Bài 22: Dinh dưỡng, chuyển hóa vật chất và năng lượng ở vi sinh vật - Sinh học 10

I. KHÁI NIỆM VI SINH VẬT

Vi sinh vật là những cơ thể nhỏ bé, chỉ quan sát được dưới kính hiển vi.

* Đặc điểm:

- Cơ thể đơn bào nhân sơ hoặc nhân thực, một số là tập hợp đơn bào.

- Hấp thụ và chuyển hóa chất dinh dưỡng nhanh.

- Sinh trưởng và sinh sản rất nhanh.

- Phân bố rộng.

II. MÔI TRƯỜNG VÀ CÁC KIỂU DINH DƯỠNG

1. Các loại môi trường cơ bản

a. Khái niệm:

Môi trường là nơi sinh vật sống và sinh sản. Gồm có: môi trường tự nhiên và môi trường phòng thí nghiệm.

b. Các loại môi trường:

Trong phòng thí nghiệm, căn cứ vào các chất dinh dưỡng, môi trường nuôi cấy được chia làm 3 loại cơ bản:

- Môi trường dùng chất tự nhiên (gồm các hợp chất tự nhiên)

- Môi trường tổng hợp (gồm các chất có thành phần và số lượng đã biết)

- Môi trường bán tổng hợp (gồm các hợp chất tự nhiên và các hợp chất đã biết thành phần)

Chúng có thể ở dạng đặc hoặc dạng lỏng.

2. Các kiểu dinh dưỡng

a. Khái niệm kiểu dinh dưỡng

Kiểu dinh dưỡng là cách thức vi sinh vật sử dụng nguồn năng lượng và cacbon để tổng hợp các chất sống.

b. Các kiểu dinh dưỡng

Dựa vào nhu cầu của vi sinh vật về nguồn năng lượng và nguồn cacbon, người ta chia các hình thức dinh dưỡng thành 4 kiểu:

- Quang tự dưỡng: vi sinh vật sử dụng nguồn năng lượng là ánh sáng và nguồn cacbon là CO₂.

- Hóa tự dưỡng: vi sinh vật sử dụng nguồn năng lượng là chất vô cơ và nguồn cacbon là CO₂.

- Quang dị dưỡng: vi sinh vật sử dụng nguồn năng lượng là ánh sáng và nguồn cacbon là chất hữu cơ.

- Hóa dị dưỡng: vi sinh vật sử dụng nguồn năng lượng là chất hữu cơ và nguồn cacbon là chất hữu cơ.

→ VSV có kiểu dinh dưỡng tương đối phong phú khác với các sinh vật khác.

II. HÔ HẤP VÀ LÊN MEN

Khi môi trường có O₂: vi sinh vật tiến hành hô hấp hiếu khí.

Khi môi trường không có O₂: vi sinh vật tiến hành lên men hoặc hô hấp kị khí.

1. Hô hấp:

a. Hô hấp hiếu khí

Hô hấp hiếu khí là quá trình ôxi hóa các phân tử hữu cơ mà chất nhận electrôn cuối cùng là ôxi phân tử tạo sản phẩm là 36 (hay 38) ATP, CO₂ và H₂O.

C₆H₁₂O₆ + 6CO₂ → 6CO₂ + 6H₂O + 36 (hay 38) ATP

* Nơi xảy ra:

- Ở sinh vật nhân sơ: diễn ra trên màng sinh chất.

- Ở sinh vật nhân thực: diễn ra ở màng trong ti thể.

Hô hấp không hoàn toàn: Xảy ra khi môi trường thiếu một số nguyên tố vi lượng làm rối loạn trao đổi chất ở giai đoạn kế tiếp với chu trình Crep thu được những sản phẩm ngoài mong đợi…

b. Hô hấp kị khí

Hô hấp kị khí là quá trình phân giải cacbohiđrat để thu năng lượng cho tế bào, chất nhận electrôn cuối cùng là một phân tử vô cơ không phải là ôxi.

VD: Chất nhận electrôn cuối cùng trong hô hấp nitrat là NO₃^-. VD: vi khuẩn phản nitrat hóa.

Trong hô hấp sunphat là SO₄^2-. VD: vi khuẩn phản sunphat hóa.

2. Lên men

Lên men là quá trình chuyển hóa kị khí diễn ra trên tế bào chất, chất cho và chất nhận electrôn là những phân tử hữu cơ. VD: lên men rượu, lên men lactic…