phát triển

được sinh acid và làm mờ các vật liệu này.

 Ký sinh trên người, ĐV và TV gây bệnh Nhiều loại sinh độc tố nấm

(mycotoxin).

 Nhiều ứng dụng trong công nghiệp, nông nghiệp, y học.

Hình thái- cấu trúc

 Hệ sợi nấm- khuẩn ti thể : khuẩn ti

cơ chất và khuẩn ti khí sinh.

- Khuẩn ti hợp bào

- Khuẩn ti có vách ngăn

Trang 41

Sinh sản

Vô tính hay hữu tính

 Đầu bào tử trần : Penicillium, Aspergillus

- Penicillium : cuống nấm, cành, cành nhánh, thể bình

Trang 42

- Aspergillus : chỉ có cành nhánh

mọc ra từ bọng gọi là bào nang

Trang 43

Phân loại nấm

Dựa vào các đặc trưng sau:

 Đặc trưng của các bào tử hữu tính và các thể quả có

trong giai đoạn hữu tính của chu kỳ sống

 Bản chất của chu kỳ sống

 Các đặc trưng về hình thái của thể sợi nấm hay tế bào

sinh dưỡng

Phân loại nấm

Chia giới nấm thành 3 nhóm chính :

 Nấm nhầy

 Nấm bậc thấp có tiên mao

 Nấm đất (gồm nấm mốc, nấm men, nấm thịt )

 Zygomycetes

 Ascomycetes

 Basidiomycetes

 Deuteromycetes

Trang 44

VIRUS

 Virus: độc  VK gây bệnh: virus

 Ivanowsky (1892): TNGB bệnh khảm lá qua được lọc.

 Friedrich Loeffler và Paul Frosch (1898):

TNGB lỡ mồm long móng : qua lọc, gây bệnh ở nồng độ thấp.

 Beijerinck (1899): TNGB khảm lá:

- qua được lọc

- sống, hoà tan

- tích hợp vào tế bào

- Sử dụng bộ máy sản xuất của tế bào

 Virus qua lọc  Virus.

 F.W Twort (1915), F d’Herelle (1917) Bacteriophage  Phage

Ivanowsky

HÌNH THÁI - CẤU TRÚC

Lớp vỏ (capside)

 Protein

 Tạo thành bởi các đơn vị cấu trúc

 Phân loại hình thái :

 Đối xứng khối

 Đối xứng xoắn

 Dạng kết hợp Đối xứng dạng khối

Trang 45

Đối xứng xoắn

Bacteriophage

Dạng kết hợp

b Lớp bao

 Tạo thành do hạt virus xuyên qua màng tế bào

 Được tạo thành từ yếu tố của tế bào chủ và của hạt virus

Trang 46

c Acid nucleic

 Acid nucleic của virus có thể gây nhiễm trùng

 ADN hoặc ARN

 Chuỗi kép hoặc chuỗi đơn

capsid

acid nucleic nucleocapsid

 Dựa vào vật chủ hay cơ quan bị nhiễm

 Dựa và đặc tính về hình thái, lý hoá : loại a nucleic, tính đối

xứng của các nucleocapside, có hay không có màng bọc,

kích thước của capsid

Phân loại

Trang 47

Chu kỳ nhân lên

a Gắn hạt virus vào tế bào chủ

b Hạt virus hay acid nucleic của nó xâm nhập vào tế bào

Trang 48

Hấp phụ

- Đặc hiệu

Xâm nhập

Trang 49

Sao chép và trưởng thành

Trang 50

Giải phóng

Bacteriophage

Trang 51

Virus không có màng bao

Virus có màng bao

Trang 52

Virus cuùm

Trang 53

So sánh virus với các sinh vật khác

Thường có thể nuôi cấy trên môi trường không có tế bào

Không thể cấy trên môi trường không có tế bào

Nuôi cấy

Có bộ máy chuyển hoá riêng Sử dụng bộ máy chuyển hoá vật

chủ Chuyển hoá

Nói chung tự sinh sản Cần vật chủ

Trang 54

Chương 3

SINH LÝ HỌC VI SINH VẬT

 Dinh dưỡng vi sinh vật

 Năng lượng và các con đường chuyển hoá

 Di truyền phân tử và di truyền vi sinh vật

Dinh dưỡng vi sinh vật

Thành phần hoá học của 1 tế bào VK (Ingraham,J-L&cs, 1983)

18 1

Ion vô cơ

Monomer

Aminoacid & tiền chất

Đường & tiền chất

Nucleotide & tiền chất

 1500

 1100 2 4 1

 500

26 15 3 2 1 5

Nước

Số loại

% Phân tử

Trang 55

- Cấu trúc bậc 1, bậc 2, bậc 3, bậc 4

a Protein

- Biến tính

Protein

Trang 56

Acid nucleic

- Nguồn carbon và năng lượng

- Carbohydrate + protein  glycoprotein

- Carbohydrate + lipid  lipopolysaccharide

- Lipid : chất béo trung tính, phospholipid và steroid

Carbohydrate và lipid

Trang 57

Các nhóm dinh dưỡng vi sinh vật

quang năng Hợp chấthữu cơ Ánh sáng VK không sulfur xanh và tía

 Carbon

tự dưỡng: chất vô cơ

dị dưỡng: chất hữu cơ

 Nitơ

N2, NO3-, NO2-, NH4+, aminoacid, peptide

 Hydro, oxy, sulfur, và phospho

SO42-, PO4

3- Các yếu tố khác

Yếu tố đa lượng, vi lượng, yếu tố dạng vết

Nhu cầu dinh dưỡng

Trang 58

 Môi trường có nguồn gốc tự nhiên

Môi trường tổng hợp

Làm đặc môi trường bằng Agar

 Môi trường nuôi cấy vi khuẩn

 Môi trường nuôi cấy nấm

Nấm thuộc nhóm dinh dưỡng dị dưỡng

Môi trường có nồng độ đường cao (4%), pH thấp (3,8-5,6)

b Môi trường nuôi cấy vi sinh vật

 Môi trường làm giàu

Môi trường chọn lọc / phân biệt

Môi trường hoá sinh

Môi trường nuôi cấy vi sinh vật

Trang 59

Trang 60

 Khuếch tán thụ động

- Thuận theo sự chênh lệch nồng độ

- Không tốn năng lượng không cần chất

vận chuyển.

- Tuỳ thuộc: kích thước phân tử

tính hoà tan trong lipid

- Tốc độ di chuyển chậm.

Sự vận chuyển chất dinh dưỡng

 Khuếch tán xúc tiến

- Nhờ chất mang (permease)

- Thuận theo sự chênh lệch nồng độ

- Không cần năng lượng

- Tốc độ vận chuyển nhanh hơn

khuếch tán thụ động, bị hạn chế

bởi số lượng chất mang trên màng

- Bị ảnh hưởng bởi đột biến, thay đổi

chất mang

- Chủ yếu ở tế bào nhân thật,

ở VK vận chuyển glycerol

Định dạng
Số trang	128
Dung lượng	7,96 MB