Tổng ôn các kiến thức về Quá trình chuyển hóa vất chất ở vi sinh vật Sinh học 10

CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT Ở VI SINH VẬT

1. Quá trình phân giải các chất ở VSV

- Khi tiếp xúc với các chất dinh dưỡng có phân tử lớn, VSV tiết vào môi trường các enzim thuỷ phân ( enzim ngoại bào) như nuclêaza, prôtêaza, amilaza, lipaza... để phân giải chúng thành các chất đơn giản -> hấp thụ vào tế bào để xây dựng tế bào hoặc tiến hành phân giải nội bào.

- Các đơn phân khác như glucôzơ axit amin, axit bé, glixêrol... được biến đổi thành axit piruvic hoặc axêtyl- CoA -> phân giải tiếp bằng con đường hô hấp hay lên men.

Glucozơ có thể được VSV phân giải theo các con đường sau:

* Đường phân (EMP)

- Diễn ra trong tế bào chất, xuất hiện sớm nhất, ở hầu hết các VSV.

    1G à 2 axit piruvic + 2ATP (Năng lượng 51%)

* Con đường hecxôzơ mônôphôtphat (HMP) hay pentôzơphôtphat (PP)

  - Phổ biến ở rất nhiều VSV, sản xuất các tiền chất trao đổi dùng trong đồng hóa mà đường phân không tạo ra được.

   1G à 1 axit piruvic + 1ATP (Năng lượng 25,5%)

* Con đường Entner – Doudoraff (ED)

- Rất ít VSV tham gia trừ Pseu. aeruginosa và Enterococcus faecalis

- Tạo ra các tiền chất trao đổi mà đường phân không tạo ra

 1G à 2 axit piruvic + 1ATP (Năng lượng 25,5%)

C₆H₁₂O₆ à KDPG à  NADH + H⁺ , NADPH + H⁺ + 2 CH₃COCOOH + 1 ATP

(KDPG: kêtô 3 đêoxi 6 phôtphoglucônat)

2. Qúa trình tổng hợp các chất ở vi sinh vật

* Tổng hợp axit nucleic và protêin:

Tương tự như ở mọi tế bào sinh vật

* Tổng hợp polisaccarit:

- Ở vi khuẩn và tảo, việc tổng hợp tinh bột và glycogen  cần có hợp chất mở đầu là ađenozin điphơtphat- glucôzơ (ADP- Glucôzơ)

- (Glucôzơ)n  + (ADP – Glucôzơ) à (Glucôzơ)n+1 + ADP

* Tổng hợp lipit:

Glyxêrol + axit béo à lipit

3. Sự thống nhất và điều hoà các chức năng trao đổi chất

- Các tế bào điều hoà trao đổi chất theo nhiều cách để tăng tối đa hiệu quả của tốc độ sinh trưởng và sinh sản. Các cơ chế đó là:

+ Tế bào tổng hợp hoặc phân giải các prôtêin kênh và prôtêin vận chuyển để làm tăng hoặc giảm nồng độ các chất hoá học có trong bào tương hoặc trong các bào quan.

Các tế bào thường tổng hợp nên các enzim cần thiết để phân giải một cơ chất nào đó chỉ khi cơ chất đó có mặt.

+ Nếu hai nguồn năng lượng có mặt cùng 1 lúc, tế bào sẽ phân giải chất nào có hiệu quả hơn về mặt năng lượng. VD: Một VK sinh trưởng khi có mặt cả glucôzơ và lactôzơ sẽ chỉ sản sinh ra các enzim dùng để vận chuyển và phân giải glucôzơ. Khi nguồn glucôzơ bị cạn kiệt thì các prôtêin sử dụng lactôzơ mới được tạo thành.

+ Tế bào tổng hợp các chất trao đổi mà chúng cần, nhưng chúng sẽ dừng lại nếu một chất nào đó có mặt dưới dạng một nguồn dinh dưỡng. VD: các vi khuẩn sinh trưởng trên môi trưởng thừa axit aspatic sẽ ngừng quá trình amin hoá axit oxaloaxetic để  tạo axit aspatic.

--> Lâu dần chức năng này mất đi, sẽ tạo ra nhóm vi khuẩn khuyết dưỡng (yếu tố đó gọi là nhân tố sinh trưởng)

+ Các tế bào nhân chuẩn giữ quá trình trao đổi chất này không bị can thiệp bởi quá trình trao đổi chất kia bằng cách cô lập các enzim đặc thù trên trong các bào quan có màng bao bọc. VD: các prôtêaza trú ngụ trong các lizôxôm sẽ phân giải các prôtêin được thực bào mà không phá huỷ các prôtêin quan trong trong bào tương.

+ Tế bào sử dụng các vị trí dị lập thể kimg hãm và kích thích trên các enzim để kiểm soát hoạt tính enzim.

Sự kìm hãm feedbach (ức chế ngược) làm chậm lại hoặc dừng các con đường trao đổi chất dị hoá khi sản phẩm có mặt phong phú trong môi trường.

+ Tế bào điều hoà các con đường trao đổi chất đồng hoá và dị hoá cùng sử dụng một phân tử cơ chất bằng cách yêu cầu các coenzim khác nhau cho từng loại. VD: NADH chỉ dùng cho các enzim dị hoá trong khi NADPH thường sử dụng cho đồng hoá.

- Các cơ chế điều hoà trên được chi thành 2 kiểu:

+ Kiểu 1: Kiểm soát sự biểu hiện gen (ở đó tế bào kiểm soát số lượng và thời lượng sản sinh prôtêin).

+ Kiểu 2: Kiểm soát sự biểu hiện trao đổi chất (ở đó tế bào kiểm soát hoạt tính của các prôtêin (enzim) khi chúng đã được sinh ra rồi.

Câu 1: Tại sao nói glucozơ là trung tâm của mọi con đường trao đổi chất ở vi sinh vật?

Hướng dẫn giải

+  Glucoza là nguồn cung cấp năng lượng chủ yếu cho mọi hoạt động của cơ thể

+ Vi sinh vật dễ đồng hóa nhất

+ Cung cấp các tiền chất cho hầu hết các quá trình sinh tổng hợp đại phân tử cho tế bào

+ Tồn tại ở dạng dự trữ góp phần duy trì sự ổn định tính chất sinh lý, áp suất thẩm thấu của tế bào

Câu 2: So sánh hô hấp và lên men?

Hướng dẫn giải

Hô Hấp	Lên Men
- Oxy hoá hoàn toàn cabohyđrat - Oxy hoá a.piruvic thành CO2 +  H2O. - Các VSV hiếu khí: 1Glucoza à 38ATP - Sử dụng các chất nhận điện tử cuối cùng từ bên ngoài là oxy (HH hiếu khí) và NO3-, SO42-, CO2 (HH kị khí)	- Phân giải kị khí cacbohyđrat - A. piruvic bị khử thành axit hữu cơ dạng khử - VSV kị khí không bắt buộc 1 Glucozaà2 ATP - Tạo ra các sản phẩm hữu cơ dạng khử từ các chất trung gian là chất nhận điện tử cuối cùng

Câu 3: Các sắc tố quang hợp khác nhau ở điểm nào?

Hướng dẫn giải

- Sắc tố quang hợp là các phân tử hữu cơ có khả năng hấp thụ ánh sáng

- Diệp lục a bắt ánh sáng ở bước sóng 680nm do đó tích được nhiều năng lượng hơn.

- Khuẩn diệp lục bắt ánh sáng ở bước sóng 710- 1250nm nên tích năng lượng ít hơn.

Câu 4: Có bao nhiêu phát biểu sai đối với quá trình lên men?

   1. Nguyên liệu sử dụng là chất hữu cơ.

   2. Trải qua giai đoạn đầu gọi là đường phân.

   3. Xảy ra trong điều kiện thiếu oxi.

   4. Cho điện tử là chất vô cơ, nhận điện tử là chất vô cơ

   5. Hiệu suất năng lượng rất cao.

A. 1                                      B. 2                                   C. 3                                   D. 4

Hướng dẫn giải

Đáp án C.

   Lên men là quá trình chuyển hóa kị khí diễn ra trong tế bào chất, xảy ra trong điều kiện thiếu oxi.

   1, 2, 3 đúng.

   4 sai vì chất nhận điện tử cuối cùng là chất hữu cơ. Ví dụ: đối với lên men lactic thì axit piruvic (chất nhận điện tử cuối cùng) bị khử ngay thành axit lactic. Sản phẩm chính là axit lactic. Do vi khuẩn thực hiện.

5 sai vì hiệu suất năng lượng thấp

Chú ý:

Lên men rượu	Lên men Lactic
Tác nhân: nấm men	Tác nhân: vi khuẩn lactic
Sản phẩm: CO2, rượu	Sản phẩm: axit lactic.

Câu 5: Cho các phát biểu sau:

   1. Giải phóng CO₂, tỏa nhiệt và tạo ATP.

   2. Trải qua giai đoạn đường phân.

   3. Chất nhận điện tử cuối cùng đều là chất vô cơ.

   4. Là quá trình phân giải nguyên liệu hữu cơ.

Trong các phát biểu sau, số phát biểu không phải điểm giống nhau giữa 3 quá trình hô hấp hiếu khí, kị khí và lên men?

A. 1                                      B. 2                                   C. 3                                   D. 4

Hướng dẫn giải

Đáp án A.

So sánh hô hấp hiếu khí, hô hấp kị khí và lên men

Hô hấp hiếu khí	Hô hấp kị khí	Lên men
Chất nhận điện tử cuối cùng là oxi phân tử	Chất nhận điện tử cuối cùng là oxi liên kết	Chất nhận điện tử cuối cùng là một chất hữu cơ.
Oxi hóa hoàn toàn sản phẩm CO2 và H2O năng lượng được sinh ra nhiều nhất	Sinh ra sản phẩm trung gian, năng lượng sinh ra ít.	Sinh ra sản phẩm trung gian, năng lượng sinh ra ít.

Dựa vào bảng trên ta có: ý 3 sai vì chất nhận điện tử cuối cùng không phải là chất vô cơ

Câu 6: Trong sơ đồ chuyển hoá:

   CH₃CH₂OH + O₂ " X + H₂O + Năng lượng X là:

A. axit lactic.                                                                  B. rượu etanol.

C. axit axetic                                                                  D. axit xitric

Hướng dẫn giải

Đáp án C.

Câu 7: Chất nhận electron cuối cùng là là các hợp chất vô cơ xảy ra ở:

   A. Hô hấp hiếu khí                                                      B. hô hấp kị khí

   C. Lên men                                                                 D. A và B

Hướng dẫn giải

Đáp án D.

Hô hấp hiếu khí	Hô hấp kị khí
Chất nhận điện tử cuối cùng là oxi phân tử	Chất nhận điện tử cuối cùng là oxi liên kết

Câu 8: Một học sinh viết phương trình tổng quát của quá trình lên men bị sai như sau:

	Vi khuẩn
CH3CH2OH + O2		CH3COOH + H2O+Q
axit piruvic	Axit axetic (II)	axit lactic
(I)		(III)

Phải điều chỉnh thế nào cho đúng?

A. I (etanol); II (vi khuấn lactic); III (axit lactic).

B. I (axit piruvic); II (vi khuẩn axetic); III (axit axetic).

C. I (etanol); II (vi khuẩn axetic); III (axit axetic).

D. I (etilic); II (vi khuẩn propionic); III (axit propionic).

Hướng dẫn giải

Đáp án C

Chất hình thành là giấm (axit axetic)

CH₃CH₂OH + O₂ " CH₃COOH + H₂O +Q

Vi khuẩn axetic biến rượu thành giấm gồm 2 giống chủ yếu: Acetobacter và Gluconobacter. Khi để giấm lâu ngày, vi khuẩn Acetobacter có khả năng tiếp tục biến axit axetic thành CO₂, H₂O làm pH tăng lên, giảm mất dần vị chua.

Câu 9: Ở vi sinh vật nhân sơ, hô hấp hiếu khí xảy ra ở tại:

A. Màng sinh chất                                                         B. màng ngoài ti thể

C. Màng trong ti thể                                                      D. Tế bào chất

Hướng dẫn giải

Đáp án A.

Dấu hiệu so sánh	Hô hấp kị khí	Hô hấp hiếu khí
Địa điểm xảy ra	Màng sinh chất	- Màng sinh chất (sinh vật nhân sơ) - Màng trong ti thể (sinh vật nhân thực)
Nhu cầu oxi	Không	Có
Chấp nhận electron cuối cùng	Chất vô cơ	Oxi
Sản phẩm cuối cùng	Axit pivuric	CO2  và H2O
Hiệu quả năng lượng	Thấp	Cao

Câu 10: Nội dung nào sau đây sai?

A. Lên men là quá trình yếm khí, các electron sinh ra trong đường phân được chuyển cho phân tử hữu cơ oxi hóa.

B. Trong hô hấp hiếu khí, các electron sinh ra đường phân được chuyển cho oxi và tạo ATP.

C. Thực chất của lên men giấm là quá trình oxi hóa rượu, thực hiện bởi vi khuẩn axetic.

D. Trong quá trình lên men lactic, chất nhận điện tử cuối cùng là CO₂.

Hướng dẫn giải

Đáp án D.

Chất nhận điện tử cuối cùng của lên men là phân tử hữu cơ nên D sai.

 

Trên đây là toàn bộ nội dung tài liệu Tổng ôn các kiến thức về Quá trình chuyển hóa vất chất ở vi sinh vật Sinh học 10. Để xem toàn bộ nội dung các em đăng nhập vào trang hoc247.net để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.

Các em quan tâm có thể tham khảo thêm các tài liệu cùng chuyên mục:

• Phương pháp giải Các dạng bài tập về Áp suất thẩm thấu của tế bào Sinh học 10
• Lý thuyết Các nguyên tố hóa học và nước - Sinh học 10

Chúc các em học tập tốt !