Khảo sát môi trường tăng trưởng tối ưu và kiểm tra định tính lipid của vi tảo Tetraselmis

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG
KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG






LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP




KHẢO SÁT MÔI TRƯỜNG TĂNG TRƯỞNG TỐI
ƯU VÀ KIỂM TRA ĐỊNH TÍNH LIPID
CỦA VI TẢO TETRASELMIS







Ngành : CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Sinh viên thực hiện : CAO HOÀNG SƠN
Giáo viên hướng dẫn : ThS. LÊ THỊ MỸ PHƯỚC
Niên khóa : 2004 - 2009

TP. HỒ CHÍ MINH, 08/2010
LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn này, em xin gởi lời cảm ơn chân thành tới toàn thể các
thầy cô trong bộ môn Công Nghệ Sinh Học, các thầy cô trong khoa Khoa Học Ứng
Dụng trường ĐH Tôn Đức Thắng, đã tận tình dạy dỗ giúp đỡ em trong suốt quá trình
học tập tại trường.
Em xin gửi đến cô, ThS. Lê Thị Mỹ Phước , lời cảm ơn sâu sắc nhất. Cô đã
truyền đạt cho em những kiến thức, hướng dẫn và tạo điều kiện thuận lợi nhất để em
hoàn thành luận văn này.
Xin chân thành cảm ơn anh Trương Huy Hoàng, người đã trực tiếp hướng dẫn
và tận tình chỉ bảo trong suốt quá trình thực hiện luận văn
Chân thành cảm ơn Các anh chị trong phòng thí nghiệm chuyển hóa sinh học -
Đại học Khoa Học Tự Nhiên đã tận tình góp ý, chỉ bảo và tạo điều kiện thuận lợi cho
em từ khi mới vào phòng cho đến lúc hoàn thành luận văn.
Con xin cảm ơn ba mẹ, cảm ơn dì Minh cùng đại gia đình đã là nguồn động
viên tinh thần lớn giúp con vượt qua giai đoạn khó khăn này.
Tôi xin gửi lời cảm ơn đến:
Các bạn lớp 08SH và các em lớp 09SH đã quan tâm, ủng hộ, hỗ trợ và đóng
góp ý kiến trong quá trình thực hiện luận văn.
Chân thành cảm ơn bạn Lê Ngọc Tuấn đã đồng hành cùng tôi trong suốt thời
gian qua!
Mặc dù đã nỗ lực, cố gắng hoàn thiện đề tài nhưng không tránh khỏi những sai
sót. Rất mong sẽ nhận được những lời góp ý từ quý thầy cô, các anh chị và các bạn
để đề tài được hoàn chỉnh hơn.
Xin chân thành cảm ơn!

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2010

Cao Hoàng Sơn
Luận văn tốt nghiệp đại học khóa 08

SVTH: Cao Hoàng Sơn


Ngành công nghệ sinh học nông nghiệp

i
MỤC LỤC
Trang
Mục lục ........................................................................................................................... i
Danh mục bảng .................................................................................................................... v
Danh mục hình..................................................................................................................... vi
Danh mục biểu đồ .............................................................................................................. vii

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề ............................................................................................. 1
1.2. Mục tiêu đề tài...................................................................................... 2
CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Giới thiệu chung về tảo ................................................................................ 3
2.1.1. Các dạng cấu trúc cơ thể. ............................................................................. 3
2.1.1.1. Cấu trúc đơn giản............................................................................................ 3
2.1.1.2. Cấu trúc amíp.................................................................................................. 4
2.1.1.3. Cấu trúc palmella ............................................................................................ 4
2.1.1.4. Cấu trúc hạt ..................................................................................................... 4

2.1.1.5. Cấu trúc dạng sợi ............................................................................................ 4
2.1.1.6. Cấu trúc dạng bản ........................................................................................... 5
2.1.1.7. Cấu trúc ống (siphon) ..................................................................................... 5
2.1. 2. Thành phần cấu tạo. ..................................................................................... 5
2.1.2.1. Màng tế bào .................................................................................................... 5
2.1.2.2. Chất nguyên sinh ............................................................................................ 6
2.1.2.3. Thể màu và chất dự trữ ................................................................................... 6
2.1.2.4. Không bào....................................................................................................... 6
2.1.2.5. Roi .................................................................................................................. 7
2.1.2.6. Điểm mắt. ...................................................................................................... 7
2.1.3 Sinh sản ......................................................................................................... 7
2.1.3.1 Sinh sản sinh dưỡng. ....................................................................................... 7
2.1.3.2. Sinh sản vô tính .............................................................................................. 8
Luận văn tốt nghiệp đại học khóa 08

SVTH: Cao Hoàng Sơn


Ngành công nghệ sinh học nông nghiệp

ii
2.1.3.3. Sinh sản hữu tính ........................................................................................... 8
2.1.4. Dinh dưỡng ở tảo .......................................................................................... 10
2.1.4.1. Dinh dưỡng carbon ......................................................................................... 11
2.1.4.2. Dinh dưỡng nitơ .............................................................................................. 13
2.1.4.3. Dinh dưỡng phốt pho ...................................................................................... 16
2.1.4.4. Dinh dưỡng vi lượng ...................................................................................... 16
2.1.5. Ảnh hưởng của một số yếu tố ngoại cảnh đến sinh trưởng và
phát triển của tảo ............................................................................................................... 17
2.1.5.1. Ánh sáng ......................................................................................................... 17

2.1.5.2. Nhiệt độ ......................................................................................................... 18
2.1.5.3. Độ mặn ........................................................................................................... 18
2.1.5.4. Ảnh hưởng của pH. ......................................................................................... 19
2.1.6. Phân bố .......................................................................................................... 20
2.2. Giới thiệu chung về tảo Tetraselmis ........................................................... 21
2.2.1. Vị trí phân loại ................................................................................................ 21
2.2.2. Đặc điểm sinh học ......................................................................................... 21
2.3. Sơ lược về công nghệ sản xuất đại trà vi tảo .............................................. 24
2.3.1. Lịch sử nghiên cứu ......................................................................................... 24
2.3.2. Các kiểu bể nuôi trồng tảo .............................................................................. 25
2.3.2.1. Hệ thống bể nông (shallowponds) ................................................................. 26
2.3.2.2. Hệ thống bể dài (Rayceways) ........................................................................ 26
2.3.2.3. Hệ thống nghiêng (cascade) .......................................................................... 27
2.3.2.4. Hệ thống bể phản ứng quang sinh dạng ống ................................................. 27
2.3.2.5. Hệ thống bể lên men ...................................................................................... 28
2.3.3. Tách sinh khối .............................................................................................. 28
2.3.3.1. Phương pháp li tâm ........................................................................................ 28
2.3.3.2. Phương pháp lọc ............................................................................................. 29
2.3.3.3 Phương pháp tạo bông .................................................................................... 29
2.3.4. Sấy sinh khối ................................................................................................. 30
2.3.4.1. Phương pháp sấy phun .................................................................................... 30
2.3.4.2. Sấy mặt trời..................................................................................................... 31
Luận văn tốt nghiệp đại học khóa 08

SVTH: Cao Hoàng Sơn


Ngành công nghệ sinh học nông nghiệp

iii

2.3.4.3. Phương pháp sấy đông khô ............................................................................. 31
2.4. Sơ lược về nhiên liệu sinh học ...................................................................... 31
2.4.1. Định nghĩa ..................................................................................................... 31
2.4.2. Phân loại nhiên liệu sinh học ....................................................................... 31
2.4.3. Biodiesel ......................................................................................................... 32
2.4.3.1. Biodiesel là gì? ............................................................................................... 32
2.4.3.2. Lịch sử phát triển của Biodiesel ..................................................................... 32
2.4.3.3. Ưu và nhược điểm của Biodiesel .................................................................... 33
2.4.3.4 Những nguồn nguyên liệu để sản xuất Biodiesel ở Việt Nam ....................... 35
CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1. VẬT LIỆU VÀ MÔI TRƯỜNG .................................................................. 36
3.1.1. Đối tượng nghiên cứu ................................................................................... 36
3.1.2. Địa điểm thí nghiệm .................................................................................... 36
3.1.3. Hóa chất ......................................................................................................... 36
3.1.4. Thiết bị ........................................................................................................... 36
3.1.5. Môi trường .................................................................................................... 37
3.1.5.1. Môi trường F/2 ............................................................................................... 37
3.1.5.2. Môi trường Walne .......................................................................................... 38
3.1.5.3. Môi trường Walne TM ................................................................................... 40
3.1.5.4. Môi trường TT3 .............................................................................................. 41
3.2. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................. 41
3.2.1. Chuẩn bị các dụng cụ thí nghiệm ................................................................ 41
3.2.2. Bố trí thí nghiệm ........................................................................................... 41
3.2.2.1. Thí nghiệm 1 ................................................................................................... 41
3.2.2.2. Thí nghiệm 2 ................................................................................................... 45
3.3. Phương pháp xác định các chỉ tiêu ............................................................. 45
3.3.1. Xác định mật độ tế bào................................................................................. 45
3.3.2. Xác định độ mặn ........................................................................................... 46
3.3.3. Phương pháp định tính lipid........................................................................ 47
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN

4.1. Thí nghiệm 1.................................................................................................. 49
Luận văn tốt nghiệp đại học khóa 08

SVTH: Cao Hoàng Sơn


Ngành công nghệ sinh học nông nghiệp

iv
4.1.1. Phương trình đường tuyến tính giữa mật độ và độ hấp thu ..................... 49
4.1.2. Tăng trưởng của tảo tetraselmis trên các môi trường thử nghiệm .......... 50
4.1.3. So sánh tăng trưởng của tảo tetraselmis trên 4 môi trường ..................... 54
4.1.4. Thảo luận ...................................................................................................... 55
4.2. Thí nghiệm 2: Kiểm tra định tính lipid ...................................................... 56
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
Kết Luận ....................................................................................................... 58
Đề nghị ........................................................................................................... 58
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tài liệu tiếng Việt .......................................................................................... 60
Tài liệu tiếng anh .......................................................................................... 60
Tài liệu Internet ............................................................................................ 60
PHỤ LỤC
Phụ lục .......................................................................................................... 62

Luận văn tốt nghiệp đại học khóa 08

SVTH: Cao Hoàng Sơn


Ngành công nghệ sinh học nông nghiệp

v
DANH MỤC BẢNG


Trang
Bảng 2.1. Danh mục một số nguyên tố cần cho sinh trưởng của tảo .............................. 11
Bảng 2.2 Một số phương pháp sấy sinh khối tảo ........................................................... 30
Bảng 3.1 Thành phần dinh dưỡng của môi trường F/2 .................................................. 37
Bảng 3.2 Thành phần khóang vi lượng đậm đặc của môi trường F/2 ............................ 37
Bảng 3.3 Thành phần vitamin đậm đặc của môi trường F/2 .......................................... 38
Bảng 3.4 Thành phần khoáng vi lượng đậm đặc của môi trường Walne....................... 38
Bảng 3.5 Thành phần vitamin đậm đặc môi trường Walne ........................................... 39
Bảng 3.6 Thành phần dinh dưỡng đậm đặc môi trường Walne ..................................... 39

Bảng 3.7 Thành phần dinh dưỡng môi trường Walne ................................................... 40
Bảng 3.8 Thành phần dinh dưỡng môi trường Walne TM ............................................ 40
Bảng 3.9 Thành phần môi trường TT3 .......................................................................... 41















Luận văn tốt nghiệp đại học khóa 08

SVTH: Cao Hoàng Sơn


Ngành công nghệ sinh học nông nghiệp

vi
DANH MỤC HÌNH


Trang

Hình 2.1. Cấu trúc mônát dạng đơn bào ......................................................................... 4
Hình 2.1. Cấu trúc dạng hạt ............................................................................................ 4
Hình 2.3 Tảo Chaetophora ............................................................................................. 5
Hình 2.4. Tảo Bryopsis ................................................................................................... 5
Hình 2.5 Sinh sản hữu tính ở Dunaliella ....................................................................... 8
Hình 2.6. Tế bào tảo Tetraselmis dưới vật kính dầu ...................................................... 21
Hình 2.7 Quy trình công nghệ sản xuất đại trà vi tảo .................................................... 25
Hình 2.8. Hệ thống bể dài (rayceways) .......................................................................... 26
Hình 2.9. Mô hình bể nghiêng kiểu shetlik .................................................................... 27
Hình 2.10 Mô hình bể phản ứng quang sinh dạng ống .................................................... 27
Hình 2.11. Mô hình sản xuất tảo sạch vi khuẩn trong hệ thống kín ................................. 28
Hình 3.1 Địa điểm thí nghiệm ....................................................................................... 42
Hình 3.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1 ................................................................................ 44
Hình 3.3. Nhuộm mẫu tảo với Nile Blue A .................................................................... 45
Hình 3.4. Buồng đếm hồng cầu ..................................................................................... 45
Hình 3.5. Máy đo OD ..................................................................................................... 46
Hình 3.6. Tỷ trọng kế...................................................................................................... 46
Hình 3.7. Công thức Nile Blue A ................................................................................... 47
Hình 3.8. Sơ đồ quang học của máy phân tích hùynh quang ......................................... 47
Hình 4.1 Tetraselmis sau 1 tuần nuôi ............................................................................ 55
Hình 4.2. Định tính lipid trong tetraselmis ..................................................................... 57
Hình 4.3. Mẫu đối chứng ................................................................................................ 57
Hình 4.4. Quy trình sản xuất Biodiesel từ tảo ................................................................ 61



Luận văn tốt nghiệp đại học khóa 08

SVTH: Cao Hoàng Sơn

Ngành công nghệ sinh học nông nghiệp

vii
DANH MỤC BIỂU ĐỒ

Biểu đồ 4.1 Đường tuyến tính giữa độ hấp thu ánh
sáng và mật độ của tảo Tetraselmis .................................................................................... 49
Biểu đồ 4.2 Đường cong tăng trưởng của Tetraselmis trên môi trường F/2 ...................... 50
Biểu đồ 4.3 Đường cong tăng trưởng của Tetraselmis trên môi trường TT3 .................... 51
Biểu đồ 4.4 Đường cong tăng trưởng của Tetraselmis trên môi trường Walne ................. 52
Biểu đồ 4.5 Đường cong tăng trưởng của Tetraselmis
trên môi trường Walne TM .................................................................................................. 53
Biểu đồ 4.6 Đường cong tăng trưởng của Tetraselmis trên 4 môi trường ......................... 54

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

Luận văn tốt nghiệp đại học khóa 08

SVTH: Cao Hoàng Sơn


Ngành công nghệ sinh học nông nghiệp

1

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Tetraselmis hay còn gọi là platymonas, được biết đến đầu tiên là loài vi tảo biển
dùng làm thức ăn có chất lượng cao cho ấu trùng các loài nhuyễn thể như trai, sò,
ngao, hàu,…Ngày nay, tảo Tetraselmis được biết đến như là nguồn lipid tự nhiên, với
hàm lượng lipid khá lớn, rất thuận lợi để sản xuất nhiên liệu sinh học.
Trong bối cảnh hiện nay, cùng với sự phát triển như vũ bão của quá trình công
nghiệp hóa là sự khai thác quá mức những nguồn tài nguyên thiên nhiên, đặc biệt là
nguồn nhiên liệu hóa thạch, điều đó đã khiến cho nguồn năng lượng truyền thống (dầu
mỏ, than đá, khí thiên nhiên) ngày càng cạn kiệt. Cụ thể theo thông tin của EU (tháng
1/2007), tiêu thụ năng lượng toàn cầu sẽ tăng lên gấp đôi từ 10 tỉ tấn quy ra dầu / năm
thành 22 tỉ tấn quy ra dầu / năm đến năm 2050. Giáo sư Nghê Duy Đấu, viện sĩ công
trình đại học Thanh Hoa (Bắc Kinh) cho biết theo bộ năng lượng Mỹ và ủy ban năng
lượng thế giới dự báo nguồn năng lượng hóa thạch không còn nhiều: dầu mỏ còn 39
năm, khí thiên nhiên 60 năm, than đá 111 năm.
Theo Trung tâm năng lượng ASEAN nhu cầu tiêu thụ năng lượng của khu vực
này năm 2002 là 280 triệu tấn và tăng lên 583 triệu tấn vào năm 2020. Indonesia là
nước có nguồn năng lượng hóa thạch lớn nhất trong các nước ASEAN, tuy nhiên hiện

nay dầu mỏ dự trữ của họ chỉ còn trong khoảng 25 năm, khí đốt 60 năm và than đá 150
năm.
Trước tình hình đó, thì nhiên liệu sinh học được xem như một dạng năng lượng
mới đầy tiềm năng bởi khả năng tái tạo của nó và hơn hết đây là nguồn năng lượng
“sạch”, không độc hại và dễ dàng phân hủy trong tự nhiên. Có nhiều dạng nhiên liệu
sinh học khác nhau, trong đó, tảo nổi lên như một nguyên liệu có triển vọng nhất để
sản xuất nhiên liệu sinh học nhờ những đặc điểm nổi bật sau:
- Tảo không cạnh tranh với đất trồng cho thực vật
- Vòng đời ngắn, năng suất cao, khả năng chuyển hóa cao
- Thích hợp với quy mô công nghiệp.
- Tảo có thể tồn tại ở bất cứ nơi nào có đủ ánh sáng, kể cả vùng hoang hóa,
nước mặn, nước thải, lại có khả năng làm sạch môi trường nước thải.
Luận văn tốt nghiệp đại học khóa 08

SVTH: Cao Hoàng Sơn


Ngành công nghệ sinh học nông nghiệp

2

- Tảo có hàm lượng dầu cao, dùng vi tảo có lợi hơn các loại cây lấy dầu khác do
năng suất dầu cao gấp 19 – 23 lần trên cùng một diện tích đất trồng.
- Phần sinh khối sau khi chiết lấy dầu là nguồn lợi kinh tế rất lớn.
Vì vậy, việc tìm ra môi trường giúp nhân nhanh sinh khối tảo Tetraselmis để
sản xuất đại trà là rất cần thiết và đề tài “khảo sát môi trường tăng trưởng tối ưu và
kiểm tra định tính lipid của vi tảo Tetraselmis” được tiến hành. Đây là một phần của đề
tài trọng điểm ĐHQG của phòng thí nghiệm chuyển hóa sinh học do cô Ths. Lê Thị
Mỹ Phước làm chủ nhiệm.

1.2. Mục tiêu đề tài
- khảo sát một số môi trường giúp tăng sinh sinh khối tảo tetraselmis. Nhằm xác định
môi trường tốt nhất để nuôi trồng tảo tetraselmis phục vụ công tác giữ giống, nghiên
cứu loài tảo này trong phòng thí nghiệm và dần tiến xa hơn đến việc nuôi trồng đại trà
với quy mô lớn.
- Xác định định tính lượng lipid có trong tảo tetraselmis. Nhằm tạo tiền đề cho các đề
tài kế tiếp trong việc tạo stress giúp tăng lượng lipid, phục vụ cho đề tài nghiên cứu
cấp nhà nước về chiết xuất dầu từ tảo để sản xuất nhiên liệu sinh học (bio diesel).

CHƯƠNG 2:
TỔNG QUAN TÀI LIỆU













Luận văn tốt nghiệp đại học khóa 08 SVTH: Cao Hoàng Sơn

Ngành công nghệ sinh học nông nghiệp

3

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Giới thiệu chung về tảo
Tảo (algae) là một nhóm sinh vật thuộc vào giới thực vật, rất đa dạng, khó định
nghĩa một cách thật chính xác. Tảo là những thực vật bậc thấp, nghĩa là những thực vật
bào tử, có tản (cơ thể chưa phân thành thân, lá, rễ) tế bào của chúng chứa diệp lục và
sống chủ yếu ở trong nước.
Tảo có cấu trúc hết sức đa dạng, bao gồm những dạng đơn bào, tập đoàn và đa
bào với những loài kích thước lớn và có cấu tạo khác nhau , ví dụ một số lớn tảo nâu

(Phaeophycota)có thể đạt kích thước tương đương với một cây nhỏ. Tuy là những sinh
vật tương đối đơn giản nhưng ngay trong những tế bào nhỏ nhất cũng có thể thấy sự
thể hiện hoàn hảo ở cấp độ tế bào.
Khả năng sinh sản và cấu tạo cơ quan sinh sản rất sai khác. Màu sắc của tảo
cũng không giống nhau, bởi vì ngoài diệp lục, tảo còn mang nhiều loại chất màu và
che khuất diệp lục.
Những tảo đang tồn tại không phải là nhóm cơ thể đồng đều, thống nhất về cơ
thể và nguồn gốc. Hiện nay tảo được xác nhận là tập hợp của một số ngành thực vật
đặc biệt, độc lập về nguồn gốc và tiến hóa. Mỗi một ngành tảo trong hệ thống phân
loại tương ứng với ngành vi khuẩn hay ngành nấm.
Như vậy, từ “tảo” có ý nghĩa sinh học lớn, bao gồm các thực vật bậc thấp có
diệp lục, sống chủ yếu ở trong nước. [3]
2.1.1. Các dạng cấu trúc cơ thể
Cơ thể của tảo rất đa dạng, khác nhau về hình thái và kích thước. chỉ ở tảo nâu
và tảo hồng, cơ quan dinh dưỡng của chúng có cấu trúc phức tạp , còn các ngành tảo
khác cơ thể của chúng rất đơn giản. Trong quá trình của chủng loại phát sinh luôn luôn
có sự lặp lại của những dạng cấu trúc đơn giản, chỉ rõ sự tiến hóa của tảo đi từ đơn
giản đến phức tạp.
2.1.1.1. Cấu trúc đơn giản (mônat) (từ chữ la tinh monas có nghĩa là đơn độc)


Có đặc điểm ở chỗ tế bào có roi. Phần lớn tế bào thường có hai roi (ít khi 1 hay
4 hay nhiều hơn) nên có khả năng di chuyển. tế baò có hình trái xoan thuôn, hình quả
lê hay gần như tròn, các dạng khác ít hơn. Tảo có thể là đơn bào hay tập đoàn, được
cấu thành từ một số hay nhiều tế bào hầu như giống nhau về hình dạng và chức phận.
Luận văn tốt nghiệp đại học khóa 08 SVTH: Cao Hoàng Sơn

Ngành công nghệ sinh học nông nghiệp

4

cấu trúc monas này quan sát thấy trong suốt cả quá
trình dinh dưỡng của những tảo đơn giản , còn ở
những tảo có tổ chức cao hơn thường chỉ có ở những
giai đoạn sinh sản vô tính (như động bào tử) hay sinh
sản hữu tính (giao tử). [3]

2.1.1.2. Cấu trúc amip
Một số tảo đơn giản có cấu trúc dạng amip, chúng thiếu màng tế bào cứng,
không có roi và chuyển động bằng các chân giả có hình dạng khác nhau (dầy và ngắn
hoặc mảnh dài) giống như amip. Kiểu cấu trúc này chỉ có ở một số ít tảo có tính vĩnh
viễn hay tạm thời. nhiều nhà tảo học cho rằng cấu trúc amip mang tính chất thứ sinh,
phát triển từ dạng monas. Điều đó hoàn toàn có thể chấp nhận được đối với hàng loạt
dạng sống hiện nay. Tuy nhiên có điều là ở những giai đoạn sớm nhất của sự hình
thành chất sống ở trên trái đất thì cấu trúc amip là dạng có trước, còn dạng monas
được phát triển muộn hơn từ dạng amip ban đầu, sau này tạo nên roi, điểm mắt và một
số có khả năng chuyển động nhanh hơn. [3]
2.1.1.3. Cấu trúc Palmella
Cấu trúc palmella là sự liên kết của một số hay nhiều tế bào được bao bởi một
bao nhầy chung, không có sự phụ thuộc giữa cái nọ và cái kia. Cấu trúc này cũng như
cấu trúc ở trên có thể ổn định mãi hay tạm thời trong chu trình phát triển của tảo. [3]
2.1.1.4.Cấu trúc hạt
(Từ chữ la tinh coccos có nghĩa là hạt) là những tế bào
không chuyển động, có hình dạng khác nhau, đơn độc hay liên
kết trong tập đoàn có hình dạng khác nhau (không phải là dạng
sợi) phân bố rộng rãi. [3]

2.1.1.5. Cấu trúc dạng sợi
Phân bố rất rộng rãi, đặc trưng bởi đặc điểm các tế bào (không chuyển động)
liên kết thành sợi, có cấu tạo từ một hay một số dãy tế bào, đơn trục hay phân nhánh.

Tế bào hình sợi phần lớn giống nhau hay đôi khi một số (ở gốc hay ở ngọn) tế bào có
hình dạng và cấu tạo riêng biệt.
Hình 2.1.

cấu trúc mônat dạng đơn bào
Vi tảo Phacotus [15]
Hình 2.2.
Cấu trúc dạng hạt
Vi tảo Asterococcus [15]
Luận văn tốt nghiệp đại học khóa 08 SVTH: Cao Hoàng Sơn

Ngành công nghệ sinh học nông nghiệp

5

Nhiều tảo dạng sợi có cấu trúc sợi nằm ngang trên bề
mặt giá thể và từ đó tỏa ra các sợi thẳng đứng (gọi là cấu
trúc dị sợi: heterotrichales:heteros – khác, trichos – lông). [3]



2.1.1.6. Cấu trúc dạng bản
Gồm những tảo có dạng bản hình lá rộng hay
hẹp. chúng được hình thành từ cấu trúc dạng sợi trong
cá thể phát sinh của chúng. ở đây các tế bào phân chia
theo chiều ngang và chiều dọc, kết quả tạo nên dạng
bản. nhiều tảo nâu và tảo hồng ở biển có cấu trúc này.
Tản dạng bản có chiều dày gồm hai lớp tế bào đôi khi hình thành dạng ống. [3]
2.1.1.7. Cấu trúc ống (siphon)
Thường gặp ở một số tảo mà cơ thể dinh dưỡng của chúng chỉ là một tế bào

khổng lồ có kích thước tới hàng chục centimet, chứa một lượng lớn nhân và không có
vách ngăn thành các tế bào riêng rẽ.
Cấu tạo tế bào. [3]
2.1.2. Thành phần cấu tạo
ở đa số tảo (trừ tảo lam và tảo có cấu trúc monas) tế bào của chúng ở giai đoạn
trưởng thành có cấu tạo giống như các thực vật khác.[3]
2.1.2.1. Màng tế bào
Tế bào có màng bằng pectin và xenluloza. Đa số tảo có màng tế bào nguyên
vẹn, tuy nhiên ở một số ngành (tảo silic, tảo vàng) màng có cấu tạo từ hai mảnh vỏ, bề
mặt màng có những cấu trúc khác nhau.
Nhiều loài thuộc các nhóm phân loại khác nhau, màng được che phủ bằng một
lớp chất nhầy mang tính ổn định hay chỉ có trong một thời kỳ nhất định của chu trình
sống. chất nhầy hình thành bằng con đường thay đổi hình dạng lớp bề ngoài của màng
hay là thoát ra từ chất nguyên sinh qua các lỗ đặc biệt trên màng. Vai trò sinh học của
chất nhầy rất đa dạng. chúng có tác dụng bảo vệ màng của tế bào khỏi bị ảnh hưởng
Hình 2.3.
Tảo Chaetophora [15]
Hình 2.4.
Tảo Bryopsis [15]
Luận văn tốt nghiệp đại học khóa 08 SVTH: Cao Hoàng Sơn

Ngành công nghệ sinh học nông nghiệp

6

của sự khô hạn hoặc những tác động cơ học. thành phần hóa học của chất nhầy chủ
yếu là nước và chất hữu cơ: polysaccarit, homosaccarit và heterosaccarit.
Ngoài lớp chất nhầy kể trên, ở một số tảo, màng có thể có những thay đổi khác.
Đôi khi màng bị cutin hóa (đặc biệt ở tế bào nghỉ), lớp ngoài của màng được ba o phủ
bởi lớp cuticun, giống với chất suberin. ở một số tảo, lớp mặt của tế bào được phủ đá

vôi (CaCO
3
) và có khi bởi lớp ô xít sắt. màng tế bào tảo silic và tảo vàng ánh thường
nhiễm chất silic (SiO
2
.nH
2
O). [3]
2.1.2.2. Chất nguyên sinh
Chất nguyên sinh phủ kín tế bào hay là ở đa số loài nó phân bố thành lớp nằm
sát màng, phần lớn tế bào có một hoặc hai không bào lớn hoặc nhiều không bào nhỏ
hơn với dịch tế bào nối với chất nguyên sinh. Tế bào thường có một hoặc nhiều nhân
trong chất nguyên sinh có những bản chứa chất diệp lục và các chất màu khác mà ở tảo
được gọi là thể màu (chromatophore). [3]
2.1.2.3. Thể màu và chất dự trữ
Thể màu có hình dạng khác nhau như dạng bản, băng xoắn, hình sao, hình
mạng lưới, hình đĩa, hình hạt. thể màu ổn định với những chi riêng rẽ hay với nhóm
phân loại lớn, tăng số lượng bằng cách phân chia.
Trong thể màu có các thể đặc biệt gọi là hạch tạo bột hay pyrenoid thường chỉ
thấy ở đa số tảo và rêu Anthoceros. Đó là những thể protein hình cầu hay hình có góc,
xung quanh sắp xếp các hạt tinh bột hay hydratcacbon. Chất dự trữ của hầu hết tảo lục
là tinh bột dạng hạt xếp xung quanh perynoid hay không trực tiếp trên thể màu, còn ở
tảo khác là hydratcacbon và mỡ. [3]
2.1.2.4. Không bào
Đối với tảo có cấu trúc monas, trong tế bào của chúng chứa đầy chất nguyên
sinh và chứa không bào với dịch tế bào. Với các loài sống ở nước ngọt, trong chất
nguyên sinh ở phần cuối tế bào chứa một hay một vài không bào co bóp, mở ra và bóp
lại theo nhịp điệu. chúng làm nhiệm vụ thải ra ngoài tế bào các sản phẩm không cần
thiết của quá trình trao đổi chất. đồng thời chúng cũng làm chức phận điều chỉnh sự
thẩm thấu đưa ra khỏi tế bào phần nước thừa do ở môi trường nước ngọt, lượng muối

thấp nên tế bào phải hấp thu một lượng nước lớn. [3]

Luận văn tốt nghiệp đại học khóa 08 SVTH: Cao Hoàng Sơn

Ngành công nghệ sinh học nông nghiệp

7

2.1.2.5. Roi
Tảo có cấu trúc monas còn có đặc điểm đặc trưng là mang roi và có điểm mắt
màu đỏ. Roi thường có 1 - 2, ít khi là 4 hay nhiều hơn, xuất phát từ phần gốc phía
trước của tế bào. Dọc theo trục của roi có sợi đàn hồi bao quanh bằng chất nguyên
sinh. Roi là một bó 11 sợi với 2 sợi ở giữa và 9 sợi ở xung quanh.
Roi được xuất phát từ thể gốc dạng hạt nằm trong chất nguyên sinh, ở nhiều
loài, hạt gốc này có liên hệ với nhân tế bào bằng sợi. trong phần lớn trường hợp roi
đều hướng về phía trước theo sự chuyển động của tế bào. Tuy nhiên, ở tảo giáp
peridinium, sự chuyển động của roi phức tạp hơn. Chúng uốn theo hình sóng theo
hướng từ đầu roi tự do tới gốc roi làm cho tế bào chuyển động quay tròn. [3]
2.1.2.6. Điểm mắt
Ta thường thấy ở đầu cùng tế bào của đa số tảo có cấu trúc monas một chấm đỏ
gọi là điểm mắt (stigma). Màu đỏ hay nâu của điểm mắt liên quan tới chất màu
ataxantin. Điểm mắt gồm hai phần: phần không màu và phần cò màu. Phần không màu
có dạng lồi ở hai đầu, phần có màu có dạng hình chén và phần lõm hướng vào phần
không màu, bao gồm nhiều hạt nhỏ có màu. Điểm mắt là cơ quan thụ cảm với kích
thích của ánh sáng, trong đó, phần không màu giữ vai trò là một thấu kính tập trung
ánh sáng. [3]
2.1.3. Sinh sản
Tảo cũng rất đa dạng trong sinh sản. nhìn chung, tảo có ba phương thức sinh
sản: sinh sản sinh dưỡng, sinh sản vô tính, sinh sản hữu tính, nhiều tảo còn có sự xen
kẽ thế hệ.

Một đặc điểm phân biệt tảo với các thực vật không có hoa khác là tảo thiếu một
thành đa bào quanh túi bào tử (ngoại trừ túi tinh ở Charophyceae) [3]
2.1.3.1. Sinh sản sinh dưỡng
Sinh sản sinh dưỡng của tảo thực hiện bằng những phần riêng rẽ (đa bào hay
đơn bào) của cơ thể, thường không chuyên hóa về chức phận sinh sản. Tảo đơn bào
sinh sản bằng cách phân chia tế bào. Tảo tập đoàn phân tách thành các tập đoàn nhỏ
hay hình thành tập đoàn mới bên trong tế bào mẹ (Volvocales, Protococcales). Sinh
sản sinh dưỡng của tảo dạng sợi bằng sự tách sợi ra thành các đoạn hay bằng đoạn đứt
Luận văn tốt nghiệp đại học khóa 08 SVTH: Cao Hoàng Sơn

Ngành công nghệ sinh học nông nghiệp

8

ngẫu nhiên của sợi. một số ít tảo tạo thành cơ quan chuyên hóa của sinh sản sinh
dưỡng như hình thành chồi ở Chara. [1], [3]
2.1.3.2. Sinh sản vô tính
Sinh sản vô tính là hình thức sinh sản phổ biến của tảo thực hiện bằng sự hình
thành các bào tử chuyên hóa. Ở đa số tảo, bào tử này chuyển động, có cấu trúc monas,
không có màng tế bào và gọi là động bào tử, phần lớn ít có sai khác nhau, đôi khi có
sai khác chút ít so với tế bào sinh dưỡng.
Động bào tử bơi lội một thời gian ngắn, tạo vỏ bọc và nẩy mầm thành cơ thể
mới.
Ở hàng loạt tảo, bào tử của sinh sản vô tính không chuyển động và được gọi là bào tử
bất động (aplanospore). Tùy theo từng trường hợp mà có những tên gọi khác nhau. [1],
[3]
2.1.3.3. Sinh sản hữu tính

Hình 2.5.
Sinh sản hữu tính ở Dunaliella

Luận văn tốt nghiệp đại học khóa 08 SVTH: Cao Hoàng Sơn

Ngành công nghệ sinh học nông nghiệp

9

Sinh sản hữu tính của tảo thực hiện bằng những tế bào chuyên hóa, đó là các
giao tử (gamet) kèm theo quá trình hữu tính. Với tảo chưa tiến hóa (volvocales) quá
trình hữu tính tiến hành bằng sự kết hợp toàn vẹn của cả cơ thể (hologamy – toàn
giao). Đại đa số tảo, quá trình hữu tính gồm có sự tiếp hợp của cả hai tế bào sinh sản
hữu tính trần (gọi tên chung là giao tử) thành một tế bào gọi là hợp tử (zygote). Hợp tử
này (cũng như ở toàn giao) tiến hành sự tiếp hợp chất nguyên sinh của hai giao tử và
kết hợp nhân. Hợp tử bao phủ bởi màng, thường rất dầy và nhanh chóng nẩy mầm (ở
nhiều tảo biển) hay là chuyển sang trạng thái nghỉ (chủ yếu ở tảo nước ngọt), sau đó
nẩy mầm thành động bào tử, hay trực tiếp thành một cây mới.
Nếu như hai giao tử kết hợp giống nhau về hình dạng và kích thước, ta gọi là
đẳng giao tử (isogamet), còn quá trình hữu tính gọi là đẳng giao (isogamy). Nếu như
trong hai giao tử có một giao tử lớn hơn giao tử còn lại, ta gọi là dị giao tử
(heterogamet) và quá tình hữu tính gọi là dị giao (heterogamy). Giao tử lớn hơn được
gọi là giao tử cái, còn giao tử nhỏ hơn gọi là giao tử đực.
Tế bào, trong đó hình thành đẳng hay dị giao tử gọi là túi giao tử
(gametangium). Nếu như các giao tử kết hợp được phát triển trên một cá thể, tản như
vậy được gọi là đồng tản (homothalle). Nếu như các giao tử kết hợp được hình thành
trên các cá thể khác nhau, tản như vậy được gọi là dị tản (heterothalle).
Hình thức sinh sản hữu tính cao nhất ở tảo là noãn giao (oogamy). Trong trường

hợp này, giao tử nhỏ chuyển động được gọi là tinh trùng (spermatozoid). Tinh trùng
thụ tinh với noãn cầu (oogone) không chuyển động và có kích thước lớn hơn. Tế bào
tảo, trong đó hình thành tinh trùng gọi là túi tinh (antheridium) còn tế bào chứa noãn
cầu (một hay rất ít khi một vài) gọi là túi noãn (oogonium), ở tảo hồng gọi là
carpogone.
Ngoài ra, ở tảo còn có quá trình sinh sản hữu tính đ ặc biệt theo lối tiếp hợp
(zygonamy). Hai tế bào liên kết với nhau bằng những mấu lồi, không có vách ngăn và
kết hợp chất nguyên sinh, không có roi và không có sự phân hóa bên ngoài thành các
giao tử đực và cái.
Sự kết hợp nhân trong quá trình sinh sản hữu tính làm tăng gấp đôi số lượng
nhiễm sắc thể trong hợp tử. Số lượng nhiễm sắc thể gấp đôi lên gọi là lưỡng bội
(diploid), số lượng nhiễm sắc thể nhỏ hơn hai lần gọi là đơn bội (haploid).
Luận văn tốt nghiệp đại học khóa 08 SVTH: Cao Hoàng Sơn

Ngành công nghệ sinh học nông nghiệp

10

Sự chuyển nhiễm sắc thể từ lưỡng bội sang đơn bội ở thực vật bậc cao tiến hành
trong thời gian phân chia sinh sản trước khi hình thành bào tử. Còn ở thực vật bậc thấp
và ở tảo, sự phân chia giảm nhiễm tiến hành trong các thời gian khác nhau của chu
trình sinh sản của chúng. Ở mỗi loài có sự luân phiên chính xác của thể bào tử
(sporophyte) và thể giao tử (gametophyte) với sự phân chia giảm nhiễm tiến hành như
ở thực vật bậc cao, trước khi hình thành bào tử ra thể bào tử (sporophyte) và từ bào tử
phát triển ra thể giao tử (gametophyte). Ở rất nhiều tảo, sự phân chia nhân lần đầu tiên
trong hợp tử được giảm nhiễm và tất cả chu trình sống của tảo tiến hành trong giai
đoạn đơn bội. hợp tử chỉ là đơn bội và rất khó coi hợp tử là thế hệ. những tảo như vậy
không có sự luân phiên thế hệ mà chỉ có sự luân phiên giai đoạn nhân.
Khi đời sống của tảo tiến hành trong pha lưỡng bội (diploid) và pha đơn bội
(haploid) chỉ có ở giao tử, trước khi hình thành giao tử có sự giảm nhiễm

Đa số tảo là sinh vật quang dưỡng, tất cả đều có chlorophyll a và có sản phẩm
cuối cùng là carbonhydrat và protein tương tự như những thực vật bậc cao hơn. Vì
vậy, nhiều tảo là sinh vật thí nghiệm lý tưởng nhờ vào kích thước nhỏ của chúng và dễ
thao tác trong môi trường lỏng. Chúng có thể được nghiên cứu dưới những điều kiện
được kiểm soát trong phòng thí nghiệm. [3]
2.1.4. Dinh dưỡng ở tảo
Phương thức dinh dưỡng của vi tảo được phân thành hai loại chính: tự dưỡng
(autotrophy) và dị dưỡng (heterotrophy). Dạng trung gian của hai hình thức trên là tạp
dưỡng (mixotrophy). ở dạng tạp dưỡng, quang hợp vẫn là quá trình cơ bản để tạo chất
hữu cơ nhưng trong một số trường hợp, tảo sử dụng được các hợp chất hữu cơ có sẵn.
cần lưu ý là thuộc phương thức dị dưỡng ở tảo còn tồn tại dạng khuyết dưỡng
(auxotrophy): để sinh trưởng bình thường, tế bào tảo cần một lượng rất nhỏ chất hữu
cơ quan trọng, ví dụ: vitamin. Sau đây là bảng khái quát về nhu cầu dinh dưỡng của
tảo:





Luận văn tốt nghiệp đại học khóa 08 SVTH: Cao Hoàng Sơn

Ngành công nghệ sinh học nông nghiệp

11

Bảng 2.1. Danh mục một số nguyên tố cần cho sinh trưởng của tảo
(S.Aaronson, 1973)
Nguyên
tố
Các hợp chất

Nồng độ trong
1L môi trường
C CO
2
, HCO
3
-
, CO
3
, các chất hữu cơ gr
O O
2
, H
2
O, các chất hữu cơ gr
H H
2
O, H
2
S, các chất hữu cơ gr
N
N
2
, NH
4
+
, NO
3
-
, NO

2
-
, acid amin,
purin, pyrimydin, urea
gr
Na Muối vô cơ NaCl, Na
2
SO
4
, Na
3
PO
4
gr
K Muối vô cơ KCl, K
2
SO
4
, K
3
PO
4
gr
Ca Muối vô cơ CaCO
3
, Ca
2+
gr
P Muối vô cơ Na hoặc K phốt phát, … gr
S Muối vô cơ MgSO

4
.7H
2
O, acid amin gr
Mg Muối của CO
3
2+
, SO
4
2-
, Cl
-
, … gr
Cl Muối của Na
+
, K
+
, Ca
2+
, NH
4
+
, gr
Fe FeCl
3
, Fe(NH
4
)
2
SO

4
, xitrat Fe mg
Zn Muối của SO
4
2-
, Cl
-
mg
Mn Muối của SO
4
2-
, Cl
-
mg
Br Muối của Na
+
, K
+
, Ca
2+
, NH
4
+
mg
Si Na
2
SiO
3
.9H
2

O mg
B H
3
BO
3
mg

Mo Molypdat Na
+
hoặc NH
4+
mg

V Na
3
VO
4
.16H
2
O mg

Sr Muối của SO
4
2-
, Cl
-
mg

Cu Muối của SO
4

2-
, Cl
-
mg

Li Muối của SO
4
2-
, Cl
-
mg

Al Muối của SO
4
2-
, Cl
-
mg

Co Muối của SO
4
2-
, Cl
-
, vitamin B
12
mg

I Muối của Na
+

, K
+
, Ca
2+
, NH
4
+
mg

Se Na
2
SeO
3
mg


Các môi trường dinh dưỡng dùng cho nuôi trồng tảo phải dựa theo nhu cầu dinh
dưỡng của từng loài. Mặc dù vậy, việc xác định chính xác nồng độ của từng yếu tố
dinh dưỡng cho một loài nào đó là rất khó khăn vì nồng độ dinh dưỡng tối ưu phụ
thuộc rất nhiều vào mật độ quần thể, ánh sáng, nhiệt độ và pH môi trường. [1]

2.1.4.1. Dinh dưỡng carbon
- carbon vô cơ
Luận văn tốt nghiệp đại học khóa 08 SVTH: Cao Hoàng Sơn

Ngành công nghệ sinh học nông nghiệp

12

Trong môi trường nước, carbon vô cơ có thể ở dạng H

2
CO
3
, CO
2
, HCO
3
-
, CO
3
2-
, phụ thuộc vào giá trị pH (xem hình).
Nhiều nhà nghiên cứu cho rằng CO
2
là dạng duy nhất được tảo trực tiếp sử
dụng trong quá trình quang hợp như enzyme RubPase carbon dưới dạng HCO
3
-
xâm
nhập vào tế bào tảo nhờ chuyển vận tích cực hoặc nhờ tác động của cacboanhydrase
(CA) phân hủy HCO
3
-
thành CO
2
và H
2
O.
Enzyme CA xúc tác phản ứng thuận nghịch:

Cho nên enzyme này là tác nhân điều khiển nồng độ CO
2
, H
+
, HCO
3
-
và CO
3
2-

trong tế bào. Có thể tóm tắt vai trò được giả thiết của CA như sau:
- vận chuyển CO
2
đến lục lạp và trung tâm cacboxyl hóa.
- Cung cấp chất nền cho RiDP- carboxylase thông qua tăng cường quá trình cố
định CO
2
khi tăng ái lực của enzyme cacboxyl hóa đối với CO
2
.
- Giúp CO
2
vượt qua màng lục lạp (giảm trở ngại khuếch tán)
- Là bơm carbonat.
Trong nuôi trồng đại trà vi tảo, giá trị pH cần được giữ ở mức tối ưu cho từng
loài và hạn chế tối đa việc mất mát carbon. Điều này được thực hiện nhờ đưa thêm vào
môi trường CO
2

hoặc NaHCO
3
. Nếu tất cả HCO
3
-
và CO
2-
đều chuyển sang dạng CO
2

và OH
-
thì pH môi trường có thể đạt tới giá trị 14 tr ong khi pH = 10 – 12 đã ức chế
sinh trưởng của tảo. Trong điều kiện pH môi trường cao như vậy thì carbon vô cơ hầu
như không được tảo sử dụng. Hiện tại công đoạn bổ sung CO
2
cho nuôi trồng đại trà
tảo đang được các nhà khoa học tiếp tục cải tiến nhằm giảm tối đa mất mát CO
2
ra
ngoài không khí. [1]

- Carbon hữu cơ
Ngoài nguồn carbon vô cơ, trong quá trình sinh trưởng, tảo có khả năng đồng
hóa cả carbon hữu cơ dưới dạng acetat, đường saccharose, glucose, fructose, galactose,
fumarat, malat, ethanol, butyrat, … phương thức dinh dưỡng carbon hữu cơ trong
trường hợp này rất đa dạng và phụ thuộc vào từng loài tảo cũng như điều kiện sống cụ
thể. Nghiên cứu phương thức dinh dưỡng carbon hữu cơ được tiến hành nhiều đối với
CO
2

+ H
2
O
H
2
CO
3

H
+
+ HCO
3
-

Luận văn tốt nghiệp đại học khóa 08 SVTH: Cao Hoàng Sơn

Ngành công nghệ sinh học nông nghiệp

13

tảo chlorella và Scenedesmus. Một ví dụ điển hình của dinh dưỡng carbon hữu cơ là
nguồn acid acetic được cung cấp thường xuyên cho tảo Chlorella sản xuất tại Đài
Loan. Trong trường hợp này acid acetic vừa là nguồn carbon vừa là yếu tố điều chỉnh
pH của môi trường nuôi trồng.[1]
2.1.4.2. Dinh dưỡng nitơ
Nitơ chiếm từ 1- 10 % trọng lượng khô tế bào tảo. Khả năng cố định N
2
chỉ có
ở tảo prokaryotae, trong khi hầu hết tảo có thể sử dụng nitơ dưới dạng NO
3

-
và NH
4
+

Khi a môn được sử dụng như một nguồn nitơ duy nhất cho tảo thì pH môi
trường sẽ giảm nhanh gây ra một số hiệu ứng phụ ảnh hưởng tới sinh trưởng của tảo.
Nitrit cũng được một số tảo dùng nhưng chỉ với nồng độ rất thấp khoảng 1mM.
Nhiều vi tảo sử dụng các hợp chất nitơ như amid, urê, glutamin, asparagin, các
acid amin như glyxin, serin, alanin, acid glutamic, acid aspatic.[1]

- Cố định nitơ
Một số tảo lam có khả năng cố định nitơ khí quyển. quá trình N
2
bị khử thành
NH
4
+
được xúc tác bởi enzyme nitrogenase. Phản ứng theo phương trình sau:


Có thể đơn cử một số loài cố định ni tơ phân tử từ ngành tảo lam như:
- Nhóm Chroococcacean có các chi Aphanothese, Gloeothece, Synechococcus.
- Nhóm Pleurocapsalean có các chi Dernoocarpa, Xenococcus, Myxosarcina,
Chroococcidiopsis, Pleurocapsa.
- Nhóm các vi tảo dạng sợi không có tế bào dị hình như Oscil latoria,
Pseudoanabaena, Lyngbya, Plectonema, Phormidium.
- Nhóm các vi tảo dạng sợi có tế bào dị hình như Anabaena, Anabaenopsis,
Aulosira, Calotrix, Cylindrispermum, Fischerella, Nostoc, Tolypothrix.
Thống kê trên cho thấy:

- không phải tất cả các loài thuộc Cyanobacteria cố định nitơ.
- Cố định ni tơ ở Cyanobacteria được tiến hành trong các cơ thể đơn bào, dạng
sợi, có hoặc không có tế bào dị hình.[1]
N
2
+ 6H
+
+ 6e
-
+ 12Mg ATP 2NH
3
+ 12 MgADP +12Pi
Luận văn tốt nghiệp đại học khóa 08 SVTH: Cao Hoàng Sơn

Ngành công nghệ sinh học nông nghiệp

14

- Đồng hóa nitrat và nitrit
Ni tơ được hấp thụ dưới dạng oxy hóa như NO
3
-
và NO
2
-
cần phải được khử
trước khi tham gia vào phản ứng với các chất hữu cơ.
Những nghiên cứu mới đây cho thấy ở thực vật và tảo, có hai loại enzyme xúc
tác cho phản ứng khử hoàn toàn nitrat thành amôn:

Người ta phát hiện được hai dạng nitrate reductase (NR) ở tảo.
- dạng thứ nhất tìm thấy trong tảo nhân thực và khá giống với NR của thực vật
bậc cao. Enzyme này xúc tác phản ứng:

++−
+−
++→++ HPNADNOHHPNADNO )
()(
23

Dạng NR được làm sạch này chứa Mo-hem và flavo adenin dinucleotide.
Dạng thứ hai của NR có trong tảo lam dưới dạng liên kết với cấu trúc hạt mang
chlorophyll. Phân tử lượng khoảng 7500 có Mo, flavin hoặc cytochrom. Enzyme này
sử dụng ferredoxin dạng khử như một chất cho điện tử, chứ không phải pyridine
nucleotid. NR này xúc tác phản ứng:


OHFDNOHFdNO
OXred 223
2222 ++→++
−+−

Enzyme nitrite reductase (NiR) khử nitrite thành a môn mà không giải phóng
chất trung gian nào:

OHFdNHHFdNO
OXred 242
2686 ++→++
++−

Phân tử lượng của NiR khoảng 60.000 – 70.000. Nói chung enzyme này rất
giống với NiR ở thực vật bậc cao. [1]

- Đồng hóa amôn
Nhiều loài tảo sử dụng amôn làm nguồn nitơ. Nếu trong môi trường đồng thời
có amôn và nitrat thì tảo sẽ sử dụng hết amôn sau đó mới dùng nitrat. Các tế bào tảo
nuôi trong môi trường thiếu ni tơ là công cụ rất lý tưởng để nghiên cứu hấp thu và
NO
3
-
+ 2e
-
+ Nitrate reductase
NO
2
-
+ 6e
-
+ Nitrite reductase NH
4
+