I. KHÁI QUÁT VỀ HÔ HẤP Ở THỰC VẬT
1. Hô hấp ở thực vật là gì?
- Hô hấp ở thực vật là quá trình chuyển đổi năng lượng của tế bào sống, trong đó các phân tử cacbohiđrat bị phân giải thành CO2 và H2O, đồng thời giải phóng năng lượng, một phần năng lượng đó được tích lũy trong ATP.
2. Phương trình hô hấp tổng quát
C6H12O6 + 6O2 $ \rightarrow$ 6CO2 + 6H2O + năng lượng [nhiệt + ATP]
3. Vai trò của hô hấp đối với cơ thể thực vật
- Năng lượng được thải ra ở dạng nhiệt cần thiết để duy trì nhiệt độ thuận lợi cho các hoạt động sống của cơ thể thực vật.
- Năng lượng được tích lũy trong ATP được dùng để vận chuyển vật chất trong cây, sinh trưởng, tổng hợp chất hữu cơ, sửa chữa những hư hại của tế bào…
- Tạo ra các sản phẩm trung gian cho các quá trình tổng hợp các chất hữu cơ khác trong cơ thể.
II. CON ĐƯỜNG HÔ HẤP Ở THỰC VẬT
1. Phân giải kị khí [đường phân và lên men]
- Xảy ra khi rễ bị ngập úng, hạt bị ngâm vào nước, hay cây ở trong điều kiện thiếu ôxi.
- Diễn ra ở tế bào chất gồm 2 quá trình:
+ Đường phân là quá trình phân giải glucôzơ $ \rightarrow$ axit piruvic và 2 ATP.
+ Lên men là axit piruvic lên men tạo thành rượu êtilic và CO2 hoặc tạo thành axit lactic.
2. Phân giải hiếu khí [đường phân và hô hấp hiếu khí]
- Xảy ra mạnh trong các mô, cơ quan đang hoạt động sinh lí mạnh như: hạt đang nảy mầm, hoa đang nở…
- Hô hấp hiếu khí diễn ra trong chất nền của ti thể gồm 2 quá trình:
+ Chu trình Crep: khi có ôxi, axit piruvic từ tế bào chất vào ti thể. Tại đó, axit piruvic chuyển hóa theo chu trình Crep và bị ôxi hóa hoàn toàn.
+ Chuỗi chuyền electron: hiđrô tách ra từ axit piruvic trong chu trình Crep được chuyền đến chuỗi chuyền electron đến oxi để tạo ra nước và giải phóng năng lượng ATP. Từ 2 phân tử axit piruvic, qua hô hấp giải phóng ra 6 CO2, 6 H2O và 36 ATP.
- Từ 1 phân tử glucôzơ qua phân giải hiếu khí giải phóng ra 38 ATP và nhiệt lượng.
III. HÔ HẤP SÁNG
- Là quá trình hấp thụ ôxi và giải phóng CO2 ngoài sáng, xảy ra đồng thời với quang hợp.
- Điều kiện: cường độ quang hợp cao, CO2 ở lục lạp cạn kiệt, O2 tích lũy nhiều.
- Hô hấp sáng gây lãng phí sản phẩm quang hợp.
IV. QUAN HỆ GIỮA HÔ HẤP VÀ QUANG HỢP VÀ MÔI TRƯỜNG
1. Mối quan hệ giữa hô hấp và quang hợp:
- Hô hấp và quang hợp là 2 quá trình phụ thuộc lẫn nhau.
- Sản phẩm của quang hợp [C6H12O6 + O2] là nguyên liệu của hô hấp và chất ôxi hóa trong hô hấp.
- Sản phẩm của hô hấp [CO2 + H2O] là nguyên liệu để tổng hợp nên C6H12O6 và giải phóng ôxi trong quang hợp.
2. Mối quan hệ giữa hô hấp và môi trường
a] Nước
- Cần cho hô hấp, mất nước làm giảm cường độ hô hấp.
- Đối với các cơ quan ở trạng thái ngủ [hạt], tăng lượng nước thì hô hấp tăng.
- Cường độ hô hấp tỉ lệ thuận với hàm lượng nước trong cơ thể.
b] Nhiệt độ
- Khi nhiệt độ tăng thì cường độ hô hấp tăng đến giới hạn chịu đựng của cây.
- Sự phụ thuộc của hô hấp vào nhiệt độ tuân theo định luật Van-Hôp: Q10 = 2–3 [tăng nhiệt độ thêm 100C thì tốc độ phản ứng tăng lên gấp 2–3 lần].
- Nhiệt độ tối ưu cho hô hấp khoảng 30 - 350C.
c] Nồng độ O2
- Khi nồng độ O2 trong không khí giảm xuống dưới 10% thì hô hấp bị ảnh hưởng, khi giảm xuống 5% thì cây chuyển sang phân giải kị khí $ \rightarrow$ bất lợi cho cây trồng.
d] Nồng độ CO2
- CO2 là sản phẩm cuối cùng của hô hấp hiếu khí và lên men êtilic.
- Nồng độ CO2 trong môi trường cao hơn 40% làm hô hấp bị ức chế.
Page 2
SureLRN
Chắc hẳn ai cũng hiểu hô hấp là quá trình cung cấp O2 đến các tế bào cơ thể rồi loại bỏ CO2 thải ra. Tuy nhiên, những cụm từ khoa học như hô hấp hiếu khí, hô hấp kị khí lại ít người biết đến. Vậy chúng có nghĩa là gì? Trong bài viết dưới đây sẽ đưa đến thông tin cũng như so sánh hô hấp hiếu khí và kị khí cho mọi người hiểu.
Trước khi đi vào so sánh hô hấp hiếu khí và kị khí có điểm nào khác nhau thì cần hiểu rõ hai khái niệm đó.
Hô hấp kị khí là gì?
Hô hấp kị khí còn được người ta gọi là hô hấp yếm khí. Đây là quá trình hô hấp không sử dụng oxi mà là chất oxi hóa khác. Ở quá trình này oxi không được sử dụng như một chất electron cuối. Thế nhưng cuối cùng vẫn được ứng dụng như chuỗi chuyền electron hay còn gọi với cái tên physolmere.
Những sinh vật yếm khí có những chất oxi hóa được sử dụng phổ biến khác như SO42-, nitrat hoặc fumarat. Thế nhưng những hoạt chất nhận electron cuối cùng sẽ có khả năng khử thấp hơn so với O2 nhiều.
Việc này sẽ khiến cho năng lượng sản sinh ra ít hơn nhiều ở mỗi phân tử đã bị oxi hóa. Chính vì thế, người dùng dễ dàng nhận ra ở kiểu hô hấp này không có được hiệu quả cao.
Không chỉ thế, hô hấp kị khí được sử dụng nhiều loại vi khuẩn và cổ khuẩn tồn tại ở trong môi trường thiếu oxi. Vậy nên, sinh vật kị khí sẽ rơi vào dạng kị khí bắt buộc. Tức là chúng sẽ tham gia quá trình thực hiện hô hấp với những chất kỵ khí rồi nhanh chóng chết nếu có khí oxi xuất hiện.
Đường phân sẽ được tạo ra khi phân hủy từ glucose
Hô hấp hiếu khí là gì?
Hô hấp kị khí được biết đến là quá trình diễn ra trong môi trường có sự xuất hiện của O2. Hô hấp này chỉ có thể thực hiện khi có sự tham gia của O2 trong hô hấp. Giống như hô hấp kị khí thì hô hấp hiếu khí đều thuộc một phần của hô hấp ở cây xanh.
Khi quá trình hô hấp của những sinh vật hiếu khí diễn ra, electron sẽ gắn kết chặt chẽ với chuỗi electron và chất oxy hóa cuối cùng của oxi. Trong quá trình đó phân tử oxi sẽ được coi như chất có tính oxi hóa cao.Thời điểm đó, chúng sẽ được xác nhận như một chất nhận electron cực xuất sắc.
Đến nay hô hấp hiếu khí được thực hiện qua nhiều con đường khác nhau như:
- Đường phân
- Chu trình Pentozophotphat.
- Đường phân.
- Oxi hóa trực tiếp ở vi sinh vật.
Với loại hô hấp này sẽ có ưu thế hơn khi từ một phân tử glucozo sử dụng hô hấp. Khi hô hấp hiếu khí sẽ tích lũy được 38 ATP còn phân tử glucozo hô hấp kị khí chỉ tích lũy được 2ATP mà thôi.
Hô hấp hiếu khí chỉ tích lũy 2 ATP
Có thể thấy cùng nguyên liệu đầu vào nhưng lượng tích lũy của hô hấp hiếu khí nhiều hơn gấp 19 lần.
||Xem thêm: so sánh hướng động và ứng động
So sánh hô hấp hiếu khí và kị khí
Khoa học càng phát triển người ta phải hiện ra ở hô hấp hiếu khí và hô hấp kị khí có Đặc điểm chung của ngành ruột khoang là gì? Lấy ví dụ cụ thểnhiều điểm tương đồng và cũng mang nhiều điểm khác nhau. Sư khác nhau có thể thấy rõ trong hai quá trình hô hấp. Để hiểu rõ hơn có thể so sánh hai loại này như sau:
Những yếu tố giống nhau
– Cả hai quá trình hô hấp đều có quá trình phân giải nguyên liệu với mục đích sản sinh năng lượng để cung cấp hoạt động sống cho cơ thể.
– Nguyên liệu chính trong hai loại hô hấp đều là đường đơn.
– Trong quá trình hô hấp hiếu khí và kị khí đều chung nhau ở giai đoạn đường phân.
– Quá trình của hai loại hô hấp đều xuất hiện ở màng sinh chất hay còn gọi là quá trình tế bào nhân sơ.
– Sản phẩm tạo ra ở quá trình cuối cùng giữa hô hấp hiếu khí và hô hấp kị khí đều là ATP.
Những yếu tố khác nhau
Bên cạnh những điểm giống thì về cơ bản chúng vẫn có sự khác nhau cơ bản như sau:
Trong hô hấp của thực vật chúng sẽ tạp ra hai quá trình khác biệt
|
Đặc điểm |
Hô hấp hiếu khí |
Hô hấp kị khí |
|
Nơi hoạt động |
Màng trong ti thể của sinh vật nhân thực hay màng sinh chất ở sinh vật nhân sơ. |
Hoạt động trong màng sinh chất đối với sinh vật nhân thực. Chúng không có bào quan ty thể. |
|
Điều kiện môi trường |
Cần đến O2 |
Không cần đến O2 |
|
Chất nhận điện tử |
O2 phân tử |
Chất vô cơ NO3–, SO4 2-, CO2. |
|
Năng lượng sinh ra |
38 ATP |
ATP sản sinh ít hơn chỉ có 2ATP. Khi ấy hô hấp kị khí chỉ dùng một phần của chu trình Krebs. Tất cả các chất mang trong chuỗi electron vận chuyển không phải đều tham gia quá trình hô hấp kị khí. |
|
Sản phẩm |
CO2, H2O và năng lượng ATP |
Chất vô cơ,hữu cơ và năng lượng ATP. |
||Xem thêm bài viết:
Các quá trình hô hấp của kị khí
Chắc hẳn sau khi tìm hiểu thông tin liên quan đến quá trình hô hấp kị khí sẽ thắc mắc không biết chúng sẽ xảy ra ở môi trường nào. Để hiểu hết về vấn đề này, mọi người cần hiểu, hô hấp kị khí hay chính là quá trình phân hủy glucose với điều kiện không có sự tham gia của O2. Còn giai đoạn đầu trong quá trình hô hấp sẽ được gọi là đường phân.
Với dạng hô hấp này đường phân sẽ được phân hủy ở hai thể
Thế nhưng, đối với hô hấp kiểu này đường phân chỉ xảy ra ở giai đoạn glucose rồi được phân hủy thành NADH – H+ và acid pyruvic. Còn ngược lại ở giai đoạn NADH – H+ sẽ thực hiện chuỗi hô hấp không xảy ra bởi lúc này không có sự tham gia của O2. Nhờ đó đường phân xuất hiện trong hô hấp sẽ có công thức hóa học như sau: C6H12O6 -> 2CH3COCOOH + H+
Ở giai đoạn tiếp theo quá trình hô hấp kị khí có sự biến đổi từ acid pyruvic thành các sản phẩm ở dạng etanol, acid lactic… Bởi thế giai đoạn này sẽ được gọi với cái tên là lên enzyme sẽ có hai quá trình phổ biến enzyme rượu và lên ezyme lactic….
||Xem thêm: Hô Hấp Tế Bào Là gì? Sản Phẩm Của Hô Hấp Tế Bào Gồm?
Lên enzyme lactic
Hai quá trình diễn ra trong hô hấp kị khí
Lên enzyme lactic hay còn được gọi là quá trình hô hấp kị khí phổ biến xuất hiện trên vi sinh vật. Không chỉ thế nó còn xảy ra đồng thời ở một số mô thực vật khi thiếu O2. Trong quá trình lên men sẽ diễn ra 2 quá trình đường phân như sau: khi đã tạo ra ALPG thì loại này không hề bị oxy hóa dưới dạng A13PG như ở đường phân. Chúng sẽ biến đổi trực tiếp thành dạng acid lactic.
Hình thành enzyme rượu
Hình thức lên enzyme rượu hiện nay cũng được coi là hình thức hô hấp kị khí phổ biến. Nó sẽ chỉ xảy ra ở một số nhóm sinh vật cũng như mô thực vật. Quá trình enzyme cũng xảy ra ở hai giai đoạn sau:
– Đường phân hủy glucose tạo thành acid pyruvic và NADH – H.
– Tạo thành enzyme rượu.
Công thức để tạo thành quá trình lên men như sau:
C6H12O6 + 2NAD -> 2CH3COCOOH + 2NADH + H+
2CH3COCOOH -> 2CH3CHO + 2CO2
2CH3CHO + 2NADH + H+ -> 2CH3CH2OH + 2NAD
Khi đó sẽ được kết quả chung là: C6H12O6 -> 2CH3CH2OH + 2CO2.
Như vậy, qua bài viết này đã giới thiệu cho mọi người hiểu khái niệm hô hấp kị khí và hô hấp hiếu khí. Từ đó có những so sánh hô hấp hiếu khí và kị khí cụ thể nhất. Hy vọng với những thông tin đã chia sẻ sẽ giúp ích được các bạn trong cuộc sống và học tập.
||Tham khảo bài viết liên quan khác: