đề tài hô hấp và bảo quản nông sản

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA SINH HỌC – LỚP SINH 3B
SINH LÝ THỰC VẬT
NHÓM 8


GVHD: Ts. Lê Thị Trung
Th.s Lương Thị Lệ Thơ
SVTH: Lê Hoàng Thái Vinh
Nguyễn Thị Thắm
Lữ Hồng Vân
TPHCM, Ngày 28 tháng 10 năm 2010
Hô hấp ở thực vật Sinh III - B
MỤC LỤC
I. LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU 3
II. HÔ HẤP Ở THỰC VẬT 3
A. Khái quát về hô hấp ở thực vật 3
1. Khái niệm: 3
2. Phương trình hô hấp tổng quát: 3
B. Cơ chế hô hấp ở thực vật 4
a. Hô hấp kỵ khí 5
b. Hô hấp hiếu khí 6
C. Hô hấp sáng 9
D. Hô hấp và vấn đề bảo quản nông sản thực phẩm 11
Trang 2
Hô hấp ở thực vật Sinh III - B
MỞ ĐẦU
− Quang hợp và hô hấp là hai
quá trình trái ngược nhau
nhưng ở thực vật muốn sinh
trưởng và phát triển tốt thì

không thể thiếu một trong hai
quá trình này.
− Tuy nhiên đối với việc bảo
quản nông sản thì sao?
− Hô hấp có làm khó khăn hay
ảnh hưởng gì không?
− Nếu có thì có những phương
pháp nào để hạn chế, giảm
thiểu bớt ảnh hưởng của nó.
I. LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU
− 1779 – 1780: Ingenhousz chỉ ra rằng tùy vào điều kiện chiếu sáng cây xanh
không chỉ hấp thụ khí cacbonic, thải oxi mà còn xảy ra quá trình ngược lại.
− 1842: Liebig đã phủ nhận sự tồn tại của quá trình hô hấp trong cây xanh.
− Cuối TK 19 – đầu TK 20: nghiên cứu thực nghiệm đã chứng minh sự tồn tại
của quá trình hô hấp ở cây xanh.
II. HÔ HẤP Ở THỰC VẬT
A. Khái quát về hô hấp ở thực vật
1. Khái niệm:
Hô hấp ở thực vật là quá trình oxi hóa sinh học các hợp chất hữu cơ (chủ yếu
là Glucose) thành CO
2
và H
2
O, đồng thời giải phóng một phần năng lượng cần
thiết cho hoạt động sống của cơ thể được tích lũy trong ATP.
2. Phương trình hô hấp tổng quát:
C
6
H
12

O
6
+ 6O
2
→6CO
2
+ 6H
2
O + Năng lượng (nhiệt + ATP)
Trang 3
Hô hấp ở thực vật Sinh III - B
B. Cơ chế hô hấp ở thực vật
1. ĐƯỜNG PHÂN
Gồm 10 phản ứng: bắt đầu là Glucose và kết thúc là tạo 2 phân tử Pyruvate
Suốt cả quá trình tạo ra được 2 ATP và 2 NADH.
Trang 4
2 Axetyl – CoA (2 cacbon)
CREP
4CO
2
2F
A
D
+
6N
A
D
+
6N
A

D
H
2FA
DH
2
2A
TP
2A
D
P
Sơ đồ tóm tắt chu trình Krebs
Chu trình Krebs
Chuỗi chuyển điện tử
Đường phân
Glucose (6 cacbon)
Glucose (6 cacbon)
A
T
P
A
D
P
A
T
P
A
D
P
N
A

D
H
N
A
D+
N
A
D+
N
A
D
H
2A
TP
2A
TP
Axit pyruvic
Axit pyruvic
(3 cacbon)
(3 cacbon)
Axit pyruvic
Axit pyruvic
(3 cacbon)
(3 cacbon)
Sơ đồ tóm tắt quá trình đường phân
Hô hấp ở thực vật Sinh III - B
2. Hô hấp hiếu khí và hô hấp kị khí
a. Hô hấp kỵ khí
Lên men:
− Axit pyruvic biến đổi

theo con đường yếm khí
theo các hình thức lên
men tạo ra các hợp chất
đơn giản hơn còn chứa
nhiều năng lượng.
− Tùy thuộc vào sản phẩm
hình thành trong quá
trình lên men người ta
phân biệt các dạng lên
men: lên men rượu, lên
men lactic, butyric…
Lên men acid lactic
Trang 5
Dehydrogenase
Hô hấp ở thực vật Sinh III - B
Lên men rượu
b. Hô hấp
hiếu khí
− Điều kiện: khi có oxi
− Chu trình Crep: diễn ra
trong cơ chất của ti thể.
− A.pyruvic (khử CO
2
, tách
H
2
) à Axetyl CoA +
2NADH à Krebs à 6
NADH + 2 FADH
2

+ 2
ATP
3. Chuỗi chuyển điện và phosphoryl hóa
Trang 6
Decacboxylgenase
Hô hấp ở thực vật Sinh III - B
Hidro tách ra từ axit pyruvic trong chu trình Krebs được chuyển đến chuỗi
chuyền điện tử và phosphoryl hóa.
a. Chuỗi huyển điện tử ( xảy ra ở màng trong ti thể): điện tử được vận
chuyển từ NADH đến O
2
không khí nhờ chuỗi hô hấp để tạo nên O
2-
rồi
kết hợp với 2H
+
để tạo thành nước.
Chú giải các phức hợp trên màng:
- Complex I (NADH-dehydrogenase).
- Complex II (Succinate dehydrogenase)
- Complex III (Q-cytochrome c oxidoreductase)
- Complex IV (Cytochrome c oxidase).
- ATP Synthase
b. Phosphoryl hóa
- Điện tử được chuyển qua hô hấp thì tỏa ra năng lượng
- Năng lượng được liên kết vào liên kết cao năng phosphat của ATP nhờ
phản ứng phosphoryl hóa:
ADP + Pi à 32ATP
Tổng kết năng lượng
Trang 7

Hô hấp ở thực vật Sinh III - B
So sánh 2 cơ chế
Điểm so sánh Hô hấp kị khí Hô hấp hiếu khí
Oxi
Không cần Cần
Nơi xảy ra
Tế bào chất Ty thể
Sản phẩm
CO
2
, rượu etilic hoặc axit lactic CO
2
, H
2
O
Năng lượng tích
lũy
Không tích lũy năng lượng Tích tũy 32 ATP
Trang 8
Hô hấp ở thực vật Sinh III - B
C. Hô hấp sáng
− Decker (1955), Zelittch (1969) đã phát hiện ra hiện tượng thải CO
2
sau một
thời gian chiếu sáng ở một số cây.
− Như vậy ở những cây này các sản phẩm sơ cấp của quang hợp đã bị phân
huỷ thành CO
2
ngoài sáng.
− Sự hấp thụ O

2
cùng với sự thải
CO
2
xảy ra phụ thuộc vào ánh
sáng nên được gọi là hô hấp sáng
(quang hô hấp).
− Những cây này hô hấp đồng hành
với quang hợp.
− Hô hấp sáng có thể tiêu hao 20-
50% sản phẩm của quang hợp.
a. Chu trình hô hấp sáng
Chu trình này xảy ra ở 3 bào quan:
• Lục lạp
• Peroxixom
• Ti thể
Oxi được hấp thụ ở 2 giai đoạn trong 2 bào
quan khác nhau
− Ở lục lạp: từ các sản phẩm của chu trình Calvin là ribulose - 1,5
bisphosphate tách ra các đoạn 2C để hình thành axit glycolic.
− Ở peroxyxom: axit glycolic bị oxi hoá với sự có mặt của enzym
glycolatoxydaz. Quá trình này có sự hấp thụ oxi và giải phóng H
2
O
2
.
Trang 9
Hô hấp ở thực vật Sinh III - B
− Ở ty thể : Từ hai phân tử glyxin tạo ra một phân tử xerin và giải phóng
CO

2
. Đây là phản ứng then chốt dẫn đến giải phóng CO
2
trong hô hấp
sáng : Sau đó serin biến đổi thành 3-photphoglyxerate và quay lại chu
trình Calvin.
b. Đặc điểm của hô hấp sáng:
− Hô hấp sáng là một quá trình có hại cho quang hợp nó làm giảm
quang hợp 20-30%, trường hợp đặc biệt có thể giảm quang hợp đến
100%.
− Hiện nay chưa có chứng minh nào về mặt có lợi của hô hấp sáng.
− Hô hấp sáng khác hô hấp tối ở chỗ hô hấp sáng là quá trình phụ thuộc
nhiều vào oxy và ánh sáng.
− Hô hấp sáng chủ yếu ở thực vật C
3
, không có hoặc rất yếu ở thực vật C
4

do hoạt tính oxygenase ở loài này giảm nhờ tỉ số CO
2
/O
2
trong tế bào bao
bó mạch cao. Mặt khác bất kì sự thải CO
2
nào từ tế bào bao bó mạch đều
được đồng hóa lại bởi PEP-carboxylase của tế bào thịt lá, vì vậy làm
giảm hô hấp sáng. Cây CAM có quang hô hấp yếu và thay đối nên khó
xác định.
− Hô hấp sáng không tạo thêm năng lượng, có ý nghĩa nhất định khi giải

phóng 1 số axit amin.
* So sánh giữa quang hợp và hô hấp ở thực vật:
Quang hợp Hô hấp
Trang 10
Hô hấp ở thực vật Sinh III - B
Chức năng Năng lượng dự trữ Năng lượng giải phóng
Bào quan Lục lạp Ti thể
Chất tham
gia phản ứng
CO
2
và H
2
O C
6
H
12
O
6
và O
2
Sản phẩm C
6
H
12
O
6
và

O

2
CO
2
và H
2
O
Phương trình
phản ứng
6CO
2
+ 6H
2
O light
>

C
6
H
12
O
6
+ 6O
2
6O
2
+ C
6
H
12
O

6
à
6CO
2
+6H
2
O + energy
− Hô hấp và quang hợp là hai quá trình sinh lý trung tâm của thực vật. Mối
quan hệ giữa hô hấp với quang hợp khá phức tạp. Đó là quan hệ vừa cạnh
tranh vừa hỗ trợ lần nhau. Hô hấp vừa có lợi vừa có hại cho quang hợp.
− Hô hấp cung cấp bổ sung thêm nguồn năng lượng ATP, cung cấp các sản
phẩm trung gian làm nguyên liệu cho quang hợp.
− Bên cạnh những tác dụng tích cực của hô hấp đến quang hợp, gây cản trở
đáng kể cho quang hợp.
− Hô hấp còn cạnh tranh nguồn năng lượng ánh sáng với quang hợp (hô hấp
sáng) do đó làm giảm bớt nguồn năng lượng của quang hợp.
D. Hô hấp và vấn đề bảo quản nông sản thực phẩm
a) Ý nghĩa của hô hấp đối với bảo quản các đối tượng thực vật
− Hô hấp có một ý nghĩa lớn đối với việc bảo quản các đối tượng thực
vật. Hiểu được mối liên quan giữa hô hấp với các điều kiện ngoại cảnh,
có thể điều khiển các đối tượng bảo quản giữ được chất lượng theo mục
đích của mình.
− Theo quan điểm hiện nay, trong quá trình bảo quản các đối tượng thực
vật, cần phải tạo ra những điều kiện đảm bảo cho hô hấp vẫn xảy ra
bình thường với cường độ thấp (gần mức tối thiểu), nhưng vẫn đảm bảo
cho các quá trình trao đổi chất diễn ra bình thường.
b) Ảnh hưởng của hô hấp trong quá trình bảo quản:
− Hô hấp tiêu hao chất hữu cơ của đối tượng bảo quản, do đó làm giảm
số lượng và chất lượng trong quá trình bảo quản.
Trang 11

Hô hấp ở thực vật Sinh III - B
− Hô hấp làm tăng nhiệt độ trong môi trường bảo quản, do đó làm tăng
cường độ hô hấp của đối tượng bảo quản.
− Hô hấp làm tăng độ ẩm của đối tượng bảo quản, do đó làm tăng cường
độ hô hấp của đối tượng bảo quản.
− Hô hấp làm thay đổi thành phần khí trong môi trường bảo quản
c) Các biện pháp khống chế hô hấp trong bảo quản nông phẩm
− Khống chế độ ẩm của nông phẩm
 Với các loại hạt: phải phơi khô hạt đạt độ ẩm của nó
 Vì hô hấp sản sinh nước làm độ ẩm của hạt tăng lên, nên thỉnh thoảng
phải phơi lại hạt để đưa độ ẩm về độ ẩm an toàn.
− Khống chế độ ẩm của nông phẩm
 Với các loại rau, hoa quả luôn giữ trong điều kiện độ ẩm gần bão hòa
bằng tưới và phun nước.
− Khống chế nhiệt độ
 Khi giảm nhiệt độ thì hô hấp giảm, nên người ta sử dụng nhiệt độ thấp
để bảo quản nông sản phẩm.
− Khống chế nhiệt độ
 Với các loại hạt, củ để giống thì việc bảo quản trong điều kiện nhiệt
độ thấp còn có hiệu ứng thứ hai rất quan trọng là chúng được xuân
hóa. Khi đem gieo trồng vụ sau, chúng rút ngắn thời gian sinh trưởng,
ra hoa sớm, sinh trưởng tốt…
− Khống chế thành phần khí trong môi trường bảo quản
 Khi tăng nồng độ CO
2
và giảm nồng độ O
2
trong môi trường bảo quản
thì ức chế hô hấp.
 Với các loại hạt khô, việc ức chế hô hấp không gây tác hại vì cường

độ hô hấp của chúng rất thấp.
 Với các mô tươi sống như rau, hoa, quả, khi tăng nồng độ CO
2
và
giảm hàm lượng O
2
thì làm giảm đáng kể hô hấp của chúng.
Có 3 phương pháp có thể khống chế thành phần khí:
• Bảo quản kín
• Bảo quản mở
• Bảo quản trong khí biến.
Bảo quản kín
 Ở trong túi polietilen hay trong chum, vại sành, sứ… có hiệu quả rất
tốt. Vì sự tăng CO
2
và giảm O
2
được khống chế trong thể tích bảo
quản nên làm giảm hô hấp và tiêu hao chất hữu cơ.
Trang 12
Hô hấp ở thực vật Sinh III - B
 Thường sử dụng nhiều trong bảo quản các loại nông phẩm giàu
protein và chất béo.
 Cũng được sử dụng trong bảo quản và vận chuyển hoa quả xuất khẩu
như chuối.
Bảo quản mở
 Ở trong kho nông phẩm với sự xâm nhập tự do của không khí
thường được áp dụng cho các loại hạt như các hạt ngũ cốc … mà
không cần phải khống chế oxy
Bảo quản trong khí biến

 Là phương pháp bảo quản tiên tiến trong đó sử dụng khí CO
2
, N
2
và
O
2
với tỷ lệ nhất định tùy theo loại nông phẩm: phương pháp cho
hiệu quả rất cao, giảm tối thiểu hao hụt khối lượng và bảo tồn chất
lượng của nông phẩm…
d, các biện pháp bảo quản
− Bảo quản khô
 Thường sử dụng để bảo quản các loại hạt trong các kho lớn.
 Trước khi đưa hạt vào kho, hạt được phơi khô với độ ẩm khoảng 13-
16% tuỳ theo từng loại hạt
− Bảo quản lạnh
 Phần lớn các loại thực phẩm, rau quả được bảo quản bằng phương pháp
này.
 Chúng được giữ trong các kho lạnh, tủ lạnh ở các ngăn có nhiệt độ khác
nhau.
− Bảo quản trong điều kiện nồng độ CO
2
cao
 Đây là biện pháp bảo quản hiện đại và cho hiệu quả bảo quản cao.
 Biện pháp này thường sử dụng các kho kín có nồng độ CO
2
cao hoặc
đơn giản hơn là các túi polietilen.
 Tuy nhiên việc xác định nồng độ CO
2

thích hợp là điều hết sức quan
trọng đối với các đối tượng bảo quản và mục đích bảo quản.
E. Tài liệu tham khảo
• Bùi Trang Việt, 2002, Sinh lý thực vật đại cương - phần 1- Dinh dưỡng,
NXB Đại học quốc gia TP.HCM.
• Vũ Văn Vụ, 2009, Sinh lý học thực vật, NXB Giáo dục Việt Nam
• Hình ảnh: trang web Google
Trang 13
Hô hấp ở thực vật Sinh III - B
•
vn-bo-qun-nong-sn?start=3
•
%20Bup/Baigiangdientusltv/Chuong6/C6m8.htm
Trang 14