I. Khái quát về hô hấp ở thực vật
- Hô hấp là quá trình phân giải hợp chất hữu cơ thành các chất đơn giản, tạo ra ATP và nhiệt năng.
- Năng lượng từ hô hấp được sử dụng cho các hoạt động sống của cây, duy trì nhiệt độ cơ thể và tổng hợp các hợp chất hữu cơ.
II. Các con đường hô hấp ở thực vật
1. Hô hấp hiếu khí ở thực vật
* Hô hấp hiếu khí diễn ra mạnh ở tế bào đang hoạt động sinh lí mạnh. Nó bao gồm đường phân, chu trình Krebs và chuỗi truyền electron.
- Đường phân: Glucose phân giải thành 2 pyruvate và tạo ra 2 ATP, 2 NADH.
- Oxy hoá pyruvate và chu trình Krebs: 2 pyruvate chuyển thành 2 acetyl-CoA, 2 NADH và 2 CO2. 2 acetyl-CoA trong chu trình Krebs tạo ra 2 ATP, 6 NADH, 2 FADH và 4 CO2.
- Chuỗi truyền electron: NADH và FADH truyền electron tới O để tạo ra ATP và nước. Chuỗi truyền electron tạo ra nhiều ATP nhất trong quá trình hô hấp.
2. Lên men
- Lên men gồm 2 giai đoạn: đường phân và lên men. Pyruvate được tạo ra từ đường phân, trong điều kiện không có O, sẽ lên men tạo thành ethanol hoặc lactate. Con đường lên men chỉ thu được 2 phân tử ATP từ 1 phân tử glucose.
III. Các yếu tố ảnh hưởng đến hô hấp ở thực vật
1. Nước
- Nước là dung môi và hoạt hoá enzyme hô hấp, cường độ hô hấp tỉ lệ thuận với hàm lượng nước.
2. Nhiệt độ
- Nhiệt độ ảnh hưởng đến hoạt động của enzyme hô hấp, cường độ hô hấp tăng khi nhiệt độ tăng.
3. Hàm lượng O2
- Hàm lượng O2 ảnh hưởng trực tiếp đến cường độ hô hấp. Hô hấp bị ảnh hưởng nếu O2 giảm dưới 10%, cây chuyển sang con đường lên men nếu O2 dưới 5%.
4. Hàm lượng CO2
- Hàm lượng CO2 ức chế hô hấp hiếu khí, cây chuyển sang con đường lên men và tạo nhiều sản phẩm độc. Hàm lượng CO2 tăng 35% so với bình thường có thể làm mất khả năng nảy mầm của hầu hết các hạt giống.
IV. Ứng dụng của hô hấp thực vật vào thực tiễn
1. Bảo quản nông sản
- Điều chỉnh hàm lượng nước và nhiệt độ môi trường là cách để giảm cường độ hô hấp và kéo dài thời gian bảo quản. Ví dụ, phơi hoặc sấy khô hạt để giảm độ ẩm và duy trì độ ẩm không khí cho rau và quả, điều chỉnh nhiệt độ khoảng từ 1-6°C để bảo quản nông sản.
2. Hô hấp trong trồng trọt
- Trong trồng trọt, cần áp dụng biện pháp canh tác để tạo môi trường thoáng khí, cung cấp O cho cây hô hấp hiếu khí. Trồng đúng thời vụ, tưới tiêu hợp lí, đảm bảo cấp và thoát nước để cây có điều kiện thuận lợi cho hô hấp hiếu khí cung cấp năng lượng cho sinh trưởng, phát triển và nâng cao năng suất cây trồng.
V. Mối quan hệ giữa quang hợp và hô hấp
- Quang hợp và hô hấp là hai quá trình sinh lí liên quan đến trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng trong cây. Hai quá trình này liên quan chặt chẽ với nhau, trong đó quang hợp tạo ra chất hữu cơ và O2, cung cấp nguyên liệu cho hô hấp. Ngược lại, CO2 là sản phẩm của hô hấp được sử dụng làm nguyên liệu cho quang hợp. Mối quan hệ giữa quang hợp và hô hấp ảnh hưởng đến lượng chất hữu cơ tích luỹ trong cây và quyết định đến năng suất cây trồng.