II. CÁC QUÁ TRÌNH PHAĐN HUỶ CỤA VSV ĐÂT 10-
6. Nhóm vsv quang hợp sông trong đât 2 7-
Vi khuaơn quang hợp sông trong đât là nhóm VSV tieăn nhađn sông quang dưỡng nhưng khođng thại oxi quang hợp vì trong quá trình đó chúng chư có sử dúng các hợp chât khử cụa lưu huỳnh, hydro phađn tử hay các acid hữu cơ đơn giạn làm nguoăn cho đieơn tử (thay cho nước như ở các sinh vaơt quang dưỡng khác).
Vi khuaơn quang dưỡng có dáng hình caău, hình que, lượn sóng, bât đoơng hay chuyeơn đoơng, đơn bào hay taơp hợp thành chuoêi, chúng có kích thước khác nhau (1- 100µm x 0,3– 0,6µm), Gram (-), sinh sạn baỉng cách phađn đođi.
Vi khuaơn quang hợp được xêp chung vào boơ Rhodospirillales goăm 2 boơ phú:
Rhodospirillaceae và Chlorobiinaceae.
+ Boơ Rhodospirillaceae goăm 2 hĩ: Hĩ Chromatiaceae (vi khuaơn lưu huỳnh màu tía) và hĩ Chlorobiinaceae (vi khuaơn màu tía phi lưu huỳnh)
+ Boơ Chlorobiinaceae có hĩ Chlorobiacae (vi khuaơn lưu huỳnh màu lúc). Chúng là nhóm kỵ khí baĩt buoơc hoaịc khođng baĩt buoơc. Hĩ này bao goăm 5 giông:
Chlorobiium, Prostherocloris, Chloropseudomonas, Pelodixtyon và Chlathrochioris.
Ở vi khuaơn quang hợp chưa có lúc láp, toàn boơ saĩc tô quang hợp cụa chúng taơp trung trong toơ En zim hợp quang hợp gĩi là tylacoid, đađy là moơt cơ quan hình đĩa, phađn bô dĩc theo phía trong cụa màng tê bào.
Saĩc tô quang hợp quan trĩng nhât là Bacterioclorophyl A, ngoài ra còn có các saĩc tô phú khác. Ở nhóm vi khuaơn màu lúc, saĩc tô phú là clorophyl c, d, e và moơt lượng nhỏ carotenoid. Ở nhóm vi khuaơn màu tía thì saĩc tô phú chụ yêu là carotenoid
Cơ chê cụa quá trình quang hợp: Quá trình quang hợp dieên ra theo hai giai đốn kê kiêp nhau, được gĩi là pha sáng và pha tôi.
a) Pha sáng
Baĩt đaău quá trình quang hợp là sự hâp phú lượng tử ánh sáng (photon) moơt cách trực tiêp nhờ Chlorophyl a và các saĩc tô quang hợp phú. Tiêp đó, đieơn tử trong phađn tử saĩc tô chuyeơn sang quỹ đáo mới cùng với sự taíng naíng lượng do các photon chuyeăn cho. Các phađn tử Chlorophyl ở mức naíng lượng cao chư toăn tái khoạng 109 giađy, sau đó chúng quay lái tráng thái beăn vững ban đaău, kèm theo sự giại phóng naíng lượng, naíng lượng này lái kích đoơng các phađn tử saĩc tô beđn cánh. Nhờ sự chuyeăn naíng lượng ây mà moơt phaăn naíng lượng cụa ánh sáng đã hâp phú được chuyeơn tới trung tađm quang hoá.
Chât nhaơn đieơn tử dáng khử và cytocrom dáng oxi hoá chính là sạn phaơn cụa phạn ứng sáng trong quang hợp.
Vieơc khử cytocrom oxi hoá xạy ra kèm theo sự phosphoryl hoá. Ơû vi khuaơn quang hợp chât cho đieơn tử khođng phại là H2O mà thường là các hợp chât khử cụa lưu huỳnh (S), hydro phađn tử (H2) hoaịc các hợp chât hữu cơ.
* Có 2 phương thức phosphoryl hóa (vòng và khođng vòng)
+ Phosphoryl hoá vòng: đieơn tử được kích hốt, baơt ra khỏi phađn tử Bacteriochlorophyl A, sau khi chuyeơn qua chuoêi vaơn chuyeơn trung gian lái trở veă
tráng thái ban đaău, với chât nhaơn chính là phađn tử Bacteriochlorophyl A. Sạn phaơm táo thành là ATP. (Xem sơ đoă A)
+ Phosphoryl hoá khođng vòng: đieơn tử sau khi đi qua chât nhaơn trung gian, khođng trở veă tráng thái ban đaău mà chuyeơn đên chât nhaơn cuôi cùng là NAD+ hoaịc NADP+. Sạn phaơm táo thành là NADH2 hoaịc NADPH2 (xem sơ đoă B
b) Pha tôi
Ở pha tôi dieên ra quá trình chuyeơn hoá CO2 (hoaịc moơt hợp chât cacbon vođ cơ nào đó) thành đường (hoaịc moơt hợp chât hữu cơ nào đó). Quá trình này có theơ dieên ra theo chu trình Calvin hoaịc chu trình Arnon.
Phương trình toơng quát cụa phạn ứng quang phosphoryl hóa ở vi khuaơn có theơ bieơu dieên như sau:
CO2 + H2A CH2 O + 2A
Bactericlorophyl Sơ đoă A Feredoxyl
Fp ADP UQ ATP 2e- Xtc ADP Xtb ATP Xta Sơ đoă B Feredoxin Fp NADP 2e- NADPH Bac.ChloA* Bac.ChloA Ghi chú: Bac.chloA: Bacteriochlorophyl Fp: Flavoprotein Cyta, b, c: Cytocroma, b, c UQ: ubiquinon
Hw: naíng lượng từ maịt trời
HA
UQ Xtb
Xtc
Hình 7: Quá trình quang phosphoryl hóa vòng và khođng vòng Sơ đoă A: Quá trình quang phosphoryl hóa vòng Sơ đoă B: Quá trình quang phosphoryl hóa khođng vòng