I. Quá trình tổng hợp ở vi sinh vật
1. Quang tổng hợp ở vi sinh vật và ứng dụng
1.1. Khái niệm
- Khái niệm: Quang tổng hợp ở vi sinh vật là khả năng tổng hợp chất hữu cơ từ chất vô cơ nhờ năng lượng ánh sáng.
- Phân loại: Quang khử (không thải O₂) và Quang hợp thải O₂.
1.2. Vai trò và ứng dụng
- Tạo ra hợp chất hữu cơ cho sinh giới.
- Cung cấp O₂ cho con người và các sinh vật trên trái đất.
*Đặc tính của các hệ thống quang hợp vi sinh vật. *Một số vi khuẩn lam có thể hoạt động không thải O₂ dưới 1 số điều kiện, chẳng hạn Oscillatoria có thể sử dụng H₂S làm chất cho electron thay cho H₂O. (Theo: Prescott và cs, 2005)
| Đặc tính | Sinh vật nhân thật | Vi khuẩn lam | Vi khuẩn màu lục và màu tía |
|---|---|---|---|
| Sắc tố quang hợp | Chlorophyll a | Chlorophyll a | Bacteriochlorophyll |
| Hệ quang II | Có mặt | Có mặt | Vắng mặt |
| Các chất cho electron quang hợp | H₂O | H₂O | H₂, H₂S, S, chất hữu cơ |
| Kiểu sản sinh O₂ | Thải O₂ | Thải O₂* | Không thải O₂ |
| Các sản phẩm sơ cấp của sự chuyển hóa năng lượng | ATP + NADPH | ATP + NADPH | ATP |
| Nguồn carbon | CO₂ | CO₂ | Carbon hữu cơ và/hoặc CO₂ |
- Ứng dụng: sản xuất thực phẩm, dược phẩm, nguyên liệu.
2. Tổng hợp amino acid, protein và ứng dụng
2.1. Khái niệm
- Phần lớn vi sinh vật có khả năng tự tổng hợp được các amino acid.
- Qua quá trình dịch mã, ribosome sẽ liên kết các amino acid bằng các liên kết peptide để tổng hợp các phân tử protein.
- Tổng hợp nucleotide, từ đó tổng hợp acid nucleic.
2.2. Vai trò
- Ở vi sinh vật, amino acid và protein có vai trò rất quan trọng. Chúng tham gia cấu tạo tế bào, cấu tạo enzyme, hormone... vi sinh vật, phần lớn còn lại thực hiện các chức năng sống khác.
- Ứng dụng: Sản xuất amino acid (bột ngọt, thức ăn chăn nuôi), protein đơn bào,...
3. Tổng hợp polysaccharide, polyhydroxyalkanoate và ứng dụng
3.1. Khái niệm
- Vi sinh vật tổng hợp các polysaccharide từ các monosaccharide.
- Ở vi khuẩn và tảo, việc tổng hợp tinh bột và glycogen cần chất mở đầu là ADP-glucose.
Sơ đồ: (Glucose)n + ADP-glucose → (Glucose)n+1 + ADP
- Một số vi sinh vật còn tổng hợp chitin và cellulose.
3.2. Vai trò
- Các polysaccharide được sử dụng làm nguyên liệu xây dựng tế bào (thành tế bào, màng tế bào) hoặc chất dự trữ cho tế bào (glycogen, tinh bột).
- Nhiều vi sinh vật như vi khuẩn Bacillus cereus hay Cupriavidus necator có thể dự trữ carbon dưới dạng các hạt polyhydroxyalkanoate.
- Ứng dụng: tạo ra polymer phân hủy sinh học, thay thế nhựa hóa dầu.
4. Tổng hợp lipid và ứng dụng
4.1. Khái niệm
- Lipid là thành phần tham gia xây dựng cấu trúc tế bào, đặc biệt là màng tế bào.
- Lipid được tổng hợp từ: glycerol và acid béo.
Sơ đồ: Glycerol + Acid béo → Lipid
4.2. Vai trò
- Tham gia xây dựng màng tế bào, dự trữ năng lượng.
- Ứng dụng: Sản xuất dầu, mỡ công nghiệp, diesel sinh học,...
(Ví dụ: sản xuất diesel sinh học từ tảo)
5. Tổng hợp kháng sinh và ứng dụng
- Nhiều vi sinh vật có thể sinh tổng hợp kháng sinh để ức chế sự phát triển của các sinh vật khác.
- Ứng dụng: Sản xuất thuốc kháng sinh dùng trong y tế, nông nghiệp.
(Ví dụ: Penicillin từ nấm Penicillium)
- Lưu ý: Khi sử dụng kháng sinh để chữa bệnh, cần lưu ý một số điều sau:
- Dùng đúng liều lượng, đủ thời gian theo chỉ định.
- Không lạm dụng kháng sinh.
- Chỉ dùng kháng sinh khi có nhiễm khuẩn.
* Tóm lại:
- Khái niệm quá trình tổng hợp các chất ở vi sinh vật là quá trình tạo ra những chất phức tạp từ các chất đơn giản.
- Vai trò: Cung cấp nguyên liệu cấu tạo tế bào, dự trữ năng lượng và tạo ra các sản phẩm có giá trị ứng dụng.
II. Quá trình phân giải các chất ở vi sinh vật
1. Phân giải protein và ứng dụng
- Sơ đồ: Protein → (Protease) → Amino acid
- Ứng dụng: Làm nước mắm, nước tương, xử lý nước thải,...
2. Phân giải polysaccharide và ứng dụng
2.1. Phân giải tinh bột
* Sơ đồ:
Tinh bột → (Amylase) → Glucose → Pyruvic acid → Hô hấp hiếu khí (tạo CO₂, H₂O, năng lượng) / Lên men
| Đặc điểm so sánh | Lên men lactic | Lên men rượu |
|---|---|---|
| Loại VSV | Vi khuẩn lactic | Nấm men (Saccharomyces) |
| Sản phẩm | Acid lactic (+ sản phẩm phụ nếu dị hình) | Ethanol + CO₂ |
| Nhận biết mùi | Mùi chua đặc trưng | Mùi rượu đặc trưng |
| Ứng dụng | Làm sữa chua, muối chua rau củ,... | Sản xuất rượu, bia, làm bánh mì |
2.2. Phân giải cellulose
- Sơ đồ: Cellulose → (Cellulase) → Glucose (hoặc đường đơn khác)
- Ứng dụng: Sản xuất ethanol sinh học, xử lý rác thải hữu cơ, làm thức ăn gia súc,...
3. Lợi ích và tác hại của quá trình phân giải các chất ở vi sinh vật
* Lợi ích:
- Cung cấp năng lượng cho hoạt động sống của VSV.
- Tạo ra các sản phẩm trung gian làm nguyên liệu cho quá trình tổng hợp.
- Phân giải xác hữu cơ, chất thải, làm sạch môi trường.
- Tạo ra các sản phẩm ứng dụng (thực phẩm lên men, phân bón,...).
* Tác hại:
- Làm hỏng thực phẩm, nông sản.
- Phân hủy, làm hư hại các vật liệu, đồ dùng.
CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM
[kiemtraquiz]
Câu 1: Quá trình tổng hợp ở vi sinh vật là quá trình:
A. quá trình giải phóng năng lượng ở vi sinh vật.
*B. hình thành hợp chất để xây dựng cơ thể vi sinh vật.
C. cung cấp nguyên liệu cho hoạt động sống.
D. được thực hiện bằng cách tiết các enzyme ngoại bào như protease, amylase ...
Câu 2: Vi sinh vật tổng hợp các polysaccharide từ các monosaccharide được ứng dụng:
*A. Sản xuất sản phẩm nhựa sinh học.
B. Sản xuất thuốc kháng sinh.
C. Sản xuất sữa chua
D. Muối tôm chua.
Câu 3: Con người ứng dụng quá trình tổng hợp các chất ức chế sự phát triển của các sinh vật khác ở vi sinh vật để sản xuất
A. dầu diesel sinh học.
B. glutamic acid.
C. nhựa hóa dầu.
*D. thuốc kháng sinh.
Câu 4: Các vi sinh vật tổng hợp lipid từ nguyên liệu là
*A. glycerol và acid béo.
B. amino acid.
C. glucose.
D. nucleotide.
Câu 5: Phát biểu nào sau đây sai khi nói về tác hại của quá trình phân giải ở vi sinh vật?
A. Làm hỏng thực phẩm như thịt, cá, gạo ...
B. Làm các vật dụng, đồ gỗ bị hư hỏng.
C. Gây mất mĩ quan.
*D. Phân giải hết đường trong các sản phẩm muối chua như rau, thịt, tôm ...
Câu 6: Đâu không phải là ứng dụng của quá trình phân giải polysaccharide?
A. Sản xuất ethanol sinh học.
B. Phân giải xác thực vật thành phân bón hữu cơ.
C. Muối chua rau, củ, quả, thịt, ...
*D. Sản xuất nước tương, nước mắm.
Câu 7: Kháng sinh penicillin là ứng dụng của nhóm vi sinh vật:
*A. Nấm mốc Penicillium chrysogenum.
B. Vi khuẩn Bacillus cereus.
C. Nấm men Saccharomyces cerevisiae.
D. Vi tảo.
Câu 8: Làm bánh mì là ứng dụng của quá trình lên men
A. lactic.
*B. rượu.
C. acetic.
D. propionic.
Câu 9: Trong quy trình làm sữa chua, việc cho một hộp sữa chua thành phẩm vào hỗn hợp nguyên liệu nhằm mục đích
A. giảm nhiệt độ môi trường lên men.
B. tăng nhiệt độ môi trường lên men.
*C. cung cấp giống vi khuẩn lên men.
D. tiêu diệt các vi khuẩn gây hại.
Câu 10: Quá trình phân giải có vai trò là hình thành
A. các hợp chất đặc trưng để xây dựng và duy trì các hoạt động sống khác nhau trong tế bào.
B. năng lượng cung cấp cho quá trình tổng hợp và các hoạt động của tế bào.
*C. nguyên liệu và năng lượng cung cấp cho quá trình tổng hợp cũng như các hoạt động của tế bào.
D. các hợp chất tích lũy năng lượng để dự trữ và duy trì các hoạt động sống của tế bào.
Câu 11: Con người có thể nuôi nấm men hoặc vi tảo dự trữ carbon và năng lượng bằng cách tích lũy nhiều lipid trong tế bào để sản xuất
*A. dầu diesel sinh học.
B. glutamic acid.
C. nhựa hóa dầu.
D. thuốc kháng sinh.
Câu 12: Vi sinh vật nào sau đây có khả năng quang hợp không thải O2?
A. Vi khuẩn lam và vi tảo.
*B. Vi khuẩn lưu huỳnh màu tía và màu lục.
C. Vi khuẩn màu tía và vi tảo.
D. Vi tảo và vi khuẩn không chứa lưu huỳnh màu tía.
Câu 13: Sản phẩm của quá trình phân giải protein là
*A. amino acid.
B. glucose.
C. glycerol.
D. acid béo.
Câu 14: Đơn phân để tổng hợp protein ở vi sinh vật là
*A. amino acid.
B. nucleotide.
C. glycerol.
D. acid béo.
Câu 15: Đối với vi sinh vật, polysaccharide được tổng hợp có vai trò:
A. Nguyên liệu xây dựng tế bào và thực hiện chức năng xúc tác.
*B. Nguyên liệu xây dựng tế bào hoặc chất dự trữ cho tế bào.
C. Nguyên liệu xây dựng tế bào hoặc thực hiện chức năng di chuyển.
D. Chất kháng sinh để ức chế sự phát triển quá mức của các sinh vật khác.
Câu 16: Các sản phẩm giàu amino acid như nước tương, nước mắm là sản phẩm ứng dụng của quá trình
*A. phân giải protein.
B. tổng hợp polysaccharide.
C. phân giải glucose.
D. phân giải polysaccharide.
Câu 17: Phát biểu nào sau đây là không đúng khi nói về quá trình phân giải ở vi sinh vật?
A. Vi sinh vật có thể phân giải các hợp chất hữu cơ và chuyển hóa các chất vô cơ giúp khép kín vòng tuần hoàn vật chất trong tự nhiên.
B. Con người có thể ứng dụng quá trình phân giải của vi sinh vật trong xử lí ô nhiễm môi trường, tạo ra các sản phẩm hữu ích khác.
*C. Khả năng phân giải của vi sinh vật trong tự nhiên là đa dạng và ngẫu nhiên nhưng luôn có hại cho con người.
D. Vi sinh vật có khả năng phân giải làm hư hỏng thực phẩm, gây mất mĩ quan các vật dụng, đồ gỗ dùng xây dựng nhà cửa,...
Câu 18: Quang khử khác quang tổng hợp ở điểm là
A. không sử dụng năng lượng ánh sáng.
*B. không có sự thải khí oxygen.
C. có dùng H₂O là chất cho electron.
D. có giai đoạn khử CO₂ thành chất hữu cơ.
Câu 19: Trong các ứng dụng sau, có bao nhiêu ứng dụng của quá trình tổng hợp amino acid và protein ở vi sinh vật?
[nhom]
I. Sản xuất glutamic acid nhờ vi khuẩn Corynebacterium glutamicum. ✓
II. Sản xuất lysine nhờ vi khuẩn Brevibacterium flavum. ✓
III. Sản xuất protein nhờ nấm men S. cerevisiae. ✓
IV. Sản xuất nhựa sinh học nhờ vi khuẩn Bacillus cereus hay Cupriavidus necator. X
[/nhom]
A. 1.
B. 2.
*C. 3.
D. 4.
Câu 20: Trong các ứng dụng sau, có bao nhiêu ứng dụng của quá trình phân giải polysaccharide ở vi sinh vật?
[nhom]
I. Sản xuất nước tương, nước mắm. X
II. Sản xuất phân bón hữu cơ làm giàu dinh dưỡng cho đất. ✓
III. Sản xuất ethanol sinh học. ✓
IV. Sản xuất sữa chua, các sản phẩm muối chua như rau, củ, quả,... ✓
[/nhom]
A. 1.
B. 2.
*C. 3.
D. 4.
Câu 21: Khi nói về vai trò của vi sinh vật quang tổng hợp, có bao nhiêu ý sau đây đúng?
[nhom]
I. Góp phần tạo ra hợp chất hữu cơ cho sinh giới. ✓
II. Góp phần cung cấp O₂ cho con người và các sinh vật trên Trái Đất. ✓
III. Tham gia sản xuất thực phẩm, dược phẩm, nhiên liệu cho con người. ✓
IV. Góp phần cung cấp CO₂ cho quá trình quang hợp ở thực vật. X
[/nhom]
A. 1.
B. 2.
*C. 3.
D. 4.
Câu 22: Khi nói về quá trình tổng hợp và phân giải các chất ở vi sinh vật, có bao nhiêu ý sau đây đúng?
[nhom]
I. Nấm mốc penicillium chrysogenum sản xuất kháng sinh penicillin. ✓
II. Vi khuẩn lên men lactic được ứng dụng trong sản xuất sữa chua ✓
III. Vi khuẩn lam được ứng dụng vào sản xuất dầu diesel sinh học X
IV. Khả năng phân giải các hợp chất của vi sinh vật chỉ đem lại lợi ích cho con người X
[/nhom]
A. 4.
B. 3.
*C. 2.
D. 1.
Câu 23: Có bao nhiêu phát biểu sau đây không chính xác khi nói về quá trình phân giải ở vi sinh vật?
[nhom]
I. Vi sinh vật sinh tổng hợp protease để phân giải protein. X
II. Vi sinh vật dùng amino acid để tổng hợp protein mới. X
III. Vi sinh vật phân giải amino acid thành năng lượng. X
IV. Vi sinh vật khử amino acid thành chất vô cơ thải ra môi trường ✓
[/nhom]
*A. 1.
B. 2.
C. 3.
D. 4.
