Sinh học 11 Bài 12: Hô hấp ở thực vật

a. 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

b. 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.

- 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.

a. 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

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

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

b. 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.

• 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.

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

c. 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

+ 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)

a. 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.

b. 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 10oC thì tốc độ phản ứng tăng lên gấp 2 _ 3 lần)
• Nhiệt độ tối ưu cho hô hấp khoảng 30 → 35oC.

- 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 CO_2: 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. 

Nêu các giai đoạn hô hấp xảy ra ở thực vật? 

Hướng dẫn giải:

Các giai đoạn của quá trình hô hấp trong cơ thể thực vật có thể tóm tắt như sau:

• Giai đoạn 1: Đường phân xảy ra ở chất tế bào: Glucôzơ -> axit piruvic + ATP + NADH
• Giai đoạn 2: Hô hấp hiếu khí hoặc kị khí (lên men) tùy theo sự có mặt của 0₂. 
• Giai đoạn 3: Chuỗi chuyền điện tử và quá trình phôtphorin hóa ôxi hóa tạo ra ATP và H₂0 có sự tham gia của 0₂.

Câu 1: Sự thay đổi nồng độ O₂  và CO₂ trong môi trường sẽ ảnh hưởng đến hô hấp như thế nào? 

Câu 2: Hãy nêu các biện pháp bảo quản đang được sử dụng mà em biết? 

Câu 3: Hãy nêu sự khác nhau giữa hô hấp hiếu khí và quá trình lên men ở thực vật? 

Câu 4: Hãy giải thích mối liên quan giữa hô hấp và nhiệt độ môi trường, giữa hô hấp và hàm lượng nước trong cây? 

Câu 1: Hô hấp hiếu khí có ưu thế hơn so với hô hấp kị khí ở điểm nào?

A. Tích lũy được nhiều năng lượng hơn từ 1 phân tử glucôzơ được sử dụng trong hô hấp phân giải hiếu khí / kị khí = 38/2 = 19 lần.
B. Hô hấp hiếu khí tạo ra sản phẩm là CO2 và H2O, nước cung cấp cho sinh vật khác sống. 
C. Hô hấp hiếu khí cần O2 còn kị khí không cần O2. 
D. Hô hấp hiếu khí xảy ra ở mọi loài sinh vật còn hô hấp kị khí chỉ xảy ra ở 1 số loài sinh vật nhất định. 

Câu 2: Điều kiện xảy ra quá trình hô hấp sáng ở thực vật C3 là

A. ánh sáng cao, cạn kiệt CO2, nhiều O2 tích luỹ. 
B. ánh sáng thấp, cạn kiệt CO2, nhiều O2 tích luỹ. 
C. ánh sáng thấp, nhiều CO2, cạn kiệt O2
D. ánh sáng cao, nhiều CO2, nhiều O2 tích luỹ.  

Câu 3: Quá trình hô hấp trong cơ thể thực vật, trải qua các giai đoạn:

A. Đường phân hiếu khí và chu trình Crep
B. Đường phân và hô hấp hiếu khí
C. Cacboxi hóa - khử - tái tạo chất nhận
D. Oxy hóa chất hữu cơ và khử

Câu 4: Trong thí nghiệm để xác định một cây xanh chủ yếu thải ra CO2 trong quá trình hô hấp, điều kiện nào là cần thiết cho thí nghiệm?

A. Sử dụng một cây có nhiều lá.

B. Làm thí nghiệm trong buồng tối.

C. Dìm cây trong nước.

D. Sử dụng một cây non. 

Câu 5: Ở cây xanh sự kiện nào có thể tiếp tục trong tất cả 4 điều kiện: nắng; rải rác có mây; đầy mây; mưa

A. Tăng cường quang hợp thực.

B. Sự hấp thụ nước.

C. Sự hô hấp.

D. Sự thoát hơi nước.

E. Sự rỉ nước. 

- Qua bài học này các em cần:

• Nêu được bản chất của HH ở thực vật, viết được pttq và vai trò của hô hấp đối với cơ thể thực vật.
• Phân biệt được các con đường hô hấp ở thực vật liên quan với điều kiện có hay không có oxi.
• Mô tả được mối quan hệ giữa hô hấp và quang hợp.
• Nêu được ví dụ về ảnh hưởng của nhân tố môi trường đối với hô hấp.