07/10/2011
1
LOG
O
CHƯƠNG II
ĐẠI CƯƠNG VỀ VI SINH VẬT
HỌC MÔI TRƯỜNG
CHƯƠNG II
ĐẠI CƯƠNG VỀ VI SINH VẬT
HỌC MÔI TRƯỜNG
NỘI DUNGNỘI DUNG
Đại cương về VSV học
 Đặc điểm chung của vi sinh vật
 Giới thiệu một số nhóm vi sinh vật chủ yếu
 Dinh dưỡng vi sinh vật
 Sự tăng trưởng của vi sinh vật trong môi trường
Sự phân bố của VSV trong môi trường
 Môi trường đất và sự phân bố của vi sinh vật trong môi
trường đất
 Môi trường nước và sự phân bố của vi sinh vật trong môi
trường nước
 Môi trường không khí và sự phân bố của vi sinh vật trong
không khí
Đặc điểm chung của vi sinh vật
Kích thước nhỏ bé
Hấp thu nhiều, chuyển hóa nhanh
Sinh trưởng và phát triển nhanh
Năng lực thích ứng mạnh và dễ phát sinh biến dị
Phân bố rộng, chủng loại nhiều
Có vai trò quan trọng đối với hệ sinh thái
Kích

Nhiệt độ
khắc nghiệt
như Nitơ
lỏng Hydro
lỏng
Nồng độ
muối cao
32% NaCl
Điều kiện
pH: Acid
(0,5),Kiềm
(10,7)
Chịu được
cường độ
bức xạ cao
(750.000
rad)
Chịu được
áp lực nước
lớn (1103,4
atm)
Thiobacillus
thioxidans
Thiobacillus
denitrificans
Micrococcus
radiodurans
07/10/2011
3
Năng lực thích ứng mạnh, dễ phát sinh biến dị

- Một số vi khuẩn, vi nấm cũng như một số động vật
nguyên sinh là những tác nhân gây nhiều bệnh cho cây
trồng, vật nuôi cũng như con người.
- Một số vi khuẩn và vi nấm phá huỷ lương thực
thực phẩm, vật liệu xây dựng, kiến trúc, công
nghiệp, mỹ thuật.
- Vi sinh vật mang lại lợi ích cho con người trong nhiều
lĩnh vực công nghệ chế biến thực phẩm, dược phẩm,
công nghệ sinh học và môi trường.
Đặc điểm chung của vi sinh vật
Giới thiệu một số nhóm VSV chủ yếu
Virus
Vi khuẩn
Vi nấm
07/10/2011
4
Virus
Cấu trúc chung của virus
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của virus
Giới thiệu một số nhóm VSV chủ yếu
Đặc điểm cấu trúc chung
- Bên trong cùng là vật chất di truyền
- Có một lõi nucleocapsid – chứa vật chất di truyền
- Bên ngoài được bao bọc bởi một vỏ protein
Cấu trúc virus
Đặc điểm cấu trúc chung
- Một số capsid có cấu trúc khối 20 mặt (icosahedral) –
là một khối đa diện với 20 mặt hình tam giác bằng
nhau và 12 đỉnh
- Một số có cấu trúc xoắn ốc (helical) với trụ protein

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của virus
Ý nghĩa khoa học
Virus có cấu tạo vô cùng đơn giản, điển hình cho sự
sống ở mức độ dưới tế bào. Bởi thế mà nó trở thành
mô hình lý tưởng của sinh học phân tử và di truyền
học hiện đại.
Rất nhiều thành tựu của sinh học phân tử và di truyền
học hiện đại dựa trên mô hình virus.
Ví dụ như việc dùng virus để chuyển các gen cần thiết
từ tế bào này sang tế bào khác, tạo nên các đặc tính di
truyền mong muốn
Giới thiệu một số nhóm VSV chủ yếu
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của virus
Ý nghĩa thực tiễn
- Ứng dụng hiện tượng Interference để tạo vaccine
chống lại virus gây bệnh.
- Thuốc trừ sâu sinh học từ virus (ví dụ như virus NPV
– nuclear polyhedrosis virus)
Giới thiệu một số nhóm VSV chủ yếu
Interference
Là hiện tượng khi gây nhiễm một loại virus cho tế
bào thì việc gây nhiễm virus khác bị hạn chế.
Hiện tượng này khong có tính đặc hiệu đối với virus
nhưng lại có tính đặc hiệu theo loài thuộc tế bào chủ
Ở tế bào vật chủ sau khi nhiễm virus sẽ sinh ra
interferon  ức chế quá trình tổng hợp RNA của
virus  virus lạ không phát triển được
Cường độ phụ thuộc vào số lượng virus gây nhiễm
lần 1, thời gian gây nhiễm từ lần 1 đến lần 2.
Giới thiệu một số nhóm VSV chủ yếu

 Nấm men là nhóm vi sinh vật phân bố rộng rãi trong thiên
nhiên, nó tham gia vào các quá trình chuyển hoá vật chất, phân
huỷ chất hữu cơ trong đất.
 Hoạt tính sinh lý của nhiều loài nấm men được ứng dụng trong
công nghiệp thực phẩm, nông nghiệp và các ngành khác. Đặc
biệt trong quá trình sản xuất các loại rượu, cồn, nước giải khát
lên men, làm thức ăn gia súc
 Ngoài hoạt tính sinh lý, bản thân tế bào nấm men có rất nhiều
loại vitamin và các acid amin, đặc biệt là acid amin không thay
thế.
 Đặc tính này được dùng để chế tạo thức ăn gia súc từ nấm
men, thậm chí thức ăn dùng cho người cũng có thể chế tạo từ
nấm men.
Giới thiệu một số nhóm VSV chủ yếu
Vi nấm
Nấm mốc
Nấm mốc (hay nấm sợi) là một nhóm vi sinh vật phân bố rộng
rãi trong thiên nhiên. Chúng tham gia tích cực vào các quá trình
chuyển hoá vật chất, khép kín các vòng tuần hoàn vật chất trong
tự nhiên.
Khả năng chuyển hoá vật chất của chúng được ứng dụng trong
nhiều ngành, đặc biệt là chế biến thực phẩm (làm rượu, làm
tương, nước chấm v.v ).
Mặt khác, có nhiều loại nấm mốc mọc trên các nguyên, vật
liệu, đồ dùng, thực phẩm phá hỏng hoặc làm giảm chất lượng
của chúng. Một số loài còn gây bệnh cho người, động vật thực
vật (bệnh lang ben, vẩy nến ở người, nấm rỉ sắt ở thực vật v.v ).
Giới thiệu một số nhóm VSV chủ yếu
07/10/2011
8

MgMg
22++
FeFe
22+/+/33++
Giúp bào tử
chịu nhiệt
- Là một cofactor
- Tạo phức với ATP
- Ổn định ribosome
- Ổn định màng tế
bào
Thành phần:
- Cytochrome
- Cofactor
- Protein v/c
electron
Mn
Zn
Co
Mo
Cu
Ni
Yêu cầu dinh dưỡng chung
Thành phần
vi lượng
- Cấu trúc của
enzyme và
cofactor
- Giúp xt cho
các phản ứng

10
Môi trường nuôi cấy VSV
Gồm có 2 loại:
- Môi trường xác định
- Môi trường phức hợp
Dinh dưỡng vi sinh vật
Môi trường đơn giản
Là môi trường chứa các thành phần xác định
Môi trường này được sử dụng rộng rãi trong nuôi cấy
vi sinh vật
Môi trường phức hợp
Là môi trường chứa một số thành phần có cấu tạo hóa
học chưa được xác định
Đáp ứng đầy đủ các nhu cầu dinh dưỡng của các
VSV khác nhau.
Chứa các thành phần như peptone, cao thịt, cao nấm
men
07/10/2011
11
Các loại môi trường
Môi trường cơ bản
Môi trường phân lập
Môi trường khẳng định
Phân lập chủng thuần
Phương pháp cấy trải và cấy ria
Phương pháp đổ đĩa
Hình thái và sự tăng trưởng của khuẩn lạc
Dinh dưỡng vi sinh vật
Phương pháp cấy trang Phương pháp cấy ria
07/10/2011

Sự tăng trưởng của VSV trong môi trường
Phase tiềm phục
- Là khoảng thời gian mà VSV được đưa vào môi
trường mới và chưa có sự tăng trưởng ngay lập tức.
- Trong giai đoạn này VSV tiến hành tổng hợp các
thành phần mới.
07/10/2011
14
Nguyên nhân
Các tế bào già, mất ATP, các cofactor quan trọng và
ribosome
Môi trường khác nhau
VSV bị tổn thương và cần thời gian phục hồi
Phase lag
Yếu tố ảnh hưởng
Phase lag
Phase lag dài Phase lag ngắn
- Cấy từ tế bào già
- Từ các chủng bảo quản lạnh
- Cấy sang môi trường khác loại
- Cấy từ tế bào đang ở phase log
- Cấy sang môi trường cùng loại
Phase log
- Giai đoạn này VSV bắt đầu tăng trưởng về số lượng
- Mức độ phân chia cao nhất của VSV tùy thuộc vào
khả năng di truyền, nguồn gốc của môi trường và
điều kiện cho chúng phát triển
Phase ổn định
- Xảy ra khi mật độ tế bào đạt 10
9

3. Nhiệt độ
4. Nồng độ O2
Sự tăng trưởng của VSV trong môi trường
Chất tan và nước
- Ảnh hưởng đến nồng độ thẩm thấu của tế bào VSV
(trong dung dịch nhược trương hay ưu trương)
- Chất tan thích hợp là chất tan phù hợp với quá trình
trao đổi chất và tăng trưởng khi ở nồng độ nội bào
cao.
- Nước ảnh hưởng đến áp suất thẩm thấu
- Một số VSV có thể chịu đựng được trong điều kiện
thế nước thấp  VSV chịu mặn
- VSV ưa mặn  sống trong điều kiện ưu trương với
nồng độ muối cao (Halobacterium)
pH
- Mỗi loại VSV thích hợp với một khoảng pH khác
nhau
- VSV ưa acid
- VSV trung tính
- VSV ưa kiềm
07/10/2011
17
Nhiệt độ Nhiệt độ
VSV ưa lạnh bắt buộc: từ 0 – 20
0
C, gồm
Pseudomonas, Vibrio, Alcaligenes, Bacillus,
Arthrobacter, Moritella, Photobacterium và
Shewanella
VSV ưa lạnh tùy nghi: có cơ chế chống lại sự lạnh

Đó là nguồn thức ăn cho các nhóm vi sinh vật dị
dưỡng. Các chất vô cơ có trong đất cũng là nguồn
dinh dưỡng cho các nhóm vi sinh vật tự dưỡng.
Các chất dinh dưỡng không những tập trung nhiều ở
tầng đất mặt mà còn phân tán xuống các tầng đất sâu
 ở các tầng đất khác nhau, sự phân bố vi sinh vật
khác nhau phụ thuộc và hàm lượng các chất dinh
dưỡng.
Mức độ thoáng khí của đất cũng ảnh hưởng đến sự
phân bố của vi sinh vật.
Độ ẩm và nhiệt độ trong đất cũng ảnh hưởng đến sự
phát triển của vi sinh vật đất. Đất vùng nhiệt đới
thường có độ ẩm 70 - 80% và nhiệt độ 20
0
C – 30
0
C.
Đó là nhiệt độ và độ ẩm thích hợp với đa số vi sinh
vật.
07/10/2011
19
Sự phân bố của VSV trong môi trường đất
Trong đất là nơi tồn tại rất nhiều vi sinh vật so với các
môi trường khác. Sự phân bố của vi sinh vật đất còn
gọi là khu hệ vi sinh đất.
Các nhóm vi sinh vật chính cư trú trong đất bao gồm:
vi khuẩn, vi nấm, xạ khuẩn, virus, tảo, nguyên sinh
động vật. Trong đó vi khuẩn là nhóm chiếm nhiều
nhất về số lượng.
Vi khuẩn chiếm 90%, xạ khuẩn 8%, vi nấm 1%, tảo

mạnh như vi
khuẩn amon
hóa, vi khuẩn
phản nitrate
Phân bố theo các loại đất
Đất trồng hoa màu
Sự phân bố của VSV trong môi trường đất
Tình trạng
thông thoáng
cao  không
khí lưu thông
tốt, chế độ
nhiệt, chất
dinh dưỡng
cao
Quá trình oxy
hóa xảy ra
mạnh  VK
hiếu khí phát
triển tốt
Vi khuẩn kỵ
khí phát triển
yếu
07/10/2011
20
Phân bố theo cây trồng
Vi sinh vật phát triển mạnh hơn ở vùng rễ vì:
 Cung cấp lượng lớn chất hữu cơ
 Làm đất thoáng khí, giữ được độ ẩm
Sự phân bố của VSV trong môi trường đất

Mối quan hệ giữa đất, VSV, thực vật
Quan hệ giữa đất và VSV đất
Mối quan hệ giữa VSV và thực vật
Quan hệ giữa đất và VSV đất
Đóng vai trò gắn kết các hạt đất với nhau  tạo thành
một thành phần của mùn là acid humic  acid humic
+ Ca
2+
 chất dẻo gắn kết hạt đất với nhau.
Các chất kết dính gọi là mùn hoạt tính  tích lũy chất
hữu cơ và là nhân tố tạo nên kết cấu đất.
Mối quan hệ giữa đất, VSV, thực vật
07/10/2011
22
Quan hệ giữa đất và VSV đất
Tác động của phân bón đến VSV đất
Tác động của chế độ nước đối với VSV đất
Tác động của chế độ canh tác đối với VSV
Mối quan hệ giữa đất, VSV, thực vật
Quan hệ giữa thực vật và VSV đất
Mối quan hệ giữa đất, VSV, thực vật
Môi trường nước và sự phân bố của VSV
Vi sinh vật có mặt ở khắp nơi trong các nguồn nước.
Sự phân bố của chúng hoàn toàn không đồng nhất và
rất khác nhau tuỳ thuộc vào đặc trưng của từng loại
môi trường
Các yếu tố môi trường quan trọng quyết định sự phân
bố của vi sinh vật là độ mặn, chất hữu cơ, pH, nhiệt
độ và ánh sáng
Môi trường nước ngọt