Bài giảng Vi sinh vật phần 1

Sự phân bố của vi sinh vật trong tự nhiên và mối quan hệ giữa chúng với môi trường và các sinh vật khác.. Nghiên cứu các biện pháp thích hợp để có thể sử dụng một cách có hiệu quả nhất

 Môn khoa học nghiên cứu về hoạt động sống

1. Nghiên cứu các đặc điểm cơ bản về hình thái,

cấu tạo, di truyền, hoạt động sinh lý hóa học, của các nhóm vi sinh vật.

2. Sự phân bố của vi sinh vật trong tự nhiên và

mối quan hệ giữa chúng với môi trường và các sinh vật khác.

3. Nghiên cứu các biện pháp thích hợp để có thể

sử dụng một cách có hiệu quả nhất vi sinh vật

có lợi cũng như các biện pháp tích cực nhằm ngăn ngừa các vi sinh vật có hại trong mọi hoạt động của đời sống con người.

Chuyên sâu nghiên cứu ứng dụng:

1. Vi sinh học môi trường (Enrovimental M.).

2. Vi sinh vật học thực phẩm (Food M.).

3. Vi sinh vật y học (Medical M.).

4. Vi sinh vật học nông nghiệp (Agriculture M.).

5. Vi sinh vật học công nghiệp (Industrial M.).

Đất: là nơi cư trú rộng rãi nhất của VSV về cả thành

Nước: VSV có mặt ở khắp nơi trong các nguồn nước.

Không khí:

 Đây không phải là môi trường sống của VSV mà

chỉ là môi trường phát tán của chúng.

 Hàm lượng VSV trong không khí thấp hơn nhiều

so với trong đất và nước (trung bình 20

Trên cơ thể sống : thực vật, động vật và con người

 Có hại: Các loài ký sinh gây bệnh, gây thiệt hại về người và nền kinh tế quốc dân.

 Có lợi: Các loài cộng sinh có lợi cho sức khỏe

con người, giúp chuyển hóa thức ăn, là nguồn

cung cấp chất dinh dưỡng cần thiết

10

Tham gia vào quá trình tuần hoàn vật chất và

năng lượng trong tự nhiên.

dinh dưỡng cho cấy trồng.

mùn.

công nghiệp (bioremediation), rác thải

Vòng tuần hoàn cacbon và vòng tuần hoàn nitơ không thể thiếu sự

tham gia của VSV

Có lợi

 Tạo ra nguồn năng lượng như: than đá, dầu mỏ, khí

đốt.

 Là lực lượng sản xuất trực tiếp của công nghiệp lên

men (enzyme, axit hữu cơ, chất kháng sinh, axit amin, vitamin…).

 Là công cụ quan trọng trong nghiên cứu khoa học di truyền, công nghệ gen.

 Sử dụng trong công nghiệp tuyển khoáng.

 Sống cộng sinh trong cơ thể con người, động vật hỗ trợ sự chuyển hóa thức ăn, cung cấp các chất thiết

yếu cho cơ thể, ức chế sự phát triển của VSV có hại.

Có hại

 Gây bệnh cho con người, vật nuôi, cây trồng.

 Gây hư hao, biến chất hàng hóa, vật liệu, thực phẩm,

gây tổn thất kinh tế.

 Sản sinh ra các độc tố hết sức nguy hiểm.

14

1. Kích thước nhỏ bé.

2. Hấp thu nhiều, chuyển hóa nhanh.

3. Sinh trưởng nhanh, phát triển mạnh.

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

5. Phân bố rộng, chủng loại nhiều.

Kích thước vi sinh vật rất nhỏ và thường được đo bằng micromet Chúng không thể quan sát được bằng mắt thường.

Khả năng này vượt xa các sinh vật bậc cao:

• Vi khuẩn lactic (Lactobacillus) trong 1 giờ có thể phân

giải lượng đường lactose nặng hơn 1000-10000 lần khối

lượng của chúng

• Thể tích O2 nấm men rượu (Saccharomyces cerevisiae)

tiêu hao cao gấp 25 lần so với ở mô lá thực vật và 5-10 lần

so với tổ chức gan thận ở động vật

Có vai trò hết sức to lớn trong tự nhiên cũng như trong hoạt động sống của

con người

VSV có tốc độ sinh trưởng và sinh sôi nảy nở cực kỳ lớn

Thời gian thế hệ (g) của vi sinh vật thấp hơn nhiều so với các sinh vật bậc cao

nấm men

Saccharomyces cerevisiae nhân đôi.

Tế bào tủy sống

của người cần 32

– 43h để nhân

đôi

Vì vậy VSV tồn tại ở khắp mọi nơi

- Vẫn giữ nguyên sức sống ở nhiệt độ nitơ lỏng: -196oC

- Một số VSV phân lập gần ở miệng núi lửa, suối nước nóng có khả năng tồn tại ở nhiệt độ 250 - 300oC

- Thiobacillus thioxidans sinh trưởng ở pH=0,5 hay T denitrificans

thích hợp ở môi trường với pH=10,7

- Micrococcus radiodurans có thể chịu cường độ bức xạ lên tới

750.000 rad

Do thường là đơn bào, đơn bội, sinh sản nhanh, tiếp xúc trực

tiếp với môi trường nên dễ sinh biến dị

- Dễ tạo ra các chủng VSV có đặc tính cần thiết

- Tạo ra các loại VSV có hại cho nhân loại

Phân bố rộng trên khắp mọi nơi trên trái đất với hơn 120 nghìn loài:

- 30 nghìn loài động vật nguyên sinh

 Tên khoa học gồm 2 phần:

 species – loài, viết thường

 Tên của VSV cần phải viết nghiêng hoặc gạch chân

 Staphylococcus aureus (S aureus)

 Bacillus subtilis (B subtilis)

 Escherichia coli (E coli)

22

24

 Từ thời thượng cổ người ta đã biết ủ phân, trồng xen cây họ đậu với cây trồng khác, ủ men, nấu rượu,

 Bệnh ''rỉ sắt'' ở thời Aristote người ta xem như là do tạo hóa gây ra.

 Trung Quốc vào thế kỷ thứ nhất trước công nguyên

trong quyển ''Ký thắng Chi thư'' đã ghi: muốn cho cây tốt phải dùng phân tằm

 Trong các tài liệu ''Giáp cốt'' của Trung Quốc cách đây

4000 năm đã thấy đề cập đến kỹ thuật nấu rượu Người

ta nhận thấy trong quá trình lên men rượu có sự tham

bệnh do tạo hóa

 Người đầu tiên quan sát thấy vi sinh vật

 Kính hiển vi của ông phát minh ra có độ phóng đại 300X

Kính hiển vi đầu tiên do Leeuwenhoek phát minh và các hình

VSV được ông mô tả lại

Trào lưu duy tâm trong sinh học và y học, tách rời cơ thể và môi trường, coi sự phát sinh loài và phát sinh cá thể là kết quả của những nhân tố độc lập, bên trong [BKTTVN] Người ta tin rằng các cơ thể sống được tạo

ra từ các vật chất vô cơ nhờ “Lực sống”

Vào năm 1668, Redi thực hiện thí nghiệm bỏ miếng thịt vào trong một cái lọ và đậy kín bằng gạc mịn Những con ruồi bu lại trên nắp lọ nhưng không thể vào trong

và trứng của chúng cũng nằm ở bên ngoài Và những con giòi không xuất hiện trên miếng thịt Điều đó bác bỏ thuyết tự sinh (thuyết phát sinh tự nhiên)

30

Vào năm 1670 Jablot làm thí nghiệm với hai bình chứa nước chiết từ cỏ khô được đun sôi: một bình được đậy kín, bình còn lại để mở tiếp xúc với không khí Và chỉ ở bình mở có sự phát triển của vi sinh vật Điều đó cũng

ngược lại với thuyết tự sinh.

Schwann đoán chắc rằng không khí là nguồn gốc của vi sinh vật và khẳng định điều này bằng cách cho không khí

đi qua một ống thủy tinh chịu nhiệt gắn với lọ chứa nước chiết của cỏ khô đã được xử lý nhiệt Khi dung dịch đảm bảo vô trùng thì cho thấy rằng việc xử lý không khí ngăn chặn sự phát triển của VSV.

Đầu vào của không khíĐèn cồn

Bình nước

triết giữ

được tiệt

trùng

 Bác bỏ thuyết tự sinh của vi khuẩn bằng

gây hư hỏng thực

phẩm.

36

 Phát hiện ra phẩy khuẩn,

tụ cầu khuẩn, liên cầu

khuẩn lợn

Vào năm 1876, nhà khoa học người Đức, Ferdinand Cohn, phát hiện ra hiện tượng “chịu nhiệt của một số loài vi khuẩn” Loài vi khuẩn đó ngày nay được gọi là vi khuẩn nội bào tử.

40

Quãng thời gian từ 1860 – 1900 được coi là thời kỳ vàng của Vi sinh vật học Trong thời gian này với những thành tựu to lớn của Luis Pasteur và Robert Koch đã đưa vi

sinh vật học trở thành một ngành khoa học.

Vào năm 1864 Pasteur đã khẳng định mối liên hệ giữa VSV và bệnh trong sự ngăn chặn sự hư hỏng của rượu vang bằng quá trình thanh trùng Quá trình này giết chết

vi khuẩn trong rượu bằng nhiệt độ, vì vậy cản trở sự tạo thành của axit acetic.

Phát hiện của ông về phương pháp thanh trùng đã giúp ông đưa ra “Học thuyết về mầm bệnh” vào năm 1864 Pasteur mở đầu bằng bệnh tật gây nên bởi sự phát triển của vi sinh vật trong cơ thể chứ không phải bởi tội lỗi, xấu xí hay nghèo đói,…

44

Vào năm 1867 John Lister đã ứng dụng Học thuyết về mầm bệnh vào trong thao tác y học Công việc của Pasteur đã gắn kết VSV với các căn bệnh của động vật Lister đã thử nghiệm ngâm các quần áo và dụng cụ vào trong phenol để tiêu diệt các vi khuẩn Từ kết quả ông đã phát triển thành phương pháp vô trùng trong phẫu thuật.

Vào năm 1876 Robert Koch phát triển học thuyết mầm bệnh bằng cách chỉ ra rằng vi khuẩn thực sự gây bệnh Koch thiết lập một dãy các bước thí nghiệm thực tế cho việc liên hệ giữa loài vsv nào đó với một căn

bệnh nhất định được gọi là các NGUYÊN

TẮC CỦA KOCH.

4 nguyên tắc đó là:

thấy trên sinh vật bị nhiễm bệnh nhưng không

có ở sinh vật khỏe.

kiện thực nghiệm bên ngoài cơ thể sinh vật.

bệnh khi gây nhiễm vào con vật mẫn cảm.

kết quả tái phân lập.

 Phát triển phương pháp phân lập thuần khiết vsv trên các môi trường đặc.

nhân gây bệnh than, viêm phổi và bệnh tả.

48

Vào năm 1928 Fleming

Vào năm 1953 Watson và

Crick phát minh ra cấu trúc

của AND Họ đã sử dụng các

công trình nghiên cứu của

mình và của Franklin và

Wilkins để xây dựng lên cấu

trúc của phân tử AND.

Watson và Crick

52

Năm 1972, lần đầu

tiên tổ hợp được ADN

theo ý muốn, người

ta gọi là ADN tái tổ

hợp (recombinat

DNA)

54