A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
Thực vật không có cơ quan hô hấp riêng. Hô hấp diễn ra trong mọi cơ quan của cơ thể thực vật, đặc biệt là các cơ quan đang có hoạt động sinh lí mạnh như hạt đang nảy mầm, hoa và quả đang sinh trưởng,…
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 ôxi hóa sinh học (dưới tác động của enzim) nguyên liệu hô hấp, đặc biệt là glucôzơ của tế bào sống đến CO2 và H20, một phần năng lượng giải phóng ra được tích lũy trong ATP.
- Phương trình tổng quát
C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H20 + Q (nhiệt + ATP)
2. Vai trò của hô hấp đối với cơ thể thực vật
- Năng lượng nhiệt thải ra để duy trì nhiệt độ thuận lợi cho các hoạt động sống của cơ thể thực vật.
- Năng lượng hô hấp tích lũy trong phân tử ATP được sử dụng cho các hoạt động sống của cây như vận chuyển vật chất trong cây, sinh trưởng, tổng hợp các chất hữu cơ (prôtêin, axit nuclêic,…), sửa chữa những hư hại của tế bào…
- Hô hấp 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)
Mụclớn
- Ở thực vật, phân giải kị khí có thể xảy ra trong rễ cây khi bị ngập úng hay trong hạt khi ngâm vào nước hoặc trong các trường hợp cây thiếu ôxi.
- Phân giải kị khí gồm đường phân và lên men.
- Đường phân xảy ra trong tế bào chất, đó là quá trình phân giải phân tử glucôzơ đến axit piruvic.
- Lên men là quá trình axit piruvic lên men tạo thành rượu êtylic hoặc axit lactic và giải phóng 2 ATP.
2. Phân giải hiếu khí (đường phân và hô hấp hiếu khí)
Hô hấp hiếu khí bao gồm chu trình Crep và chuỗi truyền êlectron trong hô hấp.
- Chu trình Crep :
+ Diễn ra trong chất nền ti thể.
+ Khi có ôxi, axit piruvic đi từ tế bào chất vào ti thể. Tại đây axit piruvic bị ôxi hóa hoàn toàn.
- Chuỗi truyền êlectron :
+ Diễn ra mạnh trong các mô, cơ quan có các hoạt động sinh lí mạnh như hạt đang nảy mầm, hoa đang nở…
+ Hiđrô tách ra từ axit piruvic trong chu trình Crep được chuyển qua chuỗi truyền êlectron.
+ Kết quả : Từ 2 phân tử axit piruvic, qua hô hấp giải phóng ra 6 CO2 , 6 H20 và tích lũy được 36 ATP.
III. HÔ HẤP SÁNG
- Hô hấp sáng là quá trình hấp thụ O2 và giải phóng CO2 ở ngoài sáng.
- Điều kiện xảy ra hô hấp sáng:
+ Cường độ ánh sáng cao
+ Ở lục lạp của thực vật C3 lượng CO2 cạn kiệt, O2 lại tích lũy nhiều (khoảng 10 lần so với CO2 )
- Quá trình: Enzim cacbôxilaza chuyển thành enzim ôxigenaza ôxi hóa ribulôzơ – 1,5 – điphôtphat đến CO2 xảy ra kế tiếp nhau trong 3 bào quan : lục lạp, perôxixôm và ti thể.
- Hô hấp sáng gây lãng phí sản phẩm quang hợp
IV. QUAN HỆ GIỮA HÔ HẤP VỚI QUANG HỢP VÀ MÔI TRƯỜNG
1. Mối quan hệ giữa hô hấp và quang hợp
Quang hợp và hô hấp có mối quan hệ mật thiết với nhau:
- Sản phẩm của quang hợp là chất hữu cơ và ôxi cung cấp nguyên liệu cho quá trình hô hấp
- Sản phẩm của hô hấp là cacbonic và nước là nguyên liệu cho quang hợp
2. Mối quan hệ giữa hô hấp và môi trường
a. Nước
- Nước cần cho hô hấp, mất nước làm giảm cường độ hô hấp
- Đối với các cơ quan ở trạng thái ngủ, tăng lượng nước thì hô hấp tăng. Muốn hạt nảy mầm cần đảm bảo đủ nước
b. Nhiệt độ
- Khi nhiệt độ tăng, cường độ hô hấp tăng theo đến giới hạn mà hoạt động sống của tế bào vẫn còn bình thường.
- Sự phụ thuộc của hô hấp vào nhiệt độ tuân thủ định luật Van – Hôp : Q10 = 2-3 (tăng nhiệt độ thêm 10oC thì tốc độ phản ứng tăng lên 2 – 3 lần.
c. Ôxi
Khi nồng độ ôxi giảm xuống dưới 10 % thì hô hấp sẽ bị ảnh hưởng và khi giảm xuống 5 % thì cây chuyển sang phân giải kị khí.
d. Hàm lượng CO2
CO2 là sản phẩm cuối cùng của hô hấp hiếu khí cũng như của lên men êtilic. Nồng độ CO2 cao (> 40%) sẽ ức chế hô hấp.
