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

9/11/2013

LOGO

VI SINHVẬT HỌC
(MICROBIOLOGY)
HỆ CAO ĐẲNG CHÍNH QUY

ThS. Nguyễn Thành Luân

9/11/2013

1

Nội dung môn học
Số
tiết

TÊN CHƢƠNG

STT
1

Chương 1: Mở đầu

2

2

Chương 2: Hình thái, cấu tạo và sinh sản của vi
sinh vật

6

3

Chương 3: Dinh dưỡng và sinh trưởng ở vi sinh
vật

6

4

Chương 4: Các quá trình trao đổi chất và trao
đổi năng lượng ở vi sinh vật

6

2

5

Chương 5: trình chuyển hóa các chất tự nhiên
LOGO
4
nhờ vi sinh vật

6

Chương 6: Miễn dịch

9/11/2013

6

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
3
9/11/2013

LOGO

1


9/11/2013

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%

4

LOGO

9/11/2013

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 ngƣời học

LOGO

2


9/11/2013

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….
LOGO

PHÂN CHIA NHÓM
 Mỗi nhóm tối đa 3 thành viên (có nhóm
trưởng)
GV sẽ yêu cầu bất kỳ thành viên trong
nhóm báo cáo định kỳ
 Yêu cầu nhóm báo cáo tiến độ làm việc

 Điểm cá nhân = điểm nhóm
LOGO

YÊU CẦU CHỦ ĐỀ
 Đăng ký và nộp chủ đề liên quan đến
chuyên ngành VSV
 Chọn đối tượng cụ thể cho chuyên ngành
đó
 Tìm hiểu các nghiên cứu và ứng dụng
mới về loài đó.
Tìm bài báo tiếng Anh hỗ trợ cho nghiên
cứu
Tóm tắt bài báo.
LOGO

3

9/11/2013

Vị trí môn học

LOGO

Vị trí môn học

LOGO

HÌNH THỨC THI CUỐI KỲ
Trắc nghiệm khách quan
 Bao gồm tất cả kiến thức đã học
 Có thể mở rộng các kiến thức trong quá
trình báo cáo seminar…

LOGO

4


9/11/2013

LOGO

Chƣơng 1. MỞ ĐẦU

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

5


9/11/2013

Rượu ngon nhờ VI SINH VẬT???

NẤM MEN
LOGO

LOGO

From the day you are born ………………..

LOGO

6


9/11/2013

To the day that you die ……….

LOGO

Hàng ngày chúng ta thƣờng gặp các vi sinh vật và các
sản phẩm của chúng

LOGO

Vi sinh vật trên kênh thông tin đại chúng:

Bird flu
MAD COWS Disease

Typhoid

AIDS
LOGO

7

9/11/2013

Lịch sử phát triển vi sinh vật học
Giai đoạn 1

Trước khi
phát hiện
kính hiển
vi

Giai đoạn 2

Sau khi
phát hiện
kính hiển
vi

Giai đoạn 3

Vi sinh
học thực
nghiệm

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

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 15-17
• Bệnh bạch hầu, dịch tả, bệnh lỵ, thương hàn, họai
thư – thế kỷ 17-19
• 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
LOGO

8


9/11/2013

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
(384-322 B.C.)

LOGO

SAU KHI PHÁT MINH RA KÍNH HIỂN VI

Antonie van Leeuwenhoek (circa 1684)

“Wee animalcules”
LOGO

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

LOGO

9


9/11/2013

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 từ 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”
LOGO

Franco Redi (1668) chống lại thuyết
tự sinh

Thí nghiệm của Redi

Ấu trùng
của ruồi
giấm

LOGO

 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?
LOGO

10


9/11/2013

Louis Jablot

Dịch
chiết

LOGO

Franz Schultze and Theodor Schwann

LOGO

VSV THỰC NGHIỆM VỚI LOUIS PASTEUR
Louis Pasteur (1864)
bác bỏ thuyết tự sinh

TN bình cổ ngổng
Ông là cha đẻ của

ngành vi sinh vật học
LOGO

11


9/11/2013

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

• Juliyes Richard Petri, 1852-1921
- Hộp lồng Petri
- Các pp nhuộm màu vi sinh vật

LOGO

12


9/11/2013

• 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

13


9/11/2013

Watson and Crick (1953) phát hiện ra
cấu trúc xoắn kép của phân tử DNA

LOGO

VI SINH VẬT HỌC HIỆN ĐẠI
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.
LOGO

Đối tƣợng nghiên cứu của vi sinh vật học

Vi
sinh vật

LOGO

14


9/11/2013

Một số hình ảnh về vi sinh vật

LOGO

Một số hình ảnh về vi sinh vật

LOGO

Một số hình ảnh về vi sinh vật

LOGO

15


9/11/2013

Một số hình ảnh về vi sinh vật

LOGO

Một số hình ảnh về vi sinh vật

LOGO

Một số hình ảnh về vi sinh vật

LOGO

16


9/11/2013

Vị trí phân loại của vi sinh vật

LOGO

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)
LOGO

Cây tiến hóa
LOGO

17

9/11/2013

- 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)
LOGO
6. Giới động vật (Animalia)

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

LOGO

18


9/11/2013

Vị trí phân loại của vi sinh vật
Theo Woese (1980):

SV nhân thật
(Eukaryote)

Thứ tự rRNA
16S và 5S

Vi khuẩn thật
(Eubacteria)

Text

Vi khuẩn cổ
(Archaebacteria)
LOGO

Vị trí phân loại của vi sinh vật
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.

LOGO

VỊ TRÍ CỦA VI SINH VẬT TRONG SINH GIỚI
Thực vật

Vi sinh vật

Vi tảo
Achaea

Nấm

Vi nấm

Động vật

Eukaryote

ĐVNS

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)
LOGO

19


9/11/2013

Mức
tiến
hoá
cao

Nhân chuẩn, hiếu khí
không quang hợp

Sự tiến hoá của các nhóm vi sinh vật (Elinov
N.P., 1989)

ĐV
ĐVNS
Nấm

Nhân chuẩn, hiếu khí
Quang hợp

Thực vật

Nhân chuẩn, kị khí

Quang hợp

Tảo
Cộng
sinh

Nhân chuẩn, kị khí
Cổ xưa
Nhân sơ, hiếu khí

Địa y

Vk hiếu khí

Vk qh lục, tía

Nhân sơ, kị khí
Quang hợp

Vk lam
Vk kị khí

Nhân sơ, kị khí
Cổ xưa

Các dạng
vô bào

4 tỉ năm trước

Phage

Achaea
?

Virus

3 tỉ năm trước

Thời gian

1,5 tỉ năm trước

LOGO

NHÓM VI SINH VẬT
NHÂN SƠ
(PROKARYOTE)

LOGO

Archaea (Vi khuẩn cổ)
Methanococcus sp.

Thermal springs
Soda lakes

LOGO

20

9/11/2013

Bacteria

Escherichia coli
Endospore

LOGO

NHÓM VI SINH VẬT
NHÂN THỰC
(EUKARYOTE)

LOGO

Microalgae (vi tảo)

Giới nguyên sinh

LOGO

21


9/11/2013

Paramecium sp.

Protista

Fungi

Plantae

Animalia

LOGO

NHÓM VI SINH VẬT PHI BÀO - VIRUS
• Chưa có tế bào, gồm protein và acid nucleic
• Kích thước 0.01-0.2 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

LOGO

Một số tính chất chung của VSV
Kích thước nhỏ bé: đo kích thước bằng đơn vị
micromet (1m= 1/1000mm hay 1/1000 000m);
virus được đo kích thước đơn vị bằng nanomet
(1nm=1/1000 000mm hay 1/1000 000 000m).
 Diện tích tiếp xúc bề mặt lớn.

LOGO

22

9/11/2013

KHV quang học

KHV điện tử

Phần lớn vi khuẩn

LOGO

Một số tính chất chung của VSV
 Hấp thu nhiều, chuyển hoá nhanh
Vd :
+ 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
 Sinh trƣởng nhanh, phát triển mạnh

 Escherichia coli: 12-20 phút /phân cắt 
24 giờ phân cắt 72 lần và tạo ra 4 722 366.
1017 tế bào = 4722 tấn.

LOGO

23


9/11/2013

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

LOGO

24


9/11/2013

Hệ thống phân loại vi sinh vật

LOGO

Định danh và Phân loại vi sinh vật

LOGO

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
LOGO

25