1. Nông nghiệp

Vi sinh vật được dùng để sản xuất phân bón hữu cơ và thuốc trừ sâu sinh học, giúp tăng năng suất cây trồng và bảo vệ môi trường.

Ví dụ: Sử dụng vi khuẩn Rhizobium (vi khuẩn nốt sần) để cố định đạm cho cây họ Đậu.

2. Công nghiệp thực phẩm

Đây là ứng dụng gần gũi nhất, sử dụng quá trình lên men của vi sinh vật để tạo ra các loại thực phẩm và đồ uống.

Ví dụ: Sử dụng vi khuẩn lactic để làm sữa chua, muối dưa cải; hoặc nấm men rượu (Saccharomyces) để sản xuất bia, rượu, bánh mì.

3. Y học và Dược phẩm

Vi sinh vật đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất các loại thuốc kháng sinh, vaccine và vitamin.

Ví dụ: Sử dụng nấm Penicillium chrysogenum để sản xuất kháng sinh Penicillin; sử dụng vi khuẩn để sản xuất Insulin chữa bệnh tiểu đường.

4. Xử lý môi trường

Vi sinh vật có khả năng phân hủy các chất hữu cơ, rác thải và xử lý các chất ô nhiễm.

Ví dụ: Sử dụng vi sinh vật để phân hủy dầu loang trên biển hoặc xử lý nước thải sinh hoạt tại các bể lọc.

5. Sản xuất năng lượng (Năng lượng sinh học)

Tận dụng quá trình chuyển hóa của vi sinh vật để tạo ra các nguồn năng lượng sạch.

Ví dụ: Sử dụng vi khuẩn phân hủy chất thải hữu cơ để tạo ra khí Biogas (CH₄) dùng làm chất đốt.

1. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật

Vi sinh vật chịu tác động bởi hai nhóm yếu tố chính:

Yếu tố vật lý:

Nhiệt độ: Ảnh hưởng đến tốc độ các phản ứng sinh hóa trong tế bào.

Độ ẩm (Hàm lượng nước): Nước là dung môi và môi trường cho các phản ứng thủy phân.

Ánh sáng: Ảnh hưởng đến sự quang hợp hoặc có thể tiêu diệt vi sinh vật (tia UV).

Áp suất thẩm thấu: Ảnh hưởng đến sự phân chia và vận chuyển các chất qua màng tế bào.

Độ pH: Ảnh hưởng đến tính thấm qua màng và hoạt tính enzyme.

Yếu tố hóa học:

Chất dinh dưỡng: Các nguồn carbon, nitơ, khoáng chất...

Chất ức chế: Các loại rượu, acid hữu cơ, chất kháng sinh, kim loại nặng.

2. Ứng dụng vào việc bảo quản thực phẩm

Từ việc hiểu rõ các yếu tố trên, chúng ta có thể ứng dụng để kéo dài thời gian sử dụng thực phẩm bằng cách ức chế sự phát triển của vi sinh vật gây hại:

Phơi khô, sấy khô: Giảm độ ẩm (hàm lượng nước) làm vi sinh vật không thể hoạt động.

Ướp muối hoặc đường: Tạo môi trường có áp suất thẩm thấu cao gây co nguyên sinh, khiến vi sinh vật bị mất nước và chết.

Bảo quản trong tủ lạnh (Nhiệt độ thấp): Hạ nhiệt độ để làm chậm hoặc dừng các phản ứng sinh hóa của vi sinh vật.

Muối chua (Lên mẻ, muối dưa): Thay đổi độ pH (tạo môi trường acid) để ức chế các vi sinh vật gây thối hỏng.

Sử dụng chất bảo quản: Dùng các chất hóa học an toàn (như benzoate, sorbate) để ức chế sự sinh trưởng của nấm mốc và vi khuẩn.

Hút chân không: Loại bỏ oxy để ngăn chặn sự phát triển của nhóm vi sinh vật hiếu khí.

Virus Cúm (Influenza virus):

Có khả năng biến đổi kháng nguyên rất nhanh và thường xuyên (đột biến).

Mỗi năm, các chủng virus cúm mới xuất hiện khiến kháng thể từ việc tiêm phòng năm trước không còn khả năng nhận diện và bảo vệ cơ thể hiệu quả. Do đó, vaccine cần được cập nhật và tiêm lại hàng năm.

Virus Quai bị (Mumps virus):

Có cấu trúc kháng nguyên ổn định, ít thay đổi qua thời gian.

Sau khi tiêm vaccine, cơ thể tạo ra các tế bào nhớ và kháng thể có thể nhận diện virus này suốt đời. Vì vậy, thông thường chỉ cần tiêm chủng đầy đủ một liệu trình là có hệ miễn dịch bền vững.

Phân biệt các hình thức sinh sản ở vi sinh vật :

•Đặc điểm :Vi sinh vật nhân sơ (Vi khuẩn,...)

•Hình thức phổ biến :Phân đôi (là hình thức chính)

•Các hình thức khác :

- Nảy chồi: Tế bào mẹ tạo thành một chồi nhỏ, chồi lớn dần rồi tách ra (ví dụ: vi khuẩn quang hợp màu đỏ).

- Bào tử trần: Tạo thành chuỗi bào tử ở đỉnh của sợi năng (ví dụ: xạ khuẩn).

•Bản chất quá trình: Không có màng nhân, không có thoi phân bào. ADN nhân đôi và tế bào thắt lại làm đôi.

____________________________________

•Đặc điểm: Vi sinh vật nhân thực (Nấm, tảo, động vật nguyên sinh,...)

•Hình thức phổ biến: Nguyên phân (phân chia nhân và tế bào chất).

Các hình thức khác:

- Sinh sản vô tính:

Bằng bào tử (bào tử kín, bào tử trần) hoặc nảy chồi (ví dụ:

nấm men).

- Sinh sản hữu tính:

Bằng cách tiếp hợp hoặc tạo bào tử hữu tính (bào tử túi, bào tử đảm).

Bản chất quá trình: Có sự hình thành thoi phân bào, chia đều vật chất di truyền thông qua các kỳ của nguyên phân hoặc giảm phân.

• Hấp phụ: Virus bám đặc hiệu lên thụ thể trên bề mặt tế bào chủ nhờ sự khớp nhau giữa cấu trúc bề mặt virus (gai glycoprotein hoặc protein vỏ ngoài) và thụ thể tế bào.
• Xâm nhập:
• • Virus động vật: cả hạt virus vào trong, sau đó "cởi vỏ" để giải phóng acid nucleic.
  • Phage (virus vi khuẩn): Tiêm acid nucleic vào trong tế bào, vỏ protein để lại bên ngoài.
• Sinh tổng hợp: Virus sử dụng bộ máy di truyền và nguồn nguyên liệu của tế bào chủ (nucleotide, acid amin, enzyme, ATP) để tổng hợp acid nucleic và các loại protein cho mình.
• Lắp ráp: Các thành phần đã tổng hợp (acid nucleic và protein) được lắp ghép lại với nhau để tạo thành các hạt virus mới (virion).
• Giải phóng: Virus mới thoát ra ngoài tế bào theo kiểu phá vỡ tế bào (làm tan) hoặc nảy chồi (lấy đi một phần màng tế bào chủ làm vỏ ngoài).

• Khi nhân lên với số lượng lớn và giải phóng theo kiểu làm tan, virus trực tiếp phá vỡ và làm chết tế bào chủ, gây tổn thương mô và cơ quan.
• Việc virus chiếm dụng bộ máy và nguyên liệu của tế bào để phục vụ mục đích riêng khiến tế bào chủ bị suy kiệt, không thể thực hiện các chức năng sinh lý bình thường.
• Một số virus khi nhân lên tạo ra các sản phẩm phụ hoặc protein gây độc cho tế bào.
• Sự chèn ép bộ gen của virus vào hệ gen của tế bào chủ có thể gây ra những biến đổi di truyền, dẫn đến ung thư hoặc các rối loạn chức năng khác.
• Trong nhiều trường hợp, chính hệ miễn dịch của cơ thể khi tấn công các tế bào nhiễm virus đã gây ra tình trạng viêm nhiễm nặng nề (ví dụ: bão cytokine), làm tổn thương các cơ quan lành lặn.

• Trong y học: Sản xuất các loại vaccine phòng bệnh (như vaccine COVID-19, vaccine cúm), virus được sử dụng làm vector trong liệu pháp gene để chữa các bệnh di truyền. 
• Trong nông nghiệp: Sản xuất thuốc trừ sâu sinh học dựa trên virus gây bệnh đặc hiệu cho côn trùng phá hoại mà không gây hại cho con người và môi trường. 
• Trong công nghệ sinh học: Sử dụng virus làm vector để chuyển gene trong kỹ thuật di truyền, giúp tạo ra các giống cây trồng, vật nuôi có đặc tính ưu việt.