Bài 12: Hô hấp ở thực vật

1. Khái quát về hô hấp ở thực vật :

1.1. 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 cacbohidrat bị phân giải đến CO₂ và H₂O, đồng thời năng lượng được giải phóng và một phần năng lượng đó được tích lũy trong ATP.
Phương trình tổng quát :

C₆H₁₂O₆ +6O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O + Q

1.2. Vai trò của hô hấp đối với cơ thể thực vật.

Duy trì nhiệt độ thuận lợi cho các hoạt động sống của cây.
Cung cấp năng lượng dưới dạng ATP cho các hoạt động sống của cây.
Tạo ra các sản phẩm trung gian cho các quá trình tổng hợp các chất hữu cơ khác trong cơ thể.

2. Con đường hô hấp ở thực vật:

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

Quá trình hô hấp ở thực vật

2.1. Phân giải kị khí:

Điều kiện: Xảy ra trong rễ cây khi bị ngập úng hay trong hạt khi ngâm vào nước hoặc trong các trường hợp cây ở điều kiện thiếu oxi.
Diễn ra ở tế bào chất gồm 2 quá trình:

Đường phân: Là quá trình phân giải Glucozo đến axit piruvic

Quá trình đường phân

Lên men: là axit piruvic lên men tạo thành rượu êtilic và CO₂ hoặc tạo thành axit lactic.

Quá trình lên men

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

2.2. Phân giải hiếu khí:

Xảy ra mạnh trong các mô, cơ quan đang hoạt động sinh lí mạnh như: hạt đang nẩy mầm, hoa đang nở…
Hô hấp hiếu khí diễn ra trong chất nền của ti thể gồm 2 quá trình: Gồm chu trình Crep và chuỗi chuyền electron trong ti thể.

Chu trình Crep: diễn ra trong chất nền của ti thể. Khi có oxi, axit piruvic đi từ tbc vào ti thể. Tại đây axit piruvic chuyển hóa theo chu trình Crep và bị oxi hoá hoàn toàn.

Chu trình Krebs

Chuỗi chuyền electron: diễn ra ở màng trong ti thể. Hiđrô tách ra từ axit piruvic trong chu trình Crep được chuyền đến chuỗi chuyền electron đến oxi để tạo ra nước.

Chuỗi chuyền điện tử electron

Kết quả: Một phân tử glucozo qua phân giải hiếu khí giải phóng ra 38 ATP và nhiệt lượng.

2.3. 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

Quá trình hô hấp sáng

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)

3. Quan hệ giữa hô hấp với quang hợp và môi trường:

3.1. Mối quan hệ giữa hô hấp và quang hợp:

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.

Mối quan hệ giữa hô hấp và quang hợp

3.2. Mối quan hệ giữa hô hấp và môi trường:

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.
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 –Hop: Q10 = 2 _ 3 (tăng nhiệt độ thêm 10^oC thì tốc độ phản ứng tăng lên gấp 2 _ 3 lần)
- Nhiệt độ tối ưu cho hô hấp khoảng 30 → 35^oC.
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 → bất lợi cho cây trồng.
Nồng độ CO₂: Trong môi trường cao hơn 40% làm hô hấp bị ức chế. CO₂ là sản phẩm cuối cùng của hô hấp hiếu khí và lên men etilic.