Trong ựiều kiện có ánh sáng, vi khuẩn quang hợp tắa tiến hành quang hợp ựể thu nhận năng lượng sử dụng cho các hoạt ựộng sống của tế bàọ Phương trình tổng quát quá trình quang hợp:
CO2 + 2H2A + hv [CH2O]n + 2A + H2O
Ở tảo hay thực vật bậc cao: H2O ựóng vai trò của H2Ạ Ở VKQH: H2A có thể là các chất hữu cơ ựơn giản, các hợp chất khử của lưu huỳnh hoặc hydro phân tử. Trong ựó, các chất hữu cơ vừa ựóng vai trò làm chất cho ựiện tử, vừa làm nguồn cacbon trong quá trình quang hợp dị dưỡng.
Ở ngoài sáng, tất cả các loài vi khuẩn quang hợp tắa không lưu huỳnh ựều ưa thắch ựiều kiện sinh trưởng dị dưỡng, sử dụng các chất hữu cơ ựơn vừa làm nguồn cho ựiện tử, vừa làm nguồn C. Nhiều ựại diện của họ vi khuẩn này có khả năng sinh trưởng quang tự dưỡng cacbon với sự có mặt nguồn cho ựiện tử là các hợp chất khử của lưu huỳnh hay H2. đa số các ựại diện của các loài ựã biết của họ vi khuẩn này ựều có khả năng sinh trưởng ở ựiều kiện vi hiếu khắ trong tối theo kiểu hóa dưỡng tùy nghi, một số loài có thể sinh trưởng khá tốt ở ựiều kiện vi hiếu khắ tốị Tuy nhiên, khả năng chịu oxy hóa của các chủng rất khác nhaụ Trong ựiều kiện sinh trưởng quang hợp, khả năng dinh dưỡng hô hấp của các loài này bị ức chế bởi ánh sáng.
Ở ựiều kiện kỵ khắ tối, một số loài như Rhodobacter capsulatus, Rhodospirillum rubrum có thể tồn tại nhờ quá trình trao ựổi chất theo kiểu hô
hấp kị khắ với sự có mặt của các chất nhận ựiện tử như nitrat, nitrit, NO,dimethylsulfua, hay trimethylamin N Ờ oxit.
Khi quang hợp, chu trình Calvin, hệ thống cố ựịnh nito, hệ thống DMSO/DMSOR ựược tế bào sử dụng ựể duy trì thế oxy hóa khử. Các phản ứng của chu trình Calvin cho phép CO2 có chức năng thu nhận các lực khử dư
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 22
thừa do trao ựổi chất các chất hữu cơ như malate, succinatẹ Do ựó, vai trò của chu trình Calvin trong suốt quá trình sinh trưởng quang dị dưỡng là giữ thế cân bằng oxy hóa khử trong tế bàọ Khi tế bào sinh trưởng trong ựiều kiện quang tự dưỡng thị vai trò chủ yếu của chu trình calvin là cố ựịnh CO2 ựể tổng hợp các vật liệu tế bàọ Chắnh nhờ tắnh lưỡng cực này mà chu trình Calvin có vai trò ựiều khiển giữa hai quá trình quang tự dưỡng và quang dị dưỡng.
Quá trình cố ựịnh nito luôn ựi kèm với việc khử các proton tạo hydro và ựòi hỏi rất nhiều lực khử, là quá trình tiêu tốn năng lượng [ 3 ]. Hệ thống này không chỉ ựóng vai trò chắnh là trao ựổi nito mà còn có vai trò ựiều khiển thế cân bằng oxy hóa trong tế bàọ Tế bào sẽ tổng hợp nitrogenase khi sinh trưởng quang dị dưỡng với nguồn N nghèo như glutamat. ở những ựiều kiện sinh trưởng như vậy, lực khử dư thừa ựược tạo ra do quá trình oxy hóa cơ chất lại bị tiêu dùng vào việc khử các proton và giải phóng phân tử hydro do hoạt tắnh hydrogenase của hệ thống nitrogenasẹ
Khi sinh trưởng ở ựiều kiện quang hợp, trong tế bào vi khuẩn quang hợp tắa xuất hiện một mối tương tác giữa các hệ thống, giữ thế cân bằng oxy hóa khử của tế bào và hệ thống quang hợp. Hệ thống ựiều hòa trao ựổi chất ở vi khuẩn tắa rất linh hoạt, bởi vậy chúng là những ựối tượng lý tưởng cho nghiên cứu về trao ựổi chất ở vi sinh vật.