TRNG I HC NÔNG NGHIP
KHOA CÔNG NGH THC PHM
******* Bài ging môn hc
VI SINH VT I CNG
Thi lng : 2 Tín ch (1.5 LT-0.5 TH)
Ging viên: TS. Nguyn Th Thanh Thu
(bài đc thêm); Linnaeus (h
thng phân loi) (bài đc thêm); Semmelweis (kim soát bnh nhim trùng); Snow (dch t hc).
2.2. Thi k hoàng kim ca vi sinh vt hc
Trong nhng nm 1857-1907, các nhà khoa hc đã gii quyt đc 4 vn đ chính và đa giai
đon này tr thành giai đon hoàng kim ca VSVH. Bao gm:
- u tranh và ph nhn thuyt t sinh (thí nghim ca Redy, Needham, Spallanzani,
Pasteur)
(bài đc thêm).
- Gii thích v hin tng lên men (thí nghim ca Pasteur, Buchner) (bài đc thêm).
VSV đai cng 03/02/09 N.T.T.Thy
2
- Nguyên nhân bnh tt (thí nghim ca Koch)
(bài đc thêm).
- Phng pháp đ ngn nga s nhim trùng và bnh tt (bt đu t nhng nghiên cu cu
các tin bi nh Semmelweis vi bin pháp ra tay, Lister vi k thut sát trùng,
Nightingale vi vic chm sóc sc kho, Jenner vi vaccin, Gram vi vic nhum vi
khun, cui cùng Ehrlich (1854-1915) làm ni bt giai đon này bi nhng viên “thn
dc”, có th phá hu các tác nhân gây bnh mà không gây đc vi ngi.
2.3. Giai đon đng thi ca vi sinh vt hc
(bài đc thêm và SV t tham kho).
- C s khoa hc ca các phn ng hoá sinh
- Hot đng ca gen
- Sinh hc phân t
- K thut AND tái t hp
- Liu pháp gen
3. c đim chung ca vi sinh vt
Vi sinh vt có các đc đim chung sau đây:
Kích thc nh bé
Vi sinh vt thng đc đo kích thc bng đn v
mà các sinh vt khác không th tn ti đc. Có vi sinh vt sng đc môi trng nóng đn
130
0
C, lnh đn 0-5
0
C, mn đn nng đ 32% mui n, ngt đn nng đ mt ong, pH thp đn
0,5 hoc cao đn 10,7, áp sut cao đn trên 1103 at. hay có đ phóng x cao đn 750 000 rad.
Nhiu vi sinh vt có th phát trin tt trong điu kin tuyt đi k khí, có loài nm si có th
n ra acid glutamic ch
/ml dch lên men (VEDAN-Vit Nam).
núi cao, di
un hoàn C, vòng tun hoàn N, vòng tun hoàn P, vòng tun
ông (limnetic zone)
hn rt nhiu so vi các vùng khác (không khí trên mt bin,
rotrophy), t dng cht sinh
t sinh trng (auxoheterotroph)
phát trin dày đc trong b ngâm t thi vi nng đ formol rt cao
Vi sinh vt đa s là đn bào, sinh sn nhanh, s lng nhiu, tip xúc trc tip vi môi trng
sng do đó rt d dàng phát sinh bin d. Ch sau mt thi gian ngn đã có th to ra mt s
lng rt ln các cá th bin d các h h sau. Nhng bin d có ích s đa li hiu qu rt ln
trong sn xut. Nu nh khi mi phát hin ra penicillin hot tính ch đt 20 đn v/ml dch lên
men (1943) thì nay đã có th đt trên 100 000 đn v/ml. Khi mi phát hi
đt 1-2g/l thì nay đã đt đn 150g
Phân b rng, chng loi nhiu
Vi sinh vt có mt khp mi ni trên Trái đt, trong không khí, trong đt, trên
bin sâu, trên c th, ngi, đng vt, thc vt, trong thc phm, trên mi đ vt
Vi sinh vt tham gia tích cc vào vic thc hin các vòng tun hoàn sinh-đa-hoá hc
(biogeochemical cycles) nh vòng t
hoàn S, vòng tun hoàn Fe
Trong nc vi sinh vt có nhiu vùng duyên hi (littoral zone), vùng nc n
ph cu khun Diplococcus pneumoniae thành 80 dng khác nhau, trong đó các dng I, II, III là
các dng có đc tính mnh nht.
Chng: là thut ng riêng đ ch mt loài vi sinh vt mi phân lp thun khit t mt c cht
nào đó. Lu ý các cá th trong cùng mt loài phân lp nhng ni khác nhau cng không bao
gi hoàn toàn ging nhau, chúng có th đc coi là nhng nòi khác nhau. Các nòi thng đc
ký hiu bng nhng con s, nhng ch vit tt theo quy c riêng ca ngi nghiên cu, ví d
m, có thêm hàng nghìn loài sinh vt mi đc phát hin, trong đó có
c k đn trong s 200 000
loài vi sinh vt nói trên. S virus đã đc đt tên là khong 4000 loài.
Bacillus subtilis B.F 7687…
Ngi ta c tính trong s 1,5 triu loài sinh vt có khong 200 000 loài vi sinh vt (100 000
loài đng vt nguyên sinh và to, 90 000 loài nm, 2500 loài vi khun lam và 1500 loài vi
khun). Tuy nhiên hàng n
không ít loài vi sinh vt.
Virus là mt dng đc bit cha có cu trúc c th cho nên cha đ
VSV đai cng 03/02/09 N.T.T.Thy
5
BÀI C THÊM CA CHNG M U
LCH S PHÁT TRIN CA VSVH
T c xa, mc dù cha nhn thc đc s tn ti ca vi sinh vt, nhng loài ngi đã bit khá nhiu v các tác
dng ca vi sinh vt gây nên. Trong sn xut và trong đi sng, con ngi đã tích ly đc nhiu kinh nghim và
các bin pháp li dng các vi sinh vt có ích và phòng tránh các vi sinh vt có hi.
Trên nhng vt gi li t thi c Hy Lp ngi ta đã thy minh ha c quá trình nu ru. Nhng tài liu kho c
cho bit cách đây trên 6000 nm ngi dân Ai Cp dc sông Nile đã có tp quán náu ru. Các hình v trên Kim
T Tháp cng cho thy ngh nu ru và làm bia Ai Cp cng rt ph bin. Trong Kinh thánh cng có đon miêu
t cnh say ru ca Noé sau khi sng sót qua cn đi hng thy (cách đây trên 5000 nm). Trung Quc ru đã
đc sn xut t thi đi vn hóa Long Sn (cách đây trên 4000 nm). Trong các ch khc trên xng, trên mai rùa
(ct giáp vn t) t thi Ân Thng (th k 17-11 TCN) ngi ta đã thy ch “tu”. Vic lên men lactic (mui da)
đc thc hin vào khong nm 3500 TCN.
đ ra các c s hp lí, vng chc cho ht thy các quá trình lên men. V nông nghip, lí lun ca ông cùng vi s
phát trin ca T.Schloesing, H. Hellriegel, S.N. Vinogradskii… đã vch ra cho các nhà nông hc nhng ánh sáng
mi v các nhim v và phng pháp c bn. V y hc… t sau khi loài ngi nuyên thy thoát đc ra khi s uy
VSV đai cng 03/02/09 N.T.T.Thy
6
hip ca các dã thú trong rng sâu thì trong lch s cha tng thy có s tin b nào có ý ngha quyt đnh nh các
công trình nghiên cu ca L. Pasteur.”
""Nhà bác hc c Robert Koch (1843- 1910) là ngi đã cng s mt thit vi Pasteur. Ngoài công lao to ln
phát hin ra vi khun lao, vi khun t, ông còn tìm ra phng pháp phân lp thun khit vi sinh vt trên các môi
trng đc. Hc trò ca ông là J.R. Petri (1852 – 1921) đã phát kin ra loi hp lng làm bng thy tinh. R. Koch
đã phát hin ra phng pháp nhum màu t bào vi sinh vt. V sau các k thut nhum tiêu bn đã đc ci tin bi
Ehrlich (1881), Ziehl và Neelsen (1883). Loeffler (1884), Gram (1884)… R.Koch đc nhn gii Nobel nm
1905. Ngi có công đu tiên trong vic chng minh có s tn ti ca loi vi khun nh bé hn vi khun nhiu ln
là nhà sinh lí hc ngi Nga D.I. Ivanovskii (1864 – 1920). Ông chng minh có s tn ti ca loi vi sinh vt siêu
hin vi gây ra bnh khm (mosaic) lá thuc lá nm 1892. n nm 1897 nhà khoa hc Hà Lan M.W. Beijerinck
(1851 - 1931) gi loi vi sinh vt này là virut (virus) theo ting La tinh có ngha là “nc đc”. n nm 1917 thì
F.H. d’ Hérelle (1873 – 1949) phát hin ra các virut ca vi khun và đt tên là th thc khun (Bacteriophage).
Mc du L.Pasteur là ngi đu tiên chng minh c s khoa hc ca vic ch to vacxin (Vaccin, t gc La Tinh
Vaccinae có ngha là bnh đu mùa bò) li do bác s nông thôn ngi Anh Edward Jenner (1749-1823) đt ra. Ông
là ngi đu tiên ngh ra phng pháp chng m đu bò cho ngi lành đ đ phòng bnh đu mùa ht sc nguy
him cho tính mng con ngi.
Ngi đt nn móng cho khoa Min dch hc (Immunology) là nhà khoa hc Nga Ilya Ilitch Metchnikov (1845-
1916). Ông đã đn Paris nm 1887 đ gp L.Pasteur t nhng ngày đu xây dng Vin Pastuer Paris. Vi lý thuyt
“thc bào” ni ting ông đã nhn đc gii thng Nobel nm 1908 (cùng vi P.Ehrlich).
Cn phi nói lên công lao ca nhà khoa hc ngi Anh J.Lister (1827-1912), ngi đã đ xut ra vic s dng các
hóa cht dit khun và vic s dng phng pháp vô trùng trong phu thut.
Nhà khoa hc Pháp gc Nga S.N.Vinogradskii (1856-1953) là ngi đu tiên phát hin ra vi khun st (1880), vi
khun lu hunh (1887), vi khun nitrat hóa (1890). Nhà khoa hc Hà Lan M.W.Beijerinck (1851-1931) là ngi
đu tiên phân lp đc vi khun nt sn Rhizobium (18880, vi khun c đnh đm hiu khí Azotobacter (1901), vi
mt trong các mi nhn ca Công ngh sinh hc…
Nm 1970 mt s nhà bác hc (H.O. Smith, K.W.Wilkox, T.J. Kelly ln đàu tiên tách đc loi emzyme có kh
nng ct ADN nhng v trí xác đnh. Nm 1972 nhóm bác hc M H. Boyer, P. berg, S.N. Cohen ln đu tiên
tng hp ra đc mt ADN theo ý mun, ngi ta gi là ADN tái t hp. Trong khong 1975 – 1977 nhóm bác hc
M F. Sanger, và W. Gilbert (gii Nobel 1980) và A. Maxam phát hin ra mt k thut cho phép xác đnh nhanh
chóng trt t các nucleotit trong AND.
Nm 1978 ln đ tiên sn xut ra insulin ( cha bnh tiu đng) bng công ngh gen (dùng vi khun đã đc ghép
gen mã hóa vic sinh tng hp ra insulin. Nm 1982 thuc insulin tái t hp đc M và Anh cho phép ng dng
rng rãi. Cng vào nm này ngi ta đã ch to thành công kích t sinh trng ngi . Nm 1988 J.D. Watson nhn
ch trì D án h gen ngi vi kinh phí đc Chính ph M đàu t là 3 t USD. Nm 1996 hoàn thành vic khám
phá h gen ca men ru (Saccharomyces cerevisiae). Nm 1997 Jan Wilmut và các cng s Vin nghiên cu
Roslin, gn Edinburg (Scotland) ln đu tiên cho ra đi cu Dolly bng k thut sinh sn vô tính không cn ti quá
trình th tinh.
Ngày 26/6/2000 cùng mt lúc các nhà khoa hc thuc hai nhóm nghiên cu đc lp là nhóm Consortium ca F.
Collins và nhóm Celera Genomics ca Vainter đã công b vic khám phá ra hu nh toàn b gen ca
ngi.""(Theo sách Vi sinh vt hc ca Nguyn Lân Dng)
Vi sinh vt hc là mt ngành khoa hc có tc đ phát trin mnh m, nhiu gii thng Nobel đã đc trao cho các
nhà vi sinh vt hc hoc nhng công trình nghiên cu trên đi tng vi sinh vt.
Ngày nay, vi sinh vt hc đã phát trin rt sâu vi hàng trm nhà bác hc có tên tui và hàng chc ngàn ngi tham
gia nghiên cu. Các nghiên cu đã đi sâu vào bn cht ca s sng mc phân t và di phân t, đi sâu vào k
thut cy mô và tháo lp gene vi sinh vt và ng dng k thut tháo lp này đ cha bnh cho ngi, gia súc, cây
trng và đang đi sâu vào đ gii quyt dn bnh ung th loài ngi.
Mt s các mc quan trng
1546- Girolamo Fracastoro (1478, 1553). cho rng các c th nh bé là tác nhân gây ra bnh tt. Ông vit bài th
Syphilis sive de morbo gallico (1530) và t ta đ ca bài th đó, ngi ta dùng đ đt tên bnh
1590-1608- Zacharias Janssen ln đu tiên lp ghép kính hin vi.
1676- Antony van Leeuwenhoek (1632-1723) hoàn thin kính hin vi và khám phá ra th gii vi sinh vt (mà ông
gi là anmalcules).
Escherich tìm ra vi khun Escherichia coli gây ra bnh tiêu chy.
1886- Fraenkel phát hin thy Streptococcus pneumoniae gây ra bnh viêm phi.
1887- Richard Petri phái hin ta cách dùng hp lng (đa Petri) đ nuôi cy vi sinh vt.
1887-1890- Winogradsky nghiên cu v vi khun lu hunh và vi khun nitrat hoá.
1889- Beijerink phân lp đc vi khun nt sn t r đu.
1890- Von Behring làm ra kháng đc t chng bnh un ván và bnh bch hu.
1892- Ivanowsky phát hin ra mm bnh nh hn vi khun (virus) gây ra bnh khm cây thuc lá.
1894- Kitasato và
Yersin khám phá ra vi khun gây bnh dch hch (Yersina pestis).
1895- Bordet khám phá ra B th (complement)
1896- Van Ermengem tìm ra mm bnh ng đc tht (vi khun Clostridium botulinum).
1897- Buchner tách ra đc các men (ferments) t nm men (yeast).
Ross chng minh ký sinh trùng st rét lây truyn bnh qua mui.
1899- Beijerink chng minh nhng ht virus đã gây nên bnh khm lá thuc lá.
1900- Reed chng minh bnh st vàng lây truyn do mui.
1902- Landsteiner khám phá ra các nhóm máu
1903- Wright và cng s khám phá ra Kháng th (antibody) trong máu ca các đng vt đã min dch.
1905- Schaudinn và Hoffmann tìm ra mm bnh giang mai (Treponema pallidum).
1906- Wassermann phát hin ra xét nghim c đnh b th đ chn đoán giang mai.
1909- Ricketts chng minh bnh St ban núi đá lan truyn qua ve là do mm bnh vi khun (Rickettsia rickettsii).
1910- Rous phát hin ra ung th gia cm.
1915-1917- D’Herelle và Twort phát hin ra virus ca vi khun (thc khun th)
1921-
Fleming khám phá ra lizôzim (lysozyme).
1923-Xut bn ln đu cun phân loi Vi khun (Bergey’s Manual)
1928- Griffith khám phá ra vic bin np (transformation) vi khun.
1929- Fleming phát hin ra penicillin.
1931- Van Niel chng minh vi khun quang hp s dng cht kh nh ngun cung cp electron và không sn sinh ôxy.
1933- Ruska làm ra chic kính hin vi đin t đu tiên.
1935- Stanley kt tinh đc virus khm thuc lá (TMV).
Chính thc ngn chn đc bnh đu mùa.
1980- Phát trin kính hin vi đin t quét
1982- Phát trin vaccin tái t hp chng viêm gan B.
1982-1983- Cech và Altman phát minh ra ARN xúc tác.
1983-1984- Gallo và Montagnier phân lp và đnh loi virus gây suy gim min dch ngi.
Mulli trin khai k thut PCR (polymerase chain reaction).
1986- Ln đu tiên ng dng trên ngi vaccin đc sn xut bng k thut di truyn (vaccin viêm gan B).
1990- Bt đu th nghim ln đu tiên liu pháp gen (gene-therapy) trên ngi.
1992- Th nghim đu tiên trên ngi liu pháp đi ngha (antisense therapy).
1995- Hoa K chp thun s dng vaccin đu gà.
Gii trình t h gen ca vi khun Haemophilus influenzae.
1996- Gii trình t h gen ca vi khun Methanococcus jannaschii.
Gii trình t h gen nm men.
1997- Phát hin ra loi vi khun ln nht Thiomargarita namibiensis;
Gii trình t h gen vi khun Escherichia coli.
2000- Phát hin ra vi khun t Vibrio cholerae có 2 nhim sc th riêng bit.
VSV đai cng 03/02/09 N.T.T.Thy
10
Janssen Leeuwenhoek (1632-1723) Pasteur (1822-1895)
Kính hin vi ca Leeuwenhoek
Bút tích miêu t vi sinh vt ca Leeuwenhoek
Thí nghim bình c cong đ phn đi thuyt t sinh
(Pasteur)
Nhng đem li ting tm cho kính hin vi li không phi là Malpighi mà là mt nhà buôn Hà lan, Anthony van
Leeuwenhuck (1632 - 1723) vì kính hin vi là vt gii trí ca ông.
Leeuwenhuck dùng nhng thu kính bình thng có kích thc rt nh đc ch to bng th thy tinh tt nht.
Ông ht sc thn trng mài nhn thu kính cho đn khi đt đn đ phóng đi chính xác 200 ln. Nh thu kính
Leeuwenhuck đã quan sát đc tt c nhng gì mà ông có trong tay. Ông theo dõi d dàng s chuyn đng ca máu
trong mao mch ca nòng nc và có th mô t nhng ht máu đ và mao mch mt cách t m và chính xác hn
ngi đu tiên phát hin ra máu và mao mch là Swammerdam và Malpighi. Ln đu tiên mt ngi giúp vic ca
Leeuwenhuck đã thy trong tinh dch có tinh trùng - vt th nh bé, ging nhu con nòng nc.
Nhng khi quan sát mt git nc cng, Leeuwenhuck đã khám phá ra mt điu k l nht trong đó có cha nhng
vt cc k nh nhng tuy th vn có đy đ du hiu ca s sng. Ðó là nhng tiu đng vt (theo Leeuwenhuck)
mà ngày nay chúng ta bit đó là nguyên sinh vt. Mt th gii bí n vô cùng phong phú đã hin ra trc mt ngc
nhiên ca các nhà nghiên cu. Nh th là đã đt c s cho môn vi sinh vt hc (nghiên cu nhng c th sng
không nom thy đc bng mt thng).
Nm 1683, Leeuwenhuck đã phát hin ra nhng vt còn nh hn c nguyên sinh đng vt. Song s mô t nhng vt
còn m h, vì th không đ bng chng đ hoàn toàn tin tng rng ln đu tiên trong lch s loài ngi,
Leeuwenhuck là ngi đã thy nhng sinh vt mà sau này ngi ta gi là vi khun.
Vic ci tin kính hin vi ca R. Huc - nhà bác hc Anh, Robok Huc (1635 - 1703) đã cho phép hoàn thành nhiu
thí nghim khoa hc tinh vi. Nm 1665, ông đã xut bn cun sách " Hin vi hc", trong đó có th tìm thy nhng
bc v phác ha nhng vt có kích thc hin vi. Lý thú nht là vic nghiên cu cu to ca bc bn vì đã nêu rõ
bc bn kt cu bng mt khi nhng ô hình ch nht nh bé, mà Huc gi là các t bào. Phát hin này có nhng
ting vang ln.
Trong th k 17, k thut soi kính hin vi nm trong thi k suy thoái: hiu qu ca kính hin vi đt ti gii hn thp. Ch
vào nm 1773, gn 100 nm sau nhng quan sát đu tiên ca Leeuwenhuck, nhà đng vt hc Ðanmch, Ottle Frederic
Mule (1730 - 1784) mi thy vi khun rõ đn ni ông có th mô t đng nét và hình dng ca mt s vi khun. VSV đai cng 03/02/09 N.T.T.Thy
12
HIN TNG T SINH
rng trong thí nghim ca Needham, thi gian đun sôi cha đ đ kh trùng. Spanllanzani đun sôi canh tht trong
bình hp c trong thi gian 30 - 40 phút và hàn ming li thì không thy vi sinh vt xut hin na. Nhiu ngi cho
rng nguyên nhân ch yu không phi do cách ly vi th gii vi sinh vt bên ngoài mà là do cách ly vi oxy không
khí, mt cht rt cn thit cho quá trình t sinh ca vi sinh vt.
chm dt cuc tranh lun gay gt này, vin Hàn lâm khoa hc Pháp đã treo gii thng ln cho ai hoc chng
minh, hoc ph nhn đc thuyt t sinh. n nm 1862 gii thng đã đc trao cho Louis Pasteur v nhng thí
nghim sc xo ca ông. Pasteur đã đun dch hu c trong bình thu tinh, sau đó kéo dài ng thành hình ch S,
không khí có th đi t ngoài vào nhng tt c bi bm mang theo vi sinh vt đu b bám li trên c hình ch S. Ch
khi nào đp v c bình mi thy có vi sinh vt phát trin trong dch hu c. Pasteur còn chng minh đc nu ly
máu mt cách vô trùng thì có th gi cho máu không b thi ngay c khi không đun nóng.
VSV đai cng 03/02/09 N.T.T.Thy
13
LOUIS PASTEUR (1822-1895) VÀ CÁC NGHIÊN CU CA ÔNG
Louis Pasteur sinh ngày 27/12/1882 Dole, mt vùng ca Jura, Pháp. Khám phá ca ông cho rng hu ht các bnh
nhim trùng là do nhng mm bnh, mang tên "lý thuyt v mm bnh", là mt trong nhng khám phá quan trng
nht trong lch s y hc. S nghip ca ông tr thành nn móng cho ngành vi sinh, và là ct mc đánh du bc
ngot ca y hc hin đi.
S nghip ca Pasteur
Mi khám phá trong s nghip ca Pasteur đu là nhng mt xích ca mt chui không tách ri bt đu bng tính
bt đi xng phân t và kt thúc bng phòng bnh di, theo con đng nghiên cu trên men, tm, bnh ca ru và
bia, vô trùng và vaccin.
T tinh th hc ti phân t bt đi xng
Nm 1847 tui 26, Pasteur tin hành công trình đu tiên v tính bt đi xng phân t, nêu lên cùng mt lúc các
nguyên lý ca tinh th hc, hóa hc và quang hc. Ông đã đ ra đnh lut c bn: tính bt đi xng phân chia th
gii hu c vi th gii vô c. Nói mt cách khác, các phân t bt đi xng luôn là sn phm ca sinh th sng.
Công trình ca ông tr thành c s cho mt ngành khoa hc mi - ngành hóa hc lp th.
Nghiên cu s lên men và s t sinh
dng khái nim này vào bnh di. Ngày 6/7/1885, ln đu tiên Pasteur đã th phng pháp điu tr bnh di ca
mình cho ngi: bé Joseph Meister đã đc cu sng.
VSV đai cng 03/02/09 N.T.T.Thy
14
Thành lp Vin Pasteur
Ngày 1/3/1886, Pasteur trình bày kt qu phng pháp điu tr bnh di ca ông trc Vin Hàn lâm Khoa hc Pháp và
kêu gi thành lp mt trung tâm vaccin di. ông đo dân chúng và cng đng quc t đã vn đng tài tr cho vic xây
dng Vin Pasteur, mt vin nghiên cu t đu tiên đc Tng thng pháp Jules Gresvy công nhn nm 1887 và đc
ngi k nhim ông là Sadi Carnot khánh thành nǎm 1888. Theo mong c ca Pasteur, Vin đc xây dng thành mt
c s điu tr bnh di, mt trung tâm nghiên cu các bnh nhim trùng và mt trung tâm ging dy.
Nhà khoa hc 66 tui đã dành trn 7 nm cui cùng ca cuc đi cho Vin nghiên cu vn mang tên ông. Trong
thi gian này, Pasteur cng đc hng nim vui ca danh ting và đc tôn vinh khp th gii bng nhng huân
huy chng có uy tín.
Niên biu v mt s cng hin quan trng ca L. Pasteur v vi sinh vt hc
Nm Cng hin
1854-1864 Chng minh nhiu quá trình lên men (etylic, lactic, acetic…) là do VSV gây nên
1862 Nhn gii thng đc bit ca Vin hàn lâm khoa hc Pháp v vic ph đnh hc thuyt t sinh
1863 Chng minh vi khun là ngun gc ca bnh than
1865 Phát hin ra nguyên nhân ca bnh bào t trùng tm và đ xut các bin pháp phòng tránh
1877 Phát hin các phy khun gây bnh
1880 Phát hin t cu khun gây bnh
1880 Phát hin các liên cu khun gây bnh
1880 Tìm ra vaccine chng bnh dch t gà nh s dng vi khun đã chuyn sang dng mt đng lc
1880 Phát hin não mô cu khun (cùng vi Chamberland, Roux và Thuillier)
1881 Tìm ra vaccine chng bnh than
1883 Phát hin t huyt khun ln (cùng vi Thuillier)
1880-1885
Nghiên cu vaccine chng bnh di. Ngày 6/7/1885, em bé 9 tui Joseph Meister là ngi đu
tiên đc cu sng nh vaccine chng di ca Pasteur
đã phát biu nguyên tc Koch. Ông đã đc trao gii Nobel dành cho Sinh lý
và Y hc cho các công trình v bnh lao vào nm 1905. Ông cng đc coi là
mt trong s nhng ngi đt nn móng cho vi khun hc.
Tiu s
Robert Koch sinh vào ngày 11 tháng 12 nm 1843 ti Clausthal, trên núi
Upper Harz, c. Là con trai ca mt ngi k s m, ông làm b m phi
kinh ngc khi nói vi h rng ông đã t hc đc bng mt t báo. ó là du
n đu tiên v s thông minh và tính kiên trì v mt phng pháp – nhng đc
tính đã theo ông trong sut cuc đi sau này. Ông hc mt trng cp 3 đa
phng (trng Gymnasium). đó ông đã th hin mi quan tâm ti sinh hc, và cng nh b, ham mun mnh
m đi du lch khám phá.
Nm 1862, Koch ti i hc Göttingen đ hc y khoa. Ti đây, Koch b nh hng bi t tng ca giáo s môn
gii phu hc là Friedrich Gustav Jakob Henle v bnh truyn nhim là do nhng loài sinh vt sng kí sinh (lun
đim này đã đc xut bn vào nm 1840).
Bnh than vào thi đó đang xut hin trong các trang tri chn nuôi tnh Wollstein và Koch, mc dù không có
công c nghiên cu khoa hc nào và còn b tách bit vi th vin và gii khoa hc, đã lao vào nghiên cu bnh này
bt chp sc ép t công vic bn rn ca ông. Phòng thí nghim ca ông là cn nhà 4 phòng và cng chính là nhà
ông, còn dng c nghiên cu ca ông, ngoài cái kính hin vi v ông tng, đu do ông t trang b. Trc đó thì trc
khun than đã đc tìm ra bi Pollender, Rayer và Davaine; và Koch đt ra mc tiêu là chng minh loài trc khun
này chính là tác nhân gây bnh than.
Ông cy vào chut, bng ming g t ch, trc khun than ly t lá lách ca nhng đng vt trong nông tri đã b
cht bi bnh than, và thy rng nhng con chut này b cht bi trc khun. Trong khi cùng lúc nhng con chut
đc cy bng máu t lách ca nhng con vt nuôi kho mnh thì không b mc bnh than. iu này cng c cho
nhng nghiên cu khác đã chng minh rng bnh này có th lây qua đng máu t nhng con vt đã b bnh.
Nhng điu đó cha tho mãn Koch. Ông còn mun bit nhng con trc khun than cha bao gi phát trin trong
đng vt thì có kh nng gây bnh hay không. gi quyt vn đ này, ông đã trit xut pure culture ca trc khun
bng cách nuôi cy chúng trong dch ly t mt bò. Bng cách nghiên cu, v và chp hình li nhng môi trng
nuôi cy này, Koch đã ghi li s nhân lên ca trc khun và nhn thy rng điu kin nuôi cy không thích hp vi
chúng, chúng đã to ra bào t (spore) bên trong chúng đ chng li điu kin bt li đc bit là thiu ôxy, và khi
điu kin thun li tr li, bào t có th tr li thành trc khun. Koch nuôi trc khun qua vài th h trong pure
Trên c s nhng kin thc ca ông v đc đim sinh hc và s phân b ca vi khun t, Koch đã h thng hoá
nguyên tc đ kim soát dch t và điu đó đã đc chp thun bi Quyn ti cao Dresden vào nm 1893 và nó đã
tr thành nn móng cho vic kim soát dch t ngày nay. Công trình ca ông v bnh t đã đc nhn gii thng
100 ngàn mark c đng thi cng có ý ngha quan trng trong vic có k hoch bo v ngun nc sinh hot.
Nm 1885, Koch đc phong Giáo s v v sinh hc ca i hc Berlin và Giám đc ca Vin v sinh mi đc
thành lp lúc đó ti trng này. Nm 1890 ông đc phong thng tng và ngi có đc quyn (Freeman) ca
thành ph Berlin. Nm 1891 ông tr thành Giáo s Danh d ca khoa Y Berlin và Giám đc Vin các bnh truyn
nhim, ni ông đã may mn gp đc nhng đng nghip nh Ehrlich, von Behring và Kitasato, cng là nhng nhà
phát minh ni ting. Nm 1893, Koch ci ngi v th hai là Hedwig Freiberg.
Trong thi gian này, Koch quay li vi nhng nghiên cu v bnh lao. Ông c gng hãm li quá trình phát trin
bnh bng cht mà ông gi là tuberculin, đc làm t môi trng nuôi cy trc khun lao. Ông chun b các mu
tuberculin, mi và c, và s thông báo v mu tuberculin c đã gây rt nhiu tranh cãi. Kh nng cha tr ca cht
này theo nh nhng gì Koch tuyên b là mt s thi phng, và bi vì hi vng t nó không đc tho mãn, d lun
quay ra chng li nó và chng li Koch. Cht tuberculin mi đc Koch công b vào nm 1896 và kh nng cha
tr ca nó cng làm tht vng mi ngi; nhng nó đã dn ti s phát hin ca mt cht có giá tr v mt chn đoán.
Trong khi công trình v tuberculin vn tip tc, đng nghip ca ông Vin v các bnh truyn nhim là von
Behring, Ehrlich và Kitasato nghiên cu và xut bn công trình mang tính bc ngot ca h v s min dch ca
bnh bch hu.
Nm 1896, Koch ti Nam Phi đ nghiên cu nguyên nhân ca bnh dch virut Rinde (rinderpest) và mc dù ông
không tìm đc nguyên nhân, ông cng đã thành công trong vic hn ch s bùng phát ca bnh dch bng cách
tiêm cho nhng con gia súc kho mnh mt ly t túi mt ca nhng con đã b bnh. Ri sau đó là các nghiên cu
n và châu Phi v st rét, st rét tiu đen (blackwater fever), bnh xura (surra) gia súc, nga và bnh dch
hch và xut bn nhng quan sát ca ông v các bnh này vào nm 1898. Không lâu sau khi quay li c, ông li
đc c ti Ý và vùng nhit đi ni ông xác nhn công trình ca Ronald Ross v st rét và làm đc mt s công
vic có ích trong nghiên cu v nguyên nhân ca các dng khác nhau ca st rét và vic kim soát nó bng thuc kí
ninh.
Trong nhng nm cui ca cuc đi, Koch đi ti kt lun là trc khun gây bnh lao ngi và bò là khác nhau và
tuyên b ca ông v điu này ti Hi ngh Y hc quc t v Lao Luân ôn nm 1901 đã gây ra nhiu tranh cãi,
nhng bây gi thì quan đim đy ca ông đã đc công nhn là đúng. Công trình nghiên cu ca ông v bnh st
Rickettsia đã dn đn ý tng mi, rng cn bnh này đc truyn d dàng t ngi sang ngi hn là t nc
và Gii (Kingdom). Hin nay trên gii còn có mt mc phân loi na gi là lnh gii (Domain). y là cha k đn
các mc phân loi trung gian nh Loài ph (Subspecies), Chi ph (Subgenus), H ph (Subfamily), B ph
(Suborder), Lp ph (Subclass), Ngành ph (Subphylum).
Trc đây John Ray (1627-1705) và Carl Von Linnaeus (1707-1778) ch
chia ra 2 gii là Thc vt và ng vt. Nm 1866 E. H. Haeckel (1834-
1919) b sung thêm gii Nguyên sinh (Protista).
Nm 1969 R. H. Whitaker (1921-1981) đ xut h thng phân loi 5 gii:
Khi sinh (Monera), Nguyên sinh (Protista), Nm (Fungi), Thc vt
(Plantae) và ng vt (Animalia) (hình)
Khi sinh bao gm Vi khun (Bacteria) và Vi khun lam (Cyanobacteria).
Nguyên sinh bao gm ng vt nguyên sinh (Protzoa),
To (Algae) và các Nm si sng trong nc (Water molds).
Hình: H thng phân loi 5 gii sinh vt
Gn đây hn có h thng phân loi 6 gii- nh 5 gii trên nhng thêm gii
C vi khun (Archaebacteria), gii Khi sinh đi thành gii Vi khun tht
(Eubacteria) (P. H. Raven, G. B. Johnson, 2002).
Hình: H thng phân loi 6 gii sinh vt
T. Cavalier-Smith (1993) thì li đ xut h thng phân loi 8 gii:
- Vi khun tht (Eubacteria),
- C vi khun (Archaebacteria),
- C trùng (Archezoa),
- Sc khun (Chromista),
- Nm (Fungi),
- Thc vt (Plantae) và
- ng vt (Animalia).
Theo R. Cavalier-Smith thì c trùng (nh Giardia) bao gm các c th đn
bào nguyên thu có nhân tht, có ribosom 70S, cha có b máy golgi, cha
có ty th (mitochondria) cha có th dip lc (chloroplast), cha có
muramic
Màng lipid Cha liên kt este, các
acid béo mch thng
Cha liên kt ete, các chui
aliphatic phân nhánh
Cha liên kt este, các
acid béo mch thng
Túi khí Có Có Không
ARN vn chuyn
Thymine có trong phn
ln tARN
tARN m đu cha N-
formylmethionine
Không có thymine trong nhánh T
hoc TyC ca tARN
tARN m đu cha methionine
Có thymine
tARN m đu cha
methi nine
o
mARN đa cistron Có Có Không
Intron trong mARN Không Không Có
Ghép ni, gn m và gn đuôi
polyA vào mARN
Không Không Có
C khun là nhóm vi sinh vt có ngun gc c xa. Chúng bao gm các nhóm vi khun có th phát trin đc trong
các môi trng cc đoan (extra), chng hn nh nhóm a mn (Halobacteriales), nhóm a nhit (Thermococcales,
Nm 20 tui, Linnaeus vào hc trng Y và ba nm sau, nm 1730, đc gi li trng làm ph ging. Nm nm
sau, nm 1735, ông bo v thành công lun án tin s Y khoa ti Hàlan. Sau đó, trong ba nm lin, ông ln lt hc
thêm Ðc, Ðanmch, Anh và Pháp, là nhng trung tâm vn hóa ln thi đó.
Nm 1738 ông tr v quê đ theo đui ngh thy thuc. Nm 1741, lúc 34 tui ông đc c làm giáo s đi hc. T
đó ti lúc mt, ông kt hp ging dy, nghiên cu và biên son tài liu khoa hc.
Linnaeus mt nm 1778, th 71 tui
b. Công trình khoa hc ca Linnaeus:
Nm 1732, khong thi gian này, ngi ta đã bit ít nht là 70.000 loài, sau khi đi ngang qua vùng phía Bc bán đo
Scanđinever, vùng đc coi là không có điu kin thun li đi vi s phn thnh ca khu h đng và thc vt,
trong mt thi gian ngn Linne đã phát hin gn 100 loài cây mi. Linnaeus đã nghiên cu các c quan sinh sn ca
thc vt, và có chú ý đn nhng sai khác v loài. Sau này trên c s đó ông đã xây dng h thng phân loi ca
mình. Nm 1735 Linnaeus đã xut bn cun sách "H thng ca t nhiên " trong đó trình bày h thng phân loi
ca gii đng vt và thc vt do ông lp ra, gm 4 nhóm t nh đn ln là: Loài (chi (b (lp. H thng này
đc coi là ông t ca h thng phân loi hin đi. Chính Linnaeus là ngi sáng lp ra Khoa hc phân loi
(Taxanomy hay là Systematics) nghiên cu sp xp các loài sinh vt.
Ví d: Linnaeus chia gii thc vt thành 24 lp, gii đng vt thành 6 lp. Ðóng góp ln nht ca Linnaeus đi vi
công tác phân loi là đã ngh ra đc mt cách đt tên sinh vt rt cht ch và thun tin. Mi sinh vt đc gi
bng hai tên ca ting Latinh, tên đu vit hoa, ch Chi (Genus), tên sau vit thng, ch Loài (Species). Chng
hn trong chi mèo Felis có mèo nhà: Felis domesticus, s t: Felis Leo, cp: Felis Tigris.
T nm 1746 đn nm 1753, trong by nm. Linnaeus đã son và in thêm quyn "Thc vt chí", trình bày các chìa
khóa và kt qu phân loi thc vt. Vic phân loi ch yu da trên các ngoi hình, d thy và d nhn dng nht
gia các sinh vt.
Chìa khóa phân loi đó có nhc đim ln nht là cha tính đc các khác bit v kích thc, hình dáng ngoài xut
hin do các giai đon phát trin khác nhau (trng, sâu, nhng, ngài ), hoc ch đ dinh dng khác nhau (nht là
đi vi thc vt). Chng hn c sên thuc Chi Cerion qun đo Caribe đã đc phân loi thành 600 trm loài,
nhng xét k lng thì ch gm có hai Loài! Mt hn ch na ca Linnaeus là đã phân loi sinh vt theo quan
VSV đai cng 03/02/09 N.T.T.Thy
21
đim Thng đ sáng to muôn loài bt biên qua thi gian. Tuy nhiên, Linnaeus đã nhn ra sai lm ca mình và t
nhng chc nng đc bit (đây cng là nhng đc đim s dng đ phân loi và đnh tên vi khun).
- Mt s vi khun có kh nng sinh ni bào t nu c th đn mt giai đon sinh trng phát
trin nào đó hoc đ chng li mt s các điu kin bt li ca môi trng.
1. Hình thái, kích thc ca vi khun
Da vào hình thái bên ngoài ca vi khun, ngi ta chia chúng ra làm ba loi: cu khun, trc khun,
xon khun. Gia ba loi này còn có các dng hình thái trung gian nh cu trc khun, phy khun.
Cu khun:
là loi vi khun có hình cu, tuy nhiên mt s có hình ngn nn (ph cu khun)
hoc hình ht cà phê (lu cu khun).
Kích thc ca cu khun thay đi t 0.5-1 µm
Cu khun có các đc tính nh: không hình thành bào t, không có c quan di đng.
Da vào kh nng sp xp t bào sau khi phân ct mà ngi ta li chia thành các loi nh: đn
cu khun, song cu khun (Diplococcus), t cu khun (Tetracoccus), bát cu khun (Sarcina),
liên cu khun (Streptococcus) và t cu khun (Staphylococcus).
Diplococcus Sarcina Staphylococcus Streptococcus
VSV đai cng 03/02/09 N.T.T.Thy
23
Trc khun
: Là tên chung đ ch tt c các vi khun có hình que. Kích thc khong 0.5-1 x 1-
4 µm. Các loi trc khun thng gp thuc v các ging sau:
- Bacillus (Bac.): trc khun gram dng, sinh bào t, chièu ngang ca bào t không vt quá
chiu ngang ca t bào nên khi có bào t
hoc k khí không bt buc. a s gây
bnh. Ví d bnh nhit thán (B.
anthracis), ng đc thc n (B.
cereus), làm hng thc phm (B.
coagulaus)
, t bào không b bin dng. Thng thuc loi hiu khí
VSV đai cng 03/02/09 N.T.T.Thy
24
Xon khun
(Spirillum): gm tt c vi khun có t hai vòng xon tr lên, gram dng, di đng u to t bào vi khun
(xem phim)
n
ll)
thc khác nhau tu
đc nh mt hay nhiu tiên mao mc
đnh. Có kích thc thay đi t 0.5-
3x5-40µm. a s là các loài sng hoi
sinh. Hình thái trung gian gia xon
khun và trc khun là phy khun (vi
khun có 1 vòng xon)
Xon khun Treponema pallidum Phy khun V. cholera
gây bnh giang mai gây bnh t
2.C
T bào vi khun đc cu to bi các ph
bt buc nh thành TB, màng TB, nguyên
sinh cht, th nhân. Ngoài ra mt s loài
còn đc cu to bi nhng thành phn
không bt buc nh lp v nhày, tiên mao,
khun mao và ni bào t.
2.1. Thành t bào (cell wa
Thành t bào vi khun có kích loi, nhìn chung vi khun gram dng có