Chọn đến phần học sinh cần nhanh chóng thông qua mục lục bằng cách click đến phần đó
Câu hỏi mở đầu trang 38
Đề bài: Để thực hiện các hoạt động sống như trao đổi nước, khoáng, sinh trưởng, phát triển, sinh sản,… thực vật sử dụng nguồn năng lượng do quá trình nào cung cấp?
Lời giải:
Thực vật sử dụng nguồn năng lượng do quá trình hô hấp cung cấp.
- Hô hấp phân giải các hợp chất hữu cơ (được tạo ra từ quang hợp) → tạo ra ATP và nhiệt năng.
- ATP là nguồn năng lượng trực tiếp cho các hoạt động sống: trao đổi nước, khoáng, sinh trưởng, phát triển, sinh sản,…
- Nhiệt năng giúp duy trì nhiệt độ cơ thể để các hoạt động sống diễn ra bình thường.
I. Khái quát về hô hấp ở thực vật
Câu 1 trang 40
Đề bài: Nêu khái niệm hô hấp ở thực vật và phân tích vai trò của hô hấp đối với cơ thể thực vật.
Lời giải:
Khái niệm: Hô hấp là quá trình phân giải các hợp chất hữu cơ phức tạp (phổ biến là carbohydrate) thành các chất đơn giản, đồng thời tạo ra ATP và nhiệt năng.
Vai trò của hô hấp:
- ATP sinh ra từ hô hấp được sử dụng cho hầu hết các hoạt động sống của cây như tổng hợp và vận chuyển các chất, sinh trưởng và phát triển, cảm ứng,…
- Nhiệt năng được giải phóng giúp duy trì nhiệt độ cơ thể, đảm bảo cho các hoạt động sống diễn ra bình thường.
- Tạo ra các sản phẩm trung gian (đường 3 carbon, pyruvate,…) làm nguyên liệu để tổng hợp các hợp chất hữu cơ khác trong cơ thể như protein, acid béo,…
II. Các con đường hô hấp ở thực vật
Câu 2 trang 40
Đề bài: Con đường hô hấp hiếu khí và lên men gồm những giai đoạn nào? Nguyên liệu và sản phẩm của từng giai đoạn là gì?
Lời giải:
Con đường hô hấp hiếu khí (xảy ra khi có O₂) gồm 3 giai đoạn:
| Giai đoạn | Vị trí | Nguyên liệu | Sản phẩm |
|---|---|---|---|
| Đường phân | Tế bào chất | 1 phân tử glucose ($C_6H_{12}O_6$) | 2 pyruvate, 2 ATP, 2 NADH |
| Chu trình Krebs (bao gồm oxy hoá pyruvate) | Chất nền ti thể | 2 pyruvate | 6 $CO_2$, 8 NADH, 2 FADH₂, 2 ATP |
| Chuỗi truyền electron | Màng trong ti thể | NADH, FADH₂, O₂ | $H_2O$, 26 – 28 ATP |
→ Tổng cộng: 1 phân tử glucose qua hô hấp hiếu khí tạo ra 30 – 32 ATP, 6 $CO_2$ và 6 $H_2O$.
Con đường lên men (xảy ra khi thiếu O₂) gồm 2 giai đoạn:
| Giai đoạn | Nguyên liệu | Sản phẩm |
|---|---|---|
| Đường phân | 1 phân tử glucose | 2 pyruvate, 2 ATP, 2 NADH |
| Lên men | 2 pyruvate | Ethanol hoặc lactate (kèm 2 $CO_2$ nếu tạo ethanol) |
→ Tổng cộng: 1 phân tử glucose qua lên men chỉ tạo được 2 ATP.
III. Các yếu tố ảnh hưởng đến hô hấp ở thực vật
Câu 1 trang 41
Đề bài: Tại sao để hạt nảy mầm cần cung cấp đủ nước?
Lời giải:
Để hạt nảy mầm cần cung cấp đủ nước vì:
- Nước là dung môi và môi trường cho các phản ứng hoá học trong hạt xảy ra.
- Nước hoạt hoá các enzyme hô hấp trong hạt (khi hạt khô, các enzyme ở trạng thái không hoạt động).
- Trong giới hạn nhất định, cường độ hô hấp tỉ lệ thuận với hàm lượng nước → nước tăng → hô hấp tăng → tạo nhiều ATP cung cấp năng lượng cho hạt nảy mầm.
Ví dụ: Hạt ngô, hạt thóc phơi khô có hàm lượng nước 11 – 12% → hô hấp yếu. Khi ngâm nước, hàm lượng nước tăng lên 30 – 35% → cường độ hô hấp tăng hàng nghìn lần → hạt nảy mầm.
Câu 2 trang 41
Đề bài: Nước, nhiệt độ, hàm lượng O₂, $CO_2$ có ảnh hưởng như thế nào đến hô hấp ở thực vật? Giải thích.
Lời giải:
1. Nước:
- Là dung môi, môi trường cho các phản ứng và hoạt hoá enzyme hô hấp.
- Trong giới hạn nhất định, cường độ hô hấp tỉ lệ thuận với hàm lượng nước trong mô, cơ quan.
2. Nhiệt độ:
- Ảnh hưởng đến hoạt động của enzyme hô hấp.
- Trong giới hạn nhất định, nhiệt độ tăng → cường độ hô hấp tăng → thúc đẩy hạt nảy mầm.
- Vượt quá nhiệt độ tối ưu, enzyme bị biến tính → hô hấp giảm hoặc dừng.
3. Hàm lượng O₂:
- Là nguyên liệu của hô hấp hiếu khí → ảnh hưởng trực tiếp đến cường độ hô hấp.
- O₂ dưới 10%: hô hấp bị ảnh hưởng.
- O₂ dưới 5%: cây chuyển sang con đường lên men → tạo ít ATP → nếu kéo dài, cây có thể chết.
4. Hàm lượng $CO_2$:
- $CO_2$ cao trong không khí ức chế hô hấp hiếu khí → cây chuyển sang lên men → tạo ra các sản phẩm độc → gây hại hoặc làm giảm sức sống của hạt.
- Khi $CO_2$ tăng 35% so với điều kiện bình thường → hầu hết các hạt giống mất khả năng nảy mầm.
IV. Ứng dụng của hô hấp ở thực vật vào thực tiễn
Câu 1 trang 42
Đề bài: Sơ đồ hoá các ứng dụng thực tiễn của quá trình hô hấp ở thực vật. Vì sao điều chỉnh các yếu tố ảnh hưởng đến hô hấp có thể kéo dài thời gian bảo quản nông sản và góp phần nâng cao năng suất cây trồng?
Lời giải:
Sơ đồ hoá các ứng dụng của hô hấp:
- Trong bảo quản nông sản (mục tiêu: giảm cường độ hô hấp về mức tối thiểu):
- Điều chỉnh hàm lượng nước: phơi/sấy khô hạt về độ ẩm 10 – 13%; duy trì độ ẩm không khí 90 – 95% cho rau, 80 – 90% cho quả.
- Điều chỉnh nhiệt độ: bảo quản ở nhiệt độ thấp (khoai tây 4°C, cam/chanh 6°C, bắp cải 1°C,…).
- Điều chỉnh thành phần không khí: tăng $CO_2$, giảm O₂ (ví dụ: rau bảo quản trong môi trường $CO_2$ 10%, O₂ 11%, N₂ 79% → kéo dài 30 – 40%).
- Trong trồng trọt (mục tiêu: thúc đẩy hô hấp hiếu khí):
- Làm đất tơi xốp: cày, bừa, xới đất, sục bùn, vun gốc,… → cung cấp O₂ cho rễ.
- Trồng đúng thời vụ.
- Đảm bảo hệ thống tưới tiêu, tránh ngập úng.
Vì sao điều chỉnh các yếu tố có tác dụng như trên:
- Bảo quản nông sản: khi giảm cường độ hô hấp về mức tối thiểu → hạn chế mất chất hữu cơ (do phân giải), giữ được số lượng và chất lượng nông sản → kéo dài thời gian bảo quản.
- Trồng trọt: khi tạo điều kiện thuận lợi cho hô hấp hiếu khí → tạo nhiều ATP → cung cấp năng lượng cho các hoạt động sống → cây sinh trưởng, phát triển tốt → nâng cao năng suất.
V. Mối quan hệ giữa quang hợp và hô hấp
Câu 2 trang 42
Đề bài: Quan sát Hình 6.2, hãy phân tích mối quan hệ giữa 2 quá trình quang hợp và hô hấp ở thực vật.
Lời giải:
Dựa vào Hình 6.2, quang hợp và hô hấp có mối quan hệ chặt chẽ, phụ thuộc lẫn nhau:
- Quang hợp cung cấp nguyên liệu cho hô hấp:
- Quang hợp tạo ra chất hữu cơ ($C_6H_{12}O_6$) và O₂ → là nguyên liệu cho quá trình hô hấp.
- Hô hấp cung cấp nguyên liệu cho quang hợp:
- Hô hấp tạo ra $CO_2$ và $H_2O$ → là nguyên liệu cho quá trình quang hợp.
- Hô hấp tạo ra ATP và các sản phẩm trung gian → làm tăng áp suất thẩm thấu ở tế bào rễ → giúp rễ hút nước và khoáng → cung cấp nguyên liệu cho quang hợp.
→ Quang hợp và hô hấp là 2 quá trình ngược chiều nhưng liên quan mật thiết, cùng ảnh hưởng đến lượng chất hữu cơ tích luỹ trong cây và quyết định năng suất cây trồng.
Luyện tập và vận dụng
Câu 1 trang 43
Đề bài: Tại sao trong quá trình bảo quản nông sản, cần đưa cường độ hô hấp của nông sản về mức tối thiểu?
Lời giải:
Trong bảo quản nông sản cần đưa cường độ hô hấp về mức tối thiểu vì:
- Hô hấp phân giải chất hữu cơ trong nông sản → làm giảm khối lượng và giảm chất lượng nông sản.
- Hô hấp giải phóng nhiệt → làm nóng nông sản → tạo điều kiện cho vi sinh vật gây hỏng phát triển.
- Hô hấp giải phóng $H_2O$ → tăng độ ẩm nông sản → thuận lợi cho nấm mốc, vi khuẩn gây thối, mốc.
→ Vì vậy, giảm cường độ hô hấp về mức tối thiểu để kéo dài thời gian bảo quản và giữ nguyên chất lượng, số lượng nông sản.
Câu 2 trang 43
Đề bài: Giải thích cơ sở khoa học của việc ngâm hạt giống vào nước và ủ hạt trước khi gieo trồng.
Lời giải:
Cơ sở khoa học:
- Ngâm hạt vào nước: giúp hạt hút đủ nước, nhờ đó:
- Nước hoạt hoá các enzyme hô hấp trong hạt.
- Cường độ hô hấp tăng mạnh → tạo ATP và các sản phẩm trung gian → cung cấp năng lượng và nguyên liệu cho hạt nảy mầm.
- Ủ hạt: giữ hạt ở nhiệt độ ấm (thường 30 – 35°C tuỳ loại hạt) → nhiệt độ tối ưu cho enzyme hoạt động → thúc đẩy hô hấp → hạt nảy mầm nhanh và đồng loạt.
→ Kết quả: hạt nảy mầm nhanh, đều, khoẻ, tăng tỉ lệ nảy mầm khi gieo.
Câu 3 trang 43
Đề bài: Hãy nêu các biện pháp bảo quản nông sản mà em biết. Giải thích cơ sở khoa học của việc rau trong siêu thị được bảo quản trong túi nylon đục lỗ và để trong tủ mát.
Lời giải:
Các biện pháp bảo quản nông sản:
- Bảo quản khô: phơi hoặc sấy khô hạt đến độ ẩm 10 – 13% → giảm hô hấp.
- Bảo quản lạnh: cho vào tủ mát, tủ đông, kho lạnh → nhiệt độ thấp làm giảm hô hấp.
- Bảo quản trong môi trường điều chỉnh khí: tăng $CO_2$, giảm O₂ → ức chế hô hấp hiếu khí.
- Bảo quản chân không: hút chân không loại bỏ O₂ → hạn chế hô hấp và vi sinh vật gây hại.
Cơ sở khoa học của việc rau bảo quản trong túi nylon đục lỗ và để trong tủ mát:
- Túi nylon: giữ được độ ẩm cho rau → tránh mất nước, rau giữ được độ tươi.
- Đục lỗ: cho phép trao đổi khí với môi trường → tránh tích tụ $CO_2$ quá cao (làm rau chuyển sang lên men, tạo sản phẩm độc, thối nhanh) và tránh thiếu O₂ hoàn toàn.
- Tủ mát (nhiệt độ thấp): làm giảm cường độ hô hấp của rau và ức chế vi sinh vật gây hỏng → rau bảo quản được lâu hơn.
Câu 4 trang 43
Đề bài: Hãy giải thích vai trò của hô hấp đối với sự hút nước và khoáng của cây. Hiểu biết này có ý nghĩa gì trong trồng trọt?
Lời giải:
Vai trò của hô hấp đối với sự hút nước và khoáng:
- Hô hấp tạo ra ATP → cung cấp năng lượng cho quá trình hấp thụ khoáng chủ động (khoáng đi ngược chiều gradient nồng độ, cần chất mang và ATP).
- Hô hấp tạo ra các sản phẩm trung gian (đường 3 carbon, pyruvate, $CO_2$,…) → làm tăng áp suất thẩm thấu của tế bào rễ → giúp rễ hút nước theo cơ chế thẩm thấu.
Ý nghĩa trong trồng trọt:
- Cần làm đất tơi xốp, thoáng khí (cày, bừa, xới đất, vun gốc,…) → cung cấp đủ O₂ cho rễ hô hấp hiếu khí.
- Tránh ngập úng kéo dài → tránh tình trạng rễ thiếu O₂ → phải chuyển sang lên men → cây thiếu năng lượng, có thể chết.
- Đảm bảo hệ thống tưới tiêu hợp lí → duy trì độ ẩm phù hợp, giúp rễ hô hấp bình thường và hấp thụ nước, khoáng hiệu quả.
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