báo cáo tốt nghiệp DINH DƯỠNG CACBON và VAI TRÒ của VI SINH vật TRONG VÒNG TUẦN HOÀN TRONG tự NHIÊN

Bài Báo Cáo Vi Sinh

GVHD: Hà Cẩm Thu

TRƯỜNG: CAO ĐẴNG ĐỨC TRÍ
KHOA: CÔNG NGHỆ SINH HỌC _ MÔI TRƯỜNG
LỚP: 10SH_MT
BÀI BÁO CÁO
VI SINH
ĐỀ TÀI: DINH DƯỠNG CACBON VÀ VAI TRÒ CỦA VI SINH VẬT
TRONG VÒNG TUẦN HOÀN TRONG TỰ NHIÊN

MỤC LỤC
I.

MỞ ĐẦU

II.

DINH DƯỠNG CACBON CỦA VI SINH VẬT

III.

VÒNG TUẦN HOÀN CACBON

III.1. Sự phân giải xenluloza
III.2. Cơ chế của quá trình phân giải xenluloza nhờ vi sinh vật
III.3. Vi sinh vật phân hủy xenluloza
III.4. Sự Phân Giải Tinh Bột
IV.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

V.

DANH SÁCH NHÓM

Nhóm: 01

Lớp:10mt

Trang: 1


Bài Báo Cáo Vi Sinh

GVHD: Hà Cẩm Thu
I.MỞ ĐẦU

Cơ sở vật chất cấu tạo nên tế bào vi sinh vật là các nguyên tố hoá học. Căn
cứ vào mức độ yêu cầu của vi sinh vật đối với các nguyên tố này mà người ta chia
ra thành các nguyên tố đa lượng và các nguyên tố vi lượng. Các nguyên tố chủ yếu
bao gồm: C, H, O, N, P, S, K, Mg, Ca và Fe. Trong số này có 6 loại chủ yếu (chiếm
đến 97% trọng lượng khô của tế bào vi sinh vật), đó là C, H, O, N, P và S
Bảng I.1: Lượng chứa trung bình các loại nguyên tố chủ yếu trong tế bào
một số nhóm vi sinh vật (% trọng lượng khô)
Nguyên
tố

Vi

Nấm

khuẩn

men

Nấm
sợi

C

~50

~50

~48

H

~8

~7

~7

O

~20

~31

~40

N

~15

~12

~5

P

~3

-

-

S
~1
Theo các tài liệu của Tempest (1969), Pirt (1975) và Herbert (1976) thì
thành phần trung bình của các nguyên tố tạo nên tế bào vi sinh vật nói chung là như
sau:
Bảng I.2: Thành phần các nguyên tố cấu tạo nên sinh khối tế bào

Nguyên

% trọng lượng khô*

tố

Các nguồn dinh dưỡng điển
hình được sử dụng cho sinh trưởng

Trung
bình

Biên VSV trong môi trường
độ

C

50

45-58

CO2, hợp chất hữu cơ

O

21

18-31

H20, 02, các hợp chất hữu cơ

N

12

5-17

NH3, NO3-, các hợp chất hữu

H

8

6-8

P

3

1.2-

S

1

Nhóm: 01

cơ chứa N

10

Nước, các hợp chất hữu cơ.
Phosphate và các hợp chất chứa

Lớp:10mt

Trang: 2


Bài Báo Cáo Vi Sinh

GVHD: Hà Cẩm Thu

K

1

0.3- P.

Mg

0.5

Ca

1

0.2-5 chứa S.

Cl

0.5

0.1-

Fe

0.5

Na

1

Những

0.5

1.3

SO4-2, H2S, và các hợp chất

1.1

Mg2+
0.02-

2.0

Ca2+
Cl-

nguyên tố
khác,Mo, Ni,

K+ (có thể thay thế bằng Rb+)

0.015.0

Fe3+, Fe2+ và phức chất của Fe
Na+

Co, Mn, Zn, ..

Lấy từ các ion vô cơ khác

Trong đó cacbon đóng vai trò quan trọng nhất, chiếm phần lớn trọng lượng
của tế bào.
II . DINH DƯỠNG CACBON CỦA VI SINH VẬT
Khái niệm dinh dưỡng cacbon của vi sinh vật
Là nguồn vật chất cung cấp C trong quá trình sinh trưởng của vi sinh vật.
Trong tế bào nguồn C trải qua một loạt quá trình biến hoá hoá học phức tạp sẽ biến
thành vật chất của bản thân tế bào và các sản phẩm trao đổi chất. C có thể chiếm
đến khoảng một nửa trọng lượng khô của tế bào. Đồng thời hầu hết các nguồn C
trong các quá trình phản ứng sinh hoá còn sinh ra trong tế bào nguồn năng lượng
cần thiết cho hoạt động sống của vi sinh vật. Một số vi sinh vật dùng CO2 làm
nguồn C duy nhất hay chủ yếu để sinh trưởng, khi đó nguồn C không phải là nguồn
sinh năng lượng.
Trong tự nhiên cacbon tồn tại ở 2 dạng chính là :
1.1. Vô cơ: tồn tại chủ yếu ở các dạng CO2,CO32-, các dạng cacbon đơn
chất như kim cương, các loại than,....
1.2. Hữu cơ: tồn tại trong xác động vật , thực vật, vi sinh vật. Trong các sản
phẩm có nguồn gốc sinh vật như:acid axetic,...trong các nguồn nguyên liệu, nhiên
liệu như CH4 ,...trong các hợp chất hữu cơ sinh ra bằng con đường hóa tổng hợp:
thuốc nổ TNT, benzen,...

Nhóm: 01

Lớp:10mt

Trang: 3


Bài Báo Cáo Vi Sinh

GVHD: Hà Cẩm Thu

Vi sinh vật sử dụng một cách chọn lọc các nguồn C. Đường nói chung là
nguồn C và nguồn năng lượng tốt cho vi sinh vật. Nhưng tuỳ từng loại đường mà vi
sinh vật có những khả năng sử dụng khác nhau. Ví dụ trong môi trường chứa
glucose và galactose thì vi khuẩn Escherichia coli sử dụng trước glucose (gọi là
nguồn C tốc hiệu) còn galactose được sử dụng sau (gọi là nguồn C trì hiệu). Hiện
nay trong các cơ sở lên men công nghiệp người ta sử dụng nguồn C chủ yếu là
glucose, saccharose, rỉ đường (phụ phẩm của nhà máy đường) tinh bột (bột ngô, bột
khoai sắn...), cám gạo, các nguồn cellulose tự nhiên hay dịch thuỷ phân cellulose.
Năng lực đồng hoá các nguồn C ở các vi sinh vật khác nhau là không giống
nhau. Có loài có khả năng sử dụng rộng rãi nhiều nguồn C khác nhau, nhưng có loài
khả năng này rất chọn lọc. Chẳng hạn vi khuẩn Pseudomonas có thể đồng hoá được
tới trên 90 loại hợp chất C, nhưng các vi khuẩn thuộc nhóm dinh dưỡng methyl
(methylotrophs) thì chỉ đồng hoá được các hợp chất 1C như methanol, methane...
Các nguồn cacbon mà vi sinh vật sử dụng
Vi sinh vật sử dụng được hầu hết tất cả các nguồn cacbon trừ kim cương.
Nguồn C chủ yếu được vi sinh vật sử dụng gồm có đường, acid hữu cơ,
rượu, lipid, hydrocarbon, CO2, carbonat...
Bảng 2.1: Nguồn C được vi sinh vật sử dụng
Nguồn C

Đường

Các dạng hợp chất
glucose, fructose, maltose, saccharose, tinh bột,
galactose, lactose, mannite, cellobiose, cellulose,

Acid hữu cơ

hemicellulose, chitin...
acid lactic, acid citric, acid fumaric, acid béo bậc cao,

Rượu
Lipid
Hydrocarbon
Carbonate
Các nguồn C

acid béo bậc thấp, aminoacid...
Ethanol
lipid, phospholipid
khí thiên nhiên, dầu thô, dầu paraffin
NaHCO3, CaCO3, đá phấn
Hợp chất nhóm thơm, cyanide, protein, pepton, acid

khác

Nhóm: 01

nucleic...

Lớp:10mt

Trang: 4


Bài Báo Cáo Vi Sinh

GVHD: Hà Cẩm Thu

Hình 2.2: Sản lượng sinh trưởng tối ưu khi vi sinh vật dị dưỡng
sử dụng các nguồn C khác nhau
Nguồn carbon thường được sử dụng trong công nghiệp lên men là rỉ đường
(molasses). Sự khác nhau giữa rỉ đường mía và rỉ đường củ cải được thấy rõ trong
bảng 2.3
Bảng 2.3: Thành phần hóa học của rỉ đường củ cải và rỉ đường mía
Thành phần

Tỷ lệ

Rỉ đường
củ cải

Rỉ đường
mía

Đường tổng số
Chất hữu cơ khá

%
%

48-52
2-17

48-56
9-12

Protein (N x 6,25)
K
Ca
Mg

%
%
%
%

6-10
2-7
0,1-0,5
khoảng

2-4
1,5-5,0
0,4-0,8
khoảng

đường

0,09

P
Biotin
Acid pantoteic
Inositol
Tiamin

Nhóm: 01

%
mg/kg
mg/kg
mg/kg
mg/kg

Lớp:10mt

0,06
0,02-0,07
0,02-0,15
50-110
5000-8000
khoảng 1,3

0,6-2,0
1,0-3,0
15-55
2500-6000
khoảng 1,8

Trang: 5

Bài Báo Cáo Vi Sinh

GVHD: Hà Cẩm Thu

Tỷ lệ các nguyên tố trong các hợp chất cao phân tử ở vi sinh vật có thể thấy
rõ trong bảng sau đây:
Bảng 2.4: Tỷ lệ các nguyên tố trong các cao phân tử ở tế bào vi sinh vật

Thành phần

% trọng lượng

%C

%H

%O

%N

%S

%P

15c-

53

7

23

16

1

-

5c –

36

4

34

17

-

10

1c –

36

4

34

17

-

10

0g –

47

6

40

7

-

-

0i-

67

7

19

2

-

5

0h-

55

10

30

2

-

3

0-

77

12

11

-

-

-

0l-

28

5

52

-

-

15

0-

28

6

49

-

-

-

0-

45

7

37

-

-

-

0-

56

9

23

-

-

-

0-

68

-

61

-

-

39

0-10

-

15

25

27

-

-

khô
Trung

bình

Biên
độ dao
động

Protein

55
75

RNAd

21
30e

DNAd

3
5f

Peptidoglycan

3
20h

Phospholipit

9
15

Lipopolysaccharide

3
4j

Lipit trung tính

45k

Acid Teichoic

5d

Glycogen

3
50k

PHB

80k

PHA (C8)m

60k

Polyphosphatd

20n

Cyanophycino

Nhóm: 01

-

Lớp:10mt

Trang: 6


Bài Báo Cáo Vi Sinh

GVHD: Hà Cẩm Thu

Theo Herbert (1976). Các thông số được thu nhận từ các vi sinh vật khác
nhau, không điển hình cho một nhóm nào.
Ở E. coli (trong pha sinh trưởng log). Theo Neidhardt et al. (1990).
Các tế bào có nguồn dự trữ C.
Bao gồm các cao phân tử như ARN, ADN, polyphosphate hoặc một số thành
phần của thành tế bào.
Tại mức độ có tỷ lệ sinh trưởng cao.
Các tế bào sinh trưởng chậm.
Các loài ký sinh không có thành tế bào.
Vi khuẩn Gram(+).
Các chủng thay thế nguồn phospholipid bằng các chất tương tự chứa P tự do,
trong điều kiện hạn chế nguồn P
Vi khuẩn Gram(-)
Các tế bào trong điều kiện hạn chế nguồn N.

Hạn chế nguồn P.
PHA (polyhydroxyaldehyde) chứa 3-hydroxyoctanoic acid.
Một số nấm men và vi khuẩn.
Một số vi khuẩn lam có nguồn dự trữ N cyanophycin
Nguồn thức ăn cacbon của vi sinh vật
Căn cứ vào nguồn thức ăn cacbon mà người ta chia vi sinh vật thành các
nhóm sinh lý sau đây:
* Nhóm 1: Tự dưỡng
- Tự dưỡng quang năng: Nguồn C là CO2, nguồn năng lượng là ánh sáng.
- Tự dưỡng hoá năng: Nguồn C là CO2, nguồn năng lượng là một số hợp
chất vô cơ đơn giản.
Các vi sinh vật thuộc kiểu dinh dưỡng này có khả năng đồng hóa CO2 hoặc
các muối cacbonat để tạo nên các hợp hất caccbon hữu cơ của cơ thể. Một số loài
như vi khuẩn nitrat hóa chỉ có thể sống trên nguồn cacbon vô cơ là CO2 hoặc muối
là cacbonat gọi là tự dưỡng bắt buộc. Một số có khả năng sống trên nguồn cacbon
vô cơ hoặc hữu cơ gọi là tự dưỡng không bắt buộc.
* Nhóm 2: Dị dưỡng

Nhóm: 01

Lớp:10mt

Trang: 7


Bài Báo Cáo Vi Sinh

GVHD: Hà Cẩm Thu

- Dị dưỡng quang năng: Nguồn C là chất hữu cơ ..., nguồn năng lượng là ánh

sáng, ví dụ ở vi khuẩn không lưu huỳnh màu tía.
- Dị dưỡng hoá năng: Nguồn C là chất hữu cơ, nguồn năng lượng là từ sự
chuyển hoá trao đổi chất của chất nguyên sinh của một cơ thể khác. Ví dụ ở động
vật nguyên sinh, nấm, một số vi khuẩn.
- Hoại sinh: Nguồn C là chất hữu cơ. Nguồn năng lượng là từ sự trao đổi chất
của chất nguyên sinh các xác hữu cơ. Ví dụ ở nhiều nấm, vi khuẩn.
- Ký sinh: Nguồn C là chất hữu cơ. Nguồn năng lượng là lấy từ các tổ chức
hoặc dịch thể của một cơ thể sống. Ví dụ các vi sinh vật gây bệnh cho người, động
vật, thực vật.
Như vậy là tuỳ nhóm vi sinh vật mà nguồn cacbon được cung cấp có thể là
chất vô cơ (CO2, NaHCO3, CaCO3 ...) hoặc chất hữu cơ. Giá trị dinh dưỡng và khả
năng hấp thụ các nguồn thức ăn cacbon khác nhau phụ thuộc vào 2 yếu tố : một là
thành phần hoá học và tính chất sinh lý của nguồn thức ăn này, hai là đặc điểm sinh
lý của từng loại vi sinh vật. Trên thế giới hầu như không có hợp chất cacbon hữu cơ
nào mà không bị hoặc nhóm vi sinh vật này hoặc nhóm vi sinh vật khác phân giải.
Không ít vi sinh vật có thể đồng hóa được cả các hợp chất cacbon rất bền vững như
cao su, chất dẻo, dầu mỏ, parafin, khí thiên nhiên. Ngay focmon là một hoá chất
diệt khuẩn rất mạnh nhưng cũng có nhóm nấm sợi sử dụng làm thức ăn.
Nhiều chất hữu cơ vì không tan được trong nước hoặc vì có khối lượng phân
tử quá lớn cho nên trước khi được hấp thụ, vi sinh vật phải tiết ra các enzim thuỷ
phân (amilaza, xenlulaza, pectinaza, lipaza ...) để chuyển hoá chúng thành các hợp
chất dễ hấp thụ (đường, axit amin, axit béo ...)
Người ta thường sử dụng đường để làm thức ăn cacbon khi nuôi cấy phần
lớn các vi sinh vật dị dưỡng. Cần chú ý rằng đường đơn ở nhiệt độ cao có thể bị
chuyển hoá thành loại hợp chất có màu tối gọi là đường cháy rất khó hấp thụ. Trong
môi trường kiềm sau khi khử trùng đường còn dễ bị axit hoá và làm biến đổi pH
môi trường. Để tránh các hiện tượng này khi khử trùng môi trường chứa đường
người ta thường chỉ hấp ở áp lực 0,5 atm (112,50C) và duy trì trong 30 phút. Với
các loại đường đơn tốt nhất là nên sử dụng phương pháp hấp gián đoạn (phương
pháp Tyndal) hoặc lọc riêng dung dịch đường (thường dùng nồng độ 20%) bằng nến

Nhóm: 01

Lớp:10mt

Trang: 8


Bài Báo Cáo Vi Sinh

GVHD: Hà Cẩm Thu

lọc hoặc màng lọc vi khuẩn sau đó mới dùng thao tác vô trùng để bổ sung vào các
môi trường đã khử trùng.
Khi chế tạo các môi trường chứa tinh bột trước hết phải hồ hoá tinh bột ở
nhiệt độ 60 - 700C sau đó đun sôi rồi mới đưa đi khử trùng ở nồi hấp áp lực.
Xenlulozơ được đưa vào các môi trường nuôi cấy vi sinh vật phân giải
xenlulozơ dưới dạng giấy lọc, bông hoặc các loại bột xenlulozơ (cellulose powder,
avicel ...)
Khi sử dụng lipit, parafin, dầu mỏ ... để làm nguồn cacbon nuôi cấy một số
loại vi sinh vật phải thông khí mạnh để cho từng giọt nhỏ có thể tiếp xúc được với
thành tế bào từng vi sinh vật.
Để nuôi cấy các loại vi sinh vật khác nhau người ta dùng các nồng độ đường
không giống nhau. Với vi khuẩn, xạ khuẩn người ta thường dùng 0,5 - 0,2% đường
còn đối với nấm men, nấm sợi lại thường dùng 3 - 10% đường.
Hầu hết vi sinh vật chỉ đồng hoá được các loại đường ở dạng đồng phân D.
Cũng may là phần lớn các đồng phân của đường đơn trong tự nhiên đều là thuộc
loại D chứ không phải loại L.
Các hợp chất hữu cơ chứa cả C và N (pepton, nước thịt, nước chiết ngô,
nước chiết nấm men, nước chiết đại mạch, nước chiết giá đậu ...) có thể sử dụng

vừa làm nguồn C vừa làm nguồn N đối với vi sinh vật.
Phạm vi đồng hoá các nguồn thức ăn cacbon của từng loài vi sinh vật cụ thể
rất khác nhau. Có thực nghiệm cho thấy loài vi khuẩn Pseudomonas cepacia có thể
đóng hoá trên 90 loại nguồn thức ăn cacbon khác nhau, trong khi đó các vi khuẩn
sinh mêtan chỉ có thể đồng hoá được CO2 và vài loài hợp chất chứa 1C hoặc 2C mà
thôi.
Với vi sinh vật dị dưỡng nguồn thức ăn cacbon làm cả hai chức năng : nguồn
dinh dưỡng và nguồn năng lượng.
Một số vi khuẩn dị dưỡng, nhất là các vi khuẩn gây bệnh sống trong máu,
trong các tổ chức hoặc trong ruột của người và động vật muốn sinh trưởng được
ngoài nguồn cacbon hữu cơ còn cần phải được cung cấp một lượng nhỏ CO2 thì
mới phát triển được.
Trong công nghiệp lên men nguồn rỉ đường là nguồn cacbon rẻ tiền và rất
thích hợp sử dụng đối với nhiều loại vi sinh vật khác nhau.
Nhóm: 01

Lớp:10mt

Trang: 9


Bài Báo Cáo Vi Sinh

GVHD: Hà Cẩm Thu

Bảng 2.5. Thành phần hoá học của rỉ đường mía và rỉ đường củ cải
Thành phấn

Tỷ lệ

Rỉ đường củ
cải

Rỉ đường
mía

Đường tổng số
Chất hữu cơ khác

%
%

48 – 52
12 – 17

48 – 56
9 – 12

Protein (N x 6,25)
Kali
Canxi
Magie
Photpho
Biotin
Axit pantotenic
Inozitol
Tiamin
Dựa vào nguồn năng lượng

%

%
%
%
%
Mg/kg
Mg/kg
Mg/kg
Mg/kg

6 – 10
2,0 - 7,0
0,1 - 0,5
khoảng 0,09
0,02 - 0,07
0,02 - 0,15
50 – 110
5000 - 8000
khoảng 1,3

2–4
1,5 - 5,0
0,4 - 0,8
khoảng 0,06
0,6 - 2,0
1,0 - 3,0
15 -55
2500 – 6000
khoảng 1,8

đường

Dựa vào nguồn năng lượng người ta chia các kiểu dinh dưỡng của vi sinh
vật thành các loại sau:
+dinh dưỡng quang năng
Vi sinh vật thuộc nhóm này có khả năng sử dụng trực tiếp năng lượng của
ánh sáng mặt trời.thuộc nhóm này có 2 nhóm nhỏ:
a/ dinh dưỡng quang năng vô cơ: (còn gọi là tự dưỡng quang năng)
Vi sinh vật thuộc nhóm này có khả năng dùng các chất vô cơ ngoại bào để
làm nguồn cung cấp electron cho quá trình tạo năng lượng của tế bào. Thuộc nhóm
này bao gồm các loại vi khuẩn lưu huỳnh.chúng sử dụng các hợp chất lưu huỳnh
làm nguồn cung cấp electron trong các phản ứng tạo thành ATP của cơ thể.
b/ dinh dưỡng quang năng hữu cơ:
vi sinh vật thuộc nhóm này có khả năng dùng các chất hữu cơ làm nguồn
cung cấp electron cho quá trình hình thành ATP của tế bào.
Vi sinh vật thuộc cả 2 nhóm trên đều có sắc tố quang hợp,chính nhờ sắc tố
quang hợp mà vi sinh vật thuộc nhóm này có khả năng hấp thụ năng lượng mặt trời
chuyển hóa thành năng lượng hóa học tích lũy trong phân tử ATP. Sắc tố quang hợp
ở vi khuẩn không phải clorofil như ở cây xanh mà bao gồm nhiều loại khác nhau
như bacterilchlorifila,b,c,d….. mỗi loại có một phổ hấp thụ ánh sán riêng.
+ Dinh dưỡng hóa năng
Nhóm: 01

Lớp:10mt

Trang: 10


Bài Báo Cáo Vi Sinh

GVHD: Hà Cẩm Thu

Vi sinh vật thuộc kiểu dinh dưỡng hóa năng có khả năng sử dụng năng lượng
chứa trong các hợp chất hóa học có trong môi trường để tạo thành nguồn năng
lượng của bản thân.
c/ Dinh dưỡng hóa năng vô cơ
Vi sinh vật thuộc kiểu dinh dưỡng hóa năng vô cơ còn gọi là nhóm tự dưỡng
hóa năng.
Nó có khă năng sử dụng năng lượng sinh ra trong quá trình oxi hóa một chất
vô cơ nào đó để đồng hóa CO2 trong không khí tạo thành các chất hữu cơ của tế
bào.trong trường hợp này chất cho electron là chất vô cơ, chất nhận electron là oxi
hoặc một chất vô cơ khác
Trong số các vi khuẩn hiếu khí thuộc nhóm này có nitrosomonas, nitrobacter,
thiobacillus…. Vi khuẩn kị khí gồm có thiobacillus denitrificant, micrococcus
denitroficans…
d/ Dinh dưỡng hóa năng hữu cơ
vi sinh vật thuộc kiểu dinh dưỡng này còn gọi là nhóm dị dưỡng hóa
năng.chúng sử dụng hợp chất hữu cơ trong môi trường làm cơ chất oxi hóa sinh
năng lượng. trong trường hợp này,chất cho electron của những vi sinh vật hiếu khí
là oxi,ở những vi sinh vật kị khí là chất hữu cơ hoặc vô cơ.
ở trường hợp chất nhận electron là chất hữu cơ. Người ta thường gọi là quá
trình lên men. Trường hợp chất nhận electron là chất vô cơ người ta mới chỉ phát
hiện ở 2 loại vi khuẩn:vi khuẩn phản nitrat hóa, chất nhận điện tử là NO3-, vi khuẩn
phản sunfat hóa chất nhận điện tử là SO42-.2 trường hợp này còn gọi là hô hấp
nitrat và hô hấp sunfnat
III/ VÒNG TUẦN HOÀN CÁC BON
Môi trường đất, nước và không khí được liên kết thông qua chu trình Cacbon
(C) nhờ quá trình quang hợp, góp phần làm giảm hàm lượng CO2 trong khí quyển.
Các quá trình chính trong chu trình tuần hoàn C gồm quá trình quang hợp, quá trình
phân hủy các sản phẩm bài tiết. Ngoài ra còn có quá trình hô hấp, quá trình khuyếch
tán khí CO2 trong khí quyển.

Vòng tuần hoàn Cacbon trong tự nhiên
Khí quyển là nguồn cung cấp C chính trong chu trình tuần hoàn C (chủ yếu ở dưới

Nhóm: 01

Lớp:10mt

Trang: 11


Bài Báo Cáo Vi Sinh

GVHD: Hà Cẩm Thu

dạng CO2). CO2 đi vào hệ sinh thái nhờ quá trình quang hợp và trở lại khí quyển
nhờ quá trình hô hấp và quá trình đốt cháy.
Thực vật lấy khí cacbonic (CO2) từ không khí dưới tác dụng của ánh sáng
mặt trời tạo ra chất hữu cơ.
những biến đổi cho phép cacbon chuyển từ trạng thái khoáng sang trạng thái
hữu cơ và ngược lại. CTC qua bốn giai đoạn: cấu tạo (chu trình sinh, địa, hoá học),
tái tạo - tiêu thụ, phân giải và dự trữ. 1) Giai đoạn cấu tạo: thực vật có diệp lục có
khả năng chuyển hoá khí cacbonic phân tán trong khí quyển hoặc kết hợp trong
nước thành cacbon hữu cơ, tức là từ khí cacbonic chế tạo các chất hữu cơ (gluxit,
lipit, vv.). Sự chuyển hoá này là hiệu quả của quang hợp. Người ta đã đánh giá là
hằng năm có khoảng 500 tỉ tấn khí cacbonic được chuyển vào các cơ thể sinh vật. 2)
Giai đoạn tái tạo - tiêu thụ: những động vật, thực vật không có chất diệp lục, nấm…
tiêu thụ cây xanh hoặc động vật khác để sinh sống. Chúng có thể là động vật ăn thịt,
sinh vật kí sinh hay hoại sinh và chỉ có thể sử dụng cacbon dưới dạng hữu cơ.
Chúng chuyển phần tử cacbon hữu cơ thành yếu tố hữu cơ đơn giản do tế bào đồng
hoá rồi tập hợp thành những hợp chất hữu cơ đặc hiệu. Tế bào lấy năng lượng cần

thiết cho sự sống của chúng từ hợp chất có cacbon (gluxit, lipit) và giải phóng khí
cacbonic qua phổi (động vật ở cạn), mang (động vật ở nước), bề mặt thân thể (các
cây xanh giải phóng khí cacbonic trong quá trình hô hấp). Như thế, cacbon luân
chuyển trong giới sinh vật qua chuỗi thức ăn và vào mỗi giai đoạn của chuỗi này lại
được giải phóng vào khí quyển hay vào nước dưới dạng khí cacbonic. 3) Giai đoạn
phân giải: chất hữu cơ thực vật không được tiêu thụ, cặn bã và xác động vật trở lại
đất, ở đó chúng được vi sinh vật hoại sinh khoáng hoá. Giai đoạn này gồm vô số
chuỗi thức ăn, trong đó vi sinh vật nối tiếp nhau, sử dụng cặn bã của giai đoạn trước
làm nguồn năng lượng và giải phóng khí cacbonic. Một số chất như protein, đường
được số lớn vi sinh vật tiêu thụ và phân giải nhanh, một số khác như xenlulozơ và
licnin chố
III.1 Sự phân giải xenluloza
Xenluloza là thành phần chủ yếu của màng tế bào thực vật.hàng ngày,hàng
giờ, một lượng lớn xenluloza được tích lũy trong đất

Nhóm: 01

Lớp:10mt

Trang: 12


Bài Báo Cáo Vi Sinh

GVHD: Hà Cẩm Thu

Xenluloza co cấu tạo dạng sợi,có cấu trúc phân tử là một polyme mạch
thẳng,mà mỗi đơn vị là một polysacarit gọi là xenlobioza.xenlobioza có cấu trúc từ
2 phân tủ D-glucoza . cấu trúc bậc 2 và bậc 3 rất phức tạp.thành cấu trúc dạng lớp
gắn với nhau bằng lưc liên kết hidro. Lực liên kết hidro trùng hợp nhiều lần nên rất

bền vững, bởi vậy xenluloza là hợp chất khó phân giải
III.2. Cơ chế của quá trình phân giải xenluloza nhờ vi sinh vật
Xenluloza là một cơ chất không hòa tan, khó phân giải. bởi vậy vi sinh vật
phân hủy xenluloza phải có một hệ enzym gồm 4 loại enzym khác nhau
Enzym: + C1 : xenlulobiohydrolaza
+Cx : endoglocanaza và exogluconaza
+ β : glucosidaza
C1
Cx
Xenluloza(tự nhiên) → xenluloza(vô định hình) → xenlobioza
− glu cos ilaza
β
 → glucoza

III.3. Vi sinh vật phân hủy xenluloza
Trong tự nhiên có nhiêu nhóm vi sinh vật có khả năng phân hủy xenluloza
nhờ có hệ enzim xenluloza ngoại bào. Trong đó vi nấm là nhóm có khả năng phân
giai mạnh vì nó tiết ra môi trường một lượng lớn enzim đầy đu các thành phần. Các
nấm mốc có hoạt tính phân giải xenlulozo đáng chú ý là tricoderma
Trong nhóm vi nấm ngoại tricoderma có nhiều giống khác có khả năng phân
giải xenluloza như aspergillus, fusarium, mucor.vv.........
Nhiều loại vi khuẩn củng có khả năng phân hủy xenlulozo, tuy nhiên cương
độ không mạnh bằng vi nấm nguyên nhân là do số lượng enzim tiết ra môi trường
thường nhỏ hơn , thành phần các loại enzim không đầy đủ
Nhóm vi khuẩn hiếu khí bao gồm Pseudomonas, xenlulomonas,
Achromobacter.
Nhóm vi khuẩn kị khí bao gồm clostridium và đặc biệt là nhóm vi khuẩn
sống trong dạ cỏ của động vật nhai lại. Chính nhờ nhóm vi khuẩn này mà trâu bò có
thể sử dụng được xenlulozo trong cỏ rơm rạ làm thức ăn. Đó là nhửng càu khuẩn
thuộc chi ruminococcus có khả năng phân hủy xenluloza và các acid hữu cơ.

Ngoài vi nấm và vi khuẩn xạ khuẩn và niêm vi khuẩn củng có khả năng phân
hủy xenluloza. Người ta thường dùng xạ khuẩn đặc biệt là chi Streptomyces trong
viêc phân hủy rác thải sinh hoạt
Nhóm: 01

Lớp:10mt

Trang: 13


Bài Báo Cáo Vi Sinh

GVHD: Hà Cẩm Thu

III.4. Sự Phân Giải Tinh Bột
1. tinh bột trong tự nhiên
- tinh bột là chất dự trữ chủ yếu của thực vật
- nhóm vi sinh vật phân hủy tinh bột sống ở trong đất sẽ tiến hành phân hủy
chất hữu cơ này thành các hợp chất hữu cơ đơn giản chủ yếu là đường và các acid
hưu cơ.
Tinh bột gồm hai thành phần amilo và amipectin. Amilo là những chuổi
không phân nhánh bao gồm hàng trăm đơn vị glucoza liên kết với nhau bằng dãy
nối 1,4 glucozit. Amilopectin là chuỗi phân nhánh. Các đơn vị glucoza liên kết với
nhau bằng dây nối 1,4 và 1,6 glucozit ( liên kết 1,6 glucozit tại chổ phân nhánh)
amilose

amilosepectin

2. cơ chế phân giải tinh bột nhờ vi sinh vật

Nhóm: 01

Lớp:10mt

Trang: 14


Bài Báo Cáo Vi Sinh

GVHD: Hà Cẩm Thu

vi sinh vật phân giải tinh bột có khả năng tiết ra môi trường hệ enzim
amilaza bao gồm 4 enzim

-amiaza

amilo 1,6glucosidaza

glucoamilaza
-amilaza

-amiaza
glucoamilaza

-amilaza

-amilaza

-amiaza
-amilaza

3. Vi sinh vật phân giải tinh bột
Trong đất có nhiều loại vi sinh vật phân giải tinh bột. Một số vi sinh vật có
khả năng tiết ra môi trường đầy đủ các loại enzim amilaza. Như một số vi nấm : các
chi Aspergilus, fusarius, Rhizopus.. trng đó nhóm vi khuẩn: chi bacillus, cytophaga,
pseudomonas.... xạ khuẩn củng có một số chi củng có khả năng phân giải tinh bột.
Đa số các vi sinh vật không có khả năng tiết đầy đủ hệ enzim amilaza phân
hủy tinh bột. Chúng chỉ có thể tiết ra môi trường một hoặc một vài men trong hệ đó.
III.5. Sự phân giải đường đơn
Kết quả của quá trình phân giải xenluloza và tinh bọt đều tạo thành đường
đơn ( đường 6 cacbon ) đường đơn tích lũy trong đất được tiếp tục phân giải các
nhóm vi sinh vật phân giải đường. Có hai nhóm vi sinh vật phân giải nhóm hiếu khí
và nhóm lên men.

Nhóm: 01

Lớp:10mt

Trang: 15


Bài Báo Cáo Vi Sinh

GVHD: Hà Cẩm Thu
Cấu tạo phân tử đường đơn

C6H12O6

1. Sự phân giải đường nhờ các quá trình lên men
Sự phân giải đường nhờ các quá trình lên men là những chất hữu cơ chưa

được oxy hóa triệt để. Dựa vào các sản phẩm sinh ra nguoif ta đặt tên cho các quá
trình đó là: quá trình lên men etylic, quá trình lên men lastic …
2. sự phân giải đường nhờ các quá trình oxy hóa
-

ngoài các quá trình lên men trong tự nhiên còn có các nhóm vi sinh vật có

khả năng phân giải đường bằng con đường oxy hóa.
-

Đó là các nhóm vi sinh vật hiếu khí có khả năng phân hủy triệt để đường

glucoza qua chu trình krebs. Sản phẩm của quá trình hiếu khí không phải là các chất
hữu cơ như ở các quá trình lên men.
3. Sự Cố Định
-

Là quá trình quang hợp của cây xanh và sinh vật tự dưỡng quang năng .

Quá trình chuyển hóa chất hữu cơ là sản phẩm của quá trình quang hợp.
6CO2 +6H2O -> C6H12O6 + 6O2
IV. TÀI LIỆU THAM KHẢO
/> />%20cacbon.html
/> />
Nhóm: 01

Lớp:10mt

Trang: 16

Bài Báo Cáo Vi Sinh

GVHD: Hà Cẩm Thu

V. DANH SÁCH NHÓM 01 LỚP : 10MT
1. Nguyễn Tuấn Anh
2. Trần Thị Bích
3. Nguyễn Văn Cường
4. Bùi Tiến Đạt
5. Lê Thị Dung
6. Nguyễn Trường Duy
7. Khà Bích Hạnh
8. Kim Thị Kiều Hảo
9. Tần Khắc Hùng
10. Trần Hà Hưng
11. Võ Ngọc Hưng
12. Bùi Thị Hương
13. Lê Thị Lài
14. Nguyễn Thành Mẫn
15. Đỗ Thị Kim ngân
16. Bùi Thị Nhài
17. Bùi Văn Nhẫn
18. Phạm Văn Nhanh
19. Lê Thị nhung
20. Trần Thị minh Phúc

Nhóm: 01

Lớp:10mt

Trang: 17