Tiểu luận Nguồn dinh dưỡng nito

Từ xa xưa con người đã biết cách tạo ra những sản phẩm lênmen từ vi sinh vật.Ngày nay với những nghiên cứu khoa học và sự hiểu biết sâurộng cho ra đời công nghệ vi sinh, công nghệ enzim tạo ra nhữngchất hoạt động sinh học cao như kháng sinh, vitamin, chất kích tốthực vật, protein, enzim...hầu hết được hình thành qua một quátrình chuyển hóa ở tế bào VSV, chúng còn đảm nhận khâu quantrọng nhất trong chu trình của nhiều nguyên tố chủ yếu của sựsống....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tiểu luận "Nguồn dinh dưỡng nito"1. Đặt vấn đề : Từ xa xưa con người đã biết cách tạo ra những sản phẩm lênmen từ vi sinh vật. Ngày nay với những nghiên cứu khoa học và sự hiểu biết sâurộng cho ra đời công nghệ vi sinh, công nghệ enzim tạo ra nhữngchất hoạt động sinh học cao như kháng sinh, vitamin, chất kích tốthực vật, protein, enzim...hầu hết được hình thành qua một quátrình chuyển hóa ở tế bào VSV, chúng còn đảm nhận khâu quantrọng nhất trong chu trình của nhiều nguyên tố chủ yếu của sựsống. Vậy việc nuôi cấy và gìn giữ chúng trong những điều kiệntối ưu là rất cần thiết, cần xét đến một yếu tố quan trọng là nguồndinh dưỡng của VSV. Bài này em xin giới thiệu đến nguồn dinhdưỡng nito.2. Quá trình dinh dưỡng nito đối với VSV:2.1. Chất dinh dưỡng là gì? Bất kì chất nào được cơ thể VSV hấp thụ từ môi trường xungquanh và được chúng dùng làm nguyên liệu để cung cấp cho quátrình sinh tổng hợp, tạo ra các sản phẩm của tế bào hoặc để cungcấp cho quá trình trao đổi năng lượng có nghĩa là các hợp chất cótham gia vào quá trình trao đổi chất nội bào.2.2. Sự chuyển hóa các chất có chứa nito dưới tác dụng VSV: Protein VSV 2 3 1 N2 protein động vật NH3 Tiêu hóa hấp thụ 1 đồng hóa đạm vô cơ 2 cố định đạm Protein thực vật 3 amon hóa 5 4 4 nitrat hóa Tổng hợp 5 phản nitrat hóa NO3 Nitrat trong đất, nước. Chu trình đạm trong thiên nhiên gồm 2 quá trình ngược nhau làvô cơ hóa và hữu cơ hóa. Quá trình hữu cơ hóa chủ yếu do thựcvật, một phần quan trọng do VSV, còn quá trình vô cơ hóa hoàntoàn do VSV. Động vật và con người đóng vai trò khá ohuj thuộctrong chu trình đạm, chúng chỉ nhân một số hợp chất hữu cơ từthực vật hoặc VSV rồi giữ gần nguyên như thế. Như vậy VSV làtác nhân chính của quá trình cố định đạm và vô cơ hóa đạm để sựsống tồn tại.2.2.1. Quá trình đồng hóa đạm vô cơ : Quá trình này được thực hiên do thực vật và 1 số VSV. Đạm vôcơ trong thiên nhiên tồn tại dưới dạng muối nitrat, muối amon trongđất nước, đây là dạng đạm duy nhất mà thực vật sử dụng được màđộng vật không sử dụng được. Với VSV, chỉ trừ loại chuyên kísinh còn hầu hết tiêu thụ đạm vô cơ bằng cách hấp thụ chúng rồichuyển chúng thành acid amin, protid, acid nucleic để xây dựng vàđổi mới tế bào.2.2.2. Quá trình cố định đạm : N2 phân tử chiếm một thể tích lớn nhất trong không khí nhưngđa số các VSV không sử dụng được nguồn vô cơ này, chỉ có một sốhấp thụ dạng này. Qua hoạt động sống của VSV, N2 sẽ chuyểnthành nito ở dạng hợp chất hay là chuyển nito vô cơ thành nito hữucơ, hoạt động này được gọi là sự cố định N2 phân tử. Quá trình nàyđược thực hiện nhờ sự xúc tác của hệ enzim nitrogenaza. Người tađã tách được hệ thống nitrogenaza từ 15 loài VSV khác nhau enzimnày thường gồm 2 thành phần : Mo-Fe-Protein, Fe-Protein. Các loài VSV cố định N2 có 2 loại :• VSV cố định N2 sống tự do có : Azotobacteraceae, Bacillaceae, Enterbacteriaceae..• Các vi khuẩn cố định N2 cộng sinh : vi khuẩn nốt sần họ đậu(Rhizobium), vi khuẩn lam cố định N2 sống cộng sinh.2.2.3. Quá trình amon hóa : Quá trình này phân hủy, gây thối rửa các hợp chất hữu cơ cóchứa nito do VSV gây ra và phân giải tạo thành NH3 dưới dạngmuối amon. Quá trình này gồm 2 phần : • Amon hóa ure. Ure dưới tác dụng của enzim ureaza trong tế bào VSV sẽ bị phânhủy thành muối cacbonat amon, muối này không bền, dễ bụ phânhủy tạo thành NH3, CO2, H2O. • Amon hóa protid : Protein có mặt trong tất cả các cơ thể sống, trong xác động vật,thức ăn và nhiều vật liệu hàng hóa… quá trình phân giải proteinđược các enzim phân giải có trong tế bào VSV. Có 3 giai đoạn : Protein được phân hủy dưới tác dụng của men proteaza do VSVtiết ra ngoài môi trường sản phẩm cuối cùng là các acid amin. Các acid amin tạo thành do quá trình thủy phân sẽ khuêch tán vàotế bào VSV được phân hủy tiếp theo bằng cách khử nhóm aminhoặc nhóm cacboxyl hoặc cả 2 nhóm đó để hình thành NH3, các hợpchất hữu cơ khác. Các hợp chất hữu cơ được tạo thành do sự phân giải sơ bộ cácacid amin sẽ được tiếp tục chuyển hóa thành chất dinh dưỡng VSVcần.2.2.4. Quá trình nitrat hóa: Các muối amon được tạo thành trong quá trình nitrat hóa protid,ure, kitin… có thể được cây trực tiếp hấp thụ hoặc chuyển thànhcác muối nitrat. Quá trình oxy hóa amon thành nitrat do nhiều loài vikhuẩn vô cơ đặc biệt có tên vi khuẩn nitrat hóa. Gồm 2 giai đoạn: Oxy hóa muối amon thành nitrit : quá trình có qua nhiều dạngtrung gian, NH3 mất H và nhận thêm O2 dần dần. Oxy hóa nitrit thành nitrat : trong quá trình trung gian có tạo thànhhidrat của acid nito. Trong cả 2 giai đoạn của quá trình nitrat hóa đều giải phóng ranăng lượng, vi khuẩn sẽ sử dụng năng lượng này để tiến hànhphản ứng khử CO2 thành các hợp chất hữu cơ song song với cácphản ứng oxy hóa NH3 và HNO3.2.2.5. Quá trình phản nitrat hóa: Quá trình này thực chất là sự khử nitrat để tạo thành những hợpchất nito có hóa trị nhỏ hơn.2.3. Khả năng sử dụng nguồn dinh dưỡng nito củaVSV: Các VSV sử dụng nguồn dinh dưỡng nito theo nhiều kiểu khác nhau liên quan đến đặc tính sinh lí và kiểu hô hấp riêng của từng loài, ta phân biệt ra 2 nhóm chính: • VSV tự dưỡng amin, bao gồm : vi khuẩn Azot Vi khuẩn Amin. • VSV dị dưỡng amin, bao gồm : vi khuẩn pepton Vi sinh vật kí sinh. Có những loại VSV không cần đòi hỏi cung cấp bất kì một loạiacid amin nào. Chúng có khả năng tổng hợp ra toàn bộ những acidamin mà chúng cần từ nguồn nito vô cơ hay hữu cơ chuyển thànhdạng NH3 để xây dựng cơ thể - ta gọi là nhóm tự dưỡng amin. Có ...