Hô Hấp Ở Thực Vật
Khái quát · Hô hấp hiếu khí · Lên men · Yếu tố ảnh hưởng · Ứng dụng · Quan hệ với quang hợp
▸ Phương trình tổng quát của hô hấp hiếu khí
Bản chất hô hấp là một chuỗi các phản ứng oxy hoá khử, trong đó năng lượng hoá học trong hợp chất hữu cơ được giải phóng từng phần qua các phản ứng, chuyển hoá thành ATP và nhiệt năng.
Hô hấp tế bào diễn ra chủ yếu trong ti thể; mạnh nhất ở rễ (nơi cần nhiều năng lượng cho hút nước và khoáng). Thực vật không có cơ quan hô hấp chuyên trách như động vật.
▸ 3 vai trò của hô hấp
| Vai trò | Chi tiết |
|---|---|
| ① Cung cấp ATP | ATP từ hô hấp được dùng cho hầu hết hoạt động sống: tổng hợp và vận chuyển chất, sinh trưởng, phát triển, cảm ứng… |
| ② Giải phóng nhiệt năng | Nhiệt năng duy trì nhiệt độ cơ thể, đảm bảo các phản ứng sinh hoá diễn ra bình thường (KHÔNG phải hao phí vô ích) |
| ③ Tạo sản phẩm trung gian | Các sản phẩm trung gian (đường 3C, pyruvate…) là nguyên liệu tổng hợp protein, acid béo… |
Hô hấp hiếu khí là con đường phổ biến ở thực vật, diễn ra trong điều kiện có $O_2$. Gồm 3 giai đoạn:
| Nơi diễn ra | Tế bào chất (bào tương) |
| Điều kiện | Kị khí — không cần $O_2$ |
| Nguyên liệu | 1 phân tử glucose (6C) |
| Sản phẩm | 2 pyruvate (3C) + 2 ATP + 2 NADH |
2 pyruvate vào chất nền ti thể, biến đổi thành 2 acetyl-CoA → vào chu trình Krebs:
| Giai đoạn | Nơi | Sản phẩm (cho 1 glucose) |
|---|---|---|
| Oxy hoá pyruvate | Chất nền ti thể | 2 acetyl-CoA + 2 NADH + 2 $CO_2$ |
| Chu trình Krebs | Chất nền ti thể | 4 $CO_2$ + 6 NADH + 2 FADH₂ + 2 ATP |
| Nơi diễn ra | Màng trong ti thể |
| Nguyên liệu | NADH, FADH₂ (từ các giai đoạn trước) |
| Chất nhận $e^-$ cuối | $O_2$ → tạo ra $H_2O$ |
| Đặc điểm | Tạo nhiều ATP nhất trong hô hấp (~28 ATP) |
Lên men xảy ra trong điều kiện thiếu $O_2$ (ví dụ rễ ngập úng, hạt ngâm trong nước…). Đây là phản ứng thích nghi giúp cây tồn tại tạm thời.
▸ 2 giai đoạn của lên men
- Giai đoạn 1: Đường phân — giống ở hô hấp hiếu khí (glucose → 2 pyruvate + 2 ATP + 2 NADH).
- Giai đoạn 2: Lên men — pyruvate (thiếu $O_2$) lên men tạo thành:
- Lên men rượu: Ethanol + $CO_2$.
- Lên men lactic: Lactate.
▸ So sánh hô hấp hiếu khí và lên men
| Tiêu chí | Hô hấp hiếu khí | Lên men |
|---|---|---|
| Điều kiện $O_2$ | Có $O_2$ | Thiếu $O_2$ |
| Số giai đoạn | 3 | 2 |
| Nơi diễn ra | Tế bào chất + ti thể | Chỉ tế bào chất |
| Sản phẩm | $CO_2$ + $H_2O$ | Ethanol+$CO_2$ / Lactate |
| ATP/glucose | 30 – 32 ATP | Chỉ 2 ATP |
| Phân giải glucose | Hoàn toàn | Không hoàn toàn |
Có 4 yếu tố chính ảnh hưởng đến hô hấp ở thực vật: nước, nhiệt độ, $O_2$, $CO_2$.
▸ ① Nước
Nước là dung môi, môi trường phản ứng và hoạt hoá enzyme hô hấp. Trong giới hạn nhất định, cường độ hô hấp tỉ lệ thuận với hàm lượng nước.
| Hàm lượng nước | Cường độ hô hấp |
|---|---|
| 11 – 12% (hạt khô, ngủ nghỉ) | Rất thấp |
| 14 – 15% | Tăng 4 – 5 lần |
| 30 – 35% | Tăng hàng nghìn lần |
▸ ② Nhiệt độ
Nhiệt độ ảnh hưởng đến enzyme hô hấp. Trong giới hạn nhất định, nhiệt độ tăng → cường độ hô hấp tăng. Vượt quá ngưỡng → enzyme biến tính → hô hấp giảm/dừng.
(hô hấp đạt cường độ cao nhất)
(vượt → enzyme biến tính)
▸ ③ Hàm lượng $O_2$
$O_2$ là nguyên liệu của hô hấp hiếu khí (chất nhận $e^-$ cuối cùng).
| Nồng độ $O_2$ | Ảnh hưởng |
|---|---|
| ~21% (bình thường) | Hô hấp hiếu khí bình thường |
| Dưới 10% | Hô hấp bị ảnh hưởng |
| Dưới 5% | Cây chuyển sang lên men → có thể chết nếu kéo dài |
▸ ④ Hàm lượng $CO_2$
$CO_2$ trong không khí cao sẽ ức chế hô hấp hiếu khí, cây chuyển sang lên men → tạo sản phẩm độc, gây hại cây trồng hoặc giảm sức sống của hạt.
▸ ① Bảo quản nông sản
Mục tiêu: đưa cường độ hô hấp về mức tối thiểu để giữ cả số lượng và chất lượng nông sản.
| Biện pháp | Cơ sở khoa học | Áp dụng |
|---|---|---|
| Bảo quản khô | Giảm nước → giảm hô hấp | Hạt (10 – 13%) |
| Bảo quản lạnh | Nhiệt độ thấp → giảm enzyme + ức chế vi sinh vật | Rau, quả, thịt |
| Điều chỉnh khí | Giảm $O_2$, tăng $CO_2$/$N_2$ | Rau quả trong túi/kho |
▸ ② Trong trồng trọt
| Biện pháp | Mục đích |
|---|---|
| Cày, bừa, xới đất trước khi gieo | Tạo môi trường thoáng khí → cung cấp $O_2$ cho rễ hô hấp hiếu khí |
| Làm cỏ, sục bùn, vun gốc | Tạo độ thoáng khí cho rễ |
| Đảm bảo cấp/thoát nước | Tránh ngập úng → tránh lên men gây độc |
| Trồng đúng thời vụ | Nhiệt độ phù hợp cho hô hấp và sinh trưởng |
| Chiều quan hệ | Nội dung |
|---|---|
| QH → HH | QH tạo $C_6H_{12}O_6$ và $O_2$ → cung cấp nguyên liệu cho hô hấp |
| HH → QH | $CO_2$ (sản phẩm HH) → nguyên liệu cho QH. HH tạo sản phẩm trung gian → tăng áp suất thẩm thấu rễ → hút nước → cung cấp $H_2O$ cho QH |
▸ So sánh nhanh
| Tiêu chí | Quang hợp | Hô hấp |
|---|---|---|
| Bào quan | Lục lạp | Ti thể |
| Năng lượng | Quang năng → hoá năng | Hoá năng → ATP + nhiệt |
| Chất tham gia | $CO_2$ + $H_2O$ | $C_6H_{12}O_6$ + $O_2$ |
| Sản phẩm | $C_6H_{12}O_6$ + $O_2$ | $CO_2$ + $H_2O$ + ATP |
| Bản chất | Đồng hoá (tổng hợp) | Dị hoá (phân giải) |
Để xem lý thuyết đầy đủ với sơ đồ tư duy, các sai lầm thường gặp, phương pháp giải đầy đủ các dạng bài tập:
Toàn bộ lý thuyết trọng tâm, các dạng bài tập, sơ đồ tư duy và mẹo ghi nhớ.
Sau khi nắm vững lý thuyết, các em hãy chuyển sang tab Bài Tập để luyện 25 câu bám sát SGK Kết Nối Tri Thức!
Luyện tập Bài 6 – Hô hấp ở thực vật!
25 câu: 20 trắc nghiệm · 2 đúng/sai · 3 tự luận
Tuyệt vời!
Cô Nguyễn Ngọc Châu
(Người kiểm duyệt, ra đề)
Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Sinh Học THPT
Trình độ: Cử nhân Sư phạm Sinh học, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ AT sinh học, Ngoại ngữ B1
Kinh nghiệm: 9+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Trần Phú