HÔ hấp của THỰC vật( tiết 14)

HÔ HẤP CỦA THỰC VẬT( Tiết 14)


MỤC TIÊU

 Hiểu được hô hấp là trung tâm của quá trình trao đổi chất và năng lượng.
 Nắm được cấu trúc và chức năng của ty thể.
 Nắm được bản chất của hô hấp.
 Hiểu rõ mối quan hệ giữa hô hấp và các hoạt động sống của thực vật.
 Nắm được các yếu tố ngoại cảnh ảnh hưởng đến hô hấp và biện pháp kỹ thuật điều khiển hô hấp trong trồng trọt và
trong bảo quản nông sản.


1.

KHÁI NIỆM CHUNG VỀ HÔ HẤP CỦA THỰC VẬT
1.1. Định nghĩa và phương trình phản ứng

-

Định nghĩa: Hô hấp là quá trình phân giải các chất hữu cơ trong tế bào, giải phóng năng lượng cung cấp cho các hoạt
động sống của cơ thể.

-

Hô hấp được đặc trưng phương trình tổng quát sau:
C6H12O6 + 6O2

=>

6CO2 + 6H2O (Q(calo) = - 674 Kcalo/M)

- Qua phương trình tổng quát trên chưa nêu được tính chất phức tạp của quá trình hô hấp. Quá trình hô hấp diễn ra qua 2 giai
đoạn với nhiều phản ứng phức tạp.


•

Giai đoạn 1: gồm quá trình phân giải oxi hóa liên tục cơ chất hô hấp với sự tham gia của hệ thống enzym oxy
hóa khử( oxydoreductaza) mà coenzyme của chúng sẽ nhận hydro ( điện tử và proton) của cơ chất để tạo nên các
coenzyme khử là NADH, FADH2, NADPH… và giải phóng CO2. Giai đoạn này bắt đầu ở tế bào chất và kết
thúc ở ty thể.

•

Giai đoạn 2: bao gồm quá trình oxy hóa liên tục các cofecment khử với sự tham gia của oxy không khí để giải
phóng năng lượng và hình thành H2O. Đây là quá trình vận chuyển điện tử và H+ từ NADH, FADH2 đến O2
của không khí nhờ chuỗi vận chuyển điện tử trung gian. Diễn ra ở màng trong ty thể.


1. 2.Vai trò của hô hấp
-

Cung cấp năng lượng cho các hoạt động sống.

-

Giúp cây chống chịu tốt với điều kiện ngoại cảnh.

-

Cung cấp sản phẩm trung gian

-

Tạo nên cơ sở năng lượng và nguyên liệu giúp cây chống chịu với điều kiện ngoại cảnh bất lợi

-

Trong sản xuất thì hiểu biết về hô hấp giúp ta đề xuất các biện pháp điều chỉnh hô hấp theo hướng có lợi
cho con người. Có ý nghĩa trong bảo quản nông sản.


2. TY THỂ VÀ BẢN CHẤT CỦA HÔ HẤP
2.1.Ty thể

-

Ty thể là bào quan đảm nhiệm chức năng hô hấp của tế bào.

-

Hình thái, số lượng , kích thước của ty thể thay đổi rất nhiều phụ thuộc vào loài, các cơ quan khác nhau, các
loại tế bào khác nhau và mức độ trao đổi chất của chúng.

Hình 4.1. Sơ đồ cấu trúc ty thể điển hình của tế bào thực vật


-

Cấu trúc

+ Màng ngoài: trơn nhẵn, có tính thấm cao.
+ Màng trong: Gồ ghề ăn sâu vào khoang ty thể, mặt trong có nhiều thể hình nấm.
+ Khoang ty thể: Thành phần gồm 50% protein, chủ yếu là enzim của chu trình Crebs.

-

Chức năng:

+ Oxy hoá chất hữu cơ tạo nên ATP. Người ta gọi ty thể là các trạm biến thế năng lượng của cơ thể. Giai đoạn 1
thực hiện trong khoang ty thể, giai đoạn 2 thực hiện ở màng trong của ty thể.

+ Ngoài ra, ty thể chứa riboxom, AND, và ARN riêng của mình nên có khả năng tổng hợp protein riêng và thực
hiện di truyền tế bào chất.


2.2. Bản chất của hô hấp
2.2.1. Giai đoạn 1: Oxy hóa cơ chất
a. Đường phân và lên men
Quá trình đường phân
Giai đoạn hoạt hóa đường
ATP

Glucoza

ADP

izomenaza

glucozo.P

ATP

Fructozo. P

ADP

Fructozo 1,6 di. P

Giai đoạn phân giải đường
Fructozo 1,6 di. P

P. dioxyaxeton
Al 3 P glyxeric


Giai đoạn sản sinh ATP
2NAD
2Al 3 P glyxeric

2NADH2

2A 1,3 di P glyxeric
izomenaza

2A 3 P glyxeric

2A 2 P glyxeric
2ADP

2P enolpyruvic

2A. pyruvic

2ATP

2ADP

2ATP


•

Quá trình đường phân: là giai đoạn phân huỷ phân tử glucose tạo ra axit pyruvic và NADH2. Điểm đặc biệt của quá trình
đường phân là không phảI phân tử đường tự do phân giải mà phân tử đường đã được hoạt hoá nhờ quá trình photphoryl
hoá tạo dạng đường – photphat. ở dạng đường photphat phân tử trở nên hoạt động hơn dễ bị biến đổi hơn.

+ Đường phân được chia làm 2 giai đoạn, mỗi giai đoạn xảy ra nhiều phản ứng phức tạp:
+ Giai đoạn đầu tiên là phân cắt đường glucose thành 2 phân tử đường 3C: AlPG và PDA.
+ Giai đoạn hai là biến đổi các đường 3C thành Axit pyruvic.
+ Kết quả của đường phân có thể tóm tắt như sau:

•

C6H12O6 + 2 NAD + 2ADP + 2H3PO4 → 2CH3COCOOH + 2NADH2 + 2ATP


•

Trong hô hấp hiếu khí Axit pyruvic phân huỷ tiếp qua chu trình Crebs còn 2NADH2 thực hiện chuỗi hô
hấp để tạo 2H2O.

•

2NADH2 + O2 → 2NAD + 2H2O.

•

Vậy kết quả của chu trình đường phân trong hô hấp hiếu khí sẽ là:

•

C6H12O6 + O2 → 2CH3COCOOH + 2H2O


Quá trình lên men
Lên men rượu.
CH3

CO2

COOH - C =O

CH3

NADH2

CH3

NAD

CHO

CH2 - OH

Lên men lactic.
CH3
COOH - C = O

NADH2

NAD

CH3
COOH -CH2 - OH

Ngoài ra còn quá trình lên men butyric.
C6H12O6 → CH3 - CH2- CH2 - COOH + CO2 + 2H2


•

Lên men: biến đổi axit pyruvic thành các sản phẩm như etanol, axit lactic. Tuỳ theo sản phẩm của quá trình mà có các
quá trình lên men khác nhau như lên men rượu, lên men lactic ....

-

Lên men rượu.

•

Sự lên men rượu xảy ra qua 3 giai đoạn chính:
+ Thuỷ phân tinh bột thành glucose (nếu cơ chất là tinh bột).
+ Đường phân glucose thành axit pyruvic và NADH2.
+ Lên men rượu thật sự.

•

Giai đoạn lên men rượu xảy ra 2 phản ứng:

2CH3COCOOH → CH3CHO + CO2
CH3CHO + NADH2 → CH3CH2OH + NAD.


Như vậy kết quả chung của toàn bộ quá trình lên men rượu là
C6H12O6 + 2NAD
2CH3COCOOH

→ 2CH3COCOOH + 2NADH2
→ 2CH3CHO + 2CO2

2CH3CHO + 2NADH2 → 2CH3CH2OH + 2NAD.
----------------------------------------------------------C6H12O6

•

→ 2CH3COCOOH + 2CO2

Lên men lactic:Về năng lượng con đường này tạo ra được 2 ATP như trong lên men rượu.

•

Cũng như lên men rượu, lên men lac tic là quá trình hô hấp kỵ khí khá phổ biến ở thực vật.

•

Quá trình lên men lac tic xảy ra theo 2 con đường khác nhau:

C6H12O6 + 2NAD

→ 2CH3COCOOH + 2NADH2

2CH3COCOOH + 2NADH2 → 2CH3CHOHCOOH + 2NAD
---------------------------------------------------------------C6H12O6 → 2CH3CHOHCOOH