CHƯƠNG 5 CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG CỦA VI SINH VẬT

Chửụng 5

CHUYEN HOA NAấNG LệễẽNG
CUA VI SINH VAT


I. Khái niệm chung
Mọi sinh vật đều cần năng lượng để duy trì hoạt động sống. Năng lượng trong
tế bào được tích lủy ở những hợp chất cao năng như: ATP, ADP, AMP…


Các quá trình chuyển hoá năng lượng

Các quá trình tạo năng lượng
Phản
ứng oxit
hóa khử

Năng
lượng
Ánh
sáng

ATP

Các quá trình tiêu tốn năng lượng

HH hiếu khí

Sinh tổng hợp

HH kị khí

Dinh dưỡng

Lên men

Sinh sản
Chuyển động

Quang
phosphoryl

Toả nhiệt- Phát quang

hóa vòng

ADP+ PVC


– Bản chất quá trình oxid hoá- khử là sự vận
chuyển Hydro ( H2 ) hay điện từ (e-) từ cơ chất
đến chất nhận cuối cùng thông qua các enzim
vận chuyển Hydro ( H2 ) hay điện tử.
– Quá trình này giải phóng năng lượng ở dạng
ATP



• Dựa vào quan hệ với Oxy của vi sinh vật,
người ta chia chúng thành các nhóm sau:

• * Vi sinh vật hô hấp
-hiếu khí : tuỳ ý và bắt buộc
•
-kò khí: tuỳ ý và bắt buộc
•
* VSV lên men (kò khí)


II. QUÁ TRÌNH TẠO NĂNG LƯNG TỪ CHẤT
HỮU CƠ CỦA VI SINH VẬT
•1. Các con đư ờng phân giải hydratcarbon ở vi sinh vật
có 3 con đường phân giải các hexose (6C)
* Con đường Embden-Meyerhof (EMP) - Glycolyse
•* Chu trình Hexomonophosphat (HMN) - Pentos P (PP)
•* Con đường Entner-Doudoroff (ED)
Glucose
2 acid puryvic
•
•
• Quá trình phân giải glucose thành acid purivic được thhực hiện
trong tế bào chất ( không có oxi)


Glucose

2 acid puryvic

MT Không có oxi

LÊN MEN

Thực hiện
trong tế bào
chất

MT Có oxi

HÔ HẤP

Thực hiện
trong ty
thể.hay trên
màng tế bào
chất ở vi
khuẩn







2.2 Hô hấp hiếu khí ( Respiration aerobic)
1.Đònh nghóa:
Hô hấp hiếu khí là quá trình oxyd hóa- khử
cơ chất hưũ cơ hay vô cơ để lấy năng lượng
trong điều kiện có oxy không khí, trong đó oxy
không khí đóng vai trò là chất nhận điện tử
cuối cùng.
Các vi sinh vật cần thiết phải cung cấp Oxi

không khí ( sụt khí, nuôi cấy bề mặt).
EX :nấm mốc.
Vi khuẩn hiếu khí : Bacillus,
Acetobacter, Pseudomonas.......



Cô cheá hoâ haáp hieáu khí


CHUỖI VẬN CHUYỄN HYDRO HAY ĐIỆN TỬ TRONG PHẢN ỨNG OXID HOÙA - KHÖÛ
AH

Tóm
Tắc

NAD

Chất
Hữu
Cơ

Các
Quá.

Sp lên men
O2

FAD

LH

H2O

L + ánh sáng

Lên Men

HT Phát Sáng

Trình
Tao

Quiron
NH3

Năng
Luợng
Ở VSV

NO3Cyt b

N2

CO2

CH4

SO42-

H2S

Hô Hấp Kị Khí

Cytc

Cyta

O2

H2O

Hô Hấp Hiếu Khí


HOÂ HAÁP HIEÁU KHÍ


HOÂ HAÁP KI KHÍ

NO3 so4
N2

H2S

co2
CH4


Leân men röôïu

Leân men lactic



* Hiệu suất ATP trong quá trình hô hấp hiếu khí
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•

Lượng ATP sinh ra từ sự oxyd hóa môt phân tử glucose trong quá
trình
hô hấp hiếu khí có thể được tính như sau:
-Từ con đường glycolyse (chu trình EMP):
Phosphoryl hóa ở mức cơ chất (ATP).... 2ATP
Phosphoryl oxydhóa với 2NADH.......... 6ATP
-Từ sự chyển 2 pyruvat thành 2 acetyl-CoA
Phosphoryl oxyd hóa với 2 NADH........6ATP
-Từ chu trình acid tricarbocylic:
Phosphoryl hóa ơ mức cơ chất (ATP) .. 2 ATP

Phosphoryl oxyd hóa với 6NADH..........18 ATP
Phosphoryl oxyd hóa với 2 FADH2.........4 ATP
_______________________________________________________
___
HIỆU SUẤT CUỐI CÙNG
38 ATP


Hiện tượng phát sáng ở vi sinh vật
• Quá trình hô hấp hiếu khí ở vi sinh vật có
liên quan đến hiện tượng phát sáng của
chúng. Hiện tượng phát sáng ở các vi sinh
vật sống ở biển , sống trên thòt cá đã được
chú ý.
• Vi sinh vật có khả năng phát bao gồm trực
khuẩn G- , các cầu khuẩn và phẩy khuẩn.


•
•

•

•
•
•
•

Cơ chế

Hiện tượng phát sáng có liên quan đến các men FMN, NAD dạng khử,
men luciferase, oxy phân tử và một hợp chất dạng oxyt hóa là luciferin..
Người ta cho rằng men NAD và FMN dạng khử sẽ phản ứng với
luciferase, Oxy phân tử, luciferin. Kết quả là e- trong một số phân tử sẽ được
chuyển vào trạng thái kích thích, và khi chúng chuyển trở lại mức bình
thường sẽ gây hiện tượng phát sáng.
Trong quá trình nầy, thay vì H+ được chuyển đến oxy để tạo thành nước
như trong hô hấp hiếu khí, thì H+ và e- được chuyển đến luciferin để biến
thành luciferin dạng khử . Chất nầy bò oxyd hóa sẽ trở về trạng thái ban đầu
đồng thời phát ra ánh sáng. Đây là một sự lảng phí năng lượng đối với tế
bào.
O2

E + LH2 + ATP
sáng.

E-LH2 - AMP+ Ppi

E + Luciferin- AMP + ánh

Hiện tượng phát sáng chỉ xảy ra khi môi trường có hiện diện của oxy
không khí. Càng có nhiều oxy, cường độ phát sáng càng lớn. Có những vi
sinh vật có thể mẩn cảm được cả với những lượng oxy rất nhỏ. ngøi ta có
thể sử dụng các vi sinh vật nầy như những vi sinh vật chỉ thò đối với sự tồn tại
của oxy.


NADH2

FAD

e-

Luciferin

Luciferase

Cytocrom a

Luciferin- H ( dạng khử)
O2

H2O

Luciferin + Ánh sáng
O2

Cơ chế hiện tượng phát sáng ở VSV