Vi sinh vật đại cương Chương 1:Mở đầu

8/26/2016

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP ViỆT NAM
KHOA CHĂN NUÔI VÀ NUÔI TRỒNG THỦY SẢN

Tài liệu tham khảo

Vi sinh vật đại cương

Giáo viên: TS. Nguyễn Thị Tuyết Lê
Bộ môn: Dinh dưỡng & Thức ăn
Tel. 0912 563 942

Giáo trình chính:
- Bài giảng VSV đại cương
- Vi sinh vật học. Nguyễn Khắc Tuấn, NXBNN 1996
Giáo trình tham khảo:
- Vi sinh vật học. Nguyễn Lân Dũng, Nguyễn Đình Quyến,
Phạm Văn Ty, NXB Giáo dục (1997)
Website:

/>Email:
1

2

3

4

Giáo trình

Chương I. MỞ ĐẦU

Nội dung môn học:

1.1. Khái niệm

 Chương I.

MỞ ĐẦU

 Chương II.

Đặc điểm hình thái, cấu tạo, sinh sản
của VSV

 Chương III. Sinh lý học vi sinh vật
 Chương IV.

Ảnh hưởng của các yếu tố ngoại cảnh
đến vsv

 Chương V.

Di truyền vi sinh vật

 Chương VI. Sự phân bố vi sinh vật trong tự nhiên

5

 Vi sinh vật là thuật ngữ miêu tả một nhóm sinh vật có
kích thước nhỏ bé, chỉ quan sát được khi sử dụng kính
hiển vi.
 Các nhóm cơ bản: Vi khuẩn (bacteria); Virut (virus);
Xạ
khuẩn
(Actimomyces);
Vi
khuẩn
lam
(Cyanobacteria); Nấm men (Yeasts); Nấm mốc (Molds);
Tảo (Algae); Ricketxia (Rickettsia); Mycoplasma…

Vi sinh vật học là môn học nghiên cứu về hoạt
động sống của các vi sinh vật.
6

1


8/26/2016

1.2. Phân ngành vi sinh vật học

1.2. Phân ngành vi sinh vật học (tiếp)

• Vi sinh đại cương: Nghiên cứu những quy luật
chung nhất của thế giới vsv: hình thái, cấu tạo, hoạt
động sinh lý, hoá học, di truyền, phân loại và đặc
biệt là mối quan hệ qua lại giữa chúng với môi

trường tự nhiên và đời sống con người

 Dựa vào đối tượng nghiên cứu:

• Các môn chuyên ngành: VSV học (nhân) y, VSV
học thú y, VSV học thuỷ hải sản, VSV học công
nghiệp, VSV học nông nghiệp, VSV chăn nuôi…

- Vi khuẩn học (Bacterialogy)
- Nấm học (Mucology)
- Tảo học (Algology)
- Virus học (Virology)
-…..

VSV học ngoài trái đất (Astro-(exo)-microbiology):
nghiên cứu sự tồn tại của các vsv ngoài trái đất
7

8

1.3. SƠ LƯỢC LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN
1.3.1. Giai đoạn trước khi phát hiện ra vi sinh vật:
- Tín ngưỡng ngự trị: giải thích dịch bệnh chết chóc là
sự trừng phạt của Chúa trời
- Thuyết Tự sinh (Spontaneous Generation): sự sống có
thể bắt nguồn từ những vật thể không sống Tồn tại
đến giữa 1880s
- Nghề nấu rượu xuất hiện cách đây 4000 năm
- 2500 năm trước người Ai cập đã sản xuất bánh mì và
bia bằng phương pháp lên men

- Sách cổ Trung Quốc mô tả phương pháp trồng xen,
luân canh cây họ đậu ở đất khai hoang
9

10

KHV của Hooke năm 1670

4.2. Giai đoạn phát hiện vi sinh vật
 Giai đoạn này gắn liền với việc phát

minh ra kính hiển vi
- Robert Hooke (1635-1703): quan sát tế bào,
xb sách “Hình ảnh vi thể” micrographia
- Antony van Leeuwenhoek (1632-1723): sử
dụng các thấu kính phóng đại, quan sát được
vsv (protozoa, tảo, một số vk) => nhà vsv học
đầu tiên
- Carolus Linnaeus (1735): phân loại vsv và
định danh theo tên giống + tên loài
11

12

2


8/26/2016

Robert Hooke (1635-1703) và cấu tạo tế

bào theo quan sát của ông

Antony van Leeuwenhoek (1632-1723)

13

Kính hiển vi của Leeuwenhoek và những phát hiện
về vsv

14

Bảo tàng Leeuwenhoek tại Hà Lan

15

16

Các nghiên cứu chống lại thuyết tự sinh:
- 1668 Francesco Redi: thí nghiệm sự phát sinh giòi ở thịt
Từ 1767 đến 1838 có khoảng 600 loại được

phát hiện, song cũng chỉ là sự miêu tả đơn
thuần về mặt hình thái, cho nên người ta gọi
giai đoạn này là giai đoạn hình thái học.

để ôi theo thuyết tự sinh.  Thí nghiệm đã chứng minh
miếng thịt ôi không tự sinh ra giòi

Các thí nghiệm về vsv học đều tiến triển
chậm, do các vấn đề về tạp nhiễm.

17

18

3


8/26/2016

1861: Thí nghiệm bình cổ cong của Louis Pasteur

1.3.2. Giai đoạn hình thành môn học
(Kỷ nguyên vàng của vsv học 1857-1914)

Là giai đoạn bùng nổ các nghiên cứu về vsv.
Kéo dài trong 60 năm (1857-1914)  kỷ
nguyên vàng của vsv học.

Nhiều lĩnh vực nghiên cứu về vsv học đã được
thành lập là cơ sở cho ngành vsv học hiện
đại
VSV có mặt trong không khí và là nguyên nhân gây ô nhiễm nước thịt.
 VSV cũng giống như các SV khác: cũng có sự sinh trưởng phát triển và
sự di truyền bảo toàn nòi giống
Không có sự tự sinh ngay cả đối với VSV đánh đổ thuyết tự sinh 19
ngự
trị đã nhiều năm.

Chiến tranh thế giới I năm 1914 đã kết thúc kỷ

nguyên vàng của vsv học  Kỷ nguyên của
hóa học trị liệu và di truyền vi sinh vật bắt
20
đầu

a. Một số cống hiến của Louis Pasteur

21

• 1873: Vi trùng gây bệnh nhiệt thán và đề ra biện pháp
khử trùng.
• 1880: Vacxin chống bệnh dịch tả gà.
• 1881: Vacxin phòng bệnh nhiệt thán
• 1883-1885: Nguyên nhân gây bệnh dại và vacxin
phòng dại.
 Đề ra học thuyết mầm bệnh (Germ theory of
disease): Các bệnh truyền nhiễm được gây ra bởi vsv.
Mỗi vsv riêng biệt sẽ gây ra 1 bệnh truyền nhiễm
riêng
 Cùng với Robert Koch và Ferdinand Cohn, được
coi là ông tổ của ngành vsv học
23

• 1857: Xác định được bản chất của các quá trình lên men
là nhờ vi sinh vật (lên men rượu do nấm men, lên men
lactic do vk lactic thực hiện)
• 1857-1859: Trong không khí có nhiều vsv sống  gây ô
nhiễm các dung dịch như rượu, sữa, dấm…
• 1861: Đánh đổ thuyết tự sinh; Hiệu ứng Pasteur (Pasteur
effect)

• 1862: Đề ra Học thuyết mầm bệnh
• 1865: Nguyên nhân gây bệnh cho tằm và biện pháp cách
ly tránh lây lan bệnh ở tằm và động vật.
• 1866: nguyên nhân làm chua rượu vang  phương pháp
khử trùng nhờ nhiệt độ (Pasteurization)
22

Louis Pasteur (1822-1895)

24

4


8/26/2016

b. Một số cống hiến của Robert Koch (1843-1910)
 1876 - Chứng minh nhiệt thán do vk Bacillus anthracis gây
ra
 1877- Sáng tạo ra phương pháp nhuộm màu và chụp ảnh tiêu
bản.
 1881- Phát minh ra môi trường đặc có chứa thạch, lòng trắng
trứng hoặc gelatin dùng nuôi cấy vi khuẩn
 1882- Phân lập được vk gây ra bệnh lao là Mycobacterium
tuberculosis
 1883- Phân lập vi khuẩn gây dịch tả Vibrio cholera; Sử dụng
agar cho môi trường nuôi cấy rắn
 1884- Đề ra định đề Koch
Định đề Koch: là một chuỗi các thí nghiệm xác minh lại Học
thuyết mầm bệnh của Pasteur  Các bước tiến hành này đã trở

thành tiêu chuẩn để xác định mầm bệnh.
1905 Nobel Prize về lĩnh vực Sinh lý và Y học cho những
nghiên cứu về bệnh lao
25

Khuẩn lạc của vi khuẩn lao

26

1.3.4. Giai đoạn phát triển của VSV học hiện đại

Định đề Koch (Koch's Postulates)
1. Mầm bệnh phải luôn được tìm
thấy ở động vật bệnh nhưng
không ở ĐV khỏe
2. Mầm bệnh phân lập ở ĐV
bệnh phải nuôi cấy được trên
môi trường nhân tạo
3. VSV phân lập được phải là
nguyên nhân gây bệnh ban
đầu khi gây nhiễm cho động
vật thí nghiệm
4. Mầm bệnh phải được phân lập
lại từ động vật thí nghiệm
Hạn chế?

Robert Koch

 Sự phát triển của vsv học ở thế kỷ 20 đã đạt được những

27

 Năm 1928, Alexander Fleming (1881 - 1955) phát hiện ra chất kháng
sinh penicillin từ nấm Penicillium notatum

 Năm 1942: Florey và Chain: sản xuất Penicillin G ở quy mô công
nghiệp

 Fleming,H. W. Florey và E. B.Chain đạt giải Nobel năm 1945 cho
việc phát hiện và phương pháp sản xuất penicillin

29

thành tựu to lớn ở các lĩnh vực: di truyền vsv, sinh học
phân tử, liệu pháp kháng sinh, sự phát triển các môi
trường phân lập, chọn lọc vsv; virus học…
Phân loại vsv đã có bước tiến lớn: mô tả hình thái đơn
thuần dựa vào các đặc điểm trao đổi chất. Phân loại lại
một số loài dựa vào trình tự gen của chúng.
Sự phát hiện ra kháng sinh và các liệu pháp kháng sinh.
Xác định vai trò và bản chất DNAnghiên cứu sự đột
biến và kháng kháng sinh ở vk.
 Những thành tựu về virus học: sử dụng trứng gà để nuôi
cấy virus, kỹ thuật nuôi cấy mô, chế tạo kính hiển vi điện
tử, các kỹ thuật chẩn đoán virus, sản xuất vaccine…
28

Vi sinh vật học trong thế kỷ 21
 Thách thức mới: bùng nổ nhiều bệnh truyền nhiễm đe dọa sức khỏe
cộng đồng:

• 2001- khủng bố Anthrax ở USA ; 2003-SARS epidemic;
• 2004- 2014 Salmonellosis ở Mỹ (756 ca nhiễm Salmonella từ cà
chua); Cúm gia cầm H5N1 ở Trung quốc, Indonesia…; Cúm lợn
H1N1 ở Mexico, Đức, Úc, Mỹ, Ai cập…; Dịch tả ở châu phi
(Cameroon, Haiti…); E. coli type O104:H4 outbreak ở Đức, Pháp và
Tây ban nha ...; Ebola outbreak ở Ugandans, Guinea, Liberia…
• 3/5/2013: Trung Quốc đã xác nhận >300 ca nhiễm cúm, 37 ca chết do
chủng virus mới gây ra H7N9
• 5/2/2014: chủng virus cúm mới H10N8 ở 2 bệnh nhân Trung quốc
 Sự phát triển của các công nghệ mới: Công nghệ thông tin (tin y, tin
sinh…), kỹ thuật hình ảnh mới (novel imaging techniques), hệ gen
học (genomics), proteomics, nanotechnology, rapid DNA
sequencing…  giúp cho các nhà khoa học tiếp cận những lĩnh vực
chưa hề được khám phá
30

5


8/26/2016

1.4. ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA VSV
1. Kích thước nhỏ bé : micromet (1μ= 1/103mm hay
1/106m) hay nanomet đối với virus (1nm=1/106mm
hay 1/109m).
2. Sinh trưởng, phát triển vô cùng nhanh chóng: 1 TB
nấm men sau 24 giờ lên men khoảng 109 tế bào
3. Hấp thu và chuyển hóa nhanh: tốc độ tổng hợp
protein của nấm men cao gấp 1000 lần so với đậu
tương và gấp 100 000 lần so với trâu bò.

4. Khả năng thích nghi và biến dị cao
5. Chủng loại đa dạng, phân bố rộng rãi trong tự
nhiên
6. Là sinh vật đầu tiên xuất hiện trên trái đất

Vết tích vi khuẩn lam cách đây
3,5 tỷ năm

31

1.5. VỊ TRÍ CỦA VSV TRONG TỰ NHIÊN

32

Tất cả các SV sống được xếp vào 1 trong 3 nhóm hay còn gọi là lĩnh giới (Domain)
sau:
 Vi khuẩn (Bacteria)
Prokaryote (Nhân sơ)
 Cổ khuẩn (Archaea)
 Nhân thật = Eukaryote

Carolus Linnaeus
(1707 -1778

33

1.6. VAI TRÒ CỦA VSV TRONG TỰ NHIÊN VÀ ĐỜI SỐNG
1.6.1. Vai trò có lợi
 Có vai trò rất quan trọng đối với sự tuần hoàn vật chất trong tự
nhiên  ứng dụng trong trồng trọt, xử lý ô nhiễm môi

trường….
 Trong công tác bảo quản, chế biến thức ăn/thực phẩm: muối
dưa, ủ chua…
 Công nghệ vi sinh có vai trò chủ đạo trong sản xuất sinh khối,
các chế phẩm lên men và các sản phẩm hữu cơ khác.
 VSV có vai trò quan trong trong sx năng lương: sinh khối hóa
thạch (dầu mỏ, khí đốt, than đá), NL sạch (dầu chiết xuất từ tảo,
lên men tinh bột  cồn sinh học…)
 Ứng dụng của công nghệ di truyền ở VSV trong chẩn đoán
bệnh, chọn giống… (chuyển gen, AND tái tổ hợp…)
1.6.2. Vai trò có hại
 Vi sinh vật có hại thường gây bệnh cho người, cho gia súc, gia
cầm, tôm cá và cây trồng
 Gây hư hỏng thực phẩm, thức ăn, máy móc, nguyên liệu …. 35

Domain (Lĩnh giới)
Kingdom (Giới)

Bacteria
Eubacteria

Division (Phylum-Ngành)

Proteobacteria

Class (Lớp)

Grammaproteobacteria

Order (Bộ)

Enterobacteriales

Farmily (Họ)

Enterobacteriaceae

Genus (Giống)

Escherichia

Species (Loài)

E. coli

34

Ôn tập chương I
•
•
•
•

Thí nghiệm bình cổ cong của L. Pasteur
Những đóng góp nổi bật của L. Pasteur và Robert Koch
Đặc điểm chung của vi sinh vật
Vai trò của vi sinh vật trong tự nhiên và đời sống

36

6