Lý thuyết Sinh học 10 Bài 24: Quá trình tổng hợp và phân giải ở vi sinh vật
A. Lý Thuyết
I. Quá trình tổng hợp ở vi sinh vật
- Tổng hợp là quá trình tạo ra phân tử hữu cơ phức tạp từ những chất đơn giản.
Quá trình tổng hợp ở vi sinh vật
- Vai trò: Quá trình tổng hợp giúp hình thành các hợp chất (vật liệu) để xây dựng và duy trì các hoạt động của vi sinh vật, đồng thời, giúp vi sinh vật tích lũy năng lượng.
1. Tổng hợp carbohydrate
- Cơ chế:
+ 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.
[Glucose]n + [ADP-glucose] → [Glucose]n+1 + ADP
- Ứng dụng: Sử dụng vi sinh vật tổng hợp gôm sinh học.
+ Gôm sinh học là một số loại polysaccharide mà vi sinh vật tiết vào môi trường, 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.
+ Gôm được sử dụng trong công nghiệp để sản xuất kem phủ bề mặt bánh hay làm chất phụ gia trong công nghiệp khai thác dầu hỏa. Trong y học, gôm được dùng làm chất thay huyết tương và trong sinh hóa học dùng làm chất tách chiết enzyme.
2. Tổng hợp protein
- Cơ chế: Vi sinh vật có khả năng tự tổng hợp amino acid và tổng hợp các protein khi liên kết các amino acid với nhau bằng liên kết peptide.
(Amino acid)n → Protein
- Ứng dụng:
+ Sản xuất enzyme phục vụ cho đời sống của con người: Hầu hết các enzyme từ thực vật hoặc động vật đều có thể sản xuất từ vi sinh vật.
+ Sản xuất sinh khối (protein đơn bào): Tảo xoắn Spirulina là nguồn thực phẩm chức năng, 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: Chủng vi khuẩn đột biến Corynebacterium glutamicum được sử dụng trong công nghiệp để sản xuất các amino acid như glutamic acid, lysine, valine,...
+ Sản xuất glutamic acid dùng làm gia vị nhằm tăng độ ngon ngọt của các món ăn.
3. Tổng hợp lipid
- Cơ chế: Vi sinh vật tổng hợp lipid bằng cách liên kết glycerol và các acid béo.
- Ứng dụng: Nuôi cấy một số vi sinh vật dự trữ carbon và năng lượng bằng cách tích lũy nhiều lipid trong tế bào như nấm men hoặc vi tảo để thu lipid sử dụng trong sản xuất dầu diesel sinh học.
4. Tổng hợp nucleic acid
- Cơ chế: Các phân tử acid nucleic được tạo ra nhờ sự liên kết của các nucleotide.
- Một số vi sinh vật có khả năng tổng hợp 3 thành phần: nitrogenous base, đường 5 carbon và phosphoric acid tạo đơn phân nucleotide rồi liên kết của các nucleotide tạo nên DNA, RNA hoàn chỉnh.
II. Quá trình phân giải ở vi sinh vật
- Phân giải là quá trình biến đổi chất hữu cơ phức tạp thàn những chất đơn giản.
Quá trình phân giải ở vi sinh vật
- Vai trò: Quá trình phân giải giúp hình thành nguyên liệu và năng lượng cung cấp cho quá trình tổng hợp và các hoạt động của tế bào.
1.Phân giải các hợp chất carbohydrate
- Cơ chế:
+ 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 tạo thành 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 (lên men rượu hoặc lên men lactic).
Sơ đồ quá trình lên men
- Ứng dụng:
+ Sử dụng nhóm vi khuẩn lên men lactic để sản xuất sữa chua, sản xuất lactic acid hoặc muối chua rau, củ, quả, thịt, cá, tôm.
+ Sử dụng nhóm vi khuẩn lên men rượu để tạo ra các sản phẩm chứa cồn như rượu, nước trái cây lên men, lên men bột bánh mì,...
2. Phân giải protein
- Cơ chế: Vi sinh vật sinh tổng hợp protease để phân giải protein thành các amino acid.
- Ứng dụng: Sản xuất nước mắm, nước tương,…
3. Phân giải lipid
- Vi sinh vật phân giải lipid tạo thành glycerol và acid béo.
Sự phân giải lipid
4. Phân giải nucleic acid
- Vi sinh vật tiết enzyme nuclease để phân giải nucleic acid thành các nucleotide.
Sự phân giải nucleic acid
III. Vai trò của vi sinh vật
a. Đối với tự nhiên
Sơ đồ một số vai trò của vi sinh vật trong tự nhiên
- Chuyển hóa vật chất trong tự nhiên: Vi sinh vật là một mắt xích quan trong trong lưới thức ăn của hệ sinh thái, góp phần tạo nên vòng tuần hoàn vật chất trong tự nhiên.
- 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.
- Cải thiện chất lượng đất: Các vi sinh vật phân giải các chất hữu cơ, một số vi sinh vật có khả năng cố định đạm góp phần cải tạo đất, tạo điều kiện cho hệ thực vật phát triển tốt hơn.
b. Đối với đời sống con người
Một số ứng dụng vi sinh vật trong đời sống con người
- Trong trồng trọt:
+ Cơ sở khoa học: Vi sinh vật cải thiện chất lượng đất, như tăng khả năng kết dính các hạt đất, chuyển hóa chất dinh dưỡng giúp cây dễ hấp thụ, tiết ra chất có lợi cho cây trồng, tiêu diệt sâu hại.
+ Ứng dụng: Ứng dụng vi sinh vật để sản xuất phân bón vi sinh, thuốc trừ sâu sinh học,… thay thế phân bón và thuốc trừ sâu hóa học, mang lại năng suất cho cây trồng, bảo vệ môi trường.
- Trong chăn nuôi:
+ Cơ sở khoa học: Vi sinh vật góp phần cải thiện hệ tiêu hóa vật nuôi, giúp tăng sức đề kháng, sinh trưởng, phát triển nhanh, tăng năng suất và chất lượng sản phẩm.
+ Ứng dụng: Ứng dụng vi sinh vật để ủ thức ăn cho vật nuôi, sản xuất các chế phẩm sinh học trong chăn nuôi, giúp vật nuôi tăng cường sức đề kháng, cho năng suất cao.
- Trong bảo quản và chế biến thực phẩm:
+ Ứng dụng khả năng tiết enzyme protease phân giải protein thành các amino acid của vi sinh vật để sản xuất nước mắm từ cá, nước tương từ đậu tương.
+ Ứng dụng vi sinh vật lên men để sản xuất rượu, bia, nước giải khát, giấm, muối chua rau củ,…
+ Quá trình lên men tạo ra lactic acid của vi sinh vật giúp ức chế các vi khuẩn gây thối và nấm mốc, giúp bảo quản thực phẩm được lâu hơn.
- Trong sản xuất dược phẩm:
+ Ứng dụng một số chủng xạ khuẩn và nấm mốc để sản xuất chất kháng sinh giúp tiêu diệt các mầm bệnh, bảo vệ sức khỏe.
+ Sử dụng vi sinh vật đã làm suy yếu để sản xuất vaccine phòng bệnh.
+ Sử dụng các vi khuẩn có lợi để sản xuất men tiêu hóa và một số đồ uống nhằm hỗ trợ quá trình tiêu hóa của con người.
B. Trắc Nghiệm
Câu 1: Ở vi khuẩn và tảo, hợp chất mở đầu cần cho việc tổng hợp tinh bột và glycogen là
A. lactose.
B. amino acid.
C. ADP.
D. ADP – glucose.
Đáp án đúng là: D
Ở vi khuẩn và tảo, hợp chất mở đầu cần cho việc tổng hợp tinh bột và glycogen là ADP – glucose.
Câu 2: Gôm là
A. một số loại protein mà vi sinh vật tiết vào môi trường.
B. một số amino acid mà vi sinh vật tiết vào môi trường.
C. một số polysaccharide mà vi sinh vật tiết vào môi trường.
D. một số enzyme mà vi sinh vật tiết vào môi trường.
Đáp án đúng là: C
Gôm là một số polysaccharide mà vi sinh vật tiết vào môi trường.
Câu 3: Cho một số vai trò sau:
(1) Bảo vệ tế bào vi sinh vật khỏi bị khô.
(2) Lưu trữ và bảo quản thông tin di truyền.
(3) Ngăn cản sự tiếp xúc của vi sinh vật với virus.
(4) Là nguồn dự trữ carbon và năng lượng của vi sinh vật.
Trong các vai trò trên, gôm có bao nhiêu vai trò đối với vi sinh vật?
A. 1.
B. 2.
C. 3.
D. 4.
Đáp án đúng là: C
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 dữ trữ carbon và năng lượng.
Câu 4: Để tổng hợp protein, vi sinh vật đã thực hiện liên kết các amino acid bằng loại liên kết nào sau đây?
A. Liên kết peptide.
B. Liên kết hóa trị.
C. Liên kết hydrogen.
D. Liên kết glycoside.
Đáp án đúng là: A
Để tạo thành phân tử protein, các amino acid được liên kết với nhau bằng liên kết peptide.
Câu 5: Cho các thành tựu sau đây:
(1) Sản xuất amino acid bổ sung vào thực phẩm
(2) Sản xuất mì chính
(3) Sản xuất sinh khối (hoặc protein đơn bào)
(4) Sản xuất chất thay huyết tương dùng trong y học
Trong các thành tựu trên, số thành tựu là ứng dụng của quá trình tổng hợp protein ở vi sinh vật là
A. 1.
B. 2.
C. 3.
D. 4.
Đáp án đúng là: C
Thành tựu là ứng dụng của quá trình tổng hợp protein ở vi sinh vật là: (1), (2) và (3).
(4) Sai. Sản xuất chất thay huyết tương dùng trong y học là ứng dụng của quá trình tổng hợp polysaccharide.
Câu 6: Vi sinh vật tổng hợp lipid bằng cách liên kết các phân tử nào sau đây?
A. Các phân tử glucose.
B. Các phân tử amino acid.
C. Glucose và acid béo.
D. Glycerol và acid béo.
Đáp án đúng là: D
Vi sinh vật tổng hợp lipid bằng cách liên kết glycerol và các acid béo.
Câu 7: Phát biểu nào sau đây là không đúng khi nói về quá trình tổng hợp nucleic acid của vi sinh vật?
A. Quá trình tổng hợp DNA, RNA ở vi sinh vật diễn ra tương tự ở mọi tế bào sinh vật.
B. Các phân tử nucleic acid được tạo ra nhờ sự liên kết của các đơn phân là nucleotide.
C. Vi sinh vật không có khả năng tự tổng hợp nucleotide mà phải thu nhận từ thức ăn.
D. Một số vi sinh vật có khả năng tổng hợp 3 thành phần cấu tạo nên các nucleotide.
Đáp án đúng là: C
Một số vi sinh vật có khả năng tổng hợp 3 thành phần: nitrogenous base, đường 5 carbon và phosphoric acid tạo đơn phân nucleotide rồi liên kết các nucleotide tạo nên phân tử nucleic acid hoàn chỉnh.
Câu 8: Vi sinh vật dị dưỡng phân giải các hợp chất hữu cơ nhằm
A. lấy nguồn nguyên liệu cho các hoạt động sống của chúng.
B. loại bỏ các chất hữu cơ dư thừa giúp làm sạch môi trường sống.
C. tạo ra các thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao cho con người.
D. tạo ra các chất khoáng góp phần cải tạo chất lượng của đất.
Đáp án đúng là: A
Vi sinh vật dị dưỡng phân giải các hợp chất hữu cơ nhằm lấy nguồn nguyên liệu cho các hoạt động sống của chúng.
B, C, D là những ứng dụng từ quá trình phân giải các hợp chất hữu cơ.
Câu 9: Cho các phát biểu sau:
(1) Quá trình phân giải các hợp chất carbohydrate xảy ra bên trong cơ thể vi sinh vật.
(2) Quá trình phân giải các hợp chất carbohydrate sử dụng các enzyme do vi sinh vật tiết ra.
(3) Sản phẩm cuối cùng của quá trình phân giải các hợp chất carbohydrate ở vi sinh vật là glucose.
(4) Đường đơn được vi sinh vật hấp thụ và phân giải theo con đường hiếu khí, kị khí hoặc lên men.
Trong các phát biểu trên, số phát biểu đúng khi nói về quá trình phân giải các hợp chất carbohydrate ở vi sinh vật là
A. 1.
B. 2.
C. 3.
D. 4.
Đáp án đúng là: B
Các phát biểu đúng là: (2) và (4).
(1) Sai. Quá trình phân giải các hợp chất carbohydrate xảy ra cả bên ngoài và bên trong cơ thể vi sinh vật.
(3) Sai. Glucose không phải là sản phẩm cuối cùng của quá trình phân giải các hợp chất carbohydrate ở vi sinh vật.
Câu 10: Cho các sản phẩm sau:
(1) Rượu
(2) Sữa chua
(3) Nước mắm
(4) Nước trái cây lên men
Trong số các sản phẩm trên, số sản phẩm của quá trình lên men rượu là
A. 1.
B. 2.
C. 3.
D. 4.
Đáp án đúng là: B.
Các sản phẩm của lên men rượu là: (1) và (4).
Câu 11: Để phân giải nucleic acid, vi sinh vật cần tạo ra enzyme nào sau đây?
A. Protease.
B. Lipase.
C. Nulease.
D. Amylase.
Đáp án đúng là: C
Để phân giải nucleic acid, vi sinh vật cần tạo ra enzyme nuclease.
Câu 12: Sản xuất nước mắm là ứng dụng của quá trình nào sau đây ở vi sinh vật?
A. Phân giải carbohydrate.
B. Phân giải protein.
C. Phân giải lipid.
D. Phân giải nucleic acid.
Đáp án đúng là: B
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,…
Câu 13: Vai trò nào sau đây không phải là vai trò của vi sinh vật đối với tự nhiên?
A. Chuyển hóa vật chất trong tự nhiên.
B. Làm sạch môi trường.
C. Cải thiện chất lượng đất.
D. Tăng sức đề kháng cho vật nuôi.
Đáp án đúng là: D
Tăng sức đề kháng cho vật nuôi là ứng dụng của vi sinh vật trong chăn nuôi.
Câu 14: Cho các ứng dụng sau:
(1) Sản xuất protein đơn bào.
(2) Sản xuất rượu, sữa chua, dưa muối.
(3) Sản xuất chất kháng sinh.
(4) Sản xuất acid amin.
Những ứng dụng nào từ quá trình tổng hợp của vi sinh vật?
A. (1); (3); (4).
B. (2); (3); (4).
C. (1); (2); (4).
D. (1); (2); (3).
Đáp án đúng là: A
(2) Sản xuất rượu, sữa chua, dưa muối là ứng dụng của quá trình phân giải của vi sinh vật.
Câu 15: Có bao nhiêu quá trình sau đây là tác hại của quá trình phân giải ở vi sinh vật?
(1) Phân giải đường làm chua dưa muối.
(2) Phân giải protein trong làm nước mắm và tương.
(3) Phân giải protein của đồ ăn.
(4) Phân giải cellulose ở các mặt hàng tre nứa.
A. 2.
B. 3.
C. 4.
D. 1.
Đáp án đúng là: A
Quá trình là tác hại của quá trình phân giải ở vi sinh vật: (3) và (4).
Xem thêm các bài Lý thuyết Sinh học 10 sách Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:
Lý thuyết Bài 21: Công nghệ tế bào
Lý thuyết Bài 22: Khái quát về vi sinh vật
Lý thuyết Bài 25: Sinh trưởng và sinh sản ở vi sinh vật
