ĐỀ CƢƠNG MÔN HỌC VI SINH VẬT TRONG ĐẤT VÀ NƢỚC (Water and Soil Microbiology) 1. Thông tin chung về môn học - Tên môn học: Vi sinh vật trong đất - Mã môn học: 211206 - Số tín chỉ: 02 - Môn học: Tự chọn - Các môn học tiên quyết: Vi sinh đại cương, Công nghệ sinh học đại cương - Giờ tín chỉ đối với các hoạt động: 30 tiết + Nghe giảng lý thuyết: 18 tiết + Làm bài tập cá nhân và nhóm: 5 tiết + Thảo luận: 7 tiết + Tự học: 60 tiết 2. Mục tiêu của môn học Môn học cung cấp cho sinh viên ngành Công nghệ Sinh học một số khái niệm cơ bản về vi sinh vật và các quá trình chuyển hóa các hợp chất trong đất bởi vi sinh vật. Động học của phản ứng chuyển hóa các chất hữu cơ từ đơn giản đển phức tạp được thực hiện bởi vi sinh vật, các giai đoạn phát triển của vi sinh vật cũng được đề cập qua môn học này. Qua các quá trình chuyển hóa nitơ, phosphore, và một số hợp chất khác, sinh viên có thể hiểu rõ được vai trò của vi sinh vật đất trong mối quan hệ của tự nhiên. Qua môn học này sinh viên có thể biết được sự dễ dàng lây nhiễm vi sinh vật trong các mẫu vật để dễ dàng kiểm soát các mầm bệnh có nguồn gốc từ vi sinh vật. Môn học không chỉ trang bị một kiến thức cơ bản vi sinh vật mà còn giúp sinh viên viên hiểu rõ phần nào về các quá trình sinh hóa diễn ra trong đất. 3. Tóm tắt nội dung môn học Môn học bao gồm các nội dung sau: khái quát về vi sinh vật và vai trò của vi sinh vật trong vòng tuần hoàn vật chất; thành phần vi sinh vật, nhiệm vụ và chức năng của chúng trong quá trình chuyển hóa các hợp chất hữu cơ cũng như vô cơ trong đất; động học của sự phát triển vi sinh vật dưới các điều kiện khác nhau của môi trường đất. Ảnh hưởng của các tác nhân hóa lý đến quá trình sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật cũng như chuyển hóa vật chất; sự nhiễm bệnh từ vi sinh vật đất và các phương pháp kiểm soát mầm bệnh 4. Nội dung chi tiết môn học Chƣơng 1: Sự phân bố của vi sinh vật trong môi trƣờng 1.1. Môi trường đất và sự phân bố của vi sinh vật trong đất 1.1.1. Môi trường đất 1.1.2. Sự phân bố của vi sinh vật trong đất và mối quan hệ giữa các nhóm vi sinh vật 1.1.3. Mối quan hệ giữa đất, vi sinh vật và thực vật 1.2. Môi trường nước và sự phân bố của vi sinh vật trong nước 1.3. Môi trường không khí và sự phân bố của vi sinh vật trong không khí Chƣơng 2: Khả năng chuyển hóa các hợp chất trong môi trƣờng tự nhiên của vi sinh vật 2.1. Vòng tuần hoàn nitrogen trong tự nhiên 2.2. Quá trình amôn hóa 2.2.1. Sự amôn hóa urea 2.2.2. Sự amôn hóa protein 2.3. Quá trình nitrate hóa 2.3.1. Giai đoạn nitrite hóa87 2.3.2. Giai đoạn nitrate hóa 2.4. Quá trình phản nitrate hóa 2.5. Quá trình cố định nitrogen phân tử 2.6. Sự chuyển hóa các hợp chất phosphore của vi sinh vật 2.6.1. Vòng tuần hoàn phosphore trong tự nhiên 2.6.2. Sự phân giải phosphore hữu cơ trong đất do vi sinh vật 2.6.3. Sự phân giải phosphore vô cơ do vi sinh vật 2.7. Sự chuyển hóa các hợp chất lưu huỳnh của vi sinh vật 2.7.1. Vòng tuần hoàn lưu huỳnh tự nhiên 2.7.2. Sự oxi hóa các hợp chất lưu huỳnh 2.7.3. Sự khử các hợp chất lưu huỳnh vô cơ do vi sinh vật Chƣơng 3: Sinh trƣởng và phát triển ở vi sinh vật 3.1. Mẫu lý thuyết về sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn 3.2. Sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn trong điều kiện nuôi cấu tĩnh – Đường cong sinh trưởng 3.2.1. Pha lag 3.2.2. Pha log 3.2.3. Pha ổn định 3.2.4. Pha tử vong 3.3. Sinh trưởng của vi khuẩn trong quá trình nuôi cấy liên tục 3.4. Làm đồng bộ sự phân chia tế bào 3.5. Các phương pháp xác định sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn 3.5.1. Các phương pháp xác định số lượng tế bào 3.5.2. Các phương pháp xác định sinh khối tế bào 3.6. Tác dụng của các yếu tố bên ngoài lên sự sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn 3.6.1. Cơ chế tác dụng của các yếu tố bên ngoài lên vi khuẩn 3.6.2. Các yếu tố vật lý 3.6.3. Các yếu tố hóa học 3.6.4. Các yếu tố sinh học Chƣơng 4: Thành phần vi sinh vật trong đất 4.1. Vi khuẩn 4.1.1. Cấu trúc tế bào 4.1.2. Điều kiện môi trường 4.1.3. Sự phát triển của vi khuẩn 4.1.4. Động học của quá trình chuyển hóa sinh học 4.1.5. Ứng dụng sự phát triển của vi khuẩn và hoạt động sự phân hủy các chất 4.2. Nấm 4.2.1. Định nghĩa 4.2.2. Phân loại 4.2.3. Phương pháp xác định 4.2.4. Hệ thống thuật ngữ 4.2.5. Các thí nghiệm vi sinh 4.2.6. Nuôi trồng 4.2.7. Vi sinh vật hiếu khí 4.2.8. Sự sinh sản 4.2.9. Thành phần hóa học 4.2.10. Nấm học - khoa học và công nghệ 4.3. Tảo 4.3.1. Định nghĩa 4.3.2. Phương pháp xác định 4.3.3. Phân loại88 4.3.4. Quan sát 4.3.5. Nuôi trồng thuần khiết 4.3.6. Môi trường nuôi cấy 4.3.7. Sự trao đổi chất 4.3.8. Sắc tố Chƣơng 5: Các quá trình khử nitrogen bằng vi sinh vật 5.1. Sự chuyển hóa amonia bằng quá trình nitrate hóa sinh học 5.1.1. Mô tả quá trình 5.1.2. Phân loại các quá trình nitrate 5.1.3. Sự oxy hóa carbon và nitrate hóa ở giai đoạn đơn 5.1.4. Nitrate hóa giai đoạn kép 5.1.5. Loại bỏ nitrogen bằng nitrate hóa/phản nitrate hóa sinh học 5.1.6. Phân loại các quá trình nitrate hóa/phản nitrate hóa Chƣơng 6: Khử phosphorus bằng các phƣơng pháp sinh học 6.1. Các quá trình khử phosphorus 6.1.1. Quá trình khử phosphorus 6.1.2. Phản ứng khử phosphorus liên tục 6.1.3. So sánh các quá trình khử phosphorus sinh học 6.2. Việc khử nitrogen và phosphorus kết hợp 6.2.1. Quá trình kỵ khí, hiếu khí 6.2.2. Quá trình 5 giai đoạn (hiếu khí, kỵ khí và hiếu khí theo từng giai đoạn) 6.2.3. So sánh các quá trình khử nitrogen và phosphorus sinh học kết hợp Chƣơng 7: Vi sinh vật gây bệnh trong đất 7.1. Ký sinh trùng 7.2. Hóa sinh học ký sinh 7.3. Sản xuất độc chất 7.4. Sự sống sót của mầm bệnh 7.5. Sự kiểm soát các mầm bệnh 5. Học liệu 5.1. Học liêu bắt buộc Nguyễn Lân Dũng, Nguyễn Đình Quyến và Phạm Văn Ty. 2000. Vi sinh vật học. NXB Giáo dục 5.2. Học liệu tham khảo 1. Nguyễn Thành Đạt, Mai Thị Hằng. 2001. Sinh học – Vi sinh vật. NXB Giáo Dục 2. Eldor A, Paul. 2007. Soil Microbiology. Ecology and Biochemistry. Academic Press, Elsevier 3. Anthony F. Gaudy, J. Elizabeth T. Gaudy. 1980. Microbiology for Environmental Scientists and Engineers. Printed in United State of America 4. Gabriel Bitton. 2005. Wastewater Microbiology. Printed in United Sate of America 6. Chính sách đối với môn học và các yêu cầu khác của giảng viên Sinh viên được yêu cầu phải tham dự đầy đủ các buổi học trên lớp. Trong trường hợp không tham dự được phải có thông báo (bằng e-mail, gọi điện thoại, giấy nhắn tin). Tuy nhiên, số giờ vắng mặt không vượt quá 20% tổng thời gian học. Sinh viên sẽ làm một bài tiểu luận giữa kỳ (làm theo nhóm 5 - 7 người), có báo cáo bằng hình thức seminar. Bài tiểu luận này chiếm 30% số điểm cho môn học. Sinh viên dịch thuật ít nhất 2 tài liệu khoa học (bài báo, chương mục của sách) do giáo viên cung cấp 7. Phƣơng pháp, hình thức kiểm tra - đánh giá kết quả học tập môn học Kiểm tra sự hiện diện thông qua điểm danh (Lớp trưởng phụ trách) và các bài tập trên lớp, đánh giá tinh thần tích cực trên lớp qua các đóng góp ý kiến trong các giờ thảo luận, qua các ý kiến có tính sáng tạo, đánh giá việc tự học qua các bài tập về nhà, bài tập nhóm. Nội dung đánh giá: tham gia học tập trên lớp (10%), tiểu luận (30%), hoạt động theo nhóm (10%), kiểm tra cuối kì (thi vấn đáp) (50%).89 Tiêu chí đánh giá các loại bài tập: bài tập trên lớp: làm hoàn chỉnh, nộp đúng thời hạn; tiểu luận: tham khảo tài liệu, viết tiểu luận về một trong các chủ đề có trong môn học hoặc mở rộng nhưng không đi quá xa đối với chủ đề chính; bài tập cá nhân về nhà: có tính sáng tạo, có đầu tư thời gian cho việc tìm tài liệu tham khảo, nộp đúng thời hạn; đánh giá các bài tập nhóm: Làm hoàn chỉnh, có đánh giá của các nhóm khác trong lớp, nộp đúng thời hạn . ĐỀ CƢƠNG MÔN HỌC VI SINH VẬT TRONG ĐẤT VÀ NƢỚC (Water and Soil Microbiology) 1. Thông tin chung về môn học - Tên môn học: Vi sinh vật trong đất - Mã môn học: 211206 - Số. của vi sinh vật trong đất 1.1.1. Môi trường đất 1.1.2. Sự phân bố của vi sinh vật trong đất và mối quan hệ giữa các nhóm vi sinh vật 1.1.3. Mối quan hệ giữa đất, vi sinh vật và thực vật. vi sinh vật. Môn học không chỉ trang bị một kiến thức cơ bản vi sinh vật mà còn giúp sinh vi n vi n hiểu rõ phần nào về các quá trình sinh hóa diễn ra trong đất. 3. Tóm tắt nội dung môn học