Câu 6: khả năng chuyển hóa của các hợp chất cacbon trong tự nhiên 1 Vai trò của SV trong vòng tuần hoàn C C trong tnhien tồn tại ở nhiều loại hợp chất từ vô cơ > hữu cơ Luôn chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác Khép kín 1 chu trình chuyển hóa trong vòng tuần hoàn C trong tự nhiên Vsv đống vai trò quang trọng trong 1 vòng chuyển hóa Sơ đồ 2.2 trang 49 C hữu cơ trong động thực vât trả lại môi trường khi chúng chết đi C hữu cơ trong MT này được phân hủy thành CO2 nhờ Vsv CO2 đc vxv tái sử dụng tạo thành các hợp chất C phức tạp Con người và động thực vật hấp thụ nguồn dinh dưỡng này 2 Phân giải zenlulozo a Phân giải xenlulozo tự nhiên Là thành phần chỉ yếu của màng TB TV 90% trọng lượng khô cây bông, 4050% cây gỗ nói chung Tích lũy trong đất do : sản phẩm thực vật : thân, rễ lá … rác do con người Dạng sợ, mạch thẳng Cấu trúc baacj2,3 phức tạp , liên kết trùng lặp nhiều lần =>khó bị phân giải b Cơ chế Hệ enzim phân hủy xenlulozo của VSV : C1: xenlobiohydrolaza Cắt đứt các liên kết hidro C2 : + endoglucoza + exogluconaza Cắt đứt liên kết β1,4 >những chuỗi dài Phân giải các chuổi dài > disaccarit gọi là xenlobioza βglucosidaza Phân hủy xenlobioza thành glucoza C1 C2 βglucosidaza Xenluloza tự nhiên >xenluloza vô định hình >xeluloza>glucoza c VSV phân hủy xeluloza Nhiều nhóm vsv phân hủy đc xenluloza Vi nấm phân hủy mạnh nhất Hầu hết các loài thuộc chi Tricoderma đều có khả năng phân hủy xenluloza : nấm mốc .. Các giống có khả năng phân hủy khác : aspergillus; fusarium , mucor ..
Câu :Vinh sinh vật thị : VSV đại diện cho VSV gây bệnh nguồn ô nhiễm VSV cho môi trường đất , nước, không khí, thực phẩm đk thông thường, để xác định tiêu ô nhiễm vi sinh ng ta khảo sát nhóm : 1- Ecoli - Là trực khuẩn đại tràng, sống đường ruột 2- 3456- người , ko gây bệnh sô đk định có khả gây nhiều loại bệnh khác - Chiếm 80% tổng số VSV ruột người giữ cân sinh thái ruột - Bởi lượng ecoli vươtj mức cho phép MT bị ô nhiễm - Nước gọi số ecoli từ 0-5 (số ecoli/1lit nước) (theo tiêu chuẩn quốc tế) - Total coliform (tổng số Vk dạng coli) : nói lên số lượng VK dạng coli có chung số tính chất nuôi cấy , - Fecal coliform : số lượng VK dạng coli có phân người số động vật Streptococcus - loại liên cầu khuẩn bao gồm nhiều loại khác có khả gây nhiều loại bệnh người : viêm đường hô hấp, viêm tai giữa, viêm khớp - thường có nhiều phân , có mặt nhóm lượng mức qui định nói lên ô nhiễm vi sinh nói lên khả bị ô nhiễm môi trường Clostridium : nhóm vi khuẩn kị khí có phân người động vật Nấm Tảo Nguyên sinh động vật Câu : nguyên nhân vấn đề ô nhiễm vi sinh : môi trường có tồn nhiều vi sinh vật gây bệnh gọi ô nhiễm vi sinh vật - - Vấn đề chất thải bệnh viện : +là nơi tập trung cá loại vi sinh vật người bệnh mang vào +không tập trung thể bệnh nhân mà nhân lên phòng xét nghiệm vi trùng +VSV tập trung nguồn rác thải bệnh viện Vấn đề chất thải sinh hoạt vẹ sinh đô thị +rác tràn ngập khắp nơi : rác thải hoạt người, chất thải gia đình , trường học chứa nhiều loại VSV khác Câu 6: khả chuyển hóa hợp chất cacbon tự nhiên 1- Vai trò SV vòng tuần hoàn C - C tnhien tồn nhiều loại hợp chất từ vô -> hữu - Luôn chuyển hóa từ dạng sang dạng khác - Khép kín chu trình chuyển hóa vòng tuần hoàn C tự nhiên - Vsv đống vai trò quang trọng vòng chuyển hóa - Sơ đồ 2.2 trang 49 C hữu động thực vât trả lại môi trường chúng chết C hữu MT phân hủy thành CO2 nhờ Vsv CO2 đc vxv tái sử dụng tạo thành hợp chất C phức tạp Con người động thực vật hấp thụ nguồn dinh dưỡng 2- Phân giải zenlulozo a- Phân giải xenlulozo tự nhiên - Là thành phần yếu màng TB TV - 90% trọng lượng khô bông, 40-50% gỗ nói chung - Tích lũy đất : sản phẩm thực vật : thân, rễ … - rác người - Dạng sợ, mạch thẳng - Cấu trúc baacj2,3 phức tạp , liên kết trùng lặp nhiều lần =>khó bị phân giải b- Cơ chế - Hệ enzim phân hủy xenlulozo VSV : - C1: xenlobiohydrolaza C2 : + endo-glucoza + exo-gluconaza β-glucosidaza C1 Cắt đứt liên kết hidro Cắt đứt liên kết β-1,4 ->những chuỗi dài Phân giải chuổi dài -> disaccarit gọi xenlob Phân hủy xenlobioza thành glucoza C2 β-glucosidaza Xenluloza tự nhiên >xenluloza vô định hình ->xeluloza >glucoza c- VSV phân hủy xeluloza - Nhiều nhóm vsv phân hủy đc xenluloza - Vi nấm phân hủy mạnh - Hầu hết loài thuộc chi Tricoderma có khả phân hủy xenluloza : - nấm mốc Các giống có khả phân hủy khác : aspergillus; fusarium , mucor Nhiều loại VK k tiết đủ loại ezim để phân hủy nên VK phân hủy yếu + Nhóm VK háo khí : pseudomonas , xenllulomonas , achromobacter + nhóm Vk kị khí : clostridium , cầu khuẩn thuộc chi Ruminococcus Xạ khuẩn có khả phân hủy xeluloza : chi Streptomyces 2 – Sự phân giải tinh bột a- Tinh bột tự nhiên chất dự trữ chủ yếu thực vật TB tồn dạng tinh bột TV chết vsv phân giải thành hợp chất đơn giản gồm: amilo chiếm 10-30% - amylopectin chiếm 30-70% b-Cơ chế trình phân giải tinh bột α-amilaza Tác động vào liên kết 1,4glucozit , cắt phân tử TB thành nhiều đoạn ngắn (mantotrioza b- VSV β-amilaza Cắt đứt lk 1,4glucozit ơt cuối phân tử TB-> phân giải sp disaccarit mantoza tinh bột Amilo 1,6glucosidaza Cắt đứt lk 1,6glucozit chỗ phân nhánh - Vi nấm : amilopectin glucoamilaza Cắt đoạn liên kết 1,4 1,6glucozit chi Phân giải TB -> glucoza oligosaccarit Aspergillus, Fusarium, Rhizopus… - Vi khuẩn : chi Bacillus , Cytophaga, Pseudomonas - Xạ khuẩn số loài có khả phân hủy tinh bột 3- Sự phân giải đường đơn a- Quá trình lên men etylic (đòi hỏi có ự tham gia photphat vô cơ) Enzim VSV pyruvate decaboxylaza Glucoza fyruvat + cacboxyl axetaldehyt -rượu etylic + CO2 (embden-mayerhof) tiamin pirophotphat khử - Phương trình: CH6H12O6 + H3PO4 CO2 + C2H5OH + H2O + fructoza 1,6 diphotphat - Nhiều loài có khả lên men rượu : mạnh nấm men : Saccharomyces cerevisae dùng để sản xuất rượu bia b- Quá trình lên men lactic ( lên men đồng hình lên men dị hình) • Lên men đồng hình (embden-mayerhof) Glucoza ax pyruvic - ax lactic - Nhóm vi khuẩn : Lactobacterium Streptococcusc Lên men dị hình Con đường pentozophotphat C6H12O6 CH3CHOHCOOH +CH3CHOOH + CH3CH2OH + CH2OHCHOHCH2OH + CO2 + Q • 3 - ứng dụng muối dưa, hoa quả, làm sữa chua… c- phân giải đường nhờ trình oxy hóa ( chu trình crebs nhờ vsv háo khí) d- cố định CO2 (là trình quang hợp xanh) Câu : Khả chuyển hóa hợp chất Nito tự nhiên VSV 1, Vòng tuần hoàn Nito tự nhiên - Trong thể sinh vật Nito tồn dạng chất đạm hữu protein, axit amin Khi sinh vật chết đi, lượng hữu tồn đất Dưới tác dụng VSV hoại sinh, protein phân giải thành axit amin Axit amin nhóm VSV amon hóa phân giải thành NH3 NH4+ NH4+ VK nitrat hóa NO3- phản nitrat hóa nito phân tử Nito cố định lại tế bào vi khuẩn tế bào TV sau chuyển hóa thành dạng Nito phân tử CHC đất VSV N2 TV ĐV NH3; NH4+ NO3- Phương trình : CO(N + O (NC (NC 2N + C+O 2, Amon hóa *Amon hóa Ure - Ure chiếm 2.2% nước tiểu người động vật - Trong ure chứa 46.6% Nito - Cơ chế: Dưới tác dụng enzym ureaza VSV, ure bị thủy phân muối cacbonat amoni NH3 Axit uric, xiananit canxi vào đất ure NH3 • Một số loại vsv có khả amon hóa ure : planosarcina ureae, Micrococcus ureae, bacillus amylovorum, Proteus vulgaris,… • Đa số vsv phân giải ure thuộc nhóm háo khí kị khí • pH thích hợp : trung tính kiềm *Amon hóa protein - Protein thành phần quan trọng tế bào sinh vật ,chưa tới 15 – 17 % nito Sự amôn hóa protein trình chuyển hóa protein thành chất đơn giản N N tác dụng vi sinh vật Nguồn cung cấp protein : xác loại động vật , thực vật ,vi sinh vật Cơ chế: Protein biến đổi nhờ hệ enzym proteaza vsv gồm : proteinaza peptidaza Cụ thể : Enzym proteinaza Protein Enzym peptidaza chuỗi polipeptit oligopeptit Axit amin phần bị vsv hấp thụ Khử amin NH3 N + piprevar - Enzym số loại VSV sinh chất độc đốideaminaza với người động vật Ảnh hưởng tỉ lệ C:N đất VSV phân hủy protein: o Tỉ lệ cao, đất đạm vsv ăn hết đạm trồng o Tỉ lệ thấp, đạm thừa, trình phân hủy chậm lại o Tỉ lệ thích hợp C:N = 20 - Một số nhóm vsv có khả amon hóa protein: - o Vi khuẩn : Bacillusmycoides, B mesentericus, B subtilis … o Xạ khuẩn : Streptomyces rimosus, S griseus,… o Vi nấm : Aspergillus oryzae, A flavus, A.niger, Penicilliun camemberti,… Ngoài protein ure, nhiều loài vsv có khả amon hóa kitin, kitin thành phần vỏ nhiều loài côn trùng giáp xác ,hệ enzym có gồm emzym kitinaza kitobiaza 3, Quá trình nitrat hóa Quá trình nitrat hóa Gồm giai đoạn : - Giai đoạn nitrit hóa : oxi hóa N thành N - Giai đoạn nitrat hóa : oxi hóa N thành N *Giai đoạn nitrit hóa: • Ammon bị oxy hóa thành nitrit chủng vi khuẩn Nitrosomonas N+ - N + O + + lượng Năng lượng dùng để đồng hóa C thành cacbon hữu Enzym xúc tác cho trình enzym trình hô hấp háo khí Các vi sinh vật thực trình chủ yếu thuộc loại vsv tự dưỡng Một số nhóm vi khuẩn nitrit hóa : Nitrosomonas, nitrzocystis, nitrozolobus, nitrosospira *Giai đoạn nitrat hóa: - Là trình oxy hóa N thành N thực nhóm vi khuẩn nitrat - Là vi sinh vật tự dưỡng có khả oxy hóa Ntạo lượng sử dụng để đồng hóa C tạo thành đường N+ N + lượng - Nhóm vi khuẩn nitrat gồm chi : Nitrobacter, Nitrospira, Nitrococus - Ngoài có số loại vsv tiến hành trình nitrat : vi khuẩn, xạ khuẩn thuộc chi Pseudomonas, Corynebacterium, Streptomyces… 4, Quá trình phản nitrat hóa amon hóa nitrat Quá trình phản nitrat gây bất lợi cho trồng Các enzym sử dụng trình khử nitrat : enzym nitrat reductaza nitrit reductaza Trong trình amon nitrat cung cấp N cho tế bào vi khuẩn để tổng hợp axit amin Một số nhóm vsv thực trình phản nitrat : • - Nhóm vsv tự dưỡng hóa : thibacillus denitrificans, Hydrogenomonas , … • - Nhóm vsv dị dưỡng hóa : pseudomonas denitrificans, micrococus denitrificans, bacillus licheniformis,… 5, Quá trình cố định nito phân tử Con người, động vật, thực vật cần đạm sữ dụng trực tiếp nito phân tử, có nhóm vsv cố định nito sử dụng nguồn đạm dồi cung cấp đạm cho trồng Cơ chế : khử thành N tác dụng enzym nitrogenaza vi sinh vật sinh + 6e + 12ATP + 12O enzym nitrogenaza enzym nitrogenaza N + 12ADP + 12P + enzym nitrogenaza gồm thành phần khác nhau: phần gồm protein Fe, phần gồm protein, Fe, Mo 7 *Cơ chế vi khuẩn sống tự đất: - Electron chất khử qua phần thứ phần thứ hai hoạt hóa phản ứng với - Cũng qua hai phần vào đực hoạt hóa, hydro hoạt hóa nhờ enzym hệ thống hydrogenaza,năng lượng cho trình ATP - enzym nitrogenaza có khả xúc tác cho việc khử số chất khác như: khử axetylen thành etylen Sơ đồ khử N2 thành NH3 enzym nitrogenaza Feredoxin dạng oxy hoá ADP electron NH3 ATP Feredoxin dạng khử ATP N *Cơ chế VK sống cộng sinh với họ đậu: • - Thực vật đóng vai trò hình thành leghemoglobin chất tham gia vận chuyển điện tử từ trình quang hợp vào nitrogenaza vi khuẩn • Enzym nitrogenaza giống với vi khuẩn cố định nito tự đất • Sơ đồ biểu diễn mối quan hệ: e Quá trình leghemoglobin quang hợp cây*1 số nhóm VSV cố định Nito N2 e Nitrogenaza VK ATP Quá trình sinh NL VK NH3 VK cố định Nito cộng sinh với họ đậu Đặc điểm chung: 8 - - Vi khuẩn cố định nitơ sống cộng sinh nốt sần họ đậu, thân phần gần với đất.Sản phẩm trình cố định nitơ sử dụng phần cho vi khuẩn, phần cho Vi khuẩn nốt sần thuộc loại háo khí, ưa pH trung tính or kiềm Phát triển tốt nhiệt độ 28-30, độ ẩm 60-80% Sự hình thành nốt sần quan hệ cộng sinh: - Quan hệ cộng sinh vi khuẩn với họ đậu tạo thành thể sinh lí hoàn chỉnh Khả hình thành nốt sần phụ thuộc vào vi khuẩn đất điều kiện ngoại cảnh Quan hệ cộng sinh vi khuẩn cố định nitơ với họ đậu mang tính đặc hiệu Một loài vi khuẩn cộng sinh với một vài loài họ đậu Ứng dụng VK nốt sần: - Được sử dụng sản xuất chế phẩm nitragin bón cho đậu *VK cố định Nito sống tự đất: Azotobacter: + Được Beijerinck phát năm 1901, loại vi khuẩn hiếu khí, không sinh bào tử, có khả cố định nitơ phân tử, có khả đồng hóa nhiều loại đường khác + Azotobacter chroococum có khả di chuyển lúc non, già hình thành nang xác có màu nâu or đen + Azotobacter beijerinckii có khả di động hình thành nang xác có màu vàng or nâu sáng + Azotobacter vinelandi có khả di dộng hình thành nang xác màu lục huỳnh quang + Azotobacter nghiên cứu để chế tạo phân vi sinh bón cho lúa - Clostridium + Clostridium phát năm 1893, loại vi khuẩn kị khí sống tự đất Có khả đồng hóa nhiều nguồn cacbon khác loại đường rượu tinh bột + Clostridium phát triển pH=4,7-8,5 Bào tử chịu nhiệt độ cao *Nhóm vi tảo cố định Nito - Một số loài tảo đơn có khả cố định nitơ tảo lam tự tảo lam cộng sinh với bèo hoa dâu Câu : Khả chuyển hóa hợp chất P 1, Vòng tuần hoàn P tự nhiên - Trong tự nhiên P nằm nhiều dạng hợp chất P hữu có thể sinh vật, tích lũy đất sinh vật chết VSV phân hủy P hữu tích lũy đất thành P vô khó tan, số dễ tan VSV phân hủy tiếp thành muối axit photphoric dễ tan, trồng hấp thụ chuyển thành P hữu Động vật người sử dụng TV làm thức ăn, biến P hữu TV thành P hữu ĐV Lặp lại thành vòng tuần hoàn P vô dễ tan P vô khó tan P hữu đất P hữu TV Phân P (chất tiết) P hữu ĐV 10 10 2, Sự phân giải lân hữu VSV - Hợp chất lân hữu đất có nguồn gốc từ xác động thực vật, phân xanh, phân chuồng,… Hợp chất lân hữu quan trọng phân giải nucleoprotit Nucleoprotit có thành phần nhân tế bào Nhờ VSV, nhóm tách khỏi TB đc phân giải thành protein nuclein Protein vào vòng chuyển hóa hợp chất Nito Nuclein vào vòng chuyển hóa hợp chất P Nucleoprotit Nuclei Protein Axit Nucleic Adenin Guanin Xytozin Timin C6H12O6 VSV tiết enzym photphataza để xúc tác cho trình phân giải H3PO4 VK phân giải lân hữu chủ yếu thuộc chi Bacillus Pseudomonas Các loài có khả phân giải mạnh B.megatherium, B mycoides, Pseudomonas sp 3, Sự phân giải lân vô VSV - Lân vô hình thành trình phân giải lân hữu cơ, phần lớn muối photphat khó tan Cơ chế: nhiều tranh cãi Các nhóm VSV phân giải P vô mạnh là: Bacillus megatheriom, B butyricus, B.mycoides, Pseudomonas radiobacter,… Aspergillus niger phân giải lân vô mạnh số xạ khuẩn phân giải lân vô Câu : Sự chuyển hóa hợp chất S 11 11 1, Vòng tuần hoàn S tự nhiên - Trong đất S dạng muối vô CaSO4, Na2SO4, số dạng hữu TV hút hợp chất S vô đất chuyển thành dạng hữu tế bào ĐV người sử dụng TV làm thức ăn chuyển hóa S vào thể Sau động thực vật chết để lại S hữu đất VSV phân giải S hữu thành H2S SO42- S hữu TV S S hữu ĐV H2S 2, Sự oxy hóa hợp chất S *Do VK tự dưỡng hóa năng: - số loài VSV tự dưỡng hóa có khả oxy hóa hợp chất S vô thiosulfat, H2S S thành dạng SO42- H2SO4 sinh làm pH đất hạ xuống Năng lượng sinh trình oxy hóa VSV sử dụng để đồng hóa CO2 tạo thành đường Các VK có khả oxy hóa S vô cơ: Thiobacillus thioparus, Thiobacillus thioxidans, Thiobacillus denitrificans, Begiatra minima *Sự oxy hóa hợp chất S VK tự dưỡng quang - số VK tự dưỡng quang có khả oxy hóa H2S tạo thành SO42H2S đóng vai trò chất cho điện tử trình quang hợp VK VK thuộc họ Thiodaceae oxy hóa H2S theo phương trình: CO2+ H2S + H2O C6H12O6 + S Các VK thuộc họ Chlorobacteriaceae oxy hóa H2S theo pt: CO2+ H2S + H2O 12 Ánh sáng C6H12O6 + S 12 Ở nhóm VK trên, S hình thành không tích lũy thể mà môi trường 3, Sự khử hợp chất S vô VSV - Còn gọi QT phản sulfat hóa Tiến hành diều kiện kỵ khí, tầng nước sâu C6H12O6+ 3H2SO4 6CO2+ 6H2O + 3H2S + Q Chất hữu đóng vai trò cung cấp hydro trình khử SO42- đường axit hữu hợp chất hữu khác H2SO4 bị khử dần tới H2S: +2H +2H +2H +2H H2SO4 H2SO3 H2SO2 H2SO H2S QT phản sulfat hóa dẫn đến việc tích lũy H2S môi trường gây ô nhiễm, ảnh hưởng tới đời sống TV, ĐV 13 13 [...]... Tiến hành trong diều kiện kỵ khí, ở tầng nước sâu C6H12O6+ 3H2SO4 6CO2+ 6H2O + 3H2S + Q Chất hữu cơ đóng vai trò cung cấp hydro trong quá trình khử SO 42- có thể là đường hoặc các axit hữu cơ hoặc các hợp chất hữu cơ khác H2SO4 sẽ bị khử dần tới H2S: +2H +2H +2H +2H H2SO4 H2SO3 H2SO2 H2SO H2S QT phản sulfat hóa dẫn đến vi c tích lũy H2S trong môi trường gây ô nhiễm, ảnh hưởng tới đời sống TV, ĐV 13 13... năng có khả năng oxy hóa H2S tạo thành SO42H2S đóng vai trò chất cho điện tử trong quá trình quang hợp của VK VK thuộc họ Thiodaceae oxy hóa H2S theo phương trình: CO2+ H2S + H2O C6H12O6 + S Các VK thuộc họ Chlorobacteriaceae oxy hóa H2S theo pt: CO2+ H2S + H2O 12 Ánh sáng C6H12O6 + S 12 Ở nhóm VK trên, S được hình thành không tích lũy trong cơ thể mà ở ngoài môi trường 3, Sự khử các hợp chất S vô cơ của... thiosulfat, H2S và S thành dạng SO 42- H2SO4 sinh ra làm pH đất hạ xuống Năng lượng sinh ra trong quá trình oxy hóa trên được VSV sử dụng để đồng hóa CO2 tạo thành đường Các VK có khả năng oxy hóa S vô cơ: Thiobacillus thioparus, Thiobacillus thioxidans, Thiobacillus denitrificans, Begiatra minima *Sự oxy hóa các hợp chất S do VK tự dưỡng quang năng - 1 số VK tự dưỡng quang năng có khả năng oxy hóa H2S tạo... tự nhiên - Trong đất S ở dạng muối vô cơ như CaSO4, Na2SO4, 1 số ở dạng hữu cơ TV hút hợp chất S vô cơ trong đất rồi chuyển thành dạng hữu cơ trong tế bào ĐV và người sử dụng TV làm thức ăn và chuyển hóa S vào cơ thể Sau khi động thực vật chết đi sẽ để lại S hữu cơ trong đất VSV sẽ phân giải S hữu cơ thành H2S SO 42- S hữu cơ TV S S hữu cơ ĐV H2S 2, Sự oxy hóa các hợp chất S *Do VK tự dưỡng hóa năng:... chuyển hóa các hợp chất Nito Nuclein đi vào vòng chuyển hóa các hợp chất P Nucleoprotit Nuclei Protein Axit Nucleic Adenin Guanin Xytozin Timin C6H12O6 VSV tiết ra enzym photphataza để xúc tác cho quá trình phân giải H3PO4 VK phân giải lân hữu cơ chủ yếu thuộc 2 chi Bacillus và Pseudomonas Các loài có khả năng phân giải mạnh là B.megatherium, B mycoides, Pseudomonas sp 3, Sự phân giải lân vô cơ của VSV.. .2, Sự phân giải lân hữu cơ do VSV - Hợp chất lân hữu cơ trong đất có nguồn gốc từ xác động thực vật, phân xanh, phân chuồng,… Hợp chất lân hữu cơ quan trọng nhất được phân giải ra là nucleoprotit Nucleoprotit