Sinh học - Chương 4: Các quá trình chuyển hóa vật chất của vi sinh vật

CHƢƠNG 4 CÁC QUÁ TRÌNH CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT CỦA VI SINH VẬT I. SỰ PHÂN BỐ VI SINH VẬT TRONG TỰ NHIÊN - Trong không khí - Trong đất - Trong nước II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ CHỨA NITƠ Chu trình nitơ II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ CHỨA NITƠ Quá trình amôn hóa + Amôn hóa Urê: Ure bacterium (Cocoacal , Bacilaccae, vd: Proteus, Yersina,.. ) + Amôn hóa protein: H2N C H2N O + 2H2O HO C HO O + NH3 (NH4)2CO3 2NH3 + CO2 + H2O Protein Pepton Polypeptide Acid amin H 2 O H2O H2O * Hieáu khí : Bac.mycoides, Bac.mesentericus, Bac.subtilis, Ps. fluorescens * Tuøy tieän : Proteus vulgaris, Escherichia coli * Yeám khí : Clostridium putrifiicium, Clostridium sporogenes * Naám : Penicillin, Aspergillus, Mucor II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ CHỨA NITƠ Quá trình amôn hóa Các chất vô cơ CO2, H2O, H2S, NH3 Acid hữu cơ Acid bay hơi Acid acetic Acid butyric Acid formic Bazơ hữu cơ Cadaverin Histamin Metylamin Dimetylamin Chất hữu cơ khác Crezol Phenol Indol Scartol Acid amin Protein Polypeptid Dipeptid và tripeptid Sơ đồ sự phân giải protein bởi vi sinh vật II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ CHỨA NITƠ Quá trình nitrat hóa + Giai đọan 1: + Giai đọan 2: 2NH 3 + 3O 2 2HNO 2 + 2H 2 O + Q Nitrosomonas, Nitrosospira 2HNO 2 + O 2 2HNO 3 + Q Nitrobacter CO 2 + Q HCHO +H 2 O VSV toång hôïp carbon II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ CHỨA NITƠ Quá trình phản nitrat hóa trực tiếp + Khöû acid nitric thaønh acid nitrô + Khöû Nitrat thaønh NH 3 + Khöû HNO 3 thaønh N 2 HNO 3 + 2[H] HNO 2 +H 2 O HNO 3 + 8[H ] NH 3 +3H 2 O 2HNO 3 2HNO 2 N 2 Vi sinh vật: Chromobacterium denitrificans, Achromobacter stutzeri, Pseudomonas fluorescens Vi sinh vật: Rhizobiu (Rhizobium, Bradyrhizobium) Azotobacter, Bejerinckia Clostridium Cyanobacteria (Anabaena azollae) II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ CHỨA NITƠ Quá trình cố định nitơ phân tử + Phaûn öùng N 2 Nitrogenase Quaù trình oxy hoùa vaø quaù trình khöû NH 4 + II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ CHỨA NITƠ Quá trình cố định nitơ phân tử II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ KHÔNG CHỨA NITƠ Chu trình Carbon Fig. 7.1 Fig. 7.4 Vị trí các pha của quá trình quang hợp Sắc tố quang hợp Chlorophyll Pha tối quang hợp II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ KHÔNG CHỨA NITƠ Quá trình oxyhoá hô hấp II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ KHÔNG CHỨA NITƠ Quá trình oxyhoá hô hấp II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ KHÔNG CHỨA NITƠ Quá trình oxyhoá hô hấp * Quá trình đƣờng phân: - Con đƣờng Embden – Meyerhoff – Parnas - Con đƣờng Pentose - Phosphate - Con đƣờng Entner - Doudoroff II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ KHÔNG CHỨA NITƠ Quá trình oxyhoá hô hấp Con đƣờng Embden – Meyerhoff – Parnas II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ KHÔNG CHỨA NITƠ Quá trình oxyhoá hô hấp II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ KHÔNG CHỨA NITƠ Quá trình oxyhoá hô hấp - Con đƣờng Pentose - Phosphate Giai đoạn 1 II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ KHÔNG CHỨA NITƠ Quá trình oxyhoá hô hấp - Con đƣờng Pentose - Phosphate Giai đoạn 2 II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ KHÔNG CHỨA NITƠ Quá trình oxyhoá hô hấp - Con đƣờng Entner - Doudoroff (2-keto-3deoxy-6-phosphogluconat) II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ KHÔNG CHỨA NITƠ Quá trình oxyhoá hô hấp Chu trình Kreb II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ KHÔNG CHỨA NITƠ Quá trình oxyhoá hô hấp Chuỗi chuyển e- hô hấp II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ KHÔNG CHỨA NITƠ Quá trình oxyhoá hô hấp Chuỗi chuyển e- hô hấp II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ KHÔNG CHỨA NITƠ Quá trình oxyhoá hô hấp II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ KHÔNG CHỨA NITƠ Quá trình lên men Propionibacter SUGAR Acid pyruvicD or L acid lactic Acid acetolactic Acetoin 2,3-butanediol + acid pyruvic - CO 2 - CO 2 +2H +2H Acid oxaloacetic Acid malic Acid succinic Acid propionic + CO 2 +2H + 2H - 2H 2 O - CO 2 ATP ADP Acid formic CO 2 H 2 Acetyl-S- CoA CO 2 H 2 Acetoacetyl-S-CoA Ethanol Acid acetic +4H; - CoA-SH - CoA-SH + Acetyl-S- CoA - CoA-SH Acetone Butyryl-S-CoAisopropanol - CoA-SH - CO 2 +4H Butanol Acid butyric +4H - CoA-SH + 2H Clostridium Escherichia Shigella Lactobacillus Klebsiella, Bacillus Saccharomyces Acetobacter II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ KHÔNG CHỨA NITƠ Quá trình lên men Lên men rƣợu II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ KHÔNG CHỨA NITƠ Quá trình lên men C C CH3 O  O O C CH3 OHC CH3 OH H H NADH + H + NAD + CO2 Pyruvate Alcohol Decarboxylase Dehydrogenase pyruvate acetaldehyde ethanol Lên men rƣợu II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ KHÔNG CHỨA NITƠ Quá trình lên men Lên men bia II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ KHÔNG CHỨA NITƠ Quá trình lên men II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ KHÔNG CHỨA NITƠ Quá trình lên men C C CH3 O O O C HC CH3 O OH O NADH + H + NAD + Lactate Dehydrogenase pyruvate lactate Lên men lactic đồng hình II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ KHÔNG CHỨA NITƠ Quá trình oxyhoá hô hấp Lên men sữa chua II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ KHÔNG CHỨA NITƠ Quá trình lên men Lên men acetic II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ KHÔNG CHỨA NITƠ Chu trình Sulfur II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ