Giáo trình vi sinh vật học lý thuyết và bài tập giải sẵn (tập 2) phần 2

V I S I N H V Ậ T H Ọ C Ạ T H Ự C P H À M & C Ô N G N G H I Ệ P Food & industrial microbỉology 9.1 MỤC TIÊU OBJECTIVES you have mastered this chapter, you s Khi nắm vững chương bạn phảiOnce có khả năng: able tó: • Mô tả trao đổi chất vi sinh vật • Describe how microbial metabolism can be điêu khiển để sản xuất thực phẩm manipulated for food production • Xác định đặc tính cùa thực phẩm •cóExamine how food characteristics and the mặt vi sinh vật thực phẩm dẫnpresence of microorganisms in food can lead to đến hư hỏng thực phẩm cách food spoilage • Kể vài phương pháp ngăn ngừa hư hịng • List several methods for the prevention of food thực phẩm spoilage • Kể số sản phẩm thương mại • List some of the various commercial products sản xuất vi sinh vật produced by microorganisms • Giải thích cách nước nước thải có• Explain how water and wastewater are treated to thể dược xử lý để làm cho chúng trở nên an tồn make thèm safe and usable sử dửng • Describe the process of bioremediation • Mõ tả trinh liệu pháp sinh học • Discuss the problem of acid mine drainage • Thảo luận vấn đè nước axit trang khai • Describe the role of genetically manipulate thác quặng microorganisms in industrial and agricultural • Mơ tả vai trị vi sinh vặt thao tác processes vé and the basics of industrial-scale mặt di truyền trinh công nghiệp vàtermentation nống nghiệp vá sở lẽn men quy mơ• Detine the terms used to describe microbial cơng nghiệp relationships wĩthin the environment • Định nghĩa thuật ngữ sử dửng để m tả •ơExplain the iníluence of competition, antago mói quan hệ vi sinh vật bên and cooperation ôn microbial survival môi trường • Distinguish betvveen freshwater and marine • Giải thích ảnh hưởng cạnh tranh, đối khánghabitats in terms of characteristics and microbial hợp tác lên tổn vi sinh vật • Phân biệt nơi sống nước nước biển vé phương diện đặc tính quần https://tieulun.hopto.org MO Chương chín • VI sinh vải học thực phẩm ế cống nghiệp thể vi sinh vặt populations • Mơ tả sổ bệnh vi sinh vật gây nhiễm từ • Describe several microbial illnesses thát can be môi trường đất nước acquired from terrestrial and aquatic • Kểracác tiêu chuẩn sử dửng để đánh giáenvironments vi sinh vật có khả tiêm tàng dùng lầm vũ • Identity the criteria used to assess microorganisms khí sinh học for potential use as biological vveapons • Kể đặc tính tác nhân c•hoList the characteristics of agents deemed of có nguy lớn sử dửng làm tác nhân signiíicant risk for use as biological agents against sinh học chống lại người, động vật, thực vật.humans, animals, and plants • Mõ tả vài biện pháp sử dửng• để Describe several measures thát can be taken to hạn chế tiếm vử khủng bố sinh limit the potential for bioterrorist attack học • Discuss how recombinant DNA technolog • Thảo luận cách náo cõng nghệ ADN tái tổbe used to produce moditied biological agents hợp sử đửng để sản xuất tácCore concepts nhân sinh học bị biến đổi To most of us, Escherichia con, one of the m 9.2 Các khái niệm Hầu hết biết vé E.coli mộtwell-known causes of food poisoning, bút for millions of tác nhân gáy bệnh ngộ độc thực phẩm, songAmericans suffering trịm diabetes, E bacteria are liíesavers thát produce roughly half of all the hàng triệu người Mỹ bị bệnh tiểu đường thi vi khuẩn E lại la cứu cánh họ - insulin chúng thát diabetics require to survive and lead normal lả kẻ sản xuất gắn nửa số insulin mà lives people produce the insulin required người bị bệnh tiểu đường cán tới để sống sót vàHealthy để the body' s cells to take úp the glucose they need sống sống binh thường Diabetics, hovvever, either nót produce this Con người khỏe mạnh sinh insulin cắn thiết để hormone, cannot produce enough of Ít, or cannot tế bào thể hấp thu glucoza mà properly u s e what ihey produce, so they must rely ôn chúng cẩn Tuy nhiên người bị bệnh tiểu of externally produced insulin to đường, không sản xuất dược loại hocmoinjections n Before the 198ŨS, the only insulin availnày, sản xuất đủ, không thểcompensate sử able w a s obtained trịm animals, bút since then the dửng cách hợp lý họ sản xuất ra, h u m a n g e n e thát codes íorinsulin was successtully nén họ phải dựa vào liêu thuốc insulin đưa từ a d d e d to a plasmid and inserted into E Human bên vào để bù lại Trước năm 1980 insulin produced b y a genetically modiíied bacterium nguồn cung cấp insulin từ động vật, song works m o r e effectively in the h u m a n b o d y than kể từ thời gian náy, gen người mã hoa insulin insulin fram animals E v e n though animal insulin is dưa thành cõng vào plasmit still available, its use is being p h a s e d out gradualíy gắn thành cóng vào E.colí Insulin người, This chapter examines the astounding variety of sản xuất nhờ chủng vi khuẩn dã cải biến ways we use microbes today, from food praduction vế di truyền, thể người dã làm việc hiệu to medical treatments to waste management to so với insulin từ động vật Mặc dù insulin đồng defense against bioterrorism—all topics in the fields vật có mặt, song sử dửng of applied and environmental microbiology dán dần loại bỏ Chương nghiên cứu hàng loạt phương thức đáng ngạc nhiên mà ngày sử dửng vi sinh vật, từ việc san xuất thực phẩm, việc điều trị y học, việc quản lý chất thải tới đấu https://tieulun.hopto.org tranh chống lại khủng bố sinh học - tất đế tài lĩnh vực vi sinh vật học ứng dửng vi Giáo trinh vi sinh vại học - Lý thuyết tập giải sẵn 241 Các hoạt động trao đổi chất vi sinh vật ảnhThe metabolic activities of microorganisms shape hưởng lớn đến môi trường nhiêu much of our environment, and many microbial phản ứng vi sinh vật mang ý nghĩa thiết yếu choreaclions are essential to life ôn Earth Bacteria and sống Trái Đát Vi khuân nấm cố khả năngfungi in particular are capable of many metabolic đặc biệt đỗi với nhiêu trinh trao đổi chất có ýprocesses thát are useful to humans Chapter nghĩa cho người Chương giới thiệu cácintroduced kỹ techniques of recombinant DNA thuật cõng nghệ ADN tái tổ hợp kích thích technology thai enhance the natural processes of trinh tự nhiên vi sinh vật mộtmicroorganisms số and, in some cases, give thèm new trường hợp, tạo nhiêu chức làm cíunctions ho thát make thèm valuable in industry chúng trở nên có giá trị cõng nghiệp, nông agriculture, or medicine In this chapter we examine nghiệp hay y học Trong chương sẽother areas of applied microbiology, as well as topics nghiên cứu lĩnh vực khác vi sinh vật học inứngthe field microbiology, of environmental Applied themicrobiology commercial use of dửng vân đè lĩnh vực vi sinhmicroorganisms, vật encompasses two distinct fields: học mõi trường food microbiology, which includes the use of Vi sinh vật học ứng dửng, sử dửng thương microorganisms in food production and the mại vi sinh vật, bao gôm hai lĩnh vực: vi sinhprevention vật of food spoilage and food-related học thực phẩm liên quan tới sử dửng vi sinhillnesses, vặt and industrial microbiology, which involves việc sản xuất thực phẩm việc phịng ngboth ừa the applìcation of microbes to industrial hư hỏng thực phẩm bệnh có liên manacturing processes and the solution of quan đến thực phẩm, vi sinh vật học cõng nghiệp environmental, health, and agricultural problems bao gồm cà việc ứng dửng vi sinh vật cho Environmental microbiology explores where trinh sản xuất cõng nghiệp lẳn việc giải microorganisms are found in nature, what they vấn đế môi trường, sức khoe vá nông nghiệp Vi there, sinh and how their activities affect other organisms vật học mõi trường tìm hiểu vi sinh vật gặp đâu(including humans) and the environment itself We tự nhiên, chúng làm gi cách Food b microbiology begin y considering food microbiology hoạt động chúng tác động lên sinh vật khác Microorganisms are involved in producing ma (kể người) đến chinh mịi trường of our íavorite foods and beverages, tròm bread to Chúng ta bắt đẩu việc xem xét vi sinh yogurt vật to wine Indeed, fermented foods are among học thực phẩm some of the oldest foods knovvn and are culturally 9.2.1 Vi sinh vật học thực phẩm very diverse The characteristic tlavors, aromas, and Vi sinh vật tham gia vào việc sản xuất consistencies nhiêu loại of such foods result from the presence thực phẩm đồ uống ưa thích từ bánh of acids or sugars made by microbes during mi, yagua tới rượu vang Trong thực tế, thực phẩm íermentation Besides conferring taste and aroma, lên men nằm số thực phẩm cổ fermentation also acts as a preservative, destroys biết đa dạng vé mật văn hóa Hương vịmvà any pathogenic microbes and toxins, and, in some độ bén vững đặc trưng thực phẩm cases, bắt adds nutritional value in the form of vitamins nguồn từ có mặt axit đường vi or sinhũther nutrients In the following sections we vật tạo nén trang lên men Ngoài việc tạo hương explore how our knowledge of microbial growth and vị, lên men hoạt động phương metabolism tiện enables us to use microbes iníood bảo quản, phá huy nhiễu vi sinh vật gây bệnh production độc and to control microbial activity thát tố, số trường hợp, bổ sung giá trị dinh results in food spoilage dưỡng dạng vitamin hay chất dinh dưỡng khác Trong phần sau nghiên cứu cách hiểu biết vé sinh https://tieulun.hopto.org trưởng vả trao đổi chất vi sinh vật cho phép sử dung vi sinh vật sản xuất thực 242 Phương chín • Vi sinh vật học thực phẩm ế cõng g j j ẽ j dẫn đến hư hỏng thực phẩm Vai trò vi sinh vật sản xuất Tthực phẩm he roles of microorganisms in food production Bánh mi Breaơ Trong bánh mì khơng nở loại "bánh VVhereas unleavened breads such as 'quick mi nhanh" hay bánh mi dẹt sàn xuất khống breads" or *flat breads" are made vvithout the cấn bổ sung nấm men, bánh mi nở có nguồnaddition gốc of yeast, leavened breads result tròm the từ trao dổi chất kỵ s.cerevisiae Sữanaerobic a nóng metabolism of s cerevisiae Warm milk or nước nóng bổ sung vào bột nấm menwater khô is added to dried yeast powder to reconstitute để phửc hổi lại nó, sau bốt nhão tạt, raand then the dough produced by mixmg this liquid cách trộn dịch lỏng với bột mi, muối vàwith flour, salt, and other ingredients is kneaded to thành phấn khác nhào trộn để đưa khôngintroduce air The dough rises when metabolic vào Bột nở phản ứng giải phóng C0 reactions release CO;, producing air pockets within sinh túi khí bơi nhão Trong nướng the dough During baking, any ethanol produced by bánh mi etanol sinh lên men bị bốctermentation evaporates Sourdough bread is made Bánh mi làm bột chua sử dửng giống khởi động using starter cultures consisting of yeast and lactic chứa nấm men lẫn vi khuẩn íactic Axit lactic acid bactena Lactic acid produced by the bađena sản xuất bời vi khuẩn làm cho bột chgives ua sourdough its characteristic taste có vị đặc trưng Fermentation refers to the partial oxidation of Lén men oxi hóa phán đường đểsugars giải toreleaseenergy using organic molecules as phóng lượng cách dùng phân tử hữu electron acceptors In food microbiology, however, làm chất nhận điện tử Tuy nhiên, vi sinhlermentalion vật reters to any desirable changes thát học thực phẩm, lên men coi sựoccur thayto a food or beverage as a result of microbial đổi mong muốn xảy thực phẩm growth By contrast, spoilage denotes any unwanted hay loại uống bắt nguồn từ sinh truồng change to a food thát could occur from undesirable vi sinh vật Ngược lại, hư hịng có ng hĩa fermentation reactions, the growth of pathogenic Grains, fruits, and vegetables are often thay đổi không mong muốn náo đốimicroorganisms, với or the general presence of any associated with natural microbial populations thực phẩm diễn phản ứng lèn m unevnvanted microorganisms in the food capable of íermentative metabđlism In antiquity, không mong muốn, sinh ừưởng vi sinh people relied ơn such spontaneous íermenlation to vật gãy bệnh, có mát nói chung cùa produce various foods and drinks Hovvever the vi sinh vặt không mong muốn thực phẩm same microbes are nót alvvays present ơn a food Hạt ngũ cốc, hoa rau thưởng chứa tròm harvest to harvest; thereíore, most modem quán thể vi sinh vật tự nhiên có khả lên men commercial food and beverage production relies, ôn Vào thời cổ đại, người dựa vào starter cultures composed of known microorganisms trình lẽn men ngẫu nhiên để sàn xuất thát pertorm speciíic íermentations consistently In loại thực phẩm đố uống khác Tuy nhiên addition to an initial starter culture, seconơary loại vi sinh vật khống phải có cultures may be added to turther modity the davor ÓT mật loại thực phẩmở vử thu hoạch aroma of some foods Thus although the same khác nhau; hầu hết trình sản xuất starter culture is used to initiate cheese íomiation, thực phẩm đồ uống đại trẽn thị trường đêu Swiss cheese and blue cheese are different because dùng loại giông khỏi động chứa vi sinh vật of the secondary cultures used biết tiến hành q trình lên men dặc biệt cách ổn định Ngồi gióng khởi động ban đấu, giống thứ cấp bổ sung để https://tieulun.hopto.org làm biến đổi hương vá vị số loại thực phẩm Chảng hạn, loại Giáo trinh vi sinh vật học • Lý thuyết lập giải sin 243 lam loại khác giống thứ cấp dược sử dửng Rau lên men Fermented vegetables Dân cư khắp nơi giới đêu lên men nhiêuPeople around the world ferment many types oi loại rau Hầu hết loại sản phẩm rau náy đêuvegetables Most of these vegetable products are kết hoạt đông vi khuẩn lactic the result of the actions of lactic acid bacteria such streptococcus, Leuconostoc, Lactobacilus as streptococcus, Leuconostoc, Lactobacillus, Lactococcus Bọn sàn xuất axit lactic mótLactococcus, cách which speciíically produce lactic acid đặc hiệu trinh lẽn men Sự có mặt axitduring íermentation The presence oi lactic acid lactic axit hoa thực phẩm vá lâm cho có acidifies vi the food and produces a "sour" ílavor other "chua" Các vi khuẩn nấm khác có thực bacteria or fungi in the food may also contribute phẩm đóng góp vào sản phàm fermentation lên products to enhance ílavor and aroma men nhằm làm tăng hương vị chúng Many common food products are derived from Nhiêu sản phẩm lẽn men thường gặp cố nguồn the íermentation of vegetables Sauerkra trịm gốc từ lên men loại rau Dưa muối Germany and kimchi tròm Korea are both types of (Sauerkrau) Đức vá kim chi Hàn Quốc cáccavíbbage fermented by lactic acid bacteria Soy dử vé bắp cải lẽn men vi khuẩn lactic sauce is made by the íermentation of soybeans and Nước chấm sản xuất cách lên men đậu vvheat by Lactobacillus, yeast, and the fungus lương lúa mạch nhờ Lactobacilus, nấm men Aspergillus oryiae Chocolate is derived from the nấm Aspergillus oryzae Sôcôla bắt nguồn từ of cacao seeds Coffee production fermentation men hạt cacao Sự sản xuất cà phê dựa trênrelies ôn natural fermentation and enzymatic việc lẽn men tự nhiên phân huy enzimdegradation để to release the bean from the outer giải phóng hạt cà phê khỏi lớp vỏ layers hột of the coffee berry so thát the bean can then cà phê, sau hạt lâm khơ rang.be dried and roasted Dưa chuột muối loại thực phẩm lên men Pickles are a common fennented food White thường gặp Đối với người da trắng, "dưa chuốtpeople often equate "pickles" with cucumbers, other muối" (pickles) dồng nghĩa với dưa chuột, nhiên toods such as beets and eggs can be pickled thực phẩm khác củ cải đường trứng Pickling refers to the process of preserving or dùng để sản xuất dưa chuột muồi ílavoring foods with brine (saturated salt water) or dây muối có nghĩa bảo quản làm tăng hương acid The acid may result from microbial fermentavị thực phàm nước muối bão hoa tion axit - as is done with diu pickles Various spices can m entetod the íoods arerTtsolution madetofor Axit sinh từ lẽn men ta be Faedrd ed pickling enhahnucm eanlaste consumption alone Silage a product u s e d as animal ngâm dưa chuột Các gia vị khác thêm Because pickled foods are acidic, few pathogenic is mmaki adentròm the natural vào dung dịch muối dưa chuột để làm tăng vị Vi feed ơn many íarms, microorganisms survive, g pickling an fermentation of com, grass, thực phẩm muối có tính axit, vi sinh vật gây bệnh excellent preservation method.grain stalks, potatoes, and other types of green foliage The vegetation is sống phương pháp muối cút úp and stored in silos thát are closed to air Uncoi phương pháp bảo quản thực phẩm tuyệt der such moist, anaerobic conditions, the vegetation vời in the silos íerment, producing many organic Cấc sàn phẩm lên men không sản xuất com pounds thát make the silage both aromatic and để phửc vử minh người, cò ù chua sản phẩm sử dửng làm thức ăn gia súcở nhiêutasty to livestock Some íarmers produce silage by trang trại, sản xuất nhờ lên men tự nhiên ngũ cốc, cỏ, thân cây, cà chua loại xanh khác https://tieulun.hopto.org Thực vật cắt giữ kho ủ thiếu khơng khí Dưới điếu kiện ẩm kị khí 244 Chương chín - VI sinh vãi học thực phẩm ế cồng nghiệt chua cách thu thập cỏ khơ va rơm saubaling dó hay and grasses and then wrappmg the bale dóng trang túi chất dẻo tạo điếu kiện cho in plastic to allow fermentation to occur trinh lẽn men điển Các sản phẩm thít lèn men Fermented meat products Nếu khơng làm khô lèn men theo mộtUnless dried, cured, smoked, or íermented in cách thịt cố khuynh hướng bị hỏng some way, meat has a tendency to spoil rapidly The nhanh Việc kết hợp men với sấy khị hốc hcombinalion un of fermentation and drying or smoking khói sử dửng từ nhiêu kỷ để báo has been used for centuries to preserve meats quản thịt, đặc biệt dối với thít lợn thịt bò Xparticularly úc pork and beef Dry sausages such as xích khơ salami pepperoni chế tạo salami and pepperoni are made by grinding certain cách nghiên mót số loại thịt, trơn với cấc loại giameats, vị mixing in various spices and starter cultures khác loại giống khởi đơng, qua allovving cho the mixture to íerment in the cold, and then phép hỗn hợp lẽn men điếu kiện lạnh,stuffing rối Ít into casings Headcheese isn't cheese át nhối chúng vào túi bọc Thịt ướp nấu đống all, bút rather pork pickled in brine and spices and (headcheese) hốn tồn khơng phải loại stuffed into casings Fermented fish - common in phomat, ngược lai, loại thịt lợn muối Asian countries - are prepared by grindmg fish in nước muối công với gia vị rói đóng vào túi bọc brine Naturally occurring microbes feiment the Cá lên men - thường gặpở nước châu Á, mixlure The solids are removed and pressed lo tom chuẩn bị cách nghiên cá nước muối Các a fish paste, while the liquid portion is drained off vi sinh vật có mặt tự nhiên men hỗn and mixed with Aavoring agents to form fish sauce Fermented dairy products hợp Phán chất rắn loại ép thành dạng patê, phẩn dịch lòng rút trộn với cácMilk fermentation relies, for the most part, ôn the activities of lactic acid bacteria Milk in an udder is yếu tố gia vị thành nước mắm sterile, bút because milking introduces many Các sản phẩm sữa men nót all of which are desirable, raw Sự lẽn men sửa đại đa số trường hợp microorganisms, đêu milk is pasteurized betore Ít is packaged or used in dựa trẽn hoạt dõng vi khuẩn sinh axit lactic the production of termented dairy products Sữa bầu sữa vốn vồ trùng song trinh Buttermilk is made tròm skim milk (milk tròm vát sữa đưa nhiêu vi sinh vặt vào khơng phải tất đêu vi sinh vật mong muốn chowhich fat has been removed) by adding a starter culture of Lactococcus lactis subspecies cremoris nên "sữa thô" dược khử trùng Pasteur trước and Leuconostoc citrovorum The metabolic đóng gói vá sử dửng sản xuất products of fermentation give buttermilk and other sản phẩm sữa lên men milk products their characteristic textures Sữa bơ sản xuất từ sữa (tức sữíermented a and aromas mà phần mỡ dã loại bò) cách thêm vào Yogurt production utilizes starter cultures of giống khởi động có tên Lactococcus lactis streptococcus thermophiluss anđ Lactobacil loài cremoris vá Leuconostoc citrovorum Các bulgaricus Pasteurized milk, milk solids sản phẩm trao đổi chất lên men làm cho sữa and other ingredients are mixed to a bơ sản phẩm sữa lên men khác có kiến sweeteners, trúc uniform consistency, and then the starter culture IS vá hương thơm đặc trưng added The mix is fermented át 43°c and then Sự sản xuất yagua sử dửng gióng khởi động cooled to stop microbial activity Flavors are added streptococcus thermophilus vá Lactobacillus bulgaricus Sữa khử trùng Pasteur, sữpriortopackaging a đặc, chất lầm ngót vá thành phấn khác trộn tới đô đậm đặc nhất, sau bổ sung giống khởi địng Hỗn hợp lên men 43°c va sau https://tieulun.hopto.org làm nguôi để dừng hoat động vi sinh vật Giáo trình vi sinh vật học • Lý thuyết lập giải sin 245 Phomat đươc phân loại thánh phomat chín Cheeses are classiíied as unripened or ripened; phomat khơng chín; ngồi phomat chín íurthermore, ripened cheeses can be hard or sott, phomat rắn mém, dịu gắt Tuy nhiên bất and mild or sharp Regardless oi the end product kể sản phẩm cuối gi, trinh chế tạo hovvever, the cheese-makingprocess always begms phomat đêu từ sữa dã khử trúng Pasteur Các with pasteurized milk Proteins in mílk are protn có sữa lâm đơng cácốngcoagulated by cultures oi Lactococcus lactis to form giống Lactococcus lactis để tạo thành cửc đông (solids) and whey (liquids) For unripened curds dịch đường sữa Đối với loại phomat không cheeses such as cottage cheese, the curd is chín phomat đống què người ta lấy cửc đông removed, cút into small pieces, and packaged ra, cắt thành mảnh đóng gói Trong cách Alternatively, the curdling process can be làm khác, trinh tạo cửc dơng tăng accelerated by the addition of the enzyme rennin nhanh nhờ việc bố sung enzim rennin Ripened cheeses are made from milk curds Các loại phomat chín dược tạo từ cửc sữahave been pressed to remove water Hard cheeses, đóng ép để loại nước Phomat cứng nhưsuch as Parmesan and cheddar, are pressed such Parmesan cheddar, ép cho cịn lại thátít little water remains, while some soft cheeses, nước, mót số loại phomat mém such as Camembert, retain enough moisture to Camembert, cắn giữ đủ độẩm chúng có m thểake thèm spreadable Once pressed, new minở Một đươc ép chủng vi khuẩn crobial cultures are added and the cheese is ripened dược bố sung phomat làm chín (thành (aged) for months to years vvhile continued microbial thửc) nhiêu thảng nhiêu năm khiactivity imparts lo the cheeses their characteristic hoạt dõng vi sinh vật tiếp tửc diễn nhsmells ằm and tastes The longer a cheese is ripened, tạo cho phomat đặc tinh vé mùi vị đặc trưng the more lactic acid is produced, and the sharper the Một loại phomat làm chín làu taste có Forof"mold-ripened" cheeses such as Roquetort Products alcoholic termentation nhiêu axit lactic tạo thành vị gắt Với or "blue cheese", fungi are ded process instead ũfbybacteria Alcoholic fermentation isadthe which loại phomat làm chín nhờ tác dửng củavarious species of microorganisms convert simple nấm móc phomat Roquefort "phomat màu sugars such as glucose into alcohol (ethanol) and lam" thi nấm đưa vào thay cho vi khuẩn carbon dioxide (C 0) These two products of Các sản phẩm lẽn men rượu íermentation take ôn ditĩerent importance for Lên men rượu q trinh mà nhờ lồidifferent vi foods and beverages As is the case for the sinh vật khác chuyến hóa đường đơn production of fermented dairy products, spectíic glucoza thành rượu (etanol) đioxit cacbon (C0starter ) cultures are used in the large-scale Hai sản phẩm lẽn men có quan trọng khác commercial applications of alcohol íermentation In loại thực phẩm đồ uống khácthe next subsections, we consider the role of Giống trường hợp sàn xuất sản íermentation in the production of wine and spirits, phẩm sữa lẽn men, giống khởi động đặc biệt beer, vinegar, and bread sử dửng lên men rượu thương mại Wine quy and spirits mồ lớn Trong phấn tiếp theo, xemIn the production of wine, Saccharomyces xét vai trò lên men sản xuất rượu vang cerevisiae is commonly used to íerment sugar in fruit vá rượu mạnh, bia, dấm bánh mì juice to alcohol VVeather conditions and soil Rượu vang rượu mạnh composition affect the sugar content of fruit, which in Trong sản xuất rượu vang, Saccharomyces tùm greatly affects the quality of the wine Generally, cerevisiae thường sử dửng để lẽn men wine dườngproduction proceeds as fotlows: dịch thành rượu Các điếu kiện thời tiết thành phần đất ảnh hưởng đến hâm lượng https://tieulun.hopto.org đường quả, hám lượng đường lại ảnh hường 2 Chương chín - VI sinh tật học mực phẩm ế củng nga Ép 246 Figure 34 Sơ hệ thống sản xuất dám ăn (Diagram of a vinegar generator) [From Madigan, Michael T, Martinko John Mand ParkerJack, 2002 Brock Biology of Microorganism, Ninth Edition, Prentice Hall] • Chuẩn bị dịch ép Các nhà sản xuất rượu vang • Preparation of must Wine make nghiền loại thân để thu dộch ép (các and remove the stems to fomn must (truit solids and chất rắn dịch quả) Họ sản xuất rượu vang đỏ juices) They make red wines tròm the entire must of từ toàn dịch ép loại nho có màu tối, dark grapes, whereas white wines are made using rượu vang trắng sản xuất cách sử only the juice of either dark or light grapes dửng dịch loại nho trắng tối • Lẽn men Một lớp màng mỏng vi khuẩn vá nấm • Fermentation A thin dim of bacteria and yeast men bao phủ tự nhiên nho loại naturally covers grapes and other fruit, and in some khác, mót số xưởng làm rượu vang vvineries these microbes produce the wine vi sinh vật sản sinh rượu vang Tuy nhiên, However, in most commercial operations, sulíur háu hết hoạt động thương mại, đioxit lưu dioxiđe (S0) is added to retard bacterial growtti, huỳnh (S0) thêm vào dể ngăn chặn sinh and then starter cultures of yeast are added to trưởng vi khuẩn sau giống khởi động ensure thát wine of a consistent quality is generated nam men bổ sung vào để đàm bảo tạo tròm year to year loại rượu vang có chất lượng ổn định từ năm sang năm khác • Sự làm Các chất rắn loại cách • Clarification Solids are removed by either filtration lọc để lắng or settling • Làm chín Rượu vang làm chín • Aging The wine is aged in vvooden barrels thùng gỗ Trao đổi chất nấm men dược tiếp tửc Continued yeast metabolism and the leaching of thấm hợp chất từ gỗ bổ sung compounds tròm the wood add taste and aroma to hương vị cho rượu vang thewine 2 https://tieulun.hopto.org Giáo trinh ví sinh vài học - Lý thuyết tà Mi lập giải sản 247 • Đóng chai Rượu vang sau đóng chai•và Bottling The wine is then bottled and distributed phân phổi Dry vvines are those in which all the sugar Vang khô loại rượu vang máở dó toan been allowed to terment, whereas sweet or dessert dường cho lên men loại rượu wines retain some sugar vang rượu vang dùng để tráng miệng thi Most table wines have a final alcohol conten giữ lại chút đường 10—12%, bút distilled spirits (discussed next) are Háu hết loại rượu vang để uống đêu có hàm a lượng cịn cuối khoảng từ 10-12%, song dded to increase the alcohol content of so-called loại rượu mạnh chưng cất (sẽ thảo luận sau fortified wines to about 20%, Champagne is đây) thêm váo để làm tăng hàm lượngproduced by the addition of sugar and a second cònở loại rượu vang "mạnh" tới khoảng 20%.íermentation thát produces CO; inside the bottle Sâm banh sản xuất cách bổ sung thêm Distilled spirits are made in a process similar to đường thêm mót lấn lèn men thứ hai nhằm sản wine-making in thát Saccharomyces ferments íruits, xuất C0 bên chai grains, or vegetables The difference is thát during Rượu mạnh chưng cất dược sản xuất the aging process, the alcohol is concentrated by trinh giống sản xuất rượu vangỏ chỗ distillation In this process, the liquid is heated under Saccharomyces lẽn men dịch quả, ngũ cóc a vh acauyum to drive off water The nét result is an rau Sự khác biệt nằm chỗ, trinh chín, increase in the alcohol content (100 proof spirits cồn cô chưng cắt Trong have the equivalent content of 50% alcohol) trinh này, dịch lỏng đun nóng chân Brandies are made tròm truit ịuices, whiskeys are không để loại nước Kết quà cuối tăngmade from cereal grains, and vodka comes from hàm lượng cồn (rượu mạnh chưng cất loại 100 độ potatoes cất chuẩn tương đương với nóng dọ 50% cồn) Các Beer and Sake beer is made tròm barley in rượu mạnh sản xuất từ dịch quà, whisky following steps: íâm từ hạt ngũ cóc, cỏn vodka thi có nguồn gốc• từ Malting Barley is moistened and germinated, a khoai tây process thát produces catabolic enzymes, which Bia sake làm từ đại mạch theo bước convert starch into sugars, primarily maltose Drying sau đày: halts germination, and the bariey is crushed to • Tạo mắm mạch Đại mạch làmẩm vàproduce malt cho nảy mắm, trinh sản sinh • Mashing Malt and aơộuncts (such as starch enzim phân giải, enzim chuyển hóa tinh sugar, rice, sorghum, or com) are combined with bột thành đường, trước hết maltoia Việc sấywkhô arm water, allovving the enzymes released during làm dừng nảy mầm, lúa mạch maiting to generate more sugars Adjuncts serve as nghiền để sản xuất mạch nha additional sources of carbohydrate for the enzymes • Đường hóa Mạch nha vá ngun liệu bổ to cataboize sung (như tinh bột, đường, gạo, lúa miến ngó) • Preparation for fermentalion The spent gr hóa với nước ấm, từ cho phép enzim moved from the sugary liquid Ịwort), and hops—the dã tiết trình tạo mầm mạch sinh dried flower-bearing parts of the vine—like hops nhiều đường Các nguyên liệu bổ sung plant— are added The mixture is boiled to halt dùng làm nguồn bổ sung hidratcacbon làm chất enzymatic activity, extract davors from the hops kin chocácenzim most microorganisms, and concentrate the wort • Sự chuẩn bị cho lên men Các hạt • Fermentation A starter culture of Saccharo phân huy bị loại khỏi địch đường, huplon phán mang hoa làm khô cùa leo - https://tieulun.hopto.org huplon - bổ sung Hỗn hợp dược un 248 Chuụng chớn ã Ơ1 sinh vt hc thực phẩmẳ cồng nghiệt cấy vào dịch đường hóa Hấu hết loại isbiaadded to the wort Most beers are made with the đêu sản xuất chủng nấm men lên meso-called n bottom-íermenting yeast s carlsbergensis "dày" s carlsbergensis Bia Ales sàn (karlsberg-en xuất sis) Ales are produced with the topbăng chủng nấm men lẽn men s cerevisiae termenting yeast s cerevisvte (so-called because (được gọi vi nấm men bé mặt thung the yeast Aoats in the vát) lẽn men) • Aging The beer is aged, pasteurized or (ilt • Làm chín Bia làm chín, khử trùng and bottled or canned Beer has a considerably Pasteur lọc đóng chai đóng hộp lower Bia alcohol content (about 4%) than either wine ĨT có nóng cồn (khoảng 4%) thấp so với rượu distilled spirits vang va rượu cát Sake (so-caíled rice wine) is more correctly "nce Sake (còn gọi rượu gạo) bia gạo beer" because the starch in cooked rice is fìrst vi tinh bót gạo chín lúc đáu converted to sugar (by the fungus Aspergillus chuyển thành đường (nhở nấm mốc Aspergillus oryzae) and then the sugar is íermented by oryzae) rối sau đố đường lên men nhSaccharomyces Sake has ăn alcohol content of Saccharomyces Sake có mót hám lượng đường vào about14% khoảng 14% Vinegar Vinegar is produced when the ethanol Dấm Dấm sản xuất rượu sinh từ resulting tròm the termentation of a fruit, grain, or trinh lẽn men quả, ngũ cốc, rau oxi hóa vegetable is íurlher oxidized to acetic acid This tiếp tửc thành axit axetic Sự chuyển hóa trao đổisecondary metabolic conversion is pertormed by chát bậc hai tiến hành vi khuẩnacetic acid bacterìa such as Acelobacler or sinh axit axetic Acetobacter Gluconobacter, and generates roughly 4% acetic Gluconobacter, tạo khoảng 4% axit axetic acid Different ílavors of vinegar are derived tròm Hương vị khác dâm bất nguồn từ different starting materials Cider vinegar, for nguyên liệu khởi đấu khác Dâm rượu táo, example, is made from apples chẳng hạn, làm từ táo The causes and prevention of food spoilage 9.2.2 Nguyên nhân cách phòng ngừa hư many chemical reactions involving VVhereas hỏng thực phẩm food are desirable because they enhance taste Tronạ nhiêu phản ứng hóa học liên quan đến aroma, or preservation, other reactions are nót thực phẩm phản ứng mong muốn vi chúngSpoilage of food leads nót only to economic loss, làm tăng hương thơm, vị khả nàng bảo quản bút thi potentially to illness and even death In this Causes oííood spoilage phản ứng khác lại không Sự hư hỏng thực section we examine the causes of food spoilage ds may spoil - thát is, be adversely affected phẩm không dẫn đến tổn thất vé kinhbeíore tế, Fooconsidering ways to prevent Ít cịn có tiêm gãy bệnh chi gây in tử nutrition or appearance - because oi inherent properties of the food itself Such intrinsic factors vong Trong chương nghiên cứu include qualities such as nutrient content, water nguyên nhãn hư hòng thực phẩm trước activity, pH, and physical structure of the food, as xem xét cách phịng ngừa well as the competitive activities of microbial Các nguyên nhắn cùa hư hỏng thực phẩm popations Alternatively, food spoilage may be the Thực phẩm bị hỏng - tức là, bị ảnh hưởng result of extrinsic íactors thát have nothing to with xấu vé dinh dưỡng vẻ - đặc điểm the food itselí, bút instead with the way is vốn có thân thực phẩm Các yểu tố bên processed or handled bao gồm tính chất hàm lượng chất dinh dưỡng, hoạt đõ nước, pH, câu trúc vật lý thực phim hoạt động cạnh tranh cấc quán thể vi sinh vật Mặt khác, hư hỏng https://tieulun.hopto.org thực phẩm kết yểu tố bẽn ngồi khơng có liên quản gi đến thân thực phẩm Giảo trình vi sinh vật học - Lý thuyết va hài lập giải sin 491 Các chu trình cacbon va oxi có quan hệ thuận bacteria nghịch - giảm lượng chất hữu dẫn đến sựCarbon cycles and oxygen cycles inversely giảm BOD tăng lượng oxi hòa tan interrelated - Decrease in amount organic Dọ việc tăng nóng độ chất nhiễm material results in drop BOD, and increase in dân đến tăng BOD, tăng sau làmamount dissolved oxygen giảm lượng oxi hóa tan - thể kị khí tăng -So increaseđ levels of pollutants results in sàn sinh chất độc và/hoặc chất có mùi increased BOD vvhich then decreases the amount - mõi trường trở nên kị khí - dạng sóng oi dissolved oxygen - anaerobic organisms khác (cá ) giám vé sổ lượng - vi khuẩn kịincrease - production toxic and/or odoriferous khí tiếp tửc sinh sôi nảy nở substances - environment becomes more 16 Hãy thảo luận vé sống có liên quan tới anaerobic - olher forms of life (fish etc) decrease in numbers - anaerobic bacteria continue to giếng thủy nhiệt Kiểu sinh vật sốngở proliíerate chúng lấy lượng từ đâu? 16 Sự sống giếng thủy nhiệt phử thuộc vào Discuss life associated with hydrothermal vents What types of organisms live there, and where vi sinh vật, hợp chất vô dạng khử giải phóng từ giếng, hóa dưỡng vơthey get their energy? Life át the hydrothermal vents is dependent ơn có khả sử dửng chất lầm nguồn lượng, động vật sóng gán giếng sử dửng microbes, reduced inorganic compounds emitted sinh vật này, sống dựa vào sản phẩm tiết from vents, chemolithotrophic organisms able to this as source, animalsinterspecies ỉiving near Discuss oi energy anoxic decomposition, tế bào chết, số khác cộng sinh 17 thi use vents transíer, use organisms, live off inexcretory hydrogen and syntrophy relation products to the không adn cells, e symbiotic others nót breakor ddoew of highsom molecular weight com pounds to 17 Hãy thảo luận vé phân giải thiếu khí, chuyển hiđro liên lồi cộng dưỡng mối quan hệmethane với phân giải hợp chất có trọng lượng phân tử lờn Methanogenesis dependent ơn production few carbon cõmpounds thát are able to be used as thành metan Sự tạo thành metan phử thuộc vào sàn sinh precursor for methanogenesis vài hợp chất cacbon có khả dược sử Production methane from high molecular weight dửng tiền chất cho tạo thành metan Sự compounds by cooperative interaction of different sản sinhmetan từ hợp chất cao phân tử nhờ bacteria tác dửng hợp tác vi khuẩn khác Các Cellulolytic bacteria cleave cellulose into cellobiose and glucose vi khuẩn phân giải xenluíoza cắt xenluloza thành Primary fermenters break down ferment glucose xenlobioza glucoza Các vi sinh vật lẽn men sơ cấp phân giải glucoza to termentation products (fatty acids/alcohols) thành sản phẩm lên men (cácạxit béo/rượu) - hydrogen consumed by methanogens, Hiđro dược tiêu thử vi khuẩn sinh metan, homoacetogens or sulíate reducing bacteria vi khuẩn sinh axetat đồng hình ví acetate cõnverted to methane - íurther khuẩn khử sunfat - axetat chuyển hóa thành breakdown products of primary fermenters by metan - sản phẩm phàn giải lẽn men sơ secondary íermenters - anaerobic H producing cấp tiếp tửc phân giải vi sinh vật lẽn fatty acid oxidizing bacteria - use fatty men thứ cấp - vi khuẩn oxi hóa axit béo sản acids/alcohol as energy source - grow poorly in sinh H kỵ - sử dửng axit béo - rượu pure culture - require syntrophic association to nguồn lượng - sinh trưởng nghèo nàn remove H which they produce giống khiết - cán mối quan hệ cộng dưỡng interspecies hydrogen transíer - interdependent series of reactions involved in anaerobic để loại H mà chúng sinh Sự chuyển hiđro liên loài - loạt phản ứng https://tieulun.hopto.org phử thuộc lẫn tham gia vào chuyển hóa 2 2 Phần trà lịi - Chng mi 492 kỵ khí chất trùng hợp phức tạp thánh metan conversìon complex polymers to methane Cơng dưỡng - hai nhiêu thể kết hợp khả syntrophy - two or more organismscombine trao đổi chất để phán giải mốt chất khống metabolic capability ót catabolize a substrate thát cố khả chuyển hóa băng mốt Cỡis nót able to be catabolized by either organism thể hai thể by itselí 18 Động vật nhai lại có khả nâng sử dửng thực 18 vật Ruminants are able to use plants as a source of lâm nguồn thức ăn Tuy nhiên động vật food (bồ, Yet these animals (cows/sheep) are unable to cừu) khơng có khả phân giải trực tiếp xenluloza directly breakdown celíulose How ruminants obtain Bằng cách động vật nhai lại nhận nutrition from plant material ? (Discuss the role of chất dinh dưỡng từ nguyên liệu thực vật? (Thảo microorganisms) luận vé vai trồ vi sinh vật) Material ingested - taken in with saliva - into Nguyên liệu tiêu hóa - đưa váo cỏ rumen - churned by rotary action which helps với nước bót - trộn bới hoạt động quay break down the cellulose inh) fine suspension tròn giúp phân giải xenluloza thánh dịch lơ lửng microbial íermentation (10" organisms / m/) dang mịn - lên men vi sinh vật (10" vi khuẩn/m/) complex variety of microorganisms - anaerobic hang loạt cấc vi sinh vật phức tạp - ky khí Enzymes break down cellulose and starch for Cấc enzim phân giải xenluloza tinh bột dùng microbial termentation - organic acids produced cho lên men vi sinh vặt - axit hữu tạoalong with H and C0 - converted to methane với H C0 -được chuyển hóa thành volatile fatty acids (acetic propionic and butyric) metan - axit béo bay (axetic, propionic passed through rumen wall and oxidized by butyric) chuyển qua thành cỏ oxi animal - some used as energy sources by olher hóa động vật - số sử dửng làm rumen bacteria nguồn lượng bời vi khuẩn cỏ khác Types of organisms in rumen dependent ôn diet Kiểu sinh vặt cỏ phử thuốc vào Regurgitated (cud) passes through reticulum, phán thức ăn omasum, abomasum and into small intestine Hỗn hợp ợ chuyển qua tổ ong,Bacteria and partially digestedfoodin GI tracl sách, múi khế vào ruột non íurther digestive processes similar to Vi khuẩn thức ăn tiêu hóa phấn 19 nonruminants Discuss the formation of Crown Gan disease by đường tiêu hóa dày - trinh Microbial cells used as source protein and Agrobacterium tumetaciens tiêu hóa tương tự nhưở động vật vitamins hen digested tractto receptors Organismwinfects woundin s -GIbind không nhai lại (pectin) ôn plant - phenolic compounds induce Các tế bào vi sinh vặt sử dửng nguồn process protein vitamin chúng tiêu hóa Bacteria produce cellulose microíibrils to anchor đường ruột dày itselftoplant cell 19 Hãy thảo luận vé hỉnh thành bệnh mửn tán doTumor result of etíect of the Ti plasmid - in Agrobacterium tumetaciens? particular the T-DNA fragment which encodes Vi khuẩn nhiễm vết thương - liên kết với oncogenes and genes thát induce the plant to thử thể (pectin) thực vật - Các hợp chất produce opines phenol cảm ứng trình Ti plasmid also encodes virgenes associated with Vi khuẩn sản sinh vi sợi xenluloza để tự establishment of iníèction, and opine catabolism gắn minh vào tế báo thực vật genes Khối li lả kết hiệu tác dửng VirA acts as sensor - activates VirG which tums Plasmit Ti đặc biệt đoạn T-ADN mã hóa cho gen gãy u gen cảm ứng thực vật sản sinh opin https://tieulun.hopto.org Plasmit Ti mã hóa cho gen vir liên quan tới việc thiết lập nhiễm trùng, gen 2 2 Giáo trinh vi sinh vại học • Lý thuyết lập giải săn 493 VirG chất náy đến lượt minh tác động lên phiên ôn transcription of other virgenes mã gen wr'A khác T-ADN chuyển từ tế T-DNA transferred tròm bacterial cell to plant cell báo vi khuẩn sang tế bào thực vạt - VirD - VirD is endonuclease, VirE is single stranded endonucleaza, VirE protein liên kết mạch binding protein, VirB forms 'conjugation' tube đơn, VirB tạo thànhống "tiếp hợp" T-DNA transíerred into plant cell - integrates into T-ADN chuyển vào tế bào thực vật - gắn vào plant DNA - leadstotumor formation ADN thực vật - dấn đốn tạo thành khói u Once T-DNA transferred the bacterial cell is no Một T-ADN chuyển vào tế bào vi khuẩn longer required khơng cịn cắn thiết 20 Discuss the establishment of a nodule (n 20 Hãy thảo luận vé việc hình thành nót sắn including nitrogen íixation) in a legume by Rhizobium (khơng bao gồm cố định nitơ)ở họ đậuspp Rhiĩobium spp Root secretes compounds thát stimulate growth Rẻ tiết hợp chất kích thích sinh trưởng soil microorganisms vi sinh vật đất Organisms adhere to root hairs Vi sinh vật gắn vào lông rể Nod tactor secretion induced curling of the root Sự tiết nhân tó nod cảm ứng cong hair - nod íactors speciíĩc for speciíc microbelại lông rê - nhân tố nod đặc hiệu đối plant interactions với mối tươgn quan vi sinh vật - thực vật đặcOrganism penetrates root hair - multiply within thù 'intection thread' - spread down root hair into Vi khuẩn xâm nhập váo lóng rễ - sinh sàn bên main part of root- nod factors stimulate plant cell "sợi nhiễm trùng" - phát triển xuống phía division - íormation of nodule lõng rẽ vào phẩn chinh rễ - nhân tố Bacteria transtormed into bacteriods 21 Nitrogen íĩxation is the aim oi nodule causing nod kích thích phân chia tế bào thực surrounded by peribacteroid membrane Rhizobium spp The process is dependent ôn the host vật - hình thành nốt sẩn Bacteroids carry out nitrogen dxation Vi khuẩn chuyển hóa thành giả khuẩnand the bacterium Discuss the contribution of each thể - bao quanh màng bao giả khuẩn.(plant and bacterium) to the ability to be able to carry out nitrogen fixation in the nodule Giả khuẩn thể tiến hành cố định nitơ 21 Cố định nitơ đích nót sắn Rhizobium Nitrogen íixation involves both plant and spp tạo nên Quả trinh phử thuộc vào vật chủ vi bacterium khuẩn Hãy thảo luận vé đóng góp thành Nitrogen Hxation carried out by nitrogenase viên (thực vật vi khuẩn) khả thực oxygen sensitive - enzyme is located in bacteroid noi plant cytosol cố định nitơ nốt sần Sự cố định nitơ có liên quan tới thực vật lẫn viBacteroid dependent ôn plant to supply energy sources khuẩn Sự cố định nitơ thực nitrogenaza - Organic acids (succinate, fumarate, malate) mẫn cảm với oxi - enárn định vị giả transported into bacteroid - used as electron khuẩn thể mà không bào tương thực vật donors for ATP production - required for nitrogen Giả khuẩn thể phử thuộc vào thực vật vé cung fìxation Oxygen is terminal electron acceptor - oxygen cấp nguồn lượng Các axit hữu (xucxinat, íumarat, malat) supplied in limited amounts by leghemoglobin vận chuyển vào giả khuẩn thể - sử dửng Leghemoglobin - genetically encoded in part by chất cho điện từ để sản sinh ATP - cẩn cho sựplant, in part by bacteroid Some ammonia assimilated by bacteroid bút mosl cố định nitơ Oxi chất nhận điện tử cuối - oxi cung is passed into plant cells - assimilated as cấp với số lượng hạn chế leghemoglobin https://tieulun.hopto.org Leghemoglobin - mã hóa vé mặt di truyền mót phấn thực vật, phẩn bời giả khuẩn Phẩn trả lời - Chuông mười 494 bào thực vật - đồng hóa dạng glutamin glutamine and other nitrogenous compounds hợp chất chứa nitơ khác - dược vận chuyển transported to plant tissues vào mõ thực vật 22 Compare mixed acid íermentation and but 22 So sành lên men axit hỗn hợp lẽn men íermentation butandiol Mixed acid fermentation Lên men axit hỗn hợp acids íormed in signiíicant amounts (lactic Ba axit tạo thành với số lượng lớn (lactic, acetic, succinic) - ethanol, C0 and H, also axetic, xucxinic) - etanol, C0 H formed - latter two products formed in equal tạo thành - hai sản phẩm cuối dược tạo amounts thành với số lượng Tỉ lệ phân tử găm acidic:neutral molar ratio - 4:1 axit: trung tính-4:1 Butanediol íermentation Lên men butandiol Smaller amounts of acid tormed than in mixed Một lượng nhò axit tạo thành so với acid fermentation - butanediol, ethanol, H; and lên men axit hôn hợp - butandiol, etanol, H C0 are main products - more C0 than H; C0 sản phẩm - C0 dược tạo produced (5:1) thành nhiêu so với H (5:1) tỉ lệ phân tử găm Acid:neutral molar ratio -1:6 axit: trung tính -1:6 23 Many bacteria have human or animal cells as their 23 Nhiêu vi khuẩn dùng tế bào người host One organism, Bdellovibrio, has as its host a đông vật vật chủ minh Vi khuẩn Bdellovibrio lại cell Discuss the life cycle of Bdellovibrìo bacterial có tế bào vi khuẩn vật chủ Tại vi khuẩn Why is the organism restricted to only Gram negaíve lại chọn vào vi khuẩn Gram âm? organisms? Gắn vào tế bào vi khuẩn - xâm nhập nhân đốiAttaches to bacteriaỉ cell - penetrates and vùng chu chất - tạo thành bdelloplast - kéo replicates in periplasmic space - forms dài - phân giả mồi giải phóng tế bàobdelloplast - elongates - prey lysis releases progeny Năng lượng lấy từ oxi hóa amino axit Energy from oxidation amino acids and acetate axetat - khơng có khả sử dửng loại unable to utilize sugars as electron donors đường lầm chất cho điện tử Assimilates nucleoside phosphates, fatty acids, Đống hóa nucleozit photphat, axit béo, proteins from host protein từ vật chủ Only in Gram negative organisms due to its Chíở vi khuẩn Gram âm chép replication in the periplasmic space diễn vùng chu chất 24 Consortia are two or more organisms vvhose 24 Tập đoán hai nhiêu mà trao đổimetabolism is interdependent In certain cases chất chúng phử thuộc lẫn Trong sốseparation of the two partners is difficult, if nót trường hợp việc tách rời hai đối tác lả khó khănimpossible is also possible by controlling the khơng phải khơng thể Người ta có composition of the medium and appropriate physicothể liềm soát thành phần mói trưởng thịng chemical parameters, to establish a consortium How số lý hóa để thiết lập tập đoàn Bằng cách would you establish consortia between the following bạn thiết lập tập đồn cặp vi pairs of bacteria? khuẩn sau N.B Pure cultures of any bacterium thát you need are Chú ý : giống khiết vi khuẩn nàoavailable mà The "trick" is to chose the right combination bạn cấn đêu nhận "Nghiêm ngặt" có of bacteria, and to construct a medium, in vvhich át nghĩa chọn tổ hợp vi khuẩn tạo mộtleast mồi one of the members is dependent upon a trường thành viên phử thuộc vào sản product of the metabolism of the other bacterium phàm trao đổi chất vi khuẩn Dưới điếuUnder ideal conditions you might have mini-cycle https://tieulun.hopto.org kiện lý tưởng bạn thiết lập vi chu trinh established A Một vi khuẩn sinh axetic mặt vi khuẩn khử 2 2 2 2 Giao trinh »1 sinh vật học - lý thuyết tập giải sẵn 495 A Vi khuẩn sinh axetic vã vi khuẩn khử sunfat A An acetogen and a sultate reducer Hai phương trinh sau khống cân The following two equations are nót balanced Vi khuẩn sinh axetic Acetogen: C0 + H = axetat C0 + H Acetate Vi khuẩn khử suníat cách sử dửng axetat Acetate-utiliáng sulfate reducer axetat + S0 = HS + C0 Acetate + so,,- HS + CO; Thiết lập làm giàu cách sử dửng Set-up an enrichment using a mineral salts mõi trường muối khoáng bổ sung nồng medium supplimented with increased sulfate, độ suntat cao, vitamin kim loại vết Môi vitamins and trace metals This should be trường cần biến thành thiếu khí, bị rendered anoxic, and reduced, and the gas phase khử, pha khí cần phải chứa N, C0, H cấy should contain N, C0 and H Inoculate with the hai loài vi khuẩn (chú ý cộng thèm two bacterial species (N.B bonus points wili be điểm xác định loài) ủ 20 - 3Ũ°C Mẫugiven for identiíicantion of the species) Incubate phải cấy truyền định kỳ sang môi trường át 20 - 30°c Samples of this should be quan sát kính hiển vi để xác định có periodically transíerred to fresh medium and mặt hai vi khuẩn microscopically monitored for the presence of B streptococcus lactis Desulíovibrio both Đây organisms câu hỏi dễ vid sàn phẩm cùa B streptococcus lactis and Desulỉovibrio chuyển hóa glucoza/lactozaở This is an easier question since the product of Lactococcus laclis axit lactic, chất chglucose/lactose ung metabolism Lactococcus lactis is cho lồi Desulíovibrio lactic acid, a common substrate for Desultovibrio 25 Tập đoàn hai nhiều thể màspecies trao đổi chất chúng phử thuộc lẫn Bằng cách kiểm 25 Consortia are two or more organisms whose soát thành phẩn mơi trường thơng số lý hóametabolism is interdependent By controlling the thích hợp thường thiết lập tập đoàn Bằng composition ũf the medium, and appropriate physicocách mà bạn thiết lập tập đồn chemical parameters Ít is often possible to establish a cặp vi khuẩn sau đây? consortium How would you establish consortia Chứ ý (i) Giống khiết mà bạn cắn betvreen the following pairs of bacteria? nhận (li) Điêu quan trọng cán phải nhớ N.B (i) Pure cultures of any bacterium thát you need cách bạn phải biết tập đoàn thiếtare available (li) is important to note how you knovv lập Người ta muốn thiết kế diếu kiện sinh trường thát the consortium has been established mà điêu kiện sản phẩm trao đổi chất O ne wants to sét úp growth conditions under vvhich vi khuẩn cho phép vi khuẩn thứ hai sinh trưởng the metabolic products of the metabolism of one dược Dưới điêu kiện lý tưởng người ta có khả organism vvil permit the second bacterium to grow thiết kế chu kỳ vi dinh dưỡng Under ideal conditions one may be able to set-up a A Một vi khuẩn khử suníat lồi Thiobacillus mini nutrient cycle B Một loài Chlorobium loài Desulturomonas A A sultate reducer and a Thiobacillus species c Một vi khuẩn lam Desultovibrio B A Chlorobìum species and a Desulíuromonas A Một vi khuẩn khử sunfat loài species Thiobacillus c A cyanobacterium and Desultovibrio Điêu lả nghiêm ngặt vi lồi ThiobacillusA.là A sulíate reducer and a Thiobacillus species hiếu vi khuẩn khử suníat (SRB) This would appear tricky smce Thiobacillus kỵ khí Có hai phương pháp tùy thuộc vào chủng species are aerobic, whìle sulfate reducers (SRB) Thiobacillus sử dửng Nếu người taare sử anaerobic There are two approaches dửng Thiobacillus denilridcans SRB depending upon which strain of Thiobacilius one người ta phải thiết kế mơi trường muối khống employs If onehttps://tieulun.hopto.org uses Thiobacillus denitriticans chứa lactat nitrat, hạn chế suníat Các điếu and a SRB one should construct a mineral salts 2 2 2 2 2 2 Phẩn trả lời • Chuông muôi 496 dùng pha N/C0 SRB oxi hóa lactat conditions would be employed with a gas phase sinh trưởng bị giới hạn bời tập of N/C0 The SRB will oxidize the lactate bút Its trung chất nhận điện tử (sunfat) growth will be limited by the concentrate of Its Thiobacillus sinh trưởng nhờ oxi hóa suntuaelectron từ acceptor (sulfate) The Thiobacillus will SRB sử dửng nitrat lâm chất nhận điện tử cùa grow by oxidizing the sulíide from the SRB using mình, qua đóng hóa C0 sinhranhiêu nitrate as its electron acceptor, assimilating CO; sunfat cho SRB Người ta kiểm tra xemand generating more sulíate for the SRB One axetat tử SRB có trợ giúp sinh trưởng might want to check ơn vvhether acetate trịm the Thiobacillus hay khơng xem SRB có thề sửSRB will also support the growth of the dửng nitrat làm chất nhận điện tử thay hay Thiobacillus, and vvhether the SRB can use không Nếu sử dửng chủng Thiobacillus không nitrate as an alternative electron acceptor thể sinh trưởng nhờ hô hấp kị khí thi vấn đề lí using a strain of Thiobacillus vvhich cannot grow phải tiếp cận việc thiết kế mót quán by anaerobic respiration, this problem has to be xã nhân tạo gồm nhiêu tầng làm bén approached by setting úp an artificial layered thạch pha lỗng Một khí khơng khí cẩn community stabilized with dilute agar An air sử dửng trường hợp náy atmosphere would be used in this case permitting Thiobacillus sính trưởng theo phương thức hiếuthe Thiobacillus to grow aerobically The growth Sự sinh trưởng SRB nằm sâu mõi of the SRB deeper in the medium vvould be trưởng kích thích Ttìiobacillus nhờ stimulated (a) by the Thiobacillus by (a) provision of cung cấp sunfat vá (b) tạo diêu kiện cạn kiệt oxisulfate, and (b) generation of oxygen depleted bên thạch conditions within the agar B Một loài Chlorobium loài B A Chlorobium species and a Desulíuromonas Desulíuromonas species Chuẩn bị mơi trường muối khống hồn tồn Prepare a fully reduced mineral salts medium có tinh khử chứa nguyên tó vết lượng containing trace elements and a limiting amount hạn chế suníua natri (chú ý người ta sử of sodium sulíĩde (N.B one might want to employ dửng tác nhân khử thay titan trixitrat) an alternative reducing agent suclì a titanium Pha cán phải N/C0 ủ với hai vi khuẩn tricitrate) ánh sáng Chlorobium oxi hóa suntuaThe gas phase should be N/C0 Inoculate with thành lưu huỳnh nguyên tổ nằm bẽn tế bào the two bacteria, and incubate in the light The khí quang đóng hóa dioxit cacbon Chlorobium should oxidize the sulfide to Desulíuromonas có khả sử dửng lưu extracellular elemental sulíur, while huỳnh lâm nguồn điện tử qua tái sinh photoassimilating carbon dioxide The sunfua Để hệ thống hoạt động người ta sẽDesulíuromonas vvil be able to use the sulfur as phải thêm lượng nhỏ cacbon hữu cho bọn an electron sink regenerating sulfide In order to vi khuẩn khử lưu huynh get the system to work, one will have to add a khuẩn m vànăm Desultovibrìo đâysmall amount of organic carbon for the suKur26.c.BạnMộtđãviquan sátlathấy kiểu hình thái khác nhưtrong lại làcác nghiêm vichùkhuẩn reducer cácdường xoắn thể kẽ nứtngặt củavilợirằng chuôt bọn sinh oxi c A cyanobacterium and DesuKovibrio chânlamtrắng, đóhiếu cáckhí vi khuẩn Gravà m Desultovibrìo âm chiếm ưu lại khícác mẫnvi ckhuẩn ảm với Bạn chi phảivi nhớ This again would appear to be tricky since Bạnbọn nghikỵngờ nàyoxi thuộc khuẩn số loài vi khuẩn lam Oscillatoria limnetica cyanobacteria are oxygenic aerobes and sinh trưởng ky khíở nồng độ suníua cao Desultovibrio are oxygen sensitive anaerobes You should remember thát certain cyanobacterial species such as Oscillatoria limnetica will grow https://tieulun.hopto.org anaerobically át high sulíide concentralions 26 You have observedfivedifferent morphotypes of 2 2 2 2 Giáo trinh »1 sính vệt học • Lý thuyết li lập giải sẵn 497 nào? Hãy mô tả bạn phân lập cách bacteria Giả to belong to? Describe how you would thiết bạn tim cách phân lập đại diện attempt their isolation Assuming thát you only kiểu hình thái, thi cách bạn xác managed to isolate representatives of one định đặc điểm kiểu hỉnh thái morphotype, how could you characterize the others? Háu hết chi xoắn thể sống miệng đêu The most logical genus of oral spirochete would Treponema Sự phân lập chúng cẩn phải be Treponema Their isolation would be thực cách sử dửng môi trường phức attempted using a complex medium tạp bổ sung huyết (hoặc dịch cỏ, supplemented with serum (or rumenfluid,or short axit béo chuỗi ngắn), hiđratcacbon chain fatty acids), a temnentable carbohydrate, lẽn men, vitamin va riíampixin C hú ý vitamins and riíampicin N.B AU spirochetes are tất xoắn thể đêu đế kháng với chất ức che resistant to this RNA polymerase inhibitor ARN polimeraza Khả chúng di Advantage could also be taken of their ability to chuyển trẽn thạch màng lọc migrate through agar or filters ưu điểm cẩn lợi dửng Microscopy will presumably aid one in identiíying Soi kính hiển vi giúp người ta việc xác which of the five morphotypes one had isolated định năm kiểu sinh thái To gain some insight into the other four types one phân lập Để hiểu biết rõ vé bốn kiểu khác could isolate total DNA (or RNA) tròm the gingival người ta phải tách toàn ADN ARN từ túi pockets, and using PCR and bacteria (or lợi, sử dửng PCR đoạn môi đặc hiệu vớispirochete)-specific primers to the 16S rRNA vi khuẩn (hoặc xoắn thể) gen rARN genes amplity the rDNA This population could be 16S để nhãn rARN Quẩn thể co thể dượccloned and a number of isolates sequenced tách dòng nhiều chủng xác định trinh Comparison with the GenBank or Ribosomal RNA tự So với ngân hàng gen liệu rARN có databases might help one identity the bacterium thể giúp người ta xác định vi khuẩn Theo cách Alternatively, a series of specitic tluorescently khác loạt đoạn mói đánh dâu labeled probes could be made based upon the huỳnh quang tổng hợp dựa trẽn 16S rDNA sequence analysis, and use in in situ phân tích trinh tự rADN 16S, việc sử dửng phép hybridizations to correlate the nucleic acid lai in situ để so sánh trình tự axit nucleic với sequence with the morphotypes kiểu hình thái 27 How vvould you isolate a bacterium tròm t 27 Bằng cách bạn phân lập mộtbovine vi rumen, which was capable of anaerobic khuẩn từ đường ruột bị có khả hơ hấprespiration kỵ using írans-aconitic acid as an khí cách sử dửng axit írans-acotinic làm electron/proton sink? nguồn điện tử/proton ? N.B Be very precise about detining the medium and Chú ý xác xác định mơi trường physicochemical conditions used I must be convinced diêu kiện lý hóa sử dửng Bạn phải kết thúc thát you end úp with a pure culture, which can reduce giống khiết có khả khử axit trans-aconitate to tricarballylate trans-acotinic thành tricacballyat Some students tound thát a paper ôn this topic Một số sinh viên tỉm thấy báo vé đè had been published in Applied and tài cõng bố trẽn tạp chi Applied and Environmental Microbiology One needs a Environmental Microbiology Người ta cần kỹ technique to resolve (rans-aconitic acid from thuật để phân giải axit (rans-aconitic từ tricarballylate so thát one could monitor the tricacballiat nhờ người ta giám sát fermentation The logical procedure would be to lèn men Quy trinh hợp lý sử dửng sắc kýemploy HPLC lỏng cao áp (HPLC) Thiết kế môi trường làm Sét úp an enrichment culture for an anaerobic giàu cho vi khuẩn ky khí bacterium https://tieulun.hopto.org Sử dửng mơi trường muỗi khoáng kể Use the mineral salts medium outlined above ; 498 Phần trả lài - Chương tương tự đó, axit (rans-aconitic làm Add acetate, or some similar difficult-to-ferment chất nhận diện tử carbon source, and frans-aconitic aád as the Diếu chỉnh pH tới 7,0 Thêm tác nhân khử ví electron acceptor sử sunfua natri thiogliconat natri Adjust pH to 7.0 Add a reducing agent e.g Pha khí: N N^CO; sodium sulfide or sodium thioglycollate Cấy dịch cỏ từ bò bị bệnh Gas phase: N or HỊỊCOỊ uốn ván sinh khí Chú ý vấn đế lầm giàu Inoculate with rumen contents from a cow luôn tim cách sử đửng mọt nguồn "hợp lý" suffering tròm grassy tetani N.B In enrichment làm nguyên liệu cấy ủở 37°c questions always try to use a "logical" source for Theo dõi sinh trưởng (độ đửc) xuất the inoculum Incubate át 37°c tricacbayllat Monitor for grovvth (turbiditỵ) and appearance of Chuyển sang chai chứa môi trường để pha tricarbayllate lỗng tế bào khơng sinh trưởng Transter to flask of fresh medium to dilute-out Cấy môi trường đặc chửa thạch (1,5%), nongrowing cells cho sinh trưởng điêu kiện gióng Plate ơn medium soliditied with agar (1.5%), bút hệt Thử khuẩn lạc riêng rẽ trẽn : môi trường grow under identical conditions Test indĩvidual muối khống + axetat +/-axit írans-aconitic Chú colonies ôn: ý : tế bào buộc phát triển mõi trường Mineral salts medium + acetate +/- /rans-aconitic + axit írans-aconitic acid N.B The cells should only grow ơn the + Mơi trường muối khống +axit trans-aconitic Chú írans-aconitic acid medium ý tế bào buộc khơng sinh trưởng Mineral salts medium + trans-aconitic acid N.B 28 Cộng dưỡng chưa chứng minh tồn nót graw The cells should vi khuẩn siêu ưu nhiệt Hãy ra, các28.ví Syntrophism has nót been shown to occur in dử vé loại biết cách bạn có thểhyperthemnophiles Indicate, with example(s) of chứng minh thực nghiệm tượng cộng dưỡng known species, how you would experimentally thể Hãy chắn trao đổi chất demonstrate syntrophism in these organisms Be sure thánh viên làm cho bạn tin chúng cótothểindicate the metabolism of the members thát leads tham gia vào tinh trạng cộng dưỡng Giải thích you to believe they could be involved in a syntrophic thực nghiệm mà bạn mô tả thực chứng misituation nh Make clear thát the experiments you mối quan hệ cộng dưỡng! describe actually demonstrate thát the relatonship is Các trường hợp cổ điển mối quan hệ công syntrophism! dưỡng dựa chuyển hiđro liên loài Một The classic cases of syntrophic associations were cách để tiếp cận vấn đè xem xét bọn siêu based ôn interspecies hydrogen transíer One ưu nhiệt bọn bị ức chế B,, khí chúng way to approach this problem is to look át sản sinh sản phàm trao đổi chất hyperthermophiles, which inhibited by the H, thát Chẳng hạn Pyrococcus íuriosusi sinh trường they produce as metabolic products Fũf hỗn hợp pepton cao nấm men, tạoexamples, Pyrococcus turiosus grown ôn a CO; H dạng sản phẩm trao dổi mixture of peptone and yeast extract, generates chất Khi có mặt s°, H bị loại độc C0 and H as metabolic products If s° is chuyển hóa thành HS Tuy nhiên vắng mặt present, the H is detoxitied by its conversion to s°, H sinh nhanh chóng ức chế sinh HS However, in the absence of s°, the H; trưởng Pyrococcus Một mối tương quan produced quickly inhibits the grawtti of cộng dưỡng tiềm tàng xảy sử Pyrococcus A potential syntrophic association dửng thể sử dửng H có khả sinh could be envisioned using a H utiliàng organism https://tieulun.hopto.org trưởng trang mõi trường nhiệt độ tương tự capable of growth in a similar media and giống với Pyrococcus Vi Pyrococcus sinh trưởng temperature as Pyrococcus Since Pyrococcus 2 2 2 2 2 2 Giảo trinh vi sinh tật Học - Lỷ thuyết lập giải săn 499 kandler Giống hỗn hợp sinh trưởng extract under a headspace of COj and N The pepton cao" nấm men khí C0 methanogen shoulđ use the H producẽd by vá N Vi khuẩn sinh metan phải sử dửng H sinh Pyrococcus in combination with the C0 in the Pyrococcus với C0 khí headspace to generate methane The H để tạo metan Sự sử dửng H tóivi khuẩn sinh utilization by the methanogen shouldạllow the metan cho phép Pyrococcus tiếp tửc sinh Pyrococcus to continue to grow You woulđ show trưởng Bạn cân rang trường hợpthát Ít was a true case of syntrophism by cộng dưỡng thực cách chứng minh demonstrating thát neither culture coulđ grow in khơng có vi khuẩn minh sinh the media by itself, bút both grew when placed trưởng môi trường này, song hai together đêu sinh trưởng đặt 29 What is symbiosis? What are the major íun 29 Cộng sinh gi? Các chức nàng mối of symbiotic associations? How does mutualism or quan hệ cộng sinh gì? Hỗ sinh hội sinh kháccovới mmensalism differ tròm parasitism? Could many of kỵ sinhỏ chõ nào? Nhiêu mối tương tác these associations originate through parasitism? bắt nguồn từ ký sinh, điêu có khơng? Symbiosis is the living together of two dissimilar Cộng sinh sống chung hai thể khácorganisms in a more or less intimate association mối quan hệ tương đối khăng khít In mutualism both of the partners benetit, and in Trong hỗ sinh hai đối tác đêu có lợi, commensalism one benetits anđ the other is hội sinh đối tác có lợi cịn đối tác không bịunaffected In parasitism one partner benetits and ảnh hưởng Trong ký sinh đối tác có lợi cỏn the other is harmed is prabable thát many dối tác bị hại Rất nhiêu mối quansymbiotic associations began as cases of hệ cộng sinh bắt đầu dạng trường parasitism and evolved to become mutualistic or hợp ký sinh phát triển để trở thành hội commensalistic associations sinh hỗ sinh 30 How does a symbiotic association get 30 Một mối quan hệ cộng sinh hình thành established? nào? Symbiotic associations occurred between loosely Các mối quan hệ cộng sinh xảy lồi cóinteracting species where there was an increasing tương quan chặt chẽ với nơi có mối phử interdependence with time thuộc lẫn tăng dẩn theo thời gian 31 Define: ectosymbiont, endosymbiont, 31 Định nghĩa : ngoại cộng sinh, nội cộng sinh,commensalism, hội syntrophy, and consortium What are sinh, cộng dưỡng, tập đoàn Cho số ví dử vésomỗi me examples oi each? loại? An ectosymbiont lives outside bút in close Một thể ngoại cộng sinh sống bẽn proximitytothe host vvhereas an endosymbiont sát vật chủ thể nội cộng sinh exists vvithin the cell of the host Syntrophy is a tổn bên tế bào vật chủ Cộng dưỡng nutritional cooperation where two organisms hợp tác mặt dinh dưỡngở hai sinh combine to synthesize a growth tactor or vặt kết hợp để tổng hợp nhân tố sinh trưởng catabolize a substrate thát neither could alone hay chuyển hóa chất mà minh không Consortia are stable mixed cultures thát are less thể làm deíined than occurs in symbiosis Tập đoàn hỗn hợp giống khó xác định 32 How does a deep-sea chemosynthetic e so với cộng sinh differ from the ecosystems ôn the surtace of the 32 Hệ sinh thái hóa tổng hợp biển sâu khác với hệ Earth? Which animal systems ôn the Earth's surtace sinh thái bé mặt Trái Đất nào? Các resemble hệ those in the deep sea? động vật bé mật Trái Đất giống với hệ The fundamental difference between the deep sea https://tieulun.hopto.org động vạt vùng biển sâu? chemosynthetic systems and those ôn the surtace Sự khác biệt hệ thống hóa tổng of the Earth is in the ultimate source oi energy 2 2 2 2 Phẩn trả lời - Chương muôi 500 mật Trái Đất lượng cho hệ sinhEarth's surtace whereas the energy for deep sea thái biển sâu bắt nguồn từ thân Trái Đất ecosystems comes trịm the earth itselí (sutíide (suntua, metan) Động vặt nhai lại gióng methane) The ruminant resembles the tube giunốngở nhiêu điểm, ví dử hai đêu cán quần vvorms in many ways, as both are determined ôn thể vi khuẩn để hỗ trợ chúng Một thực vật làtheir bacterial population to sustain thèm A plant bèo hoa dâu Azolla nhận lượng tử cácsuch as the water fern Azolla ũbtains energy tron vi khuẩn lam nội cộng sinh điêu giống nhưendosymbiotic cyanobacteria and this resembles trai sò trắng nhận lượng từ thể nội the white clams thát obtain their energy tròm cộng sinh endosynibionts 33 Kể cách "dinh dưỡng" loài giun ống 33 Outline the leeding" of a tube worm What are Những đặc điểm gặpở giunống? some of the unique íeatures of a tube womn? Giunống khơng có hệ tiêu hóa tương tự The tube vrorms have no digestive system động vặt khác Thay vào thể dinh dưỡng equivalent to other animals In place of this is a khoang thể chúng dó mô trophosome in ttieir body cavity which is a tissue chứa tế bào nhân sơ hình cấu phân bố rải rác consisting of coccoid prokaryotic cells với mạch máu động vật C0, vầ interspersed with the animal's blood vessels CO;, suntua mạch máu mang tới thể dinh and sulfide are carried by blood vessels to the dưỡng vi khuẩn tổng hợp chất hữu co trophosome where the bacteria synthesize nhở chu trình Calvin cách sủe dửng oxi organics vía the C alvin cycle using sultide hóa suntua để sinh lượng Thể dinh oxidation to generate energy The trophosome dưỡng tạo nén khối lượng giun makes úp about half of the worm's mass 34 Vé mặt vi sinh vật học vùng rễ gi môi trường 34 Microbiologically, what is a rhizosphere and how nảy khác với môi trường đất xung quanh chỗ does this environment ditíer trịm surrounding soil? Những lợi ích mà thực vật vi sinh vật nhận Wtừ hat are beneíits thát the plant and microorganism mối quan hệ cộng sinh theo kiểu gi? receive in symbiotic assocations of this type? Vùng rê lớp đất mỏng cỏn bám vào rê thựcThe rhizosphere is the thin layer of soil thát vặt sau loại thực vật khỏi môi trường lắcremains ôn a plant root after removing the plant bỏ hết phần đất bám lỏng lẻo Số lượng vi sinh vậttrịm the environment and shaking oft all loose có mặt vùng rễ nói chung cao nhiêu sosoil The number of microorganisms present in với môi trường đất xung quanh Các chất tiết the rhizosphere is generally much higher than in rễ cung cấp chất dinh dưỡng cho sinh vật surrounding soil The root exudate provides vùng rễ vầ tới 40% sản phẩm quang hợp cónutrient for the itiizosphere organisms and úp to thể giải phóng rễ Thực vạt co thể 40 percent of photosynthate may be released in cung cấp vitamin nhóm B amino axit the roots The plant may also supply B-vitamins cho vi khuẩn vùng rẽ Các vi khuẩn phản nitrat and amino acids to the rhizosphere bacteria hóa cung cấp nitrat cho sinh trưỏng thực vật Denitritying bacteria supply nitrate for plant số vi khuẩn vùng rễ cố định nitơ khí quyểngrovvth and some rhizosphere bacteria fix cho thực vật atmospheric nitrogen for the plant 35 Nấm rễ ngoại, nấm rễ nội nấm rê nội ngoại35 How ectomycorrhizae, ectoendomycorrhizae khác chỗ nào? Hãy nghĩ vé số phương and endomycorrtiizae differ? Think of some of the thức mà mối quan hệ nảy có lợi thựcwvật ays thát ttiese relationships benetit a plant? What Loại thực vật tham gia vào mói quan hệ?type of plant is involved in each of these? Nấm rễ ngoại loại nấm sinh trưởng Ectomycorrhizae are fungi thát grow as an dạng bao nằm bên ngồi bao bọc lấy chóp rễexternal sheath around the root tip They are nói chung chúng có mặtở nhọn generally present ôn conifers and oaks https://tieulun.hopto.org loại sồi Nấm rễ nội ngoại xâm nhập tế bào vỏEctoendomycorrhizac invade cortical cells WỮ Ĩ1 2 Giáo trinh vi sinh vải học - Lý thuyết hài lập giải sin SOI bào với rẽ loại thực vật lúa orchids The endomycoorhizal tom intracellular mạch, ngô, loại cỏ Mối quan hệ tạo rastructures with the roots of plants such as wheat, sống lâu cho loại ré làm tăng com, and grasses These relationships provide hấp thử chất dinh dưỡng, hấp thử chọn longevity to feeder roots, improve nutrient lọc lon absorption, and selective absorption of ions 36 Prankia lã gi? Nó gặp đâu? thực 36.hiện What is Frankia? Where is Ít found? What does Ít trinh nào? do? Frankia loại xạ khuẩn dạng sợi tạo thànhPrankia is a íilamentous actinomycete thát forms tương tác với thực vật di tiên phong an association with pioneering plants Frankia will Frankia định khu rễ loại không colonize the roots of phylogenetically unrelated có quan hệ chủng loại alder bayberry plants includíng alder and bayberry 37 Kể bước tham gia vào thiết lập nốt sán 37.ởOutline the steps involved in the establishment of rè họ đậu Chức leghemoglobin root nodules ôn a leguminous plant What is the gì? íunction oi leghemoglobin? Rhizobium sp cộng sinh chuyển động tới bám The symbiotic Rhizobium sp moves to and vào protein đặc thù nằm trẽn họ đậu có attaches to a specific protein ôn the legume tên lectin Sau bám lông rẽ quăn trở lại vàtermed a lectin Following attachment the root vi khuẩn xâm nhập vào rê qua trinh lõm hair curls back and the bacterium enters the root vào Sợi lây nhiễm tạo thành vi khuẩn vía an invagination process An iníection thread is chuyển qua cấc tế bào vùng vỏ rẽ Vi khuẩn tormed as the bâcterium moves through cells in tiếp tửc đạt tới tế bào tứ bội the root cortex The bađerium continues until Ít rẽ Tế bào tứ bội tế bào lưỡng bội nằmreaches a tetraploid root cell The tetraploid cell cạnh phân chia nhiêu lấn tạo thành and adjacent diploid cells divide repeatedly nốt sẩn Quần thể vi khuẩn bị biến dạng thành íorming a nodule The bacterial population is giả khuẩn thể phân nhánh hình chùy hình transíormed to branched, club-shaped or cầu Phần protein leghemoglobin tổng spherical bacteroids The protein portion of hợp nhờ gen mã hóa ADN thực vậtleghemoglobin is synthesized by genes encoded nhân hem chứa sắt mã hóa ADN viin the plant DNA and the iron containing heme is khuẩn Leghemoglobin liên kết với oxi có W hy does the addiíon water thát contains coded in bacterial DNAof Leghemoglobin bindsa nót sán tri nồng độ oxi đủ cho hô hấpreadily củaoxygen metabolized, non-toxic suchoxas in the nodule andcompound, maintains an ygen giả khuẩn thể đủ thấp để enzim starch, rivers or for lakes have arespiration negative bút effect leveltosufficient bacteroid lowôn nitrogenaza vốn mẫn cảm với oxi không bị ức chế water enoquality? ugh thát the oxygen sensitive nitrogenase is 10.3.8 Câu hỏi suy luận (Critical Thinking) Snót uchinhibited compounds stimulate the growth of microbes Tại việc đưa nước chứa hợp chất thátkhông exist in the stream độc dễ phân giải tinh bột vào sông hổ lại The growth of these microbes in the water causes gây hậu âm tinh lên chất lượng nước ? turbidity - the water is nót as clear is was Các hợp chất kích thích sinh trưởng The fìrst microbes thát begin growth are aerobes vi sinh vật tồn sơng ngịi thát consume the in the water Sự sinh trưởng vi sinh vật nước The reduction in the concentration is gây nên đửc - nước khơng cịn deleterious to many fomns of aquatic life - fish and bình thường so forth die Các vi sinh vật bắt đầu sinh trưởng bọn As the concentration in the water drops, hiếu khí tiêu thử nước Sự giảm nồng độ có hại nhiêu dạng sinh vật thủy https://tieulun.hopto.org sinh - cá v.v chết Khi nồng độ nước giảm , vi sinh vật 2 2 2 Phẩn trà lời - Chuông mo* 502 Các vi sinh vật kị tạo nén nhiêu hợp chất khửanaerobes begin to grow axit hữu HS The anaerobes tonri many reduced compounds Các hợp chất tạo vị mùi thổi rữa trongsuch as organic acids and HS nước These compounds create a foul taste and smell in Trong háu hết nơi sống, sản sinh metan the vvater trinh cộng dưỡng Hãy giải thích metan có In most habitats, the production of methane is a thề tạo từ xenluĩoza môi trườngsyntrophic process Explain how methane might be thiếu ? evolved from cellulose in an anoxic environment Các vi khuẩn phân giải xenluloza phân huy The celluloytic bacteria cleave the cellulose to xenluloza thành xenlobioza vả glucoza tự cellobiose and to free glucose Các sinh vật lên men sơ cấp lẽn men glucoza The primary termentere ferment the glucose many thành nhiêu sản phẩm gồm axetat, propionat, products, including acetate, propionate, butyrate, butyrat, sucxirat, rượu, H C0 succinate, alcohols, H and C0 Các vi khuẩn sinh metan sử dửng H axetat Methanogens use H and the acetate to produce dể tạo metan methane Các vi sinh vật lẽn men thứ cấp sử dửng cấcThe seconđary íermenters use the fatty ds axit béo (từ lên men sơ cấp) để tạo CO; H (from primary fermenters) to produce C0 and H Các vi khuẩn sinh metan sử dửng C0 H The niethanógens use the C0 and Htõ produce để tạo metan methane Tại trinh phản nitrat hóa lâm người Why is the process of denitrification of m nông dân lo lắng phận khác chu concern to íarmers than are other parts of the nitrogen trinh nitơ nitrat hóa khử nitrat dồng hóa ?cycle, such as nitrifìcation and- assimilatory nitrate Nitrit có tuổi thọ ngắn đất, chắn reduction? khơng tích luỹở nồng độ cao Nitrite is very short lived in the soil, and probably Sự chuyển hóa lẫn nitrat, nitrit doesrTt accumulate to high concentrations ammoniac thực bồi hàng loạt vi sinh Interconversion of nitrate, nitrite and ammonia are vật hầu hết thực vật sử dửng ammoniac làm done by a variety of microbes, and most plants nguồn nitơcùa chúng! use ammonia as their nitrogen source Nitrat, nitrit ammoniac, tất đêu cồn lại Nitrate, nitrite and ammonia all remain in the soil, đất, chúng chất bay they are non-volatile Sự phản nitrat hoa dẫn đến tạo thành NO, Denitritication N0 leads to the production of NO tất đêu có tính bay cao and N, all of vvhich are highly volatile Ví nơng dân cẩn bổ sung nitơ cho sinh Because tarmers need to add nitrogen for crop trưởng trồng tạo sản grovvth, the production of volatile nitrogen phẩm nitơ bay dan đến tổn thất vé nitơ choproducts results in the loss of nitrogen to the field ruộng Fotlowing eutrophication of a lake, microbes Sau tượng phi dưỡng hồ, vi sinh reproduce proliíically and then die and sink to the vật sinh sản mạnh sau chết rói chim xuống bottom đáy to "feed" anaerobes in the sediments để ni dưỡng vi sinh vật kị khí phán lắng Even though the surtace water may then look clear, đọng Mặc dù nước bé mặt trơng songwhtại y is Ít stiil unse to drink? khơng an tồn nêu dùng dể uống ? Although physical and chemical pollution are Mặc dù ô nhiễm vật lý hóa học có tắm quanimportant, of greater concern is biological trọng song nhiễm bẩn sinh học nước contamination of water with human pathogens, tác nhân gây bệnh người với dấu hiệu which may be present without visible sign They khơng nhìn thấy lại đáng quan tâm nevertheless can cause signidcant human dishttps://tieulun.hopto.org Chúng gây nên bệnh quan trọng eases thát can be prevented only through vigilant người phịng ngừa việc xử lý treatment of water beíore consumption 2 2 2 2 2 2 2 2 Giảo trình vi sinh vại học - Lý thuyết li nai tập giải sin 503 TÀI LIỆU THAM KHẢO CHÍNH ì Atlas, RonaldM, 1997 Principles of Microbiology, Second Edition, WCB Me Graw-Hill Bauman , Robert w, 2004 Microbiology, Pearson Benjamin Cummings Georg Fuchs and Hans G Schlegel, 2006 Allgemeine Mikrobiologie, 8.Auflage, Thieme Lìm, Daniel, 1998 Microbiology, Second Edition, WCB c Brovvn Madigan, Mìchael T, Martinko John M and Parker Jack 2002 Brock Biology of Microorganism, Ninth Edition, Prentice Hau Mims c, J Playíair, I Roitt, D VVakelin & R VVilliams, 1998 Medical Microbiology, Second Edition, Mosby] Perry, staley, 1997 Microbiology, VVilliam H Colema Prescott, Lansing M, Harley, John p, Khin, Donald A, 2005 Microbiology, Sixth Edition, Me Graw-Hill Talaro, Kathleen Park, Talaro Arthur, 1999 Founđation in Microbiology, WCB Me Graw-HÌII 10 Tortora Gerarơ J, Funke Berdell R, Case Christine L, 2002 Microbiology, Benjamin Cummings 11 http://cwx.prenhall.cm/bookbind/pubbooks/brock2 12 www.microbiologyplace.com https://tieulun.hopto.org G I Á O TRÌNH V I S I N H V Ậ T H Ọ C LÝ THUYẾT VÀ BÀI TẬP GIẢI SAN (Microbiology - Core concepts and solved problems) Phần (Part T w o ) Song ngữ Việt'Anh Tắc giả: Chộu trách nhiệm xuất : Biên tập sửa bài: Trình bày bìa: PGS.TS KIỂU HỮU ẢNH PGS.TS TÔ ĐĂNG HAI ThS NGUYỄN HUY TIÊN NGỌC LINH HƯƠNG LAN NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỶ THUẬT 70 Trần Hưng Đạo - Hà Nôi In 1000 cuốn, khổ 19 X 27 em, Xưởng in NXB Văn hóa Dân tộc Quyết định xuất số: 136-2(W6/CXiyi35-2-0é/KHKT-5-10-2006 In xong nộp lưu chiểu Quý ì năm 2007 https://tieulun.hopto.org https://tieulun.hopto.org