I. KHÁI NIỆM VI SINH VẬT
1. Khái niệm: Vi sinh vật là những tập hợp các sinh vật thuộc nhiều giới (vi khuẩn, động vật nguyên sinh, tảo đơn bào, vi nấm)
2. Đặc điểm chung:
+ Có kích thước hiển vi
+ Phần lớn là những sinh vật đơn bào nhõn sơ (đường kớnh 0,2-2àm) hay nhõn thực (đường kớnh 10-100 àm)
+ Sống riêng lẽ hay tập hợp nhiều cơ thể tạo thành tập đoàn.
+ Hấp thụ và chuyển hoá chất dinh dưỡng nhanh.
+ Sinh trưởng mạnh có khả năng thích ứng cao với điều kiện môi trường.
II. MÔI TRƯỜNG NUÔI CẤY VÀ CÁC KIỂU DINH DƯỠNG 1. Các loại môi trường nuôi cấy.
- Có 3 loại môi trường:
+ Môi trường tự nhiên: Là môi trường chứa các chất tự nhiên không xác định được số lượng và thành phần dinh dưỡng.
VD: Cao thịt bò, pepton, cao nấm men
+ Môi trường tổng hợp: Là môi trường chứa các chất đã biết thành phần hóa học và số lượng chất dinh dưỡng
+ Môi trường bán tổng hợp: Là môi trường chứa các chất tự nhiên không xác định được thành phần và số lượng như pepton, cao thịt bò, cao nấm men và các chất hóa học đã biết thành phần số lượng.
- Các loại môi trường trên ở dạng lỏng nên gọi là môi trường lỏng hay môi trường dịch thể - Để nuôi cấy vi sinh vật trên môi trường đặc, người ta đã bổ sung vào môi trường nuôi cấy một ít Agar làm giá đỡ
2. Các kiểu dinh dưỡng
- Dựa vào nguồn năng lượng và nguồn cacbon chia vi sinh vật thành 4 kiểu dinh dưỡng:
Kiểu dinh dưỡng Nguồn năng lượng Nguồn cacbon
Ví dụ
Quang tự dưỡng Ánh sáng CO2 Tảo, vi khuẩn quang hợp.
Quang dị dưỡng
Ánh sáng Chất hữu cơ vi khuẩn tía, vi khuẩn lục không chứa S.
Hóa tự dưỡng
Chất vô cơ: NH4
+, H2, H2S, Fe+,… CO2
vi khuẩn nitrat hóa, nitrit hóa, vi khuẩn sắt, vi khuẩn lưu huỳnh,…
Hóa dị dưỡng Chất hữu cơ Chất hữu cơ vi sinh vật lên men, hoại sinh.
III. HÔ HẤP VÀ LÊN MEN.
Quá trình chuyển hoá vật chất bao gồm:
- Sinh tổng hợp các đại phân tử từ các chất dinh dưỡng đơn giản lấy từ môi trường
- Có các phản ứng để tạo thành các chất giàu năng lượng dùng cho các phản ứng sinh tổng hợp
1. Hô hấp:
Hô hấp là quá trình phân giải nguyên liệu hữu cơ thành các chất đơn giản và giải phóng năng lượng cung cấp cho các hoạt động sống khác.
a. Hô hấp hiếu khí
- Khái niệm: Là quá trình oxy hóa các phân tử hữu cơ.
- Chất nhận điện tử cuối cùng: Ôxi phân tử.
+ ở SV nhân thực chuỗi truyền điện tử ở màng trong ti thể.
+ ở SV nhân sơ diễn ra ngay trên màng sinh chất.
- Chất tham gia: Phân tử hữu cơ - Có mặt của oxi phân tử:
- Sản phẩm tạo thành : CO2, H2O, NL (khoảng 40%) b. Hô hấp kị khí
- Khái niệm : Quá trình phân giải cacbohiđrat để thu năng lượng cho tế bào.
- Chất nhận điện tử cuối cùng : Oxi liên kết (Phân tử hữu cơ NO3, SO4) . - Chất tham gia: Phân tử hữu cơ
- Có mặt của oxi phân tử: không
- Sản phẩm tạo thành : Chất hữu cơ không được oxy hoá hoàn toàn tạo ra các sản phẩm trung gian. Mức năng lượng khoảng 20 – 30%
2. Lên men
- Khái niệm: Là quá trình phân giải cacbohidrat xúc tác bởi enzim trong ĐK kị khí - Chất nhận điện tử cuối cùng : Phân tử hữu cơ đơn giản.
- Chất tham gia: Phân tử hữu cơ - Có mặt của oxi phân tử: không
- Sản phẩm tạo thành : CO2, chất hữu cơ. Mức năng lượng khoảng 2%
CÂU HỎI CUỐI BÀI
Câu 1. Trình bày khái niệm vi sinh vật? Kể tên một số đại diện của vi sinh vật mà em biết?
– Vi sinh vật là những cơ thể sống có kích thước hiển vi, đường kính tế bào chỉ khoảng 0,2 ÷ 2 àm (đối với vi sinh vật nhõn sơ) và 10 ữ 00 àm (đối với vi sinh vật nhõn thực). Phần lớn vi sinh vật là cơ thể đơn bào, không thể thấy được bằng mắt thường mà phải quan sát dưới kính hiển vi, một số là tập hợp đơn bào.
– Vi sinh vật gồm nhiều nhóm khác nhau, tuy vậy chúng đều có đặc điểm chung là hấp thụ, chuyển hoá chất dinh dưỡng nhanh, sinh trưởng nhanh, phân bố rộng.
– Ví dụ về vi sinh vật:
+ Vi sinh vật nhân sơ : vi khuẩn, xạ khuẩn, xoắn thể…
+ Vi sinh vật nhân thật: nấm men, động vật nguyên sinh, tảo đơn bào, nấm sợi…
Câu 2. Trình bày các loại môi trường nuôi cấy vi sinh vật cơ bản?
– Có ba loại môi trường nuôi cấy vi sinh vật cơ bản:
a. Môi trường dùng chất tự nhiên: là môi trường chứa các chất tự nhiên không xác định được số lượng, thành phần như: cao thịt bò, pepton, cao nấm men (pepton là dịch thuỷ phân một phần
THPT Lê Quý Đôn Tài liệu bồi dưỡng HSG-SH10
của thịt bò, cazêin, bột đậu tương… dùng làm nguồn cacbon, năng lượng và nitơ. Cao thịt bò chứa các axit amin, peptit, nuclêôtit, axit hữu cơ, vitamin và một số chất khoáng. Cao nấm men là nguồn phong phú các vitamin nhóm B cũng như nguồn nitơ và cacbon).
b. Môi trường tổng hợp: là môi trường trong đó các chất đều đã biết thành phần hoá học và số lượng. Nhiều vi khuẩn hoá dưỡng dị dưỡng có thể sinh trưởng trong môi trường chứa glucôzơ là nguồn cacbon và muối amôn là nguồn nitơ.
c. Môi trường bán tổng hợp: là môi trường trong đó có một số chất tự nhiên không xác định được thành phần và số lượng như pepton, cao thịt, cao nấm men và các chất hoá học đã biết thành phần và số lượng…
– Các môi trường nói trên đều ở dạng lỏng nên được gọi là môi trường lỏng (hoặc môi trường dịch thể).
– Để nuôi cấy vi sinh vật trên bề mặt môi trường đặc, người ta thêm vào môi trường lỏng 1,5
÷ 2% thạch (agar - một loại pôlisaccarit phức tạp chiết rút từ tảo đỏ ở biển).
Câu 3. Trình bày các kiểu dinh dưỡng cơ bản của vi sinh vật?
Khác với thực vật và động vật, dinh dưỡng ở sinh vật có tính đa dạng hơn. Dựa vào hai thông số nguồn năng lượng và nguồn cacbon chủ yếu, người ta chia các hình thức dinh dưởng của vi sinh vật thành bốn kiểu dinh dưỡng cơ bản sau:
Kiểu dinh dưỡng
Nguồn năng lượng
Nguồn cacbon
chủ yếu Ví dụ
Quang tự dưỡng Ánh sáng CO2 Vi khuẩn lam, tảo đơn bào, vi khuẩn lưu huỳnh màu tía và màu lục.
Hóa tự duỡng Chất vô cơ CO2
Vi khuẩn nitrat hóa, vi khuẩn ôxi hóa hiđrô, ôxi hóa lưu huỳnh.
Quang dị dưỡng Ánh sáng Chất hữu cơ Vi khuẩn không chứa lưu huỳnh màu lục và màu tía.
Hóa dị dưỡng Chất hữu cơ Chất hữu cơ Nấm, động vật nguyên sinh, phần lớn vi khuẩn không quang hợp.
Câu 4. So sánh 2 kiểu chuyển hoá vật chất: hô hấp hiếu khí và hô hấp kị khí?
Hô hấp hiếu khí Hô hấp kị khí
- Hô hấp hiếu khí là quá trình ôxi hóa các phân tử hữu cơ.
- Xảy ra trong điều kiện có O2.
- Số ATP nhận được khi phân giải một mol glucozơ là 38 ATP.
- Chất nhận electron cuối cùng là oxi phân tử.
- Hô hấp kị khí là quá trình phân giải cacbohiđrat.
- Xảy ra trong điều kiện thiếu O2.
- Số ATP nhận được khi phân giải một mol glucozơ là 22 mol ATP ÷ 25 mol ATP.
- Chất nhận alectron cuối cùng là một phân tử vô cơ (ví đụ: NO3, SO24).
Câu 5. Vì sao không nên bón phân đạm cùng với phân chuồng trên những ruộng lúa ngập nước?
Vi khuẩn phản nitrat hóa có khả năng dùng nitrat chủ yếu làm chất nhận điện tử. Tùy theo loài vi khuẩn mà sản phẩm của khử nitrat dị hóa là N2, N2O hay NO, đây đều là những chất mà cây trồng không hấp thụ được. Quá trình phản nitrat hóa xảy ra mạnh khi đất bị kị khí như khi dùng phân đạm (nitrat) cùng với phân chuồng trên những ruộng lúa ngập nước, phân nitrat dùng bón cho lúa bị nhóm vi khuẩn này sử dụng rất nhanh, nitrat có thể mất hết rất nhanh mà cây trồng không kịp sử dụng.
BÀI 34: QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP CÁC CHẤT Ở