Bài giảng Vi sinh vật học đại cương - Chương mở đầu

VI SINH VẬT HỌC ĐẠI CƯƠNG (Microbiologie) Lời cảm ơn Xin gửi lời cảm ơn chân thành tới PGS. TS. Nguyễn Bá Hiên, Trưởng bộ môn Vi sinh vật – Truyền nhiễm, Khoa Thú y, Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội đã dày công biên soạn bộ bài giảng này! Chương mở đầu I. Khái niệm về vi sinh vật: • Vi sinh vật (Microorganism) là tên chung dùng để chỉ tất cả các loài sinh vật nhỏ bé,muốn thấy rõ chúng người ta phải dùng đến kính hiển vi. • Để đo kích thước của vi sinh vật, người ta dùng các đơn vị: • Micromet (Mm ): 1 Mm =10-3 mm. • Nanomet ( n m ): 1 nm = 10-3M m. • Anstron ( A0 ): 1 A0 =10-1Nm. Vi sinh vật có nhiều nhóm khác nhau Chúng chỉ giống nhau về tính chất nhỏ bé và sự thống nhất trong phương pháp nghiên cứu Các nhóm VSV chủ yếu là : + Vi khuẩn (Bacteria) + Xạ khuẩn (Actinomycetes) + Nấm men (Yeast,Levures ). + Nấm mốc (Molds ). + Tảo hiển vi (Algae ). + Rickettsia + Mycoplasma. + Nguyên sinh động vật (Protozoa). + Virus. • II. Vi sinh vật học • VSV học(Microbiologie) : • Là môn khoa học nghiên cứu về hoạt động sống của các VSV và Mối quan hệ của chúng với môi trường xung quanh • Do VSV phân bố rộng rãi trong thiên nhiên và hoạt động sống của nó có liên quan đến nhiều lĩnh vực trong đời sống con người nên VSV học lại được chia ra nhiều ngành chuyên khoa: 1. VSV học đại cương: Là môn học nghiên cứu những quy luật chung nhất về hình thái, sinh lý ,di truyền, nuôi cấy ,phân loại,nghiên cứu các kỹ thuật,các phương pháp nghiên cứu VSV. 2 2 VSV học Công nghiệp : Nghiên cứu các VSV áp dụng trong công nghiệp như chế biến thực phẩm ,SX các chế phẩm y dược,SX hoá chất, enzym, phân bón , thuốc bảo vệ thực vật Ví dụ: + Sản xuất rượu : Dùng nấm men Saccharomyces cereviciae + Sản xuất dấm : Dùng vi khuẩn oxy hoá rượu . Axetobacter axetic . Axetobacter xylinum 3. VSV học nông nghiệp : Nghiên cưú các VSV phục vụ cho nông nghiệp như : - VSV Đất - VSV trong bảo vệ thực vật - VSV trong bảo quản chế biến - VSV ứng dụng trong chăn nuôi. - VSV thuỷ sản Ví dụ: + Trong 1 gam đất có 100 triệu vi khuẩn 10 triệu xạ khuẩn 10 vạn  1 triệu nấm mốc 1  10 vạn tảo, nguyên sinh đv • Trong đất có những VSV có lợi làm tăng độ phì cho đất như: - VSV cố định Nitơ: . Vi khuẩn Azotobacter sống hiếu khí . Vi khuẩn clostridium pasterianum yếm khí . Vi khuẩn sống cộng sinh với cây họ đậu: Rhizobium leguminosarum Rh. phaseoli Rh. vigna - VSV phân giải xác ĐV, TV hình thành mùn cho đất: Ruminococcus, Mucor, Bacillus. Nhiều chế phẩm phân vi sinh như : phân vi sinh cố định Nitơ: Azotobacterin, Rhizobin, Nitraginđược sản xuất. 3. VSV Y học : Nghiên cứu các VSV gây ra các bệnh truyền nhiễm ở người ,các phương pháp chẩn đoán ,phòng và trị bệnh. 4. VSV thú y : Nghiên cứu các VSV gây ra các bệnh truyền nhiễm cho động vật nuôi, các phương pháp chẩn đoán, phòng và điều trị bệnh. Ngoài ra còn rất nhiều môn học chuyên ngành khác như VSV lâm nghiệp,VSV thuỷ sản, Địa VSV học. Do VSV học phát triển nhanh đã dẫn đến hình thành những lĩnh vực chuyên sâu khác như : - Vi Khuẩn học (Bacteriology) - Nấm học (Mycology) - Virus học ( Virology) Vai trò của VSV trong tự nhiên VSV phân bố rộng rãi trong tự nhiên Hoạt động của chúng rất mạnh mẽ nên chúng có tác dụng rất lớn trong vòng tuần hoàn vật chất trên trái đất Duy trì sự sống trên toàn bộ hành tinh và tham gia vào mọi lĩnh vực hoạt động sống của con người. 1. Trong tự nhiên: VSV là mắt xích trọng yếu trong vòng tuần hoàn của vật chất, nếu không có VSV thì chỉ trong một thời gian ngắn (khoảng 30 năm)có thể làm ngừng sự sống trên cả hành tinh. Ví dụ: về sự tuần hoàn của cacbon). Vòng tuần hoàn vật chất trong tự nhiên Thùc vËt (SV tæng hîp) §éng vËt (SV tiªu thô) VSV (SV ph©n huû) 2. Đối với sản xuât nông nghiệp : VSV có vai trò rất lớn Làm giàu chất dinh dưỡng cho đất Hoạt động của VSV trong đất còn tạo ra các chất có hoạt tính sinh học như: - Enzym - Vitamin - Kháng sinh Giúp cây trồng sinh trưởng và phát triển tốt 3. Trong chăn nuôi và ngư nghiệp: - VSV có vai trò rất lớn - O vật nuôi có hệ VSV rất phong phú, giúp vật nuôi đồng hoá chất dinh dưỡng và thải chất cặn bã trong quá trình sống - Sử dụng VSV trong bảo quản và chế biến thức ăn Ví dụ: + Dùng vi khuẩn sinh axít lactic như: . Streptococcus lactic . Lactobacter lactic . Lactobacter acidophilumđể ủ chua thức ăn. - Sử dụng VSV để sản xuất các chế phẩm sinh học dùng cho chăn nuôi như : + Sản xuất protein đơn bào từ: - Nấm men (Saccharomyces), - Vi khuẩn(Cellulomonas,Alcalligenes), - Tảo ( tảo silic Sketetonema costatum, Chaetoceros sp, Tetraselmis) . • Vấn đề quan trọng đảm bảo thành công trong chăn nuôi là: • - Ngăn chặn và phòng chống được dịch bệnh truyền nhiễm cho đàn gia súc. • - Môn VSV thú y , Dịch tễ học thú y, Bệnh truyền nhiễm đã chỉ ra nguyên lý , cơ chế và các biện pháp phòng chống dịch bệnh cho động vật nuôi, đặc biệt là các bệnh TN có thể lây sang người, Góp phần bảo vệ sức khoẻ cho con người Quá trình phát sinh và lây truyền của bệnh truyền nhiễm CHUỘT NGƯỜI ONG RUỒI LỢN BỊ BỆNH GÀ BỊ BỆNH VỊT BỊ BỆNH BÒ BỆNH SÀN LỢN ĐÀN TRÂU BÒ ĐÀN VỊT ĐÀN GÀ Quá trình phát sinh và lây truyền của bệnh truyền nhiễm CHUỘT NGƯỜI ONG RUỒI LỢN BỊ BỆNH GÀ BỊ BỆNH VỊT BỊ BỆNH BÒ BỆNH ĐÀN LỢN ĐÀN TRÂU BÒ ĐÀN VỊT ĐÀN GÀ 4. Trong thu hoạch ,bảo quản và chế biến nông sản, VSV cũng có vai trò vô cùng quan trọng. 5. Trong đời sống hàng ngày,hầu như con người đều phải sử dụng các sản phẩm có nguồn gốc từ VSV,hoặc có liên quan đến VSV. 6. Như vậy VSV có mặt ở mọi nơi và xâm nhập vào mọi hoạt động SX và đời sống của con người. Nắm vững hoạt động sống của VSV , con người có thể đề ra nhiều biện pháp làm cho chúng trở thành vũ khí sắc bén trong công cuộc chinh phục và cải tạo thiên nhiên, trong SX nông –Lâm – ngư nghiệp và trong cuộc sống hàng ngày. Vi sinh vật và bệnh tật • Từ ngàn đời nay, các bệnh truyền nhiễm vẫn là mối đe doạ của các loài sinh vật đối với loài người và động vật những thiệt hại do chúng gây ra thật là lớn lao. • Ví dụ: • - Thế kỷ 15, dịch hạch làm 500 triệu người mắc, 20 triệu người chết. • - Giữa thế kỷ 18, dịch đậu mùa làm 60 triệu người mắc. • - Thế kỷ 19, hàng triệu người Châu Phi chết vì bệnh sốt vàng. • - O Việt Nam, riêng Hà Nội năm 1945 dịch đậu mùa đã làm chết khoảng 5000 người. • Theo WHO ,ở người , bệnh truyền nhiễm đang có xu hướng gia tăng . • Các bệnh như dịch hạch, sốt xuất huyết, viêm màng não, sốt vàng, laosau nhiều năm giảm xuống đã gia tăng trở lại. • Nhiều bệnh truyền nhiễm mới nảy sinh với tốc độ chưa từng có như: • - AIDS (Acquired Immuno Deficiency Syndrom) • - Viêm đường hô hấp do virus... • Trong vòng 30 năm qua, 500 loài Virus gây bệnh chiếm 80% trong tổng số các bệnh nhiễm trùng ở người đã được phát hiện . Điều nguy hiểm là danh sách các bệnh truyền nhiễm do VR gây ra chưa có trang cuối. • ở gia súc , gia cầm , bệnh truyền nhiễm gây ra nhiều thiệt hại to lớn, ảnh hưởng đến đời sống con người ,đến nền KT QD do: • - Giết chết hàng loạt vật nuôi • - Tốn kém cho việc thực hiện các biện pháp phòng chống dịch. • - Gây rối loạn hoạt động xã hội. • - Lây bệnh sang người , đe doạ tính mạng và làm ảnh hưởng đến sức khoẻ con người. BỆNH DẠI ĐẬU MÙA AIDS AIDS HPV herpessimplex BỆNH PHONG GIANG MAI Những bàn tay, chân tật nguyền Lao da và lao phổi ở người Gôm Giang mai ở mặt NGƯỜI BỊ BỆNH NHIỆT THÁN, TAY SƯNG TO, UNG NHIỆT THÁN SÂU, CHẢY NƯỚC, CÓ BỜ MÀU NÂU SẪM Uốn ván ở người lớn Sơ lược lịch sử phát triển môn học 1 Giai đoạn trước khi có kính hiển vi: • (trước thế kỷ 15) • Khi chưa phát minh ra kính hiển vi loài người chưa biết trong tự nhiên có VSV • Nhưng từ thời thượng cổ con người đã biết sử dụng VSV trong hoạt động sống • Ví dụ: • - Nấu rượu, ủ phân, làm tương, muối dưa • - Đất mới khai hoang trồng cây họ đậu • - 2000 năm trước công nguyên người Trung Quốc, Ân Độ lấy vảy đậu mùa phơi khô, tán nhỏ cho người lành hít • Các bệnh truyền nhiễm cũng được con người mô tả và nghiên cứu các biện pháp phòng chống mặc dù chưa biết đến mầm bệnh. • Bác sĩ người ý Fracastoro (1453-1553) đã NC bệnh TN và kết luận: • - Nguồn gốc của bệnh truyền nhiễm là do sự bẩn thỉu gây ra • - Được truyền từ người này sang người khác qua một môi giới mà môi giới này loài người chưa từng biết đến. 2.Giai đoạn sau khi có KHV: KHV ra đời, VSV mới được phát hiện Lịch sử phát triển của nó chia làm 3 giai đoạn: • + Giai đoạn phát hiện ra KHV • (Giai đoạn hình thái học) Vào giữa thế kỷ 17, Anton Leeu wenhock (1632-1723) • là người đầu tiên : • - Phát minh ra KHV (1695). • - Nhìn thấy VSV • - Viết sách về VSV • Độ phóng đại của KHV còn ở mức thấp (160 lần), nên chỉ miêu tả về mặt hình thái Anton Leeu Wenhock (1632-1723) + Giai đoạn hình thành ngành khoa học VSV : Để hình thành ngành khoa học VSV phải xác định được: - Hoạt động sống của VSV - Mối quan hệ của chúng với môi trường xung quanh Để có được kết quả này có sự đóng góp rất lớn của các nhà VSV học Bắt đầu từ thế kỷ 19, nghành VSV bắt đầu phát triển nhanh. Đến cuối thế kỷ 19 rất nhiều VSV gây bệnh cho người và động vật đã được phát hiện. Pasteur (1822 – 1895) Ông được coi là người khai sinh môn học vì: - Sáng tỏ bản chất của VSV - Vai trò của VSV trong tự nhiên + 1857 – xác định được bản chất quá trình lên men. Ông chỉ rõ : Lên men rượu do nấm men Lên men Lactic do vi khuẩn Lactic Đây là quá trình hô hấp yếm khí + 1861 – chứng minh sai lầm của thuyết tự sinh + 1865 – tìm ra nguyên nhân làm chua rượu vang là do vi khuẩn  đề ra phương pháp khử trùng Pasteur + 1873 – tìm ra vi khuẩn gây bệnh nhiệt thán, 1882 đã nghiên cứu được vacxin phòng bệnh (vacxin nha bào nhiệt thán Pasteur) + 1885 – nghiên cứu được vacxin phòng bệnh dại Robert Koch (1842 – 1910) • Robert Koch (1842 – 1910) • Nhà bác học người Đức +1882 tìm ra vi khuẩn lao , đưa ra phương pháp tẩy uế ngăn ngừa bệnh lây lan • +Phát minh ra môi trường đặc để nuôi cấy vi khuẩn, có ý nghĩa lớn trong phân lập và thuần khiết vi khuẩn • + Sáng tạo ra phương pháp nhuộm màu • Metsnhicop (1845 – 1916 ) • Nhà bác học ngưới Nga • Đề ra học thuyết miễn dịch thực bào • Ivanopxki (1864 – 1920) • Nhà bác học ngưới Nga • Người đầu tiên phát hiện ra virus khi Ông nghiên cứu bệnh đốm lá thuốc lá • Mở rộng thêm lĩnh vực nghiên cứu của loài ngưòi với VSV • 1928 Alexander Fleming (Anh ) • Phát hiện ra kháng sinh. Mở ra kỷ nguyên mới trong lịch sử đấu tranh chống các bệnh truyền nhiễm, kỷ nguyên chất kháng sinh +Giai đoạn hiện tại: Nửa sau của thế kỷ 20, với sự phát triển nhanh chóng của các ngành khoa học kỹ thuật khác, nhiều phương tiện nghiên cứu mới ra đời  VSV học phát triển không ngừng: - Kính hiển vi điện tử - Máy siêu ly tâm (70.000 vòng/ phút) - Máy siêu âm - Nuôi cấy tế bào - Sắc ký, cộng hưởng từ hạt nhân - Kỹ thuật nhiễu xạ tia Rơnghen và máy tính điện tử - Kỹ thuật sinh học phân tử. VSV đã trở thành ngành khoa học sâu rộng, ngày càng phục vụ đắc lực cho sản xuất và đời sống của con người. Giới thiệu chương trình môn học