Hô hấp ở thực vật

I. KHÁI QUÁT VỀ HÔ HẤP Ở THỰC VẬT

1. Định nghĩa

Hô hấp ở thực vật là quá trình oxi hóa sinh học của của tế bào sống, trong đó các phân tử hữu cơ bị oxi hóa đến CO₂ và H₂O, đồng thời giải phóng năng lượng và một phần năng lượng đó được tích luỹ trong ATP.

2. Phương trình tổng quát: C₆H₁₂O₆ + 6O₂ à 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.

- Năng lượng được tích luỹ 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 …

- Trong quá trình hô hấp nhiều sản phẩm trung gian dược hình thành, các sản phẩm trung gian này là nguyên liệu của các quá trình tổng hợp nhiều chất khác trong cơ thể.

II. CƠ QUAN VÀ BÀO QUAN HÔ HẤP

1. Cơ quan hô hấp

Thực vật không có cơ quan chuyên trách về hô hấp như động vật, hô hấp diễn ra ở tất cả các cơ quan của cơ thể đặc biệt xảy ra mạnh ở các cơ quan đang sinh trưởng, đang sinh sản và ở rễ

2. Bào quan hô hấp

 Bào quan thực hiện chức năng hô hấp chính là ty thể

III.  CON ĐƯỜNG HÔ HẤP Ở THỰC VẬT

1. Phân giải kị khí (đường phân và lên men)

 - Điều kiện xảy ra khi rễ bị ngập úng, hạt bị ngâm vào nước, hay cây ở trong điều kiện thiếu oxi.

- Nơi xảy ra: Tế bào chất

- Diễn biến:

- Kết quả: Từ 1 phân tử glucozo qua phân giải kị khí giải phóng 2 phân tử ATP

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 nẩy mầm, hoa đang nở …

- Điều kiện: có đủ oxi

- Diễn biến:

* Đường phân:

1 Glucozo à 2 Axit piruvic + 2ATP + 2NADH

* Hô hấp hiếu khí diễn ra trong chất nền của ti thể gồm 2 quá trình:

2 Axit piruvic à 6CO₂ + 2ATP + 8NADH + 2FADH₂

+Chutrình Crep: khi có oxi, axit piruvic từ tế bào chất vào ti thể và tại đây, axit piruvic chuyển hoá theo chu trình Crep và bị oxi hoá hoàn toàn.

+ Chuỗi truyền electron: hidro tách ra từ axit piruvic trong chu trình Crep được chuyển đến chuỗi truyền electron đến oxi à nước và tích luỹ được 36 ATP.

- Kết quả: Từ 1 phân tử glucozơ qua phân giải hiếu khí giải phóng ra 38 ATP và nhiệt lượng.

III. HÔ HẤP SÁNG

- Khái niệm: Hô hấp sáng là quá trình hấp thụ oxi và giải phóng CO₂ ngoài sáng, xảy ra đồng thời với quang hợp.

- Điều kiện xảy ra:

+ Cường độ ánh sáng cao

+ Lượng CO₂ cạn kiệt, O₂ tích lũy nhiều trong lục lạp (cao gấp 10 lần CO₂)

- Nơi xảy ra: ở 3 bào quan bắt đầu là lục lạp, peroxixom và kết thúc tại ty thể

- Diễn biễn:

- Ảnh hưởng:

+ Hô hấp sáng gây lãng phí sản phẩm quang hợp.

+ Thông qua hô hấp sáng đã hình thành 1 số axit amin cho cây ( glixerin, serin )

IV. QUAN HỆ GIỮA HÔ HẤP VÀ QUANG HỢP

Quan hệ giữa hô hấp và quang hợp là 2 quá trình phụ thuộc lẫn nhau và gắn bó chặt chẽ:

- Sản phẩm của quang hợp (C₆H₁₂O₆ + O₂) là nguyên liệu của hô hấp và chất oxi hoá trong hô hấp.

- Sản phẩm của hô hấp (CO₂ + H₂O) là nguyên liệu để tổng hợp nên C₆H₁₂O₆ và giải phóng oxi trong quang hợp.

V. BÀI TẬP

Câu 1: Hô hấp hiếu khí có ưu thế gì so với hô hấp kị khí/

Hướng dẫn:

Hô hấp hiếu khi tạo ra nhiều năng lượng hơn, gấp 19 lần so với năng lượng do hô hập kị khí tạo ra, giúp đảm bảo cung cấp đủ năng lượng cần sử dụng của tế bào và cơ thể. Đồng thời, hô hấp kị khí còn tạo ra 1 số axit được coi là chất độc đối với cơ thể thực vật

=> hô hấp hiếu khí có lợi thế hơn so với hô hấp kị khí

Câu 2: Tính năng lượng thu được trong các giai đoạn của hô hấp khi oxy hóa hết 18g glucozo?

Hướng dẫn:

- Xác định 1 phân tử glucozo qua phân giải kị khí, hiếu khí tạo ra bao nhiêu năng lượng

- Xác định 18g glucozo bằng bao nhiêu phân tử glucozo

Giải :

Ta có: 18g glucozo tương ứng với 0,1 mol => có 0,1 x 6,023 x 10²³ = 6,023 x 10²²

Biết 1 phân tử glucozo qua phân giải kị khí giải phóng 2ATP, qua phân giải hiếu khí giải phóng 38ATP

=>Năng lượng thu được từ 18g glucozo là:

+ Phân giải kị khí: 2 x 6,023 x 10²² (ATP)

+ Phân giải hiếu khí: 38 x 6,023 x 10²² (ATP)