NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT ........................................................................................................9 CHƯƠNG 1........................................................................................................................ 100 VAI TRÕ CỦA VI SINH VẬT TRONG SINH GIỚI .............................................................. 100 I. ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA VI SINH VẬT ....................................................................... 100 1. Khái niệm chung về vi sinh học và vi sinh vật ......................................................... 100 2. Các đặc điểm chung của vi sinh vật. ....................................................................... 100 3. Các nhóm đối tƣợng vi sinh học ............................................................................... 12 4. Nội dung ................................................................................................................... 13 5. Vai trò của vi sinh vật. ............................................................................................... 13 II. SƠ LƢỢC LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA VI SINH VẬT HỌC ........................................ 14 III. CÁCH ĐỌC (PHÁT ÂM) CỦA CHỮ LATINH ............................................................... 24 IV. HỆ THỐNG SINH GIỚI VÀ VỊ TRÍ CỦA CÁC NHÓM VI SINH VẬT ............................ 26 1. Khái niệm về giới sinh vật ......................................................................................... 26 2. Một số hệ thống phân loại ......................................................................................... 27 3. Những sai khác giữa các tế bào Prokaryote và Eukaryote ........................................ 30 V. VAI TRÕ CỦA VI SINH VẬT TRONG ĐỜI SỐNG ........................................................ 31 VI. CÁC PHƢƠNG PHÁP VÀ KỸ THUẬT NGHIÊN CỨU ................................................. 33 Câu hỏi ôn tập chƣơng 1 .................................................................................................. 38 * Tài liệu đọc thêm ............................................................................................................ 38 * Tài liệu tham khảo .......................................................................................................... 38 * Giải thích thuật ngữ ........................................................................................................ 38 CHƯƠNG 2.......................................................................................................................... 41 SINH HỌC CỦA CÁC CƠ THỂ VÔ BÀO ............................................................................ 41 I. KHÁI NIỆM VỀ VIRUS, VIRION, VIROID VÀ PRION..................................................... 41 1. Virus là gì?................................................................................................................ 41 2. Đặc điểm chung của virus ......................................................................................... 42 3. Virion, viroid, prion .................................................................................................... 42 4. Lịch sử phát hiện virus .............................................................................................. 47 II. HÌNH THÁI VÀ CẤU TRÖC CỦA VIRUS ...................................................................... 49 1. Hình thái ................................................................................................................... 49 2. Kích thƣớc của virus ................................................................................................. 51 3. Cấu trúc của virus ..................................................................................................... 51 4. Genom của virus....................................................................................................... 53 III. NUÔI CẤY VIRUS ....................................................................................................... 54 IV. ẢNH HƢỞNG CỦA VIRUS LÊN TẾ BÀO ................................................................... 55 V. CÁC BỆNH DO VIRUS ................................................................................................ 55 VI. ẢNH HƢỞNG CỦA TÁC NHÂN VẬT LÍ, HÓA HỌC ĐẾN VIRUS ................................ 57 VII. CON ĐƢỜNG LÂY NHIỄM VIRUS VÀO CƠ THỂ ..................................................... 57 VIII. CÁC QUÁ TRÌNH NHÂN LÊN CỦA VIRUS ............................................................... 57 3 IX. CÁC PHƢƠNG THỨC NHÂN LÊN CỦA VIRUS ......................................................... 60 1. Quá trình nhân lên của virus RNA chuỗi dƣơng ....................................................... 60 2. Quá trình nhân lên của virus RNA chuỗi đơn, âm ..................................................... 62 3. Sơ đồ nhân lên của virus RNA chuỗi kép.................................................................. 63 4. Sơ đồ nhân lên của virus Retro ................................................................................ 64 Câu hỏi ôn tập chƣơng 2 .................................................................................................. 65 * Tài liệu đọc thêm ............................................................................................................ 66 * Tài liệu tham khảo .......................................................................................................... 66 * Giải thích thuật ngữ .................................................................................................... 6666 CHƯƠNG 3.......................................................................................................................... 67 SINH HỌC CỦA CÁC CƠ THỂ NHÂN SƠ .......................................................................... 67 I. CỔ KHUẨN (Archaea) ................................................................................................... 67 1. Khái niệm ................................................................................................................. 67 2. Đặc điểm của cổ khuẩn ............................................................................................ 68 3. Môi trƣờng sống của cổ khuẩn và giả thuyết về hình thành sự sống trên trái đất ..... 70 4. Phả hệ cổ khuẩn dựa trên trình tự 16S rRNA ........................................................... 72 5. Các hình thức dinh dƣỡng ở cổ khuẩn ..................................................................... 73 6. Một số nhóm cổ khuẩn đại diện ................................................................................ 74 II. VI KHUẨN (BACTERIA) ............................................................................................... 84 1. Khái niệm chung: ...................................................................................................... 84 2. Lịch sử nghiên cứu và phân loại vi khuẩn ................................................................. 84 4. Cấu trúc tế bào vi khuẩn ........................................................................................... 85 5. Sơ lƣợc phân loại vi khuẩn ....................................................................................... 92 6. Vi khuẩn có ích và Vi khuẩn gây hại ......................................................................... 94 7. Các vấn đề khác ....................................................................................................... 95 III. VI KHUẨN ĐẶC BIỆT .................................................................................................. 95 1. Xạ khuẩn (Actinomycetes) ........................................................................................ 95 2. Xoắn thể (Spirochaetales) ........................................................................................ 98 3. Ricketsia ................................................................................................................... 98 4. Mycoplasma và Chamydia ........................................................................................ 99 Câu hỏi ôn tập chƣơng 3 ................................................................................................ 101 * Tài liệu đọc thêm .......................................................................................................... 102 * Tài liệu tham khảo ........................................................................................................ 102 * Giải thích thuật ngữ ...................................................................................................... 103 CHƯƠNG 4........................................................................................................................ 104 SINH HỌC CỦA CÁC CƠ THỂ NHÂN THỰC ................................................................... 104 I. VI NẤM (MICROFUNGI) .............................................................................................. 104 1. Nấm men (Levures, Yeasts) ................................................................................... 104 2. Nấm mốc ................................................................................................................ 109 3. Nấm nhầy ............................................................................................................... 113 II. ÐỊA Y .......................................................................................................................... 116 III. VI TẢO ...................................................................................................................... 117 4 1. Đặc điểm chung .................................................................................................. 11717 2. Đời sống của vi tảo ................................................................................................. 118 3.Vai trò của vi tảo ...................................................................................................... 118 IV. ĐỘNG VẬT NGUYÊN SINH ...................................................................................... 120 Câu hỏi ôn tập chƣơng 4 ................................................................................................ 122 * Tài liệu đọc thêm .......................................................................................................... 122 * Tài liệu tham khảo ........................................................................................................ 122 *Giải nghĩa từ: ................................................................................................................ 123 CHƯƠNG 5........................................................................................................................ 124 DINH DƯỠNG, SINH TRƯỞNG VÀ SINH SẢN Ở VI SINH VẬT ....................................... 124 I. THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA TẾ BÀO VI SINH VẬT ................................................ 124 1. Nƣớc ...................................................................................................................... 124 2. Protein .................................................................................................................... 124 3. Gluxit (hay hidrat cacbon- saccharide) .................................................................... 126 4. Lipid và các chất tƣơng tự (lipoid):.......................................................................... 127 5. Một số chất hữu cơ có hoạt tính sinh học: .............................................................. 128 6. Các nguyên tố khoáng: ........................................................................................... 129 II. DINH DƢỠNG ............................................................................................................ 129 1. Các chất dinh dƣỡng .............................................................................................. 129 2. Các loại môi trƣờng sống của vi sinh vật ................................................................ 129 3. Các kiểu dinh dƣỡng ở vi sinh vật .......................................................................... 130 4. Vi sinh vật nguyên dƣỡng và khuyết dƣỡng ........................................................... 131 III. SINH TRƢỞNG CỦA VI SINH VẬT ........................................................................... 131 1. Các nhân tố sinh trƣởng ......................................................................................... 131 2. Điều kiện sinh trƣởng ............................................................................................. 131 3. Sinh trƣởng trong nuôi cấy tĩnh .............................................................................. 131 IV. SỰ KÌM HÃM SINH TRƢỞNG VÀ DIỆT KHUẨN .................................................. 14040 1. Các phƣơng pháp khử trùng .............................................................................. 14040 2. Kiểm soát tăng trƣởng của vi sinh vật bằng hóa chất ......................................... 14040 3. Các phƣơng pháp bảo quản ................................................................................... 141 V. SINH SẢN Ở VI SINH VẬT ........................................................................................ 141 1. Sinh sản ở vi khuẩn (Bacteria)và cổ khuẩn (Archaea) ............................................ 141 2. Sinh sản ở vi sinh vật nhân thực ............................................................................. 142 3. Khai thác và phòng ngừa của con ngƣời đối với VSV ............................................. 143 Câu hỏi ôn tập chƣơng 5 ................................................................................................ 143 * Tài liệu đọc thêm .......................................................................................................... 143 * Tài liệu tham khảo ........................................................................................................ 144 * Giải thích thuật ngữ ...................................................................................................... 144 CHƯƠNG 6........................................................................................................................ 146 TRAO ĐỔI CHẤT Ở VI SINH VẬT ..................................................................................... 146 I. ĐƢỜNG PHÂN ........................................................................................................... 146 II. CHU TRÌNH TRICARBOXYLIC ACID (Krebs) ............................................................ 147 5 III. CHUỖI HÔ HẤP VÀ PHOSPHORYL HÓA ................................................................ 148 1. Chuỗi hô hấp .......................................................................................................... 148 2. Phosphoryl hoá ....................................................................................................... 149 IV. SỰ VẬN CHUYỂN CHẤT DINH DƢỠNG VÀO TẾ BÀO ........................................... 149 V. TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƢỢNG ........................................................................ 151 1. Các nguồn năng lƣợng ở vi sinh vật ....................................................................... 151 2. Các kiểu hô hấp .................................................................................................. 15252 3. Nghiên cứu sự trao đổi năng lƣợng ........................................................................ 154 4. Sự tích trữ và sử dụng năng lƣợng ........................................................................ 156 5. Sự trao đổi carbohydrate ........................................................................................ 157 6. Sự trao đổi protein .................................................................................................. 158 7. Sự trao đổi lipid ...................................................................................................... 161 Câu hỏi ôn tập chƣơng 6 ................................................................................................ 162 * Tài liệu đọc thêm .......................................................................................................... 162 * Tài liệu tham khảo ........................................................................................................ 162 *Giải thích thuật ngữ ....................................................................................................... 163 CHƯƠNG 7........................................................................................................................ 164 HÔ HẤP KỴ KHÍ ................................................................................................................ 164 I. KHÁI NIỆM CHUNG .................................................................................................... 164 II. HÔ HẤP NITRATE, AMMONIUM HÓA NITRITE VÀ KHỬ NITROGEN ...................... 164 III. HÔ HẤP SULFATE .................................................................................................... 166 IV. HÔ HẤP CARBONATE TẠO METHANE .................................................................. 167 V. HÔ HẤP CARBONATE TẠO THÀNH ACETATE ........................................................ 169 Câu hỏi ôn tập chƣơng 7 ................................................................................................ 169 * Tài liệu đọc thêm .......................................................................................................... 170 * Tài liệu tham khảo ........................................................................................................ 170 * Giải thích thuật ngữ ...................................................................................................... 170 CHƯƠNG 8........................................................................................................................ 171 VI KHUẨN HÓA DƯỠNG VÔ CƠ HIẾU KHÍ ..................................................................... 171 I. NITRATE HÓA ............................................................................................................ 171 1.Vi khuẩn nitrate hóa ................................................................................................. 171 2. Cơ chế phản ứng của quá trình nitrate hóa. ........................................................... 171 3. Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình nitrate ........................................................... 172 4. Ý nghĩa của quá trình nitrate hóa ............................................................................ 173 II. OXYGEN HÓA CÁC HỢP CHẤT LƢU HUỲNH ......................................................... 173 1. Vi khuẩn tự dƣỡng hóa năng .................................................................................. 173 2. Vi khuẩn tự dƣỡng quang năng .............................................................................. 175 3. Vi khuẩn dị dƣỡng .................................................................................................. 176 III. OXYGEN HÓA SẮT................................................................................................... 176 IV. OXYGEN HÓA HYDROGEN ..................................................................................... 178 Câu hỏi ôn tập chƣơng 8 ................................................................................................ 179 * Tài liệu đọc thêm .......................................................................................................... 179 6 * Tài liệu tham khảo ........................................................................................................ 179 * Giải thích thuật ngữ ...................................................................................................... 179 CHƯƠNG 9........................................................................................................................ 181 CÁC QUÁ TRÌNH LÊN MEN .............................................................................................. 101 I. CÁC QUÁ TRÌNH LÊN MEN PHỔ BIẾN Ở VSV .......................................................... 181 II. TÍNH ĐA DẠNG CỦA LÊN MEN ................................................................................. 181 III. LÊN MEN KHÔNG CÓ SỰ PHOSPHORYL HÓA CƠ CHẤT ..................................... 182 IV. HIỆN TƢỢNG CỘNG DƢỠNG (syntrophy) ............................................................ `184 V. LÊN MEN RƢỢU NHỜ NẤM MEN VÀ VI KHUẨN ..................................................... 184 1. Sự tạo thành ethanol nhờ nấm men ....................................................................... 185 2. Các dạng phƣơng trình Neuberg ............................................................................ 185 3. Hiệu ứng Pasteur.................................................................................................... 186 4. Kỹ thuật sản xuất ethanol nhờ nấm men................................................................ 187 5. Hiệu suất lên men ................................................................................................... 188 6. Sự tạo thành ethanol nhờ vi khuẩn ......................................................................... 189 VI. LÊN MEN LACTIC VÀ HỌ LACTOBACTERIACEAE........................................... 190190 1. Nhu cầu về các chất bổ sung và nhân tố sinh trƣởng ............................................. 191 2. Lên men lactic đồng hình ........................................................................................ 192 3. Lên men lactic dị hình ............................................................................................. 192 4. Ứng dụng của lên men lactic .................................................................................. 193 Câu hỏi ôn tập chƣơng 9 ................................................................................................ 193 * Tài liệu đọc thêm .......................................................................................................... 197 * Tài liệu tham khảo ........................................................................................................ 197 * Giải thích thuật ngữ : .................................................................................................... 197 CHƯƠNG 10 ...................................................................................................................... 198 VI KHUẨN QUANG HỢP VÀ CỐ NITROGEN PHÂN TỬ .................................................. 198 I. VI SINH VẬT QUANG HỢP ......................................................................................... 198 1. Chu trình carbon trong tự nhiên .............................................................................. 198 2. Các vi khuẩn quang hợp (Phototrophic bacteria) .................................................... 199 3. Trao đổi chất ở các vi sinh vật quang dƣỡng .......................................................... 206 II. CỐ ĐỊNH NITROGEN ................................................................................................. 209 1. Vi khuẩn cố định N cộng sinh.................................................................................. 210 2. Vi sinh vật cố định nitrogen sống tự do (không cộng sinh): ..................................... 212 3. Vi khuẩn lam (xem chƣơng III ) ............................................................................... 212 Câu hỏi ôn tập chƣơng 10 .............................................................................................. 213 * Tài liệu đọc thêm .......................................................................................................... 214 * Tài liệu tham khảo ........................................................................................................ 214 * Giải thích thuật ngữ ...................................................................................................... 214 CHƯƠNG 11 ...................................................................................................................... 216 DI TRUYỀN HỌC VI SINH VẬT ......................................................................................... 216 I. KHÁI NIỆM CHUNG .................................................................................................... 216 II. CƠ SỞ VẬT CHẤT DI TRUYỀN Ở VI SINH VẬT ....................................................... 219 7 1. Cấu trúc genom của sinh vật nhân sơ .................................................................... 219 2. Vật chất di truyền ở virus ........................................................................................ 222 3. Cấu trúc genom của sinh vật nhân thực ................................................................. 224 III. CƠ CHẾ CHỐNG SỰ XÂM NHẬP CỦA GENE LẠ (hạn chế và cải biến) ................. 225 IV. BIẾN DỊ ..................................................................................................................... 227 1. Biến dị kiểu hình ..................................................................................................... 227 2. Biến dị kiểu gene .................................................................................................... 227 IV. CƠ CHẾ VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU DI TRUYỀN ....................................................... 229 1. Biến nạp (Transformation) ...................................................................................... 229 2. Sự tải nạp (Transduction) ....................................................................................... 230 3. Tiếp hợp (Conjugation) ........................................................................................... 231 V. KỸ THUẬT DI TRUYỀN ............................................................................................. 232 *Câu hỏi ôn tập chƣơng 11 ............................................................................................ 235 * Tài liệu đọc thêm .......................................................................................................... 234 * Tài liệu tham khảo ........................................................................................................ 235 * Giải thích thuật ngữ ...................................................................................................... 235 CHƯƠNG 12 ...................................................................................................................... 244 VI SINH VẬT GÂY BỆNH, MIỄN DỊCH HỌC VÀ CÁC CHẤT CÓ HOẠT TÍNH SINH HỌC244 I. VI SINH VẬT GÂY BỆNH ............................................................................................ 244 1. Bệnh truyền nhiễm và không truyền nhiễm ............................................................. 244 2. Độc lực và độc tố .................................................................................................... 245 3. Bệnh do virus, vi khuẩn và các phần tử hữu cơ khác. ............................................ 245 II. KHÁNG NGUYÊN, KHÁNG THỂ VÀ BỔ THỂ ............................................................ 247 1. Kháng nguyên ........................................................................................................ 247 2. Kháng thể ............................................................................................................... 248 3. Bổ thể ..................................................................................................................... 254 III. VACCINE VÀ HUYẾT THANH MIỄN DỊCH ............................................................... 256 1. Vaccine ................................................................................................................... 256 2. Huyết thanh ............................................................................................................ 257 IV. MIỄN DỊCH ............................................................................................................... 258 1. Định nghĩa: ............................................................................................................. 258 2. Cơ chế bảo vệ không đặc hiệu ............................................................................... 258 3. Chất sinh miễn dịch (immunogen) .......................................................................... 260 4. Tính đặc hiệu của kháng nguyên (KN) .................................................................... 260 5. Các cơ quan và tế bào tham gia vào hệ thống miễn dịch ........................................ 260 6. Miễn dịch bệnh lý .................................................................................................... 262 V. CÁC CHẤT CÓ HOẠT TÍNH SINH HỌC .................................................................... 266 1. Enzym .................................................................................................................... 266 2.Chất kháng sinh ....................................................................................................... 268 3. Vitamin ................................................................................................................... 275 Câu hỏi ôn tập chƣơng 12 .............................................................................................. 276 * Tài liệu đọc thêm .......................................................................................................... 276 8 * Tài liệu tham khảo ........................................................................................................ 276 * Giải thích thuật ngữ ...................................................................................................... 276 CHƯƠNG 13 ...................................................................................................................... 279 SINH THÁI HỌC VI SINH VẬT ........................................................................................... 279 I. ĐẠI CƢƠNG VỀ SINH THÁI HỌC VI SINH VẬT ......................................................... 279 1. Các khái niệm cơ bản ............................................................................................. 279 2. Đặc điểm của vi sinh vật trong tự nhiên .................................................................. 279 3. Các phƣơng pháp nghiên cứu sinh thái học vi sinh vật........................................... 280 4. Hoạt động và vai trò của vi sinh vật trong các hệ sinh thái ...................................... 285 5. Vai trò của VSV trong các chu trình sinh điạ hóa - các nguyên tố cần cho sự sống 288 II. SỰ PHÂN BỐ CỦA VI SINH VẬT TRONG TỰ NHIÊN ............................................... 298 1. Vi sinh vật trong không khí ...................................................................................... 398 2. Vi sinh vật đất ......................................................................................................... 299 3. Vi sinh vật nƣớc...................................................................................................... 299 III. MỘT SỐ BIỆN PHÁP VI SINH GÓP PHẦN BẢO VỆ MÔI TRƢỜNG ........................ 300 1. Nguyên nhân gây ô nhiễm môi trƣờng .................................................................... 300 2. Một số biện pháp vi sinh góp phần bảo vệ môi trƣờng............................................ 301 3. Một số biện pháp hiện đang đƣợc áp dụng trong nƣớc và trên thế giới .................. 301 *Câu hỏi ôn tập chƣơng13 ............................................................................................. 311 * Tài liệu đọc thêm .......................................................................................................... 312 * Tài liệu tham khảo ........................................................................................................ 312 * Giải thích thuật ngữ ...................................................................................................... 312 CHƯƠNG 14 .................................................................................................................. 31313 CÂU HỎI ÔN TẬP .......................................................................................................... 31313 I. PHẦN CÂU HỎI....................................................................................................... 31313 II. TRẢ LỜI ..................................................................................................................... 319 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................................... 321