Khả năng chuyển hóa các vật chất cacbon trong môi trường tự nhiên nhờ vi sinh vật

Trường Đại Học Tài Nguyên Và Môi Trường Hà Nội Bài Báo Cáo Khả chuyển hóa các vật chất cacbon môi trường tự nhiên nhờ vi sinh vật Nhóm : VI Lớp : ĐH1CM Nội Dung Chính I Tổng quan II Vi sinh vật phân hủy xenluloza III.Vi sinh vật phân hủy tinh bột IV Vi sinh vật phân hủy đường đơn V Sự cố định CO2 VI.Ứng dụng nhóm VSV thực tiễn công nghệ xử lý MT I) Tổng quan + Cacbon tự nhiên nằm nhiều dạng hợp chất khác (vô ,hữu cơ), dạng không bất biến mà chuyển hóa từ dạng sang dạng khác tạo thành vòng tuần hoàn cacbon tự nhiên Vi sinh vật đóng vai trò quan trọng số khâu chuyển hóa trình Sơ đồ chuyển hóa cacbon tự nhiên Cacbon thực vật Cacbon động vật Chất hữu đất Vi sinh vật CO2 Sơ đồ phân loại vsv phân hủy cacbon • Cấu trúc xenluloza: - Xenluloza thành phần chủ yếu màng tế bào thực vật, có cấu tạo dạng sợi, cấu trúc phân tử polime mạch thẳng, đơn vị disaccarit (xenlobioza) -Xenlobioza có cấu trúc từ phân tử Dglucoza cấu trúc bậc bậc phức tạp tạo thành cấu trúc dạng lớp gắn với lực liên kết hidro , liên kết hidro trùng hợp nhiều lần nên bền vững nên khó phân hủy Các nhóm vsv phân hủy xenluloza -Vi nấm : có khả phân hủy mạnh có khả tiết lượng lớn enzim đầy đủ thành phần loài thuộc chi Tricoderma sống hoại sinh có nhiều giống khác Aspergillus, Fusarium, Mucor Tricoderma Aspergillus mucor Fusarium -Vi khuẩn: có khả phân hủy xenluloza vi nấm lượng enzim tiết nhỏ thành phần loại enzim không đầy đủ Vi khuẩn hiếu khí Vi khuẩn kị khí Pseudomonas Clostridium Achromonas Ruminococcus -Ngoài vi nấm vi khuẩn , xạ khuẩn niêm vi khuẩn có khả phân hủy xenluloza Xạ khuẩn Streptomyces Cơ chế Chi tiết : C2 (Exo-gluconaza) phân hủy chuỗi dài thành disaccarit Xenluloza tự nhiên Xen luloza vô định hình C1(xenlobioh) ydrolaza cắt đứt liên kết hydro Xenluoza C2 (Endogluconaza) cắt đứt liên kết β-1,4 Glucoza β-glucosidaza III)Vi sinh vật phân hủy tinh bột - Tinh bột chất dự trữ chủ yếu thực vật , tinh bột gồm thành phần amilo amilopectin Amino chuỗi không phân nhánh bao gồm hàng trăm đơn vị glucoza liên kết với liên kết 1,4 1,6 glucozit (lk 1,6 glucozit chỗ phân nhánh amino aminopectin • Các nhóm vsv phân hủy tinh bột - Có nhiều loại vsv có khả phân hủy tinh bột số loài có khả tiết đầy đủ loại enzim amilaza số loài vi nấm (Aspergillus, Fusarium, Rhizopus ) vi khuẩn (Bacillus, Cytophaga, Pseudomonas ) xạ khuẩn - Đa số vsv khả tiết đầy đủ loại enzim amilaza Hình ảnh số loài vi sinh vật phân hủy tinh bột Vk Cytophaga Vk Bacillus Vn Rhizopus * Cơ chế phân hủy tinh bột VSV : + Vi Sinh vật phân giải tinh bột có khả tiết môi trường hệ Ezym Amilaza gồm loại Enzym: -amilaza , -amilaza, amilo 1,6glucosidaza , glucoamilaza -amilaza amilo 1,6glucosidaza -amilaza -amilaza glucoamilaza -amilaza glucoamilaza -amiaza -amilaza -amilaza IV) Vsv phân hủy đường đơn *Quá trình lên men etylic : (có tham gia photphat vô ) enzim Glucoza Pyruvat decacboxylaza Pyruvat axetaldehit etylic Tiamin pirophotphat 2C6 H12O6 + H PO4 → 2CO2 + 2CH 3CH 2OH + fructoza1,6diphotphat Nấm men Saccharomyces cereviae Quá trình lên men Lactic • Quá trình lên men lactic trình phân giải glucoza thành Axit Lactic, gồm có loại : lên men Lactic đồng hình lên men Lactic dị hình * Lên men đồng hình : + Glucozo bị phân giải theo đường Embden Mayerhof + Được thực vi khuẩn Lactobacterium Streptococcus * Sơ đồ trình lên men lactic đồng hình 2CH3COCOOH (Axit pyruvic) NAD.H NAD+ (Nicotinamin adenin dinucleotit) C6H12O6 2CH3CHOHCOOH *Quá trình lên men lactic dị hình + Glucoza bị phân giải theo đường Pentozophotphat Sản phẩm trình lên men Axit Lactic có rượu ,Axit Axetic Glyxerin C6H12O6 → CH3CHOHCOOH + CH3COOH + CH3CH2OH + CH2OHCHOHCH2OH + CO2+Q axit lactic axit axetic Rượu EtyLic glixerin + Vi Khuẩn Lactic thường đòi hỏi nhiều loại chất sinh trưởng , chúng khó phát triển môi trường tổm hợp mà sống môi trường có chất hữu nước chiết nấm men , sữa , máu vvv… + Vì chúng thường phân bố thực vật xác thực vật , sữa , sản phẩm sữa , ruột người ĐV Sự phân giải đường nhờ các quá trình oxy hóa * Các nhóm vi sinh vật háo khí có khả phân hủy triệt để đường glucoza thành CO2 H2O qua chu trình Crebs Sản Phẩm trình háo khí chất hữu trình lên nem mà CO2 H2O * Chu trình Crebs gồm phần - Phân huỷ axit Pyruvic Coenzime khử - Các Coenzime khử thực chuỗi hô hấp để tạo H2O tổng hợp ATP V Sự cố định CO2 - Quá trình quang hợp xanh vsv tự dưỡng quang - Quá trình chuyển hóa CO2 thành chất hữu VI Ứng dụng các nhóm VSV thưc tiễn công nghệ xử lý MT: • Nhóm VSV tham gia trình chuyển hóa HC cacbon góp phầ khép kín vòng tuần hoàn vật chất, giữ mối cân vật chất thiên nhiên • Sự phân bố rộng rãi nhóm VSV cguyeenr hóa hợp chất cacbon góp phần làm môi trường • Người ta sử dụng nhóm VSV việc xử lý rác thải có chứa hợp chất cacbon hữu xơ xenluloza, tinh bột TÓM LẠI • Các Nhóm vi sinh vật tham gia trình chuyển hoá hợp chất Cacbon góp phần khép kín vòng tuần hoàn vật chất , giữ mối cân vật chất tự nhiên • Từ giữ cân sinh thái trongn môi trường tự nhiên Sự phân bố rộng rãi nhóm vi sinh vật chuyển hoá hợp chất Cacbon góp phần làm môi trường , môi trường bị ô nhiễm hợp chất hưu chứa cacbon • Người Ta sử dụng nhóm vi sinh vật việc sử lý chất thải chứa hợp chất hữu XenLulozo, tinh bột v.v…  ... Từ giữ cân sinh thái trongn môi trường tự nhiên Sự phân bố rộng rãi nhóm vi sinh vật chuyển hoá hợp chất Cacbon góp phần làm môi trường , môi trường bị ô nhiễm hợp chất hưu chứa cacbon • Người... vai trò quan trọng số khâu chuyển hóa trình Sơ đồ chuyển hóa cacbon tự nhiên Cacbon thực vật Cacbon động vật Chất hữu đất Vi sinh vật CO2 Sơ đồ phân loại vsv phân hủy cacbon • Cấu trúc xenluloza:... hợp chất cacbon hữu xơ xenluloza, tinh bột TÓM LẠI • Các Nhóm vi sinh vật tham gia trình chuyển hoá hợp chất Cacbon góp phần khép kín vòng tuần hoàn vật chất , giữ mối cân vật chất tự nhiên •