Nhóm thực hiện:

1. Thạch Thanh Hiền

2. Trần Nguyễn Đức Hiền

3. Phan Thi Bıch Loan

Lớp: 11HMT12

GVBM: Ths. Lê Thi Vu Lan

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Nhóm thực hiện:

1. Thạch Thanh Hiền

2. Trần Nguyễn Đức Hiền

3. Phan Thi Bıch Loan

Lớp: 11HMT12

GVBM: Ths. Lê Thi Vu Lan

KHẢ NĂNG CHUYỂN HÓA

CÁC HỢP CHẤT CARBON TRONG T Ự NHIÊN

1. KHÁI QUÁT VỀ CARBON

2. VÒNG TUẦN HOÀN CARBON TRONG TỰ NHIÊN

3. SỰ PHÂN GI ẢI M ỘT SỐ HỢP CHẤT CARBON DO VI SINH VẬT

1. KHÁI QUÁT VỀ CARBON

Carbon là thành ph ần thi ết yếu chomọi sự sống va cũng là thành ph ầnhóa h ọc chính trong các ch ất hữucơ, từ nhiên li ệu hóa th ạch cho đếnnhững phân t ử phức tạp.

Cacbon trong t ự nhiên n ằm ở rất nhi ềudạng h ợp ch ất khác nhau, t ừ các h ợpchất vô c ơ đến các h ợp ch ất hữu cơ.

CO2

2. VÒNG TUẦN HOÀN CARBON TRONG TỰ NHIÊN

2.1. Khái ni ệm chu trình Carbon

2.2. Chu tr ình Carbon trong t ự nhiên

2.3. Vai tro cua vi sinh v ật trongvòng tu ần hoàn Carbon

2. VÒNG TUẦN HOÀN CARBON TRONG TỰ NHIÊN

2.1. Khái ni ệm chu trình Carbon

Chu trình cacbon là m ột chu trình sinh địa hóa h ọc, trong đó cacbon được trao đổi gi ữa sinh quy ển, thủyquy ển, địa quy ển và khíquy ển của Trái Đất.

Nó là m ột trong các chu trình quan tr ọng nh ất của trái đất vàcho phép cacbon được tái ch ế và tái s ử dụng trong kh ắp sinh quy ển và b ởi tất cả các sinh v ật.

2. VÒNG TUẦN HOÀN CARBON TRONG TỰ NHIÊN

2.2. Chu tr ình Carbon trong t ự nhiên

Chu trình Carbon trong tư nhiên

Giai đoạn cấu tạo

Giai đoạn dự trữ

Giai đoạn tái t ạo -tiêu th ụ

Giai đoạn phân gi ải

2. VÒNG TUẦN HOÀN CARBON TRONG TỰ NHIÊN

2.3. Vai tro cua vi sinh v ật trong vòng tu ần hoàn Carbon

Vi sinh v ật đóng m ột vai trò quan tr ọng trong m ột số khâuchuy ển hoá c ủa vòng tu ần hoàn Carbon.

DioxitCarbon(CO2)

Chất hữu cơ trong đấtVi sinh vật

Vai tro cua vi sinh vật trong chu trình Carbon

Carbonthực vật

Carbonđộng vật

3. SỰ PHÂN GI ẢI M ỘT SỐ HỢP CHẤT CARBON DO VI SINH V ẬT

3.1. Sự phân giải Xenluloza

3.2. Sự phân giải tinh bột

3.3. Sự phân giải đường đơn

3. SỰ PHÂN GI ẢI M ỘT SỐ HỢP CHẤT CARBON DO VI SINH V ẬT

3.1. Sự phân giải Xenluloza

Trong thiên nhiên Xenluloza làthành phần chính tạo nên lớp

màng têbào thực vật giúp cho các mô thực vật có đô bền cơ học va

tính đàn hồi.

Sợi Xenluloza trong tê bao thực vật

3.1.1. Xenluloza trong tự nhiên

3. SỰ PHÂN GI ẢI M ỘT SỐ HỢP CHẤT CARBON DO VI SINH V ẬT

3.1. Sự phân giải Xenluloza

3.1.1. Xenluloza trong tự nhiên

Xenluloza có c ấu tạo dạng s ợi, có c ấu trúc phân t ử là 1 Polimer mạch th ẳng, m ỗi đơn v ị là một Disaccarrit g ọi là Xenlobioza.

Xenlobioza có c ấu trúc t ừ 2 phân t ử D-Glucoza. C ấu trúc b ậc 2 vàbậc 3 rất ph ức tạp thành c ấu trúc d ạng l ớp gắn với nhau b ằng l ực liên k ết Hydro.

Cấu tạo phân tư Xenluloza

3.1. Sự phân giải Xenluloza

3.1.1. Xenluloza trong tự nhiên

3. SỰ PHÂN GI ẢI M ỘT SỐ HỢP CHẤT CARBON DO VI SINH V ẬT

3.1. Sự phân giải Xenluloza

3.1.2. Cơ chế của quá trình phân giải Xenluloza nhờ vi sinh vật

Xenluloza là m ột cơ chất không hoà tan, khó phân gi ải. Do đó, vi sinh v ật phân hu ỷ xenluloza ph ải có m ột hệ

Enzym g ọi là h ệ Enzym Xenlulaza bao g ồm 4 Enzym khác nhau: Xenlobiohydrolaza, Endoglucanaza, Exo – gluconaza, β –Glucosidaza .

C1Xenlulozatư nhiên

Xenlulozavô định hình Xenlobioza Glucoza

Cx β-Glucosidaza

Cơ chê qua trınh phân giải Xenluloza

3. SỰ PHÂN GI ẢI M ỘT SỐ HỢP CHẤT CARBON DO VI SINH V ẬT

3.1. Sự phân giải Xenluloza

3. SỰ PHÂN GI ẢI M ỘT SỐ HỢP CHẤT CARBON DO VI SINH V ẬT

3.1. Sự phân giải Xenluloza

3.1.3. Vi sinh vật phân hủy Xenluloza

3. SỰ PHÂN GI ẢI M ỘT SỐ HỢP CHẤT CARBON DO VI SINH V ẬT

3.1. Sự phân giải Xenluloza

Trong thiên nhiên có nhi ều nhóm vi sinh v ật có kh ả năng phân

huỷ Xenluloza nh ờ có h ệ Enzym Xenluloza ngo ại bào. Trong

đó, vi n ấm là nhóm có kh ả năng phân giải mạnh vì nó ti ết ra môi tr ường m ột lượng l ớn Enzym đầy đủ các thành ph ần.

Vi nấm thuộc chi Trichoderma

Vi khuẩn Pseudomonas

Vi khuẩn Clostridium

3.2.1. Tinh bột trong tự nhiên

3. SỰ PHÂN GI ẢI M ỘT SỐ HỢP CHẤT CARBON DO VI SINH V ẬT

3.1. Sự phân giải tinh bột

Tinh b ột là ch ất dự trữ chủ yếu là của thực vật, bởi vậy nó chi ếm một t ỉ lệ lớn trong th ực vật, đặc biệt là trong nh ững cây có c ủ. Trong t ế bào th ực vật, nó t ồn tại ởdạng các h ạt tinh b ột.

3. SỰ PHÂN GI ẢI M ỘT SỐ HỢP CHẤT CARBON DO VI SINH V ẬT

3.2.1. Tinh bột trong tự nhiên

3.2. Sự phân giải tinh bột

Tinh b ột gồm hai ph ần: Amyloz ơ chi ếm kho ảng 10-30% kh ối lượng tinh b ột và Amylopectin chi ếm kho ảng 70-90% kh ối lượng tinh b ột.

Dạng Amylozơ của tinh bột

Dạng Amylopectincủa tinh bột

3.2.2. Cơ chế của quá trình phân giải tinh bột nhờ vi sinh vật

3. SỰ PHÂN GI ẢI M ỘT SỐ HỢP CHẤT CARBON DO VI SINH V ẬT

3.2. Sự phân giải tinh bột

Vi sinh v ật phân gi ải tinh b ột có kh ả năng tiết ra môi tr ường h ệ

Enzym Amilaza bao g ồm 4 Enzym: α-Amilaza, β-Amilaza, Amilo 1,6 Glucosidaza, Glucoamilaza.

α-Amilaza α-Amilaza

α-Amilaza

α-Amilazaβ-Amilaza

β-Amilaza

β-Amilaza

Amilo 1,6 GlucosidazaGlucoamilaza

Glucoamilaza

Phân tư tinh bột được phângiải thành đườngGlucozơ dưới tác động của 4 loại Enzym

3.2.3. Vi sinh vật phân hủy Tinh bột

3. SỰ PHÂN GI ẢI M ỘT SỐ HỢP CHẤT CARBON DO VI SINH V ẬT

3.2. Sự phân giải tinh bột

Trong đất có nhi ều lo ại vi sinh v ật có kh ả năng phân giải tinh b ột. Một số vi sinh v ật có kh ả năng tiết ra môi tr ường đầy đủ các lo ạiEnzym trong h ệ Enzym Amilaza

Một sô loai vi khuẩnVi nấm Aspergillus

Xa khuẩn

Quá trình phân gi ải Xenluloza và tinh b ột đều tạo thành đường đơn (đường 6 cacbon). Đường đơn tích lu ỹ lại trong đất sẽ được ti ếp tục phân gi ải các nhóm vi sinh v ật phân gi ải đường. Có hai nhóm vi sinh v ật phân gi ải đường: nhóm háo khí vànhóm lên men.

3. SỰ PHÂN GI ẢI M ỘT SỐ HỢP CHẤT CARBON DO VI SINH V ẬT

3.3. Sự phân giải đường đơn

3.3.1. Sự phân giải đường đơn nhờ quá trình lên men

3. SỰ PHÂN GI ẢI M ỘT SỐ HỢP CHẤT CARBON DO VI SINH V ẬT

3.3. Sự phân giải đường đơn

1. Quá trình lên men etylic

Quá trình lên men Etylic còn được gọi là quá trình lên men rượu. Sản ph ẩm của quá trình n ày là rượu Etylic và CO 2.

* Cơ chế của quá trình lên men r ượu:

Rượu EtylicAxetaldehytPyruvatGlucoza

Tiamin Pirophotphat

Enzym

Piruvat Decacboxylaza

3.3.1. Sự phân giải đường đơn nhờ quá trình lên men

3. SỰ PHÂN GI ẢI M ỘT SỐ HỢP CHẤT CARBON DO VI SINH V ẬT

3.3. Sự phân giải đường đơn

1. Quá trình lên men etylic

Quá trình lên men r ượu ngoài tác d ụng c ủa hệ thống enzym do vi sinh v ật ti ết ra còn đòi h ỏi sự tham gia c ủa photphat vô c ơ.

2C6H12O6 + 2H3PO4 → 2CO2 + 2CH3CH2OH + 2H2O + Fructoza 1,6 Diphotphat

Tuy nhiên, khi có m ặt của NaHCO3 hay Na2HPO4 quá trình lên men s ẽ sinh ra m ột sản ph ẩm khác là Glyxerin đồng th ời hạn ch ế

sự sinh ra rượu Etylic.

3.3.1. Sự phân giải đường đơn nhờ quá trình lên men

3. SỰ PHÂN GI ẢI M ỘT SỐ HỢP CHẤT CARBON DO VI SINH V ẬT

3.3. Sự phân giải đường đơn

2. Quá trình lên men Lactic

Quá trình lên men lactic l à quá trình phân gi ải glucoza thà nh Axit Lactic, g ồm có 2 lo ại: lên men Lactic đồng hình và lên men Lactic d ị hình.

Quá trình lên men Lactic đồng hình

2CH3COCOOH

C6H12O6(Glucoza)

NAD.H

NAD+

Axit Pyruvic

2CH3CHOHCOOH(Axit Lactic)

Được th ực hi ện bởi vi khu ẩn Lactobacterium và Streptococcus

3.3.1. Sự phân giải đường đơn nhờ quá trình lên men3.3. Sự phân giải đường đơn 3.3.1. Sự phân giải đường đơn nhờ quá trình lên men3.3. Sự phân giải đường đơn

Glucoza b ị phân gi ảitheo con đường Embden-Mayerhof.

3. SỰ PHÂN GI ẢI M ỘT SỐ HỢP CHẤT CARBON DO VI SINH V ẬT

2. Quá trình lên men Lactic (Lên men Lactic di hình) 3.3.1. Sự phân giải đường đơn nhờ quá trình lên men3.3. Sự phân giải đường đơn

Glucoza b ị phân gi ải theo con đường Pentozophotphat. S ảnphẩm của quá trình lên men này ngoài Axit Lactic còn có r ượuEtylic, Axit Axetic và Glyxerin.

C6H12O6 → CH3CHOHCOOH + CH3COOH + CH3CH2OH + CH2OHCHOHCH2OH + CO2 + Q

A. Lactic A. Axetic Rượu Etylic Glyxerin

Vi khu ẩn Lactic th ường đòi h ỏi nhi ều lo ại ch ất sinh tr ưởng, chúng khócó th ể phát tri ển trên môi tr ường t ổng h ợp mà ch ỉ có th ể sống trên môitrường có các ch ất hữu cơ như nước chi ết nấm men, s ữa, máu v.v...

Vì vậy, chúng th ường phân b ố trên th ực vật ho ặc xác th ực vật, trongsữa, các s ản ph ẩm của sữa, trong ru ột ng ười và động v ật.

3 .3.2. Sư phân giải nhơ qua trınh oxy hóa

3. SỰ PHÂN GI ẢI M ỘT SỐ HỢP CHẤT CARBON DO VI SINH V ẬT

3.3. Sự phân giải đường đơn

Do các nhóm vi sinh v ật háo khí có kh ả năng phân hu ỷ

tri ệt để đường Glucoza thành CO 2 và H2O qua chu trình Crebs.

Sản ph ẩm của các quá trình háo khí không ph ải là các ch ất hữucơ như ở các quá trình lên men mà là CO 2 và H2O.

* Chu trình Crebs g ồm 2 ph ần:

- Phân hu ỷ Axit Pyruvic t ạo CO2 và các Coenzime kh ử.

- Các Coenzime kh ử thực hi ện chu ỗi hô h ấp để tạo H2O và tổng hợp ATP.

TÓM L ẠI

Các nhóm vi sinh v ật tham gia trong quá trình chuy ển hoá cáchợp ch ất Cacbon đã góp ph ần khép kín vòng tu ần hoàn v ật ch ất, giữ mối cân b ằng v ật ch ất trong thiên nhiên.

Từ đó gi ữ được sự cân b ằng sinh thái trong các môi tr ường t ự

nhiên. S ự phân b ố rộng rãi c ủa các nhóm vi sinh v ật chuy ển hoácác h ợp ch ất Cacbon còn góp ph ần làm s ạch môi tr ường, khimôi tr ường b ị ô nhi ễm các h ợp ch ất hữu cơ chứa Cacbon.

Người ta s ử dụng nh ững nhóm vi sinh v ật này trong vi ệc xử lýchất th ải có ch ứa các h ợp ch ất Cacbon h ữu cơ như Xenluloza, tinh b ột v.v...

CẢM ƠN

SỰ THEO DÕI CỦA CÔ VÀ CÁC BẠN!