Bài giảng vi sinh vật học chương 1 đại cương về vi sinh vật

VI SINH VẬT HỌC Bộ mơn Vi sinh – Hóa sinh – Sinh học phân tử Viện Công nghệ Sinh học Công nghệ Thực phẩm Trường Đại học Bách Khoa Hà nội Tóm tắt nội dung mơn học: + Đặc điểm hình thái, sinh lý phân loại vi khuẩn + Đặc điểm hình thái, sinh lý phân loại nấm + Đặc điểm hình thái, sinh lý phân loại vi sinh vật khác (virut, tảo, nguyên sinh động vật…) + Trao đổi chất vi sinh vật + Sinh trưởng phát triển + Đại cương di truyền biến dị vi sinh vật + Đại cương truyền nhiễm miễn dịch + Sinh thái vi sinh vật Tài liệu tham khảo: Tham khảo mở theo nội dung liên quan… Tiếng Việt + + + + Đại cương vi sinh vật thực phẩm (Trần Liên Hà, 2007) Vi sinh vật học (Nguyễn Lân Dũng., 2010) Cơ sở vi sinh vật học công nghiệp (Ng Đức Lượng, 2002) Giáo trình vi sinh vật học cơng nghiệp (Kiều Hữu Ảnh,1999) Tiếng Anh, Tất tài liệu liên quan đến: + + + Microbiologies Biology of Microorganisms Biotechnologies + Internet resources (www.ncbi.nlm.nih.gov, www.ebi.ac.uk) + etc Chương 1: Đại cương vi sinh vật 1.1 Lịch sử đời phát triển vi sinh vật học 1.2 Đại cương vi sinh vật 1.3 Điểm vài ứng dụng vi sinh vật thực tiễn 1.1 Lịch sử phát triển vi sinh vật học * Giai đọan 1: + Ứng dụng theo kinh nghiệm Từ xa xưa lịch sử phát triển nhân loại, người chưa biết vi sinh vật, song kinh nghiệm người ứng dụng hiệu vi sinh vật để sản xuất nhiều sản phẩm khác phục vụ đời sống, thí dụ: - Nấu rượu, làm bia nước giải khát lên men Làm sữa chua, sản xuất phomat, muối chua rau Làm tương, làm nước chấm, làm bún Làm bánh mỳ + Con người đấu tranh chiến thắng nhiều dịch bệnh có nguyên nhân vi sinh vật… Robert Hooke Sáng chế kính hiển vi Sử dụng kính hiển vi (đơn giản) quan sát thấy nấm mốc áo da (1664) 1.1 Lịch sử đời phát triển vi sinh vật học ** Giai đọan II: Nghiên cứu hình thái học Antony Van Leeuwenhoeck + (1632-1723) - người quan sát mô tả đặc điểm hình thái vi sinh vật (1684) + Antony 1.1 Lịch sử đời phát triển vi sinh vật học *** GĐ 3: Kỷ nguyên nghiên cứu sinh lý – sinh hóa VSV + Louis Pasteur (1822-1895) Người khai sinh ngành vi sinh vật học - Chứng minh chất chuyển hóa VSV – (phủ nhận thuyết tự sinh)             Cơng trình mở kỷ ngun cho ngành vi sinh vật học - Ơng có đóng góp to lớn nghiên cứu chất trình lên men rượu vang, phát minh kỹ thuật trùng Pasteur, phát minh ứng dụng vaxin phòng dại, phòng tả , khám phá nguyên nhân vi sinh nhiều loại bệnh khác 1.1 Lịch sử đời phát triển vi sinh vật học + Robert Koch (1843-1910 - giải thưởng Nobel y học 1905) - Phát minh kỹ thuật phân lập vi sinh vật nuôi môi trường đặc, - Người đặt móng cho vi sinh vật y học đại - Khám phá chất vi sinh nhiều loại bệnh (bệnh than, bệnh lao ) 1.1 Lịch sử đời phát triển vi sinh vật học + Nguyên lý Koch * Tách mầm bệnh từ bệnh (mầm bệnh có bệnh, song khơng tìm thấy động vật lành) ** Nuôi mầm bệnh dạng canh trường khiết *** Lây nhiễm động vật thí nghiệm khoẻ mạnh (bằng canh trường trên) làm cho động vật thí nghiệm nhiễm bệnh *** Tách lại mầm bệnh từ động vật bị lây nhiễm **** Động vật lành: không phát mầm bệnh 1.1 Lịch sử đời phát triển vi sinh vật học **** GĐ 4: Kỷ nguyên vi sinh vật học hinđại + Alexander Flemings (18811955 - ng gii thng Nobel y học 1945) Phát minh penicillin (đã sản xuất quy mô công nghiệp từ 1940 khởi đầu cho “kỷ nguyên vàng” ngành công nghệ kháng sinh); * cơng trình đặt móng cho vi sinh vật học đại bước khởi đầu cho phát triển tồn diện cơng nghệ lên men đại ngày 1.2 Khái niệm chung vi sinh vật + Dạng sống nhỏ bé, đến mức muốn quan sát thông thường phải sử dụng kính hiển vi + Có cấu tạo giản đơn, dạng tế bào hoàn thiện (Eucariot), tế bào chưa hoàn thiện (Procariot) hay chí có dạng cấu trúc tế bào (Virus, Phage, Prion) + Mang đặc tính điển hình sống (trao đổi chất, sinh trưởng phát triển, di truyền biến dị) + Tồn phổ biến thiên nhiên tham gia tích cực vào q trình tuần hồn vật chất thiên nhiên + Có ý nghĩa quan trọng đời sống người, nhiều chủng vi sinh vật ứng dụng để sản xuất sản phẩm phục vụ người 1.1 Lịch sử đời phát triển vi sinh vật học • VSV bao gồm:  • Vi khuẩn (vi khuẩn, cổ vi khuẩn, xạ khuẩn, ), • Siêu vi khuẩn (virus, phage), • Nấm (nấm men, nấm sợi/mốc), • Tảo và  • Nguyên sinh động vật (trùng roi, trùng cỏ, amip) 1.3 Điểm vài ứng dụng vi sinh vật thực tiễn a/ Trong công nghiệp thực phẩm: - Sinh tổng hợp protein đơn bào (SCP), sinh tổng hợp axít amin nhờ vi sinh vật hướng có triển vọng to lớn khả thi để đảm bảo cung cấp đủ dinh dưỡng cho nhân loại tương lai - Các loại đồ uống có cồn (rượu cồn, rượu mùi, rượu vang, bia nước giải khát lên men ) nhóm sản phẩm lên men nhờ vi sinh vật (nấm men, vi khuẩn lactic ) chiếm tỉ trọng lớn công nghiệp thực phẩm - Vi sinh vật tác nhân quan trọng công nghệ sản xuất nhiều loại sản phẩm thực phẩm bổ dưỡng có giá trị cao như: sữa chua, pho-mat, rau muối chua, xì dầu, tương, nước mắm - Con người khoẻ mạnh hệ vi sinh vật lành tính có lợi thể phát triển trạng thái cân sở khoa học nhóm sản phẩm thực phẩm chức chứa vi sinh vật sống khẳng định vị trí vững dinh dưỡng đại - …Vi sinh vật an toàn thực phẩm 1.3 Điểm vài ứng dụng vi sinh vật thực tiễn b/ Trong công nghiệp: - Sản xuất enzym (cho công nghiệp thực phẩm CN khác…) - Sản xuất nhiên liệu sinh học (cồn nhiên liệu, diesel sinh học…) - Sản xuất axít hữu (a axetic, a lactic, a xitric, a butyric ), hay dung môi (axeton, butanol, propanol ) - Sản xuất polymer sinh học (dextran, xanthan, pullulan ) c/ Trong y học: - Sản xuất chất kháng sinh Sản xuất vacxin phòng dịch Sản xuất vitamin Sản xuất chế phẩm điều trị khác (ephedrin, prednisolon, insulin, stomatostin, interferon ) 1.3 Điểm vài ứng dụng vi sinh vật thực tiễn d/ Trong nông nghiệp: - Sản xuất phân bón sinh học (phân bón vi sinh, đạm sinh học, lân sinh học, Chế phẩm vi sinh hỗn hợp (Effectivenic Microorganisms) - Sản xuất chế phẩm điều hgòa sinh trưởng thực vật (Gilberellin, Auxin, Cytokinin ) - Sản xuất chế phẩm bảo vệ thực vật (chế phẩm sinh học diệt cỏ dại, thuốc trừ sâu vi sinh ) - Xử lý phế thải hữu nơng nghiệp làm phân bón e/ Trong bảo vệ mơi trường: - Xử lý nước thải sinh hoạt Xử lý chất thải rắn hữu sinh hoạt Xử lý sinh học khí thải Xử lý bảo vệ mơi trường khác (thu hồi/loại bỏ chất tồn dư lắng đọng; xử lý phục hồi môi trường…) 1.3 Điểm vài ứng dụng vi sinh vật thực tiễn f/ Trong lĩnh vực công nghiệp khác - Thu hồi khai thác kim loại từ quằng nghèo - Khử lưu huỳnh than - Thăm dị khống sản g/ Trong nghiên cứu khoa học - Làm đối tượng để triển khai nghiên cứu công nghệ sinh học (đặc bịêt sinh học phân tử, di truyền kỹ thuật gen) - Làm thị nhiều phân tích, chuẩn đốn phương pháp sinh học -