Đối tượng ngành vi sinh vật học

Chia sẻ: Thanh Thảo | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:17

Thêm vào BST

Báo xấu

76
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Vi sinh vật bao gồm nhiều nhóm khác nhau: các virus (nhóm chưa có cấu tạo tế bào), các vi khuẩn cổ (Archaea) và vi khuẩn (nhóm sinh vật Nhân sơ), các vi nấm (nhóm sinh vật Nhân chuẩn) và cả một số động vật nguyên sinh cũng như tảo đơn bào cũng thuộc nhóm này

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đối tượng ngành vi sinh vật học

Chƣơng 1 MỞ ĐẦU I. Đối tƣợng ngành vi sinh vật học 1. Vi sinh học và vi sinh vật 1.1. Vi sinh học (Microbiology) Là khoa học nghiên cứu các cơ thể sống hiển vi và siêu hiển vi, cấu tạo tế bào và quy luật hoạt động của chúng, sử dụng các vi sinh vật nhằm phục vụ lợi ích của con người và giữ vững hệ sinh thái trên trái đất. 1.2. Vi sinh vật (Microorganisms) Là tên gọi chung để chỉ tất cả các loại sinh vật nhỏ bé, chỉ có thể nhìn rõ dưới kính hiển vi quang học hoặc kính hiển vi điện tử. Vi sinh vật bao gồm nhiều nhóm khác nhau: các virus (nhóm chưa có cấu tạo tế bào), các vi khuẩn cổ (Archaea) và vi khuẩn (nhóm sinh vật Nhân sơ), các vi nấm (nhóm sinh vật Nhân chuẩn) và cả một số động vật nguyên sinh cũng như tảo đơn bào cũng thuộc nhóm này. Giữa các nhóm trên không có mối liên hệ chặt chẽ về mặt hình thái hay phân loại, nhưng người ta gộp chúng lại vì chúng cùng có một số phương pháp nuôi dưỡng, nghiên cứu và hoạt động sinh lý gần giống nhau và đều có các đặc điểm chu ng: - Kích thước nhỏ bé Vi sinh vật thường được đo kích thước bằng đơn vị micromet (1μm = 1/1.000mm hay 1/1.000.000m). Virus được đo k ích thước đơn vị bằng nanomet (1nm = 1/1.000.000mm hay 1/1.000.000.000m
Kích thước càng bé thì diện tích bề mặt của vi sinh vật trong 1 đơn vị thể tích càng lớn. Chẳng hạn đường kính của 1 cầu khuẩn (Coccus) chỉ có 1μm, nhưng nếu xếp đầy chúng thành 1 khố i lập phương có thể tích là 1cm3 thì chúng có diện tích bề mặt rộng tới ...6m2 ! - Sinh sản nhanh. - Hấp thu nhiều chuyển hóa nhanh. - Khả năng thích ứng rất cao và phát sinh biến dị mạnh. - Phân bố rộng và chủng loại nhiều. - Có chủng xuất hiện sớm nhất trên trái đất. 2. Các nhóm đối tƣợng vi sinh học Vi sinh vật học hiện đại đi sâu nghiên cứu từng nhóm đối tượng riêng biệt trên và đã trở thành những môn học chuyên sâu như: virus học (Virology) - nghiên cứu vi sinh vật chưa có cấu tạo tế bào (virus RNA và virus DNA), vi khuẩn học (Bacteriology) - nghiên cứu VSV Nhân sơ, gồm VSV cổ (Archaea) và vi khuẩn (Bacteria), nấm học (Mycology) - nghiên cứu các vi nấm (nấm men và nấm sợi hay nấm mốc), tảo học (Algology) - nghiên cứu các vi tảo và động vật nguyên sinh học (Protozoology) - nghiên cứu các động vật nguyên sinh. Mặt khác, vi sinh học hiện đại cũng đi sâu nghiên cứu những tính chất riêng biệt của VSV và hình thành các chuyên ngành như tế bào học, phân loại học, sinh lý học, hóa sinh học, di truyền học của vi sinh vật. Về mặt ứng dụng ngành vi sinh học gồm có các chuyên ngành như: vi sinh vật học công nghiệp, vi sinh vật học thực phẩm, vi sinh vật học y học, vi sinh vật học thú y, vi sinh vật đất, vi sinh vật học nước, vi sinh vật học không khí, vi sinh vật học dầu hỏa...và ngày nay còn thêm vi sinh vật học ngoài trái đất (Exomicrobiology). II. Sơ lƣợc lịch sử phát triển của vi sinh vật học Năm 1546, Girolamo Fracastoro (1478 - 1553) cho rằng các cơ thể nhỏ bé là tác nhân gây ra bệnh tật.
Năm 1590, Zacharias Janssen (1580 - 1638) là người Hà Lan đầu tiên phát minh ra kính hiển vi. Năm 1676, Antony Van Leeuwenhoek (1632 - 1723) hoàn thiện kính hiển vi và khám phá ra thế giới vi sinh vật (mà ông gọi là Anmalcules). Năm 1688, nhà vạn vật học người Ý Francisco Redi (1627 - 1697) công bố nghiên cứu về sự phát sinh tự nhiên của giòi. Những năm 1765 - 1776, Spallanzani (1729 - 1799) công kích thuyết Phát sinh tự nhiên. Năm 1798, Edward Jenner (1749 - 1823) nghĩ ra phương pháp chủng mủ đậu bò để phòng ngừa bệnh đậu mùa. Những năm 1838 - 1839, Theodor Schwann(1810 - 1882) và Matthriat Schleiden (1804 - 1881) công bố Học thuyết tế bào. Những năm 1847 - 1850, Ignaz Philipp Semmelweis (1818 - 1865) cho rằng bệnh sốt hậu sản lây truyền qua thầy thuốc và kiến nghị dùng phương pháp vô khuẩn để phòng bệnh. Năm 1880, CharlesLouisAlphonseLaveran(1845-1922) pháthiệnkýsinhtrùngPlasmodiumgâyrabệnhsốtrét. Người có công lớn nhất khai sinh ra vi sinh vật học thực nghiệm, nhằm nghiên cứu các hoạt động sinh lí, sinh hoá của vi sinh vật và ứng dụng chúng trong lên men, đặc biệt trong chế tạo vaccine phòng bệnh dại, là nhà bác học lỗi lạc người Pháp Louis Pasteur (1822 - 1895). Đồng thời và tiếp theo Pasteur cũng có nhiều nhà vi sinh học nổi tiếng: - Robert Koch (1843 - 1910) đã nghiên cứu vi khuẩn gây bệnh lao (Mycobacterium tuberculosis - 1882), bệnh tả ( Vibrio cholerae - 1883), ông cũng đã sáng tạo nhiều phương pháp nghiên cứu như kỹ thuật cố định, nhuộm màu vi khuẩn, nuôi cấy và phân lập VSV trên môi trường đặc.
Năm 1884, Elie Metchnikoff (1845 - 1916) miêu tả hiện tượng thực bào (Phagocytosis); Hans Christian J. Gram (1853 - 1938) tìm ra phương pháp nhuộm Gram. Năm 1885, Theodor Escherich (1857-1911)tìm ra vi khuẩn Escherichia coli gây ra bệnh tiêu chảy; Daniel E. Salmon (1850 - 1914) phát hiện ra Salmonnella typhi gây ra bệnh thương hàn. Năm 1886, Fraenkel phát hiện thấy Streptococcus pneumoniae gây ra bệnh viêm phổi. Năm 1887, Richard Petri (1852 - 1921) phát hiện ra cách dùng hộp lồng (đĩa petri) để nuôi cấy vi sinh vật. Những năm 1887 - 1890, Serge Winogradsky (1856 - 1953) nghiên cứu về vi khuẩn lưu huỳnh và vi khuẩn nitrate hoá. Năm 1889, Martinus Beijerinick (1851 - 1931) phân lập được vi khuẩn nốt sần từ rễ đậu. Năm 1890, Behring, Emil Adolph Von (1854 - 1917) làm ra kháng độc tố chống bệnh uốn ván và bệnh bạch hầu. Năm 1892, DmitriIwanowski(1864-1920) phát hiện ra mầm bệnh nhỏ hơn vi khuẩn (virus) gây ra bệnh khảm ở cây thuốc lá. Năm 1894, Alexandre Yersin (1863 - 1943) và Kitasato Shibasaburo (1852 - 1931) khám phá ra vi khuẩn gây bệnh dịch hạch (Yersina pestis). Năm 1895, Jules Bordet (1870 - 1961) khám phá ra bổ thể (complement). Năm 1896, Emile Van Ermengem tìm ra mầm bệnh ngộ độc thịt ( vi khuẩn Clostridium botulinum). Năm 1897, Eduard Buchner (1860 - 1917) tách ra được các men(ferments) từ nấm men (yeast); Ross, Sir Ronald (1857 - 1932) chứng minh ký sinh trùng sốt rét lây truyền bệnh qua muỗi. Năm 1899, Martinus Beijerinick (1851 - 1931) chứng minh những hạt virus đã gây nên bệnh khảm ở lá thuốc lá. Năm 1900, Major Walter Reed (1851 - 1902) chứng minh bệnh sốt vàng lây truyền do muỗi. Năm 1902, Karl Landsteiner (1868 - 1943) khám phá ra các nhóm máu. Năm 1903, Wright và cộng sự khám phá ra kháng thể (antibody) trong máu của các động vật đã miễn dịch.
Năm 1905, Fritz Schaudinn (1871 - 1906) và JakobWassermann(1873-1934) tìm ra mầm bệnh giang mai (Treponema pallidum). Năm 1906, Jakob Wassermann phát hiện ra xét nghiệm cố định bổ thể để chẩn đoán giang mai. Năm 1909, Howard Taylor Ricketts (1871 - 1910) chứng minh bệnh sốt ban núi đá lan truyền qua ve là do mầm bệnh vi khuẩn (Rickettsia rickettsii). Năm 1910, Peyton Rous (1879 - 1970) phát hiện ra ung thư ở gia cầm. Những năm 1915 - 1917, Frederick Twort (1877 - 1950) và Felix d'Herelle (1873 - 1949) phát hiện ra virus của vi khuẩn ( thực khuẩn thể). Năm 1923, Xuất bản lần đầu cuốn Phân loại vi khuẩn (Bergey’s Manual). Năm 1928, Frederick Griffith (1881 - 1941) khám phá ra việc biến nạp (transformation) ở vi khuẩn. Năm 1928, Alexander Fleming (1881 - 1955) phát hiện ra chất kháng sinh penicillin. Năm 1931, Van Niel (1897-1985) chứng minh vi khuẩn quang hợp sử dụng chất khử như nguồn cung cấp electron và không sản sinh ôxi. Năm 1933, Ernst August Friedrich Ruska (1906 - 1988) làm ra chiếc kính hiển vi điện tử đầu tiên. Năm 1935, Wendell Stanley (1904 - 1971) kết tinh được virus khảm thuốc lá (TMV); Gerhard Domag (1895 - 1964) tìm ra thuốc sulfamide. Năm 1937, Edouard Chatton (1883 - 1947) phân chia sinh vật thành hai nhóm: Nhân sơ (Procaryotes) và Nhân thật (Eucaryotes). Năm 1941, GeorgeW.Beadle(1903-1989) và Tatum, Edward Lawrie (1909 - 1975) đưa ra giả thuyết một gen - một enzym. Năm 1944, Oswald Avery (1877 - 1955) chứng minh DNA chuyển thông tin di truyền trong quá trình biến nạp; Selman Abraham Waksman (1898 - 1973) tìm ra streptomycin. Năm 1046, Lederberg và Tatum khám phá ra quá trình tiếp hợp (conjugation) ở vi khuẩn. Năm 1949, Enders, Weller và Robbins nuôi được virus polio (Poliovirus) trên mô người nuôi cấy.
Năm 1950, André Michel Lwoff (1902 - 1994) xác định được các thực khuẩn thể tiềm tan (lysogenic bacteriophages). Năm 1952, Hershey và Chase chứng minh thực khuẩn thể tiêm DNA của mình vào tế bào vật chủ (host); Zinder và Lederberg khám phá ra quá trình tải nạp (transduction) ở vi khuẩn. Năm 1953, Watson và Crick khám phá ra chuỗi xoắn kép của DNA; Frits (Frederik) Zernike (1888 - 1966) làm ra kính hiển vi tương phản pha (phase - contrast microscope); Medawar khám phá ra hiện tượng nhờn miễn dịch (immune tolerance). Năm 1955, Francois Jacob (1920 -) và Jacques Monod (1910 - 1976) khám phá ra yếu tố F là một plasmid; Jerne và Burnet chứng minh lý thuyết chọn lọc clone (clonal selection). Năm 1959, Yalow triển khai kỹ thuật miễn dịch phóng xạ. Năm 1961, Jacob và Monod giới thiệu mô hình điều hoà hoạt động gen nhờ operon. Năm 1961 - 1966, Khorana, Har Gobind (1922 - ) Nirenberg Marshall (1927-) và cộng sự giải thích mã di truyền. Năm 1962, Porter chứng minh cấu trúc cơ bản của Globulin miễn d ịch G. Năm 1970, Arber Werner (1929 - ), Nathans, Daniel (1928 - 1999), Smith Hamilton O. (1931-) khám phá ra enzym giới hạn (restriction endonuclease); Temin và Baltimore khám phá ra enzym phiên mã ngược (reverse transcriptase) Năm 1973, Ames triển kha i phương pháp vi sinh vật học để khám phá ra các yếu tố gây đột biến (mutagens); Cohen, Boyer, Chang và Helling sử dụng vectơ plasmid để tách dòng gen ở vi khuẩn. Năm 1975, Kohler và Milstein phát triển kỹ thuật sản xuất các kháng thể đơn dòng (monoclonal antibodies). Năm 1977, Woese và Fox thừa nhận vi khuẩn cổ (archaea) là một nhóm vi sinh vật riêng biệt; WalterGilbertvà Frederick Sanger triển khai kỹ thuật giải trình tự DNA (DNA sequencing) Năm 1979, tổng hợp insulin bằng kỹ thuật tái tổ hợp DNA. Năm 1980, phát triển kính hiển vi điện tử quét. Năm 1982, phát triển vaccine tái tổ hợp chống viêm gan B. Những năm 1982 - 1983, Thomas R. Cech và Sidney Altman phát minh ra RNA xúc tác. Những năm 1983 - 1984, Gallo và Montagnier phân lập và định loại viru s gây suy giảm miễn dịch ở người.
Năm 1986, lần đầu tiên ứng dụng trên người vaccin được sản xuất bằng kỹ thuật di truyền (vaccin viêm gan B). Năm 1990, bắt đầu thử nghiệm lần đầu tiên liệu pháp gen (gene -therapy) trên người. Năm 1992, thử nghiệm đầu tiên trên người liệu pháp đối nghĩa (antisense therapy). Năm 1995, giải trình tự hệ gen của vi khuẩn Haemophilus influenzae. Năm 1996, giải trình tự hệ gen của vi khuẩn Methanococcus jannaschii; Giải trình tự hệ gen nấm men S. cerevisiae gồm 6.000 gene. Năm 1997, phát hiện ra loại vi khuẩn lớn nhất Thiomargarista namibiensis ; Giải trình tự hệ gen vi khuẩn Escherichia coli. Năm 2000, phát hiện ra vi khuẩn tả Vibrio cholerae có 2 nhiễm sắc thể riêng biệt. Vi sinh vật học là một ngành khoa học có tốc độ phát triển mạnh mẽ, nhiều giải thưởng Nobel đã được trao cho các nhà vi sinh vật học hoặc những công trình nghiên cứu trên đối tượng vi sinh vật. Ngày nay, vi sinh vật học đã phát triển rất sâu với hàng trăm nhà bác học có tên tuổi và hàng chục ngàn người tham gia nghiên cứu. Các nghiên cứu đã đi sâu vào bản chất của sự sống ở mức phân tử và dưới phân tử, đi sâu vào kỹ thuật cấy mô và tháo lắp gene 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 dần bệnh ung thư ở loài người. III. Cách đọc tiếng Latinh Chữ Latinh tuy không còn thông dụng trên thế giới nhưng các nhà khoa học vẫn sử dụng loại chữ này để đặt tên cho các loài vi sinh vật. Chúng ta cần biết cách đọc loại chữ này để phát âm cho đúng, như thế người khác mới hiểu được khi ta trao đổi với họ bằng bất cứ loại ngôn ngữ nào. Bảng 1.1. Cách đọc (phát âm) của chữ Latinh
Chữ Tên gọi Cách Thí dụ STT cái đọc a - pi - xơ (ong) 1 A a a a apis bê bê - ta (củ cải đường) 2 B b b beta xê xi - ca - da (ve sầu) k (cứng) 3 C c cicada x (mềm) đê đ đê - xêm (mười) 4 D d decem ê ê ê - gô (tôi) 5 E e ego ép - phơ pha - mi - lia (họ) 6 F f ph familia ghê gu - ta (giọt) 7 G g gh gutta hát hô - mô (người) 8 H h h homo i - ô - đum (iốt) 9 I i i i iodum iôta in - ếch - xi - ô (thuốc 10 J j i injectio tiêm) 11 K k ca k kalium ca - li - um (kali) e lơ la - mi - na (phiến lá) 12 L l l lamina em - mơ mê - lờ (mật ong) 13 M m m mel en - nơ nô - mênờ (tên) 14 N n n nomen ô ô ô - vum (trứng) 15 O o ovum pê pên - na (lông chim) 16 P p p penna quanh - quê (năm) 17 Q q cu q quinque e - rơ ra - ru - xờ (hiếm) 18 R r r raus ét - xơ xê - mên (hạt) 19 S s x semen tê tê - la (vải) 20 T t t tela đuo, dvo đu - ô(hai), 21 U u u u có thể viết: dvo vê vox vô - ích - xờ (tiếng nói) 22 V v v ich - xơ simples xim - plêch - xờ (đơn giản) 23 X x kx amylum a - my - lum (tinh bột) 24 Y y ip - xi - uy lon dê - ta zona dô - na (vùng) 25 Z z d Wolfram vôn - phơ - ram 26 W w v wedelia u - ê - đê - li - a (cây sài u đất)
Bảng 1.2. Quy tắc văn phạm Latinh biến đổi từ số ít sang số nhiều Giống Cái Đực Trung Số ít -a - us - um Số - ae -i -a nhiều Thí dụ alga, fungus, Bacterium, algae Fungi Bacteria IV. Hệ thống sinh giới và vị trí của các nhóm vi sinh vật 1. Khái niệm về giới sinh vật Giới (Kingdom) là đơn vị phân loại lớn nhất hiện nay bao gồm những sinh vật có chung những đặc điểm nhất định. Các hệ thống phân loại sinh vật là kết quả của hơn 200 năm nghiên cứu về hệ thống học. Hệ thống các cơ thể ngày càng hợp lý nhờ những hiểu biết sâu sắc về sinh học phân tử. Ngày nay, nhờ các phương pháp phân loại hiện đại như: hóa phân loại (Chemotaxonomy), phân loại số (Numerical taxonomy), phân loại chủng loại phát sinh (Phylogeney taxonomy) ,... mà khoa học đã xác định vị trí khá chính xác của các nhóm cơ thể và mối liên hệ chủng loại phát sinh giữa chúng. Thế giới sinh vật vô cùng phong phú và đa dạng. Để nghiên cứu chúng các nhà khoa học phải dựa vào các tiêu chí về cấu tạo, dinh dưỡng, sinh sản... để sắp xếp chúng vào bậc thang phân loại và đặt tên: Các sinh vật được sắp xếp theo thang phân loại lệ thuộc từ thấp đến cao: Loài (Species), Chi (Genus), Họ (Family), Bộ (Order), Lớp (Class), Ngành (Phylum), và Giới (Kingdom). Hiện nay trên giới còn có một mức phân loại nữa gọi là lĩnh giới (Domain). Đấy là chưa kể đến các mức phân loại trung gian như Loài phụ (Subspecies), Chi phụ (Subgenus), Họ phụ (Subfamily), Bộ phụ (Suborder), Lớp phụ (Subclass), Ngành phụ (Subphylum). Loài là bậc thang phân loại thấp nhất, giới là cấp phân loại cao nhất. Bất kỳ một sinh vật nào cũng được sắp xếp vào một loài nhất định. Nhiều loài thân thuộc tập hợp thành chi, nhiều chi thân thuộc tập hợp thành họ, nhiều họ thân thuộc tập hợp thành bộ, nhiều bộ thân thuộc tập hợp thành lớp, nhiều lớp tập hợp thành ngành, nhiều ngành hợp thành một giới. Để tránh nhầm lẫn người ta đặt tên loài theo nguyên tắc dùng tên kép (theo tiếng Latinh). Tên thứ nhất là tên chi (viết hoa), tên thứ 2 là tên loài (viết thường) Ví dụ: Escherichia coli. Khi cần viết tắt ta chỉ viết tắt tên chi, tên loài viết đầy đủ (bằng chữ thư ờng). Ví dụ: E.coli.
2. Một số hệ thống phân loại sinh vật *Trước Linne có nhiều tác giả phân loại sinh vật nổi tiếng, đáng chú ý là Aristotle (384 - 322 TCN) có nhiều đóng góp trong phân loại động vật.
* Các siêu giới này được sắp xếp theo 3 mức phức tạp của cơ thể sống
Gần đây hơn có các hệ thống phân loại được nhiều người chú ý: 3. Những sai khác giữa các tế bào Prokaryote và Eukaryote Nhóm sinh vật Nhân sơ và Nhân chuẩn có những sai khác cơ bản (Bảng1.5):
Bảng 1.5. Những sai khác giữa các tế bào Prokaryote và Eukaryote Đặc điểm Nhóm Nhân sơ Nhóm Nhân chuẩn (Prokaryote) (Eukaryote) * Tổ chức di truyền: - Màng nhân Chưa có Có - Số NST 1 >1 - Các NST chứa histon Không có Có - Hạch nhân Không có Có - Trao đổi di truyền 1 chiều qua plasmid Bằng sự kết hợp giao tử * Các cấu trúc của tế bào: - Lưới nội chất Không có Có - Bộ máy Golgi Không có Có - Ti thể Không có Có - Các lisosome Không có Có - Các lạp thể Không có Có ở thực vật - Kích thước ribosome 80S ở nhân, 70S - bào 70S quan - Sợi thoi vô sắc Không có Có Không chứa steron (trừ vi Có chứa steron - Màng sinh chất khuẩn lam) - Vách tế bào chứa PG Có murein ngoại trừ Không có Mycoplasma và vi khuẩn cổ (Peptidoglycan) Không có Đôi khi có * Chức năng đặc trƣng: - Thực bào Không có Đôi khi có - Ẩm bào Màng tế bào Màng bào quan Không có chuyển động nội Chuyển động nội bào - Vị trí vận chuyển điện tử bào rõ rệt - Dòng tế bào chất
Ngoài virus là nhóm vi sinh vật chưa có cấu trúc tế bào ra, tất cả các sinh vật khác trên trái đất này được chia thành hai nhóm lớn: Nhóm Nhân sơ (Prokaryote): bao gồm vi khuẩn (theo nghĩa rộng gồm vi khuẩn (Bacteria), xạ khuẩn (Actinomycetes), xoắn thể (Spirochaeta), vi khuẩn cực nhỏ (Rickettsia, Mycoplasma, Chlamydia) và vi khuẩn lam (Cyanobacteria). Nhóm sinh vật Nhân chuẩn (Eukaryote): bao gồm (nấm men, nấm mốc, nấm bậc cao, thực vật, động vật). V. Sự phân bố vi sinh vật trong tự nhiên Vi sinh vật phân bố vô cùng rộng rãi trong tự nhiên. Trên mặt hoặc nhiều khi bên trong tất cả các vật thể sống hoặc không sống trong tự nhiên đều có nhiều ít vi sinh vật. Trong phần này ta chỉ nghiên cứu về sự phân bố của vi sinh vật trong không khí, đất và nước. 1. Vi sinh vật trong không khí Không khí không phải là môi trường thuận lợi cho vi sinh vật phát triển. Tuy nhiên, trong không khí vẫn có vi sinh vật do cuốn theo bụi đất và sự hô hấp và bài tiết của người và động vật. Đa số vi sinh vật trong không khí là loại hoại sinh như cầu khuẩn, trực khuẩn có bào tử, nấm mốc, nấm men. Nhiều khi trong không khí cũng có vi sinh vật gây bệnh như trực khuẩn lao (Mycobacterium tuberculosis), trực khuẩn bạch hầu (Corynebacterium diphtheriae), liên cầu khuẩn tan máu, tụ cầu khuẩn gây bệnh, trực khuẩn ho gà, virus cúm, sởi, quai bị... từ bệnh nhân hay người lành mang mầm bệnh tiết ra. Số lượng vi sinh vật trong không khí thay đổi tùy địa điểm, dân số, mùa trong năm. Trên núi cao số lượng ít hơn dưới thấp. Nơi có tuyết phủ, 1m3 không khí có 4 - 5 vi khuẩn. Không khí ở thành thị có nhiều vi sinh vật hơn ở nông thôn. Những nơi đông dân cư, nơi công cộng như: rạp hát, câu lạc bộ... thường có nhiều vi khuẩn, virus do người bài tiết ra làm ô nhiễm bầu không khí trong một thời gian nhất định. Những nhà lụp xụp, ẩm thấp cũng có nhiều vi sinh vật. Không khí quanh bệnh nhân có nhiều vi sinh vật hơn người lành. Mặc dù vi sinh vật trong không khí không nhiều lắm, không sinh sản và phát triển, nhưng cũng cần hết sức chú ý, vì không khí là phương tiện truyền vi sinh vật từ chỗ này sang chỗ khác. Không khí cũng là nguồn nhiễm bẩn thực phẩm và gây nên một số bệnh truyền nhiễm. Sau những trận mưa lớn, không khí trở nên trong sạch. Các biện pháp trồng cây xanh, xây dựng nhà cửa cao ráo thoáng khí, hàng ngày mở cửa phòng ở, phòng làm việc cho không khí lưu thông, để ánh sáng dọi vào đều có tác dụng tốt trong việc làm sạch không khí. Trong một số trường hợp để khử trùng không khí, người ta thường dùng một vài chất: acid lact ic, formol, trietylenglycol, ozone, gần đây người ta dùng đèn phát tia tử ngoại để sát trùng không khí các phòng mổ, phòng sản xuất và bảo quản lạnh trong công nghiệp thực phẩm. 2. Vi sinh vật đất
Đất là môi trường thuận lợi cho vi sinh vật sống và phát triển (thức ăn, độ ẩm, nhiệt độ, pH...). Số lượng và kết cấu khu hệ vi sinh vật thường xuyên thay đổi tùy theo loại đất, khu vực địa lý, tầng đất, thời vụ và chế độ canh tác. Thành phần vi sinh vật đất rất phức tạp bao gồm: vi khuẩn, xạ khuẩn, vi nấm, v i tảo, động vật nguyên sinh. Riêng vi khuẩn rất phong phú, bao gồm vi khuẩn hiếu khí, kị khí, tự dưỡng, dị dưỡng, vi khuẩn cố định đạm... Trong đất canh tác, có nhiều chất hữu cơ, thoáng khí, số lượng vi sinh vật lên tới hàng triệu cá thể trong 1gam đất, đất hoang hóa và đất sa mạc có số lượng ít hơn. Số lượng vi sinh vật thay đổi theo độ sâu của đất: trên bề mặt có ánh sáng mặt trời, khô ráo nên có ít vi sinh vật, ở độ sâu 0,5 - 25cm, có số lượng nhiều, 100 - 200cm số lượng bắt đầu giảm, sâu vài mét, vi sinh vật ít tồn tại vì thiếu chất hữu cơ và ôxi. Các nhóm vi sinh vật trong đất thường xuyên có liên quan với nhau, có khi tác động tương hỗ lẫn nhau như Nitrosomonas và Nitrobacter, có khi chống đối nhau như các loài vi khuẩn, vi nấm, xạ khuẩn phát sinh ra các chất kháng sinh ức chế sự phát triển của các loại vi sinh vật khác. Vậy hệ vi sinh đất chính là nguồn lây nhiễm cho nước, không khí. Rồi chúng theo nước và không khí lan truyền khắp mọi nơi. Cần đề phòng vi sinh vật đất làm hư hỏng lương thực thực phẩm, và có thể gây một số bệnh hiểm nghèo như: bệnh than, bệnh uốn ván, hoại thư sinh hơi, ngộ độc thịt... Mặt khác, vi sinh vật đất có tầm quan trọng đặc biệt trong sự hình thành chất mùn. Trong đất còn có những vi khuẩn cố định N2 sống tự do hoặc cộng sinh làm giàu thêm nitơ cho đất. Nhưng ngược lại trong đất cũng có những vi khuẩn phản nitrate hóa, phản sunfat hóa..., mức độ phì nhiêu của đất phụ thuộc vào sự hoạt động của chúng. Do đó ta phải khống chế hoạt động của chúng để phát huy ảnh hưởng tốt, hạ thấp ảnh hưởng xấu, đưa năng suất mùa màng lên cao. Đất cũng là nguồn tốt để phân lập VSV hữu ích. 3. Vi sinh vật nƣớc Nước là một vấn đề quan trọng trong đời sống cũng như trong công nghiệp thực phẩm, dược phẩm... Để hiểu rõ vấn đề này ta tìm hiểu sự phân bố vi sinh vật trong nước, vấn đề làm sạch nước và vấn đề nước thải. Cũng như đất, nước tự nhiên là một môi trường rất thuận lợi cho vi sinh vật tồn tại và phát triển. Sự phát triển của vi sinh vật trong nước phụ thuộc vào một số yếu tố như nhiệt độ, pH, nồng độ O2..., trong đó quan trọng hơn cả là thức ăn trong nước. Nước càng bị bẩn do xác bã hữu cơ - nghĩa là càng nhiều thức ăn thì càng chứa nhiều vi sinh vật. Điều này ta sẽ thấy rõ khi nghiên cứu từng loại nước. - Nước ngầm (nước mạch) có ít vi sinh vật là do nước đã được thấm qua các lớp đất dày, vi sinh vật và các thức ăn hữu cơ được giữ lại trong lớp đất này. Nước ngầm càng sâu thì càng sạch.
Các giếng mạch nếu tìm được nguồn mạch tốt, sâu và có bảo vệ để tránh nhiễm bẩn ở bờ thì sẽ cho ta nước rất tốt cho việc ăn uống. - Nước ao, hồ bị nhiễm phân, rác rưởi có nhiều chất hữu cơ thì số lượng chủng loại vi sinh vật tăng nhiều. - Nước ở trong những hồ, biển lớn bụi bị lắng chìm nên số lượng vi sinh vật ít hơn. - Nước ở những vùng sông, ngòi gầ n dân cư thì số lượng vi sinh vật nhiều hơn vùng xa dân cư. Nước trong tự nhiên có khả năng tự làm sạch do tác dụng của ánh sáng mặt trời và do sự cạnh tranh sinh tồn mà hủy diệt lẫn nhau, hoặc là do chất kháng sinh của các thực vật thủy sinh tiết ra. Nước cũng là nguồn truyền bệnh nguy hiểm như vi khuẩn thương hàn (Salmonella typhi, trực khuẩn lỵ (Shigella spp.), phẩy khuẩn tả (Vibrio cholerae)..., ngoài những vi sinh vật sống trong nước, còn có những vi sinh vật gây bệnh do người và động vật làm ô nhiễm. Các vi sinh vật gây bệnh này chỉ tồn tại trong nước một thời gian nhất định. Chúng tồn tại trong nước lâu hay mau tùy theo nguồn nước, tính chất, nhiệt độ, pH... của nước. VI. Vai trò của vi sinh vật trong đời sống của con ngƣời Cho đến nay, con người vẫn sử dụng các phương pháp vi sinh vật cổ điển như sản xuất rượu, bia, men nở bột mỳ, các sản phẩm sữa nhờ vi khuẩn lactic; dấm nhờ vi khuẩn acetic; chế biến tương, đậu nành nhờ nấm mốc... Hầu hết các chất kháng sinh đều do vi sinh vật tổng hợp. Một số sản phẩm của vi sinh vật cũng được sản xuất nhờ các phương pháp vi sinh vật hiện đại: carotinoid và steroid từ nấm mốc, acid glutamic và các aminoacid khác cũng như nucleotit từ vi khuẩn. Nhiều enzyme quan trọng đều do vi sinh vật tổng hợp. Chỉ có vi sinh vật mới có khả năng chuyển hóa các nguyên liệu đặc biệt, trữ lượng lớn như dầu lửa, khí đốt, cellulose thành sinh khối hoặc các sản phẩm trung gian tiết vào môi trường. Năm 1982, hai nhà khoa học y học Australia Robin Warren và Barr y Marshall đã phát hiện ra vai trò của vi khuẩn Helicobacter pylori và cơ chế gây bệnh viêm loét dạ dày và viêm ruột ở người (giải Nobel năm 2005).
Kỹ thuật di truyền hiện đại có thể đưa một đoạn DNA bất kỳ vào vi khuẩn, buộc chúng tổng hợp một protein tương ứng như hormon, kháng nguyên, kháng thể... Việc chuyển các gene cố định N2 và các gene kháng sâu hại sang cây hay chuyền khả năng đ iều trị các bệnh do khuyết tật sinh hóa gây nên, cũng đang được quan tâm đặc biệt. Ở Việt Nam, chúng ta cũng đã dùng phương pháp trực tiếp bắn gene và phương pháp gián tiếp chuyển gene bằng con đường plasmid để chế vaccine có kết quả. Tháng 2 năm 2004, viện Pasteur thành phố Hồ Chí Minh cũng đã giải mã thành công bộ gene H 5N1 (gây bệnh cúm ở người từ gà) để có hướng điều trị bệnh này. Những thành tựu khoa học hiện nay, những kinh nghiệm của thế giới đã chứng minh rằng: vi sinh học là ngành khoa học tuy mớ i phát triển nhưng có ý nghĩa về mặt lý luận cũng như thực tiễn, có tương lai phát triển rực rỡ trong thế kỷ XXI. CÂU HỎI ÔN TẬP CHƢƠNG 1 1. Những sinh vật nào được gọi là vi sinh vật? 2. Những điểm giống nhau và khác nhau giữa tế bào Nhân sơ và tế bào Nhân chuẩn? 3. Vị trí vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm mốc, nấm men trong các hệ thống phân loại hiện nay? 4. Tế bào...........không có Nhân chuẩn nhưng có ............phân tán trong tế bào chất, nói chung chỉ có 1......, là tế bào....... 5. Vai trò của vi sinh vật trong thiên nhiên và trong đời sống con người?