vi sinh học đại cương chương i cấu trúc và chức năng của tế bào vi sinh vật

 Độ hoạt động của nước aw Nhiệt độ: nhiệt độ thấp/ nhiệt độ caoThanh trùng pasteur: Các loại VK còn sống qua nấu vàthanh trùng như: clostridium botulinum, các chủng gâybệnh củ

VI SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG

CHƯƠNG I: CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG CỦA TẾ BÀO

VI SINH VẬT

THẾ GIỚI SINH VẬT nam mô

1 Vi sinh vật chưa có nhân

thật (Procaryotes)

2 Vi sinh vật nhân thật (Eucaryotes)

- Vực - Ngành - Lớp - Bộ - Họ - Giống - Loài

VD: Bacteria Proteobacteria Gammaproteobacteria Enterobacteriales - Enterobacteriaceae - Escherichia - Escherichia coli

Gồm 2 phần: tên giống + tên loài

VD: Escherichia coli / Escherichia coli

TẾ BÀO TIỀN NHÂN (PROCARYOTES)

được phân chia liên tiếp

cho đến khi chúng tạo

thành một cá thể mới

Sinh sản vô tính

Nội bào tử ko phải là bào

tử sinh sản, thường thấy

ở vi khuẩn, nằm bên trong cơ thể chúng, mỗi

vi khuẩn chỉ có 1 nội bào

tử, hình thành khi gặp đk bất lợi Nội bào tử đc cấu tạo đặc biệt, giúp vi khuẩn chống lại các tác động của môi trường và sống sót Đó là hình thức tiềm sinh của vi khuẩn

Khi môi trường trở nên thuận lợi, chúng tái tạo trở lại và tiếp tục sinh trưởng, phát triển.

Ngoại bào tử thường là các bào tử sinh sản, nằm bên ngoài cơ thể vi sinh vật (nấm), chức năng của

nó là phát tán đi khắp nơi

và phát triển thành cá thể mới nếu khi gặp đk thuận lợi.

PHÂN LOẠI VI KHUẨN

 Cách phân loại vi khuẩn

- Dựa vào hình dạng và cách sắp xếp của TBVK

- Dựa vào nhuộm Gram

- Dựa vào nhu cầu và dung nạp oxygen

 VK hiếu khí bắt buộc

 VK tùy nghi

 VK vi hiếu khí

 VK kỵ khí dung nạp được oxygen

- Dựa vào nhiệt độ tối ưu cho sự sinh trưởng

VI KHUẨN CỔ (ARCHAEA)

TẾ BÀO NHÂN THỰC ( EUCARYOTES)

- NẤM MEN

 Sinh sản: nảy chồi

 Phát triển trong môi trường: yếm khí kị khí

 Fumonisin: suy buồng trứng

CHƯƠNG II: SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA

VI SINH VẬT ĐƯỜNG CONG SINH TRƯỞNG CỦA VI SINH VẬT

1 GĐ tiền tăng sinh (lag phase)

– Vi khuẩn thích nghi với môi trường

– Số lượng tế bào trong quần thể không tăng

– Enzim cảm ứng được hình thành

2 GĐ tăng sinh (exponential phase)

– Vi khuẩn bắt đầu phân chia, số lượng tế bào tăng theo lũy thừa.

3 GĐ cân bằng (stationary phase)

– Số lượng vi sinh vật đạt mức cực đại, không đổi theo thời giando:

+ Một số tế bào bị phân hủy

+ Một số khác có chất dinh dưỡng lại phân chia

4 GĐ suy vong (decline phase)

– Số tế bào trong quần thể giảm dần do:

+ Số tế bào bị phân hủy nhiều

+ Chất dinh dưỡng bị cạn kiệt

+ Chất độc hại tích lũy nhiều

THỜI GIAN PHÂN CHIA

MÔI TRƯỜNG NUÔI CẤY VI KHUẨN

1 - Môi trường cơ bản (general purpose media)

2- Môi trường chọn lọc (selective media): muối mật, fuchsin, crystalviolet

3- Môi trường phân biệt (differential media): chất chỉ thị màu(indicator)

4- Môi trường chọn lọc và phân biệt (differential and selectivemedia): bắt màu Gram âm

PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH SỐ LƯỢNG VI KHUẨN

1 PP đếm trực tiếp

2.PP đếm khuẩn lạc: cấy trang

3 PP đo độ đục

4 PP MPN

- Đơn vị tính: Tế bào/ml; tế bào/g

CFU/ml; CFU/g CFU: Colony Forming Unit

MPN/ml; MPN/g

CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH ST, PT CỦA VSV



 YẾU TỐ VẬT LÍ

 Độ hoạt động của nước (aw)

 Nhiệt độ: nhiệt độ thấp/ nhiệt độ cao

Thanh trùng pasteur: Các loại VK còn sống qua nấu vàthanh trùng như: clostridium botulinum, các chủng gây

bệnh của vi khuẩn Escherichia coli (E.

coli ), Salmonella spp., Shigella spp, Staphylococcus aureus, Vibrio cholera

 Tiệt trùng : bằng nhiệt khô/ nhiệt ẩm (121°C/15 - 20phút)

Tiệt trùng bằng phương pháp Tyndall: xử lí nhiệt 3 lầnliên tục cách nhau 24h, nhiệt độ 60-70 trong 30p/ cácyếu tố vật lí khác (ultraviolet, tia bức xạ, sóng siêu âm)

 Khử trùng bằng buồng cấy vô trùng bằng tia UV



 YẾU TỐ HÓA HỌC

 pH: VSV ưa acid (acidophile) pH 2 - 5,5 (4 - 5); ưa trung tính(neutrophile) pH 5,5 -8,0 (6,5-7,5); ưa kiềm (alkalophile) pH8,0-11,5 (9,0-10,0)

 Oxygen: VSV hiếu khí, kỵ khí, kỵ khí tùy nghi, vi hiếu khí

 Chất sát trùng (disinfectants): Thường có tác dụng tốt trên tếbào sinh dưỡng

- Chất kháng khuẩn (antimicrobial agent):

+ - cidal: diệt khuẩn (bactericidal), diệt nấm (fungicidal), diệt

virus(viricidal)

+ - static: tĩnh khuẩn (bacteriostatic), chống nấm (fungistatic)

+ - lytic: phân hủy tế bào

 Kiểm tra hoạt tính

o MIC: nồng độ tối thiểu ức chế vi khuẩn

o MBC: nồng độ tối thiểu giết vi khuẩn

o MLC: nồng độ tối thiểu giết vi khuẩn

Tổng hợp enzim phân hủy kháng sinh

Thay đổi điểm tác động KS

Mở kênh vận chuyển

VK hình thành hệ thống bơm kháng sinh

CHƯƠNG III: BIẾN DƯỠNG Ở VI SINH VẬT

- Dị hóa :phân giải- mang lại năng lượng

- Đồng hóa :tổng hợp- sử dụng năng lượng

D hóa ị

Hô hấấp

Hô hấấp tếấ bào Lến men

l ượ ngBIẾN DƯỠNG

Dị dưỡng

Hóa tự dưỡng

Quang tự dưỡng Hóa dị dưỡng

Quang dị dưỡng

Hữu cơ Vô cơ

Tự dưỡng

Tổng hợp

Đôồng

hóa

CÁC NHÓM VI SINH VẬT THEO NHU CẦU DINH DƯỠNG

NHU CẦU DINH DƯỠNG

2- VSV hóa năng (Chimiotrophy):

+ Năng lượng từ oxy hóa chất vô cơ: VK oxy hóa H2(Hydrogenomonas), NH3 (Nitrosomonas), NO2 (Nitrobacter) + Năng lượng từ oxy hóa chất hữu cơ

 NƯỚC

- Dựa vào aW phân loại: VK 0,92 - 0,96; nấm men 0,88 - 0,91; nấm mốc0,7 - VD: E coli 0.95, Staphylococcus aureus 0,86

 CARBON

- VSV tự dưỡng carbon: Cyanobacteria, VK nitrat hóa, VK oxy hóa lưuhuỳnh - VSV dị dưỡng carbon: Tinh bột, đường, cellulose và protein

 NITO/ BIẾN DƯỠNG NITO

- Nguồn nitơ vô cơ: NH3, NH4+, N2, NO2-, NO3- ( phản nitrat hóa ->N2 làm mất đạm trong đất)

- Nguồn nitơ hữu cơ nitrobacteriacease

- Quá trình diễn ra chu trình Nitơ kết thúc bằng quá trình Nitrat hóa Đây

là quá trình khử Nitrat thành khí Nitơ (N2), hoàn tất chu trình Nitơ

- Các vi khuẩn kỵ khí ngẫu nhiên này cũng có thể sống trong các môi trường hiếu khí.

- VK oxy hóa amoni: Nitrosomonas, Nitrosospira, Nitrosococcus

- VK oxy hóa nitrite: Nitrobacter, Nitrotoga, Nitrospira, Nitrococcus

 KHOÁNG

 CHẤT SINH TRƯỞNG

QUÁ TRÌNH DỊ HÓA CHẤT HỮU CƠ

 DỊ HÓA ĐƯỜNG

1-Hô hấp (respiration): Chất nhận electron (electron acceptor) làoxygen (hô hấp hiếu khí - aerobic respiration) hoặc chất khác(NO3-SO42-, CO2, Fe3+ (hô hấp kỵ khí - anaerobic respiration)

2-Lên men (fermentation): Chất nhận electron là các chất trung giancủa quá trình chuyển hóa (pyruvate)

Hô hấấp

Lến men

o EMP

o Chuyển hóa Entner-Doudoroff

 Xảy ra ở một số vi khuẩn Gram - trong đất như: Rhizobium,Pseudomonas, Agrobacterium

 Gram +: Enterococcus faecalis

o Chuyển hóa đường 5C phosphate

 Sản phẩm: ribose 5- phosphate - tổng hợp acid nucleic;erythrose 4- phosphate -tổng hợp acid amin thơm, vit B6

 - NADP+ nhận electron tạo thành NADPH - cho electron trongphản ứng tổng hợp

 - Bacillus subtilis, E coli, Enterrococcus faecalis

 Chu trình Krebs

-ketoglutarate và oxaloacetate: Tổng hợp acid amin

- Oxaloacetate: Có thể chuyển hóa thành tiền chất của glucose

- Phosphoenolpyruvate

- Acetate: Tổng hợp acid béo

 Chuỗi truyền điện tử

• Hô hấp hiếu khí (aerobic/oxidative respiration)

- Oxygen là chất nhận electron

- Chuỗi chuyền điện tử ở màng tế bào chất tạo ra proton động lực, giúp

dự trữ năng lượng thông qua tổng hợp ATP

• Hô hấp kỵ khí (anaerobic respiration)

- Chất nhận electron không phải là oxygen - Nitrate (NO3-), sulfate(SO4-), ferric iron (Fe3+), manganic ion (Mn4+)

 LÊN MEN

Sản phẩm của quá trình lên men:

- Cơ chất là đường (glucose): rượu (ethanol) ở nấm men, acid hữu cơ (acid lactic) ở VK lactic

- Cơ chất khác (acid béo, acid amin, hợp chất thơm ): acetate và acidbéo bay hơi (propionate, butyrate)

 DỊ HÓA LIPID

 DỊ HÓA PROTEIN

 BIẾN DƯỠNG CARBON

CHƯƠNG IV: CÁC NHÓM VI KHUẨN

1 CẦU KHUẨN (Coccus-Cocci)

• Đơn cầu khuẩn

- VK hoại sinh, phân giải chất hữu cơ dư thừa

VD: Micrococcus luteus

• Song cầu khuẩn

- Gram âm, xếp thành từng đôi - Neisseria gonorrhoeae, Neisseriameningitidis

• Tụ cầu khuẩn

- Có khả năng sinh enzyme catalase

- Phát triển trong môi trường có nồng độ muối cao

- Thường trú trên da, niêm mạc người, thường không gây hại

VD: Staphylococcus aureus , Staphylococcus epidermidis

• Liên cầu khuẩn

- Không có khả năng sinh enzyme catalase

Streptococcus pyogenes, Streptococcus pneumoniae, Enterococcusfaecalis

TRỰC KHUẨN

• Trực khuẩn Gram -, hiếu khí

- Có khả năng đi động, dị dưỡng hóa năng

- Phát triển được ở nhiệt độ từ 4 - 43°C

VD: Pseudomonas aeruginosa, Brucella abortus

Azotomonas,Rhizobium

- Lên men sinh acid acetic: Acetobacter

• Trực khuẩn Gram -, kỵ khí tùy nghi

- Gồm trực khuẩn và cầu trực khuẩn Gram –

- Vi khuẩn đường ruột Enterobacteriaceae : E coli, Salmonella,

- VK gây bệnh chủ yếu trên đường hô hấp của người và động vật –Pasteurellacae: Pasteurella multocida, Haemophillus influenzae,Actinobacillus pleuropneumoniae

- Clostridium butyricum: Lên men đường tạo acid butyric, acetone vàbutanol

- Clostridium cellulolyticum, C.cellulovorans, C.pasteurianum (cốđịnh nito)

• Cầu khuẩn tạo bào tử

+ Sporosarcina ureae

- Gram +, hiếu khí, di động, thường có trong đất

- Sống được trong môi trường pH kiềm (pH 7 - 10), - Chuyển hóaurea thành CO2 và NH3

• Trực khuẩn Gram +, không tạo bào tử

+ Lactobacillus

- Trực dài, đứng thành chuỗi, không có khả năng di động, vi hiếu khí

- Nhiệt độ phù hợp cho sự phát triển: 30 - 40°C, pH 5,5 - 6,2

- LAB (Lactic Acid Bacteria): Enterococcus, Lactobacillus,Lactococcus, Pediococcus

+ Lên men sinh acid lactic và sản sinh bacteriocin

- Lên men sinh acid lactic (lên men lactic đồng nhất và không đồngnhất), ức chế sự phát triển của các vi khuẩn khác,

VD: L acidophillus, L casei - Sản xuất bacteriocin: Lactobacillus,

- Listeria monocytogenes gây listeriosis

+ Erysipelothrix : E rhusiopathiae, trực khuẩn dài dạng sợi (>60 m),

vi hiếu khí, gây bệnh đóng dấu son trên heo và gây tổn thương da trênngười

PHẨY KHUẨN

- Gram -, hình dạng giống như dấu phẩy, di động bằng lông roi(flagella), phát triển tốt trong môi trường có 2-3 % muối - Có nhiềutrong môi trường nước

alginolyticus

XOẮN KHUẨN

- Gram -, dạng xoắn dài 3 - 4 μm, di động nhờ lông roi ở đầu

- Campylobacter, Helicobacter và Spirillum

- Campylobacter fetus, C jejuni, C coli : Gây ngộ độc thực phẩm(food poisoning)

- Helicobacter pylori

XOẮN THỂ

- Gram - , quan sát dưới kính hiển vi nền đen (darkfield microscopy),

kỵ khí hoặc vi hiếu khí, khó nuôi cấy

- Cấu tạo xoắn, kích thước rất mảnh 0,1 - 0,3 μm, dài 5 - 25 μm

- Không có lông roi, di chuyển bằng sự vặn xoắn của sợi trục nằm bêntrong TB (nội lông roi - endoflagella), qua được lọc vi khuẩn (thể qualọc)

- Hiện diện trong nước ao hồ, cống rãnh, trong cơ thể các loại gậmnhấm, động vật nuôi

• Treponema

- Kỵ khí hoặc vi hiếu khí, sống ký sinh bắt buộc trong cơ thể vật chủ

denticola, Treponema saccharophilum, Treponema primitia

- Gram -, nội độc tố LPS có độc tính thấp

- Chia làm 3 nhóm: Nhóm gây bệnh (L interrogans), nhóm gây bệnh

cơ hội và nhóm hoại sinh, không gây bệnh (L biflexa)

- Khó nuôi cấy trong điều kiện nhân tạo, 30°C, pH 7,2 - 7,5

- Nhiệt độ tối thiểu cho sinh trưởng khác nhau có thể được sử dụng đểphân biệt nhóm xoắn thể gây bệnh (13 - 15°C) và nhóm không gâybệnh (5 - 10°C).

+ M tuberculosis

+ M bovis, M canis, M avium, M leprae

+ Gram +, hiếu khí, không di động

+ Phân bố tự nhiên trong đất, nước, không khí, trên da, niêm mạcngười và động vật

+ Corynebacterium diphtheriae: Tế bào dạng dùi cui (club-shapedappearance), gây bệnh bạch hầu

+ Corynebacterium glutamicum: Quan trọng trong công nghiệp thựcphẩm

MYCOPLASMA

- Không có thành tế bào, màng tế bào chất chứa sterol hoặclipoglycan (lipopolysaccharide) giúp bảo vệ tế bào và bám dính vào tếbào vật chủ

- Không có hình dạng nhất định, kích thước rất nhỏ 0,1μm đườngkính nên còn gọi là thể qua lọc

- Di động bằng cách trườn trên bề mặt (gliding movement)

- Xâm nhập và tồn tại trong nội bào, tránh tế bào miễn dịch

- Cư trú thường xuyên trong xoang miệng, hầu họng, đường tiếtniệu của người và ĐV

- M pneumonia, M genitalium (viêm dương vật trên người), M.gallisepticum (viêm phổi trên gia cầm), M hypopneumoniae (bệnhsuyễn trên heo)

CHLAMYDIA VÀ RICKETTSIA

- Kích thước nhỏ như virus (0,2 × 0,7 μm), không di động

- Vi khuẩn ký sinh nội bào bắt buộc (obligate intracellular parasite)

- Điều trị bệnh: Kháng sinh có tính thấm tốt và thời gian điều trị dài(10-15 ngày)

• Chlamydia

- Thiếu gen mã hóa protein FstZ

- Đường lây nhiễm cho người: Qua đường không khí hoặc tiếp xúc

- Một số không có thành tế bào nhưng vẫn nhạy cảm với kháng sinhnhóm bêta-lactam (penicillin)

- Chlamydia trachomatis: Viêm kết mạc mắt, viêm niệu đạo, viêmtinh hoàn, bệnh lây lan qua đường tình dục

- Chlamydia psittaci và Chlamydia pneumoniae gây bệnh trên đường

hô hấp

- Gram -, hình trực hoặc cầu trực

- Đường lây nhiễm: Qua vết cắn của bọ chét, rận ký sinh trên chim,gia cầm

- Gây bệnh sốt phát ban trên người

- Gram âm, đa hình dạng

- Sống ký sinh trong bạch cần đơn nhân và đại thực bào

trong đồ hộp

ruột

khám

sẩy thai sinh non

12- Leptospira: xoắn khuẩn=>

huyết

CHƯƠNG V: NHIỄM TRÙNG VÀ MIỄN DỊCH

PHÂN LOẠI MIỄN DỊCH THEO NGUỒN GỐC

CHƯƠNG VI: VIRUS CHƯƠNG VII: ĐỘC LỰC VÀ KHẢ NĂNG GÂY BỆNH CỦA VI

SINH VẬT

1.Hô hấp :

+ Chất nhận electron là oxy(hô hấp hiếu khí ) => 38ATP

+ Chất nhận electron là chất khác không phải oxy(hô hấp kị khí ) => 2<…<38 ATP

2 Lên men tạo ra 2ATP Nhưng quan trọng là nó tạo ra acid lactic , axetic,…có lợi

3 Vi khuẩn clostridium

+ Cơ chất là cellulose/glucose => có lợi(có nhiều trong dạ cỏ động vật nhai lại)

+ Cơ chất là protein => có hại

4.Escherichia coli và Salmonella là 2 vi khuẩn kh thể phân biệt bằng cách nhuộm Gram được vì cả 2 đều bắt màu Gram âm , và đều có hình trực ngắn Vì vậy ngta dùng môi trường Mac Conkey :

Vk E.coli có khả năng lên men đường lactose cho ra khuẩn lạc màu

đỏ (các Thạch MacConkey Nó là một môi trường nuôi cấy rắn cho phép phân lập độc quyền trực khuẩn Gram âm Vì lý do này, nó là một môi trường chọn lọc và cũng cho phép phân biệt giữa trực khuẩnlên men và không lên men của đường sữa, làm cho nó trở thành một môi trường khác biệt )

5 Một số vk khử nito : Pseudomonas, Clostridium pasteurianum,…

6 Những con vk qua lọc: Mycoplasma Leptospira, Trepomina

7 Những con vk Gram dương thường gặp : Staphylococcus aureus, Streptococcus pyogenes, Streptococcus pneumonniae, Streptococcus suis, Bacillus anthracis

8 Những con vk Gram âm thường gặp : Escherichia coli,

Leptosprira, Salmonella

9 Myco không bắt màu nhuộm gram

10 kháng nguyên H : lông roi

11 kháng nguyên O : thành tế bào gram âm