Giáo trình vi sinh vật học lý thuyết và bài tập giải sẵn (phần 1) (song ngữ việt anh) phần 1

PGS.TS. KIỀU HỮU ẢNH

G i á o

t r i n h

VI SINH VẬT HỌC
Lý t h u y ế t v à b à i t ậ p g i ả i s ẵ n
PHẦN Ì
(Song ngũ' V i ệ t - A n h )

MICROBIOLOGY
C o r e concepts a n d solved p r o b l e m s
Part One

NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT
HÀ NÔI


6-608
KHKT - 06

,
72-2005/CXB/15-39-KHKT-05


L ò i n ó i

đ â u

Trong chương trình giảng dạy các môn học thuộc ngành SINH

HỌC Ở bậc đại học, BÀI TẬP là một bộ phận không tììế thiếu, tuy nhiên Ở
nước ta, BÀI TẬP còn chưa được chính thức đưa vào các giáo trình. Do vậy
sừứi viên thường gặp nhiều lúng túng khi tham dự các kỳ thi kết ứìúc môn
học hay các cuộc thi tuyên tìm việc làm bong và ngoài nước. Đó là chưa kê
trong nhiều cuộc phỏng vân tuyên người làm hiện nay, tiếng Anh thưởng
được dùng như một ngôn ngữ chínli ứiức hoặc ít ra cũng được sử dụng đê
đánh giá trình độ. Rõ ràng, nêu không được chuẩn bị tốt, kết quả thi có tiìê
không tương xứng với sức học và kiến thức của người dược dư tuyên.
Cuốn sách này được viết ra nhằm giúp các sinh viên SINH HÓC
có điều kiện làm quen với một số dạng bài tập cơ bản trong giáo ừình Vỉ
SINH VẬT HÓC,, một trong nhũng môn học chủ chốt của các ngành sinh
hoe và công nghê sinh hoe. Sách được viết dưới dạng song ngữ VIỆTANH đê súĩh viên có thê bước đâu làm quen với cách diễn đạt các ý tưởng
của mình bằngtiếngAnh là ứiứngôn ngữ hiện đang được ưa dùng.
Được viết theo một ý tưởng còn khá mới mẻ, chắc chắn cuốn
sách không trárửi khỏi nhiều thiêu sót cả về nội dung lẫn hìnhtíìức. Tác già
mong nhận được nhiêu ý kiên phê bình và đóng góp từ phía các đồng
nghiệp, và đặc biệt, từ dông đảo các bạn sừứi viên, học viên cao học và
nghiên cứu sứih.
Nhân đây, tác giả xúi bày tỏ lòng cám ơn chân tíìẩnh tới Ban
Giám hiệu Trường Đạihọc Khoa học Tựnhiên - ĐHQGHà Nội và Ban Chủ
nhiệm Khoa Sừửì học đã tạo mọi điều kiện thuận lợi đê cuốn sách có thê
sớm ra mắt bạn đọc.
Hà Nội ngày 3 tháng 2 năm 2006
Tác giả



MỤCLỤC

LỜI NÓI ĐẦU

MỤC LỤC
CHƯƠNG MỘT: Lược sử PHÁT TRIỂN CỦA VI SINH VẬT HỌC
1.1. Mục tiểu
1.2. Sơ lược lịch sử
1.2.1. Giai đoạn phát triển sớm của vi sinh vật học
1.2.2. Thời kỳ hoàng kim của vi sinh vật học
1.2.3. Giai đoạn đương thời của vi sinh vật học
1.3. Bài tập
1.3.1. Bài kiêm tra nhập môn
1.3.2. Câu hỏi lựa chọn
1.3.3. Điền vào các chỗ trống
1.3.4. Trả lời bằng đúng hoặc sai
1.3.5. Sắp xếp cho phù hợp
1.3.6. Trá lời ngắn
1.3.7. Câu hỏi suy luận
CHƯƠNG HAI: CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG TẾ BÀO
2.1. Mục tiêu
2.2. Cấu trúc và chức năng tế bào
2.2.1. Các khái niệm cơ bản
2.2.2. Hình thái học
2 2.3 Kích thước
2.2.4. Tỷ lệ bề mặt trên thế
tích
2.2.5. Tố chức tế bào sinh vật nhân sơ
2.2.6. Màng tế bào nhân sơ
2.2.7. Nền tế bào chất
2.2.8. Riboxom
2.2.9. Thể nhân
2.2.10. Thành tế bào
2.2.11. Các cấu trúc nằm bên ngoài thành tế bào

2.2.12. Lông nhung và pili
2.2.13. Lông roi và sự chuyển động
2.214. Hóaứng động
2.2.15. Nội bào tử vi khuẩn
2.3. Bài tập
2.3.1. Bài kiếm tra nhập môn
2.3.2. Câu hỏi lựa chọn
2.3.3. Điền vào chỗ trống

Trang
3
5
9
9
10
lo
12
27
33
33
34
45
48
49
51
52
53
53
54
54

55
56
58
58
59
67
70
72
74
85
87
89
92
94
97
97
99
120


2.3.4. Trả lời và bằng đúng hoặc sai
2.3.5. Sắp xếp cho phù hợp
2.3.6. Trả lời ngắn
CHƯƠNG BA : CÁC KHÁI NIỆM cơ BAN VỀ VIRUT HỌC
3.1. Mục tiêu
3.2. Virut - các thực thể chưa có cấu tao tế bào
3.2.1. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra virut nhờ nghiên cứu bệnh
cây
3.2.2. Virut là một genom được bao bọc trong một vò bảo vệ
3.2.3. Genom virut

3.2.4. Capxit và vỏ
3.2.5. Virut chỉ có thể sinh sản bên h òng một tế bào vật chủ
3.2.6. Phagci sinh sản bằng cách sử dụng các chu trình sinh tan hay
tiềm tan
3.2.7. Các virut động vật đa dạng về phương thức láy nhiễm và
nhãn lên
3.2.8. ARN là nguyên liệu di truyền của vứut
3.2.9. Các vừut mới xuất hiện
3.2.10. Virut và ung thư
3.2.11. Virut thực vật là những vật gáy hại nghiêm trọng đối với
nông nghiệp
3.2.12. Vừoiđ và prion là các tác nhân lây nhiễm thậm chí còn đơn
giản hơn virut
_
3.3. Bài tập
3.3.1. Bài kiếm tra nhập môn
3.3.2. Câu hỏi lựa chọn
3.3.3. Điền vào chỗ trông
3.3.4. Trà lời bằng đúng hoặc sai
3.3.5. Sắp xếp cho phù hợp
3.3.6. Trả lời ngắn
3.3.7. Câu hỏi suy luận
3.3.8. Chú thích
CHƯƠNG BỐN : TRAO Đổi CHẤTỞ VI SINH VẬT
.«
4.1. Múc tiêu
4.2. Các khái niệm cơ bản
4.2.1. Các phảnứng oxihóakhử
4.2.2. Sư sản sinh ATP và dự trữ năng lượng
4.2.3. Cách gọi tên và phân loại enzim

4.2.4. Bàn chất của các enzim
4.2.5. Hoạt tính enzim
4.2.6. Nhiệt độ
4.2.7. pH
4.2.8. Nồng độ enzim và cơ chất
4.2.9. Các chất kìm hãm
4.2.10. Đường phân
4.2.11.
đường
pentozophotphat
4 2 21.Con
4.2.13.
Hô
Conhấp
đường
tế bào
Entner-Doudoroff

125
126
127
133
133
134
135
Ì
3 6

I

3

6

137
1 3 9

1 4 3

144
1 4 6
1 4 8

lg

g

1 5 0

Ti?
l S Ẩ
1 5 2
1 5 3
1 6 5

Ì

6 7

1 6 7

1 6 8
1 6 9
1 7 0
1 7 1

171
1 / 1
1 7 3

I

7

4

176
177
1 7 8
1 7 9
1 8 1
1 8 2

182
1 8 3
1 8 6

189
190
1 9 1

4.2.14. Sự tống hợp axetyl-CoA
4.2.15. Chu trình Krebs
4.2.16. Sự vận chuyển điện tử
4.2.17. Hóa thấm
4.2.18. Lên men
4.2.19. Các con dường trao đổi chất dị hóa khác
4.2.20. Quang hợp
4.2.21. Các con đường trao đổi chất đổng hóa khác
4.2.22. Sự thống nhất và điều hòa các chức năng trao đôi chất
Tổng kết
4.3. Bài tập
4.3.1. Bài kiêm tra nhập môn
4.3.2. Câu hỏi lựa chọn
4.3.3. Điền vào chỗ trống
4.3.4. Trả lời bằng đúng hoặc sai
4.3.5. Trả lời ngắn
CHƯƠNG NĂM: DINH DƯỠNG VÀ SINH TRƯỞNGỞ VI SINH VẬT
5.1. Mục tiêu
5.2. Các khái niêm cơ bản
5.2.1. Các dạng năng lượngố vi sinh vật
5.2.2. Các nhu cầu sinh trưởng
5.2.3. Những nhu cầu về vật lý
5.2.4. Các mối tương quan sinh thái
5.2.5. Nuôi cấy vi sinh vật
5.2.6. Mô tả sinh hưởng logarit
5.3. Bài tập
5.3.1. Bài kiếm tra nhập mồn
5.3.2. Câu hỏi lựa chọn
5.3.3. Điền vào chỗ tống

5.3.4. Trả lời bằng đúng hoặc sai
5.3.5. Trả lời ngắn
PHẦN TRẢ LỜI
Chương một
Chương hai
Chương ba
Chương bốn
Chương năm
TÀI LIỆU THAM KHẢO CHÍNH

191
193
194
197
200
203
204
210
214
215
221
221
222
237
246
246
253
253
254
254

261
267
275
277
289
294
294
295
312
316
317
321
323
332
357
366
392
403


Ị


L Ư Ợ C S ư

P H Á T T H I Ê N

V I S I N H V Á T

A

1.1. MỤC TIÊU

brỉeỉ

history ót

C U A

H Ọ C

mỉcrobỉology

OBJECTIVES

Khi đã nắm vững chương này bạn phảiOnce
có you have mastered this chapte
should b»able to:
khả năng:
• Mô tả những đóng góp khoa học làm • Describe the vvorld-changing scienliíic
contributions of Leeuwenhoek.
thay đổi thế giới của Leeuvvenhoek
• Định nghĩa vi sinh vật bằng các thuật • Define microbes ÚI the words of
ngữ cùa Leeuvvenhoek và theo những gì Leeuvvenhoek and as we knovv thèm
today.
chúng ta biết về chúng hiện nay.
• List five groups of microorganisms.
• Kể tên năm nhóm vi sinh vật.
• Giải thích tại sao nguyên sinh động vật, • Explain why protozoa, algae, and nonmicrobial parasitic worms are studied in
táo và các giun ký sinh-phi vi sinh vật
microbiology.

cũng được nghiên cứu trong vi sinh vật
• Differentìate between prokaryotic an
học.
eukaryotic organisms.
• Phân biệt giữa sinh vật nhân sơ và sinh
• List four questions thát propelled
vật nhân chuẩn.
• Kê' ra bốn vấn đề đã đây các nghiên cứu research into vvhat is called "the Golden
Age of Microbiology."
tới giai đoạn được gọi là "Thời kỳ hoàng
• Identiíy the scientists who argued ÚI
kim của vi sinh vật học".
favor of spontaneous generatíon.
• Xác đinh những nhà khoa học nào
• Compare and contrast the investigations
đã đấu tranh ủng hộ thuyết tự sinh.
of Redi, Spallanzani and Pasteur to
• So sánh và đối lập các nghiên cứu của
disprove spontaneous generatìon.
Redi, Spallanzani, và Pasteur nhằm bác
• Discuss the signiíicance oi Pasteur's
bò thuyết tự sinh.
• Thảo luận về tầm quan trọng của các thí íermentation experiments to our vvorld
today.
nghiệm lên men của Pasteur đối với thế
• Identiíy the scientist whose experiments
giới ngày nay.
• Gọi tên nhà khoa học đã có các thi
/

10

Chương mội - LƯỢC sử phát triển của vi sinh vật học

nghiệm mở đầu ngành hóa sinh học và
led to the field of biochemistry and the
các nghiên cứu vé trao đôi chất.
study of metabolism.
Kê ra ít nhất bày đóng góp của Koch dối • List át least seven contributions made hy
với lĩnh vực vi sinh vật học.
Koch to the field of microbiology.
Kê ra bốn bước cần phải tiến hành để • List the four steps thát must be taken to
chứng minh tác nhân của một bệnh
prove the cause of a contagious disease
truyền nhiễm.
Describe the contribution of Gram to the
Mô tả sư đóng góp của Gram đối với • field of microbiology.
lĩnh vực vi sinh vật học.
Identiíy four health care practitioners
Gọi tên bốn nhân viên ngành y tế đã tiến • vvho did pioneering research ỉn the areas
hành các nghiên cứu tiên phong toong of public health microbiology and
lĩnh vực vi sinh vật học sức khoe cộng
epidemiology. Name two scỉentists
đổng và dịch tễ học. Kê tên hai nhà khoa vvhose vvork with vaccines began the
học mà các cống trình về vacxin của họ
field of immunology.
đã mở đầu ngành miền dịch học.
Descrỉbe the quest for a "magic bullet."
Mô tả cổng cuộc tim kiếm đối với "viên •

1.2. Sơ LƯƠC LÍCH SỬ
BRIEF HISTORY
thuốc kỳ diệu".
1.2.1. GIAI ĐOẠN PHÁT TRIỀN SỚM CUA
VI SINH VẬT HỌC
Chỉ cỏ một vài người đã làm thay đôi vĩnh
viễn thế giới khoa học. Chúng ta đã nghe kê
về Galileo, Nevvton, và Einstein, song danh
sách này cũng có tho bao gồm cả Antoni van
Leeuvvenhoek (1632-1723), một thợ may,
thương gia, và thợ mải thấu kính người Hà
Lan, và là người đầu tiên đã khám phá ra thế
giới vi sinh vật.
Hành trinh dẫn đến sự nôi tiếng của ông
được bắt đầu khá đơn giản, lúc đó, vì là một
thướng gia,ồng cần phải kiêm tra chất lượng
của vải. Thay vì chỉ mua một trong các kính
lúp có sẵn, ông đã học cách mài kính và làm
ra kinh lúp cho riổng mình. Chang bao lâu
ông bắt đầu đặt câu hòi vồ tất cả những thứ
xung quanh ông "Thật ra chúng trông như
thế nào nhỉ?"
Leeuvvenhoek đã phát hiện ra một thê giới
vi sinh vật trước đó chưa ai biết tới, thế giới
mà ngày nay chúng ta biết ràng, bao gôm các
động vật nhò xíu, nấm, tảo, và các nguyên
sinh động vật đơn bào. Từ bức vẽ đi kèm với
bản báo cáo và từ sự mô tả chính xác vi kích
thước của các sinh vật thu được từ các kẽ

THE EARLY YEARS OF M1CROBIOLOGY
Only a few people have changed the
vvorld of science íbrever. VVeVe all heard of
Galileo, Nevvton, and Einstein, bút the list
also incluđes Antoni van Leeuvvenhoek
(1632-1723), a Dutch tailor, merchant, and
lens grinđer, and the man vvho fírst
discovered the microbial vvorld.
His ịourney to fame began simply enough,
vvhen as a tailor he needed to examine the
quality of cloth. Rather than merely buying
one of the magniíying lenses already
avaỉlable, he learned to grind glass and
made his own. Soon he began asking the
question "What does Ít really look like?" of
everything
in his
Leeuwenhoek
hadvvorld.
discoyered a previously
unknown microbial vvorld, vvhich today vve
knovv to be populated vvith tiny animals,
fungi, algae, and single-celled protozoa .
From tlie Hgure accompanying his report
and the precise descriptíon of the size of
these organisms from between his tecth, we


Giáo trinh vi sinh vài học - Lý thuyết và Hài lập giải sẩn

li

răng của ông, chúng ta biết rằng lúc đó knovv thát Leeuwenhoek was reporting the
Leeuvvenhoek đang nói về sự tồn tại của các existence of bacteria. By the end oi the 19th
vi khuân. Vào cuối thếkỷ 19, những "con thú century Leeuwenhoek's "beasties" were
nhỏ" của Leeuwenhoek được gọi là các called mỉcrobes, and today we also know
"microbes" còn ngày nay chúng ta gọi chúng thèm as microorganisms. Both terms
là các "microorganisms". cả hai thuật ngữ include all organisms thát are toa small to
đểu bao gồm tất cả những sinh vật nào nhỏ be seen vvithout a microscope.
tới mức không thế nhìn thấy được nếu thiếu Because of the quality oi his microsc
trong tay một kính hiển vi.
his pro£ound observational skills, his
Nhờ chất lượng các kính hiển vi, nhờ các detailed reports over a 50-year periođ, and
kỹ năng quan sát sâu sắc, nhừ các báo cáo his report of the discovery of many types of
trong suốt 50 năm liền và nhờ bản báo cáo chi microorganisms, Antoni van Leeuwenhoek
tiết của ổng về sự phát hiện ra nhiều loại vi was elected to the Royal Society in 1680. He
sinh vật, Antoni van Leeuwenhoek đã được anđ Isaac Nevvton were probably the most
bầu vào Hội Hoàng gia vào năm 1680. Ông íamous scientists of their time. Because he
và Isaac Nevvton chắc chắn đã là những nhà changeđ íorever the way we vỉew our
khoa học nôi tiếng nhất vào thời đại của họ. vvorld, Leeuvvenhoekỉs known today as the
Vì rằng ông đã làm thay đối vĩnh viễn cách Father of Protozoology and Bacteriology.
nhìn của chúng ta về thế giới của minh, ngày The only type of microbes thát remaine
nay Leeuvvenhoek được biết đến như người hidden from Leeuwenhoek and other early
khai sinh ra ngành Nguyên sinh động vật học microbiologists are viruses, which are mucl)
và ngành Vi khuân học.
smaller than the smallest prokaryote and
Dạng vi sinh vật duy nhất còn là một bíấn are nót visible by light microscopy . Viruses
đối với Leeuvvenhoek và các nhà vi sinh vật could nót be seen vưitil the electron
học khác thời đó là vỉrut, bọn này nhỏ hơn mỉcroscope wásỉnvented in 1932.
nhiều so với các sinh vật nhân SƯ nhỏ nhất và Leeuwenhoek first reported the existe

không thê nhìn thấy đươc dưới kính hiển vi oi microorganisms in 1674, bút
quang học. Virưt chỉ được quan sát thấy vào microbiology did nót develop signiíicantly
năm 1932 khi kính hiên vi điện tử được phát as a field of study £or almost two centuries.
minh.
There were a number of reasons for this
Lần đầu tiên Leeuwenhoek báo cáo về sự delay. First, Leeuvvenhoek vvas a suspicious
tổn tại của vi sinh vật là vào năm 1674, nhưng and secretive man. Though he built over
gần hai thế ky sau vi sinh vật học vẫn không 400 microscopes, he never traineđ an
được phát triển mạnh mẽ như một lĩnh vực apprentice, and he never solđ or gave away
nghiên cứu. Có nhiều nguyên nhân đối với sự a microscope. In fact, he never let anyone chậm trồ này. Trước hết, Leeuvvenhoek là một nothis íamily or such đistinguished visitors
con người hay nghi ngờ và bí hiểm. Mặc dù as the Czar of Russia and the Queen of
đã làm ra trốn 400 kính hiên vỉ, song ông England - so much as peek through his very
chưa hề đào tạo một thợ học nghề và cũng best instruments. VVhen Leeuvvenhoek đieđ,
không bao giờ bán hoặc cho ai một kinh hiển the secret of creating superior microscopes
vi nào. Sự thật làổng chưa bao giờ để bất kỳ was lost. ít took almost 100 years for
ai - kê cả gia đình mình lần các vị klìách đáng scientists to make microscopes of
kính như Nga hoàng hoặc Nữ hoàng Anh được xem qua các dụng cụ tốt nhất của ông.
Khỉ Leeuvvenhoek qua đời, bí mật của việc
chế tạo các kính hiên vi cao cấp cũng mất
theo. Gần 100 năm sau các nhà khoa học mới


12

Chương mội • lược sứ phái triển của vi sinh vật học

có thể tạo ra các kính hiến vi có chất lượng equivalent quality.
tương tự.
Một lý do khác khiến vi sinh vật học chậm Another reason thát microbiology was
được phát triển thành một một ngành khoa slovv to develop as a science is thát

học là các nhà khoa học của những năm 1700 scientists in the 170ŨS considered microbes
cho rằng vi sinh vật chỉ là những vật lạ của tự to be curiosities oi nature and insigniíicant
nhiên mà ít có tầm quan trọng đối với đời to human affairs.
sống của con người.
1.2.2. THỜI KỶ HOÀNG KIM CỦA VI THE
SINH
GOLDEN AGE OF MICROBIOLOGY
VẬT HỌC
Trong khoảng 50 năm của thời kỳ mà ngày For about 50 years, during what is novv
nay chúng ta gọi là "Thời kỳ hoàng kim của vi called "The Golden Age of Mỉcrobiology,"
sinh vật học", các nhà khoa học và ngành vi scientists and the blossoming Reld of
sinh vật học đã được thúc đây bời các nghiên microbiology vvere driven by the search for
answers to the íollovving four questions :
cứu nhằm trả lời bốn câu hói sau đây:
•1. Có thê có hiện tượng tự sinh trong thế 1. Is spontaneous generation oi microbial
life possible?
giới vi sinh vật hay không?
2. VVhat causes íermentation?
2. Điều gì gây ra lên men?
3.
What causes disease?
3. Điều gì gây ra bệnh tật?
4.
How can we prevent infection and
4. Băng cách nào chúng ta có thê ngăn ngừa
dỉsease?
sự nhiễm trùng và bệnh tật?
Is spontaneous
generation oi microbial life
Có thể có hiên tương tự sinh trong thế giới

vi
possỉble?
sinh vát hay khống?
Aristotle
(384-322 B.C.), the most famous
Aristotle (384-322 trước Công nguyên),
nhà
Greek
scientist,
vvrote thát living things can
khoa học nối tiếng nhất người Hy Lạp, đã viết
rằng sinh vật có thê xuất hiện thông qua ba quáarise vía three processes: through asexual
trình: nhở sinh sản vô tính, nhờ sinh sản hữu reproduction, through sexual reproduction, or
from nonliving matter. The appearance of
tính và từ các vật chất không sống. Sự xuất hiện
của tôm và cóc trong nước bùn của một cái hổ shrimp and toads in the múc! oi vvhet so
trước đó vừa bị khô cạn có thể được xem như recently was a dry lakebed was seen as an
một ví dụ về quá trình thứ ba, một quá trình example oi the thức! process, vvhich came to
be knovvn as abiogenesis or spontaneous
sau đó được gọi là sự phát smh tự nhiên hay sự
generation.
The theory of spontaneous
tự sinh. Thuyết tự sinh được Aristotle để xuất
generation
as
promulgated
by Aristotle was
đã được chấp nhận rộng rãi trong suốt thời
gian dải trên 1900 năm vì dường như nó có thê vvidely accepted for over 1900 years because Ít
giải thích được hàng loạt hiện tượng thường seemed to explain a variety of commonly

gặp, như sự xuất hiện của giòi trên những observed phenomena, such as the appearance
miếng thịt đang thối rữa. Tuy nhiên, vào thế kỷ of maggots ôn spoiling meat. Hovvever, the
17, giá trị của học thuyết này đã được mang ra validity oi the theory came unđer challenge in
the 17th century.
tranh cãi.


Giáo trình vi sinh vệt học • lý thuyết và bài táp giải sẵn
NHÀ SINH HỌC (BIOLOGISTS)
Trưcrc 1857 (Pre -1857)

13
Bộ MÔN (DISCIPLINES)

Vi khuân hoe (Bacteriology)
Nguyên sinh động vật học (Protozoology)
Leeuvvenhoek
Nấm học (Mycology)
Ký sinh trùng học (Parasitology)
họchọc
(Phycology)
Linnaeus
HệTảo
thống
(Taxonomy)
Semmelweis
Kiểm soát bệnh nhiêm trùng
(Iníection control)
Snow
Dịch té học (EpỉdemioloRy)

Thòi kỳ hoàng kim của vi sinh vát hoe (The Golden Age of Microbiology : 1857-1907)
Pasteur

Khử trúng
Pasteur
(Pasteurization)

Buchner
Koch
Ivanovvski
Beijerinck
VVinogradsky
Gram
Lister
Nightingale
Jenner
von Bering
Kitasato
Ehrlich
Fleming

Các già thuyết
cùa Koch
Kochs' postulates

Vi sình vát hoe công nghiệp
(Industrial microbiology)
Công nghê thực phẩm và đổ uống
(Food and beverage technology)
Trao đối chất vỉ sinh vát

(Mỉcrobỉal metabolỉsm)
Di truyền hoe (Genetics)
Genetic engineering (Kỹ nghệ di truyền)
Bệnh nguyên học (Etiology)
Virut học (Virologỵ)
Vỉ sinh vát hoe môi trường
(Envỉronmental
mỉcrobỉologỵ)
Vỉ sinh vật học sinh thái (Ecological
microbiology)
Hình thái hoe
vi sinh vát (Microbial
morphology)
Kỹ thuât y hoe sát trùng (Antỉseptic medỉcal
technỉques)
Vi sinh vát học bênh viên (Hospỉtal
microbiology)
Huyết thanh học (Serology)
Miến dịch hoe (Immunology)
Hóa điêu trị (Chemotherapy)
Vi sinh vát hoe dược hoe (Pharmaceutical
microbioloRy)

Hình Ì- Một số bộ mỏn khoa học và lĩnh vựcứng dụng xuất hiện ngay trước và trong
"Thời kỳ hoàng kim của vi sinh vật học" (Some scientiíic disciplines and applications
arose just beíore and during the "Golden Age of Microbiology")


14
Các thí nghiêm của Ređi

Chưnngmột • mạc sứ phát triển của vi sinh tật học
Redi's Experiments

Vào cuối những năm 1600, Francesco
InRedi
the late 160Ũ5, the Italian physician
(1626-1697), một bác sĩ người Ý, bằng một loạtFrancesco Redi (1626-1697) demonstrated
thí nghiệm đã chứng minh được rằng thịt by a series of experiments thát vvhen
đang thối rữa nếu dược ngăn cách với ruồi thì decaying meat vvas kept isolated from ílies,
giòi sẽ khổng bao giờ xuât hiện, trong khi thịtmaggots never developed, vvhile meat
được tiếp xúc với ruồi sẽ sinh ra giòi ngay lậpexposeđ to flies was soon iníested. As a
tức. Từ kết quả của những thí nghiệm kiêu result of experiments such as these,
như vậy, các nhà khoa học bắt đầu nghi ngờ scientists began to doubt Aristotle's theorỵ
học thuyết của Arístotle và thừa nhận quan and adopt the vievv thát animals only come
điếm cho rằng động vật chỉ có thê bắt nguồn from other animals.
từ các động vật khác.
Needham 's experíments
Các thí nghiêm của Needham
The debate over spontaneous
Cuộc luận chiên về thuyết tự sinh đã đượcgeneration
was rekindled vvhen
nhen nhóm lại khi Leeuwenhoek phát hiện ra Leeuvvenhoek điscovered microbes and
vi sinh vật và chỉ ra rằng chúng xuất hiện chỉ shovved thát they appeared after a few days
vài ngày sau khi các giọt nước mưa được in íreshly collected raỉnwater. Though
đọng lại. Mặc dù các nhà khoa học nhất trí scientists agreeđ thát larger anỉmals could
rằng các động vật lớn có thế không xuất hiện nót arise spontaneously, they disagreeđ
một cách ngẫu nhiên, song họ không nhất trí about Leeuwenhoek's "wee anỉmalcules";
được về các con "dã thú" nhỏ của surely they did nót have parents, dúi they?
Leeuvvenhoek; chắc chắn chúng đã không có They must arise spontaneously.

bố mẹ, họ nghĩ như vậy. Vậy thì chúng phải The British investigator Turbervile
được xuất hiện một cách ngẫu nhiên.
Needham (1713-1781) boiled beef gravy
Nhà nghiên cứu người Anh Turbervile and iníusions of plant material in vials,
Needham (1713-1781) đa đun sôi nước thịt bò vvhich he then tightly sealeđ wỉth corks.
và dịch chiết thực vật chứa trong những lọ Some days later, Needham observed thát
nhỏ, sau đỏ ông nút chặt những lọ này bằng the vials vvere cloudy, and examination
nút bấc. Vài ngày sau, Needham quan sát revealed an abundance of "microscopical
thấy các lọ đục lên vả sau khi xem xét đã phátanimals of most đimensions." As he
hiện ra rất nhiều "động vật hiên vi có kích explaineđ Ít, there must be a "life force" thát
thước rất khác nhau". Theo sự giải thích của causes inanimate matter to spontanenusly
ông, phải có một "lực sống" làm cho các vật come to life, since he had heated the vials
chất không sống được chuyến một cách ngẫu sufficiently to kin everything. Needham's
nhiên thành sự sống, vì ông ta đã đun nóng experiments so impressed the Royal Society
những lọ nhỏ nàytóimức đủ đe giốt chết mọiửiat they elected him a member.
thứ. Các thí nghiệm của Needham gây ấn Spallanzani's Experíments
tượng manh đến nỗi Hội Hoàng gia đã bầu Then in 1799, the Italian scientist Lazzaro
ông làm hội viên.
Spallanzani (1729-1799) reported results
Các thi nghiêm của Spallamani
thát contradicted Needham's Kndings.
Sau đó, vào năm 1799, nhà khoa học
người Ý Lazzaro Spallanzani (1729-1799) đã
đưa ra các kết quả chống đối lại nhũng phát


Giáo trinh vi sinh vật học - lý thuyết và nài láp giải sẩn

15

hiện của Needham. Spallanzani đun sôi một Spallanzani boiled some iníusions for
số dịch chiết khoáng một giờ và hàn miệng almost an hour and sealed the vials by
các lọ này lại. Các dịch chiết của ông vãn giữ melting their slender necks closed. His
trong suốt, trừ phi ông đập vỡ chỗ hàn và choiníusions remained clear, unless he broke
dịch chiết tiếp xúc với không khí, sau động the seal and exposed the iníusion to air,
tác này chứng đã đục lên vì chứa các vi sinh after which they became cloudy with
vật.
microor-ganisms. He concludẹd three
Õng rút ra ba kết luận:
things:
1. Needham đã đun các lọ nhỏ của ồng
1. Needham had either íailed to heat
khổng đủ nóng để giết chết toàn bộ vi sinh his vials sufficiently to kin all microbes, or
vặt hoặc là ông ta đã không nút chúng thật he had nót sealed thèm tightly enough.
kín.
2. Microorganisms exist in the air and
2. Vi sinh vật tổn tại trong không khí vàcan contaminate experiments.
có thê nhiễm vào các thí nghiệm.
3. Spontaneous generation of
3. Sự tự sinh của vi sinh vật không xảy microorganisms does nót occur; all living
ra; mọi sinh vật đều xuất hiện từ các sinh vật things arise from other living things.
khác.
Although Spallanzani's experiments
Mặc đù các thí nghiệm của Spallanzani would appear to have settled the
tưởng như có thể làm yên ả vĩnh hàng sự controversy once and for all, Ít proved diffitranh luận, nhưng thật khó có thế hạ bẹ một cult to dethrone a theory thát had held
học thuyết đã từng ngự trị từ 2000 năm nay, sway for 2000 years, especially vvhen so
đặc biệt, khi người đưa ra nó lại là một nhà notable a scientist as Aristotle had prokhoa học nôi tiếng như Aristotle. Một trong pounded Ít. One of the criticisms of
các ý kiến phê phán công trình của Spallanzani's work was thát his sealed vials
Spallanzani nói rằng, các lọ hàn kín của ông đid nót allovv enough air for organisms to
không cho phép không khí đi vào đủ để cho thrive; another objectíon vvas thát his

sinh vật phát triển; một sự phản đối khác cho prolonged heating destroyed the "life
rằng việc đun nóng kéo dài của ông đã phá force." The debate continued until the
hủy "lực sống". Cuộc luận chiến tiếp tục cho French chemist Louis Pasteur conducted
đến khi nhà hóa học người Pháp Louis experiments thát íinally laid the theory of
Pasteur tiên hành các thí nghiệm mà rốt cuộcspontaneous generation to rest.
sẽ chôn vùi vĩnh viễn thuyết tự sinh.

Bình không đậy kín
Bình đậy kín
Bình được phủ bằng vải màn
(Flask unsealeđ)
(Flask sealed)
(Flask covered vvith gauze)
Hình 2 - Các thí nghiệm của Redi: khi thịt thối được giữ cách ly với
ruồi, giòi sẽ không bao giờ xuất hiện (Redi's Experiments: when
đecaying meat was kept isolated from flies, maggots never developed)


Chương một • mạc sứ phái triền cùa vi sinh vật học

16

b) Có sinh trưởng (GrovvtM
Hình 3 - Các thí nghiệm của Pasteur với "bình cổ ngỗng "
(Pasteur's experiments with "swan-neckeđ ílasks"
Các thí nghiêm của Pasteur

Pasteur's experiments

Louis Pasteur (1822-1895), like Spallanzani,

Louis Pasteur (1822-1895), giống như
Spallanzani, đã đun sôi các dịch chiết đủ lâu boiled iníusions long enough to kin
để giết chết mọi thứ. Song thay vì hàn các everything. Bút instead of sealing the Aasks,
bình lại ông đã uốn cong cô của chúng thànhhe bent their necks into an S-shape, vvhich
hình chữ s, hình này cho phép không khi đi allovved air to enter vvhile preventiiig the introđuction of dust and microbes into the
vào song lại có thê ngăn cản bụi và các vi sinh
vật xâm nhập vào dịch lỏng. Các "bình cố broth. His "svvan-neckeđ ílasks" remained
ngỗng" của ông đã duy trì được sư váng mặt free of microbes even 18 months later. Since
của vi sinh vật thậm chí sau 18 tháng. Vì rằngthey containeđ all the nutrients (including
dịch lỏng chứa đủ mọi chất dinh dưỡng (ke aừ) known to be requừed by living things, he
cả không khí) cần thiết cho các sinh vật, nên concludeđ, "Never vvill spontaneous
ông đã kết luận: "Thuyết tự sinh sẽ không baogeneration recover from the mortal blow of
giờ cỏ thể ngóc đầu dậy được sau cú đòn chíthis simple experiment."
Pasteur followed this experiment vvith
tử cùa thí nghiệm đơn giản này".
Sau thí nghiệm này Pasteur còn chứng demonstratìons thát microbes in the air vvere
minh được rằng, vi sinh vật trong không khi the "parents" of Needham's microorganisms.
chính là "bố mẹ" của các vi sinh vật trong thiHe broke the necks off some Aasks, exposing
nghiệm của Needham. Ông đập vỡ cổ của the liquid in thèm directly to the air, and he
một số bình, cho dịch lỏng tiếp xúc trực tiếp


Giáo trình ví sinh vài học - lý thuyết và bài láp giải sin

17

với không khí và cấn thận nghiêng một số careíully tilted others so thát the liquid
binh khác để cho dịch lòng có thế thê tiếp xúc
touched the dust thát had accumulated in
với phần bụi đã lắng đọng trong cổ bình. their necks . The next day, all oi these flasks

Hôm sau, tất cả các bình này đều đục lên do vvere cloudy with mỉerobes. He concludeđ
sự có mạt của vi sinh vật. Ông kết luận rằng thát the microhes in the liquid were the
vi sinh vật trong dịch lỏng chính là con cháu progeny oi microbes thát had been ôn the
cua các vi sinh vật đã chứa sẵn trong các hạt dust particles.
bụi.
Điêu gì gây ra lên men?
VVhat causes íermentation?
Tại nước Pháp của thế kỷ 19, rượu vang bị
In 19th-century France, spoiled, acidic
chua và bị hỏng đã đe dọa sự tồn tại của wine vvas threatening the livelihood of
nhiều nhà trồng nho. Câu hỏi đầu tiên được many grape grovvers. The initial question
đặt ra là "Tại sao rượu vang bị hỏng?", song was, "Why is the wỉne spoiled?" bút this led
câu hỏi này dân đến một vấn đề cơ bản hcin to a more Punđamental question, "VVhat
"Đâu lả nguyên nhân của sự lên men dịch causes the fermentation of grape juice into
nho thành rượu vang?".
vvỉne?"
Các thi nghiêm của Pasteur
Pasteur's Experìments
Các nhà khoa học của những năm 1800
Scientists of the 1800s used the vvord
sử dụng từ lên men không chỉ đế nói lên sự íermentation to mean nót only the
tạo thành rượu từ đường mà còn đê nói về formation of alcohol (Vòm sugar, bút also
các phảnứng hóa học khác như sự tạo thành other chemical reactions such as the
axit lactic, sự thối rữa của thịt và sự phân íormation oi lactic acid, the putrefaction of
hủy các chất thải. Nhiổu nhà khoa học quả meat, and the decomposition of vvaste.
quyết rằng không khí là kẻ gây ra các phản Many scientists asserted thát air causeđ
úng lổn men còn những người khác lại cho íermentation reactions, others insisted thát
rằng các cơ thê sống mối chịu trách nhiệm lỉving organisms were
:ted aresponsible.
series of careful

đối với quá trình này.
anđ experiments thát
Pasteur đã tiến hành một loạttìtìyiíit^^ắ ^'answered
^^ặttỉir the
conduc
question "What causes
thưc nghiệm kỹ lưỡng đê
iõbsèr*Mi0iSA
am he observed yeast cells
íermentation?" Fírst,
"Điều gi gây ra lên men?". Trước hết, ổng grovving and budding in grape juice and
quan sát thấy các tế bào nấm men sinh conducted experiments shovving thát they
trướng và nảy chổi trong dịch nho và đã tiến arise only from other yeast cells. Then, by
hành các thí nghiệm để chỉ ra rằng chúng chỉ sealing some sterile flasks containing grape
xuất hiên từ các tế bào nấm men khác. Sau ịuice and yeast, and by leaving others open
đó, bằng cách hàn kín một số bình vô trùng to the air, he đemonstrated thát yeast could
chứa dịch nho và nấm men và bằng cách đê grow vvitli or without oxvgen; thát is, he
các bình khác mở thòng với không khí, ỏng discovered thát veasts are (acultative
đã chứng minh được rằng nấm men có thể anaerobes - organisms thát can live vvith or
sinh trường cả khi có mặt lẫn khi vắng mặt vvithout oxygen. Finally, by introducing
oxi; tức là, ông đã phát hiện ra nấm men là bacteria and yeast cells into different ílasks
những sinh vật kị khí tuy tiện - những cơ thòof sterile grape juice, he proved ửiat bacteria
có thố sống cả khi có mặt lẫn khi vắng mặt íerment grape juice to produce aciđs, and
oxi. Cuối cùng, bằng cách đưa các tế bào vi
khuân và nấm men vào các bình khác nhau
1


18

Chương một - mọc sử phát triển của vi sinh vật học

chứa dịch nho vô trùng, õng đã chứng minh thát yeast cells íerment grape juice to
được răng vi khuân lên men dịch nho đế tạo produce alcohol.
ra axỉt còn các tế bào nấm men lèn men địch
nho đô tạo thành rượu.
Pasteurs discovery thát anaerobic
Phát hiện của Pasteur vổ việc các vi khuân bacteria fermented grape juice into aciđs
kị khi lên men dịch nho thành axit đã làm suggested a method for preventing the
xuất hiện ý tường về một phương pháp ngăn spoilage oi vvine. Hỉs name became a
ngừa sự hư hỏng của rượu vang. Tên tuổi household vvord vvhen he developed
của ống đã trừ thành một từ nội trợ quen pasteurizatìon, a process of heating (he
thuộc khi ông đề xuất phương pháp khử grape ịuice just enough to kin most
trùng Pcìstrur, một quá trình đun nóng dịch
contaminating bacteria vvithout changing
nho vừa đủ đê giết chết hầu hết các vi khuân the ịuice's basic quaỉitỉes. ít could then be
tạp nhiễm song khống làm thay đối chất inoculateđ vvith yeast to ensure thát alcohol
lượng cơ bản của dịch ép nho. Dịch này sau íermentation occurred. Pasteur thus began
đó có the được cấy bằng nấm men đố đảm the íield oi iiuiustrial microbiology (or
bảo có thê diễn ra quá trình lên men rượu. biotechnology) ÚI vvhich microbes are
Như vậy, Pasteur là người đã mở đầu linh intentionally used to manuíacture products.
vực vỉ sinh vật học cóng nghiệp (hoặc công
Today pii siêu ri/.át lon is used routinely
nghệ sinh học), một chuyên ngành màở đó
ôn
milk to eliminate pathogens thát cause
vi sinh vật được sử dụng có mục đích đê tạo
diseases
such as bovine tuberculosis and
ra nhiều sản phàm.

brucellosis;
Ít ỉs also used to eliminate
Ngày nay phướng pháp khử trùng Pasteur
pathogens
in
ịuices and other beverages.
dược sử dụng thõng dụng trên sữa đe loại bỏ
These
are
just a few oi the many
tác nhân gây các bệnh như bệnh lao bò hay
experiments
Pasteur
conducteđ wỉth
bệnh do Bruceỉla; nó cũng được sư dụng đê
microbes.
Because
of
hỉs
many, varìed, and
loại các tác nhãn gây bệnh trong dịch quả và
signiíicant
aecomplishments
in working
các loại đồ uống khác.
with
mỉcrobes,
Pasteur
is
consiđered

the
Đây chỉ là một số trong nhiều thi nghiệm
mà Pasteur đã tiến hành trên vỉ sinh vật. Do Father oi Microbiology.
đã đạt được nhiều thành tựu quan trọng và Bachner's Experiments
Studies ôn íermentation began with the
phong phú khi tiến hành với vi sinh vật,
idea
thát íermentation reactions were
Pasteur được coi là người khai sinh ra ngành
strictly
chemical and did nót involve living
Vỉ sinh vật học.
organisms.
In 1897, the German scientist
Các thí nghiêm của Buchner
Eduard
Buchner
(1860-1917) resurrected the
Các nghiổn cứu về lỏn men được bắt đầu
chemical
explanation
by shovving thát
với ý tưởng cho rằng phảnứng lổn men chì
íermentation
does
nót
require
living cells.
là những phản ứng thuần túy hóa học và
Buchners

experiments
demonstrated
ửie
không có sự tham gia của các cơ thê sống.
presence
oi
emymes,
vvhich
are
cell
Vào năm 1897 nhà khoa học Đức Eduard
produced
proteins
thát
promote
chemical
Buchner (1860-1917) đã làm sống lại sự giải
thích theo quan điểm hóa học băng cách chỉ reactions. Buchner's vvork began the íielđ oi
ra răng lốn men không cần tới các tổ' bào biochemistry and the study of metabolism, a
sông. Các thí nghiệm của Buchner đã chứng
minh được sự có mặt cua các emim, đỏ là
các protein do các tố bào sinh ra có tác dụng
kích hoạt các phảnứng hóa học. Công trình


Giáo trinh vi sinh vải học • lý thuyết và bài tập giải sin

li

của Buchner đã mở đầu cho lĩnh vực hóa term thát reíers to the sum of all chemical

sinh học và những nghiên cứu về trao đối reactions vvithin an organism.
chất, một thuật ngữ ám chỉtoànbộ các phản
ứng hóa học xảy ra bên trong một cơ thố. Hovv might the đebate over spontaneou
Cuộc luận chiến đã có thố xảy ra theo generation have been different if Buchner
hướng nào nếu già sử Buchner tiến hành các had conducted his experiments in 1857
thí nghiêm của mình vào năm 1857 chứ instead oi 1897?
không phải năm 1897?
VVhat causes such a disease?
Điếu gì gây nên bệnh tật?
Vấn đề thứ ba thúc đấy sự phát triển củaThe
vi third question thát propelled the
sinh vật học có liên quan đến bệnh tật, một advance of microbiology concemed disease,
thuật ngữ thường được dùng đố chỉ bất kỳ deíined generally as any abnormal
trạng thái bất thường nào diên ra trong cơ condition in the body. Prior to the 1800s,
thể. Trước những năm 1800, người ta cho disease was attributed to various factors,
rằng bệnh là do nhiều yếu tố khác nhau gây including evil spirits, sin, imbalances in
ra, như linh hổn xấu xa, tội lỗi, sự mất cân body íluids, and foul vapors. Although the
băng trong các dịch cơ thế, và hơi nước hôi Italỉan philosopher Gừolamo Fracastoro
thối. Mặc dù ngay từ năm 1546 nhà triết học (1478-1553) conjectured as early as 1546 thát
người Ý Girolamo Fracastoro (1478-1553) đã "germsoí contagion" cause đisease, the idea
phỏng đoán rằng các "mầm lây nhiêm" lả ké thát germs might be invisible livỉng
đã gây ra bệnh tật song quan niệm cho rằng organisms avvaited the invention of
chính các cơ thê sống không thế nhìn thấy Leeuwenhoek's microscope 230 years later.
được mãi là mầm bệnh thì chì được xuất
Pasteur's discovery thát bacteria are
hiện 230 năm sau, sau những phát minh về
responsible for spoilừig vvine led naturally
kính hiến vi của Leeuvvenhoek.
to his hypothesis in 1857 thát miPhát hiện của Pasteur về việc vi khuân có
croorganisms are also responsỉble for

trách nhiệm đối với việc làm hỏng rượu
điseases. This idea came to be known as the
vang đương nhiôn đã dẫn đến giả thuyết vào
germ theory oi disease. Since a particular
năm 1857 của ông cho rằng vi sinh vật cũng
disease is typically accompanieđ hy the
là những kẻ chịu trách nhiệm đối với bệnh
same symptoms in all affected inđividuals,
tật. Tư tưởng này về sau đã được gọi là học
eaíly investigators suspected thát điseases
thuyết mầm bệnh. Vì rằng một bệnh cụ thể
such as cholera, tuberculosis, and anthtax
thường được đi kèm với các triệu chứng như
are each caused by a speciíic germ, called a
nhauở mọi cơ thê bị nhiễm bệnh, nên các
pathogen. Today we know thát some
nhà nghiên cứu trước đó nghi ngờ rằng mọi
diseases are genetic and thát allergic
loại bệnh như bệnh tả, bệnh lao và bệnh
reactions anđ environmental toxins cause
than, đểu do một mầm bệnh chuyôn biệt
others, so the germ theory applies only to
được gọi là tác nhân gây bệnh gây ra. Ngày
iníectious điseases.
nay chúng ta biết rằng một số bệnh có tính di ]ust as Pasteur was the chief investigator
in
disproving spontaneous generation anđ
truyền và một số bệnh khác thì lại do các
phảnứng dị ứng hoặc các độc tố của môi
trường gây ra, cho nên học thuyết mầm bệnh

chỉ có thế áp đụng với các bệnh nhiễm trùng.
Trong khi Pasteur được coi là nhà nghiên
cứu chủ chốt trong việc bác bỏ thuyốt tự sinh


20

Chương mội - Lược sử phái hiến của »1 sinh vật học

và xác định nguyên nhân của lên men, thi đetermining the cause of íermentation, so
các nghiên cứu về bệnh nguyên (nguyên investigations in etiology (the study of caunhân gây bệnh) lại do Robert Koch (1843- sation of disease) vvere dominated hy Robert
1910) chiếm lĩnh.
Koch (1843-1910) .
Các thi nghiêm của Koch
Koch 's experíments
Khi còn là một bác sĩ làng quê tì Đức, Koch vvas a country doctor in Germany
Koch đã bắt đầu cuộc chạy đua với Pasteur vvhen he began a race wilh Pasteur to
để tim ra nguyên nhân của bệnh than, một discover the ẹause of anthrax, vvhich is a
bệnh gây chết tiềm tàng chủ yổ'u gặp ở động potentially fatal disease, primarily of
vật, ử đó độc tố tạo nên các vết loét trên da. animals, in vvhich toxins produce ulceration
Bệnh than gây nên những tốn thất vô giá về oi the skỉn. Anthrax caused untold íinancial
tài chính đối với nông dân và các chủ trang losses to íarmers and ranchers in the 1800s,
trại vào những năm 1800 và bệnh cỏ thê lây and the disease can be spreađ to humans.
sang người.
Koch careíully examined the blood of
Koch đã nghiên cứu kỳ lưỡng máu của iníected anỉmals, - and ìn every case he
các động vật bị nhiễm bệnh, - và trong mọi identified a rođ-shapeđ baeterium thát
trường hợp ông đều phát hiện ra một vi formed chains. He observed the formation of
khuân hình que xếp thành chuỗi.Ỏng quan resting stages (endospores) vvithin the
sát thấy sự hình thành các thể nghỉ (nội bào bacterial cells and shovveđ thát the spores

tử) bồn trong các tế bào vi khuẩn và chỉ ra alvvays produced anlhrax vvhen they vvere inrằng bào tử luôn luôn gây nên bệnh than ịected into mice. This was the first time thát a
khi chúng được tiêm vào chuột. Đây lả lần bacterium vvas proven to cause a disease.
đầu tiên một vi khuân được chứng minh làHeartened by his success, Koch turned his
căn nguyên gãy ra một loại bệnh.
attention to other điseases. He had been
Được co vũ bởi thành cổng này, Koch đã íortunate when he chose anthrax for his
chuyên sự chú ý của mình sang các bệnh initial investigations, because anthrax
khác. Ông dã gặp may khi chọn bệnh than bacteria are quite large and easily identiíied
cho các nghiín cứu khởi đầu của mình vì vvithứie microscopes of thát time. Hovvever,
các vi khuân gây bệnh than khá lớn và dễ most bacteria are very small, and diííerent
nhận dạng dưới các kính hiên vi có vào thời types exhibit few or no visible differences.
đó. Tuy nhiên, hầu hết vi khuân khác đều Koch pu7./led how to dỉstinguish among
rất nhỏ và giữa các dạng vi khuân khác these bacteria.
nhau thưởng ít hoặc không thê hiện sự khác He solved the problem by taking
biệt rõ rệt. Koch đã gặp lúng túng trong việc specimens (for instance, blood, pus, or đơm
phân biệt các vi khuân này.
dãi sputum) from disease victims and diên
Ổng đã tìm ra giải pháp bằng cách thu smearing the specimens onto a solid suríace
mầu (máu, mủ, đơm, dãi) từ các con bệnh such as a slice of potato or a gelatin medium.
rồi sau đó cấy (bôi) lên một bề mặt rắn như He then waited for bacteria and fungi
khoai tây cắt lát hay một môi trường chứa present ÚI the specimen to multiply and form
gelatin. Rồi ông đợi đốn khi vi khuân vậ "distứict colonies . Koch hvpothesized thát
nấm có (rong mẫu sinh sản và tạo nên các each colony consisted of the progeny oi a
khuẩn lạc rõ rệt. Koch đã cho răng mỗi single cell. Hetíieninoculated samples from
khuân lạc chứa các con cháu của một tế bào
duy nhất. Sau đó ông tiêm các mẫu vi sinh
vật lấy từ từng khuân lạc vào các động vật
/

Giáo trinh vi sinh vật học • lý thuyết và hài tập giải sẩn

21

thí nghiệm đê xem vi sinh vật nào đã gây each colony into laboratory animals to see
nên bệnh. Phương pháp phân lập của Koch vvhich caused disease. Kinh s method oi
là một kỹ thuật tiêu chuẩn trong các phòng isolation is a stanđarđ technique in
thí nghiệm vi sinh vật học và y học vẫn microbiological and medical labs to this day,
được sử dụng cho tới ngày nay, chỉ có điều though a gel called agar, deriyed from red
một chất keo có tên là thạch - sản phẩm seavveed, is used instead of gelatin or potato.
đựơc chế từ tảo biến đỏ - đã được sử dụng
Koch and his colleagues are also
thay cho gelatin hoặc khoai tây.
Koch và các cộng tác viên của ông cũng làresponsible for many other advances in
những người đã tạo nên nhiều tiến bộ khác laboratory microbiology, irtcluding the
trong lĩnh vực vi sinh vật học phòng thí following:
nghiệm, bao gồm những thành tựu sau đây: - Simple staining techniques for bacterial
- Các kỹ thuật nhuộm đơn giản đối với tế cells and Aagella
- The first photomicrograph oi bacteria
bào và lững roi vi khuẩn
The
first photograph of bacteria in
- Những bức ảnh hiển vi đầu tiên về vi
diseased tissue
khuân
- Những bức ảnh đầu tiên về vi khuẩn - Techniques for estimating the number of
bacteria in a solution based ôn the number oi
trong các mô bị bệnh
colonies
thát form aíter inoculation onto a

- Các kỹ thuật xác định số lượng vi khuẩn
trong một dung dịch dựa trên số khuẩn lạc solid suríace
tạo thành sau khi được nuôi cấy trên bể mặt - The use of steam to sterilize growth
media
một mỏi trường rắn
- sử dụng hơi nước đố khử trùng môi - The use of Petri dishes to hold solid
grovvth media
trường nuôi cấy
- sử dụng đĩa Petri đế giữ các môi trường - Aseptic laboratory techniques such as
transferring bacteria betvveen media using a
rắn
platinum
vvire thát ha- Các kỹ thuật vò trùng trong phòng thí
in
a
flame
nghiệm như dùng que cấy platin được tiệt
trùng trên ngọn lửa đê cấy truyền vi khuân - Elucidation of bacteria as distinct species
For these achievements, Koch is consid
giữa các môi trường
- Phân biệt vi khuân như các loài riêng the Father of the Microbiological Laboratory.
Róch 's Postulates
biệt
Do các thành tựu này, Koch được coi là Aíter điscovering the anthrax bacterium,
người cha của Phòng thí nghiệm vi sinh vật Koch continueđ to search for disease agents.
In two pivotal scientưic publications in 1882
học.
and
1884, he announced thát the cause of tuCác giã thuyết cùa Koch

Sau khi phát hiện ra vi khuân gây bệnhberculosis was a rod-shaped bacterium,
than, Koch đã tiếp tụctìmkiếm các tác nhân Mycobacterium tuberculosis. In 1905 he
gây bệnh khác. Trong hai công trình khoa received the Nobel Prize in Physiology or
học công bố vào năm 1882 và 1884, ông đã Medicine for this vvork.
thông báo rằng tác nhân của bệnh lao là một
vi khuân hình que có tổn là Mycobacterium
tuberculosis. Vào năm 1905 ông đã nhận
được giải thưởng Nobel về sinh lý học và y
học cho công trình này.


22

Chuông mội - Lược sứ phát Hiến của vi sinh vặt học
healthy

healthy

sick

Hình 4 - Các giả thuyết của Koch (Koch's postulates)
1. Quan sát thấy các vi sinh vật gây bệnh trong chuột bị bệnh, không có mặt
trong chuột khỏe mạnh. (Observe microoganisms ÚI sick mouse thát are nót
present in healthy mouse)
2. Phân lập được vi sinh vật và nuôi cấy trong phòng thí nghiệm. (Isolate
microorgasnism and grovv in laboratory)
3. Chuột khỏe đước tiêm bởi các vỉ sinh vật phân lập đước sẽ bị mắc bệnh.
(Healthy mouseỉníected with the isolated microo.rganism becomes sick)
4. Tái phân lập được vi sinh vật giống hột từ chuột bị bính. (Reisolate identical
£rom về

sickbệnh
mouse)
Trong cácmicroorganism
công bố của mình
lao, In his publications ôn tuberculosis, Koch
Koch đã làm sáng tỏ một loạt các bước cần elucidated a series of steps thát must be taken
phải được tiến hành đe chứng minh căn to prove the cause of any infectious disease.
nguyên của bất kỳ một bệnh nhiễm trùng These steps, novv known as Koch 's postuỉates,
nào. Các bước này, ngày nay chúng ta gọi là are one of his more important contributions
các già ửìuyết của Koch, là một trong những
to microbiology. The postulates are the
đóng góp quan trọng nhất của ông đối với vifollowìng:
sinh vật học. Các giả thuyết của Koch bao
1. Tác nhân nghi ngờ gây bệnh phải được l.The suspecteđ causative agenl must be


Giáo trinh vi sinh vật học - Lý thuyết và bài láp giải sẵn

23

tim thấy trong mọi trường hợp của bệnh và found in every case of the disease and be
vắng mặt trong các vật chu khỏe mạnh.
absent from healthy hosts.
2. Tác nhân phải phân lập được và phát 2.The agent must be isolateđ and grown
triển dược bén ngoài vật chu.
outside the host.
3. Khi tác nhân được đưa vào một vật chú 3.When the agent is introduced to a
khỏe mạnh, mẫn cảm, vật chủ phải bị nhiễmhealthy, susceptible host, the host must get
bệnh.
the disease.

4. Tác nhân đó phải được phân lập lại từ vật 4.The same agent must be reisolated (rom
chủ thí nghiệm đã mắc bệnh.
the diseased experimental host.
Chúng ta sử dụng thuật ngữ tác nhân nghi We use the term suspecteđ causative agent
ngờ gây bệnh vì "tác nhân" có thế là nấm,because "agent" can reíer to a íungus,
nguyên sinh động vật, vi khuẩn, virut hoặc protozoan bacterium virus, or other
các tác nhân khác. Nó vẫn là "nghi ngờ" cho pathogen. ít is "suspected" until the
đến khi các giả thuyết được chứng minh.
postulates have been fulfilled.
Trong những "năm hoàng kim" của viDuring
sinh microbiology's "golden years,"
vật học, nhiều nhà khoa học khác đã sử other scientists used Koch's postulates, as
dụng các giả thuyết của Koch cũng như các vvell as laboratory techniques introduced by
kỹ thuật phòng thi nghiệm do Koch và Koch and Pasteur, to discover the causes of
Pasteur đề ra để phát hiện căn nguyên của most protozoan anđ bacterial diseases, as
hầu hết các bệnh do nguyên sinh động vật vvell as some viral diseases. For example,
và vi khuân gây ra cũng như của một số Charles Laveran (1845-1922) showed thát a
bệnh do virut. Chăng hạn, Charles Laveran protozoan is the cause of malaria, and Edvvin
(1845-1922) đã chỉ ra được một loài nguyổn klebs (1834-1913) described the bacterium
sinh động vật là tác nhân gây bộnh sốt rét, thát causes diphtheria. Dmitri Ivanowski
còn Edvvin Klebs (1834-1913) đã mô tà vi (1864-1920) and Martinus Beijerinck (1851khuân gây bệnh bạch hầu. Dmitri Ivanovvski 1931) discovered thát a certain đisease in
(1864-1920) và Martinus Beijerinck (1851- tobacco plants is caused by a pathogen thát
1931) đã phát hiện ra một loại bệnh ỏ cây passes through íilters with such extremely
thuốc lá với tác nhân có thế chui qua các small pores thát bacteria cannot pass
màng lọc có lỗ rất nhỏ mà vi khuân không through. Beijerinck, recognizing thát the
tho đi qua. Beijerinck, khi nhận ra tác nhân pathogen vvas nót bactèrial, called Ít a
không phải vi khuân, đã gọi nó là một virut íilterable virus. Novv such pathogens are
cố thô qua lọc. Ngày nay những tác nhânsimply called vừuses. As previousìý noteđ
như vậy được gọi đơn giản là virut. Như đã viruses couldn't be seen unta electron
lưu ý trước đây, virut chỉ được nhìn thấy microscopes were ứivented in 1932. The

vào năm 1932 khi kính hiên vi điện tử được How
American
physician
Reed
can we
preventVValter
iníection
and(1851-1902)
disease?
phát minh. Vào năm 1900, bác si người Mỹ proved in 1900 ửiat viruses can cause such
lastas great
thát drove
VValter Reed (1851-1902) đã chứng minh The
điseases
yellovvquesHon
fever in humans.
microbio-logical
research
during
the
được răng virut cũng có thể gây ra các bệnh
"Golden Age" was how to prevent iníectious
khác như bệnh sốt vàng ờ người.
Bằng cách nào chúng ta có thểngăn ngừa su
nhiêm trùng và bênh tật?
Câu hỏi lớn cuối cùng thúc đấy các
nghiên cứu vi sinh vật học trong "Thời kỳ
hoàng kim" là làm thếnảo đê ngăn ngừa các
/

/


ỈU

Chương mội -lược sử phải triển của »1 sinh tật học

bệnh nhiễm trùng. Mặc dù một số phướng diseases. Though som« methods of
pháp ngăn ngừa và hạn chế bệnh đã được preventing or limiting disease vvere
phát hiện ngay cả trước khi con người biết discovered even beíore Ít was understood
được vi sinh vật chính là kẻ gáy ra các bệnh thát microorganisms caused contagious
truyền nhiễm, song chỉ sau khi Pasteur và diseases, great advances occurređ only after
Koch chỉ ra rằng sự sống bắt nguồn từ sự Pasteur and Koch shovved thát life comes
sống và vi sinh vật có thè gây ra các loại from life and thát microorganisms can cause
bệnh thì con người mới dạt được những tiến đỉseases.
bộ đáng kê.
In the mid-1800s, modern principles of
Vào giữa những năm 1800, các nguyên lý hygiene, such as those involving sevvage and
hiện đại về vệ sinh như nguyên lý xử lý vvater treatment, personal cleanliness, ani.1
nước và nước thải, vệ sinh cá nhân, kiêm pest control, were nót widely practiced.
soát các vật gây dịch hại còn chưa đượcứng Tvpically, medical personnel and health care
dụng rộng rãi. Nói chung, các nhân viên y tếfacilities lacked adequate cleanliness.
và các thiết bị chăm sóc sức khóe còn chưa Nosocomial iníections - iníectíons acquired
đạt yêu cầu về mặt vệ sinh. Các bệnh nhiễm
ÚI a health care setting - vvere rampant. For
trùng bệnh viện - tức là các bệnh nhiễm
example, surgical patients írequently
trùng mắc phải trong các cơ sở y tế - đã xuấtsuccumbed to gangrene acquired vvhile
hiện tràn lan. Ví dụ, các bện)! nhân được under theỉr doctor's care, and many vvomen
phẫu thuật thường bị chết do bệnh hoại thư who gave birth in hospitals died from

mắc phải trong thời gian được các bác sĩ puerperal fever. Four health care
chăm sóc, và nhiều phụ nữ sinh con tại bệnh practitioners vvho were especially
viện thường bị chết vì bệnh sốt sản. Bốn instrumental in charìging the vvav hcalth
nhân viên ngành y tố đã có công đặc biệt care is đelivereti vvere Semmelvveis, Lister,
trong việc làm thay đoi phương thức chăm Nightirtgale, and Snovv.
sóc bệnh nhân, đỏ là Semmelvveis, Lister, Semmelweis and Hanđwashing
Nightingale, và Snovv.
lgnaz Semmehveis (Ì 818-1865) was a
Semmelweis và biên pháp rứa tay
physician ôn the obstetric vvarđ of a teaching
Ignaz Semmelvveis (1818-1865) là một bác hospital in Vienna. In about 1848 he
sĩ làm việc tại nhà hộ sinh trong một bệnh observed thát women giving birth in the
viện thực tập ở Vỉenna. Vào khoảng năm vving vvhere medicaĩ students vvere trained
1848 ông nhận thấy nhũng phụ nữ sinh con dietl from puerperal íever át a rate 20 times
ờ các khu vực có sinh viên đang thực tập higher than the mortalỉty rates of either
thường bị chết vì bệnh sốt sản với tỉ lệ cao women attended by midvvives Ún an
gấp 20 lần so với tỷ lộ từ vong của các phụ adjoining wing or vvomen vvho gave birth át
nữ khác được các bà đõ đứng tuổi chăm sóchome.
hoặc các đối tượng sinh con tại nhà.
Though Pasteur had nót vét elaborated his
Mặc dầu lúc đó Pasteur chưa đưa ragerm
học tlieory of disease, Semmelvveis
thuyết mầm bệnh, song Semmelvveìs đã hypothesized thát medicdl students carried
nghi ngờ rằng chinh các sinh viên y khoa là "cadaver particles" from their autopsy
người đã mang "các phần tử gãy chốt" từ cácstudies ứito the delivery rooms, aiid thát
buổi thực tập làm sinh thiết của họ vào these "particles" resulted ki puerperal íever.
phòng hộ sinh và chính các phần tử này đã Semmelvveis gained support for his hvpitthgây nên sốt sàn. Giả thuyết của Semmelvveis esis when a doctor who sliced his íinger
được ùng hộ khi một bác sĩ làm đứt ngón

Giảo trinh vi sính vật học - Lý thuyết và bài tập giải sin

25

tay của mình trong lúc làm sinh thiết đã bị during an autopsy died aíter showing
tư nạn sau khi biểu hiện các triệu chứng symptoms similar to those of puerperal
giống như các triệu chứng của bệnh sốt sản. íéver. Today we knovv thát the primary
Ngày nay chúng ta biết rằng nguyên nhân cause of puerperal íever are bacteria in the
chu yếu của bệnh sốt sản là các vi khuân genus Streptococcus, vvhich are usually
thuộc chi Streptococcus, bọn này thôngharmless ôn the skin or in the mouth bút
thường sống vô hại trên da và trong khoang cause severe complications vvhen they ẹnter
miệng, song sẽ gây ra những biến chứng the blood.
nghiêm trọng khi chúng xâm nhập vào máu. Semmelvveis began requứing medical
Semmelvveis bắt đầu yêu cầu các sinh students to vvash their hanđs vvith
viên y khoa phải rửa tay cùa họ bằng nước chlorinated lime vvater, a substance long
vối đã được bô sung do, một chất từ lâu đã used to eliminate the smell of cadavers.
được sử dụng đê khử mùi xác chết. Tỷ lệ tử Mortality in the subsequent year dropped
vong trong năm kế tiếp đã giám từ 18,3% from 18.3% to 1.3%.
Lister's antíseptíc technique
xuống còn 1,3%The English physician Joseph Lister (1827Kỹ thuật sát trùng cùa Lìster
Bác sĩ người Anh Joseph Lister (1827- 1912) modiíied and advanced the idea of
1912) là người đã cải tiến và phát triển ý antisepsis in health care settings. As a
tưởng về sát trùng trong ngành y tế. Là một surgeon, Lister was avvare of the dreadíul
bác sĩ phẫu thuật, Lister nhận thức dược consequences thát resulted from the
hậu quả nghiêm trọng của sự nhiễm trùng iníection of vvounds. Therefore, he began
các vết thương. Do đó, ông đã dùng axit spraying vvounds, surgical incisions, and
cacbolic (phenol), một hóa chất trước đó đã dressings with carbolic acid (phenol), a
được chứng minh là có hiệu quả trong việc chemical thát had previously proven
khử mùi các chất thối rữa trong nước cống, effective in reducing odor and decay in
để phun vào các vết thướng, dao kéo mô và sevvage. Like Semmelvveis, he initially mét

quần áo. Giống như Semmehveis, lúc dầu wiứi some resistance, bút when he shovved
õng gặp sự chống đối, bong khi chỉ ra được thát Ít reducéđ deaths among his patients by
rằng phương pháp này làm giảm tỷ lệ tử tvvo-thirds, his method was accepted into
vong trong các bệnh nhân của ông tới 2/3 common practice. In this manner, Lister
thì nó đã được đưa vào ứng dụng thực tế. became the íounder of antiseptic surgery,
Nhở vậy, Lister trở thành người sáng lập and opened new fields of research into
Nightingale
vàsát
viêc
chăm
sócrasức
and nursing
antisepsis and disiníection.
môn
phẫu thuật
trùng
và mở
cáckhỏe
lĩnh Nightingale
Florence
Nightừigale
(1820-1910)
là
một
y
Florence
Nightingale
(1820-1910) vvas a
vực nghiên cứu mới về sát trùng và khử
tá

người
Anh
có
tay
nghề
cao
đã
thành
cỏng
deđicated
English
nurse
who succeeded in
trùng.
trong việc đưa các kỹ thuật vệ sinh và sát introducing cleanliness and other antiseptic
trùng vảo việc chàm sóc bệnh nhân. Bà đã techniques into nursing practice. She was
có công trong việc thiết lập các tiêu chuẩn instrumental in setting standards of hygiene
vô sinh, cứu được vô số tính mạng trong thát saved innumerable lives during the
cuộc chiến tranh Krưm trong những năm Crimean VVar of 1854-56. She thoroughly
1854-56. Bà đã đưa ra những sự so sánh documented statistical comparisons to shovv