9/11/2013 LOGO VI SINHVẬT HỌC (MICROBIOLOGY) HỆ CAO ĐẲNG CHÍNH QUY ThS Nguyễn Thành Luân luannt@cntp.edu.vn 9/11/2013 Nội dung môn học Số tiết TÊN CHƢƠNG STT Chương 1: Mở đầu 2 Chương 2: Hình thái, cấu tạo sinh sản vi sinh vật Chương 3: Dinh dưỡng và sinh trưởng vi sinh vật Chương 4: Các trình trao đổi chất và trao đổi lượng vi sinh vật Chương 5: trình chuyển hóa chất tự nhiên LOGO nhờ vi sinh vật Chương 6: Miễn dịch 9/11/2013 Tài liệu học tập Vi sinh vật học – Nguyễn Lân Dũng – NXB Giáo Dục, 2009 Vi sinh vật công nghiệp - Lê Xuân Phương - NXB xây dựng, Hà nội 2001 9/11/2013 LOGO 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% LOGO 9/11/2013 Đánh giá học tập Đánh giá qua kiểm tra ngẫu nhiên lớp (trước, giữa, sau học) – 10% Seminar cuối môn học – 10% Báo cáo môn học – 10% LOGO Nhiệm vụ ngƣời học LOGO 9/11/2013 Báo cáo tiểu luận 20% Được chia thành 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 chép lẫn Internet Ít tài liệu nước ngồi đính kèm Khơng sử dụng wikipedia, google translate, tuoitre, thanhnien online… LOGO PHÂN CHIA NHÓM  Mỗi nhóm tối đa thành viên (có nhóm trưởng) GV yêu cầu thành viên 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 nộp chủ đề liên quan đến chuyên ngành VSV  Chọn đối tượng cụ thể cho chun ngành  Tìm hiểu nghiên cứu ứng dụng loài Tìm báo tiếng Anh hỗ trợ cho nghiên cứu Tóm tắt báo LOGO 9/11/2013 Vị trí mơn học LOGO Vị trí mơn học LOGO HÌNH THỨC THI CUỐI KỲ Trắc nghiệm khách quan  Bao gồm tất kiến thức học  Có thể mở rộng kiến thức trình báo cáo seminar… LOGO 9/11/2013 LOGO Chƣơng 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 vi sinh vật LOGO VI SINH VẬT HỌC LÀ GÌ? Sinh học (biology) ngành khoa học nghiên cứu cấu trúc, chức năng, phát triển, phân bố trình sống sinh vật sống Vi sinh vật: là sinh vật sống có kích thước nhỏ, quan sát kính hiển vi Vi sinh vật học (microbiology) ngành sinh học nghiên cứu virus, vi khuẩn (bacteria) sinh vật cực nhỏ khác Vi sinh vật học đại cương: nghiên cứu qui luật chung vi sinh vật Nguồn: New Penguin English Dictionary, 2002 LOGO 9/11/2013 Rượu ngon nhờ VI SINH VẬT??? NẤM MEN LOGO LOGO From the day you are born ……………… LOGO 9/11/2013 To the day that you die ……… LOGO Hàng ngày thƣờng gặp vi sinh vật sản phẩm chúng LOGO Vi sinh vật kênh thông tin đại chúng: Bird flu MAD COWS Disease Typhoid AIDS LOGO 9/11/2013 Lịch sử phát triển vi sinh vật học Giai đoạn Trước phát hiện kính hiển vi Giai đoạn Sau phát hiện kính hiển vi Giai đoạn Vi sinh học thực nghiệm Giai đoạn 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 6000 năm • Các sản phẩm lên men từ sữa - 4000 năm • Bệnh dịch hạch – kỷ 13 • Bệnh đậu mùa – kỷ 15-17 • Bệnh bạch hầu, dịch tả, bệnh lỵ, thương hàn, họai thư – kỷ 17-19 • 1900 – Bệnh cúm, viêm phổi, bệnh lao viêm dày • 1920 – dịch cúm gia cầm • 1929 – chất kháng sinh –Penicillin • 1983 – Bệnh HIV LOGO 9/11/2013 TRƯỚC KHI CĨ KÍNH HIỂN VI Những trở ngại q trình nghiên cứu vi sinh vật • Khơng thể nhìn thấy VSV • Thiếu kỹ thuật • 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 vài vi sinh vật bụi khơng khí có khả chịu nhiệt cao  Ferdinand Cohn khám phá mô tả nội bào tử  Thuật ngữ “tiệt trùng” giới thiệu có nghĩa loại bỏ hồn tồn tất dạng sống bao gồm nội bào tử LOGO 9/11/2013 SINH VẬT SINH TỰ NHIÊN & THUYẾT PHÁT SINH SINH VẬT  “Thuyết tự sinh” tin tưởng sinh vật sống sinh từ lực sống diện vật chất không sống phân hủy (VD: ruồi dấm sinh từ thịt nấm sinh từ gỗ mục)  Giả thuyết thay cho sinh vật sống sinh từ dạng sống tồn trước gọi “Thuyết phát sinh sinh vật” LOGO Franco Redi (1668) chống lại thuyết tự sinh Thí nghiệm Redi Ấu trùng ruồi giấm LOGO  1745 -John Needham: canh dinh dưỡng bình thóp cổ bịt kín Điều kiện Kết Canh dinh dưỡng Tất vi sinh đun sơi sau phát triển cho vào bình thóp cổ bịt kín Vi sinh vật từ đâu đến? Thuyết tự sinh hay Thuyết phát sinh sinh vật? LOGO 10 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 vi sinh vật LOGO Hệ thống phân loại giới Dựa vào: • Kiểu hình (Các đặc tính quan sát được) – Ví dụ: kích thước tế bào, cấu trúc, chức hình thái học, q trình chuyển hóa, u cầu sinh lý, phương thức sinh sản … • Kiểu gen (Cấu trúc di truyền) LOGO Cây tiến hóa LOGO 17 9/11/2013 - Trần Tương (1905-1988), 1979: Hệ thống phân loại giới nhóm giới I Nhóm giới sinh vật phi bào Giới virut (virus) II Nhóm giới sinh vật nhân nguyên thuỷ (prokaryote) Giới vi khuẩn (Bacteria) Giới vi khuẩn lam (tảo lam) III Nhóm giới sinh vật nhân thực Giới thực vật (plantae) Giới nấm (Fungi) LOGO Giới động vật (Animalia) Dựa vào trật tự nucleotide 16S rRNA 18S rRNA mà thể nhân sơ có nhóm lớn khác biệt nhau: vi sinh vật cổ (Achaea) vi khuẩn (bacteria) (Carl R.Woose.1981; Thomas D.Brock cộng sự, 1995)LOGO HT nhóm giới: Archaea, Eubacteria, Eukaryote Phân loại theo mơ hình tiến hóa dựa vào: - Kiểu gen – Có quan hệ di truyền với RNA ribosom - Cấu trúc lipid màng tế bào - Tính nhạy với chất kháng sinh LOGO 18 9/11/2013 Vị trí phân loại 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 vi sinh vật Dựa vào cấu trúc tế bào, sinh vật chia thành 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 đa dạng sinh học vi sinh vật cho biết có khoảng 110.000 lồi vi sinh vật mơ tả (Hanhs Worth,1991) LOGO 19 9/11/2013 Mức tiến hoá cao Nhân chuẩn, hiếu khí khơng quang hợp Sự tiến hố 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 tỉ năm trước Phage Achaea ? Virus 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 acid nucleic • Kích thước 0.01-0.2 um • Ký sinh mức độ phân tử • Khơng có chuyển hóa vật chất bên • Sử dụng máy sinh sản vật chủ để tự nhân lên thân LOGO Một sớ tính chất chung VSV Kích thước nhỏ bé: đo kích thước đơn vị micromet (1m= 1/1000mm hay 1/1000 000m); virus được đo kích thước đơn vị 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 VSV  Hấp thu nhiều, chuyển hoá nhanh Vd : + Vi khuẩn lactic: phân giải lactose >100-10 000 lần so với khối lượng chúng + Nấm men tốc độ tổng hợp protein cao gấp 1000 lần so với đậu tương gấp 100 000 lần so với trâu bị LOGO Một sớ tính chất chung VSV  Sinh trƣởng nhanh, phát triển mạnh  Escherichia coli: 12-20 phút /phân cắt  24 phân cắt 72 lần tạo 722 366 1017 tế bào = 4722 LOGO 23 9/11/2013 Một số tính chất chung VSV  Có lực thích ứng mạnh dễ dàng phát sinh biến dị VSV sống điều kiện: - T0C > 130oC - T0C < 0-5oC, - Mặn đến nồng độ 32% - pH > 0,5 1103 at (lòng biển sâu)  Phân bố rộng rãi khắp nơi LOGO Vai trò vi sinh vật LOGO Tác động tích cực 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 qui tắc đặt tên vi sinh vật Hiện có 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 khơng có tính chất pháp lý, việc tuân thủ dựa tính tự nguyện LOGO 25 9/11/2013 ĐẶT TÊN CHO CÁC VI SINH VẬT ? e.g Staphylococcus aureus Staphylococcus aureus S aureus Staphylococcus sp Staphylococcus spp Do • Sử dụng danh pháp kép • Giống (genus) lồi (species) • In nghiêng gạch LA plate LOGO Tính chất tên khoa học Tính nhất: Tên taxon là nhất, không trùng với tên khác Tính phổ cập: Để trao đổi thông tin, nhà khoa học buộc phải học tên khoa học sinh vật Tên loài sinh vật được gọi theo tiếng Latin Tính ổn định: Ủy ban Danh pháp Quốc tế đóng vai trị giữ ổn định cho hệ thống danh pháp quốc tế LOGO Tính chất tên khoa học Linneaus đề xướng, sử dụng tiếng Latinh để thống gọi tên loài Là danh pháp kép a) Từ thứ nhất: danh từ tên chi (động vật học gọi giống), luôn viết hoa viết chủ cách b) Từ thứ hai: nói lên đặc điểm lồi để phân biệt với lồi chi, khơng viết hoa (có thể danh từ tên người hay địa danh ) c) Đôi khi, sau tên chi cần thiết phải dùng hai từ để diễn đạt đủ ý lồi, hai từ phải nối với dấu gạch ngang LOGO 26 9/11/2013 Tính chất tên khoa học d) Dùng từ giữa từ thứ hai thứ ba có viết chèn chữ viết tắt thứ bậc phân loại var (varietas: thứ), f (forma: dạng) Ví dụ: Avicennia marina var rhumphiana e) Một lồi được xác định có thực chưa được giám định chính xác, chưa thể công bố tên thì người ta viết tên chi kèm chữ sp (Acacia sp.) f) Khi ḿn ám nhiều lồi chi quần xã thực vật chưa được xác định chính xác người ta ghi tên chi kèm chữ spp (Acacia spp.) LOGO LOGO LOGO 27 9/11/2013 SỰ KHÁC BIỆT TB NHÂN SƠ & TB NHÂN THỰC LOGO Yeast cells Bacteria 100 um 30um 2um LOGO CÁC ĐẶC ĐIỂM PHÂN BIỆT Đặc điểm Prokaryotes Eukaryotes Kích thƣớc Đường kính < 2um 10 - > 100um Cấu trúc nhân chức Vùng nhân, chưa có màng nhân hạch nhân Có nhân, màng nhân DNA Nhiễm sắc thể dạng vịng đơn, khơng có histon Một nhiều nhiễm sắc thể dạng thẳng có histon Phân chia tế bào Phân đơi nảy chồi, khơng có q trình nguyên phân Nguyên phân LOGO Sinh sản Quá trình phân đoạn Có qui luật, phân khơng theo qui luật, khơng chia giảm phân, tồn giảm phân nhiễm sắc thể Vị trí gen Về mặt chức gen liên quan thường tập trung thành cụm Các gen liên quan không tập trung thành cụm 28 9/11/2013 CÁC ĐẶC ĐIỂM PHÂN BIỆT Đặc điểm Prokaryotes Eukaryotes Cấu trúc tế bào chất hình thành quan tử Khơng có quan tử, có màng nội bào đơn giản Có quan tử, màng tế bào bao, màng lưới nội chất, thể Golgi Hệ thống hô hấp Bên màng tế bào chất màng nội bào, khơng có ty thể Trong ty thể Bộ máy quang hợp Trong màng nội bào nhiễm sắc thể Trong lục lạp Ribosomes 70S 80S and 70S Thành tế bào Phổ biến, chứa peptidoglycan Chỉ có thực vật, tảo, nấm, khơng có động vật nhiều protozoa LOGO CÁC ĐẶC ĐIỂM PHÂN BIỆT Đặc điểm Prokaryotes Eukaryotes Nội bào tử Có vài lồi Khơng có Khơng bào Có vài loài Vận động tiên mao Tiên mao siêu nhỏ Tiên mao nhỏ đơn giản lông mao Không vận động tiên mao Vận động trượt Năng lực tế bào chất vận động theo kiểu amoeboid LOGO KẾT THÚC CHƢƠNG I NHIỆM VỤ  Lịch sử ngành vi sinh vật học  Vai trò vi sinh vật đời sống  Phân loại vi sinh vật  Tính chất vi sinh vật  Hệ thống phân loại tên VSV  Phân biệt nhóm Prokaryote Eukaryote LOGO 29 ... 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 /2 013 Một số hình ảnh về vi sinh vật LOGO Một số hình ảnh về vi sinh vật. .. Juliyes Richard Petri, 18 52 -19 21 - Hộp lồng Petri - Các pp nhuộm màu vi sinh vật LOGO 12 9 /11 /2 013 • Ivanopxki, 18 92 Beijerrinck, 18 96 Phát virus giới chứng minh vi sinh vật nhỏ vi khuẩn, qua được... LOGO 9 /11 /2 013 SINH VẬT SINH TỰ NHIÊN & THUYẾT PHÁT SINH SINH VẬT  “Thuyết tự sinh? ?? tin tưởng sinh vật sống sinh từ lực sống diện vật chất không sống phân hủy (VD: ruồi dấm sinh từ thịt nấm sinh