BÀI GIẢNG: VI SINH VẬT HỌC - CHƯƠNG 1

Chia sẻ: haitinh09

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...

Bạn đang xem 20 trang mẫu tài liệu này, vui lòng download file gốc để xem toàn bộ.

Nội dung Text: BÀI GIẢNG: VI SINH VẬT HỌC - CHƯƠNG 1

CHƯƠNG 1


LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN NGÀNH
VI SINH VẬT HỌC
1. 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
Vi sinh vật học thực phẩm:
Nghiên cứu những hoạt động sinh lý, quy luật phát
triển của vi sinh vật trên thực phẩm để ngăn ngừa
hoặc phát huy theo hướng có lợi cho con người.
ĐỐI TƯỢNG CỦA VI SINH VẬT HỌC
protozoa
viruses




Các loại vi sinh vật

bacteria


fungi
Actinomycetes
algae
1.1. Đặc điểm chung của vi sinh vật
• Kích thước nhỏ bé (được đo bằng nanomet)
• Cấu trúc cơ thể đơn giản
• Hấp thu nhiều chuyển hoá nhanh
• Sinh trưởng nhanh, phát triển mạnh
• Năng lực thích ứng mạnh,dễ phát sinh biến dị.
• Phân bố rộng, chủng loại nhiều
1.2. Phân bố của vi sinh vật
• Khắp mọi nơi trên trái đất: đất,
nước, không khí…

• 100-400 loài vsv khác nhau trong
đường ruột của người (Bacteroides
fragilis 1010-1011/g phân.

• ở độ sâu 10.000m nước biển 1-10 tỉ
vi khuẩn/1ml (vk lưu huỳnh)
From the day you are born ………………..
To the day that you die ……….
Hàng ngày chúng ta thường gặp các vi sinh vật và các
sản phẩm của chúng
Vi sinh vật trên kênh thông tin đại chúng:
An
thr
SA ax
Ebola Bird flu RS
MAD COWS Disease
Super bugs TB
Bio-terrorism

outh Cholera
Foo t&M

Typhoid
Kleb
s iella AIDS
PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA VI SINH VẬT

Dược học
Công nghệ
Nông nghiệp thực phẩm


Vi sinh
vật học
Công nghiệp



Công nghệ
sinh học Môi trường
1 .3  Ý  ng h ĩa  vi s inh  vậ t 
Là sinh vật xuất hiện đầu tiên trên trái đất (cách nay 3,5 tỷ năm)
­ VSV tham gia vào chu trình chuyển hóa vật chất (chương 4)
­ VSV tham gia vào quá trình cải thiện đất, phân giải các phế thải 
công nghiệp, nông nghiêp, đô thị.
­ VSV có vai trò quan trọng trong ngành năng lượng
­ VSV là lực lượng sản xuất trực tiếp của ngành công nghiệp lên 
men: acid lactic, men bánh mỳ, penicillin, …..
­ VSV cũng gây nên những tác hại: gây bệnh, biến chất lương 
thực,thực phẩm, vật liệu, hàng hóa, …
Evolutionary Timeline: Bacteria appeared 3.5 billion years ago
1.4. Nhiệm vụ của vi sinh vật học đại cương
• Nghiên cứu các đặc điểm cơ bản về hình thái, cấu
tạo, di truyền, hoạt động sinh lý hoá học, … của các
nhóm vi sinh vật.

• Sự phân bố của vi sinh vật trong tự nhiên và mối
quan hệ giữa chúng với môi trường và các vi sinh vật
khác.

• 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 sống của con
người.
1.5. Vi sinh vật học ở Việt Nam
- 1949, GS Đặng Văn Ngữ thu được kháng sinh penicillin
từ nấm mốc bằng phương pháp thủ công
- 1955 – 1964: Phát triển đội ngũ cán bộ vi sinh học
- Đến nay đội ngũ cán bộ vsh đã có hơn 1500 người (tài
liệu 2005)
- Nhiều bệnh nan y đã được loại trừ (lao, viêm gan siêu vi
B, …)
- Nhiều loại vacxin dùng cho người và vật nuôi được sản
xuất trong nước
- Phân lập được các chủng nấm men và nấm mốc cho
năng suất cao trong việc thu nhận các sp lên men
(amylaza, proteaza) …
2. LỊCH SỬ PHÁT HIỆN VI SINH VẬT
ẢNH HƯỞNG CỦA VI SINH VẬT TRONG LỊCH SỬ

•  Kỹ thuật làm bia  – cách nay 6000 năm 
•  Các sản phẩm lên men từ sữa  ­ 4000 năm
•  Bệnh dịch hạch – thế kỷ 13
•  Bệnh đậu mùa  – thế kỷ 15­17
•  Bệnh bạch hầu, dịch tả, bệnh lỵ, thương hàn, họai thư – thế kỷ 
17­19
• 1900 – Bệnh cúm, viêm phổi, bệnh lao và viêm dạ dày
• 1920 – dịch cúm gia cầm
• 1929 – chất kháng sinh đầu tiên –Penicillin
• 1983 – Bệnh HIV   
2.1 TRƯỚC KHI CÓ KÍNH HIỂN VI


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 (384­322 
B.C.)
2.2 SAU KHI PHÁT MINH RA KÍNH HIỂN VI




Antonie van Leeuwenhoek (circa 1684)



“Wee animalcules”
BÀO TỬ VÀ SỰ TIỆT TRÙNG
(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
SINH VẬT SINH TỰ NHIÊN & THUYẾT
PHÁT SINH SINH VẬT
 “Thuyết tự sinh” được tin tưởng rằng mọi sinh vật
sống có thể sinh ra từ các thế lực sự sống hiện
diện trong các vật chất không sống và phân hủy.

(VD: ruồi dấm sinh ra từ thịt hoặc nấm sinh
ra gỗ mục)

 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”
Franco Redi (1668) chống
lại thuyết tự sinh




Thí nghiệm của Redi




Ấu trùng
của ruồi
giấm
 1745 -John Needham: canh dinh dưỡng trong
bình thóp cổ bịt kín

Điều kiện Kết quả
Canh dinh dưỡng Tất cả vi sinh đều
được đun sôi sau phát triển
đó cho vào bình
thóp cổ được bịt kín

Vi sinh vật từ đâu đến?
Thuyết tự sinh hay Thuyết phát sinh sinh vật?
Louis Jablot

Dịch
chiết
Franz Schultze and Theodor Schwann
2.3 VSH THỰC NGHIỆM VỚI LUOIS PASTEUR
Louis Pasteur (1864)
bác bỏ thuyết tự sinh




TN bình cổ ngổng


Ông là cha đẻ của
ngành vi sinh vật học
2.4 SAU PASTEUR VÀ VSH HIỆN ĐẠI
•  Ko c h  (R o b e rt Ko c h  1 8 4 3 ­19 10 )  
­ P h á t triển c á c  p h ương  p h á p  ng h iê n c ứu vi s inh  vậ t. 
­ P h ương  p h á p :  c h ứng  m inh  m ộ t vi s inh  vậ t là  ng uyê n 
nh â n g â y ra  b ệ nh  truyề n nh iễ m  (q uy tắ c  Ko c h )
­ P h á t h iệ n b ệ nh  la o  d o  vk Mycobacteryum tuberculosis
 vk 
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
• Juliyes Richard Petri, 1852­1921

  ­ Hộp lồng Petri
­ Các pp nhuộm màu vi sinh vật
• 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.
Klug (1982) phát hiện ra cấu trúc đối xứng xoắn của 
virus gây bệnh khảm thuốc lá TMV 
Alexander Fleming (1881­1955)

Là người đầu tiên phát hiện ra 
chất kháng sinh, đó là  Penicillin 
được sinh ra từ nấm Peniclium
Watson and Crick (1953) phát hiện ra cấu
trúc xoắn kép của phân tử ADN
• Ngày nay vi sinh vật đã phát triển rất sâu
vào bản chất của sự sống ở mức độ phân
tử và dưới phân tử
• Kỹ thuật nuôi cấy mô và tháo lắp gen ở vi
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.
3.HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SINH GIỚI
­ Linneaus (1707­1778): chia thế giới sinh vật thành 2 giới: giới 
thực vật và động vật
­  R.H. Whittaker (1920­1981), 1969: Hệ thống phân loại  5 giới
1. Giới khởi sinh (Prokaryota): vi khuẩn và vi khuẩn lam
2. Giới nguyên sinh(Protista):tảo đơn bào, nấm đơn bào có tiên 
mao và các nhóm động vật nguyên sinh
3. Giới nấm(Fungi)
4. Giới thực vật(plantae)
5. Giới động vật(Animalia)
Hệ thống phân loại gồm 5 giới
Hệ thống phân loại 5 giới

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)
Cây tiến hóa
­ Trần thế Tương (19 0 5 ­1 9 8 8 ) , 1 9 7 9 : Hệ  th ố ng  p h â n 
lo ạ i 6  g iới và  3  nh ó m  g iới
I. Nh ó m  g iới s inh  vậ t p h i b à o
1. G iới virut (virus )
II. Nh ó m  g iới s inh  vậ t nh â n ng uyê n th u ỷ 
(p ro ka ryo te )
2. G iới vi kh u ẩn (Ba c te ria )
3 . G iới vi kh u ẩn la m  (tảo  la m )
III. Nh ó m  g iới s inh  vậ t nh â n th ực
4 . G iới th ực  vậ t (p la nta e )
5 . G iới nấ m  (Fung i)
6 . G iới đ ộ ng  vậ t (Anim a lia )
Dựa vào trật tự các nucleotide của 16S ARNr hoặc 18S ARNr mà th ể
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)
HT 3  nh ó m  g iới: Arc h a e a , Ba c te ria , Euka rya

P h â n lo ạ i th e o  m ô  h ình  tiế n h ó a  d ựa  và o :

­ Kiểu g e n  – C ó  q ua n h ệ  d i truyề n với R NA rib o s o m

­ C ấ u trúc  lip id  c ủa  m à ng  tế  b à o

­ Tính  nh ạ y với c á c  c h ấ t kh á ng  s inh
VỊ TRÍ CỦA VI SINH VẬT TRONG SINH GIỚI


Thực vật
N ấm Động vật Eukaryote



Vi tảo Vi nấm ĐVNS
Vi sinh vật

Achaea Bacteria Prokaryote




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)
ĐV
Mức
tiến Sự tiến hoá của các nhóm vi sinh vật Nhân chuẩn, hiếu khí
không quang hợp
ĐVNS
hoá Nấm
cao (Elinov N.P., 1989)
Nhân chuẩn, hiếu khí
Quang hợp


Thực vật
Nhân chuẩn, kị khí
Quang hợp Tảo
Cộng
sinh
Nhân chuẩn, kị khí
Cổ xưa
Địa y

Nhân sơ, hiếu khí Vk hiếu khí

Vk qh lục, tía
Nhân sơ, kị khí
Quang hợp Vk lam
Vk kị khí
Nhân sơ, kị khí
Achaea
Cổ xưa

Các dạng Phage ?
vô bào
Virus



4 tỉ năm trước 3 tỉ năm trước 1,5 tỉ năm trước Thời gian
NHÓM VI SINH VẬT NHÂN SƠ
(PROKARYOTE)
Archaea (Vi khuẩn cổ)  


Methanococcus sp.




Thermal springs
Soda lakes
Bacteria



Escherichia coli

Endospore
NHÓM VI SINH VẬT NHÂN THỰC
(EUKARYOTE)
Microalgae (vi tảo)




Giới nguyên sinh
Paramecium sp.




Protista Fungi




Plantae Animalia
NHÓM VI SINH VẬT PHI BÀO - VIRUS
  Chưa có tế bào, gồm protein và acid nucleic
•  Kích thước 0.01­0.2 um
•  Ký sinh ở mức độ phân tử
•  Không có sự chuyển hóa vật chất bên trong
•  Sử dụng bộ máy sinh sản của vật chủ để tự nhân lên 
bản thân
4. ĐẶT TÊN CHO CÁC VI SINH VẬT ?
 Do Linneaus đề xướng, sử dụng tiếng 
Latinh để thống nhất gọi tên từng loài.
•  Sử dụng danh pháp kép 
•  Giống (genus) và loài (species)
•  In nghiêng hoặc gạch dưới

e.g. Staphylococcus aureus
       Staphylococcus  aureus 

       S. aureus 
       Staphylococcus sp.  
       Staphylococcus spp.
LA plate
5. SỰ KHÁC BIỆT TB NHÂN SƠ &
TB NHÂN THỰC
Yeast cells
Bacteria

100 um




30um




2um
CÁC ĐẶC ĐIỂM PHÂN BIỆT
Đặc điểm Prokaryotes Eukaryotes
Kích thước Đường kính  100um
Cấu trúc nhân và Vùng nhân, chưa có màng nhân  Có nhân, màng nhân
chức năng
và hạch nhân 
DNA Nhiễm sắc thể dạng vòng đơn,  Một hoặc nhiều nhiễm sắc 
không có histon thể dạng thẳng có histon

Phân chia tế bào Phân đôi và nảy chồi, không có  Nguyên phân
quá trình nguyên phân

Sinh sản Quá trình phân đoạn không theo  Có qui luật, phân chia 
qui luật, không giảm phân giảm phân, toàn bộ nhiễm 
sắc thể
Vị trí của bộ gen Về mặt chức năng các gen liên  Các gen liên quan không 
quan thường tập trung thành  tập trung thành cụm
cụm
CÁC ĐẶC ĐIỂM PHÂN BIỆT
Đặc điểm Prokaryotes Eukaryotes
Cấu trúc tế bào chất Không có các cơ quan tử,  Có các cơ quan tử, màng tế 
và sự hình thành các
có thể có các màng nội  bào bao, màng lưới nội chất, 
cơ quan tử
bào đơn giản  thể Golgi
Hệ thống hô hấp Bên trong màng tế bào  Trong ty thể
chất hoặc màng nội bào, 
không có ty thể
Bộ máy quang hợp Trong màng nội bào hoặc  Trong các lục lạp
nhiễm sắc thể
Ribosomes 70S 80S and 70S
Thành tế bào Phổ biến, chứa  Chỉ có ở thực vật, tảo, nấm, 
peptidoglycan không có ở động vật và nhiều 
protozoa
CÁC ĐẶC ĐIỂM PHÂN BIỆT

Đặc điểm Prokaryotes Eukaryotes
Nội bào tử Có ở một vài loài Không có

Không bào Có ở một vài loài

Di động
Vận động tiên mao Tiên mao siêu nhỏ và đơn  Tiên mao rất nhỏ hoặc lông 
giản mao
Không vận động bằng Vận động trượt Năng lực của tế bào chất và 
tiên mao
vận động theo kiểu amoeboid
Đề thi vào lớp 10 môn Toán |  Đáp án đề thi tốt nghiệp |  Đề thi Đại học |  Đề thi thử đại học môn Hóa |  Mẫu đơn xin việc |  Bài tiểu luận mẫu |  Ôn thi cao học 2014 |  Nghiên cứu khoa học |  Lập kế hoạch kinh doanh |  Bảng cân đối kế toán |  Đề thi chứng chỉ Tin học |  Tư tưởng Hồ Chí Minh |  Đề thi chứng chỉ Tiếng anh
Theo dõi chúng tôi
Đồng bộ tài khoản