Giải Sinh 11 - Bài 12. Hô hấp ở thực vật
Bài 12. HÔ HẤP ở THỰC VẬT A. KIẾN THỨC CẦN NAM vững Hô hâ'p ở thực vật là gì? Hô hấp là quá trình ôxi hoá các hợp chất hữu cơ thành CƠ2 và H2O, đồng thời giải phóng năng lượng cần thiết cho các hoạt động sống của cơ thể. Phương trình tổng quát của quá trình hô hấp được viết như sau: C6Hi2O6 + 6CO2 ► 6CO2 + 6H2O + Q Vai trò của quá trình hô hấp Hô hấp được xem là quá trình sinh lí trung tâm của cây xanh, có vai trò đặc biệt quan trọng trong các quá trình trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng. Thông qua quá trình hô hấp, năng lượng hoá học tự do dưới dạng ATP được giải phóng từ các hợp chất hữu cơ và năng lượng ATP này được sử dụng cho các quá trình sống của cơ thể như: quá trình trao đổi chất, quá trình hấp thụ và vận chuyển chủ động các chất, quá trình vận động sinh trưởng, quá trình phát quang sinh học 1 phân tử glucôzơ khi hô hấp hiếu khí giải phóng 38 ATP, cơ thể thực vật đã thu được gần 50% năng lượng có trong 1 phân tử glucôzơ (674 kcal/M). Trong các giai đoạn của quá trình hô hấp, nhiều sản phẩm trung gian đã được hình thành và các sản phẩm trung gian này lại là đầu mối của các quá trình tổng hợp nhiều chất khác trong cơ thể. Chính vì vậy hô hấp được xem như quá trình tổng hợp cả về mặt năng lượng lẫn vật chất. Cơ chế hô hấp Giai đoạn phân giải đường(đường phân) xảy ra ở tế bào chất. Glucôzơ ► 2Axit piruvic Hô hấp hiếu khí xảy ra ở ti thể với sự có mặt của o2 + Chu trình Crep: Axit piruvic ► co2 + H2O + Chuỗi truyền điện tử và quá trình phôtphorin hoá tạo ra 30 ATP. Trong thực vật, đôi lúc xảy ra quá trình phân giải kị khí (lên men). Axit piruvic ► Rượu êtilic Axit piruvic ► Axit lactic Hệ số hô hấp (RQ) Hệ số hô hấp là tỉ số giữa số phân tử co2 thải ra và số phân tử 02 hút vào khi hô hấp. Ý nghĩa của hệ số hô hấp: Hệ số hô hấp cho biết nguyên liệu đang hô hấp là nhóm chất gì và trên cơ sở đó có thể đánh giá tình trạng hô hấp và tình trạng của cây. B. HƯỚNG DẪN TRẢ LỜI CÁC CÂU HỎI Câu 1. Hô hấp ở cây xanh là gì? Hô hấp ở thực vật là quá trình ôxi hoá sinh học nguyên liệu hô hấp, đặc biệt là glucôzơ đến khí cacbônic, nước và tích lũy năng lượng ỏ' dạng dễ sử dụng ATP. Phương trình hô hấp: C6H12O6 + 6O2 -*■ 6CO2 + 6H2O + 2870KJ/mol (nhiệt + ATP) Phần năng lượng hô hấp xảy ra ở dạng nhiệt là cần thiết 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 nhiều hoạt động sống của cây như vận chuyển chất trong cây, sinh trưởng, tổng hợp các chất hữu cơ, sửa chữa hư hại của tế bào... Câu 2. Hô hấp hiếu khí có ưu thế gì so với hô hấp kị khí? Hô hấp hiếu khí bao gồm chu trình Crep và chuỗi truyền Electron hô hấp. Chu trình Crep: khi có ôxi, axit piruvic đi từ tế bào chất vào ti thể tại đó, axit piruvic chuyển hóa theo chu trình Crep và bị ôxi hóa hoàn toàn, giải phóng ra 3 phân tử co2. Chuỗi truyền electron: hiđrô tách ra từ axit piruvic trong chu trình Crep được chuyển đến chuỗi truyền electron. Hiđrô được truyền qua chuỗi truyền electron đến ôxi đế tạo ra nước và tích lũy được 36 ATP. Phân giải kị khí trong đường phân và lên men. Kết quả của đường phân là hình thành nên 2 phân tử axit piruvic từ một phân tử glucôzơ. Nếu có ôxi, axit piruvic được tiếp tục phân giải hiếu khí (hô hấp ti thể) đến co2 và nước. Nếu không có ôxi, axit piruvic chuyển hóa theo dưỡng hô hấp kị khí (lên men) tạo ra rượu êtylic và co2 hoặc axit lactic. Trong hô hấp kị khí một phân tử glucôzơ chỉ tích lũy được 2 ATP. Hô hấp hiếu khí tích lũy được nhiều năng lượng hơn (gấp 19 lần) so với hô hấp kị khí (từ một phân tử glucôzơ sử dụng trong hô hấp). Câu 3. Trong những trường hợp nào thì diễn ra hô hấp kị khí ở cơ thể thực vật? Cho ví dụ. Ớ thực vật, phân giải kị khí xảy ra trong điều kiện thiếu ôxi. Phân giải kị khí gồm đường phân và lên men. Ví dụ. Phân giải kị khí xảy ra khi rễ cây bị ngập úng trong hạt khi ngâm nước vào. Câu 4. Hãy khái quát về ảnh hưởng của môi trường đối với hô hấp cây xanh. Nước: nước cần cho hô hấp, mất nước làm giảm cường độ hô hấp. Đối với các cơ quan đang ở trạng thái ngủ, tăng lượng nước trong các hạt khô từ 12 đến 18% làm cho hô hấp tăng gấp 4 lần. Tiếp tục tăng lượng nước lên đến 33% thì cường độ hô hấp tăng lên đến gấp 100 lần. Muốn hạt nảy mầm cần đảm bảo đủ độ ẩm. 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. . * Ôxi: ôxi là nguyên liệu của hô hấp, nếu thiếu ôxi thì hiệu quả hô hấp giảm (hô hấp hiếu khí tích lũy năng lượng gấp 19 lần hô hấp kị khí). Hàm lượng co2: co2 là sản phẩm cuối cung của hô hấp hiếu khí cũng như lên men êtylic. Nồng độ co2 cao (hơn 40%) sẽ ức chế hô hấp.