Title CHƯƠNG 1. CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở VI SINH VẬT.doc ✅

Trang 3 2CO nhờ năng lượng ánh sáng. Tuy nhiên, trong điều kiện môi trường chứa nhiều chất hữu cơ giàu năng lượng, các loài vi sinh vật này có thể chuyển đổi sang kiểu hóa dị dưỡng vì kiểu này tốn ít năng lượng hơn. Đa dạng về kiểu dinh dưỡng là cơ sở cho sự đa dạng về môi trường sống của các loài vi sinh vật. 2. Quang hợp ở vi sinh vật Quang hợp ở vi sinh vật là quá trình tổng hợp các chất hữu cơ nhờ năng lượng ánh sáng. Về cơ chế, quang hợp ở vi sinh vật cũng có nhiều điểm tương tự như ở thực vật. Tuy nhiên, cacbon và hiđro có thể được lấy từ nhiều nguồn khác nhau, tạo ra nhiều kiểu quang hợp khác nhau. Do lấy hiđro và electron từ nhiều nguồn khác nhau nên sản phẩm của quang hợp cũng có khác nhau. Những loài vi sinh vật sử dụng 2HO làm nguồn cung cấp hiđro và electron, chúng có quá trình quang phân li 2HO và thải ra 2O. Kiểu quang hợp này gọi là quang hợp thải oxi. Còn những loài lấy hiđro và electron từ các hợp chất khác (như 2HS, chất hữu cơ,… không phải là 2HO ) thì trong sản phẩm quang hợp, không có oxi tạo ra. Do vậy, kiểu quang hợp này được gọi là quang hợp không thải oxi. Quang hợp thải oxi có ở các nhóm vi sinh vật như tảo, vi khuẩn lam còn quang hợp không thải oxi có ở các nhóm như vi khuẩn lưu huỳnh màu tía, vi khuẩn lưu huỳnh màu lục,… Do cấu tạo khác nhau nên bộ máy quang hợp ở các nhóm vi sinh vật quang hợp cũng khác nhau. Vi sinh vật nhân sơ do không có các bào quan có màng nên quá trình quang hợp diễn ra trên màng tế bào và trong tế bào chất. Trong đó, chuỗi truyền điện tử của pha sáng diễn ra trên màng tế bào, pha tối diễn ra trong tế bào chất. Để tăng hiệu quả quang hợp, màng của tế bào vi khuẩn quang hợp thường lõm vào, hình thành cấu trúc mesosom. Ở một số nhóm như vi khuẩn lam, mesosom rất phát triển, thậm chí, chúng tách khỏi màng tế bào tạo thành các túi kín kiểu như túi thilacoit ở thực vật. Ngoài ra, sắc tố quang hợp ở vi khuẩn cũng có sự khác biệt. Khuẩn diệp lục có phổ hấp thu rộng hơn diệp lục của thực vật và vi sinh vật nhân thực. Còn ở vi sinh vật nhân thực, quá trình quang hợp diễn ra ở lục lạp. Tuy nhiên, số lượng lục lạp trong mỗi tế bào thường không nhiều như ở thực vật. Bảng 1: Tổng hợp các hình thức quang hợp ở vi khuẩn Kiểu quang hợp Đại diện Sắc tố quang hợp Nguồn hiđro và electron Nguồn cacbon Quang hợp thải oxi Vi khuẩn lam Diệp lục a 2HO 2CO Quang hợp không thải oxi Vi khuẩn lưu huỳnh màu tía Khuẩn diệp lục a, b H 2 , H 2 S, S 2 O 3 2- CO 2 hoặc chất hữu cơ hoặc cả hai. Vi khuẩn lưu huỳnh màu lục Khuẩn diệp lục a, c, d, e H 2 , H 2 S, S 2 O 3 2- hoặc chất hữu cơ CO 2 hoặc chất hữu cơ hoặc cả hai. Vi sinh vật cổ Bacteriorhodopsin Chất hữu cơ Chất hữu cơ 3. Cố định nitơ ở vi sinh vật Cố định nitơ là quá trình chuyển hóa nitơ từ dạng N 2 sang dạng NH 4 + . Phương trình tổng quát như sau: 23N6H2NH Trong điều kiện bình thường, N 2 là một khí trơ về mặt hóa học. Do vậy, để có thể tách hai nguyên tử nitơ và gắn hiđro vào thì cần phải có lực khử mạnh, năng lượng ATP và đặc biệt là enzym nitrogenaza. Vì vậy, chỉ có một số nhóm vi sinh vật thực hiện được quá trình này. Vi sinh vật cố định nitơ gồm 2 nhóm: - Nhóm vi sinh vật sống tự do, gồm vi khuẩn lam (Cyanobacter), Azotobacter, clostridium… - Nhóm vi sinh vật sống cộng sinh. Ví dụ vi khuẩn nốt sần cây họ đậu (vi khuẩn Rhizobium).