Hô hấp ở thực vật SVIP

I. KHÁI QUÁT VỀ HÔ HẤP Ở THỰC VẬT

1. Khái niệm

Hô hấp ở thực vật là quá trình phân giải các hợp chất hữu cơ phức tạp, đồng thời giải phóng năng lượng dưới dạng ATP và nhiệt.

- Hô hấp ở thực vật diễn ra theo 2 con đường:

+ Hô hấp hiếu khí: Diễn ra trong điều kiện có oxygen.

+ Hô hấp kị khí: Diễn ra trong điều kiện không có oxygen.

- Phương trình tổng quát của hô hấp hiếu khí:

C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O + Năng lượng (nhiệt + ATP)

2. Vai trò của hô hấp

II. CÁC CON ĐƯỜNG HÔ HẤP Ở THỰC VẬT

Các con đường hô hấp ở thực vật: Hô hấp hiếu khí và hô hấp kị khí.

Sơ đồ con đường hô hấp hiếu khí và lên men ở thực vật

1. Hô hấp hiếu khí

- Diễn ra mạnh ở các tế bào, mô, cơ quan đang hoạt động sinh lí mạnh (hạt đang nảy mầm, cây đang ra hoa, tạo quả,...).

- Bao gồm đường phân, chu trình Krebs và chuỗi truyền electron.

a. Đường phân

- Nơi diễn ra: Tế bào chất.

- Điều kiện: Không có O₂.

- Diễn biến: 1 glucose → 2 pyruvate, 2 ATP, 2 NADH.

b. Oxy hóa pyruvate và chu trình Krebs

- Nơi diễn ra: Chất nền của ti thể.

- Diễn biến:

+ 2 pyruvate → 2 acetyl - CoA, 2 NADH, 2 CO₂.

+ 2 acetyl - CoA đi vào chu trình Krebs (diễn ra trong chất nền ti thể) → 4 CO₂, 6 NADH, 2 FADH₂, 2 ATP.

c. Chuỗi truyền electron

- Nơi diễn ra: Màng trong của ti thể.

- Diễn biến: Electron được truyền từ NADH và FADH₂ tới O₂ qua một chuỗi các phản ứng oxy hóa khử → ATP, H₂O.

→ Qua quá trình hô hấp hiếu khí, 1 glucose → 6 H₂O, 6 CO₂, 30 - 32 ATP.

2. Lên men

- Gồm 2 giai đoạn:

+ Đường phân: Diễn ra tương tự hô hấp hiếu khí.

+ Lên men: Pyruvate → ethanol hoặc lactate.

→ Qua quá trình lên men, 1 glucose → 2 ATP.

III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HÔ HẤP Ở THỰC VẬT

Các yếu tố ảnh hưởng đến hô hấp ở thực vật: Nước, nhiệt độ, nồng độ O₂ và CO₂.

1. Nước

- Nước là nguyên liệu, dung môi và môi trường cho các phản ứng hóa học, hoạt hóa enzyme hô hấp → liên quan trực tiếp đến cường độ hô hấp.

- Trong một giới hạn nhất định, cường độ hô hấp tỉ lệ thuận với hàm lượng nước.

2. Nhiệt độ

- Nhiệt độ ảnh hưởng đến hoạt động của các enzyme hô hấp → ảnh hưởng đến cường độ hô hấp.

- Trong một giới hạn nhất định, nhiệt độ tăng làm cường độ hô hấp tăng, thúc đẩy sự nảy mầm của hạt → tạo năng lượng cho sự phát triển của cây con.

- Giới hạn nhiệt độ cho sự nảy mầm là khác nhau giữa các loại hạt.

3. Hàm lượng O₂

- Khí O₂ là nguyên liệu của quá trình hô hấp → ảnh hưởng trực tiếp đến cường độ hô hấp.

- Nếu hàm lượng O₂ trong không khí:

+ Dưới 10%: Hô hấp bị ảnh hưởng.

+ Dưới 5%: Cây chuyển sang con đường lên men và có thể chết nếu tình trạng này kéo dài.

4. Hàm lượng CO₂

- Hàm lượng CO₂ trong không khí cao: Ức chế quá trình hô hấp hiếu khí, cây chuyển sang con đường lên men, sinh ra nhiều chất độc gây ảnh hưởng xấu đến cây trồng hoặc giảm sức sống của hạt.

- Nếu hàm lượng CO₂ trong không khí tăng 35% so với bình thường thì phần lớn hạt giống sẽ mất khả năng nảy mầm.

IV. ỨNG DỤNG CỦA HÔ HẤP Ở THỰC VẬT VÀO THỰC TIỄN

Dựa vào hiểu biết về các yếu tố ảnh hưởng đến hô hấp ở thực vật, con người có thể điều chỉnh quá trình này theo hướng có lợi cho cây trồng và bảo quản nông sản.

1. Hô hấp trong bảo quản nông sản

a. Điều chỉnh hàm lượng nước

- Trong một giới hạn nhất định, hàm lượng nước tỉ lệ thuận với cường độ hô hấp → có thể điều chỉnh hàm lượng nước trong nông sản phù hợp mục đích và đối tượng bảo quản để kéo dài thời gian bảo quản.

b. Điều chỉnh nhiệt độ

- Nhiệt độ môi trường thấp làm giảm cường độ hô hấp ở thực vật, ức chế sự sinh trưởng của vi sinh vật gây hỏng nông sản → có thể điều chỉnh nhiệt độ bảo quản phù hợp mục đích và đối tượng để kéo dài thời gian bảo quản.

c. Điều chỉnh thành phần không khí trong môi trường bảo quản

Thành phần không khí có ảnh hưởng rất lớn đến cường độ hô hấp ở thực vật → có thể điều chỉnh hàm lượng các khí trong môi trường bảo quản phù hợp mục đích và đối tượng để kéo dài thời gian bảo quản.

2. Hô hấp trong trồng trọt

V. MỐI QUAN HỆ GIỮA QUANG HỢP VÀ HÔ HẤP

Hô hấp và quang hợp có mối quan hệ mật thiết, phụ thuộc lẫn nhau.

Mối quan hệ giữa quang hợp và hô hấp trong cây

- Sản phẩm của quang hợp (chất hữu cơ, O₂) là nguyên liệu của hô hấp.

- Sản phẩm của hô hấp (CO₂) là nguyên liệu của quang hợp.

- Hô hấp tạo ra các sản phẩm trung gian làm tăng áp suất thẩm thấu của tế bào rễ, tạo điều kiện thuận lợi để rễ hút nước, cung cấp nguyên liệu cho quang hợp.