• Nenhum resultado encontrado

Trong th iên nh iên khồng bao giờ tổ n tạ i nước nguyên chất. Nước trong th iê n nh iên luôn chứa trong đó r ấ t nhiều v ậ t ch ất khác nhau, cả chất hoà ta n và chất không hoà tan, cả vặt chất có kích thước cực kỳ nhỏ đến kích thước r ấ t lớn.

Trong thiên nhiên cũng xảy ra quá trìn h tự làm sạch, nếu khồng có quá trìn h tự làm sạch, nước sẽ bị ô nhiễm rấ t nặng nề và sự sống không th ể tồn tạ i trong môi trường đó. Như vậy, nitôc luôn có hai hìn h thái ngược nhau: quá trìn h làm ô nhiễm nước do các nguyên nh ân khác nhau và quá trìn h tự làm sạch để loại trừ những tác n h ân gây ô nhiễm đó.

Qụá trìn h tự làm 3ạch .trong nước xảy ra r ấ t phức tạp. Có ba quá trìn h tự làm sạch trong nước: tự làm sạch v ật lý, tự làm sạch hóa hạc và tự làm sạch sinh học, quá trìn h tự làm sạch sinh học xảy ra thường xuyên vă m ạnh mẽ n h ất, quá trìn h này quyết định múc độ tự làm sạch toàn diện của nuớc.

Quá trìn h tự làm sạch sinh học xảy ra đo dộng v ật, thực v ặ t vá cả

vsv,

tro n g dó đễ n h ậ n b iết n h ấ t là quá trìn h tự là m sạch sin h học của dộng v ật. Động v ậ t sẽ th u lựợm m ột khối lượng v ậ t c h ấ t lớn để sử dụng chúng n hư nguồn din h dưỡng. Chim và cá là n h ữ ng loài động v ật cổ th ể thu lượm t ấ t cả những gì cổ th ề sử đụng được cho nhu cầu dinh dưỡng, v i dụ, ở những lưu vực táu bè đán h b ắ t cá, khu vực bến cảng cố nhiều chim h ải âu, chủng sẽ làm nhiệm vụ dọn p h ầ n lớn những c h ấ t th ả i tro n g nước biển do con người th ả i xuống. N hững p h ầ n chim h ả i ầu k h ô n g sử đụng h ế t sẽ chìm xuống lạ i dược các động v ậ t biển tiê u th ụ . N hư vậy, khu vực này h ầ u như không cổ n hữ ng s ả n phẩra th ừ a, gây ô nhiễm , những th à n h p h ần nhỏ hơn nữ a sẽ dược

vsv

và thực v ậ t xử lý tiếp, toàn bộ v ệ t c h ấ t th ấ i xuống biển sẽ được sin h vật tiế p tục chuyển hóa và

Vsv

đóng vai trố cuối cùng n hư ng quan trọ n g n h ấ t.

Mỗi m ột VSV là một, t ế bào. Một t ế bào thực h iệ n t ấ t cả các quó trìn h cơ b ả n n h ấ t của cớ th ể sống th l tốc độ trao đổi ch ất củìa chúng rấ t

Ỏ n h iễ m n ư ớ c do v i sin h v ậ t và s ự lắ n g c ặ n s in h h ọ c 137

m ạnh, tốc độ trao dổi chất cỗ liên quan râ't nhiều đến v ậ t ch ất cho quá trìn h trao đổi này. Khi các v ậ t chốt dược chuyển vào t ế bào

vsv

sẽ xảy ra quá trìn h đồng hóa (tạo ra v ật chất sống của tế bào) và tạo ra những sản phẩm phục vụ cho sự sống của tế bào và quá trìn h p h ân giải v ật chất (quá trìn h dị hóa), tạo ra năng lượng cho t ế bào sống ho ạt động. Các sản phẩm từ quá trìn h dị hóa này sẽ th o át ra khỏi t ế bào và ra môi trường, các s ả n phẩm này có th ể là chất khí, hoặc ch ất hòa tan. Trong trường hợp những v ật ch ất không th ể qua được th à n h t ế bào và m àng nguyên sin h ch ất của t ế bào, chúng sẽ được t ế bào

vsv

tổng hợp ra các enzym tương ứng, p h á n hủy chúng th à n h những v ậ t ch ất có kích thước nhỏ hơn để có đủ điều kiện xám nh ập vào t ế bào, quá trìn h ph ân giải v ậ t ch ất ngoài t ế bào được gọi ỉà quá trìn h dị hóa ngoài t ế bào, quá trìn h này được gọi là dị hóa ngoài tế bào, enzym th am gia quá trìn h thủy ph ân ngoài t ế bào được gọi là enzym ngoại, còn enzym th am gia quá trìn h dị hóa trong t ế bào được gọi là enzym nội. Toàn bộ quá trìn h đó được th ể h iện bằng h ìn h 5.1.

M6i trường Tế bảo vi 8inh vật Môi trường bền ngoài Chất dinh dưỡng có klch thước nhỏ Chát dinh đưởng có kich thước kln z A Z Chắt dinh dưông có kích thước nhỏ (quá trinh dị hỏa

ngoài tế bào) Môi trường

filnA S.1 Các quá trình trao đổi-chát ở vỉ sink bật N hư vậy ô tế bào v s v có:

- H ai quá trin h dị hóa; r .. - Một quá trìn h đồng hóa. _,

Cơ chế chuyển vận các eh&t quá đưỉmg m àng t ế bàò

vsv

*ảy ra hết sức phức tạp.

138 C h ư ơ n g 5

Sự vân chuyển này phụ thuộc rấ t lớn d cấu tạo m àng của t ế bào. M àng t ế bảo được cấu tạo từ hai chất: protein và photpholỉpit.

Protein toong màng t ế bào thưởng được xếp xen kẽ các phân tử photpholỉpit theo kiểu cắt chéo, tạo ra những ph ần r ấ t linh động về kích thưđc. Photpholipit có hai đầu, dầu kỵ nước và đầu ưa nước. Đầu ưa nước thường nằm phía trong, dầu kỵ nước nằm phía ngoài.

Chính nhờ cấu tạo dặc biệt này tạo cho m àng t ế bào của

vsv

có tính th ẩm th ấ u chọn lọc

Tất

cao.

Tính chọn lọc cửa màng nguyền sinh ch ất biểu hiện

k h ả năng nh ận b iế t v ật chất của t ế bào. Không phải t ấ t cả v ật ch ất có kích thước nhỏ hơn kích thước lỗ m ãng nguyên sinh ch ất đều có th ể chuyển vận từ ngoài inồi trường vào trong t ế bào. T ế bào chỉ cho các chất vào trong nó khỉ nỏ có nhu cáu.

Sự chọn lọc trong th ẩm thấu qua m àng này giúp t ế bào sinh vật trá n h khỏi sự nhiễm độc từ bên ngoài. Đây ià đặc điểm chung cho tấ t cả các m àng sinh bọc. Cơ chế vận chuyển này ta có th ể xem ở hìn h 5.2.

Trường hợp v ật ch ất đinh dưỡng có trong môi trường có kích thước lớn m à cơ th ể r ấ t cần, trong khi cơ th ể khồng có khả nống tạo ra enzym phân giải tương úng th ì cổ th ể

vsv

phải dùng đến enzym vận chuyển permease. Enzym này nh ận năng lượng từ ATP. Nhờ dó, enzym này sẽ gắn chất đinh đương vào nó và kéo nó vào phía trong t ế bàọ, Trong tế bào, các chất dinh dưỡng có kích thước lớn iỊày sẽ bị thùy phân dể cung cấp nâng lượng và cung cấp các v ật chất cho những

quá

trìn h trao đổi chất tiếp theo.

Lipopolysaccharide

Ô n h iễ m n ư ớ c d o v i s in h v ậ t v à sự lắ n g c ặ n sìn h h ọ c 139 Bẽn ngoài tể bào

ty*

9 0

Màng nguyên sinh chát Bân trong tổ bảo

H ình 5.3 Quá trình vận chuyển vật chất qua màng tế bào Như vậy, quá trình tổng

hợp là quá trỉn h thu nhận năng lượng vò cần v ật liệu cho quá trìn h tổng hợp. Ví dụ, quá trìn h tổng hợp protein cho tế bào của v s v cần các axit amin như nguồn vật liệu chính cấu tạo th àn h phân tử protein. Axit amin được lấy từ những nguồn cơ bản sau:

- Axit amỉn có trong tế bào do quá trìn h tổng hợp của tế bào.

- Axit amin có trong tế bào do quá trìn h phân giải các protein trong t ế bầo (quá trình dị hóa trong tế bào).

- Axit am in được ỉả y từ quá trìn h phân giải protein có ngoài t ế bào (quá trìn h dị hóa ngoài t ế bào). Các axit amin này sẽ th ẩm th ấu vào tế bào và tham gia trực tiếp vào quá trình tổng hợp protein. Màng nguyên sinh chắt Bẽn ngoăi tế bào Bén ngoài tế bào Hình 8.4 Quá trình vận chuyển vật chất qua màng tế bào

140 C h ư ơ n g 5

- Axit amin có trong môi trường ở dạng tự do và được th ẩm thấu vào trong t ế bào.

Như vậy ở đây có hai nguồn axit amin có liên quan đến môi trường. Nguồn axít am in được tạo ra từ phân giải nội bào (dị hóa trong tế bào) và axit am in được tạo ra do phân giải ngoàỉ tế bào (dị hóa ngoại bào).

Sự phân giải protein ngoàỉ tế bào sè tạo ra các axỉt amin. Axit amin này sẽ xâm nhập vào trong tế bào và chúng sẽ tham gia tổng hợp nên protein của riêng t ế bào đó. Tuy nhiên, không phải tấ t cả các axit amỉn dược ph ân gìải i ì ngoài tế bào dược th ẩm thấu vào trong t ế bào, cũng như không phải t ấ t cả câc axit amin đã vào được trong t ế bào là có thể tham gia tổng hợp protêin. Một phần axit am in đó sẽ tiếp tục bị phân giải. K ết quả cuối cùng của sự phân giải này ỉà tạo ra NH3. NH3 sẽ thoát khỏi mối trường nước bay vào không khí hoặc cũng có th ể sẽ là môi trường tố t cho v s v khác tiếp tục sử dụng dể p h á t triển . Như vậy, quá

trình tổng hợp ở tế bào v s v là một quá trình tự làm sạch môi trường

nhờ tế bào v sv .

Cũng tương tự như vậy, ta có th ể xem xét quá trìn h chuyển hóa tin h bột trong môi trường để làm rõ quá trìn h làm sạch này.

Tinh bột là một polymer thực vật, chúng được cấu tạo từ những đơn vị cơ sỏ là glucose! Tinh bột là m ột đại phân tử, chúng không th ể chui qua m àng t ế bào v s v dể tham gia quá trìn h chuyển hóa trong tế bào dược mà chúng phẳi được phân giải từ bên ngoài. Quá trìn h ph ân giải này được thực hiện bối enzym amylase ngoại bào. Các enzym này tham gia phân giải tin h bột th à n h glucose sẽ được chuyển vào trong tế bào v s v để tiến h à n h các quầ trìn h chuyển hóa tiếp. Trong t ế bào có th ể glucose sẽ chuyếọ hóa theo con đường lên men để tạo th à n h cồn, c c>2 nếu v s v này là những tế bào n ấm men Saccharomyces cervisiae và quá trìn h xảy ra trong điềụ kiện yếm khí. Một phần glucose cổ trong môi trường sè