- Các yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của vi sinh vật:

+ Các yếu tố hóa học: Nguồn dinh dưỡng; các chất hóa học khác như nồng độ H⁺, các kim loại nặng,…

+ Các yếu tố vật lí: Nhiệt độ; độ ẩm; tia bức xạ (tia UV, tia X,…);…

+ Các yếu tố sinh học: Mối quan hệ giữa các vi sinh vật khác, các thực vật và động vật sống trong cùng môi trường với chúng.

+ Thuốc kháng sinh.

- Để hạn chế sự gây hại của vi sinh vật đối với lương thực ví dụ gạo, ngô, đỗ hoặc thực phẩm, cần điều chỉnh các yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của vi sinh vật để hạn chế sự sinh trưởng, sinh sản của những vi sinh vật gây hại. Ví dụ: Để bảo quản các loại hạt, người ta phơi khô và cất giữ ở nơi khô ráo; để bảo quản rau quả, người ta thường để ở điều kiện nhiệt độ thấp (tủ lạnh);…

Virus có thể lây nhiễm trong cây bằng cách: Sau khi nhân lên trong tế bào, virus lây nhiễm sang tế bào bên cạnh qua cầu sinh chất, hoặc lây nhiễm đến các bộ phận khác trong cây qua hệ thống mạch dẫn.

Một số ví dụ về quá trình tổng hợp ở vi sinh vật và ứng dụng của quá trình đó trong thực tiễn:

- Quá trình tổng hợp amino acid ở vi khuẩn Corynebacterium glutamicum, vi khuẩn Brevibacterium được ứng dụng để sản xuất amino acid.

- Quá trình tổng hợp lipid của nấm men hoặc vi tảo được ứng dụng để sản xuất dầu diesel sinh học.

- Quá trình tổng hợp kháng sinh của nấm mốc Penicillium chrysogenum được ứng dụng để sản xuất kháng sinh penicillin.

- Cây bị nhiễm virus thường có hình thái thay đổi như lá đốm vàng, đốm nâu, bị sọc hay vằn, bị xoăn hoặc héo, bị úa vàng và rụng; thân còi cọc và bị lùn. 

- Biện pháp phòng, chống virus gây bệnh ở thực vật: chọn giống cây trồng sạch bệnh, tiêu diệt vật chủ trung gian truyền bệnh, tạo giống cây trồng kháng virus.

Một số ví dụ về quá trình phân giải ở vi sinh vật và ứng dụng của quá trình đó trong thực tiễn:

- Quá trình phân giải các tinh bột ở nấm men Saccharomyces cerevisiae được ứng dụng trong sản xuất rượu, bia.

- Quá trình phân giải protein ở nấm mốc Aspergillus oryzae được ứng dụng trong sản xuất nước mắm.

- Quá trình phân giải cellulose ở nấm men được ứng dụng để sản xuất ethanol sinh học.

Rầy nâu là vật chủ trung gian lây truyền virus gây bệnh vàng lùn, lùn xoắn lá ở lúa. Đối với những cây lúa khỏe mạnh khi bị rầy chích hút khoảng 1 giờ là có thể bị nhiễm bệnh. Vì vậy để hạn chế sự lây truyền của virus gây bệnh vàng lùn, lùn xoắn lá ở lúa, người ta thường phun thuốc diệt rầy nâu.

- Ba yếu tố ảnh hưởng đến quá trình làm sữa chua, dưa chua hoặc làm bánh mì: Nhiệt độ, lượng cơ chất (hàm lượng đường, muối, sữa/rau cải/bột), lượng vi sinh vật tham gia lên men.

- Biện pháp kiểm soát hoặc điều khiển các yếu tố đó theo hướng có lợi cho sự phát triển của vi sinh vật:

+ Cân chính xác khối lượng các nguyên liệu để đảm bảo đủ lượng cơ chất, đủ lượng vi sinh vật tham gia lên men.

+ Sử dụng nhiệt kế để kiểm tra nhiệt độ khi ủ và chuẩn bị các biện pháp ủ phù hợp cho từng quá trình.

Xếp virus ở ranh giới trung gian giữa vật sống và vật không sống vì: Virus không có cấu tạo tế bào, không có khả năng tự trao đổi chất và nhân lên mà phụ thuộc vào tế bào chủ.

- Trong các con đường lây truyền, con đường lây truyền qua đường hô hấp sẽ làm cho virus phát tán trong cộng đồng nhanh nhất.

- Giải thích: Trong con đường lây truyền qua đường hô hấp, sự lây truyền qua không khí có chứa các virus gây bệnh. Bởi vậy, từ một người bệnh phát tán virus vào không khí có thể đồng thời lây lan cho rất nhiều người trong khu vực tiếp xúc.

- Các giai đoạn trong chu trình nhân lên của virus: Bám dính (hấp phụ) → Xâm nhập → Sinh tổng hợp → Lắp ráp → Giải phóng.

- Để ức chế sự nhân lên của virus cần ức chế giai đoạn bám dính, xâm nhập hoặc sinh tổng hợp.

Virus cúm A được lây truyền qua vật chủ trung gian truyền bệnh như chim nước, thuỷ cầm, gia cầm, lợn rồi sang người. Để hạn chế sự lây truyền virus cúm A từ động vật sang người, chúng ta cần:

- Không ăn thịt gia súc gia cần ốm, chết và không rõ nguồn gốc; đảm bảo ăn chín, uống sôi, rửa tay bằng xà phòng trước khi ăn.

- Không mua, bán các loại gia súc gia cầm không rõ nguồn gốc, kiểm định.

- Khu chuồng trại chăn nuôi phải sạch sẽ, thoáng mát, có hàng rào cách li với những loài hoang dã.

- Khi phát hiện gia cầm ốm, chết tuyệt đối không được giết mổ và sử dụng mà phải thông báo ngay cho chính quyền địa phương và đơn vị thú y trên địa bàn.

- Ví dụ về một số lợi ích của virus:

+ Virus được sử dụng làm vector chuyển và biểu hiện gene đích để sản xuất kháng thể, vaccine,… dùng trong y học.

+ Lựa chọn những virus kí sinh gây bệnh trên những sinh vật có hại cho con người để sản xuất các chế phẩm phục vụ cuộc sống cho con người như chế phẩm thuốc trừ sâu sinh học,…

- Ví dụ về một số tác hại của virus:

+ Virus TMV gây các vết lốm đốt trên lá của cây thuốc lá khiến năng suất của cây thuốc lá giảm mạnh.

+ Virus HIV gây ra cái chết cho hàng chục triệu người trên thế giới.

Bảng 22.1. Con đường lây truyền của một số virus

- Các phương thức lây truyền virus ở người:

+ Lây truyền dọc: là sự lây truyền của virus từ cơ thể mẹ sang cơ thể con thông qua quá trình mang thai, sinh nở hoặc chăm sóc (bú, mớm).

+ Lây truyền ngang: là sự lây truyền virus từ cơ thể này sang cơ thể khác thông qua các con đường chính là qua đường hô hấp, đường tiêu hóa, vết trầy xước trên cơ thể, quan hệ tình dục, vật trung gian truyền bệnh, đường máu.

- Giải thích ý nghĩa của thông điệp 5K trong phòng chống dịch COVID – 19:

Thông điệp 5K: Khẩu trang – Khử khuẩn – Khoảng cách – Không tập trung – Khai báo y tế.

+ Khẩu trang: Đeo khẩu trang vải thường xuyên tại nơi công cộng, nơi tập trung đông người; đeo khẩu trang y tế tại các cơ sở y tế, khu cách ly.

+ Khử khẩu: Rửa tay thường xuyên bằng xà phòng hoặc dung dịch sát khuẩn tay. Vệ sinh các bề mặt/ vật dụng thường xuyên tiếp xúc (tay nắm cửa, điện thoại, máy tính bảng, mặt bàn, ghế,…). Giữ vệ sinh, lau rửa và để nhà cửa thông thoáng.

+ Khoảng cách: Giữ khoảng cách khi tiếp xúc với người khác.

+ Không tụ tập đông người.

+ Khai báo y tế: Thực hiện khai báo Y tế trên App NCOVI; cài đặt ứng dụng Bluezone tại địa chỉ https://www.bluezone.gov.vn để được cảnh báo nguy cơ lây nhiễm dịch COVID-19. Khi có dấu hiệu sốt, ho, khó thở hãy gọi điện cho đường dây nóng của Bộ Y tế 19009095, hoặc đường dây nóng của y tế địa phương để được tư vấn, hỗ trợ, hướng dẫn đi khám bệnh đảm bảo an toàn.

• Biện pháp phòng bệnh đề hạn chế sự lây truyền của HIV:

- Quan hệ tình dục an toàn, một vợ một chồng hoặc sử dụng các biện pháp bảo vệ như bao cao su.

- Không sử dụng chung kim tiêm hay các dụng cụ có nguy cơ dính máu hay dịch tiết. Thực hiện truyền máu an toàn.

- Giảm số lượng phụ nữ nhiễm HIV có thai ngoài ý muốn. Nếu phụ nữ nhiễm HIV vẫn muốn sinh con thì cần được tư vấn và chăm sóc thai nghén, xét nghiệm và dùng thuốc kháng virus vào thời điểm thích hợp, sinh đẻ an toàn, tư vấn cho cả hai vợ chồng lựa chọn cách nuôi trẻ phù hợp.

- Không kì thị người nhiễm HIV, phát hiện sớm và quản lí tốt người nhiễm HIV.

• Biện pháp phòng bệnh để hạn chế sự lây truyền của virus cúm trong cộng đồng:

- Vệ sinh môi trường bằng thuốc khử trùng, rửa tay thường xuyên bằng xà phòng, tránh tụ tập nơi đông người.

- Tránh tiếp xúc trực tiếp gần với người bệnh, đeo khẩu trang.

- Giữ ấm cơ thể, rèn luyện thể dục thể thao để tăng cường sức đề kháng.

- Không ăn thịt gia cầm, thịt động vật chết do dịch bệnh.

- Tiêm định kì vaccine phòng bệnh cúm cho người và vật nuôi.

Chất kháng sinh lại không có tác dụng đối với những bệnh do virus vì đặc điểm cấu tạo và đặc điểm sinh sản khác hoàn toàn giữa virus và vi khuẩn:

- Virus không được cấu tạo từ tế bào, mà chỉ được cấu tạo đơn giản gồm bộ gen (hoặc DNA hoặc RNA) bao quanh là lớp vỏ protein. Do cấu tạo đặc biệt đó nên bắt buộc virus phải sống kí sinh bắt buộc bên trong tế bào chủ mà nó xâm nhiễm. Khi vào cơ thể, áo protein bị loại bỏ, chỉ hoạt động bởi ARN hoặc ADN của nó nên không có cách gì để nhận biết.

- Hơn nữa, kháng sinh diệt được vi khuẩn vì vi khuẩn kí sinh ngoài tế bào nên kháng sinh có thể diệt nguyên vi khuẩn, còn virus nằm trong vật chất di truyền của tế bào chủ cho nên nếu kháng sinh diệt virus thì đồng nghĩa với diệt cả tế bào của chủ (người hoặc động vật).

- Thậm chí, nhiều virus còn có khả năng nằm ẩn mình vài năm trong tế bào trước khi phát bệnh.

• “Thông điệp 5K: Khẩu trang – Khử khuẩn – Khoảng cách – Không tập trung – Khai báo y tế” với các nội dung:

- Khẩu trang: Đeo khẩu trang vải thường xuyên tại nơi công cộng, nơi tập trung đông người; đeo khẩu trang y tế tại các cơ sở y tế, khu cách ly.

- Khử khẩu: Rửa tay thường xuyên bằng xà phòng hoặc dung dịch sát khuẩn tay. Vệ sinh các bề mặt/ vật dụng thường xuyên tiếp xúc (tay nắm cửa, điện thoại, máy tính bảng, mặt bàn, ghế,…). Giữ vệ sinh, lau rửa và để nhà cửa thông thoáng.

- Khoảng cách: Giữ khoảng cách khi tiếp xúc với người khác.

- Không tụ tập đông người.

- Khai báo y tế: thực hiện khai báo y tế.

→ Thông điệp 5K có tác dụng ngăn chặn phương thức lây truyền của SARS-CoV-2.

• Tiêm vaccine phòng bệnh có tác dụng tăng sức miễn dịch cho cơ thể và bảo vệ cơ thể khỏi các biến chứng nghiêm trọng nếu có mắc phải.

- Các biện pháp phòng bệnh do virus:

+ Vệ sinh, tập luyện, giữ gìn cho cơ thể sạch sẽ, khỏe mạnh.

+ Giữ gìn môi trường sống sạch.

+ Ăn uống đủ chất, đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm.

+ Phun thuốc khử trùng, tiêu diệt sinh vật trung gian truyền bệnh như muỗi, bọ chét,…

+ Không dùng chung đồ dùng cá nhân như bàn chải đánh răng, khăn mặt, dao cạo râu.

+ Không dùng chung bơm kim tiêm.

+ Không tiếp xúc trực tiếp, tàng trữ, buôn bán, tiêu thụ động vật hoang dã.

+ Khoanh vùng, tiêu hủy động vật bị bệnh.

+ Đối với các bệnh lây lan qua đường hô hấp thì cần có các biện pháp cách li và hạn chế tiếp xúc với người bệnh, khi tiếp xúc với người bệnh phải sử dụng các dụng cụ bảo hộ ví dụ như găng tay, khẩu trang y tế,…

+ Tiêm vaccine để phòng bệnh do virus.

- Biện pháp sẽ giúp cơ thể chúng ta chủ động hình thành kháng thể kháng virus là tiêm vaccine.

Tiêm vaccine lại giúp cơ thể phòng bệnh virus chủ động và hiệu quả vì: Vaccine là chế phẩm sinh học có tính kháng nguyên, khi đưa vào trong cơ thể nó sẽ kích thích hệ miễn dịch nhận diện và hình thành kháng thể phù hợp để liên kết và làm bất hoạt kháng nguyên. Đồng thời, hệ thống miễn dịch cũng ghi nhớ để nếu có kháng nguyên tương tự xâm nhập vào thì cơ thể sẽ chủ động hình thành kháng thể để bất hoạt kháng nguyên đó ngay trước khi kháng nguyên gây hại.

- Virus gây bệnh cúm A hay HIV/AIDS là những virus có hệ gene là RNA, enzyme polymerase do chúng tổng hợp không có cơ chế sửa sai nên có tần số và tốc độ đột biến rất cao. Bên cạnh đó, các biến chủng cũng được tạo ra do cơ chế tái tổ hợp virus từ nhiều nguồn khác nhau. Do vậy, virus gây bệnh cúm A hay HIV/AIDS thường có nhiều biến thể.

- Việc có nhiều biến chủng dẫn đến khả năng kháng thuốc của virus rất nhanh, đòi hỏi phải điều chế thuốc mới liên tục, gây khó khăn trong phát triển vaccine phòng bệnh và thuốc chữa bệnh.

Cơ thể chống lại virus nhờ các phản ứng phòng vệ của cơ thể gồm miễn dịch không đặc hiệu và miễn dịch đặc hiệu.

Phân biệt miễn dịch không đặc hiệu và miễn dịch đặc hiệu:

• Biện pháp để có sức khỏe tốt:

- Ăn uống khoa học, hợp lí, hợp vệ sinh.

- Tạo môi trường sống sạch, hạn chế tác nhân gây đột biến.

- Luyện tập, nghỉ ngơi khoa học, tinh thần thoải mái.

- Khám sức khỏe định kì.

• Giữ gìn cơ thể sạch sẽ, khỏe mạnh lại có tác dụng phòng bệnh do virus vì giữ gìn cơ thể sạch sẽ, khỏe mạnh giúp cơ thể tăng cường hệ miễn dịch chống lại tác nhân gây bệnh là virus.

Để chủ động kích hoạt miễn dịch đặc hiệu của cơ thể, con người thường chủ động tiêm vaccine.

- Các giai đoạn trong chu trình nhân lên của virus:

 + Giai đoạn 1 - Bám dính (hấp phụ): Virus cố định trên bề mặt tế bào chủ nhờ mối liên kết đặc hiệu giữa thụ thể của virus và thụ thể của tế bào chủ.

 + Giai đoạn 2 - Xâm nhập: Virus trần đưa trực tiếp vật chất di truyền vào trong tế bào vật chủ. Virus có màng bọc thì đưa cấu trúc nucleocapsid hoặc cả virus vào trong tế bào chủ rồi mới phá bỏ các cấu trúc bao quanh (cởi áo) để giải phóng vật chất di truyền.

+ Giai đoạn 3 - Sinh tổng hợp: Virus sử dụng các vật chất có sẵn của tế bào chủ tiến hành tổng hợp các phân tử protein và nucleic acid nhờ enzyme của tế bào chủ hoặc enzyme do virus tổng hợp

+ Giai đoạn 4 - Lắp ráp: Các thành phần của virus sẽ hợp nhất với nhau để hình thành cấu trúc nucleocapsid.

+ Giai đoạn 5 - Giải phóng: Virus có thể phá huỷ tế bào chủ để giải phóng đồng thời các hạt virus hoặc chui từ từ ra ngoài và làm tế bào chủ chết dần.

- Thuốc Tamiflu ức chế giai đoạn lắp ráp (cụ thể là lắp ráp màng bọc) trong chu trình nhân lên của virus cúm A.

Chúng ta thường gặp khó khăn trong việc chế tạo vaccine phòng virus cúm vì: Virus cúm có hệ gene là RNA có tần số và tốc độ đột biến rất cao bởi vì enzyme polymerase do virus tổng hợp không có cơ chế sửa sai. Đồng thời, các biến chủng cũng được tạo ra do cơ chế tái tổ hợp virus từ nhiều nguồn khác nhau. Do khả năng biến chủng này, virus cúm có tính kháng thuốc rất nhanh, gây ra những khó khăn trong việc chế tạo vaccine phòng virus cúm.

Ứng dụng của virus trong y học: Virus được sử dụng làm vector chuyển và biểu hiện gen đích (gen mã hóa protein mong muốn) để sản xuất kháng thể, vaccine,… dùng trong y học.

Mô tả quy trình sản xuất và sử dụng vaccine vector phòng SARS–CoV–2: 

- Tách gene mã hóa protein gai của SARS–CoV–2 và gắn vào bộ gene của virus gây bệnh ở tinh tinh.

- Tạo chế phẩm vaccine vector có mang gene mã hóa protein gai của SARS–CoV–2.

- Khi được tiêm vào cơ thể người, gene mã hóa protein gai được biểu hiện và sản sinh các protein gai.

- Các protein gai kích thích hệ thống miễn dịch sản sinh kháng thể chống SARS–CoV–2.

Mỗi một loại virus có cơ thể gây bệnh riêng, nên tùy từng loại virus gây bệnh mà có quy trình sản xuất vaccine riêng. Bởi vậy, quy trình sản xuất vaccine vector phòng SARS–CoV–2 (hình 22.9) không thể sử dụng để sản xuất vaccine phòng các virus khác.

- Vai trò của virus trong tự nhiên: Virus kí sinh gây bệnh trên tất cả các sinh vật nên chúng có vai trò nhất định trong đấu tranh, kiểm soát các loài sinh vật trên Trái Đất.

- Con người ứng dụng vai trò trên của virus để lựa chọn những virus kí sinh gây bệnh trên những sinh vật có hại cho con người và ứng dụng chúng vào cuộc sống phục vụ cho con người như sản xuất thuốc trừ sâu từ virus, phân bón sinh học,…

Baculovirus là một virus kí sinh gây bệnh cho côn trùng chứ không kí sinh gây bệnh ở trâu, bò. Do đó, nếu trâu, bò ăn phải chế phẩm có chứa Baculovirus thì không bị chết.