Bài 12. Hô hấp ở thực vật
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.
