Bài giảng Vi sinh vật môi trường - Chapter 5 - Đặng Vũ Bích Hạnh

Nội dung text: Bài giảng Vi sinh vật môi trường - Chapter 5 - Đặng Vũ Bích Hạnh

1. VI SINH VAÄT MOÂI TRÖÔØNG TS.Đặng Vũ Bích Hạnh Khoa Môi trường và Tài nguyên TS. Đặng Vũ Bích Hạnh Đạ- ĐHi học Bách Khoa TP.HCM Bách Khoa TP.HCM 1 CON ĐƯỜNG GLYCOLYS Phản ứng tổng quát của glycolys: + + Glc + 2NAD + 2ADP + 2Pi ! 2NADH + 2Pyr + 2ATP + 2H2O + 2H " Trong lên men : 1 phân tử glucose tạo 2 phân tử pyruvate và 2 ATP " Trong hô hấp tế bào tạo nhiều ATP hơn. Những phản ứng hiếu khí sử dụng sản phẩm của glycolys nhưng chúng không đượ c xem như là một phần của glycolys . " Sự hô hấp hiếu khí ở eukaryote tạo 34 ATP/ 1 mole glucose bịTS. oxy Đặng hóa.Vũ Bích H ạnh - ĐH Bách Khoa TP.HCM 2 1
2. TS. Đặng Vũ Bích Hạnh - ĐH Bách Khoa TP.HCM 5 TS. Đặng Vũ Bích Hạnh - ĐH Bách Khoa TP.HCM 6 3
3. TS. Đặng Vũ Bích Hạnh - ĐH Bách Khoa TP.HCM 9 TS. Đặng Vũ Bích Hạnh - ĐH Bách Khoa TP.HCM 10 5
4. 4. CAÙC CÔ CHEÁ CÔ BAÛN CUÛA SÖÏ TRAO ÑOÅI CHAÁT VAØ NAÊNG LÖÔÏNG # Leân men: ATP ñöôïc taïo ra theo cô cheá phosphoryl hoùa cô chaát # Hoâ haáp: ATP ñöôïc taïo thaønh theo cô cheá phosphoryl hoùa oâxi hoùa # Quang hôïp: ATP theo cô cheá quang phosphoryl hoùa oâxi hoùa TS. Đặng Vũ Bích Hạnh - ĐH Bách Khoa TP.HCM 13 4. CAÙC CÔ CHEÁ CÔ BAÛN CUÛA SÖÏ TRAO ÑOÅI CHAÁT VAØ NAÊNG LÖÔÏNG # Chuỗi chuyền điện tử : Là những phản ứng sinh hóa tạo ATP # Có 2 nguồn năng lượng là những phản ứng oxy hóa khử và phản ứng quang hóa. # Sinh vật sử dụng phản ứng oxy hóa khử gọi là hóa dưỡng. Sinh vật sử dụng ánh sáng gọi là quang dưỡng. TS. Đặng Vũ Bích Hạnh - ĐH Bách Khoa TP.HCM 14 7
5. Bieán döôõng hoùa naêng höõu cô Bieán döôõng hoùa naêng voâ cô TS. Đặng Vũ Bích Hạnh - ĐH Bách Khoa TP.HCM 17 BIEÁN DÖÔÕNG QUANG NAÊNG TS. Đặng Vũ Bích Hạnh - ĐH Bách Khoa TP.HCM 18 9
6. TS. Đặng Vũ Bích Hạnh - ĐH Bách Khoa TP.HCM 21 TS. Đặng Vũ Bích Hạnh - ĐH Bách Khoa TP.HCM 22 11
7. HOÂ HAÁP (RESPIRATION) - Chaát cho ñieän töû: + Höõu cô: ñöôøng, CH4, coàn, axít höõu cô - 2+ + Voâ cô: H2, H2S, S, NH3, NO2 , Fe - Phaân bieät hoâ haáp theo chaát nhaän ñieän töû cuoái cuøng: + Laø O2: Hoâ haáp hieáu khí (aerobic respiration) - - 2- 3+ + Khoâng laø O2 (NO3 , CO3 , SO4 , Fe ): Hoâ haáp kî khí (anaerobic respiration) TS. Đặng Vũ Bích Hạnh - ĐH Bách Khoa TP.HCM 25 HOÂ HAÁP HÖÕU CÔ HIEÁU KHÍ VAØ CHUOÃI CHUYEÀN ÑIEÄN TÖÛ - Ñieän töû töø chaát cho höõu cô ñöôïc chuyeån ñeán chaát chuyeàn ñieän töû trung gian nhö NADH, FADH2 - NADH, FADH2 chuyeàn ñieän töû vaøo chuoãi truyeàn ñieän töû (electron transport) treân maøng, chaát nhaän ñieän töû cuoái cuøng laø O2 TS. Đặng Vũ Bích Hạnh - ĐH Bách Khoa TP.HCM 26 13
8. Chuoãi truyeàn ñieän töû trong hoâ haáp hieáu khí TS. Đặng Vũ Bích Hạnh - ĐH Bách Khoa TP.HCM 29 O Â X I H O Ù A HOAØN TOAØN C A Ù C C H A Á T CHO ÑIEÄN TÖÛ H Ö Õ U C Ô B A È N G H O Â H A Á P H I E Á U KHÍ TS. Đặng Vũ Bích Hạnh - ĐH Bách Khoa TP.HCM 30 15
9. TS. Đặng Vũ Bích Hạnh - ĐH Bách Khoa TP.HCM 33 OÂxi hoùa Acetyl-CoA TS. Đặng Vũ Bích Hạnh - ĐH Bách Khoa TP.HCM 34 17
10. HOÂ HAÁP VOÂ CÔ HIEÁU KHÍ $ Ñieän töû töø chaát cho voâ cô (hydrogen, sulfide, sulfur, ammonium, nitrite, ferrous ion) ñöôïc chuyeàn qua chuoãi truyeàn ñieän töû ñeán O2 $ ATP baèng phosphoryl hoùa oâxi hoùa TS. Đặng Vũ Bích Hạnh - ĐH Bách Khoa TP.HCM 37 Hoâ haáp voâ cô hieáu khí - Caùc VSV hoâ haáp voâ cô hieáu khí: "Vi khuaån hydrogen (hydrogen bacteria) hay VK oâxi - - hoùa H2 : duøng H2 laøm chaát cho e , chaát nhaän e cuoái cuøng laø O2 "Vi khuaån oâxi hoùa saét (iron-oxidizing bacteria): duøng Fe2+ laø chaát cho e-, chaát nhaän e- cuoái cuøng laø O2 "Vi khuaån nitrate hoùa (nitrifying bacteria): duøng NH , NO - laøm chaátTS. cho Đặng Veũ Bích-, chaát Hạnh - ĐnhaänH e- cuoái cuøng 3 2 Bách Khoa TP.HCM 38 laø O2 19
11. Chuoãi truyeàn ñieän töû cuûa vi khuaån saét TS. Đặng Vũ Bích Hạnh - ĐH Bách Khoa TP.HCM 41 Chuoãi truyeàn ñieän töû cuûa vi khuaån oâxi hoùa nitô TS. Đặng Vũ Bích Hạnh - ĐH Bách Khoa TP.HCM 42 21
12. Hoâ haáp kî khí (anaerobic respiration) - ATP ñöôïc taïo thaønh theo cô cheá phosphoryl hoùa oâxi hoùa - Hieäu quaû taïo ATP thaáp hôn hoâ haáp hieáu khí TS. Đặng Vũ Bích Hạnh - ĐH Bách Khoa TP.HCM 45 Hoâ haáp kî khí (anaerobic respiration) - Ñaët teân theo chaát nhaän ñieän töû sau cuøng: - + NO3 : söï phaûn nitrate hoùa - VK phaûn nitrate hoùa (denitrifying bacteria); söï hoâ haáp nitrate (nitrate respiration) 2- + SO4 : söï khöû sulfate - VK khöû sulfate (sulfate- reducing bacteria); söï hoâ haáp sulfate (sulfate respiration) 2- + CO3 : söï khöû carbonate, VK sinh methane (methanogen), VK sinh acetate ñoàng hình; söï hoâ haáp carbonate (carbonate respiration) TS. Đặng Vũ Bích Hạnh - ĐH + Fe3+: söï khöû saét tam;Bách söï Khoa hoâ TP.HCM haáp saét (iron respiration)46 23
13. C H U O Ã I TRUYEÀN ÑIEÄN T Ö Û T R O N G PHAÛN NITRATE HOÙA TS. Đặng Vũ Bích Hạnh - ĐH Bách Khoa TP.HCM 49 CHUOÃI TRUYEÀN ÑIEÄN TÖÛ TRONG SÖÏ KHÖÛ SULFATE TS. Đặng Vũ Bích Hạnh - ĐH Bách Khoa TP.HCM 50 25
14. QUANG HÔÏP (PHOTOSYNTHESIS) - Laø söï chuyeån naêng löôïng aùnh saùng thaønh naêng löôïng hoùa hoïc vaø ñoàng hoùa CO2 (khöû CO2 thaønh chaát höõu cô cho teá baøo) - Goàm 2 phaûn öùng töông ñoái ñoäc laäp nhau: + Phaûn öùng saùng: chuyeån naêng löôïng böùc xaï thaønh naêng löôïng hoùa hoïc + Phaûn öùng toái: khöû CO2 thaønh vaät lieäu teá baøo. TS. Đặng Vũ Bích Hạnh - ĐH Bách Khoa TP.HCM 53 QUANG HÔÏP (PHOTOSYNTHESIS) - Phaûn öùng saùng cuûa quang hôïp laø cô cheá thu naêng löôïng cuûa VSV bieán döôõng quang naêng - Naêng löôïng cuûa aùnh saùng ñöôïc chuyeån ñeán ñieän töû cuûa saéc toá. Ñieän töû naøy ñöôïc truyeàn qua chuyeån truyeàn ñieän töû trong heä quang ñeå taïo ATP hoaëc taïo löïc khöû NADH, NADPH - ATP ñöôïc taïo thaønh theo cô cheá phosphoryl oâxi hoùa (quang phosphoryl oâxi hoùa) TS. Đặng Vũ Bích Hạnh - ĐH Bách Khoa TP.HCM 54 27
15. QUANG PHOSPHORYL HOÙA VAØ PHOSPHORYL OÂXI HOÙA TS. Đặng Vũ Bích Hạnh - ĐH Bách Khoa TP.HCM 57 QUANG TOÅNG HÔÏP KHOÂNG SINH OÂXI - Vi khuaån quang naêng luïc vaø tía - Naêng löôïng aùnh saùng giuùp laáy ñieän töû töø bacteriochlorophyll truyeàn cho caùc chaát mang ñieän töû, cuoái cuøng quay trôû veà bacteriochlorophyll ñaõ bi oâxi hoùa - Ñieän töû ñöôïc truyeàn trong moät voøng kín: doøng ñieän töû voøng vaø phosphoryl hoùa voøng TS. Đặng Vũ Bích Hạnh - ĐH Bách Khoa TP.HCM 58 29
16. TS. Đặng Vũ Bích Hạnh - ĐH Bách Khoa TP.HCM 61 TS. Đặng Vũ Bích Hạnh - ĐH Bách Khoa TP.HCM 62 31
17. Quang toång hôïp sinh oâxi - Ñieän töû cuûa heä quang II chuyeån ñeán chlorophyll heä quang I bò oâxi hoùa bôûi aùnh saùng; sau ñoù ñieän töû naøy ñöôïc truyeàn vaøo chuoãi truyeàn ñieän töû ñeán ferredoxin (Fd) + Fd truyeàn ñieän töû cho NADP+ taïo NADPH + Fd truyeàn ñieän töû cho cyt bf ôû heä quang II vaø ñöôïc truyeàn trôû laïi chlorophyll cuûa trung taâm phaûn öùng II (doøng ñieän töû voøng vaø quang phosphoryl hoùa voøng) TS. Đặng Vũ Bích Hạnh - ĐH Bách Khoa TP.HCM 65 TS. Đặng Vũ Bích Hạnh - ĐH Bách Khoa TP.HCM 66 33
18. TS. Đặng Vũ Bích Hạnh - ĐH Bách Khoa TP.HCM 69 TS. Đặng Vũ Bích Hạnh - ĐH Bách Khoa TP.HCM 70 35