Hô hấp ở thực vật

I. Khái quát về hô hấp ở thực vật

Hô hấp ở thực vật là quá trình quan trọng chuyển đổi năng lượng trong tế bào sống. Trong quá trình này, các phân tử cacbohiđrat được phân giải thành CO2 và H2O, đồng thời giải phóng năng lượng. Một phần năng lượng này được tích lũy trong ATP.

Phương trình tổng quát của quá trình hô hấp như sau:

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + năng lượng (nhiệt + ATP)

Vai trò của hô hấp đối với cơ thể thực vật:

hô hấp ở thực vật là gì ý nghĩa của quá trình hô hấp

Năng lượng được thải ra dưới dạng nhiệt, cần thiết để duy trì nhiệt độ thuận lợi cho các hoạt động sống của cơ thể thực vật.
Năng lượng tích lũy trong ATP được sử dụng để vận chuyển vật chất trong cây, sinh trưởng, tổng hợp chất hữu cơ, và sửa chữa tế bào hư hại.
Hô hấp tạo ra các sản phẩm trung gian cho các quá trình tổng hợp các chất hữu cơ khác trong cơ thể.

II. Các con đường hô hấp ở thực vật

1. Phân giải kị khí (đường phân và lên men):

Quá trình phân giải kị khí xảy ra khi rễ bị ngập úng, hạt bị ngâm vào nước, hoặc cây ở trong điều kiện thiếu ôxi. Quá trình này diễn ra trong tế bào chất và bao gồm hai giai đoạn:

Đường phân: quá trình phân giải glucôzơ thành axit piruvic và 2 ATP.
Lên men: axit piruvic lên men tạo thành rượu êtilic và CO2 hoặc tạo thành axit lactic.

2. Phân giải hiếu khí (đường phân và hô hấp hiếu khí):

Quá trình phân giải hiếu khí diễn ra mạnh mẽ trong các mô và cơ quan đang hoạt động sinh lý mạnh như hạt đang nảy mầm, hoa đang nở. Hô hấp hiếu khí xảy ra trong chất nền của ti thể và bao gồm hai giai đoạn:

Chu trình Crep: khi có ôxi, axit piruvic từ tế bào chất chuyển vào ti thể. Tại đó, axit piruvic chuyển hóa theo chu trình Crep và hoàn toàn bị ôxi hóa.
Chuỗi chuyền electron: Trong quá trình chu trình Crep, chuỗi chuyền electron chuyển đến oxi các nguyên tử hiđrô đã tách ra từ axit piruvic để tạo ra nước và giải phóng năng lượng ATP. Từ 2 phân tử axit piruvic, qua quá trình hô hấp, được giải phóng 6 phân tử CO2, 6 phân tử H2O và 36 phân tử ATP. Từ 1 phân tử glucôzơ, thông qua quá trình phân giải hiếu khí, được giải phóng 38 phân tử ATP và nhiệt lượng.

Hô hấp sáng:

Hô hấp sáng là quá trình hấp thụ ôxi và giải phóng CO2 trong điều kiện ánh sáng, xảy ra đồng thời với quang hợp. Điều kiện cần để xảy ra quá trình này bao gồm cường độ quang hợp cao, sự khan hiếm CO2 và tích lũy nhiều O2. Tuy nhiên, hô hấp sáng gây lãng phí các sản phẩm của quang hợp.

Quan hệ giữa hô hấp và quang hợp

Mối quan hệ giữa hô hấp và quang hợp là tương互 phụ thuộc lẫn nhau. Sản phẩm của quang hợp (C6H12O6 + O2) là nguyên liệu cho hô hấp và chất oxi hóa trong quá trình hô hấp. Sản phẩm của hô hấp (CO2 + H2O) là nguyên liệu cho quá trình tổng hợp C6H12O6 và giải phóng oxi trong quang hợp.

Quan hệ giữa hô hấp và môi trường

a) Nước

Nước là yếu tố cần thiết cho quá trình hô hấp. Mất nước sẽ làm giảm cường độ hô hấp. Đối với các cơ quan trong trạng thái ngủ (hạt), tăng lượng nước sẽ làm tăng cường độ hô hấp. Cường độ hô hấp tỉ lệ thuận với hàm lượng nước trong cơ thể.

b) Nhiệt độ

Khi nhiệt độ tăng, cường độ hô hấp sẽ tăng cho đến giới hạn chịu đựng của cây. Sự phụ thuộc của hô hấp vào nhiệt độ tuân theo định luật Van-Hôp: Q10 = 2–3 (tăng nhiệt độ thêm 0°C thì tốc độ phản ứng tăng lên gấp 2–3 lần). Nhiệt độ tối ưu cho hô hấp khoảng 30 – 35°C.

c) Nồng độ O2

Khi nồng độ O2 trong không khí giảm xuống dưới một mức nhất định, hô hấp sẽ bị ảnh hưởng. Khi nồng độ O2 giảm xuống 5%, cây chuyển sang quá trình phân giải kị khí, đây là một điều bất lợi cho cây trồng.

Nồng độ CO2 và hô hấp

Nồng độ CO2 (carbon dioxide) là một sản phẩm quan trọng trong quá trình hô hấp hiếu khí và lên men êtilic. CO2 được sinh ra khi các tế bào trong cơ thể của chúng ta hô hấp và chuyển đổi dưỡng chất thành năng lượng. Điều này xảy ra không chỉ ở con người mà còn ở các loài thực vật và động vật khác.

Ảnh hưởng của nồng độ CO2

Một nồng độ CO2 trong môi trường cao hơn 40% có thể gây ức chế hô hấp. Điều này có nghĩa là khi chúng ta hít thở không khí có nồng độ CO2 quá cao, quá trình trao đổi khí trong phổi bị ảnh hưởng và không hoạt động hiệu quả. Điều này có thể gây khó thở, hoặc thậm chí gây nguy hiểm đến sức khỏe của chúng ta.

Tác động của CO2 đến thực vật

Thực vật là một phần quan trọng trong việc điều chỉnh nồng độ CO2 trong môi trường. Chúng hấp thụ CO2 trong quá trình quang hợp và tỏa ra oxy (O2). Việc có đủ nồng độ CO2 là một yếu tố quan trọng để thực vật phát triển và sinh tồn. Nếu nồng độ CO2 quá thấp, thực vật có thể không thể thực hiện quá trình quang hợp một cách hiệu quả và có thể gặp khó khăn trong việc tạo năng lượng.

Hi vọng bài viết này đã cung cấp cho bạn một số thông tin hữu ích về nồng độ CO2 và ảnh hưởng của nó đến quá trình hô hấp ở con người và sinh trưởng của thực vật. Nồng độ CO2 có vai trò quan trọng trong cả hệ sinh thái và sức khỏe con người, vì vậy việc hiểu và quản lý nồng độ CO2 là rất quan trọng.