DINH DƯỠNG VÀ CHUYỂN HOÁ CỦA MỘT SỐ LOẠI VI SINH VẬT
1. Các dạng tự dưỡng Các vi khuẩn này có những nhu cầu dinh dưỡng đơn giản nhất. Chỉ dùng dioxit carbon như nguồn carbon duy nhất, các hợp chất amoni như là nguồn nitơ duy nhất, chúng tạo ra được tất cả các hợp chất riêng cho chúng như vitamin, đường, axít amin và các nucleotit.
Các vi khuẩn hóa tổng hợp hay hóa tự dưỡng lấy năng lượng cho mình nhờ oxy hóa các hợp chất vô cơ như amoniac (NH3), hoặc hydro sunfua (H2S). Quan trọng hơn cả là những vi khuẩn nitrat hóa gồm Nitrosomonas và Nitrobacter, chúng thúc đẩy chu trình nitơ bằg cách biến các hợp chất amoni thành nitrit (NO2) và nitrát (NO3). Những vi khuẩn oxy hóa sunfua như Thiobacillus cũng có vai trò tương tự trong chu trình sunfua, chúng biến sunfua hidro và các hợp chất sunfua khác thành sunfát, là hợp chất mà cây có thể hấp thu trục tiếp theo phản ứng sau:
H2S + 2 O2 ® SO42- + 2 H+
Một số vi khuẩn này phát triển mạnh trong nước có độ axít cao của các suối nước nóng và loài Sunpholobus acidocaldarius không sống được ở nhiệt độ dưới 550C. Nó phát triển tốt nhất ở nhiệt đọ 70 - 750C với pH khoảng 2 - 3.
Có 3 nhóm vi khuẩn quang hợp gọi là vi khuẩn lục sunfua, đỏ sunfua và đỏ không sunfua. Ðối với chúng oxy là chất độc, chúng thực hiện quang họp theo phươong trình:
Chất cho hidro biểu diễn bằng H2X, không bao giờ là nước, đối với vi khuẩn lục sunfua, đỏ sunfua đó là sunfua hidro, còn đối với đỏ không sunfua thì đó là các phân tử hữu cơ nhỏ như axít lactic, axít pyruvic hay ethanol. Sắc tố quang hợp chính ở bọn lục sunfua là chlorobium chlorophyll, rất giống với diệp lục ở cây xanh. Ở 2 nhóm kia thấy loại sắc tố tương đối khác là bacteriochlorophyll.
2. Các dạng dị dưỡng Ða số vi khuẩn là dị dưỡng, có nghĩa chúng lấy năng lượng do phân hủy các hợp chất hữu cơ có sẵn. Chúng thường là sinh vật hoại sinh, dinh dưỡng trên xác chết hữu cơ bằng cách tiết enzym và hấp thu sản phẩm hòa tan của hoạt động enzym. Các dạng vi khuẩn dị dưỡng khác nhau dinh dưỡng trên các hợp chất hữu cơ khác nhau. Nguồn năng lượng hữu cơ có thể đơn giản như metan (CH4), hoặc phức tạp như celluloz. Thường thường chúng sủ dụng những hợp chất trung gian như axít lactic, axít pyruvic hoặc glucoz. Một số ít loài có khả năng phân hủy các hợp chất hữu cơ vòng có trong dầu mỏ. Nói chung vi khuẩn hoại sinh có một vai trò sống còn về mặt sinh thái như những tác nhân phân hủy để đảm bảo nguồn cacbon, nitơ và các nguyên tố khác dưới dạng mà cơ thể sống có thể dùng được.
Trong phòng thí nghiệm, người ta đã tách riêng nhiều loài vi khuẩn này, xác định rõ đặc điểm nhu cầu dinh dưỡng của chúng và độ mẫn cảm với oxy. Người ta cho rằng các loài kỵ khí bắt buộc là gần với những sinh vật đầu tiên. Oxy ức chế sự sinh trưởng của chúng, do đó chúng sống hạn chế sâu dưới đất, dưới đại dương, vùng bùn lắng nước ngọt, nơi không có oxy. Một số ít loài kỵ khí nghiêm ngặt, như các vi khuẩn khử sunfat, Deslphovibrio, có khả năng sử dụng oxy ở dạng hợp chất. Các vi khuẩn hiếu khí lấy năng lượng bằng cách sử dụng oxi để phân hủy các chất dinh dưỡng. Một số loài là hiếu khí bắt buộc nhưng đa số là hiếu khí không bắt buộc, có nghĩa là khi thiếu oxy chúng có thể sủ dụng oxy dưới dạng hợp chất. Ví dụ các vi khuẩn nitrat hóa bình thường vẫn hô hấp hiếu khí, nhưng chúng có thể phân hủy nitrat (NO3) hay nitrit (NO2) khi thiếu oxy.
Một số loài vi khuẩn tạo các tập đoàn cộng sinh với các sinh vật khác. Ðôi khi sản phẩm tạo ra là đôi bên cùng có lợi, như trong trường hợp các nốt sần rễ cây họ đậu hoặc các vi khuẩn tiêu hóa celluloz như ở bọn nhai lại. Một số tương đối ít vi khuẩn là gây bệnh, mặc dù các bệnh chúng gây nên có thể là nghiêm trọng. Nhiều vi khuẩn là có lợi, ví dụ như các vi khuẩn sản sinh ra vitamin K sống ở ruột người, hoặc các vi khuẩn tạo axít ở da giúp bảo vệ da chống lại các dạng gây bệnh khác.
Trong nhiều trường hợp các triệu chứng bệnh xuất hiện là do vi khuẩn tiết ra các độc tố ức chế các con đường chuyển hóa quan trọng của tế bào chủ. Các độc tố tiết ra bởi Clostridium botulinum, gây bệnh ngộ độc thức ăn, và C tetani, gây bệnh cứng hàm hay uốn ván, là những độc tố mạnh nhất được biết. Các độc tố này hãn hữu gây hại cho người vì các loài Clostridium thường sống hoại sinh trong đất, chúng tiết độc tố là để ức chế các vi khuẩn khác trong cạnh tranh lấy cùng loại thức ăn. Một số khác vi khuẩn và nấm sản sinh ra các chất mà gọi là các chất kháng sinh cũng với mục đích như thế. Chúng thường chỉ có hiệu quả chống lại các kiểu chuyển hóa vi khuẩn và nhiều chất như penicillin, streptomicin và actinomicin là những dược liệu tối quan trọng để chữa các bệnh nhiễm khuẩn.
Nguồn: Olympiavn.org
