So sánh hô hấp hiếu khí và lên men ở vi sinh vật. Nêu ý nghĩa thực tiễn của từng quá trình đối với đời sống và sản xuất.

Dưới đây là bảng so sánh hô hấp hiếu khí và lên men ở vi sinh vật, kèm theo ý nghĩa thực tiễn của từng quá trình: 1. Bảng so sánh Đặc điểm | Hô hấp hiếu khí | Lên men ---------------------|----------------------------------------|------------------------------------ Khí – yếu tố | Cần O₂ làm chất nhận điện tử cuối cùng | Không cần O₂; chất nhận điện tử cuối cùng là hợp chất hữu cơ (ví dụ: pyruvat, axit pyruvic) Chuỗi chuyền điện tử | Có đầy đủ chuỗi vận chuyển điện tử ở màng trong ti thể (nội màng ty thể ở eukaryote, màng tế bào ở prokaryote) | Không có chuỗi vận chuyển điện tử hoàn chỉnh ATP sinh tổng cộng | ~36–38 ATP/glucose | 2 ATP/glucose (thấp hơn rất nhiều) Sản phẩm cuối | CO₂ + H₂O | Các hợp chất hữu cơ khử: acid lactic, ethanol, acid acetic, butanediol… Tốc độ chuyển hoá | Tuy chậm hơn lên men (phải qua nhiều giai đoạn) nhưng hiệu quả thu năng lượng cao | Nhanh, diễn ra tức thì khi glucose có sẵn Vai trò sinh lý | Cung cấp năng lượng lớn cho sinh trưởng, sinh tổng hợp | Giúp duy trì chuyển hóa và tái sinh NAD⁺ khi thiếu O₂ 2. Ý nghĩa thực tiễn A. Hô hấp hiếu khí - Xử lý chất thải sinh học: trong bể aerotank của nhà máy xử lý nước thải, vi sinh vật hiếu khí phân hủy các chất hữu cơ hòa tan. - Quản lý đất trồng, phân hữu cơ: quá trình phân hủy hiếu khí chuyển hóa xác bã hữu cơ thành mùn, cải thiện độ phì đất. - Nuôi cấy công nghiệp: nhiều chủng vi sinh vật dùng hô hấp hiếu khí để sản xuất enzyme, kháng sinh, axit amin với hiệu suất cao. B. Lên men - Thực phẩm và đồ uống: sản xuất sữa chua, phô-mai (lên men lactic), bánh mì (lên men rượu tạo CO₂), bia, rượu vang (lên men ethanol). - Chế phẩm công nghiệp: sản xuất ethanol nhiên liệu, axit lactic (dùng trong dược phẩm, mỹ phẩm, nhuộm vải), butanediol, các dung môi hữu cơ. - Nuôi men làm men tiêu hóa: bổ sung vi sinh vật có lợi (lacto­-men) cho người và vật nuôi giúp cân bằng vi sinh ruột. - Trong y sinh: nghiên cứu vi khuẩn lên men để tạo mô hình sản xuất protein tá recombinant, vaccine, enzym tiêu hóa. Tóm lại, hô hấp hiếu khí và lên men đều là con đường chuyển hóa năng lượng quan trọng ở vi sinh vật. Hô hấp hiếu khí cung cấp năng lượng cao, ứng dụng chủ yếu trong xử lý sinh học và nuôi cấy công nghiệp; lên men tuy tạo ít ATP nhưng rất nhanh và tạo ra các sản phẩm đa dạng, là xương sống của ngành thực phẩm – đồ uống – dược phẩm.