Bài giảng Vi sinh vật phần 3 Dinh dưỡng Vi sinh vật

Tiết 06

DINH DƯỠNG CỦA VI
SINH
VẬT
LOGO


Một số khái niệm cơ bản
Dinh dưỡng - là quá trình mà các chất hịa học (các
chất dinh dưỡng) được tế bào hấp thụ từ môi
trường xung quanh để sử dụng cho hoạt động
sống của mình.
Chất dinh dưỡng – là các chất được vi sinh vật
hấp thu từ môi trường xung quanh và được
chúng sử dụng làm nguyên liệu để cung cấp cho
các quá trình sinh tổng hợp tạo ra các thành
phần của tế bào hoặc để cung cấp cho các quá
trình trao đổi năng lượng.
2


Một số khái niệm cơ bản
Quá trình trao đổi chất: các q trình hoạt động hố học xảy ra trong tế
bào vi sinh vật nhằm thỏa mãn (1) nhu cầu về năng lượng và (2) các
chất cần thiết cho các hoạt động của cơ thể vi sinh vật. Bao gồm 2
q trình:
1) Dị hố hay phân giải: các phân tử gluxit, lipit, protein, axit nucleic,
qua hàng loạt các phản ứng oxi - hố khử, thuỷ phân, chuyển nhóm,
tách nhóm... tạo nên năng lượng, các sản phẩm trung gian và cuối
cùng là các sản phẩm đào thải như khí cacbonic (CO2), nước (H2O),

2) Đồng hố: là q trình tổng hợp các phân tử có tính chất đặc hiệu
cho cơ thể, có chức năng riêng biệt. Hai q trình đồng hố và dị hố
ngược nhau, ln gắn bó thống nhất với nhau.

3


Thành phần tế bào vi sinh vật
Nguyên
tố

% trọng
lượng
khô

Nguồn gốc

Chức năng

Cacbon

50

CO2 và các hợp chất Tham gia vào mọi cấu trúc của tế bào
hữu cơ

Oxy

20

H2O, các hợp chất
hữu cơ, CO2 và O2

Phần tử chủ yếu cấu tạo nên các chất
của tế bào, tham gia q trình hơ hấp

Nitơ

14

NH3, NO3-, các hợp
chất hữu cơ, N2

Phần tử chủ yếu cấu tạo nên amino
axit, nucleic axit, nucleotit và các
Coenzyme

Hidro

8

H2O, các hợp chất
hữu cơ, H2

Phần tử chủ yếu cấu tạo nên các chất
của tế bào

Photpho

3

PO42-

Phần tử chủ yếu tạo nên các nucleic
axit, nucleotit, photpholipit, LPS, axit
teichoic, ATP

4


Thành phần tế bào vi sinh vật
Nguyên
tố

% trọng
lượng
khô

Nguồn gốc

Chức năng

Lưu
huỳnh

1

SO4, H2S, S,
hợp chất hữu cơ
chứa lưu huỳnh

Thành phần cấu tạo của cysteine,
methionine, glutathione, một số
Coenzyme

Kali

1

Các muối kali

Cation hữu cơ, thành phần phụ của
enzyme

Mg

0.5

Các muối magie

Các cation hữu cơ, thành phần phụ của
enzyme

Ca

0.5

Các muối canxi

Cation hữu cơ, thành phần phụ của

enzyme, thành phần của nha bào

Sắt

0.3

Các muối sắt

Là thành phần của cytochrome và một số
non heme iron-protein, thành phần phụ
cho phản ứng xúc tác của enzyme
5


Nước và muối khoáng

Chiếm 70 – 90% khối lượng cơ thể VSV
Độ hoạt động của nước aw
aw

=

p
p0

Trong đó: p – áp suất của hơi
nước trong dung dịch
p0 – áp suất của hơi nước với
nước tinh khiết

Nước và muối khoáng
Muối khoáng
1. Thành phần:
Chiếm khoáng 2 – 5% khối lượng khô của tế bào
Khi đốt cháy chúng tồn tại ở dạng muối sulphat,
photphat, cacbonat, clorua.
Trong tế bào thường ở dạng ion: Cation Mg2+,
Ca2+, K+, Na+…. Anion HPO42-, SO42-, HCO3-, Cl….
2. Vai trị:
Duy trì độ pH
Duy trì lực thẩm thấu thích hợp
Hoạt hóa các enzyme


Thành phần tế bào vi sinh vật

Loại
hợp
chất

Nước

Protein

AND

ARN

C hidrat

Lipit

Chất
hữu cơ
phân tử
nhỏ

Các
chất vơ
cơ

Lượng
chứa
(%)

70

15

1

6

3

2

2

1

Các nhóm hợp chất chủ yếu của tế bào vi khuẩn E. coli

8


Các chất hữu cơ
 Các chất hữu cơ được cấu tạo chủ yếu từ C, H,
O, N, P, S…(CHONPS)
 Protein: 55% khối lượng khô, phụ thuộc vào độ
tuổi và thành phần của môi trường thức ăn.
 Polisaccarit: 5%; TBC glycogen, decstrin, glucose
và các đường khác; Thành tế bào: peptidoglican.
 Lipit: 9,1%; TBC; Mycobacterium tuberculosis
 Axit nucleic: ADN(3,1%) và ARN(20,5%)
 Axit amin, đường, rượu, axit hữu cơ…
9


Nguồn thức ăn Cacbon của VSV
Căn cứ vào nguồn cacbon VSV chia thành các
nhóm sinh lý sau đây:

10


Nguồn thức ăn Cacbon của VSV
Giá trị dinh dưỡng và khả năng hấp thụ nguồn
thức ăn cacbon phụ thuộc vào 2 yếu tố:

 Thành phần hóa học và tính chất sinh lý của
nguồn thức ăn này.
 Đặc điểm sinh lý của từng loài VSV.

11


Nguồn thức ăn Cacbon của VSV
Các hợp chất chứa cacbon
1. CO2
2. Đường
3. Tinh bột
4. Xenluloza
5. Lipit, parafin, dầu mỏ
6. Nguồn hữu cơ (pepton, nước chiết thịt, nước
chiết nấm men…)
12


Nguồn thức ăn nitơ của VSV
 Vai trò của nitơ đối với vi sinh vật:
 Cung cấp nitơ để tạo thành các nhóm amin và
imin trong phân tử axit amin,
 Tham gia cấu tạo của các nucleotit, purin và
pirimidin
 Thành phần của nhiều vitamin và một số chất
khác.

13

Nguồn thức ăn nitơ của VSV
Các dạng nitơ trong tự nhiên

14


Nguồn thức ăn nitơ của VSV
Nguồn cung cấp nitơ đối với vi sinh vật
Nguồn vô cơ
 Muối amon: Tất cả VSV đều có thể sử dụng
 Urea: ureaza
 NO3: NH4NO3
 N2: nitrogenaza
Nguồn hữu cơ
 Protein, pepton, cazein

15


Nguồn thức ăn nitơ của VSV
Axit amin
Nhóm tự dưỡng amin: tự tổng hợp tất cả các axit
amin cần thiết.
Nhóm dị dưỡng amin: cần phải bổ sung một số axit
amin, gọi là axit amin thiết yếu.

16

Nguồn thức ăn khoáng của VSV
 Nguyên tố đại lượng: là những nguyên tố đồi hỏi
phải cung cấp với liều lượng lớn.
 Nguyên tố vi lượng: là những nguyên tố đòi hỏi
ở liều lượng nhỏ.

17


Nguồn thức ăn khống của VSV
Photpho:
Photphat vơ cơ: K2HPO4
Lưu huỳnh:
Tiosunphat
H2S, xixtin, xixtein..
Nguyên tố đại lượng và nguyên tố vi lượng
K+, Mg++, Fe+++, Zn++, Na+, Ca++, ClCo++, Mo++

18


Các chất sinh trưởng của VSV
 Chất sinh trưởng: là những chất hữu cơ cần thiết
đối với hoạt động sống mà một số lồi vi sinh vật
nào đó khơng thể tự tổng hợp được mà phải thu
nhận từ môi trường.
 Chất sinh trưởng khơng phải là tuyệt đối với mọi
lồi VSV.
 Phụ thuộc vào môi trường

19


Cơ chế vận chuyển chất dinh dưỡng

Vận chuyển thụ động
- Sự khuếch tán thụ động
- Sự khuếch tán xúc tiến

20


21


Cơ chế vận chuyển chất dinh dưỡng
Vận chuyên chủ động
- Sự vận chuyển có sự tham
gia của protein

22


23


Câu hỏi ôn tập
1. Các nguyên tố đa lượng thường được viết
tắt là CHONPS. Các chữ cái đó có ý nghĩa
gì và tại sao lại cần thiết cho tế bào vi sinh

vật.
2. Khi sử dụng vi khuẩn phân huy dầu mỏ
vùng bờ biển bị ô nhiễm người ta bổ sung
P và N, vì sao?

24