Khả năng chuyển hóa các vật chất cacbon trong môi trường tự nhiên nhờ vi sinh vật

GVHD : Hoàng Ngọc Khắc Nhóm : 8/II Lớp : CD9KM2 Trường Đại Học Tài Nguyên Và Môi Trường Hà Nội Bài Báo Cáo Khả năng chuyển hóa các vật chất cacbon trong môi trường tự nhiên nhờ vi sinh vật Danh sách thành viên nhóm Đặng Tuấn Hải Phan Thị Diệu Lan Nguyễn Hương Lan Trịnh Đinh Thi Phan Công Ngọc Đỗ Đình Đức Tổng quan Vi sinh vật phân hủy xenluloza Vi sinh vật phân hủy tinh bột Vi sinh vật phân hủy đường đơn Sự cố định CO2 Ứng dụng của các nhóm VSV này trong thực tiễn và trong công nghệ xử lý MT Nội Dung Chính Cacbon trong tự nhiên nằm ở rất nhiều dạng hợp chất khác nhau (vô cơ ,hữu cơ), các dạng này không bất biến mà luôn chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác tạo thành vòng tuần hoàn cacbon trong tự nhiên . Vi sinh vật đóng vai trò quan trọng trong 1 số khâu chuyển hóa của quá trình này. I) Tổng quan Sơ đồ chuyển hóa cacbon trong tự nhiên Sơ đồ phân loại vsv phân hủy cacbon II) Vi sinh vật phân hủy xenluloza Cấu trúc xenluloza: Xenluloza là thành phần chủ yếu của màng tế bào thực vật, có cấu tạo dạng sợi, cấu trúc phân tử là 1 polime mạch thẳng, mỗi đơn vị là một disaccarit (xenlobioza) . -Xenlobioza có cấu trúc từ 2 phân tử D-glucoza cấu trúc bậc 2 bậc 3 rất phức tạp tạo thành cấu trúc dạng lớp gắn với nhau bằng lực liên kết hidro , liên kết hidro được trùng hợp nhiều lần nên rất bền vững nên rất khó phân hủy Các nhóm vsv phân hủy xenluloza -Vi nấm : có khả năng phân hủy mạnh nhất do có khả năng tiết ra 1 lượng lớn enzim đầy đủ thành phần nhất là các loài thuộc chi Tricoderma sống hoại sinh ngoài ra còn có nhiều giống khác như Aspergillus, Fusarium, Mucor Tricoderma Aspergillus mucor Fusarium -Vi khuẩn: có khả năng phân hủy xenluloza nhưng kém hơn vi nấm do lượng enzim tiết ra nhỏ hơn và thành phần các loại enzim không đầy đủ Vi khuẩn hiếu khí Vi khuẩn kị khí Pseudomonas Achromonas Clostridium Ruminococcus -Ngoài vi nấm và vi khuẩn , xạ khuẩn và niêm vi khuẩn cũng có khả năng phân hủy xenluloza Xạ khuẩn Streptomyces Cơ chế phân hủy xenluloza Xenluloza tự nhiên Xen luloza vô định hình Xenluoza Glucoza C1(xenlobioh) ydrolaza cắt đứt liên kết hydro C2 (Endo-gluconaza) cắt đứt các liên kết β-1,4 C2 (Exo-gluconaza) phân hủy các chuỗi dài thành disaccarit β-glucosidaza III)Vi sinh vật phân hủy tinh bột -Tinh bột là chất dự trữ chủ yếu của thực vật , tinh bột gồm 2 thành phần là amilo và amilopectin . Amino là những chuỗi không phân nhánh bao gồm hàng trăm đơn vị glucoza liên kết với nhau bằng liên kết 1,4 và 1,6 glucozit (lk 1,6 glucozit tại những chỗ phân nhánh amino aminopectin Các nhóm vsv phân hủy tinh bột Có nhiều loại vsv có khả năng phân hủy tinh bột 1 số loài có khả năng tiết ra đầy đủ các loại enzim amilaza như 1 số loài vi nấm (Aspergillus, Fusarium, Rhizopus ..) vi khuẩn (Bacillus, Cytophaga, Pseudomonas ..) xạ khuẩn Đa số các vsv không có khả năng tiết đầy đủ các loại enzim amilaza Vk Cytophaga Vk Bacillus Vn Rhizopus Hình ảnh 1 số loài vi sinh vật phân hủy tinh bột Cơ chế phân hủy tinh bột của vsv Vsv phân hủy tinh bột có khả năng tiết ra 4 loại enzim trong hệ enzim phân hủy tinh bột IV) Vsv phân hủy đường đơn *Quá trình lên men etylic Glucoza Pyruvat axetaldehit enzim Pyruvat decacboxylaza Tiamin pirophotphat etylic Nấm men Saccharomyces cereviae *Quá trình lên men lactic đồng hình 2CH3COCOOH (Axit pyruvic) C6H12O6 2CH3CHOHCOOH NAD.H NAD+ (Nicotinamin adenin dinucleotit) *Quá trình lên men lactic dị hình C6H12O6 → CH3CHOHCOOH + CH3COOH + axit lactic axit axetic CH3CH2OH + CH2OHCHOHCH2OH + CO2+Q rượu etylic glixerin Sự phân giải đường nhờ các quá trình oxy hóa Các nhóm vi sinh vật hiếu khí có khả năng phân hủy triệt để đường glucoza thành CO2 và H2O qua chu trình Crebs . Sản phẩm là CO2 và H2O Các sản phẩm của quá trình phân hủy xenluloza và tinh bột lại tiếp tục được phân hủy V. Sự cố định CO2- Quá trình quang hợp của cây xanh và vsv tự dưỡng quang năng.- Quá trình này chuyển hóa CO2 thành chất hữu cơ. VI. Ứng dụng của các nhóm VSV này trong thưc tiễn và trong công nghệ xử lý MT: Nhóm VSV tham gia trong quá trình chuyển hóa các HC cacbon đã góp phầ khép kín vòng tuần hoàn vật chất, giữ mối cân bằng vật chất trong thiên nhiên. Sự phân bố rộng rãi các nhóm của VSV cguyeenr hóa các hợp chất cacbon còn góp phần làm sạch môi trường. Người ta sử dụng những nhóm VSV này trong việc xử lý rác thải có chứa hợp chất cacbon hữu xơ như xenluloza, tinh bột... CÁM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ LẮNG NGHE