Hô hấp và lên men vi sinh vật học

Page 01KHÁI NIỆM Hô hấp hiếu khí là quá trình oxi hóa các phân tử hữu cơ, mà chất nhận electron cuối cùng là oxi phân tử ở vi sinh vật nhân thực, chuỗi chuyền electron ở màng trong

HÔ HẤP VÀ LÊN MEN

VI SINH VẬT HỌC

NHÓM 3

Page 01

KHÁI NIỆM

Hô hấp hiếu khí là quá trình

oxi hóa các phân tử hữu cơ,

mà chất nhận electron cuối

cùng là oxi phân tử ở vi sinh

vật nhân thực, chuỗi chuyền

electron ở màng trong ti thể,

còn ở vi sinh vật nhân sơ diễn

ra ngay trên màng sinh chất

Hô hấp kị khí là quá trình

phân giải carbohydrate để thu năng lượng cho tế bào, chất nhận electron cuối cùng của chuỗi chuyền electron là một phân tử vô cơ không

phải là ôxi phân tử.

Page 01

KHÁI NIỆM

Lên men là quá trình phân giải không hoàn toàn phân

tử đường để tạo năng lượng, không có tham gia của O2

và chuỗi truyền electron

GIỐNG NHAU

• Cung cấp năng lượng: Cả hai quá trình đều phân

giải các chất hữu cơ (chủ yếu là glucose) để tạo ra năng lượng ATP cung cấp cho các hoạt động sống của

tế bào

• Khởi đầu từ đường phân: Cả hô hấp và lên men

đều bắt đầu bằng quá trình đường phân, chuyển đổi glucose thành pyruvate và tạo ra một lượng nhỏ ATP

GIỐNG NHAU

• Tái tạo NAD+: Cả hai quá trình đều cần tái sinh

NAD+ từ NADH NAD+ là một coenzyme đóng vai trò quan trọng trong việc vận chuyển electron trong quá trình phân giải glucose, giúp duy trì quá trình đường phân

• Sản xuất ATP: Mặc dù số lượng ATP tạo ra khác

nhau, cả hai quá trình đều tạo ATP cần thiết cho hoạt động sống của vi sinh vật

Khác nhau hô hấp và lên men

Agrifarm Company Profile Page 06 www.reallygreatsite.com

SỰ ĐỊNH

NGHĨA

Lên men là quá trình phân hủy hóa học các chất hữu cơ như glucose bởi các vi sinh vật như

vi khuẩn và nấm men, thường tạo ra bọt và nhiệt

Hô hấp là tập hợp các phản

ứng hóa học liên quan đến việc

sản xuất năng lượng bằng cách

oxy hóa hoàn toàn thực phẩm

Nó giải phóng carbon dioxide

và nước như các sản phẩm

phụ

Khác nhau hô hấp và lên men Page 06

Sự xuất hiện

Hô hấp xảy ra ở tế bào chất và ty

thể

Quá trình lên men xảy ra trong

tế bào chất

Nước

Nước được tạo ra như một sản

phẩm phụ trong quá trình hô

hấp

Không có nước được tạo ra trong quá trình lên men

Khác nhau hô hấp và lên men

Page 06

OXY

• Xảy ra trong điều kiện có oxy, sử

dụng oxy làm chất nhận e cuối

cùng > Hô hấp hiếu khí

• Xảy ra trong điều kiện không có

oxy, sử dụng các chất nhận e

khác như nitrat, sulfate hoặc

carbon dioxide

> Hô hấp kỵ khí

• Xảy ra trong điều kiện không có oxy, không có chuỗi truyền e, một số vi sinh vật hô hấp hiếu khí nhưng sống trong điều kiện không có oxy

> Lên men

Khác nhau hô hấp và lên men

Page 06

Quá trình

• Gồm 3 giai đoạn chính: Glycolysis,

chu trình Krebs và chuỗi truyền

điện tử

• Gồm 2 giai đoạn chính:

Glycolysis và quá trình lên men ( Lactic acid hoặc

ethanol)

Khác nhau hô hấp và lên men

HIỆU SUẤT TẠO ATP

• Thông qua lên men, 1 phân

tử glucose có thể tạo ra 2 phân tử ATP

Thông qua quá trình hô hấp từ

một phân tử glucose làm

nguyên liệu cho quá trình hô

hấp có thể tạo ra 32 ATP với

các vi sinh vật nhân thực và

thường ít hơn với vi sinh vật

nhân sơ

Khác nhau hô hấp và lên men

Chất nhận điện tử cuối cùng

• Chất nhận điện tử cuối cùng là các chất hữu cơ như : pyruvate, acetaldehyde

• Đối với hô hấp hiếu khí :

chất nhận điện tử cuối

cùng là Oxygen

• Đối với hô hấp kị khí : chất

nhận điện tử cuối cùng là

các chất vô cơ như : NO3-,

SO4

2-Khác nhau hô hấp và lên men

Sản phẩm cuối cùng

• Sản phẩm cuối cùng của quá trình lên men là : acid lactic hoặc ethanol và CO2

• Đối với hô hấp hiếu khí tạo

ra các sản phẩm : CO2,

H20, năng lượng và các tiền

chất cho quá trình tổng hợp

khác

• Đối với hô hấp kị khí : Các

chất vô cơ, hữu cơ, năng

lượng

Khác nhau hô hấp và lên men

Hiệu quả sử dụng năng

lượng

• Hiệu quả thấp nhất chỉ tạo

2 ATP từ quá trình phân giải một phân tử glucose

• Hiệu quả cao nhất ở quá trình

hô hấp hiếu khí do có chất

nhận điện tử là Oxygen do

chênh lệch thế oxi hóa khử

cao.

• Hiệu quả của quá trình hô hấp

kị khí thấp hơn do các chất

nhận điện tử chênh lệch thế

oxi hóa-khử thấp hơn

Ứng dụng thực tiễn

Page 03

LÊN MEN

• Thực phẩm: Thức uống có alcohol( rượu, bia), sản phẩm sữa, các sản

phẩm từ đậu nành, các sản phẩm rau, thịt cá, chế biến trà,cacao,

• Dược phẩm: Kháng sinh, vitamin( B2,B12, ),vaccine,

stetoid( cortisone)

• Hoá chất: ethanol, enzyme, polyme

• Nông nghiệp: Sản xuất thức ăn cho chăn nuôi, phân vi sinh, thuốc trừ

sâu vi sinh

• Năng lượng: Sản xuất ethanol( xăng sinh học), methan( biogas) quy

mô lớn

• Môi trường: Phương pháp đơn giản, hữu hiệu có chi phí thấp trong xử

lý nước thải và rác thải

Page 07

HÔ HẤP

• Phân huỷ chất hữu cơ: Phân

huỷ lá, xác động vật và các

chấy hữu cơ khác, trả lại chất

dinh dưỡng cho đất và duy trì

chu trình vật chất trong tự

nhiên

• Cải tạo đất: Cải thiện chất

lượng đất bằng cách tăng

cường khả năng giữ nước,

tăng lượng chất hữu cơ và

giảm thiểu chất độc hại

• Một số ứng dụng giống với

quá trình lên men