ĐỐI TƯỢNG VÀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA VI SINH VẬT HỌC

Chương I ĐỐI TƯỢNG VÀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA VI SINH VẬT HỌC Mục tiêu: - Sinh viên biết đối tượng nhiệm vụ nghiên cứu vi sinh vật tự nhiên q trình tiến hóa, phát sinh, phát triển chúng Biết tác dụng vi sinh vật việc giữ gìn tính bền vững hệ sinh thái tự nhiên Biết lịch sử phát triển vi sinh vật qua giai đoạn - Sinh viên có khả hiểu biết nghiên cứu vi sinh vật - Có thái độ tỉ mỉ, cẩn thận nghiên cứu, tiếp xúc gián tiếp với vi sinh vật I ĐỐI TƯỢNG VÀ NHIỆM VỤ CỦA VI SINH VẬT Xung quanh sinh vật lớn nhìn thấy cịn có vơ vàn sinh vật nhỏ bé, muốn nhìn thấy chúng phải sử dụng kính hiển vi Người ta gọi chúng vi sinh vật Môn khoa học nghiên cứu vi sinh vật gọi môn vi sinh vật học Vi sinh vật bao gồm nhiều nhóm khác nhau: vius, vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm mốc, nấm men, vi khuẩn lam tảo Vi sinh vật có kích thước nhỏ bé có cấu trúc tương đối đơn giản chúng có tốc độ sinh sản nhanh chóng hoạt động trao đổi chất mạnh mẽ Vi sinh vật có khả phân giải hầu hết loại chất trái đất, kể chất khó phân giải, chất thường gây độc hại đến nhóm sinh vật khác Bên cạnh khả phân giải vi sinh vật cịn có khả tổng hợp nhiều chất hữu phức tạp điều kiện nhiệt độ, áp suất bình thường Vi sinh vật phân bố rộng rãi tự nhiên: đất, nước, khơng khí, thể sinh vật khác loại lương thực, thực phẩm, hàng hóa khác Chẳng phân bố chúng theo hệ sinh thái vô đa dạng: từ thấp đến cao, từ lạnh đến nóng, từ chua đến kiềm, từ hiếu khí đến yếm khí… Do phân bố rộng rãi hoạt động mạnh mẽ nên vi sinh vật có tác dụng lớn việc tham gia vào vịng tuần hồn vật chất trái đất tham gia vào lĩnh vực hoạt động sống người Vi sinh vật học phát triển nhanh dẫn đến việc tạo thành lĩnh vực khác nhau: vi khuẩn học (bacteriology), nấm học (mycology), tảo học (algology), vius học (virology)… Việc phân chia lĩnh vực cịn dựa vào phương hướng ứng dụng, thấy cịn có: y sinh vật học, thú y vi sinh vật học, sinh vật công nghiệp, vi sinh vật nơng nghiệp, vi sinh vật khơng khí, vi sinh vật học nước… Gần phát triển lĩnh vực vi sinh vật học phóng xạ, địa vi sinh vật học, vi sinh vật học vũ trụ… Ngay vi sinh vật nông nghiệp có nhiều chuyên ngành: vi sinh vật đất, vi sinh vật trồng trọt, vi sinh vật bảo vệ thực vật, vi sinh vật xử lý ô nhiễm môi trường, vi sinh vật chăn nuôi, vi sinh vật thú y, vi sinh vật thủy sản, vi sinh vật học lâm nghiệp, vi sinh vật học lương thực, thực phẩm… Mỗi lĩnh vực có đối tượng cụ thể riêng cần sâu Tuy nhiên mức độ định chuyên ngành có điểm giống Do phạm vi giáo trình có nội dung chủ yếu sau: Sinh vật tự niên tiến hóa từ thấp đến cao, từ đơn giản đến phức tạp, vi sinh vật phận sinh vật Vậy tiến hóa thể ? Để tìm hiểu quy luật phát sinh, phát triển tiến hóa chúng, nghiên cứu đặc điểm hình thái, cấu tạo, sinh lý, sinh hóa, di truyền…của nhóm vi sinh vật thường gặp tự nhiên Nghiên cứu vai trò to lớn nhiều mặt nhóm sinh vật tự nhiên nơng nghiệp, tìm cách khai thác cách đầy đủ tác động tích cực vi sinh vật tìm cách ngăn chặn cách hiệu tác động có hại chúng Trên sở nghiên cứu đặc điểm sinh thái học sinh vật học nhóm vi sinh vật, xây dựng sở cho việc tìm kiếm kĩ thuật ni trồng có lợi hoạt động vi sinh vật nhằm không ngừng nâng cao sản lượng phẩm chất hàng hóa nơng nghiệp Trong thiên nhiên, vi sinh vật giữ mắt xích trọng yếu chu chuyển liên tục bất diệt vật chất Nếu khơng có vi sinh vật hay lý mà hoạt động vi sinh vật tự nhiên ngừng lại dù thời gian ngắn làm ngừng hoạt động sống trái đất Thật vậy, người ta tính tốn khơng có hoạt động sống sinh vật để cung cấp CO2 cho khí lượng CO2 đến lúc cạn hết Lúc xanh quang hợp được, sống lồi sinh vật khác khơng tiến hành bình thường được, bề mặt trái đất biến thành lạnh lẽo Vi sinh vật nhân tố quan trọng tham gia vào việc giữ gìn tính bền vững hệ sinh thái tự nhiên Đối với sản xuất nơng nghiệp, vi sinh vật có vai trò cực lớn Thực tiễn đồng ruộng, đồi núi, sơng ngịi hệ thống thường xun chịu tác động người vi sinh vật Vi sinh vật tham gia tích cực vào phân giải hợp chất hữu cơ, chuyển hóa chất khống, cố định nitơ phân tử để làm giàu thêm dự trữ nitơ trái đất Trong hoạt động sống vi sinh vật sản sinh nhiều chất hoạt động sinh học có tác dụng trực tiếp q trình sinh trưởng phát triển cấy trồng Các chất hoạt động sinh học (axit amin, vitamin, enzym, chất kháng sinh, độc tố) tích lũy vùng rễ trồng, làm tăng cường phát triển loài khác Người ta cịn nhận thấy khơng có vi sinh vật giúp trồng tiêu thụ sản phẩm trao đổi chất trồng tiết quanh rễ số sản phẩm đầu độc trở lại trồng Trong trình thực biện pháp kỹ thuật trồng trọt khâu vai trò VSV lên rõ rệt Vì vậy, để đạt hiệu kinh tế cao sản xuất nông lâm nghiệp không ý đến hoạt động VSV Mỗi loại trồng liên quan nhiều mặt với tập đồn VSV định bao gồm loại có ích có hại Vì từ quy hoạch sản xuất nơng lâm nghiệp, bố trí trồng cần ý đến vấn đề để đạt hiệu kinh tế cao Trong suốt trình sinh trưởng phát triển, biện pháp chăm sóc làm cỏ, bón phân, tưới nước, phịng trừ dịch bệnh…cũng liên qua đến hoạt động VSV Các biện pháp khơng có tác động trực tiếp đến loại VSV(có ích có hại) mà cịn có tác dụng lớn đến tính chất chiều hướng mối quan hệ phức tạp lồi VSV với trồng Các đặc tính cây, có đặc tính chống sâu bệnh có thay đổi lớn tác động biện pháp kỹ thuật canh tác Nếu tác động lúc , lượng tính chống chịu VSV gây bệnh tăng lên nhiều, ngược lại tác động khơng đúng, nhiều lồi vốn có chất chống chịu bệnh trở nên dễ nhiễm bệnh Trong chăn nuôi ngư nghiệp, VSV có tác động lớn vật ni trâu, bị, lợn, gà, tơm, cá…thường có hệ VSV phong phú Hệ VSV giúp cho q trình đồng hóa chất dinh dưỡng thải loại chất cặn bã trình sống Từ sơ sinh đến trưởng thành loại vật ni lúc có liên quan mật thiết đến hoạt động loài VSV, kể lồi có lợi có hại Nhân dân ta có nhiều kinh nghiệm trình ủ chua thức ăn gia súc, men rượu phục vụ chăn nuôi Cho mấm men vào thức ăn làm cho thức ăn có lượng dinh dưỡng cao hơn, mùi vị thơm kết vật ni chóng lớn Thêm – 15 % nấm men vào thức ăn nuôi lợn tăng trọng 10 – 20 %, hạ thấp được 10 – 16 % chi phí so với đối chứng, kg nấm men dùng ni gà thêm 30 – 40 trứng Nhiều nơi người ta cịn dùng nấm men để ni cá ,bị sữa mật ong Nhiều nước giới xây dựng xí nghiệp sản phẩm nấm men phụ vụ cho nông nghiệp Trong chăn nuôi, vấn đề lớn làm phòng chống bệnh truyền nhiễm Môn vi sinh vật thú y môn dịch tế học thú y nêu lên chế, ngun lí biện pháp phịng chống bệnh dịch cho súc vật bệnh lây sang người bệnh dại nhiệt thán ,lao … Quá trình thu hoạch, bảo quản chế biến thành hàng hóa nơng nghiệp liên quan đến tác động vi sinh vật Nông sản mang theo nhiều loại vi sinh vật từ đồng ruộng vào kho Thu hoạch lúc điều kiện khô không làm cho nông sản bị xây xát, dập nát tránh cho nhiều loại vi sinh vật gây hại có điều kiện phát triển phẩm chất nơng sản khơng bị ảnh hưởng ,có thể cất giữ lâu dài Thịt, sữa, trứng, cá sản phẩm nông nghiệp quý Bảo quản chế biến sản phẩm phải lưu ý đến hoạt động vi sinh vật, đặc biệt vi sinh vật gây thối, chúng làm phẩm chất bảo quản khơng quy cách Như có mặt nơi thâm nhập vào hoạt động sản xuất đời sống Nắm vững hoạt động vi sinh vật người ta đề nhiều biện pháp làm cho chúng trở thành vũ khí sắc bén cơng chinh phục cải tạo thiên nhiên Trong sản xuất nông – lâm – ngư nghiệp vậy, nắm vững hoạt động vi sinh vật người ta tăng sản lượng nâng cao phẩm chất trồng vật nuôi Hiện vi sinh vật học môn khoa học mũi nhọn cách mạng sinh học Nhiều đề quan trọng sinh học đại nguồn gốc sống chế thông tin ,cơ chế di truyền ,cơ chế điều hiểu học tổ chức sinh vật học Vi sinh vật học có bước tiến vĩ đại ,đang trở thành vũ khí sắc bén tay người nhằm chinh phục thiên nhiên ,phục vụ đắc lực cho sản xuất đời sống II LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA VI SINH VẬT HỌC 2.1 Giai đoạn trước có kính hiển vi (khoảng trước kỷ XV) Từ thượng cổ người biết ủ phân, trồng xen họ đậu với trồng khác, ủ men nấu rượu chất biện pháp chưa giải thích Trong q trình định canh lồi người thấy tác hại bệnh cây, bệnh “gỉ sắt” thời kì Aistote người ta xem tạo hóa gây Mãi đến đến kỉ XV, bác sĩ tiếng người Ý Đ Fracastoro (1483 – 1553) nghiên cứu bệnh truyền nhiễm người, ông kết luận: “nguồn gốc bệnh truyền nhiễm bẩn thỉu gây ra, truyền từ người sang người khác qua môi giới, mà môi giới này” Nhờ phát minh sau nhà khoa học tập trung nghiên cứu để tìm hiểu “mơi giới” Con người biết tận dụng cách có ý thức quy luật tác dụng vi sinh vật Nhưng đến kính hiển vi đời, hiểu biết vi sinh vật dần phát triển mở trước nhân loại giới mới, giới vi sinh vật vô nhỏ bé vô phong phú 2.2 Giai đoạn sau phát minh kính hiển vi Giữa kỷ thứ XVII chủ nghĩa tư bắt đầu phát triển mạnh Do yêu cầu ngành hải, kĩ thuật quang học ý nhiều Trên sở phát triển quang học, kính hiển vi xuất Leeuwenhoek A.V (1632 – 1723), với kính hiển vi tự chế tạo với độ phóng đại 160 lần, lần phát giới vi sinh vật Quan sát nước ao tù, dung dịch ngâm chất hữu cơ, bựa Leeuwenhoek thấy đâu có nhiều vi sinh vật nhỏ bé Rất đỗi ngạc nhiên với tượng quan sát ông viết: “tôi thấy bựa miệng tơi có nhiều sinh vật tí hon hoạt động Chúng nhiều so với vương quốc Hà Lan hợp nhất” Với quan sát phát ơng trình bày nhiều tiểu phẩm Những tiểu phẩm được tập hợp lại tác phẩm “phát Leeuwenhoek bí mật giới tự nhiên” xuất năm 1695 Trong tác phẩm ông ghi chép tỉ mỉ điều quan sát vi sinh vật Nhưng đến 150 năm sau, vi sinh vật ý Linné nhà phân loại học lớn lúc đem tất loài vi sinh vật xếp lại thành nhóm chung gọi chaos (có nghĩa hỗn loạn) Đến năm 20 kỉ thứ XIX nhiều loại vi sinh vật bắt đầu phát hiện, người bắt đầu nhận thức tác động vi sinh vật số bệnh chúng số nhà phân loại học ý tới Để ghi nhận công lao to lớn Leeuwenhoek lồi người tơn ơng cha đẻ lồi vi sinh vật học, người phát hện giới “thế giới huyền ảo vi sinh vật” Nhìn chung thời kì nhà nghiên cứu ý đến quan sát mơ tả hình thái lồi vi sinh vật Vì người ta thường gọi giai đoạn giai đoạn hình thái học 2.3 Giai đoạn hình thành khoa học vi sinh vật Đến kỉ XIX với phát triển chủ nghĩa tư bản, ngành khoa học kĩ thuật nói chung ngành vi sinh vật nói riêng phát triển mạnh Nhiều nhà khoa học tiến hành quan sát nghiên cứu số vi sinh vật gây bệnh sáng tạo số nghiên cứu vi sinh vật Những đóng góp xây dựng cho phát triển vi sinh vật giai đoạn tập chung cơng trình nhà bác học Pháp L.Pasteur(1822- 1895) Các cơng trình có giá trị lớn lý thuyết thực tiễn Những cơng trình Pasteur nhằm giải vấn đề vai tro vi sinh vật trình lên men Thơng qua loạt thí nghiệm ơng chứng minh trình lên men kết hoạt động số vi sinh vật đặc biệt Ông nghiên cứu nhận thấy trình chuyển biến nước nho thành rượu vang nhờ tác dụng nấm men Ơng tìm cách phịng ngừa hóa chua rượu xác định rượu biến thành dấm kết hoạt động loại vi sinh vật khác Nghiên cứu Pasteur có tác dụng đến kĩ thuật chế biến rượu mà cịn giải cách q trình sinh lí quan trọng, q trình hơ hấp ơng rõ q trình lên men trình hơ hấp yếm khí Nghiên cứu ơng bác bỏ quan điểm hóa học đơn Liebig thời Trong nghiên cứu trình lên men Pasteur tìm phương pháp đơn giản có giá trị: rượu đủ ngon thỳ cần đun nóng lên giữ thùng kín bảo quản lâu “Phương pháp khử trùng Pasteur” khơng có tác dụng to lớn với công nghệ thực phẩm mà đặt sở cho phương pháp khử trùng y học Pasteur xác định lên men lactic vi khuẩn lactic đảm nhiệm Năm 1863 Pasteur chứng minh bệnh nhiệt than loại vi khuẩn gây nên Ở miền nam nước Pháp Italia, tằm thường gây bệnh nghiêm trọng Qua nghiên cứu Pasteur thấy bệnh loại vius gây Để tránh lây lan ông đề xuất phòng bệnh phương pháp cách ly Phương pháp có hiệu quả, giải vấn đề lớn nghề nuôi tằm lúc Từ nghiên cứu Pasteur ứng dụng vào việc chữa bệnh cho người gia súc Từ phương pháp cách ly để tránh sư lây lan bệnh tật trở thành phương pháp phòng bệnh quan trọng Pasteur sau nghiên cứu bệnh đậu mùa gà ông nhận thấy đem virus làm yếu tiêm cho gà số lượng định tạo cho gà khả chống bệnh Từ thí nghiệm gà ơng đề xuất phương pháp làm yếu vi khuẩn nhiệt thán nhiệt độ 42 – 43 oC làm vacxin chống bệnh nhiệt thán Pasteur làm thý nghiệm tiêm phòng vaxin cho cừu vào năm 1881 nơng trường paifo Ơng chọn 50 cừu, 25 tiêm chủng vacxin, số lại tiêm vi khuẩn sống chưa làm yếu Thí nghiêm đạt kết là: 25 tiêm chủng vacxin sống khỏe mạnh, sống bình thường, 25 bị chết Pasteur nghiên cứu bệnh dịch tả gà Ông chứng minh bệnh loại vi rút gây Pasteur tìm cách lấy virus phịng thý nghiệm sau chế thành vacxin phòng bệnh dịch tả gà Kết nghiên cứu ông tạo sở cho phương pháp phòng bệnh tiêm vacxin Năm 1880 Pasteur đến thăm bé trai chết bệnh dại, chết đến với em bé kinh khủng em bé bị điên dại cách thương tâm Pasteur dầy công nghiên cứu bệnh dại Đây cống hiến to lớn cho nhân loại Kết vào ngày 6/7/1885 vào lịch sử lồi người Pasteur thành cơng cứu em bé bị chó dại cắn vacxin phịng chống bệnh dại Cùng thời với Pasteur, nhà bác học Đức Kock (1842 – 1910) có cống hiến lớn cho phát triển vi sinh vật học Kock nghiên cứu bệnh nhiệt thán, ông nghiên cứu tỉ mỉ loại vi khuẩn gây bệnh Bacillus anthracis, ông dùng đặc chứa thạch gelatin để nuôi vi khuẩn Điều có nghĩa lớn công tác phân lập khiết vi sinh vật Kock phát vi khuẩn gây bệnh lao Đặc biệt trình nghiên cứu Kock đề biện pháp tẩy uế, biện pháp quan trọng để ngăn ngừa lây lan bệnh Cũng thời gian hầu hết loại vi sinh vật gây bệnh truyền nhiễm nhiều nhà bác học xác định nghiên cứu Mesnhicốp (1845 – 1916) phát tế bào bạch cầu nhiều tế bào khác có khả tiêu hóa số vi khuẩn Qua nhiều năm nghiên cứu ông đề học thuyết sinh lý học miễn dịch học thuyết miễn dịch thực bào Ông người vào tác dụng đối kháng vi sinh vật với phát triển lý luận chất kháng sinh cách sử dụng chúng để chống vi khuẩn gây bệnh Ivanôpxki (1864 – 1920) nhà thực vật học Nga năm 1892 nghiên cứu bệnh đốm thuốc khẳng định bênh loại vi sinh vật nhỏ bé gây Nó bé vi khuẩn nhiều, kính hiển vi thường khơng nhìn thấy ơng gọ vi khuẩn qua màng lọc hay virus Phát Ivanôpxki mở thêm lĩnh vực nghiên cứu loài người vi sinh vật 2.4 Giai đoạn Với phát triển nhanh chóng nghành khoa học đời hàng loạt phương tiện nghiên cứu đữa đến tiến có tính chất nhảy vọt sinh vật nói chung vi sinh vật nói riêng Nhờ có kính hiển vi diện tử lồi người thấy rõ cấu trúc virus Nhờ có máy siêu âm phá vỡ tế bào màng, tách cấu trúc tế bào, người ta nắm loại cấu trúc xây dựng lên thể vi sinh vật Nhờ cách phân tích nhanh chóng đại (như điện tử, sắc kí, quang phổ tử ngoại, quang phổ phát xạ, quang phổ hồng ngoại, cộng hưởng từ hạt nhân), người ta làm khiết định lượng nhóm hợp chất hóa học chứa tế bào vi sinh vật sản phẩm trao đổi chất mà vi sinh vật làm tích lũy lại mơi trường xung quanh Nhờ kĩ thuật nhiễu xạ tia Rentgen việc sử dụng máy tính điên tử người ta biết rõ cấu trúc không gian hợp chất cao phân tử có ý nghĩa quan trọng hoạt động sống (protein, axit nucleic), vi sinh vật nghĩa quan trọng với nhà khoa học trình bày trên, cịn trở thành mơ hình lí tưởng việc nghiên cứu quy luật sống Riêng vấn đề vi sinh vật học nông nghiệp, tiến sinh học phân tử, tin học… có ảnh hưởng lớn Người ta ý đến hàng loạt vấn đề có ý nghĩa sâu sắc, rộng lớn thực tiễn như: nghiên cứu chế phân tử trình miễn dịch khả sản xuất sử dụng chế phẩm vi sinh vật quy mô công nghiệp sinh khối giầu protein, vitamin, số aixit amin không thay thế, chất kháng sinh phục vụ cho công nghiệp hóa chăn ni, thủy sản Trong trồng trọt lâm nghiệp nghiên cứu mối quan hệ tương hỗ phức tạp trồng đất đai với hệ vi sinh vật có ích nhằm xây dựng chương trình điều khiển tối ưu quần lạc nơng lâm nghiệp, bảo vệ môi trường hệ sinh thái Hiện người ta ý đến nhiều chế cố định nito phân tử, khả tách gen tổng hợp men nitrogenase vi sinh vật đưa vào máy di truyền thể khác với mơ ước đến lúc có giống cây, có khả cố định nito khí Nhìn chung rõ ràng vi sinh vật đối tượng quan trọng công nghiệp sinh học để phục vụ ngày đắc lực cho sản xuất đời sống loài người Chương HÌNH THÁI CẤU TẠO CỦA CÁC NHĨM VI SINH VẬT A.VI KHUẨN * Mục tiêu: Giúp sinh viên biết hình thái, phương pháp nghiên cứu hình thái cấu tạo vi khuẩn, dạng hình thái kích thước số loại vi khuẩn hay gặp chăn nuôi – thú y Biết cấu trúc chức tế bào vi khuẩn, phân loại vi khuẩn - Tỉ mỉ, cẩn thận nghiên cứu, tiếp xúc gián tiếp với vi sinh vật I HÌNH THÁI CỦA VI KHUẨN Vi khuẩn (Bacteria) sinh vật đơn bào, hạ đẳng, khơng có màng phân (prokaryote), chúng có cấu trúc hoạt động đơn giản nhiều so với tế bào có màng phân (eukayote) Tuy nhiên có số chức vách tế bào vận chuyển di truyền vi khuẩn phức tạp không sinh vật phát triển Vi khuẩn có kích thích thước thay đổi tùy loại, kích thước vi khuẩn tính micromet (1µm = 1/1000mm) Bằng phương pháp nhuộm soi kính hiển vi, xác định hình thái kích thước vi khuẩn Vi khuẩn có hình thái riêng, đặc tính sinh vật riêng, chúng có khả gây bệnh cho người, động vật thực vật, số có khả tiết chất kháng sinh (Bacillus subtilis) Đa số vi khuẩn sống hoại sinh tự nhiên II CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU HÌNH THÁI CẤU TẠO CỦA VI KHUẨN 2.1 Phương pháp soi tươi Sau làm giọt ép từ canh khuẩn hay từ bệnh phẩm quan sát kính hiển vi quang học biết sơ hình thái kích thước, tính chất di động vi khuẩn Phương pháp soi tươi phương pháp cần thiết chẩn đoán vi khuẩn, cho phép bước đầu phân biệt nhận dạng hình thái vi khuẩn 2.2 Phương pháp nhuộm soi kính hiển vi quang học Phương pháp nhuộm đơn, phương pháp nhuộm kép, phương pháp nhuộm Gram Kỹ thuật nhuộm đặc biệt quan sát hình thái vi khuẩn mà cịn quan sát cấu tạo khác vi khuẩn hạt nhiễm sắc, hình thể vi khuẩn, giáp mơ nha bào 2.3 Phương pháp quan sát kính hiển vi điển tử Nhuộm âm nhuộm lát cắt cực mỏng vi khuẩn quan sát kính hiển vi điện tử, cho phép thấy rõ vi cấu trúc bên phận vi khuẩn III CÁC DẠNG HÌNH THÁI VÀ KÍCH THƯỚC CỦA VI KHUẨN Gồm loại vi khuẩn khác nhau: cầu khuẩn, trực khuẩn, cầu trực khuẩn, xoắn khuẩn phẩy khuẩn 3.1 Cầu khuẩn (Coccus, cocci) Là vi khuẩn có hình cầu, nhiên có nhiều loại hình trịn, hình bầu dục lậu cầu khuẩn Neisseria Gơmrrhoeae, hình nến phế khuẩn cầu Streptococcus pneumniae Kích thước cầu khuẩn từ 0,5 – 1µm, (µm: mocromethay micron, 1µm = 10-3 mm) Cầu khuẩn chia thành giống sau đây: 3.1.1.Giống đơn cầu khuẩn (micrococcus, micrococci) Thường đứng riêng lẻ tế bào một, đa số sống ngoại sinh đất, nước khơng khí micrococcus agili, micrococcus roseus, micrococcus luteus 3.1.2.Giống song cầu khuẩn (Diplococcus, diplococci) Là cầu khuẩn đứng thành đơi, số loại diplococcus có khả gây bệnh não mô cầu khuẩn (Neisseria meningitides), lậu cầu khuẩn (Neissseria gonorrhoeae) 3.1.3 Giống liên cầu khuẩn (Streptococcus, streptococci) 10 5.4 SỨC ĐỀ KHÁNG CỦA VIRUS 5.4.1 Yếu tố hóa học - Dung mơi lipit: ete, clorofooc chất tẩy rửa hòa tan lipit thành phần màng bọc virus - Phenol: phenol làm phá hủy capsit protein màng bọc - Formaldehit: Phản ứng với nhóm amin axit nucleic protein Fromaldehit khơng có tác dụng đặc biệt với tính kháng nguyên virus người ta dùng để bất hoại virus sản xuất vacxin - Các chất hóa học khác: làm bất hoạt virus 70% 90% iso – propyl etylalcohol (cồn ) iodofooc, sodium hypoclorit 2% glutaraddehit - Một số thuốc nhuộm: đỏ trung tính, proflavin xanh toludin xâm nhập vào capsit nucleic Qúa trình oxy hóa ánh sáng làm cho axitnucleic bất hoạt, khơng để ánh sáng sản phẩm virus sống (như loại vacxin sống) - Độ pH: hoạt tính virus phụ thuộc nhiều vào độ pH mơi trường, tùy theo loại virus mà có sức chịu đựng khác với độ pH khác nhau, đa số virus chịu độ pH từ đến 9, độ PH ngưỡng có tác dụng làm bất hoạt 5.4.2 Yếu tố vật lý Khả chịu nhiệt virus tùy thuộc vào loại Ở nhiệt độ cao làm đơng vón protein capsit nên virus không hấp thụ vào tế bào được, khơng thực q trình nhân lên virus Đa số virus dễ dàng bị bất hoạt 55- 60 0C vòng - 30 phút: số virus chịu nhiệt độ từ 65 - 800C thời gian 30 phút Tất virus ưa nhiệt độ thấp, nhiệt độ thấp, sức đề kháng virus bền hơn, nhiệt độ -700C đến -1960C (nito lỏng) virus đảm bảo hoạt tính, phương pháp bảo quản virus tốt phương pháp làm lạnh đột ngột 700C sau bảo quản tủ lạnh -200C Các phương pháp cho phép giữ hoạt tính virus vịng nhiều năm 5.4.3 Chất kháng sinh Tất chất kháng sinh tác dụng virus, người ta không dùng kháng sinh để điều trị bệnh virus Chỉ có chất Actinomyxin D có ảnh hưởng tới trình trùng hợp protein virus 5.4.4.Yếu tố sinh học 59 Nếu virus nuôi cấy vào động vật cảm thụ, virus nhân lên nhanh mạnh độc lực virus tăng cường Nếu virus nuôi cấy vào động vật khơng cảm thụ virus khơng nhân lên nhân lên (đối với số virus) nuôi cấy tiếp qua động vật không cảm thụ này, độc lực giảm dần vật chủ (người ta gọi q trình làm nhược độc) Ứng dụng tính chất để chế tạo vacxin nhược độc CHƯƠNG VI ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ NGOẠI CẢNH ĐỐI VỚI VI SINH VẬT * Mục tiêu: Sinh viên biết ảnh hưởng nhân tố vật lý, hóa học chất kháng sinh vi sinh vật Có biện pháp điều chỉnh nhân tố vật lý, hóa học Sử dụng chất kháng sinh thích hợp để ngăn chặn tiêu diệt vi sinh vật có hại cho vật ni, trồng Tỉ mỉ, cẩn thận tiếp xúc gián tiếp với, hóa chất kháng sinh việc sử lý vi sinh vật có hại 6.1 ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC NHÂN TỐ VẬT LÝ 6.1.1 Độ ẩm Nước dùng để hòa tan chất môi trường, đảm bảo cân áp suất thẩm thấu, điều hòa chất dinh dưỡng loại thải chất không cần thiết qua màng tế bào thực phản ứng hóa học Nếu vi sinh vật sống trạng thái khơ tế bào bị chết tượng loại nước khỏi tế bào Sức đề kháng vi sinh vật với trạng thái khô khác nhau, chúng phụ thuộc vào: - Nguồn gốc vsv: VSV khơng khí chịu khơ tốt vsv đất nước - Loại hình vsv: Nhóm xạ khuẩn chịu khơ tốt nhóm vi khuẩn nấm mốc - Trạng thái tế bào: tế bào già, có nha bào đề kháng tốt tế bào non khơng có nha bào * Ứng dụng: + Trong bảo quản nông sản, thực phẩm nguyên liệu khác cách phơi, sấy hay đông khô 60 + Khi sấy khô vsv thường bị ức chế sinh trưởng nên dễ hoạt động trở lại độ ẩm cao 6.1.2 Nhiệt độ - VSv tồn trì hoạt động sống phạm vi nhiệt độ - 90 0C môi trường dịch thể có chất dinh dưỡng dễ hấp thụ - Trong tự nhiên nhóm vsv có phạm vi sinh trưởng khác nhau: từ thấp đến cao Trong phạm vi có mức độ vsv đạt tốc độ sinh trưởng lớn (nhiệt độ tối thích) phạm vi gọi giới hạn nhiệt độ sinh trưởng Căn vào giới hạn nhiệt độ sinh trưởng phân làm nhóm vsv: + Nhóm vsv ưa lạnh: 00C; 15 - 200C Gồm vsv sống sông suối, hồ sâu, đáy biển vsv kho lạnh bảo quản thực phẩm + Nhóm vsv ưa ấm: 20 - 250C; 30 - 37 0C; 40 - 45 0C Đó nấm mốc, nấm men, vi khuẩn hoại sinh vi khuẩn gây bệnh + Nhóm vsv ưa nhiệt: 45 - 50 0C; 50 - 60 0C; 70 - 80 0C Đó xạ khuẩn, số nấm mốc, vi khuẩn sinh bào tử thường gặp rác, đống phân, suối nước nóng, vùng núi lửa + Nhóm vsv chịu nhiệt: Là nhóm vsv có khả sinh trưởng nhiệt độ sôi nước a Ảnh hưởng nhiệt độ thấp Nhiệt độ thấp 00C làm ngừng trình sinh trưởng phát triển vsv phản ứng trao đổi bị ngừng Sức đề kháng nhiệt độ thấp phụ thuộc vào yếu tố sau: - Loại hình vsv: vi khuẩn thương hàn, bạch hầu đè kháng nhiệt độ - 250 0C vài Vi khuẩn màng não cầu, lậu cầu bị diệt nhiệt độ - 0C - Thành phần mơi trường: độ PH, nồng độ muối hịa tan ảnh hưởng tới sức chống lạnh vi khuẩn Nồng độ đường 20 % làm cho vi khuẩn chống lạnh tốt - Trạng thái sinh lý: tế bào vsv non đề kháng với nhiệt độ cao tế bào già : tế bào vi khuẩn E.coli non nhiệt độ 0C đảm bảo hoạt tính sinh lý 36 ngày Nhưng già chết nhanh * ứng dụng: làm lạnh bảo quản giống vsv, thức ăn vật liệu cần thiết Có thể bảo quản thức ăn nhiệt độ - 10 0C nhiệt độ thấp hơn, thực bảo quản giống vsv nito lỏng - 196 0C b Ảnh hưởng nhiệt độ cao 61 Nhiệt độ cao 65 0C gây tác hại cho vsv Ở nhiệt độ 100 0C cao vsv bị tiêu diệt gần hết thời gian định Tác dụng nhiệt độ vsv có quan hệ với nhân tố khác thời gian tác động, sức chịu nhiệt vsv ( Sức chịu nhiệt phụ thuộc vào chất tế bào: tính di truyền, tuổi tế bào, có nha bào hay không ) Đây sở cho việc xác định biện pháp khử trùng 6.1.3 Khơng khí Oxy chất có vai trị quan trọng sinh trưởng vsv (cần cho số nhóm vsv gây độc cho nhóm vsv khác) Trên sở thích ứng với oxy vsv chia làm nhóm - VSV hiếu khí: + Sinh trưởng tốt khí có 21 % O2 + O2 bị hạn chế chúng sinh trưởng chậm lại (phát tốt mơi trường có nồng độ O2 từ - 15 %) - Vi sinh vật tùy tiện: Là vsv phát triển môi trường có đủ, thiếu, khơng có O2 Trong trường hợp khơng có O2 chúng thu lượng cách lên men - Vi sinh vật kỵ khí: Là vsv khơng thể phát triển mơi trường có O2 O2 nhận thêm electron O2 + eO2O2- + H+ O2 + H2O2 O2- + H2O2 + HO2 + H2O + OHH2O2 ; OH- gây phá hoại vách tế bào Các vi sinh vật hiếu khí tùy tiện có tổng hợp enzym catalaza peroxidaza làm phân hủy H 2O2 loại trừ gốc OH - 6.1.4 Các tia xạ Đa số vsv q trình sinh trưởng khơng cần ánh sáng trừ nhóm vsv quang hợp Các tia sáng có bước sóng khoảng 10.000 A0 gây tác hại cho vsv (ánh sáng mặt trời, tia tử ngoại, tia β, α, γ, x Các tia có chiều dài bước sóng nhỏ lượng lớn tác dụng mạnh ngược lại 62 * Ánh sáng mặt trời: Tia UV ( 2900 - 4000 A0) trực tiếp gián tiếp tác động mơi trường có vsv tạo chất độc có chứa peroxit Sự tác động ánh sáng bị giảm vsv có sắc tố, vỏ nhầy, nha bào Sử dụng ánh sáng để làm khô, tiêu độc nhiều vật dụng, thức ăn, nguyên liệu khác * Tia tử ngoại (tia cực tím - uv) Có bước sóng 100 - 3.000 A0 gây kìm hãm sinh trưởng, đột biến gen Tác dụng tia tử ngoại phụ thuộc vào: - Chiều dài bước sóng: 2537 - 2650 A0 có tác dụng mạnh, thường dùng đèn phát nhân tạo để có bước sóng thích hợp - Liều lượng thời gian chiếu tia: thời gian chiếu lâu, khoảng cách chiếu gần tăng cường tác dụng - Loại hình vi sinh vật: vsv có nha bào sắc tố có sức kháng mạnh với tia mạnh - Trạng thái mơi trường: Khi mơi trường có xistin, hợp chất có chứa SH hạn chế hấp thụ tia Khi có thuốc nhuộm eosin, eritrosin với nồng độ 0,01 % tăng cường tác dụng Ngồi cịn có nhân tố khác âm thanh, va đập 6.2 Ảnh hưởng nhân tố hóa học 6.2.1 Độ PH Rất cần cho phát triển vsv PH ảnh hưởng tực tiếp tới trao đổi chất tế bào vsv Giá trị độ PH cần cho hoạt động nhiều loại men Giới hạn chung PH sinh trưởng vsv tuwg - 11 (bao gồm PH tối thiểu , tối thích, tối đa) * Vi sinh vật ưa trung tính: có PH từ: 4,5 - 5; 6,5 - 7,4; - 8,5 * Vi sinh vật ưa kiềm: có PH - 6,5; 7,5 - 8,5; - 9,5 * Vi sinh vật chịu kiềm: PH tối thích ≥ ; thích ứng PH = ; số lồi sinh trưởng PH = 11 * Vi sinh vật ưa axit nhẹ: có độ PH từ - 6,5 ; 7,5 - 8,5 ; - 9,5 ; - 4,5 ; 5,5 - 6,5 ; - 8,5 * Vi sinh vật ưa axit: có độ PH từ - 4,5 ; - ; 6,5 - 7,0 * Vi sinh vật chịu axit: có độ PH từ 1,0 ; - 2,8 ; - 6.2.2 Các chất khử trùng tiêu độc 63 Căn vào mức độ tác dụng để phân biệt tên gọi số chất khác sau: * Chất sát trùng hay chất tiêu độc: Là chất có tác dụng tiêu diệt vsv không giết chết nha bào chúng * Chất ức chế: Là chất làm ngừng trình sinh trưởng vsv, tế bào không bị tiêu diệt trạng thái tiềm tàng * Chất kháng khuẩn: Là chất làm ngừng sinh trưởng phát triển vsv, tế bào bị diệt khơng * Chất diệt khuẩn: Là chất diệt tồn vsv kể nha bào chúng Tóm lại: Một chất sát trùng, ức chế hay diệt khuẩn tùy thuộc vào nồng độ, thời gian tác dụng loại, loại hình vsv mà tác dụng Các chất thường dùng khử trùng tiêu độc: + Axit + Kiềm + Chất oxy hóa + Halogen hợp chất + Các chất tẩy rửa + Cồn + Focmandehit 6.3 CHẤT KHÁNG SINH 6.3.1 Cơ chế tác dụng kháng sinh - Ức chế trình tổng hợp vách tế bào phá hủy vách tế bào làm cho vi khuẩn sinh khơng có vách tế bào, dễ bị tiêu diệt - Gây rối loạn chức màng nguyên sinh chất, đặc biệt chức thẩm thấu, chọn lọc, làm ngừng q trình trao đổi chất - Làm ngừng trình tổng hợp protein xúc tiến tổng hợp nên phân tử protein khơng có quan hệ đến trình sống tế bào - Gây ức chế tổng hợp axit nucleic, ngăn cản chép ADN, tổng hợp ARN - polymelaza ( ức chế tổng hợp chất cần thiết cho tế bào) 6.3.2 Kháng sinh từ vsv: sgk trang 195 a Kháng sinh từ vi khuẩn 64 Những tên kháng sinh thu từ vi khuẩn b Kháng sinh từ xạ khuẩn: Những tên kháng sinh thu từ xạ khuẩn c Kháng sinh từ nấm mốc Những tên kháng sinh thu từ nấm mốc 6.3.3 Kháng sinh từ thực vật Những tên kháng sinh thu từ thực vật 6.3.4 Kháng sinh từ động vật Những tên kháng sinh thu từ động vật 6.3.5 Tính kháng thuốc vi sinh vật a Hiện tượng kháng thuốc vsv Sau sử dụng kháng sinh có hiệu cao điều trị bệnh (khoảng 20 năm sau) Sau người ta thấy vi khuẩn chống lại tác dụng trị liệu kháng sinh penicilin, steptomycin, tetracilin, chloranphenicon Nhiều kháng sinh hiệu lực vi khuẩn, thay đổi nên người ta phải tăng liều lượng song không giữ hiệu lực cũ Một số loại kháng sinh dần tính dặc hiệu vi khuẩn nhiều câu hỏi đặt cho vsv tính kháng thuốc vsv ngày lan truyền rộng Vì vsv lúc kháng lại với nhiều kháng sinh khác nhau, chí thân chúng chưa có lần tiếp xúc với thuốc kháng sinh dù lần b Cơ chế hình thành tính kháng thuốc vsv VSV có tính kháng thuốc phụ thuộc vào nhiều yếu tố: - Nồng độ chất chất kháng sinh - Cách sử dụng (tiêm, uống) thời gian tác động - Cơ chế tác dụng kháng sinh - Đặc tính vsv nhiều nhân tố khác Cơ chế gây kháng thuốc: * Sự kháng thuốc gây nên biến đổi máy di truyền vsv Cấu trúc ADN tế bào vsv bị thay đổi tác động kháng sinh ( thứ tự xắp xếp bazo kiềm) => tế bào có khác thường = > kháng thuốc Cụ thể: - Làm giảm tính thẩm thấu màng nguyên sinh chất, ngăn cản kháng sinh ngấm vào tế bào, kháng sinh bị giữ lại bề mặt tế bào, vi khuẩn không mẫn cảm với kháng sinh 65 - Làm thay đổi đích tác động, protein cấu trúc nucleotit riboxom bị thay đổi, nên kháng sinh khơng bám vào đích, không phát huy tác dụng - Tạo isoenzym khơng có lực với kháng sinh, khơng chịu tác động kháng sinh Làm biến đổi cấu trúc hóa học phân tử kháng sinh làm kháng sinh tác dụng - Làm cho trình trao đổi chất tế bào không mẫn cảm với kháng sinh, chất kháng sinh không gây nên tổn thương sâu sắc đến trình trao đổi chất tế bào - Vi sinh vật tạo cho kháng thuốc truyền lại cho hệ sau cho tế bào khác đường biến nạp hay tải nạp * Biện pháp đối phó với tính kháng thuốc - Những cách vi khuẩn nhân rộng khả kháng thuốc: + Tính kháng thuốc củng cố truyền lại cho hệ sau tuyền cho tế bào khác đường biến nạp tải nạp + Nhờn thuốc kháng sinh týp vi khuẩn xảy cho loại kháng sinh, đột biến nhờn với nhiều loại thuốc kháng sinh khác + Vi khuẩn kháng thuốc tiềm ẩn thể, thể đề kháng yếu gây bệnh làm nhân lên số lượng vi khuẩn kháng thuốc - Biện pháp ngăn chăn tích cực: + Phải đề quy định cụ thể thực tự giác sở hiểu biết người việc sử dụng kháng sinh Đó khơng tự ý mua thuốc kháng sinh, phải có chẩn đốn bệnh xác nhằm định dùng kháng sinh cho + Khi dùng kháng sinh cần đảm bảo thuốc, đủ liều, thời gian, không dùng lặp lại nhiều lần loại kháng sinh, hạn chế dùng nhiều loại kháng sinh lúc dùng không nguyên tắc phối hợp + Làm tốt cơng tác phịng bệnh tuyên truyền giáo dục nhân dân - Các biện pháp đối phó với vi khuẩn quen thuốc: + Phải có biện pháp phịng bệnh cho tốt + Có thể tăng liều lượng, nồng độ kháng sinh lên mức cần thiết nghiên cứu sử dụng phối hợp loại kháng sinh không đối kháng để diều trị 66 Ví dụ: bệnh lao dùng streptomycin để điều trị hiệu lực người ta kết hợp với rimifon + Trường hợp cần thiết sử dụng loại kháng sinh có hoạt phổ từ thấp lên cao Tránh dùng kháng sinh có hoạt phổ rộng để điều trị bao vây + Tìm kiếm loại kháng sinh nghiên cứu sử dụng phối hợp nhiwwuf loại kháng sinh điều trị + Chỉ dùng kháng sinh để điều trị bệnh nhiễm trùng vi khuẩn gây + Chọn kháng sinh theo kết kháng sinh đồ, nên ưu tiên kháng sinh có hoạt phổ hẹp có tác dụng đặc hiệu vi khuẩn gây bệnh + Dùng kháng sinh đủ liều lượng thời gian + Thường xuyên giám sát kháng thuốc vi khuẩn 6.3.6 Tiêu độc , khử trùng, tiệt trùng a Tác dụng tiêu độc, khử trùng, tiệt trùng - Gây tổn hại đến màng nguyên sinh chất - thay đổi tính thẩm thấu màng - trở ngại trình trao đổi chất - Gây kìm hãm hoạt tính enzym tế bào - Làm thay đổi trính sinh tổng hợp tổng hợp - Phá vỡ hủy toàn tế bào * Tiêu độc, khử trùng: - Tiêu độc: biện pháp loại trừ tiêu diệt mầm bệnh ngoại cảnh bên thể người động vật vệ sinh tiêu độc môi trường, dụng cụ, phương tiện , trực tiếp gián tiếp làm lây lan gây ô nhiễm môi trường - Khử trùng: Làm cho vật khử trùng khơng cịn khả gây nhiễm trùng ( tiêu diệt mầm bệnh mà tất vsv) * Ý nghĩa việc tiêu độc khử trùng - Tránh lây nhiễm, gây nhiễm vsv từ nơi sang nơi khác, vật sang vật khác, từ vật thể sang thể động vật - Đảm bảo độ xác thí nghiệm, khiết cơng tác vsv nuôi cấy, phân lập giữ giống - Đảm bảo bảo quản lâu dài, môi trường dinh dưỡng, thuốc, thực phẩm dụng cụ tinh sảo khác * nhân tố ảnh hưởng đến tác dụng tiêu độc, khử trùng - Phụ thuộc vào loại hình nhân tố, cường độ tác động (vật lý, hóa học, sinh vật học) 67 - Đặc tính tế bào: giống lồi, trạng thái sinh lý, tuổi tế bào, có nha bào, có giáp mơ - Tính chất mơi trường ngoại cảnh mà vsv tồn tại: Như chất rắn, lỏng, thành phần, nồng độ ion độ PH, tồn hợp chất hữu cơ, nhiệt độ môi trường - Thời gian cường độ tác động nhân tố * Phương pháp tiêu độc khử trùng - Phương pháp giới: quét dọn, lau chùi, rửa, cạo, nạo vét - Phương pháp vật lý: Như hơ nóng, đốt, phơi, sấy, hấp khơ, đun sơi, dùng tia xạ - Phương pháp hóa học: dùng chất hóa học dạng bột, dạng khí, dạng dung dịch làm đơng vón protein vsv - Phương pháp sinh vật học: Ủ kín chất thải làm cho nhiệt độ tăng cao tới 75 0C kéo dài nhiều ngày tiêu diệt vsv gây bệnh * Các biện pháp áp dụng tiêu độc khử trùng: Tham khảo sgk b Tiệt trùng Là tiêu diệt hoàn toàn vsv kể nha bào bất hoạt virut tách bỏ chúng hoàn toàn khỏi vật cần tiệt trùng * Biện pháp tiệt trùng: - Sử dụng tủ sấy 170 - 180 0C - (nha bào vsv ) bị tiêu diệt - Dùng nóng căng: sử dụng lị hấp ướt, thường trì 120 0C (1,0 atm) 30 phút, 134 0C 15 phút Thường áp dụng cho dụng cụ kim loại, đồ vải, cao su dung dịch lỏng - Tia gama: Bức xạ ion hóa giầu lượng nên thường áp dụng tiệt trùng khâu, băng - Lọc vô trùng: chất dùng nhiệt độ phải dùng biện pháp lọc vơ trùng vaccin, huyết thanh, khơng khí, nước uống có cách lọc ( màng lọc, lọc sâu) CHƯƠNG SỰ PHÂN BỐ CỦA VI SINH VẬT TRONG TỰ NHIÊN * Mục tiêu: Sinh viên biết phân bố tác động qua lại yếu tố vi sinh vật với tự nhiên Phân biệt loại vi sinh vật có lợi, hại tự nhiên từ có hướng ứng dụng nơng nghiệp nói chung, chăn ni thú y nói riêng để đạt hiệu 68 Tỉ mỉ, cẩn thận tiếp xúc gián tiếp với vi sinh vật 7.1 TÁC ĐỘNG CỦA CÁC YẾU TỐ SINH VẬT 7.1.1 Quan hệ cộng sinh Là mối quan hệ chung sống hai bên có lợi sinh vật khác Hoạt động sống sv thúc đẩy sinh trưởng phát triển sv ngược lại Ví dụ: Quan hệ vi khuẩn nốt sần họ đậu Vsv cỏ động vật nhai lại 7.1.2 Quan hệ tương hỗ Là mối quan hệ sinh vật sống cạnh có tác dụng hỗ trợ q trình sống Song khơng có ràng buộc chặt chẽ sinh vật, chúng sống tách rời chúng có bên nhận mà khơng có trả từ giúp đỡ bên Ví dụ: nấm men lên men đường thành rượu, tạo điều kiện thuận lợi cho oxy hóa rượu thành dấm vi khuẩn axetic có khơng khí 7.1.3 Quan hệ đối kháng Là mối quan hệ khơng có lợi, chống đối, hạn chế, tiêu diệt loại trừ Chúng biểu nhiều cách tranh đoạt chất dinh dưỡng, đầu độc chất độc (chúng tiết sản phẩm trao đổi chất) 7.1.4 Quan hệ ký sinh Là mối quan hệ cá thể sinh vật mà bên có lợi bên có hại Nghĩa sinh vật sống nhờ hoàn toàn vào sinh vật cách sử dụng nguồn dinh dưỡng cung cấp cho thân sinh vật đó, làm chi sinh vật bị ảnh hưởng khơng sinh trưởng phát triển bị chết 7.2 SỰ PHÂN BỐ CỦA VI SINH VẬT TRONG TỰ NHIÊN 7.2.1 Sự phân bố vsv đất a Quan hệ đất vsv - Hàm lượng chất hữu lớn: Trong đất có phức hợp chất hữu khống gọi chất mùn, định độ màu mỡ đất Q trình nhờ tích lũy chất hữu phát triển vsv tự dưỡng tham gia xanh, chất thải thực vật, cối bị chết Hàm lượng chất hữu đất thay đổi tồn phát triển vsv bổ xung phân bón, xác chết động thực vật 69 - Trong đất ln có khí O2, H2, CO2, N2 oxy chiếm - % thể tích khơng khí đất tạo cho đất có độ thống khí tốt, có lợi cho vsv hiếu khí phát triển - Độ ẩm nhiệt độ thích hợp với nhiều loại vsv ( 70 - 80 %) b Khu hệ vi sinh vật đất * Chủng loại số lượng Đa dạng bao gồm vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm, tảo, nguyên sinh động vật Số lượng vsv lớn : Trong gam đất có : 10 triệu vi khuẩn, 10 triệu xạ khuẩn Trong đất gồm có vi khuẩn, nấm men, nấm mốc, tảo, xạ khuẩn, nguyên sinh động vật quan trọng vi khuẩn, xạ khuẩn * Sự phân bố vi sinh vật Phụ thuộc vào yếu tố sau: - Độ dày tầng đất: Quần thể vsv thường tập trung chủ yếu tầng đất canh tác ( 15 - 30 cm) Càng phía sâu tầng đất số lượng vsv ( gam đất giới hạn sâu có 1000 - 10 000 vk, bề mặt - 10 tỷ vi khuẩn) Vi khuẩn hiếu khí giảm dần theo độ sâu tầng đất Vi khuẩn yếm khí phát triển mạnh tầng đất sâu 40 - 50 cm - Đặc điểm tính chất đất: Ở nơi đất giàu dinh dưỡng, tơi xốp, PH thích hợp vsv phát triển tốt ngược lại + Đất vùng đồng tác động lâu đời người nên có số lượng vsv lớn trung du miền núi + Vùng gò đồi phá rừng bị rửa trơi, xói mịn mạnh => đất nghèo dinh dưỡng => vsv Vùng đất trũng ngập nước dinh dưỡng nhiều độ thống khí nên có số lượng vsv kị khí lớn ( sinh chất có hại => ảnh hưởng đến phát triển vsv khác trồng) Tóm lại: Hệ vi sinh vật phân bố vùng đất khác + Thời tiết khí hậu: vsv phát triển tốt cần có điều kiện nhiệt độ, ẩm độ, khơng khí + Quan hệ với trồng: Sự sống thể sinh vật phụ thuộc cách trực tiếp hay gián tiếp vào thành viên khác quần thể 70 VSV đóng vai trị quan trọng việc điều hịa tính chất lý hóa đất( cung cấp dinh dưỡng khoáng, CO2 từ phân hủy hợp chất hữu Cây sinh trưởng rễ tiết chất cần thiết cho vsv) + Sự tác động người Chế độ biện pháp canh tác: làm đất, làm cỏ, bón phân, tưới tiêu biện pháp thâm canh hay cải tạo đất, trồng xây gây rừng nhằm chống xói mịn, tạo tiểu khí hậu tốt cho sinh vật phát triển * Tác dụng vi sinh vật đất - Tổng hợp chất cần thiết cho phát triển tăng nguồn dinh dưỡng cho đất - Tăng cường phân giải hợp chất hữu góp phần hình thành chất mùn đất để tăng độ phì đất - Tăng cường chuyển hóa hợp chất vô đất - Gây hại cho việc bảo quản, chế biến thức ăn gây bệnh cho người gia súc 7.2.2 Sự phân bố vi sinh vật nước a Nguồn gốc vi sinh vật nước Nước tự nhiên mơi trường thích hợp cho vsv sinh trưởng phát triển có chứa đầy đủ chất hữu cơ, muối khống, nhiệt độ, khơng khí Tất nguồn nước tự nhiên có vsv chúng ln bị cảm nhiễm vsv từ đất, khơng khí, chất thải Khi nước ngấm xuống đất phần lớn vsv tách tác dụng lọc đất khơng hồn tồn => nước sâu đất mang vsv b Sự tồn phát triển vi sinh vật nước Số lượng vsv nước phụ thuộc vào nguồn cảm nhiễm, độ sâu, thời tiết khí hậu Do chúng khơng có khả tồn phát triển chúng khơng có khả hình thành nha bào (vi khuẩn sống nước khơng có nha bào vi khuẩn bùn lầy vi khuẩn có nha bào) * Sự tồn vsv có quan hệ lớn đến độ sâu nước - Trên bề mặt: nhiều chất hữu cơ, nhiệt độ, độ thoáng tốt => vsv phát triển thuận lợi = > số lượng, loại hình lớn Ở bề mặt nước thấy loại như: cầu khuẩn, trực khuẩn, xoắn khuẩn, xạ khuẩn, loại tảo 71 - Nước sâu: ngược lại với nước bề mặt nên tồn số nhóm với số lượng nhỏ so với nước bề mặt * Sự tồn vsv phụ thuộc vào nguồn nước, thời tiết khí hậu, loại hình vsv cảm nhiễm - Nguồn nước gần thành phố, nơi đông dân cư => hệ vsv phức tạp => số lượng lớn so với nguồn nước vùng hẻo lánh, dân cư - Mùa nắng ấm, mưa nhiều vsv nước tăng so với mùa lạnh, mưa ít, nhiều - Sự giảm dần dinh dưỡng, lắng cặn, kết tủa chất hữu => làm giảm vsv nước * Vấn đề làm nước - Bảo vệ nước tránh bị ô nhiễm nước thải + Xây dựng trạm sử lý nước thải để loại trừ vsv gây bệnh + Hướng dẫn quy định cho cá nhân, gia đình cụm dân cư thoát nước thải họ cách, chỗ để tránh nhiễm vào nước dùng họ + Xây dựng xác định nguồn nước thích hợp góp phần phịng ngừa nhiễm nước uống làng xóm, trạm, tại, nơng trường + Các hố chứa nước thải có chống thấm tốt để phịng ngừa ngấm vào mạch nước, nguồn nước khác + Phải có biện pháp tránh nhiễm chất thải vào bể chứa, giếng nước cách sử dụng nắp đậy kiểm tra để loại trừ tất khả ô nhiễm nước thải * Làm lắng Cho nước vào bể thêm chất keo lắng vsv chất bẩn khác lắng xuống đáy bể (nước chưa hồn tồn) Vì có chất keo chúng hút vsv bị lắng xuống đáy bể * Lọc nước - Lọc chậm cát: xếp đá lớn, đá răm, cát to, cát mịn vsv giữ lại lớp cát mịn đáy Một thời gian sau xuất lớp keo => vsv phủ lên bề mặt cát bịt lỗ nhỏ => làm giảm tốc độ lọc nên phải thường xuyên vệ sinh - Lọc nhanh cát: Dùng bể lọc có nhiều ngăn, trước lọc cho thêm chất đơng lắng muối nhơm lọc nhanh hiệu hợn * Khử trùng 72 - Sử dụng clo hợp chất có chứa clo: Để làm nước clo hợp chất có chứa clo phụ thuộc vào yếu tố sau: Nồng độ clo thời gian tác động, số lượng chủng loại vsv, số lượng hợp chất hữu cơ, nồng độ ion hydro nhiệt độ - Tia cực tím: Thường áp dụng cho nước đóng chai khơng gây mùi lạ cho nước - Dùng ozon (O3) : Khơng dùng thơng dụng chi phí cao ( hiệu khử trùng cao nước khơng có mùi vị lạ ) - Đun sôi trực tiếp 73 ... sinh vật học, thú y vi sinh vật học, sinh vật công nghiệp, vi sinh vật nông nghiệp, vi sinh vật không khí, vi sinh vật học nước… Gần cịn phát triển lĩnh vực vi sinh vật học phóng xạ, địa vi sinh. .. xạ, địa vi sinh vật học, vi sinh vật học vũ trụ… Ngay vi sinh vật nông nghiệp có nhiều chuyên ngành: vi sinh vật đất, vi sinh vật trồng trọt, vi sinh vật bảo vệ thực vật, vi sinh vật xử lý ô nhiễm... thực vật, vi sinh vật xử lý ô nhiễm môi trường, vi sinh vật chăn nuôi, vi sinh vật thú y, vi sinh vật thủy sản, vi sinh vật học lâm nghiệp, vi sinh vật học lương thực, thực phẩm… Mỗi lĩnh vực có