Quá trình hô hấp của thực vật sẽ có những ý nghĩa nào sẽ được chúng tôi cung cấp tại bài viết dưới đây.
1. Quá trình hô hấp ở thực vật được diễn ra như thế nào?
Thực vật không có cơ quan hô hấp chuyên trách. Hô hấp diễn ra trong mọi cơ quan của cơ thể thực vật, đặc biệt là các cơ quan đang có các hoạt động sinh lý mạnh như hạt đang nảy mầm, hoa và quả đang sinh trưởng. Bào quan thực hiện chức năng hô hấp ở thực vật chính là ti thể.
Hô hấp ở thực vật là quá trình chuyển đổi hoàn toàn các chất hữu cơ (chủ yếu là đường) thành sản phẩm cuối cùng là CO2 và H2O, không cần sự tham gia của oxi từ không khí. Quá trình này giải phóng ra năng lượng cho hoạt động sống của cây và cung cấp các chất trung gian cho các quá trình trao đổi chất khác trong cây. Như vậy, quá trình hô hấp ở thực vật là quá trình oxi hóa các hợp chất hữu cơ thành CO2 và H2O (nước) đồng thời giải phóng năng lượng.
Phương trình tổng quát: C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + năng lượng (nhiệt + ATP) như hình mô tả dưới đây:
Hình ảnh về quá trình hô hấp ở thực vật
Quá trình hô hấp ở thực vật sẽ trải qua các giai đoạn sau: Đường phân → Hô hấp hiếu khí (Chu trình Crep → Chuỗi truyển electron hô hấp). Quá trình này gọi là phân giải hiếu khí xảy ra mạnh trong các mô, cơ quan đang hoạt động sinh lý mạnh như hạt đang nảy mầm, hoa đang nở khi có đủ khí oxi.
– Ở quá trình đường phân sẽ diễn ra ở tế bào chất chuyển hóa đường thành axit piruvic, năng lượng, … có phương trình như sau: 1 Glucozo → 2 Axit piruvic + 2 ATP + 2 NADH. Kết quả từ 1 phân tử glucozo qua phân giải kị khí giải phóng 2 phân tử ATP.
– Ở quá trình hô hấp hiếu khí sẽ diễn ra trong chất nền của ti thể gồm hai quá trình và chu trình Crep và chuỗi truyền electron. Quá trình được thể hiện như: 2 Axit piruvic → 6CO2 + 2ATP + 8NADH + 2FADH2
- Chu trình Crep diễn ra trong chất nền của ti thể khi có oxi, axit piruvic từ tế bào chất vào ti thể, chuyển hóa theo chu trình Crep và bị oxi hóa hoàn toàn.
- Chuỗi truyền electron được diễn ra ở màng trong ti thể, hidro tách ra từ axit piruvic trong chu trình Crep được chuyển đến chuỗi truyền electron đến oxi à nước và tích luỹ được 36 ATP.
Kết quả của quá trình này là từ 1 phân tử glucozơ qua phân giải hiếu khí giải phóng ra 38 ATP và nhiệt lượng.
Ngoài phân giải hiếu khí thì quá trình hô hấp ở thực vật còn có thể qua phân giải kị khí tức là thông qua đường phân và lên men.
– Phân giải kị khí xảy ra khi rễ cây bị ngập úng, hạt bị ngâm vào nước hay cây ở trong điều kiện thiếu oxi. Quá trình này diễn ra ở tế bào chất gồm hai quá trình chính là đường phân và lên men.
- Đường phân là quá trình phân giải Glucozo đến axit piruvic.
- Lên men là quá trình Axit piruvic lên men tạo thành rượu etilic và CO2 hoặc tạo thành axit lactic.
Kết quả của quá trình này là từ 1 phân tử glucozo qua phân giải kị khí giải phóng ra 2 phân tử ATP.
Như vậy tại quá trình hô hấp của thực vật ta có thể dễ dàng nhận thấy hô hấp hiếu khi tạo ra nhiều năng lượng hơn, gấp 19 lần so với năng lượng do hô hấp kị khí tạo ra, giúp đảm bảo cung cấp đủ năng lượng cần sử dụng của tế bào và cơ thể. Đồng thời, hô hấp kị khí còn tạo ra 1 số axit được coi là chất độc đối với cơ thể thực vật.
– Ở quá trình hô hấp của thực vật còn có một dạng hô hấp nữa là hô hấp sáng. Hô hấp sáng là quá trình hấp thụ oxi và giải phóng CO2 ngoài sáng xảy ra đồng thời với quá trình quang hợp. Điều kiện để hô hấp sáng xảy ra là cường độ ánh sáng cao kết hợp với lượng CO2 cạn kiệt, O2 tích lũy nhiều trong lục lạp. Nơi diễn ra hô hấp sáng là ở 3 bào quan bầu đầu là lục lạp, peroxixom và kết thúc tại ti thể.
Kết quả: Hô hấp sáng gây lãng phí sản phẩm quang hợp nhưng ngược lại thông qua hô hấp sáng đã hình thành 1 số axit amin cho cây (glixerin, serin).
2. Bản chất của hô hấp ở thực vật.
Hô hấp ở thực vật bản chất chính là hô hấp tế bào là một chuỗi các phản ứng oxi hóa khử, khử tách điện tử và hydro từ nguyên liệu hô hấp chuyển tới oxy không khí và tạo thành nước. Năng lượng giải phóng ra trong các phản ứng oxy hoá khử đó được cố định lại trong các mối liên kết giàu năng lượng. Thông qua chuỗi các phản ứng này phân tử glucozo được phân giải từ từ, năng lượng giải phóng không ồ ạt. Tốc độ của quá trình hô hấp phụ thuộc vào nhu cầu năng lượng của tế bào, ngoài ra còn có các yếu tố khác như enzim, nhiệt độ, …
Quá trình hô hấp được chia làm hai giai đoạn chính là:
– Giai đoạn 1: gồm quá trình phân giải oxi hoá chất hữu cơ với sự tách H+ ra khỏi cơ chất hô hấp và giải phóng CO2.
– Giai đoạn 2: gồm quá trình oxi hoá liên tục H2 liên kết với các coenzym oxi hoá khử là NADH2, FADH2, NADPH2 để giải phóng năng lượng tích luỹ trong các liên kết cao năng của ATP.
Cơ chất hô hấp có thể là các chất hữu cơ khác nhau, nhưng chủ yếu là gluxit và trực tiếp là glucozơ. Các chất khác phải được chuyển hóa thành đường trứơc khi tham gia hô hấp.
Bào quan hô hấp: Ty thể là bào quan đóng vai trò chính trong quá trình hô hấp và được xem là “trạm biến thế năng lượng” của tế bào. Hình dạng, số lượng, kích thước của ti thể thay đổi rất nhiều phụ thuộc vào từng loài, từng cơ quan, loại tế bào khác nhau và mức độ trao đổi chất của chúng.
Trong quá trình hô hấp môi trường đóng vai trò quan trọng được thể hiện qua các yếu tố sau:
– Nước: Cần cho hô hấp, mất nước làm giảm cường độ hô hấp; đối với các cơ quan đang ở trạng thái ngủ (hạt) thì tăng lượng nước sẽ dẫn đến quá trình 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. Nhiệt độ tối ưu cho quá trình hô hấp theo nghiên cứu là từ khoảng 30 độ đến 35 độ C.
– Nồng độ oxi (O2): Nếu trong không khí nồng độ oxi giảm xuống dưới 10% thì hô hấp bị ảnh hưởng, khi giảm xuống 5% thì cây chuyển sang phân giải kị khí (năng lượng thấp gây bất lợi cho cây trồng).
– Nồng độ CO2: Nếu trong môi trường nồng độ CO2 cao hơn 40% làm cho hô hấp bị ức chế, CO2 là sản phẩm cuối cùng của hô hấp hiếu khí và lên men etilic.
3. Ý nghĩa của quá trình hô hấp ở thực vật.
Hô hấp được xem là quá trình sinh lí quan trọng của thực vật, có vai trò đặc biệt quan trọng trong quá trình trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng.Quá trình hô hấp ở thực vật có những ý nghĩa sau:
– Ý nghĩa sinh học: Hô hấp tế bào là quá trình chuyển hóa năng lượng từ các nguyên liệu hữu cơ (glucozo, oxi, …) để tạo thành năng lượng ATP. Quá trình hô hấp có ý nghĩa là tạo ra năng lượng cung cấp cho các hoạt động sống cho tế bào và cơ thế. Hô hấp là thực vật sẽ lấy khí oxi để phân giải chất hữu cơ sản sinh ra năng lượng cung cấp cho mọi hoạt động sống cho cây, đồng thời thải ra khí cacbonic và hơi nước. Các năng lượng này được sửu dụng cho chính các hoạt động sống của thực vật như tổng hợp nên các chất cần thiết cho tế bào, vận chuyển các chất qua màng, sinh công cơ học, … Trong quá trình hô hấp còn có giải phóng ra dạng năng lượng nhiệt, năng lượng nhiệt sẽ giúp cơ thể thực vật duy trì nhiệt độ thuận lợi cho các hoạt động sống của cơ thể thực vật
– Có thể thấy quá trình hô hấp của thực vật đã giúp biến những nguyên liệu hữu cơ nghèo nàn thành các sản phẩm vô cơ giàu năng lượng cung cấp cho tất cả hoạt động sống của cơ thể thực vật và tạo ra những sản phẩm trung gian làm nguyên liệu cho các quá trình trao đổi chất khác nhau ở trong cây. Đồng thời hô hấp có thể tiếp nhận các sản phẩm đang được phân giải dang dở từ hợp chất khác và tiếp tục phân giải triệt để.
Ngoài ra quý khách hàng có thể xem thêm một số nội dung liên quan tại địa chỉ: Vai trò của thực vật đối với con người là gì?
Trên đây là bài tư vấn của chúng tôi, mọi thắc mắc quý khách hàng xin vui lòng liên hệ số Hotline 1900.6162 để được giải đáp. Xin chân thành cảm ơn!
