CHƯƠNG SỰ CHUYỂN HÓA CÁC CHẤT TRONG THIÊN NHIÊN NHỜ VI SINH VẬT 4.1 Sự phân bố vi sinh vật tự nhiên 4.1.1 Vi sinh vật không khí - Mơi trường khơng khí khác tùy vùng: Các loại khí: O2, N2, CO2, SO2, H2S, … Vd: Vùng núi cao → O2 cao, thành phố KCN → H2S, SO2, CO2… Các đk môi trường: T0,vsv khácánh sáng Sự phân bố độ ẩm, tùy vùng Nguồn gốc vi sinh vật khơng khí - VSV từ đất, nước, hoạt động người, động vật, thực vật … phát tán khắp nơi nhờ gió, bụi - VSV có bào tử có khả tồn lâu kk (vi sinh vật gây bệnh: vk gây bệnh đường hô hấp, vk gây bệnh rỉ sắt thực vật…) - Phân bố vsv kk phụ thuộc yếu tố: Khí hậu năm, vùng địa lý hoạt động sống người Theo kết nghiên cứu Omelansku lượng vi sinh vật mùa thay đổi sau (số lượng trung bình 10 năm) Nấm mốc Vi khuẩn Mùa đông 4305 1345 Mùa Xuân 8080 2275 Mùa Hè 9845 2500 Mùa Thu 5665 2185 Lượng vi sinh vật lít khơng khí Độ cao (m) Lượng tế bào 500 2,3 1000 1,5 2000 0,5 5000-7000 Rất Lượng vi sinh vật/1m3 không khí Nơi chăn nuôi 106 – 2x106 Khu cư xá x 104 Đường phố x103 Công viên thành phố x 102 Ngoài biển 1-2 4.1.2 Vi sinh vật nước - Môi trường nước: ao, hồ, sông, biển, nước ngầm … - VSV có mặt khắp nơi nguồn nước, số lượng thành phần vsv khác tùy thuộc môi trường - Các yếu tố môi trường ảnh hưởng : Hàm lượng muối, chất hữu cơ, pH, nhiệt độ ánh sáng - Nguồn nhiễm vsv: đất, chất thải người Vi sinh vật môi trường nước khác - Nước ngọt: nhiễm khuẩn từ đất, có mặt hầu hết vsv đất - Nước ngầm, suối: nghèo vsv (nghèo chất dd) vi khuẩn sắt Leptothrix orchracea, vk lưu huỳnh lục tía (suối chứa S, vk Leptothix thermalis (suối nước nóng) - Ao, hồ, sông: VSV tự dưỡng cao vsv dị dưỡng phân hủy chất hữu (chất thải sinh 4.1.3 Vi sinh vật đất - Đất mơi trường thích hợp vsv (giàu chất hữu cơ, vô khoáng chất) - Sự phân bố vsv tầng đất khác phụ thuộc vào chất dd, mức độ thống khí, độ ẩm nhiệt độ - VSV đất: vk,vi nấm, xạ khuẩn, virus, tảo, NSĐV - VSV đất phân bố theo: chiều sâu, loại đất, trồng Sự phân bố vsv (số tb/1g đất) theo chi ều sâu theo tầng đất (cm) 9-20 cm 70,3 x 106 20-40 cm 48,6 x 106 40-80 cm 45,8 x106 80- 120cm 40,7 x 106 Chu trình Carbon CHU TRÌNH CACBON Gồm giai đoạn sau: - Quá trình Quang hợp - Quá trình phân giải hợp chất hữu - Phân giải cellulose pectin - Phân giải tinh bột - Phân giải đường đơn: lên men hô hấp - Phân giải chất béo acid béo Quá trình quang hợp Pha tối quang hợp - Vi sinh vật cố định CO2 ( Vk lam, tảo) - VSV phân giải cellulose (cellullase) pectin (pectinase) Vi nấm: Tricoderma, Aspergillus, Fusarium, Mucor vv Vi khuẩn hiếu khí: Pseudomonas, Cellulomonas, Achromobater, vi khuẩn nhầy Mixococcus Hutchínonii Vi khuẩn kị khí: Clostridium, Ruminococcus Xạ khuẩn: Streptomyces CẤU TRÚC CELLULOSE HỆ ENZYME PHÂN GIẢI CELLULOSE - Xenlobiohydrolaza: Cắt đứt liên kết hydro …thành dạng vơ định hình - Endoglucanaza Cắt đứt liên kết β-1,4 tạo thành chuỗi dài - Exogluconaza Phân giải chuỗi thành disaccarit (Xenlobioza) - β-glucosidaza Q trình phân giải cellulose pectin có ý nghĩa: - Khống hóa xác thực vật → tạo mùn - Giảm chất lượng nguyên liệu thực vật: thủy phân pectin → tơi thịt rau → thối mục ấm; thủy phân cellulose → phá hỏng thành tế bào → vsv dễ xâm nhập - Vi sinh vật phân giải tinh bột Vi nấm:Aspergillus, Fusarius, Rhizopus … Vi khuẩn: Bacillus, Cytophaga, Pseudomonas, … số xạ khuẩn CẤU TRÚC TINH BỘT HỆ ENZYME PHÂN GIẢI TINH BỘT - α-amilaza (endoamilaza) Cắt đứt liên kết 1,4 glucozit tạo thành đường mantotrioza (dịch hóa tinh bột) -Β-amilaza (exoamilaza) Cắt đứt liên kết 1,4 – glucozit cuối phân tử tạo thành disaccarit mantoza -Amilo 1,6 glucosidaza Cắt đứt liên kết 1,6 glucozit chổ phân nhánh amilopectin -Glucoamilaza - Vi sinh vật phân giải chất béo acid béo Vi nấm:Oidium lactis, Clasdosporium hebarium, nhiều loài thuộc Aspergilus Penicillium, Fusarius, Rhizopus Vi khuẩn: Micrococcus, Chromobacterium, Prodigioscens, Perseudomonas Vk Pseudomonas fluorescens (mạnh mẽ nhất) Ngồi cịn có số xạ khuẩn - Chất béo: este glyceryl a.béo - Vi sinh vật có hệ enzyme lipaze phân hủy chất béo → glyceryl a.béo tự - Glyceryl → vsv oxh → CO2 H2O - A.béo → peoxyt axit béo → axit, aldehyt, xeton …làm cho chất béo có mùi vị khó chịu (lipoxygenaza ) → CO2 H2O Chu trình Sulfur ... HNO3 thành N2 Nitrate hóa Phản nitrate hóa 4.3 Sự chuyển hóa hc hydratecarbon Vai trị carbon tự nhiên -Trong tự nhiên: cacbon (vô hữu cơ) - Các hợp chất chứa carbon chuyển hóa từ dạng sang dạng... Vi sinh vật chu trình carbon -Tham gia cố định cacbon (CO2) tạo thành CHC chứa carbon (vi sinh vật tự dưỡng quang năng, vi sinh vật tự dưỡng hóa năng) - Tham gia phân hủy CHC thành CO2 (vi sinh. ..4.1 Sự phân bố vi sinh vật tự nhiên 4.1.1 Vi sinh vật khơng khí - Mơi trường khơng khí khác tùy vùng: Các loại khí: O2, N2, CO2, SO2, H2S, … Vd: Vùng