Giáo trình vi sinh thủy sản đại cương nghề nuôi trồng thuỷ sản cao đẳng trường cao đẳng cộng đồng đồng tháp

Giáo trình vi sinh thủy sản đại cương cung cấp kiến thức cơ bản cho nghề nuôi trồng thủy sản tại trường cao đẳng cộng đồng Đồng Tháp.

• Người hướng dẫn: ThS. Huỳnh Chí Thanh
• Trường học: Trường Cao Đẳng Cộng Đồng Đồng Tháp
• Chuyên ngành: Nuôi Trồng Thủy Sản
• Đề tài: Giáo Trình Vi Sinh Thủy Sản Đại Cương
• Loại tài liệu: Giáo Trình
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Đồng Tháp

Mục lục chi tiết

• LỜI GIỚI THIỆU
• 1. CHƯƠNG 1: ĐẠI CƯƠNG VI SINH VẬT
• 1.1. Vi sinh vật và vi sinh vật học
• 1.2. Vai trò của vi sinh vật trong tự nhiên và trong đời sống con người
• 1.3. Lịch sử phát triển ngành vi sinh vật học
• 1.4. Đặc điểm chung của vi sinh vật
• 2. CHƯƠNG 2: VIRUS
• 2.1. Khái niệm về virus
• 2.2. Hình thái và cấu tạo của virus
• 2.3. Các hình thức sao chép của virus
• 3. CHƯƠNG 3: VI KHUẨN VÀ NẤM
• 3.1. Vi khuẩn
• 3.2. Nấm
• 4. CHƯƠNG 4: DINH DƯỠNG, SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA VI SINH VẬT
• 4.1. Dinh dưỡng của vi sinh vật
• 4.2. Sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật
• 4.3. Các phương pháp xác định sự tăng trưởng và phát triển của vi sinh vật
• 4.4. Ảnh hưởng của các yếu tố bên ngoài lên sự phát triển của vi sinh vật
• 5. CHƯƠNG 5: SINH CẢNH VÀ VAI TRÒ CỦA VI SINH VẬT TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC
• 5.1. Sinh cảnh và sự phân bố của vi sinh vật trong nước
• 5.2. Vai trò của vi sinh vật trong các vùng nước
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về giáo trình vi sinh thủy sản đại cương

Giáo trình vi sinh thủy sản đại cương là tài liệu quan trọng cho sinh viên ngành nuôi trồng thủy sản tại Trường Cao đẳng Cộng đồng Đồng Tháp. Tài liệu này cung cấp kiến thức cơ bản về vi sinh vật, vai trò của chúng trong môi trường nước và trong nuôi trồng thủy sản. Nội dung giáo trình không chỉ giúp sinh viên nắm vững lý thuyết mà còn trang bị kỹ năng thực hành cần thiết cho nghề nghiệp tương lai.

1.1. Mục tiêu và nội dung chính của giáo trình

Giáo trình tập trung vào việc cung cấp kiến thức về cấu trúc, chức năng và vai trò của vi sinh vật trong môi trường nước. Nội dung bao gồm các khái niệm cơ bản về vi sinh vật, dinh dưỡng và sinh trưởng của chúng, cũng như ứng dụng trong quản lý dịch bệnh thủy sản.

1.2. Lịch sử phát triển ngành vi sinh vật học

Ngành vi sinh vật học đã trải qua nhiều giai đoạn phát triển, từ những phát hiện đầu tiên của Antonie Van Leeuwenhoek đến các nghiên cứu hiện đại. Những thành tựu này đã góp phần quan trọng vào việc hiểu biết về vi sinh vật và ứng dụng của chúng trong đời sống.

II. Thách thức trong việc nuôi trồng thủy sản hiện nay

Ngành nuôi trồng thủy sản đang đối mặt với nhiều thách thức, bao gồm quản lý chất lượng nước, dịch bệnh và ô nhiễm môi trường. Việc hiểu rõ về vi sinh vật và vai trò của chúng trong hệ sinh thái thủy sản là rất cần thiết để giải quyết những vấn đề này.

2.1. Vấn đề ô nhiễm môi trường trong nuôi trồng thủy sản

Ô nhiễm nước do chất thải từ nuôi trồng thủy sản có thể gây ra sự phát triển của vi sinh vật gây bệnh. Việc kiểm soát ô nhiễm là rất quan trọng để bảo vệ sức khỏe của thủy sản và môi trường.

2.2. Quản lý dịch bệnh trong nuôi trồng thủy sản

Dịch bệnh là một trong những nguyên nhân chính gây thiệt hại trong nuôi trồng thủy sản. Việc áp dụng các biện pháp quản lý dịch bệnh hiệu quả dựa trên kiến thức về vi sinh vật là cần thiết để giảm thiểu thiệt hại.

III. Phương pháp nghiên cứu vi sinh vật trong thủy sản

Để hiểu rõ về vi sinh vật trong môi trường nước, các phương pháp nghiên cứu hiện đại được áp dụng. Những phương pháp này giúp xác định sự hiện diện và vai trò của vi sinh vật trong hệ sinh thái thủy sản.

3.1. Các phương pháp phân lập và nuôi cấy vi sinh vật

Phân lập và nuôi cấy vi sinh vật là bước quan trọng trong nghiên cứu. Các phương pháp này giúp xác định các chủng vi sinh vật có lợi và có hại trong môi trường nuôi trồng thủy sản.

3.2. Phân tích chất lượng nước và vi sinh vật

Phân tích chất lượng nước là một phần không thể thiếu trong việc quản lý môi trường nuôi trồng thủy sản. Việc xác định các chỉ tiêu vi sinh vật trong nước giúp đánh giá tình trạng sức khỏe của hệ sinh thái.

IV. Ứng dụng thực tiễn của vi sinh vật trong nuôi trồng thủy sản

Vi sinh vật có vai trò quan trọng trong việc cải thiện chất lượng nước và sức khỏe của thủy sản. Các ứng dụng thực tiễn từ vi sinh vật giúp nâng cao hiệu quả sản xuất và bảo vệ môi trường.

4.1. Sử dụng chế phẩm sinh học trong nuôi trồng thủy sản

Chế phẩm sinh học từ vi sinh vật được sử dụng để cải thiện chất lượng nước và tăng cường sức đề kháng cho thủy sản. Việc áp dụng các chế phẩm này giúp giảm thiểu dịch bệnh và nâng cao năng suất.

4.2. Vai trò của vi sinh vật trong chu trình dinh dưỡng

Vi sinh vật tham gia vào chu trình dinh dưỡng trong môi trường nước, giúp phân giải chất hữu cơ và cung cấp dinh dưỡng cho thủy sản. Điều này rất quan trọng để duy trì sự cân bằng sinh thái trong ao nuôi.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của ngành vi sinh thủy sản

Ngành vi sinh thủy sản đang phát triển mạnh mẽ với nhiều triển vọng trong tương lai. Việc nghiên cứu và ứng dụng vi sinh vật sẽ góp phần quan trọng vào sự phát triển bền vững của ngành nuôi trồng thủy sản.

5.1. Tương lai của nghiên cứu vi sinh vật trong thủy sản

Nghiên cứu vi sinh vật sẽ tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển các giải pháp bền vững cho ngành nuôi trồng thủy sản. Các công nghệ mới sẽ giúp nâng cao hiệu quả sản xuất và bảo vệ môi trường.

5.2. Định hướng phát triển giáo trình vi sinh thủy sản

Giáo trình vi sinh thủy sản cần được cập nhật thường xuyên để phản ánh những tiến bộ mới trong nghiên cứu và ứng dụng. Điều này sẽ giúp sinh viên nắm bắt được kiến thức và kỹ năng cần thiết cho nghề nghiệp tương lai.

Nội dung chính

Tổng quan về giáo trình (250-300 từ)

Giáo trình Vi sinh thủy sản đại cương (Mã môn học: CNN201) do ThS. Huỳnh Chí Thanh chủ biên, được ban hành theo Quyết định số 185/QĐ-CĐCĐ-ĐT ngày 22 tháng 8 năm 2017 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Cộng đồng Đồng Tháp. Học phần giữ vị trí là môn học cơ sở bắt buộc trong chương trình đào tạo ngành Nuôi trồng thủy sản trình độ Cao đẳng. Giáo trình cung cấp hệ thống kiến thức sinh học nền tảng, làm cơ sở trực tiếp để sinh viên tiếp thu các môn học chuyên ngành như quản lý dịch bệnh thủy sản, quản lý môi trường ao nuôi thủy sản và sử dụng các chế phẩm sinh học trong nuôi trồng thủy sản.

Về mục tiêu học tập (learning outcomes), giáo trình trang bị cho người học hiểu biết về lịch sử phát sinh, phát triển và thành tựu của vi sinh vật học; trình bày đặc điểm hình thái, cấu tạo, quá trình trao đổi chất, dinh dưỡng, sinh trưởng, di truyền của vi sinh vật; đồng thời làm rõ mối quan hệ giữa vi sinh vật với môi trường nước. Về kỹ năng, người học thực hiện được các kỹ thuật vi sinh cơ bản, quy trình phân tích mẫu thủy sản, mẫu bùn và mẫu nước; xử lý, đánh giá kết quả phân tích và tổ chức làm việc nhóm. Về năng lực tự chủ và trách nhiệm, giáo trình định hình ý thức trung thực, khách quan trong nghiên cứu và ứng dụng vi sinh vào thực tế sản xuất.

Cấu trúc môn học có tổng thời lượng 40 giờ, bao gồm 19 giờ lý thuyết, 19 giờ thực hành/thí nghiệm/thảo luận, 2 giờ kiểm tra định kỳ và 3 giờ ôn tập/thi kết thúc. Giáo trình tiếp cận từ việc mô tả hình thái, cấu tạo siêu vi của từng nhóm vi sinh vật riêng lẻ đến phân tích động thái quần thể trong môi trường dinh dưỡng và ứng dụng sinh thái trong thủy vực.

Nội dung kiến thức cốt lõi (500-600 từ)

Các chương/chủ đề chính

Nội dung giáo trình được phân bổ thành 5 chương theo trình tự phát triển kiến thức:

• Chương 1: Đại cương vi sinh vật (4 giờ): Trình bày định nghĩa vi sinh vật học; vai trò của vi sinh vật trong nông nghiệp, công nghệ thực phẩm, y học, năng lượng và bệnh học; 4 giai đoạn lịch sử gắn với Leeuwenhoek, Pasteur, 4 nguyên tắc Koch, Petri, Beijerinck, Fleming, Buchner; 6 đặc điểm cơ bản của vi sinh vật (kích thước hiển vi, hấp thu/chuyển hóa nhanh, sinh trưởng mạnh, thích ứng/biến dị cao, phân bố rộng và nguồn gốc hóa thạch từ 3,5 tỷ năm).
• Chương 2: Virus (2 giờ): Phân tích khái niệm sinh vật phi tế bào, cấu tạo lõi acid nucleic (ADN/ARN đơn hoặc kép) và vỏ protein capsid gồm các capsome, vỏ ngoài envelope mang gai glycoprotein; các dạng đối xứng (xoắn, khối đa diện $N = 10(n-1)^2 + 2$, phức tạp ở Phage T4); 5 giai đoạn sao chép (hấp thụ, xâm nhập, sao chép tổng hợp protein sớm/muộn, lắp ráp, giải phóng) và hai cơ chế chu trình tan và chu trình tiềm tan (prophage).
• Chương 3: Vi khuẩn và nấm (6 giờ): Cấu tạo tế bào vi khuẩn Prokaryotes (thành tế bào peptidoglycan phân biệt Gram dương và Gram âm, màng tế bào chất, thể nhân ADN trần, plasmid, vỏ nhày capsule, lông roi flagella, pili, nha bào chịu nhiệt); đặc điểm xạ khuẩn Actinomycetes; 5 bộ vi khuẩn lam theo Bergey (1994); nhóm vi khuẩn nguyên thủy (Mycoplasma, Rickettsia, Chlamydia); nhóm vi khuẩn cổ Archaea (sinh methan, ưa mặn, ưa nhiệt như Sulfolobus, Thermus aquaticus); 3 hình thức di truyền (tiếp hợp qua pilus, tải nạp qua phage, biến nạp qua DNA tự do) và đột biến ngẫu phát.
• Chương 4: Dinh dưỡng, sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật (24 giờ): Cung cấp thành phần hóa học tế bào, cơ chế vận chuyển chất; đường cong tăng trưởng 4 pha (pha lag, pha log, pha ổn định, pha tử vong); phương pháp định lượng sinh khối; cùng 19 giờ thực hành về quy tắc an toàn, pha chế môi trường, phân lập tách ròng, đếm số lượng vi khuẩn và kỹ thuật nhuộm Gram.
• Chương 5: Sinh cảnh và vai trò của vi sinh vật trong môi trường nước (4 giờ): Khảo sát sự phân bố vi sinh vật theo 4 vùng thủy vực (duyên hải littoral, nước nông limnetic, nước sâu profundal, đáy ao benthic); các vòng tuần hoàn C, N, S, Oxygen; vi sinh vật chỉ thị, tác nhân gây bệnh và cơ chế tự làm sạch nước.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

• Lý thuyết cấu trúc vi sinh vật: Phân loại sinh học giữa thực thể phi tế bào (virus), sinh vật nhân sơ (vi khuẩn thật, vi khuẩn cổ, xạ khuẩn, vi khuẩn lam) và sinh vật nhân thực (vi nấm).
• Nguyên lý sinh lý và biến dưỡng: Cơ chế vận chuyển qua màng sinh chất nhờ enzyme permease, áp suất thẩm thấu, động học tăng trưởng quần thể và các kiểu dinh dưỡng (quang tự dưỡng, quang dị dưỡng, hóa tự dưỡng, hóa dị dưỡng).
• Lý thuyết di truyền phân tử: Cơ chế truyền nhận thông tin di truyền ở vi khuẩn và chu trình sao chép acid nucleic của virus trong tế bào chủ.

Kỹ năng phát triển

• Kỹ năng kỹ thuật (Technical skills): Thao tác vô trùng; pha chế môi trường nuôi cấy; cấy ria phân lập tách ròng vi khuẩn; thực hiện kỹ thuật nhuộm Gram và nhuộm mực nho; sử dụng kính hiển vi quang học và nồi hấp vô trùng.
• Kỹ năng phân tích (Analytical skills): Định lượng mật độ vi khuẩn tổng số; nhận diện hình thái vi thể; phân tích đường cong sinh trưởng để xác định thời gian thế hệ.
• Năng lực thực tế (Practical competencies): Thu thập và xử lý mẫu nước, bùn ao nuôi; đánh giá chất lượng nguồn nước dựa vào vi sinh vật chỉ thị và kiểm soát các chu trình sinh địa hóa trong ao nuôi thủy sản.

Phương pháp giảng dạy và học tập (300-350 từ)

• Phương pháp sư phạm (Pedagogical approach): Giáo trình áp dụng phương pháp đào tạo tích hợp lý thuyết và thực nghiệm với tỷ lệ phân bổ thời gian cân bằng (19 giờ lý thuyết / 19 giờ thực hành, thí nghiệm, bài tập). Khối kiến thức lý thuyết được dùng để định hình nguyên lý khoa học, sau đó chuyển giao trực tiếp vào các bài tập thực hành trong phòng thí nghiệm nhằm giúp người học củng cố kỹ năng phân tích thực tế.
• Bài tập và thực hành phòng thí nghiệm (Practical exercises): Nội dung thực hành được thiết kế tập trung tại Chương 4 với 5 bài học kỹ thuật chuẩn mực:
  1. Quy tắc an toàn trong phòng thí nghiệm vi sinh và vận hành các thiết bị thường dùng (tủ cấy, nồi hấp, kính hiển vi).
  2. Chuẩn bị, cân đong, pha chế và tiệt trùng môi trường phân lập nuôi cấy vi sinh vật.
  3. Phương pháp lấy mẫu ngoài tự nhiên, thao tác phân lập, nuôi cấy và tách ròng vi sinh vật.
  4. Đếm số lượng vi khuẩn tổng số bằng phương pháp đếm trực tiếp trên buồng đếm và phương pháp đếm khuẩn lạc gián tiếp.
  5. Xác định đặc điểm hình thái vi sinh vật thông qua kỹ thuật nhuộm Gram và quan sát dưới kính hiển vi quang học.
• Phương pháp đánh giá (Assessment methods): Đánh giá kết quả học tập gồm 3 hợp phần: Kiểm tra định kỳ lý thuyết 1 giờ (sau Chương 4); Đánh giá kỹ năng thao tác thí nghiệm, kết quả thực hành và tinh thần hợp tác nhóm trong suốt 19 giờ thực hành; Kiểm tra kết thúc môn học 1 giờ theo hình thức thi lý thuyết tổng hợp.
• Hướng dẫn tự học (Self-study guidelines): Sinh viên trả lời các câu hỏi ôn tập cuối mỗi chương (như phân tích 4 nguyên tắc Koch, so sánh chu trình tan và tiềm tan, mô tả các giai đoạn đường cong sinh trưởng); chuẩn bị trước đề cương thực hành, các bước thao tác và nội quy an toàn trước khi vào phòng thí nghiệm.

Điểm nổi bật và cập nhật (250-300 từ)

• Cập nhật phân loại học và công nghệ sinh học: Giáo trình đưa vào hệ thống phân loại Bergey (1994) để phân chia 5 bộ vi khuẩn lam (Stigonematales, Chroococcales, Pleurocapsales, Oscillatoriales, Nostocales) dựa trên cấu trúc sợi và tế bào dị hình cố định nitơ. Giáo trình cũng cập nhật các phát hiện về vi khuẩn cổ (Archaea) sống trong điều kiện khắc nghiệt (ưa mặn 4-5M NaCl, ưa nhiệt 80-105°C), tiêu biểu là việc ứng dụng enzyme Taq polymerase từ vi khuẩn Thermus aquaticus phục vụ kỹ thuật phản ứng chuỗi trùng hợp (PCR).
• Gắn kết ứng dụng thực tế trong ngành nuôi trồng thủy sản: Giáo trình tập trung vào các vấn đề vi sinh thực tế trong môi trường nước và quản lý ao nuôi:
  • Vai trò phân giải chất hữu cơ và sinh khí methan của vi khuẩn kỵ khí tại nền đáy ao hồ.
  • Hoạt động chuyển hóa đạm của vi khuẩn cố định nitơ (Azotobacter, Rhizobium) và vi khuẩn nitrat hóa trong chu trình tuần hoàn vật chất thủy vực.
  • Nhận diện các vi sinh vật chỉ thị môi trường nước và mầm bệnh nguy hiểm (trực khuẩn, phẩy khuẩn Vibrio, virus gây bệnh ở động vật thủy sản).
  • Cơ sở khoa học của việc ứng dụng chế phẩm sinh học (probiotics) và hệ thống lọc sinh học trong xử lý môi trường ao nuôi thủy sản.

Đối tượng sử dụng giáo trình (200-250 từ)

• Sinh viên: Được biên soạn phục vụ trực tiếp cho sinh viên chuyên ngành Nuôi trồng thủy sản trình độ Cao đẳng tại các trường cao đẳng, đại học đào tạo khối ngành thủy sản và nông nghiệp.
• Kiến thức tiên quyết (Prerequisites): Người học cần hoàn thành các môn học khoa học tự nhiên đại cương cơ bản như Sinh học đại cương (cấu trúc tế bào, phân bào) và Hóa học đại cương/Hóa sinh (thành phần acid nucleic, protein, enzyme, các phản ứng trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng).
• Giảng viên và phương thức khai thác: Giảng viên chuyên ngành sử dụng tài liệu làm khung chương trình chuẩn để giảng dạy 19 tiết lý thuyết, đồng thời làm căn cứ hướng dẫn 19 tiết thực hành phân tích vi sinh theo đúng danh mục hóa chất và thiết bị quy định.
• Tự học và tài liệu tham khảo: Giáo trình là tài liệu tra cứu hữu ích cho cán bộ kỹ thuật xét nghiệm dịch bệnh thủy sản, nhân viên quản lý môi trường nước tại các vùng nuôi trồng thủy sản và cơ sở sản xuất giống.

Câu hỏi thường gặp (250-300 từ)

1. Giáo trình này phù hợp với đối tượng nào? Giáo trình được biên soạn chuyên biệt cho sinh viên trình độ Cao đẳng ngành Nuôi trồng thủy sản, đồng thời là tài liệu tham khảo cho kỹ thuật viên xét nghiệm bệnh thủy sản và kiểm soát môi trường nước ao nuôi.

2. Cần trang bị kiến thức nền tảng nào trước khi học? Sinh viên cần nắm vững kiến thức Sinh học đại cương và Hóa học cơ bản để tiếp thu các nội dung về cấu trúc hóa học tế bào (peptidoglycan, acid nucleic), cơ chế trao đổi chất qua màng và các chu trình sinh địa hóa.

3. Điểm khác biệt của giáo trình so với tài liệu vi sinh học đại cương khác là gì? Tài liệu tập trung khai thác sâu hệ vi sinh vật môi trường nước, sinh thái thủy vực và các bệnh thủy sản, với cấu trúc thời lượng cân bằng 50% lý thuyết và 50% thực hành thao tác phòng thí nghiệm.

4. Phương pháp tự học giáo trình như thế nào để đạt hiệu quả? Người học cần bám sát hệ thống câu hỏi ôn tập cuối mỗi chương, tự hệ thống hóa cấu trúc vi sinh vật bằng sơ đồ phân loại, và nghiên cứu kỹ các bước kỹ thuật trước khi thực hiện bài thực hành.

5. Giáo trình có tài liệu bổ trợ nào kèm theo không? Tài liệu có danh mục tài liệu tham khảo chuyên ngành, bảng phân loại Bergey, cùng quy trình hướng dẫn chi tiết các bài thực hành phân lập, nuôi cấy và nhuộm Gram tại Chương 4.

Kết luận (150 từ)

Giáo trình Vi sinh thủy sản đại cương (Mã môn học: CNN201) cung cấp hệ thống tri thức vi sinh vật học từ mức độ phân tử, tế bào đến sinh thái môi trường nước, đóng vai trò nền tảng cho chương trình đào tạo Cao đẳng ngành Nuôi trồng thủy sản. Lộ trình học tập dẫn dắt người học từ việc nắm vững lý thuyết hình thái, sinh lý và di truyền của vi sinh vật (Chương 1-3), thực hiện các kỹ thuật phân tích vi sinh trong phòng thí nghiệm (Chương 4), đến việc vận dụng đánh giá chất lượng nước và kiểm soát dịch bệnh thủy sản (Chương 5). Để mở rộng năng lực chuyên môn, người học nên kết hợp tham khảo các tiêu chuẩn kỹ thuật về chất lượng nước ao nuôi và sổ tay ứng dụng chế phẩm sinh học trong thủy sản.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 ĐẠI CƯƠNG VI SINH VẬT MH09-01 Giới thiệu: Đối tượng của vi sinh vật học học đại cương là vi khuẩn, virus, nấm men, nấm mốc tảo và protozoa. Vi sinh vật phân bố rộng rãi trong tự nhiên và ảnh hưởng rất lớn đến đời sống của con người và mọi sinh vật khác. Là môn học đại cương nên người học cần nắm vững đặc điểm hình thái, cấu tạo, tính chất lý hóa của mỗi đối tượng đồng thời nghiên cứu phương pháp để phát triển vi sinh vật có lợi phát triển và tìm cách để ức chế, hạn chế sự phát triển của vi sinh vật có hại trong cuộc sống. Lịch sử nghiên cứu về vi sinh vật được thể hiện qua 4 giai đoạn: trước khi phát minh ra kính hiển vi, kính hiển vi ra đời, Pasteur với các thực nghiệm, giai đoạn sau Pasteur và sinh học hiện đại.

Ngày nay con người đã có thể có nhiều nghiên cứu chuyên sâu về vi sinh vật nhờ sự phát triển của sinh học phân tử và các kỹ thuật di truyền hiện đại. Mục tiêu: - Kiến thức: Khái quát về quá trình phát sinh và phát triển của ngành vi sinh vật, những thành tựu và những triển vọng của ngành vi sinh vật đối với đời sống và sản xuất - Kỹ năng: Thành thạo về các kỹ thuật vi sinh cơ bản. - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Phát triển ý thức trung thực, khách quan trong nghiên cứu và ứng dụng vi sinh vật vào thực tế của ngành nghề. Vi sinh vật và vi sinh vật học  Vi sinh học (microbiology) là ngành khoa học nghiên cứu về: - Cấu tạo và đời sống của vi sinh vật - Đa dạng sinh học và sự tiến hóa của vi sinh vật - Vai trò của vi sinh vật trong tự nhiên, trong đời sống của động vật, thực vật và con người  Vi sinh vật (microorganism) là những sinh vật có kích thước rất nhỏ phải dùng kính hiển vi mới quan sát được.

vi sinh vật được đo bằng micromet (µm) hoặc bằng nanomet (nm) - Vi sinh vật thường là đơn bào hoặc đa bào 4 - Cấu trúc đơn giản và kém phân hóa - Vi sinh vật có khả năng sống, phát triển và sinh sản độc lập trong tự nhiên Trong hệ thống phân loại tổng quát vi sinh vật được chia thành các nhóm: Vi khuẩn Nấm Nguyên sinh Hình 1.1: Thế giới vi sinh vật - Vi khuẩn, xạ khuẩn, tảo lam - Nấm - Mycoplasma, Ritketxia, Clamydia - Tảo - Protozoa  Các môn học chuyên sâu thuộc ngành vi sinh vật học: virus học, vi khuẩn học, nấm học, tảo học, ký sinh trùng học.  Chuyên ngành nghiên cứu những tính chất riêng biệt của vi sinh vật: tế bào học, phân loại học, sinh lý học, sinh hóa học, di truyền học.  Chuyên ngành ứng dụng vi sinh vật: vi sinh học y học, vi sinh học công nghiệp, vi sinh học thực phẩm, vi sinh học thú y, vi sinh học đất, vi sinh học nước, vi sinh học không khí, bệnh lý thực vật… 2. Vai trò của vi sinh vật trong tự nhiên và trong đời sống con người 2.

Trong nông nghiệp Vi sinh vật sống trong đất và trong nước có vai trò phân giải chất hữu cơ tạo thành CO2 và các hơp chất vô cơ; có khả năng cố định Nitơ tổng hợp thành các hợp chất N cung cấp cho cây; Phân giải các hợp chất khó tan chứa P,K,S và tạo ra các vòng tuần hoàn trong tự nhiên. Vi sinh vật tham gia tích cực trong qúa trình hình thành mùn. Vi sinh vật còn là nguồn thức ăn tự nhiên quan trọng trong thuỷ vực. 5 - Vi sinh vật là thành phần chủ yếu của các chế phẩm sinh học dùng trong việc quản lý môi trường nuôi thuỷ sản.

- Một số nhóm vi khuẩn có tác dụng rất lớn trong các hệ thống lọc sinh học. Trong công nghệ thực phẩm: Vi sinh vật là lực lượng sản xuất trực tiếp của công nghiệp lên men. Vi sinh vật sinh ra rất nhiều sản phẩm trao đổi chất khác nhau trong số đó có nhiều sản phẩm đa được sản xuất lớn ở qui mô công nghiệp như men bánh mì, rượu etilic, riboflavin, vitamin B2, penixilin, streptomixin, oxytetracilin. Trong y học: Trích một số chất dùng làm thuốc chữa bệnh: Thuốc kháng sinh, khoảng 80% thuốc kháng sing dùng trong điều trị bệnh hiện nay được chiết xuất từ vi sinh vật; con người cũng chiết xuất từ vi sinh vật các loại vitamin, điều chế vacxin sử dụng trong phòng và trị bệnh trên người và động vật.

Sinh khối vi sinh vật cũng được sử dụng rất nhiều trong y học làm nguồn thục phẩm hay dùng hỗ trợ điều trị. Trong các nguồn năng lượng: Trong các nguồn năng lượng mà con người có thể khai thác mạnh mẽ trong tương lai có năng lượng thu từ khối lượng chất sống của vi sinh vật. Vi sinh vật là động lực để vận hành các bể sinh khí sinh học. Vi sinh vật có vai trò quan trọng trong việc phân giải các phế thải nông nghiệp, phế thải đô thị, phế thải công nghiệp chúng đóng vai trò hết sức quan trọng trong việc bảo vệ môi trường.

Trong bệnh học: Vi sinh vật gây bệnh cho động vật, thực vật; một số gây ô nhiễm môi trường; Vi sinh vật gây hư hao, biến chất lương thực thực phẩm và sản sinh ra độc tố gây ngộ độc thực phẩm. Lịch sử phát triển ngành vi sinh vật học 3. Giai đoạn phát hiện vi sinh vật  Người đầu tiên phát hiện vi sinh vật và miêu tả hình thái vi sinh vật là Antonie Van Leeuwenhook (Hà Lan, 1632-1723 ). - Chế tạo ra > 400 Khv, phóng đại 270-300 lần.

- Xuất bản quyển sách << Những bí ẩn của giới tự nhiên 1695 >>  Carl Linne, nhà phân loại học (1707 – 1778). Trong quyển <<Hệ thống tự nhiên>> Linne cho rằng vi sinh vật thuộc một chi (Genus) gọi là CHAOS = hỗn loạn. 6 Cuối thế kỷ 18: phát triển nhiều nhà bác học nghiên cứu về vi sinh vật liên hệ đến con người. Giai đoạn vi sinh học thực nghiệm với Louis Pasteur Louis Pasteur (Pháp, 1822 – 1895) khai sinh ngành thực nghiệm, chứng minh vi sinh vật không thể tự sinh, ngẫu sinh.2: Thí nghiệm của Louis Partuer chứng minh vi sinh vật không phải tự sinh ra - Có công lớn về thực nghiệm trong các lĩnh vực: - Chứng minh sự có mặt vi sinh vật trong không khí - Các biện pháp vô trùng trong y học và công nghệ thực phẩm - Chứng minh bệnh than ở cừu do vi sinh vật và lan truyền.

- Chứng minh bệnh dịch trên tằm do vi sinh vật và lan truyền. - Tìm ra vaccin phòng bệnh than, vaccin phòng bệnh THT ở gà và vaccin ngừa bệnh chó dại 7 3. Giai đoạn sau Pasteur và vi sinh học hiện đại  Robert koch (Đức, 1843–1910): phát triển phương pháp nghiên cứu vi sinh vật: - Qui tắc Koch : chứng minh vi sinh vật là tác nhân gây bệnh truyền nhiễm.3: Nguyên tắc về tác nhân gây bệnh của R. Koch đưa ra 4 nguyên tắc về tác nhân gây bệnh mà cho đến ngày nay vẫn còn được áp dụng là nguyên tắc chuẩn để chứng minh khả năng gây bệnh đặc trưng của một loài vi sinh vật nào đó.

Các nguyên tắc đó là: 1. Tác nhân gây bệnh phải luôn được tìm thấy trên sinh vật bị nhiễm bệnh nhưng không có ở sinh vật khỏe 2. Tác nhân gây bệnh phải được nuôi trong điều kiện thực nghiệm bên ngoài cơ thể sinh vật 3. Tác nhân gây bệnh phải có khả năng gây bệnh khi gây nhiễm vào con vật mẫn cảm 8 4.

Tác nhân gây bệnh phải được xác định từ kết quả tái phân lập. Các nguyên tắc này là cơ sở khoa học cho việc phòng và trị các bệnh truyền nhiễm có ý nghĩa quan trọng về mặt lâm sàng nhất là trong y học và thú y. - Công bố khám phá ra vi trùng lao - Dùng kỹ thuật nuôi vi khuẩn trên môi trường đặc 1887  Richard Petri (1852-1921) : - Phát minh ra đĩa petri. - Đưa ra sản phẩm nhuộm màu vi sinh vật  Martinus Beijerinck (Hà Lan, 1851-1931) - Tìm ra phương pháp tăng sinh bằng môi trường chọn lọc - Phân lập nhiều loại vi sinh vật trong đất và nước, trong đó có vi khuẩn cố định đạm hiếu khí (Azotobacter, 1901), vi khuẩn nốt sần Rhizobium (1888), vi khuẩn phân giải pectin và nhiều nhóm vi khuẩn khác.

- Vi khuẩn lưu huỳnh 1887. - Vi khuẩn Nitrat hoá 1890.  IvanovsKii (1864-1920) nhà sinh lý thực vật Nga và M.Beijerinck - Phát hiện ra bệnh khảm trên cây thuốc lá.  Bác sĩ người Anh Alexander Fleminh (1881-1955) - Phát hiện ra chất kháng sinh - 1928 tách được chủng nấm sinh chất kháng sinh.

 Eduerd Buchner (1860-1917), 1897 chứng minh vai trò của enzim trong quá trình lên men rượu  Hiện nay còn nhiều nhà bác học nghiên cứu sâu về : - Công nghệ enzim  mũi nhọn của công nghệ sinh học. - Bản chất sự sống của vi sinh vật ở mức phân tử và dưới phân tử - Kỹ thuật cấy mô và tháo lắp gen ở vi sinh vật. 9 - Ứng dụng kỹ thuật vi sinh vật để điều trị bệnh ở người, gia súc, cây trồng và bảo vệ môi trường. Đặc điểm chung của vi sinh vật 4.

Kích thước nhỏ bé: Vi sinh vật thường được đo kích thước bằng đơn vị micromet (1mm= 1/1000mm hay 1/1000 000m). virus được đo kích thước đơn vị bằng nanomet (1nn=1/1000 000mm hay 1/1000 000 000m). Kích thước càng bé thì diện tích bề mặt của vi sinh vật trong 1 đơn vị thể tích càng lớn. Chẳng hạn đường kính của 1 cầu khuẩn (Coccus) chỉ có 1mm, nhưng nếu xếp đầy chúng thành 1 khối lập nhưng có thể lích là 1cm3 thì chúng có diện tích bề mặt rộng tới .4: Ba dạng chủ yếu ở vi khuẩn: trực khuẩn, cầu khuẩn và xoắn khuẩn.

Hấp thu nhiều, chuyển hoá nhanh Tuy vi sinh vật có kích thước rất nhỏ bé nhưng chúng lại có năng lực hấp thu và chuyển hoá vượt xa các sinh vật khác. Chẳng hạn 1 vi khuẩn lắctic (Lactobacillus) trong 1 giờ có thể phân giải được một lượng đường lactose lớn hơn 100-10 000 lần so với khối lượng của chúng. tốc độ tổng hợp protein của nấm men cao gấp 1000 lần so với đậu tương và gấp 100 000 lần so với trâu bò.5: Lactobacillus qua KHV điện tử 4. Sinh trưởng nhanh, phát triển mạnh Chẳng hạn, 1 trực khuẩn đại tràng (Escherichia coli) trong các điều kiện thích hợp chỉ sau 12-20 phút lại phân cắt một lần.

Nếu lấy thời gian thế hệ là 20 phút thì mỗi giờ phân cắt 3 làn, sau 24 giờ phân cắt 72 lần và tạo ra 4 722 366 500 000 000 000 000 000 tế bào (4 722 366. 1017), tương đương với 1 khối lượng .