Ảnh
Trang bìa
Trang bìa
Ảnh
BÀI 24: QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP VÀ PHÂN GIẢI Ở VI SINH VẬT
Câu hỏi khởi động
Câu hỏi
Câu hỏi khởi động
Một con bò nặng 500kg chỉ sản xuất thêm mỗi ngày 0,5 protein; 500kg cây đậu nành mỗi ngày tổng hợp được 40kg protein nhưng 500kg nấm men có thể tạo thành mỗi ngày 50 tấn protein. Sự khác nhau về sinh khối được tạo từ các loài sinh vật trên có thể giải thích như thế nào?
Ảnh
I. Quá trình tổng hợp ở vi sinh vật
1. Tổng hợp carbohydrate
I. QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP Ở VI SINH VẬT
1. Tổng hợp carbohydrate
Ở vi khuẩn và tảo, việc tổng hợp tinh bột và glucogen cần hợp chất mở đầu là ADP - glucose. Các phân tử polysaccharide được tạo ra nhờ sự liên kết các phân tử glucose bằng liên kết glycosidic.
latex([Glucose]_n) + [ADP-glucose] → latex([Glucose]_(n+1)) + ADP
Một số vi sinh vật còn tổng hợp chitin và cellulose. Một số loại polysaccharide mà vi sinh vật tiết vào môi trường được gọi là gôm. Gôm có vai trò bảo vệ tế bào vi sinh vật khỏi bị khô, ngăn cản sự tiếp xúc với virus, đồng thời là nguồn dự trữ carbon và năng lượng.
Câu hỏi
Câu hỏi
1. Hãy cho biết đặc điểm chung của quá trình tổng hợp các chất hữu cơ. 2. Tìm thông tin liên quan tới gôm sinh học và cho biết vai trò của gôm sinh học trong đời sống con người. 3. Tìm thông tin liên quan về một số loại chế phẩm sinh học từ vi sinh vật.
Đọc thêm
Đọc thêm
Gôm được dùng trong công nghiệp đễ sản xuất kem phủ bề mặt bánh hay làm chất phụ gia trong công nghiệp khai thác dầu hỏa. Trong y học, gôm được dùng làm chất thay huyết tương và trong sinh hóa học dùng làm chất tách chiết enzyme.
2. Tổng hợp protein
2. Tổng hợp protein
Vi sinh vật có khả năng tự tổng hợp các loại amino acid và tổng hợp các protein khi liên kết các amino acid với nhau bằng liên kết peptide.
latex((Amino acid)_n) → Protein
Hầu hết các enzyme (các chất xúc tác sinh học) từ thực vật hoặc động vật đều có thể sản xuất từ vi sinh vật như amylase, protease, pectinase, penicillin acylase,...
Sản xuất sinh khối (hoặc protein đơn bào): Tảo xoắn Spirulina (thuộc Cyanobacteria) là nguồn thực phẩm chức năng (ở dạng bột hoặc dạng bánh quy), tảo Chlorella được dùng làm nguồn protein và vitamin bổ sung vào kem, sữa chua, bánh mì.
2.1 Tổng hợp protein
Sản xuất amino acid bổ sung vào thực phẩm như chủng vi khuẩn đột biến Corynebacterium glutamicum đã được sử dụng trong công nghiệp để sản xuất các amino acid như glutamic acid, lýine, valine, phenylalanine,...
Ngoài ra, một amino acid được dùng làm gia vị nhằm tăng độ ngon ngọt của các món ăn đó là glutamic acid (ở dạng natri glutamate - mì chính).
3. Tổng hợp lipid
3. Tổng hợp lipid
Vi sinh vật tổng hợp lipid bằng cách liên kết glycerol và các acid béo. Glycerol là dẫn xuất từ dihydroaceton - P (trong đường phân). Các acid béo được tạo thành nhờ sự kết hợp liên tục với nhau của các phân tử acetyl - CoA.
4. Tổng hợp nucleic acid
4. Tổng hợp nucleic acid
DNA, RNA và protein được tổng hợp tương tự ở mọi tế bào sinh vật và là biểu hiện của dòng thông tin di truyền từ nhân đến tế bào chất. Các phân tử nucleic acid được tạo ra nhờ sự liên kết của các nucleotide. Một số vi sinh vật các khả năng tổng hợp ba thành phần: nitrogenous base, đường 5 carbon và phosphoric acid tạo đơn phân nucleotid rồi liên kết các nucleotid tạo nên phân tử nucleic acid hoàn chỉnh.
Luyện tập
Luyện tập
Trình bày tóm tắt bằng sơ đồ hệ thống các quá trình tổng hợp các chất hữu cơ đa phân tử của vi sinh vật.
Ảnh
II. Quá trình phân giải ở vi sinh vật
1. Phân giải các hợp chất carbohydrate
II. QUÁ TRÌNH PHÂN GIẢI Ở VI SINH VẬT
1. Phân giải các hợp chất carbohydrate
Quá trình phân giải các hợp chất carbohydrate xảy ra bên ngoài cơ thể vi sinh vật nhờ các enzyme phân giải polysaccharide do chúng tiết ra. Sản phẩm được tạo ra là đường đơn (điển hình là glucose). Đường đơn được vi sinh vật hấp thụ và phân giải theo con đường hiếu khí, kị khí hoặc lên men. Có hai hình thức lên men: lên men rượu và lên men lactic.
Ảnh
1.1 Phân giải các hợp chất
- Lên men lactic lại có hai kiểu: đồng hình và dị hình. Lên men lactic đồng hình tạo ra sữa chua. - Lên men rượu tạo ra các sản phẩm có chứa cồn như: rượu, nước trái cây lên men, lên men bột bánh mì,... Ngoài ra, trái cây chín bị hư cũng một phần do quá trình lên men rượu tự nhiên.
2. Phân giải protein
2. Phân giải protein
Quá trình phân giải protein tạo ra các amino acid nhờ enzyme protease do vi sinh vật tiết ra và được ứng dụng trong sản xuất nước mắm, nước tương,...
Ảnh
3. Phân giải lipid
3. Phân giải lipid
Ảnh
Câu hỏi
Câu hỏi
Quan sát Hình 24.3, 24.4, 24.5 và cho biết: 4. Các chất hữu cơ phân tử được phân giải như thế nào? Ứng dụng của các quá trình này trong đời sống là gì? 5. Cho biết đặc điểm chung của các quá trình phân giải chất hữu cơ.
4. Phân giải nucleic acid
4. Phân giải nucleic acid
Ảnh
Luyện tập
Luyện tập
Lập bảng trình bày điểm chung và riêng của các quá trình phân giải ở vi sinh vật.
Ảnh
III. Vai trò của vi sinh vật
tìm hiểu
III. VAI TRÒ CỦA VI SINH VẬT
Tìm hiểu
Vi sinh vật có vai trò quan trọng trong tự nhiên và đối sống con người: vi sinh vật đóng vai trò quan trọng trong quá trình chuyển hóa vật chất tự nhiên và con người đã ứng dụng vi sinh vật vào nhiều lĩnh vực trong đời sống và sản xuất như trồng trọt, chăn nuôi, chế biến và bảo quản thực phẩm, sản xuất dược phẩm,...
a. Đối với tự nhiên
a. Đối với tự nhiên
Chuyển hóa vật chất trong tự nhiên: Vi sinh vật là một mắt xích quan trọng trong lưới thức ăn của hệ sinh thái, góp phần tạo nên vòng tuần hoàn vật chất trong tự nhiên. Trong chuỗi thức ăn, vi sinh vật dị dưỡng là mắt xích cuối cùng, có chức năng chuyển hóa chất hữu cơ thành chất vô cơ (latex(CO_2), nước và các chất khoáng). Những chất vô cơ này lại tiếp tục đi vào vòng tuần hoàn vật chất qua quá trình dinh dưỡng của sinh vật sản xuất (thực vật,...).
Làm sạch môi trường: Vi sinh vật giải các chất hữu cơ từ xác chết của động, thực vật, rác thải, các chất hữu cơ lơ lửng trong nước,... làm cho môi trường sạch hơn, hạn chế ô nhiễm (hạn chế mùi hôi, giảm lượng chất hữu cơ dư thừa,...). Ví dụ: Pseudomonas sp. Strain DO-1 (có khả năng loại bỏ khí latex(H_2S) và gốc latex(CH_2SH) hiệu quả) hay Bacilus lichenifomis TT01,...
a.1 Đối với tự nhiên
Cải thiện chất lượng đất: Các vi sinh vật phân giải các chất hữu cơ thành khoáng chất, một số vi sinh vật có khả năng cố định đạm (Rhizobium, Azotobacter, Beijerinckia,...) góp phần cải thiện chất lượng đất, tạo điều kiện cho hệ thực tập phát triển tốt hơn.
b. Đôi với đời sống con người
b. Đối với đời sống con người
Trong trồng trọt: Vi sinh vật giúp cải thiện chất lượng đất, tăng khả năng kết dính các hạt đất, chuyển hóa chất dinh dưỡng giúp cây dễ hấp thụ, tiết ra chất có lợi cho cây trồng, tiêu diệt sâu hại. Con người đã sử dụng vi sinh vật để sản xuất phân bón vi sinh (phân vi sinh cố định đạm, phân vi sinh phân giải lân, phân vi sinh ức chế các vi sinh vật gây bệnh,...), thuốc trừ sâu sinh học (BIO-B, P-GRO),... thay thế phân bón và thuốc trừ sâu hóa học, mang lại năng suất cho cây trồng, góp phần bảo vệ môi trường sinh thái.
b.1
Trong chăn nuôi: Vi sinh vật góp phần cải thiện hệ tiêu hóa vật nuôi, giúp tăng sức đề kháng, sinh trưởng, phát triển nhanh, tăng năng suất và chất lượng sản phẩm. Con người đã sử dụng vi sinh vật để ủ thức ăn cho vật nuôi (men vi sinh chứa nấm men Saccharomyces,...), sản xuất các chế phẩm sinh học trong chăn nuôi (đệm lót sinh học),... giúp vật nuôi tăng sức đề kháng, sinh trưởng, phát triển nhanh, tăng năng suất và chất lượng sản phẩm.
Trong bảo quản và chế biến thực phẩm: Một số vi sinh vật có khả năng tiết enzyme protease phân giải protein thành các amino acid, trên cơ sở đó, con người đã vận dụng để làm nước mắm từ cá, làm nuóc tương từ đậu tương,...
b.2
Vận dụng quá trình vi sinh vật lên men tiết enzyme để biến đổi carbohydrate thành ethylic, lactic,... con người đã sử dụng chúng để sản xuất rượu, bia, nước giải khát, giấm, muối chua rau, củ, quả,... Quá trình lên men tạo ra lactic acid, làm cho pH môi trường giảm xuống giúp ức chế các vi khuẩn gây thối và nấm mốc, vì vậy có thể bảo quản thực phẩm được lâu hơn.
Trong sản xuất dược phẩm: Con người sử dụng một số chủng xạ khuẩn và nấm mốc để sản xuất chất kháng sinh giúp tiêu diệt các mầm bệnh, bảo vệ sức khỏe; sử dụng vi sinh vật đã làm suy yếu để sản xuất vaccine phòng bệnh; sử dụng các vi khuẩn có lợi để sản xuất men tiêu hóa và một số đồ uống nhằm hỗ trợ quá trình tiêu hóa của con người.
Củng cố
Cũng cố
Ảnh
CỦNG CỐ
Đọc lại bài đã học. Làm các bài tập trong SGK và SBT. Chuẩn bị bài 25 "Sinh trưởng và sinh sản ở vi sinh vật".