Sinh học 10 Chân trời sáng tạo Bài 24: Quá trình tổng hợp và phân giải ở vi sinh vật

a. Tổng hợp carbohydrate

Ở vi khuẩn và tảo, việc tổng hợp tinh bột và glycogen cần hợp chất mở đầu là ADP – glucose. Các phân tử polysaccharide được tạo ra nhờ sự liên kết các phân tử glucose bằng liên kết glycosidic.

\({{\text{[Glucose]}}_n}{\text{ + [}}ADN - glu\cos e] \to {{\text{[Glucose]}}_n}_{ + 1} + ADP\)

Một số vi sinh vật còn tổng hợp chitin và cellulose.

Một số loại polysaccharide mà vi sinh vật tiết vào môi trường được gọi là gồm. Gồm có vai trò bảo vệ tế bào vi sinh vật khỏi bị khô, ngăn cản sự tiếp xúc với virus, đồng thời là nguồn dự trữ carbon và năng lượng.

b. Tổng hợp protein

- Vi sinh vật có khả năng tự tổng hợp các loại amino acid và tổng hợp các protein khi liên kết các amino acid với nhau bằng liên kết peptide.

\[{\left( {Amino{\text{ }}acid} \right)_n}\; \to Protein\]

- Hầu hết các enzyme (các chất xúc tác sinh học) từ thực vật hoặc động vật đều có thể sản xuất từ vi sinh vật như amylase, protease, pectinase, penicillin acylase,...

- Sản xuất sinh khối (hoặc protein đơn bào): Tảo xoắn Spirulina (thuộc Cyanobacteria) là nguồn thực phẩm chức năng (ở dạng bột hoặc dạng bánh quy), tảo Chlorella được dùng làm nguồn protein và vitamin bổ sung vào kem, sữa chua, bánh mì. Sản xuất amino acid bổ sung vào thực phẩm như chủng vi khuẩn đột biến Corynebacterium glutamicum đã được sử dụng trong công nghiệp để sản xuất các amino acid như glutamic acid, lysine, valine, phenylalanine,... Ngoài ra, một amino acid được dùng làm gia vị nhằm tăng độ ngon ngọt của các món ăn đó là glutamic acid (ở dạng natri glutamate — mì chính).

c. Tổng hợp lipid

Vi sinh vật tổng hợp lipid bằng cách liên kết glycerol và các acid béo. Glycerol là dẫn xuất từ dihydroaceton – P (trong đường phân). Các acid béo được tạo thành nhờ sự kết hợp liên tục với nhau của các phân tử acetyl – CoA.

d. Tổng hợp nucleic acid

- DNA, RNA và protein được tổng hợp tương tự ở mọi tế bào sinh vật và là biểu hiện của dòng thông tin di truyền từ nhân đến tế. bào chất. Các phân tử nucleic acid được tạo ra nhờ sự liên kết của các nucleotide.

- Một số vi sinh vật có khả năng tổng hợp ba thành phần: nitrogenous base, đường 5 carbon và phosphoric acid tạo đơn phân nucleotid rồi liên kết các nucleotid tạo nên phân tử nucleic acid hoàn chỉnh.

a. Phân giải các hợp chất carbohydrate

- Quá trình phân giải các hợp chất carbohydrate xảy ra bên ngoài cơ thể vi sinh vật nhờ các enzyme phân giải polysaccharide do chúng tiết ra. Sản phẩm được tạo ra là đường đơn (điển hình là glucose). Đường đơn được vi sinh vật hấp thụ và phân giải theo con đường hiếu khí, kị khí hoặc lên men.

- Có hai hình thức lên men: lên men rượu và lên men lactic.

Hình 24.2 Sơ đồ quá trình lên men.

- Lên men lactic lại có hai kiểu: đóng hình và dị hình. Lên men lactic đồng hình tạo ra sữa chua.

- Lên men rượu tạo ra các sản phẩm có chứa cồn như: rượu, nước trái cây lên men, lên men bột bánh mì,... Ngoài ra, trái cây chín bị hư cũng một phần do quá trình lên men rượu tự nhiên.

b. Phân giải protein

- Quá trình phân giải protein tạo ra các amino acid nhờ enzyme protease do vi sinh vật tiết ra và được ứng dụng trong sản xuất nước mắm, nước tương...

- Rút chiết nước mắm

Hình 24.3. Các giai đoạn sản xuất nước mắm

c. Phân giải lipid

Hình 24.4. Sự phân giải lipid

Hinh 24.5. Sự phân giải nucleic acid

Vi sinh vật có vai trò quan trọng trong tự nhiên và đời sống con người: vi sinh vật đóng vai trò quan trọng trong quá trình chuyển hoá vật chất tự nhiên và con người đã ứng dụng vi sinh vật vào nhiều lĩnh vực trong đời sống và sản xuất như trồng trọt, chăn nuôi, chế biến và bảo quản thực phẩm, sản xuất dược phẩm,...

a. Đối với tự nhiên

- Chuyển hoá vật chất trong tự nhiên: Vi sinh vật là một mắt xích quan trọng trong lưới thức ăn của hệ sinh thái, góp phần tạo nên vòng tuần hoàn vật chất trong tự nhiên. Trong chuỗi thức ăn, vi sinh vật dị dưỡng là mắt xích cuối cùng, có chức năng chuyền hoá chất hữu cơ thành chất vô cơ (CO), nước và các chất khoảng). Những chất vô cơ này lại tiếp tục đi vào vòng tuần hoàn vật chất qua quá trình dinh dưỡng của sinh vật sản xuất (thực vật,..

- Làm sạch môi trường: Vi sinh vật phân giải các chất hữu cơ từ xác chết của động, thực vật, rác thải, các chất hữu cơ lơ lửng trong nước.... làm cho môi trường sạch hơn, hạn chế ô nhiễm (hạn chế mùi hội, giảm lượng chất hữu cơ dư thừa...

- Cải thiện chất lượng đất: Các vi sinh vật phân giải các chất hữu cơ thành khoáng chất, một số vi sinh vật có khả năng cố định đạm (Rhizobium, Azotobacter, Beijerinckia...) góp phần cải thiện chất lượng đất, tạo điều kiện cho hệ thực vật phát triển tốt hơn.

b. Đối với đời sống con người

- Trong trồng trọt: Vi sinh vật giúp cải thiện chất lượng đất, tăng khả năng kết dính các hạt đất, chuyển hoá chất dinh dưỡng giúp cây dễ hấp thụ, tiết ra chất có lợi cho cây trồng, tiêu diệt sâu hại. Con người đã sử dụng vi sinh vật đề sản xuất phân bón vi sinh (phân vi sinh cố định đạm, phân vi sinh phân giải lần, phân vi sinh ức chế các vi sinh vật gây bệnh,...), thuốc trừ sâu sinh học (BIO-B, P-GRO), thay thế phân bón và thuốc trừ sâu hoả học, mang lại năng suất cho cây trồng góp phần bảo vệ môi trường sinh thái.

- Trong chăn nuôi: Vi sinh vật góp phần cải thiện hệ tiêu hoá vật nuôi, giúp tăng sức đề kháng, sinh trưởng, phát triển nhanh, tăng năng suất và chất lượng sản phẩm. Con người đã sử dụng vi sinh vật để ủ thức ăn cho vật nuôi (men vi sinh chứa nấm men Saccharomyces,..), sản xuất các chế phẩm sinh học trong chăn nuôi (đệm lót sinh học),... giúp vật nuôi tăng sức đề kháng, sinh trưởng, phát triển nhanh, tăng năng suất và chất lượng sản phẩm. Con người đã sử dụng vi sinh vật để ủ thức ăn cho vật nuôi (men vi sinh chứa nấm men Saccharomyces,..), sản xuất các chế phẩm sinh học trong chăn nuôi (đệm lót sinh học),

- Trong bảo quản và chế biến thực phẩm: Một số vi sinh vật có khả năng tiết enzyme protease phân giải protein thành các amino acid, trên cơ sở đó, con người đã vận dụng để làm nước mắm từ cá làm nước tương từ đậu tương...

- Vận dụng quá trình vi sinh vật lên men tiết enzyme để biến đổi carbohydrate thành ethylic, lactic,... con người đã sử dụng chúng để sản xuất rượu, bia, nước giải khát, giấm, muối chua rau, củ, quả,... Quá trình lên men tạo ra lactic acid, làm cho pH môi trường giảm xuống giúp ức chế các vi khuẩn gây thối và nấm mốc, vì vậy có thể bảo quản thực phẩm được lâu hơn.

- Trong sản xuất dược phẩm: Con người sử dụng một số chủng xạ khuẩn và nấm mốc để sản xuất chất kháng sinh giúp tiêu diệt các mầm bệnh, bảo vệ sức khoẻ; sử dụng vi sinh vật đã làm suy yếu đề sản xuất vaccine phỏng bệnh; sử dụng các vi khuẩn có lợi để sản xuất men tiêu hoá và một số đồ uống nhằm hỗ trợ quá trình tiêu hoá của con người.

Bài 1.

Một con bò nặng 500 kg chỉ sản xuất thêm mỗi ngày 0,5 kg protein; 500 kg cây đậu nành mỗi ngày tổng hợp được 40 kg protein nhưng 500 kg nấm men có thể tạo thành mỗi ngày 50 tấn protein. Sự khác nhau về sinh khối được tạo ra từ các loài sinh vật trên có thể giải thích như thế nào?

Phương pháp giải:

Tốc độ trao đổi chất của tế bào sinh vật phụ thuộc vào tỉ lệ S/V (tỉ lệ giữa diện tích bé mặt và thể tích tế bào). Tỉ lệ S/V càng lớn thì tốc độ trao đổi chất càng lớn và ngược lại. Do đó tế bào vi sinh vật càng nhỏ thì tốc độ trao đổi chất càng cao nên tốc độ sinh trưởng và sinh sản càng nhanh.

Lời giải chi tiết:

Vì tỉ lệ S/V của con bò nhỏ hơn cây đậu nành, và nhỏ hơn rất nhiều so với vi sinh vật nên tốc độ sinh trưởng và sinh sản của vi sinh vật nhanh hơn rất nhiều so với cây đậu và con bò, do đó sinh khối do vi sinh vật tạo ra là lớn nhất.

Bài 2.

Tìm thông tin liên quan tới gôm sinh học và cho biết vai trò của gôm sinh học trong đời sống con người.

Phương pháp giải:

Một số loại polysaccharide mà vi sinh vật tiết vào môi trường được gọi là gôm. Gôm có vai trò bảo vệ tế bào vi sinh vật khỏi bị khô, ngăn cản sự tiếp xúc với virus, đồng thời là nguồn dự trữ carbon và năng lượng

Lời giải chi tiết:

Nhiều vi sinh vật tiết vào môi trường một số loại pôlisaccarit gọi là gôm. gôm có vai trò bảo vệ tế bào vi sinh vật khỏi bị khô, ngăn cản sự tiếp xúc với virus, đồng thời là nguồn dự trữ cacbon và năng lượng.gôm được dùng trong công nghiệp để sản xuất kem, sản xuất kem phủ bề mặt bánh và làm chất phụ gia trong công nghiệp khai thác dầu hoả. trong y học, gôm được dùng làm chất thay huyết tương và trong sinh hoá học dùng làm chất tách chiết enzyme.

Sau bài học này, học sinh sẽ nắm được:

- Nêu được một số ví dụ về quá trình tổng hợp và phân giải các chất ở vi sinh vật.

- Phân tích được vai trò của vi sinh vật trong đời sống con người và trong tự nhiên.

- Trình bày được các quá trình tổng hợp của vi sinh vật.

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Sinh học 10 Chân trời sáng tạo Bài 24 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. 

• Câu 1:

  Chọn ý đúng: Đặc điểm của vi sinh vật ưa nhiệt và siêu ưa nhiệt là?

  • A. Prôtêin của chúng được tổng hợp mạnh ở nhiệt độ lạnh.
  • B. Enzim và prôtêin của chúng thích ứng với nhiệt độ cao.
  • C. Các enzim của chúng dễ mất hoạt tính khi gặp nhiệt độ cao.
  • D. Rất dễ chết khi môi trường gia tăng nhiệt độ.

• Câu 2:

  Chọn ý đúng: Đặc điểm của vi sinh vật ưa nhiệt và siêu ưa nhiệt là?

  • A. Prôtêin của chúng được tổng hợp mạnh ở nhiệt độ lạnh.
  • B. Enzim và prôtêin của chúng thích ứng với nhiệt độ cao.
  • C. Các enzim của chúng dễ mất hoạt tính khi gặp nhiệt độ cao.
  • D. Rất dễ chết khi môi trường gia tăng nhiệt độ.

• Câu 3:

  Xác định: Ở nhiệt độ thấp nhất sự sinh trưởng của vi sinh vật là?

  • A. tốt
  • B. chậm
  • C. yếu
  • D. chậm và yếu

Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!

Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Sinh học 10 Chân trời sáng tạo Bài 24 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.

Mở đầu trang 114 SGK Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Hình thành kiến thức mới 1 trang 114 Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Hình thành kiến thức mới 2 trang 114 Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Hình thành kiến thức mới 3 trang 114 Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Luyện tập trang 115 SGK Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Hình thành kiến thức mới 4 trang 116 Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Hình thành kiến thức mới 5 trang 116 Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Luyện tập trang 116 Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải Bài tập 1 trang 118 SGK Sinh học 10 Chân trời sáng tạo

Giải Bài tập 2 trang 118 SGK Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải Bài tập 3 trang 118 SGK Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 24.1 trang 72 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 24.2 trang 72 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 24.3 trang 72 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 24.4 trang 72 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 24.5 trang 72 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 24.6 trang 72 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 24.7 trang 73 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 24.8 trang 73 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 24.9 trang 73 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 24.10 trang 73 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 24.11 trang 73 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 24.12 trang 73 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 24.13 trang 73 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 24.14 trang 74 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 24.15 trang 74 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 24.16 trang 74 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 24.17 trang 74 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 24.18 trang 74 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 24.19 trang 74 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 24.20 trang 74 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 24.21 trang 74 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 24.21 trang 74 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Sinh học HOC247 sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!

Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!