Bài thuyết trình Khả năng chuyển hóa các hợp chất carbon trong tự nhiên
TRƯꢀNG ĐꢁI HꢂC Kꢃ THUꢄT CÔNG NGHꢅ
THÀNH PHꢆ Hꢇ CHÍ MINH
GVBM: Ths. Lê Thị Vu Lan
Lớp: 11HMT12
Nhóm thực hiện:
1. Thạch Thanh Hiền
2. Trần Nguyễn Đức Hiền
3. Phan Thị Bıch Loan
́
KHẢ NĂNG CHUYỂN HÓA
CÁC HỢP CHẤT CARBON TRONG TỰ NHIÊN
1. KHÁI QUÁT V CARBON
Ề
2. VÒNG TU
Ầ
N HOÀN CARBON TRONG T
Ự
NHIÊN
3. SỰ
PHÂN GI
Ả
I M
ỘT S
Ố
HỢP CHẤT CARBON DO VI
SINH V
Ậ
T
1. KHÁI QUÁT VỀ CARBON
Carbon là thành phꢈn thiꢉt yꢉu cho
mꢊi sꢋ sꢌng và cũng là thành phꢈn
hóa hꢊc chính trong các chꢍt hꢎu
cơ, tꢏ nhiên liꢐu hóa thꢑch cho đꢉn
nhꢎng phân tꢒ phꢓc tꢑp.
Cacbon trong tꢋ nhiên nꢔm ꢕ rꢍt nhiꢖu
dꢑng hꢗp chꢍt khác nhau, tꢏ các hꢗp
chꢍt vô cơ đꢉn các hꢗp chꢍt hꢎu cơ.
2. VÒNG TU
Ầ
N HOÀN CARBON TRONG T
Ự
NHIÊN
2.1. Khái niꢐm chu trình Carbon
2.2. Chu trình Carbon trong tꢋ nhiên
2.3. Vai trò cua vi sinh vꢘt trong
̉
vòng tuꢈn hoàn Carbon
2. VÒNG TU
Ầ
N HOÀN CARBON TRONG T
Ự
NHIÊN
2.1. Khái niꢐm chu trình Carbon
Chu trình cacbon là mꢙt
chu trình sinh đꢚa hóa hꢊc,
trong đó cacbon đưꢗc trao
đꢛi giꢎa sinh quyꢜn, thꢝy
quyꢜn, đꢚa quyꢜn và khí
quyꢜn cꢝa Trái Đꢍt.
Nó là mꢙt trong các chu trình quan trꢊng nhꢍt cꢝa trái đꢍt và
cho phép cacbon đưꢗc tái chꢉ và tái sꢒ dꢞng trong khꢟp sinh
quyꢜn và bꢕi tꢍt cꢠ các sinh vꢘt.
2. VÒNG TU
Ầ
N HOÀN CARBON TRONG T
Ự
NHIÊN
2.2. Chu trình Carbon trong tꢋ nhiên
Giai đoꢑn cꢍu tꢑo
Giai
đoꢑn tái t
ꢑo -
tiêu th
ꢞ
Giai đoꢑn phân giꢠi
Giai đoꢑn dꢋ trꢎ
Chu trình Carbon trong tự nhiên
2. VÒNG TU
Ầ
N HOÀN CARBON TRONG T
Ự
NHIÊN
2.3. Vai trò cua vi sinh vꢘt trong vòng tuꢈn hoàn Carbon
̉
Vi sinh vꢘt đóng mꢙt vai trò quan trꢊng trong mꢙt sꢌ khâu
chuyꢜn hoá cꢝa vòng tuꢈn hoàn Carbon.
Carbon
Carbon
thực vật
động vật
Chất hữu cơ trong đất
Vi sinh vật
DioxitCarbon
(CO2)
Vai trò cua vi sinh vật trong chu trình Carbon
̉
3. SỰ PHÂN GIẢI MỘT SỐ HỢP CHẤT CARBON DO VI SINH VẬT
3.1. Sự phân giải Xenluloza
3.2. Sự phân giải tinh bột
3.3. Sự phân giải đường đơn
3. SỰ PHÂN GIẢI MỘT SỐ HỢP CHẤT CARBON DO VI SINH VẬT
3.1. Sự phân giải Xenluloza
3.1.1. Xenluloza trong tự nhiên
Trong thiên nhiên Xenluloza là
thành phần chính tạo nên lớp
màng tế bào thực vật giúp cho các
mô thực vật có độ bền cơ học và
tính đàn hồi.
Sợi Xenluloza trong tế bao thực vật
̀
3. SỰ PHÂN GIẢI MỘT SỐ HỢP CHẤT CARBON DO VI SINH VẬT
3.1. Sự phân giải Xenluloza
3.1.1. Xenluloza trong tự nhiên
Cấu tạo phân tử Xenluloza
Xenluloza có cꢍu tꢑo dꢑng sꢗi, có cꢍu trúc phân tꢒ là 1 Polimer
mꢑch thꢡng, mꢢi đơn vꢚ là mꢙt Disaccarrit gꢊi là Xenlobioza.
Xenlobioza có cꢍu trúc tꢏ 2 phân tꢒ D-Glucoza. Cꢍu trúc bꢘc 2 và
bꢘc 3 rꢍt phꢓc tꢑp thành cꢍu trúc dꢑng lꢣp gꢟn vꢣi nhau bꢔng lꢋc
liên kꢉt Hydro.
3. SỰ PHÂN GIẢI MỘT SỐ HỢP CHẤT CARBON DO VI SINH VẬT
3.1. Sự phân giải Xenluloza
3.1.2. Cơ chế của quá trình phân giải Xenluloza nhờ vi sinh vật
Xenluloza là mꢙt cơ chꢍt không hoà tan, khó phân giꢠi.
Do đó, vi sinh vꢘt phân huꢤ xenluloza phꢠi có mꢙt hꢐ
Enzym gꢊi là hꢐ Enzym Xenlulaza bao gꢥm 4 Enzym khác
nhau: Xenlobiohydrolaza, Endoglucanaza, Exo – gluconaza, β –
Glucosidaza.
C1
Cx
β-Glucosidaza
Xenluloza
vô định hình
Xenluloza
tự nhiên
Xenlobioza
Glucoza
Cơ chế qua trınh phân giải Xenluloza
́
̀
3. SỰ PHÂN GIẢI MỘT SỐ HỢP CHẤT CARBON DO VI SINH VẬT
3.1. Sự phân giải Xenluloza
3.1.3. Vi sinh vật phân hủy Xenluloza
Trong thiên nhiên có nhiꢖu nhóm vi sinh vꢘt có khꢠ năng phân
huꢤ Xenluloza nhꢦ có hꢐ Enzym Xenluloza ngoꢑi bào. Trong
đó, vi nꢍm là nhóm có khꢠ năng phân giꢠi mꢑnh vì nó tiꢉt ra
môi trưꢦng mꢙt lưꢗng lꢣn Enzym đꢈy đꢝ các thành phꢈn.
Vi khuẩn Pseudomonas
Vi nấm thuộc chi Trichoderma
Vi khuẩn Clostridium
3. SỰ PHÂN GIẢI MỘT SỐ HỢP CHẤT CARBON DO VI SINH VẬT
3.1. Sự phân giải tinh bột
3.2.1. Tinh bột trong tự nhiên
Tinh bꢙt là chꢍt dꢋ trꢎ chꢝ yꢉu
là cꢝa thꢋc vꢘt, bꢕi vꢘy nó chiꢉm
mꢙt tꢧ lꢐ lꢣn trong thꢋc vꢘt, đꢨc
biꢐt là trong nhꢎng cây có cꢝ.
Trong tꢉ bào thꢋc vꢘt, nó tꢥn tꢑi ꢕ
dꢑng các hꢑt tinh bꢙt.
3. SỰ PHÂN GIẢI MỘT SỐ HỢP CHẤT CARBON DO VI SINH VẬT
3.2. Sự phân giải tinh bột
3.2.1. Tinh bột trong tự nhiên
Tinh bꢙt gꢥm hai phꢈn: Amylozơ chiꢉm khoꢠng 10-30% khꢌi
lưꢗng tinh bꢙt và Amylopectin chiꢉm khoꢠng 70-90% khꢌi lưꢗng
tinh bꢙt.
Dạng Amylozơ của tinh bột
Dạng Amylopectin của tinh bột
3. SỰ PHÂN GIẢI MỘT SỐ HỢP CHẤT CARBON DO VI SINH VẬT
3.2. Sự phân giải tinh bột
3.2.2. Cơ chế của quá trình phân giải tinh bột nhờ vi sinh vật
Vi sinh vꢘt phân giꢠi tinh bꢙt có khꢠ năng tiꢉt ra môi trưꢦng hꢐ
Enzym Amilaza bao gꢥm 4 Enzym: α-Amilaza, β-Amilaza, Amilo 1,6
Glucosidaza, Glucoamilaza.
β-Amilaza
Glucoamilaza
Amilo 1,6 Glucosidaza
α-Amilaza
Glucoamilaza
β-Amilaza
α-Amilaza
α-Amilaza
α-Amilaza
β-Amilaza
Phân tử tinh bột được phân giải thành đường
Glucozơ dưới tác động của 4 loại Enzym
3. SỰ PHÂN GIẢI MỘT SỐ HỢP CHẤT CARBON DO VI SINH VẬT
3.2. Sự phân giải tinh bột
3.2.3. Vi sinh vật phân hủy Tinh bột
Trong đꢍt có nhiꢖu loꢑi vi sinh vꢘt có khꢠ năng phân giꢠi tinh bꢙt.
Mꢙt sꢌ vi sinh vꢘt có khꢠ năng tiꢉt ra môi trưꢦng đꢈy đꢝ các loꢑi
Enzym trong hꢐ Enzym Amilaza
Xạ khuẩn
Một số loai vi khuẩn
Vi nấm Aspergillus
̀
3. SỰ PHÂN GIẢI MỘT SỐ HỢP CHẤT CARBON DO VI SINH VẬT
3.3. Sự phân giải đường đơn
Quá trình phân giꢀi Xenluloza và tinh bꢁt
đꢂu tꢃo thành đưꢄng đơn (đưꢄng 6
cacbon). Đưꢄng đơn tích luꢅ lꢃi trong đꢆt
sꢇ đưꢈc tiꢉp tꢊc phân giꢀi các nhóm vi
sinh vꢋt phân giꢀi đưꢄng. Có hai nhóm vi
sinh vꢋt phân giꢀi đưꢄng: nhóm háo khí và
nhóm lên men.
3. SỰ PHÂN GIẢI MỘT SỐ HỢP CHẤT CARBON DO VI SINH VẬT
3.3. Sự phân giải đường đơn
3
.3.1. S
ự
phân gi
ải
đường đơn nhờ quá trình lên men
1. Quá trình lên men etylic
Quá trình lên men Etylic còn đưꢗc gꢊi là quá trình lên men
rưꢗu. Sꢠn phꢩm cꢝa quá trình này là rưꢗu Etylic và CO2.
* Cơ chꢉ cꢌa quá trình lên men rưꢈu:
Piruvat Decacboxylaza
Enzym
Rưꢗu Etylic
Axetaldehyt
Glucoza
Pyruvat
Tiamin Pirophotphat
3. SỰ PHÂN GIẢI MỘT SỐ HỢP CHẤT CARBON DO VI SINH VẬT
3.3. Sự phân giải đường đơn
3
.3.1. S
ự
phân gi
ải
đường đơn nhờ quá trình lên men
1. Quá trình lên men etylic
Quá trình lên men rưꢗu ngoài tác dꢞng cꢝa hꢐ thꢌng enzym do vi
sinh vꢘt tiꢉt ra còn đòi hꢪi sꢋ tham gia cꢝa photphat vô cơ.
2C6H12O6 + 2H3PO4 → 2CO2 + 2CH3CH2OH + 2H2O + Fructoza 1,6 Diphotphat
Tuy nhiên, khi có mꢨt cꢝa NaHCO3 hay Na2HPO4 quá trình lên
men sꢫ sinh ra mꢙt sꢠn phꢩm khác là Glyxerin đꢥng thꢦi hꢑn chꢉ
sꢋ sinh ra rưꢗu Etylic.
3. SỰ PHÂN GIẢI MỘT SỐ HỢP CHẤT CARBON DO VI SINH VẬT
3.3. Sự phân giải đường đơn
3
.3.1. S
ự
phân gi
ải
đường đơn nhờ quá trình lên men
2. Quá trình lên men Lactic
Quá trình lên men lactic là quá trình phân giꢀi glucoza thành
Axit Lactic, gꢍm có 2 loꢃi: lên men Lactic đꢍng hình và lên men
Lactic dꢎ hình.
2CH3COCOOH
Axit Pyruvic
Glucoza bꢚ phân giꢠi
theo con đưꢦng Embden-
Mayerhof.
NAD.H
NAD+
C6H12O6
(Glucoza)
2CH3CHOHCOOH
(Axit Lactic)
Quá trình lên men Lactic đồng hình
Đưꢗc thꢋc hiꢐn bꢕi vi khuꢩn Lactobacterium và Streptococcus
3. SỰ PHÂN GIẢI MỘT SỐ HỢP CHẤT CARBON DO VI SINH VẬT
3.3. Sự phân giải đường đơn
3
.3.1. S
ự
phân gi
ải
đường đơn nhờ quá trình lên men
2. Quá trình lên men Lactic (Lên men Lactic dị hình)
Glucoza bꢚ phân giꢠi theo con đưꢦng Pentozophotphat. Sꢠn
phꢩm cꢝa quá trình lên men này ngoài Axit Lactic còn có rưꢗu
Etylic, Axit Axetic và Glyxerin.
C6H12O6 → CH3CHOHCOOH + CH3COOH + CH3CH2OH + CH2OHCHOHCH2OH + CO2 + Q
A. Lactic
A. Axetic Rưꢀu Etylic
Glyxerin
Vi khuꢩn Lactic thưꢦng đòi hꢪi nhiꢖu loꢑi chꢍt sinh trưꢕng, chúng khó
có thꢜ phát triꢜn trên môi trưꢦng tꢛng hꢗp mà chꢧ có thꢜ sꢌng trên môi
trưꢦng có các chꢍt hꢎu cơ như nưꢣc chiꢉt nꢍm men, sꢎa, máu v.v...
Vì vꢘy, chúng thưꢦng phân bꢌ trên thꢋc vꢘt hoꢨc xác thꢋc vꢘt, trong
sꢎa, các sꢠn phꢩm cꢝa sꢎa, trong ruꢙt ngưꢦi và đꢙng vꢘt.
3. SỰ PHÂN GIẢI MỘT SỐ HỢP CHẤT CARBON DO VI SINH VẬT
3.3. Sự phân giải đường đơn
3 .3.2. Sự phân giải nhờ qua trınh oxy hó
a
́
̀
Do các nhóm vi sinh vꢘt háo khí có khꢠ năng phân huꢤ
triꢐt đꢜ đưꢦng Glucoza thành CO2 và H2O qua chu trình Crebs.
Sꢠn phꢩm cꢝa các quá trình háo khí không phꢠi là các chꢍt hꢎu
cơ như ꢕ các quá trình lên men mà là CO2 và H2O.
* Chu trình Crebs gꢍm 2 phꢏn:
- Phân huꢤ Axit Pyruvic tꢑo CO2 và các Coenzime khꢒ.
- Các Coenzime khꢒ thꢋc hiꢐn chuꢢi hô hꢍp đꢜ tꢑo H2O và tꢛng
hꢗp ATP.
TÓM LẠI
Các nhóm vi sinh vꢘt tham gia trong quá trình chuyꢜn hoá các
hꢗp chꢍt Cacbon đã góp phꢈn khép kín vòng tuꢈn hoàn vꢘt chꢍt,
giꢎ mꢌi cân bꢔng vꢘt chꢍt trong thiên nhiên.
Tꢏ đó giꢎ đưꢗc sꢋ cân bꢔng sinh thái trong các môi trưꢦng tꢋ
nhiên. Sꢋ phân bꢌ rꢙng rãi cꢝa các nhóm vi sinh vꢘt chuyꢜn hoá
các hꢗp chꢍt Cacbon còn góp phꢈn làm sꢑch môi trưꢦng, khi
môi trưꢦng bꢚ ô nhiꢬm các hꢗp chꢍt hꢎu cơ chꢓa Cacbon.
Ngưꢦi ta sꢒ dꢞng nhꢎng nhóm vi sinh vꢘt này trong viꢐc xꢒ lý
chꢍt thꢠi có chꢓa các hꢗp chꢍt Cacbon hꢎu cơ như Xenluloza,
tinh bꢙt v.v...
CẢM ƠN
SỰ THEO DÕI CỦA CÔ VÀ CÁC BẠN!
24 trang
27/10/2024
270
Bạn đang xem tài liệu "Bài thuyết trình Khả năng chuyển hóa các hợp chất carbon trong tự nhiên", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.
File đính kèm:
- bai_thuyet_trinh_kha_nang_chuyen_hoa_cac_hop_chat_carbon_tro.pdf
