1. Dinh dưỡng, chuyển hóa vật chất và năng lượng ở vi sinh vật
a) Môi trường và các kiểu dinh dưỡng
Có 3 loại môi trường để nuôi cấy vi sinh vật: môi trường tự nhiên, môi trường tổng hợp và môi trường bán tổng hợp.
Dựa vào nguổn năng lượng và nguồn cacbon chủ yếu người ta phân biệt 4 kiểu dinh dưỡng ở vi sinh vật: quang tự dưỡng, quang dị dưỡng, hóa tự dưỡng, hóa dị dưỡng.
b) Hô hấp và lên men
Tùy theo tính chất của chất nhân êlectron cuối cùng các vi sinh vật hóa dưỡng thuộc một trong ba kiểu chuyên hóa vật chất: lên men, hô hấp hiếu khí và hô hấp kị khí.
2. Quá trình tổng hợp các chất ở vi sinh vật và ứng dụng
a) Quá trình tổng hợp các chất ở vi sinh vật
- Tổng hợp axit nuclêic và prôtêin
- Tổng hợp pôlisaccarit
- Tổng hợp lipit
b) Ứng dụng của sự tổng hợp ở vi sinh vật
- Sản xuất sinh khối (hoặc prôtêin đơn bào)
- Sản xuất axit amin
- Sản xuất các chất xúc tác sinh học
- Sản xuất gôm sinh học.
3. Quá trình phân gỉảỉ ở vi sinh vật và ứng dụng
a) Các quá trình phân giải ở vi sinh vật
- Phân giải axit nuclêic và prôtêin
- Phân giải pôlisaccarit
- Phân giải lipỉt
b) Ứng dụng của các quá trình phân giải ở vi sinh vật
- Sản xuất thực phẩm cho người và thức ăn gia súc
- Cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trổng
- Phân giải các chất độc
- Ứng dụng trong sản xuất bột giặt sinh học và công nghiệp thuộc da
c) Tác hại của các quá trình phân giải ở vi sinh vật
- Gây hư hỏng thực phẩm
- Làm giảm chất lượng lương thực, đồ dùng và hàng hóa
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
Câu 1. Các loại môi trường cơ bản để nuôi cấy vi sinh vật? Các kiểu dinh dưỡng của vi sinh vật? Dựa vào đâu để phân biệt các kiểu dinh dưỡng của vi sinh vật?
Câu 2. Phân biệt ba kirrtu chuyển hóa vật chất: lên men, hô hấp hiếu khí, hô hấp kị khí.
Câu 3. Nêu đặc điểm chưng của quá trình tổng hợp ở vi sinh vật.
Câu 4. Hãy nêu đặc điểm chung của các quá trình phân giải ở vi sinh vật. Lợi ích và tác hại của các quá trình phân giải ở vi sinh vật?
Câu 5. Vang là đồ uống quý và bổ dưỡng có đúng không? Tại sao khi mở vang hoặc sâm panh phải uống hết ngay?
Câu 6. Rau, quả muốn làm dưa chua cần có điều kiện gì? Tại sao dưa để lâu sẽ thối, ủng (khú)?
-----------------------------------
HƯỚNG DẪN TRẢ LỜI CÂU HỎI VÀ GIẢl BÀI TẬP
Câu 1. - Có ba loại môi trường cơ bản để nuôi cấy vi sinh vật:
+ Môi trường tự nhiên: là môi trường chứa các chất tự nhiên không xác định được số lượng, thành phần dùng làm nguồn cacbon, năng lượng và nitơ.
+ Môi trường tổng hợp là môi trường trong đó các chất đều đã biết thành phần hóa học và số lượng.
+ 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 và các chất hóa học đã biết được thành phẩn và số lượng.
- Vi sinh vật có bốn kiểu dinh dưỡng cơ bản:
+ Quang tự dưỡng
+ Quang dị dưỡng
+ Hóa tự dưỡng
+ Hóa dị dưỡng
Do dinh dưỡng ở vi sinh vật đa dạng hơn nên để phân biệt được các kiểu dinh dưỡng ở vi sinh vật người ta phải dựa vào hai thông số là nguồn năng lượng và nguồn cacbon chủ yếu.
Câu 2. Phân biệt ba kiểu chuyển hóa vật chất.
| Lên men |
Hô hấp hiếu khí |
Hô hấp kị khí |
- Là sự phân giải cacbohiđrat xúc tác bởi enzim trong điều kiện kị khí.
- Không có sự tham gia của một số chất nhân Electron từ bên ngoài
- Chất nhân êlectron thường là một chất trung gian hữu cơ xuất hiện trên con đường phân giải các chất dinh dưỡng ban đầu |
- Là chuỗi các phản ứng ôxi hóa khử diễn ra ở màng (màng tế bào chất ở vi khuẩn và màng trong ti thể của vi sinh vâi nhân thực) tạo thành ATP.
- Chất nhận êlectron cuối cùng thường là một chất vô cơ như O2 |
- Là chuỗi các phản ứng ôxi hóa khử diễn ra ở màng (màng tế bào chất ở vi khuẩn và màng trong ti thể của vi sinh vật nhân thực) tạo thành ATP.
- Chất nhận electron cuối cùng thường là chất vô cơ như NO3- , SO42- ,CO2
|
Câu 3. Đặc điểm chung của quá trìrh tổng hợp ở vi sinh vật
Vi sinh vật có khả năng tổng hợp tất cả các thành phần chủ yếu của tế bào như: axit nuclêic, prôtêin, pôlisaccarit, lipit..
- Tổng hợp axit nuclêic và prôtêin: ADN (vật chất di truyền) có khả năng tự sao chép. ADN làm khuôn tổng hợp ARN, ARN lại làm khuôn mẫu để tổng hợp prôtêin ở ribôxôm. Dòng thông tin di truyền từ nhân ra tế bào chất theo sơ đồ sau:
- Tổng hợp pôlisaccarit: việc tổng hợp này cần chất mở đầu là ADP - glucôzơ. Đây là kiểu tổng hợp của vi khuẩn và tảo. Một số vi sinh vật còn tổng hợp kitin và xenlulôzơ.
- Tổng hợp lipit: bằng cách liên kết glixêrol và các axit béo.
Câu 4. - Đặc điểm chung của các quá trình phân giải ở vi sinh vật:
Khi tiếp xúc với các chất dinh dưỡng có phân tử lớn như axit nuclêic, prôtêin, tinh bột, lipit... không thể vận chuyển qua màng sinh chất. Muốn vận chuyển được qua màng sinh chất vi sinh vật phải tiết vào môi trường các enzim thủy phân các cơ chất trên thành các chất đơn giản hơn.
- Lợi ích của quá trình phân giải ở vi sinh vật:
+ Sản xuất thực phẩm cho người, thức ăn cho gia súc.
+ Cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trống.
+ Phân giải các chất độc.
+ Ứng dụng sản xuất bột giặt sinh học.
+ Cải thiện công nghiêp thuộc da.
- Tác hại của quá trình phân giải ở vi sinh vật:
+ Gây hư hỏng thực phẩm.
+ Làm giảm chất lượng của các loại lương thực, đồ dùng và hàng hóa.
Câu 5. Rượu vang được làm từ dịch quả cho lên men. Dịch quả có vị ngọt của đường, khi cho dịch quả lên men, vị ngọt của dịch quả giảm dần, có vị của rượu do nấm men phân giải đường thành rượu. Trong rượu vang có rất nhiều loại vitamin, nếu uống với liều lượng thích hợp có tác dụng kích thích tiêu hóa, do vậy rượu vang là đồ uống quý giá và bổ dưỡng.
Khi mở vang hoặc sâm panh thì phải uống hết ngay rượu mới ngon và bổ. Nếu để hôm sau (hoăc lâu rượu sẽ bị lên men axêtic, vị ngọt thơm mất đi, thay vào đó rượu bị chua dần -> thành dấm).
Câu 6. Rau, quả muốn làm dưa chua phải có hàm lượng đường nhất định trên 6% muối ở nhiệt độ 28 - 30°C. Nếu rau quả không đủ hàm lượng đường như trên, nhiệt độ không thích hợp, ta phải bổ sung thêm đường, tao nhiệt độ thích hợp để vi khuẩn lactic có đủ điều kiện cần thiết phân giải rau, quả làm dưa chua, ngon. Trong quá trình muối dưa, cần tạo điều kiên cho vi khuẩn lactic hoạt dộng. Hàm lượng axit lactic tăng dần đến mức độ nào đó sẽ ức chế sự phát triển của vi khuẩn lactic, độ pH thấp, chất dinh dưỡng cạn kiệt, lúc dó một loại nấm men khác có thể phát triển được trong môi trường có dộ pH thấp, làm giảm hàm lượng axit lactic đến một mức độ nhất định thì vi khuẩn lên men thối sẽ phát triển làm dưa khú.