Lý thuyết Sinh 10 Bài 24: Quá trình tổng hợp và phân giải ở vi sinh vật - Chân trời sáng tạo
Haylamdo biên soạn và sưu tầm tóm tắt lý thuyết Sinh 10 Bài 24: Quá trình tổng hợp và phân giải ở vi sinh vật hay nhất, ngắn gọn sẽ giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm, ôn luyện để học tốt môn Sinh học 10.
Lý thuyết Sinh học 10 Bài 24: Quá trình tổng hợp và phân giải ở vi sinh vật - Chân trời sáng tạo
I. Quá trình tổng hợp ở vi sinh vật
- Tổng hợp là quá trình tạo ra phân tử hữu cơ phức tạp từ những chất đơn giản.
Quá trình tổng hợp ở vi sinh vật
- Vai trò: Quá trình tổng hợp giúp hình thành các hợp chất (vật liệu) để xây dựng và duy trì các hoạt động của vi sinh vật, đồng thời, giúp vi sinh vật tích lũy năng lượng.
1. Tổng hợp carbohydrate
- Cơ chế:
+ Ở vi khuẩn và tảo, việc tổng hợp tinh bột và glycogen cần hợp chất mở đầu là ADP – glucose.
+ Các phân tử polysaccharide được tạo ra nhờ sự liên kết các phân tử glucose bằng liên kết glycosidic.
[Glucose]n + [ADP-glucose] → [Glucose]n+1 + ADP
- Ứng dụng: Sử dụng vi sinh vật tổng hợp gôm sinh học.
+ Gôm sinh học là một số loại polysaccharide mà vi sinh vật tiết vào môi trường, có vai trò bảo vệ tế bào vi sinh vật khỏi bị khô, ngăn cản sự tiếp xúc với virus, đồng thời, là nguồn dự trữ carbon và năng lượng.
+ Gôm được sử dụng trong công nghiệp để sản xuất kem phủ bề mặt bánh hay làm chất phụ gia trong công nghiệp khai thác dầu hỏa. Trong y học, gôm được dùng làm chất thay huyết tương và trong sinh hóa học dùng làm chất tách chiết enzyme.
2. Tổng hợp protein
- Cơ chế: Vi sinh vật có khả năng tự tổng hợp amino acid và tổng hợp các protein khi liên kết các amino acid với nhau bằng liên kết peptide.
(Amino acid)n → Protein
- Ứng dụng:
+ Sản xuất enzyme phục vụ cho đời sống của con người: Hầu hết các enzyme từ thực vật hoặc động vật đều có thể sản xuất từ vi sinh vật.
+ Sản xuất sinh khối (protein đơn bào): Tảo xoắn Spirulina là nguồn thực phẩm chức năng, tảo Chlorella được dùng làm nguồn protein và vitamin bổ sung vào kem, sữa chua, bánh mì.
+ Sản xuất amino acid bổ sung vào thực phẩm: Chủng vi khuẩn đột biến Corynebacterium glutamicum được sử dụng trong công nghiệp để sản xuất các amino acid như glutamic acid, lysine, valine,...
+ Sản xuất glutamic acid dùng làm gia vị nhằm tăng độ ngon ngọt của các món ăn.
3. Tổng hợp lipid
- Cơ chế: Vi sinh vật tổng hợp lipid bằng cách liên kết glycerol và các acid béo.
- Ứng dụng: Nuôi cấy một số vi sinh vật dự trữ carbon và năng lượng bằng cách tích lũy nhiều lipid trong tế bào như nấm men hoặc vi tảo để thu lipid sử dụng trong sản xuất dầu diesel sinh học.
4. Tổng hợp nucleic acid
- Cơ chế: Các phân tử acid nucleic được tạo ra nhờ sự liên kết của các nucleotide.
- Một số vi sinh vật có khả năng tổng hợp 3 thành phần: nitrogenous base, đường 5 carbon và phosphoric acid tạo đơn phân nucleotide rồi liên kết của các nucleotide tạo nên DNA, RNA hoàn chỉnh.
II. Quá trình phân giải ở vi sinh vật
- Phân giải là quá trình biến đổi chất hữu cơ phức tạp thàn những chất đơn giản.
Quá trình phân giải ở vi sinh vật
- Vai trò: Quá trình phân giải giúp hình thành nguyên liệu và năng lượng cung cấp cho quá trình tổng hợp và các hoạt động của tế bào.
1.Phân giải các hợp chất carbohydrate
- Cơ chế:
+ Quá trình phân giải các hợp chất carbohydrate xảy ra bên ngoài cơ thể vi sinh vật nhờ các enzyme phân giải polysaccharide do chúng tiết ra tạo thành đường đơn (điển hình là glucose).
- Đường đơn được vi sinh vật hấp thụ và phân giải theo con đường hiếu khí, kị khí hoặc lên men (lên men rượu hoặc lên men lactic).
Sơ đồ quá trình lên men
- Ứng dụng:
+ Sử dụng nhóm vi khuẩn lên men lactic để sản xuất sữa chua, sản xuất lactic acid hoặc muối chua rau, củ, quả, thịt, cá, tôm.
+ Sử dụng nhóm vi khuẩn lên men rượu để tạo ra các sản phẩm chứa cồn như rượu, nước trái cây lên men, lên men bột bánh mì,...
2. Phân giải protein
- Cơ chế: Vi sinh vật sinh tổng hợp protease để phân giải protein thành các amino acid.
- Ứng dụng: Sản xuất nước mắm, nước tương,…
3. Phân giải lipid
- Vi sinh vật phân giải lipid tạo thành glycerol và acid béo.
Sự phân giải lipid
4. Phân giải nucleic acid
- Vi sinh vật tiết enzyme nuclease để phân giải nucleic acid thành các nucleotide.
Sự phân giải nucleic acid
III. Vai trò của vi sinh vật
a. Đối với tự nhiên
Sơ đồ một số vai trò của vi sinh vật trong tự nhiên
- Chuyển hóa vật chất trong tự nhiên: Vi sinh vật là một mắt xích quan trong trong lưới thức ăn của hệ sinh thái, góp phần tạo nên vòng tuần hoàn vật chất trong tự nhiên.
- Làm sạch môi trường: Vi sinh vật phân giải các chất hữu cơ từ xác chết của động, thực vật, rác thải, các chất hữu cơ lơ lửng trong nước làm cho môi trường sạch hơn, hạn chế ô nhiễm.
- Cải thiện chất lượng đất: Các vi sinh vật phân giải các chất hữu cơ, một số vi sinh vật có khả năng cố định đạm góp phần cải tạo đất, tạo điều kiện cho hệ thực vật phát triển tốt hơn.
b. Đối với đời sống con người
Một số ứng dụng vi sinh vật trong đời sống con người
- Trong trồng trọt:
+ Cơ sở khoa học: Vi sinh vật cải thiện chất lượng đất, như tăng khả năng kết dính các hạt đất, chuyển hóa chất dinh dưỡng giúp cây dễ hấp thụ, tiết ra chất có lợi cho cây trồng, tiêu diệt sâu hại.
+ Ứng dụng: Ứng dụng vi sinh vật để sản xuất phân bón vi sinh, thuốc trừ sâu sinh học,… thay thế phân bón và thuốc trừ sâu hóa học, mang lại năng suất cho cây trồng, bảo vệ môi trường.
- Trong chăn nuôi:
+ Cơ sở khoa học: Vi sinh vật góp phần cải thiện hệ tiêu hóa vật nuôi, giúp tăng sức đề kháng, sinh trưởng, phát triển nhanh, tăng năng suất và chất lượng sản phẩm.
+ Ứng dụng: Ứng dụng vi sinh vật để ủ thức ăn cho vật nuôi, sản xuất các chế phẩm sinh học trong chăn nuôi, giúp vật nuôi tăng cường sức đề kháng, cho năng suất cao.
- Trong bảo quản và chế biến thực phẩm:
+ Ứng dụng khả năng tiết enzyme protease phân giải protein thành các amino acid của vi sinh vật để sản xuất nước mắm từ cá, nước tương từ đậu tương.
+ Ứng dụng vi sinh vật lên men để sản xuất rượu, bia, nước giải khát, giấm, muối chua rau củ,…
+ Quá trình lên men tạo ra lactic acid của vi sinh vật giúp ức chế các vi khuẩn gây thối và nấm mốc, giúp bảo quản thực phẩm được lâu hơn.
- Trong sản xuất dược phẩm:
+ Ứng dụng một số chủng xạ khuẩn và nấm mốc để sản xuất chất kháng sinh giúp tiêu diệt các mầm bệnh, bảo vệ sức khỏe.
+ Sử dụng vi sinh vật đã làm suy yếu để sản xuất vaccine phòng bệnh.
+ Sử dụng các vi khuẩn có lợi để sản xuất men tiêu hóa và một số đồ uống nhằm hỗ trợ quá trình tiêu hóa của con người.
