Sinh 11 Cánh diều Bài 5: Hô hấp ở thực vật

Mở đầu

Câu hỏi Mở đầu SGK Sinh 11 Cánh diều Bài 5 (trang 36): Khi bị ngập úng, mặc dù xung quanh gốc cây có rất nhiều nước nhưng cây vẫn bị chết héo. Giải thích hiện tượng này.
Trả lời:
- Khi bị ngập úng, nước đi vào khe của các hạt đất nên làm giảm nồng độ oxygen trong đất. Rễ cây không lấy được oxygen để thực hiện hô hấp, không thể tạo ra năng lượng nên bị chết héo.

I. Khái quát về hô hấp ở thực vật

1. Khái niệm hộ hấp ở thực vật

Câu hỏi 1 SGK Sinh 11 Cánh diều Bài 5 (trang 36): Dựa vào phương trình tổng quát, cho biết bản chất của quá trình hô hấp ở thực vật.
Trả lời:
- Bản chất của quá trình hô hấp ở thực vật là quá trình oxy hóa hợp chất hữu cơ thành CO2 và H2O, đồng thời giải phóng năng lượng dưới dạng ATP cung cấp cho các hoạt động sống của cơ thể.

2. Quá trình hô hấp ở thực vật

Câu hỏi 2 SGK Sinh 11 Cánh diều Bài 5 (trang 36): Dựa vào hình 5.1, trình bày các giai đoạn của quá trình hô hấp của thực vật. 

Trả lời:
- Quá trình hô hấp được chia thành 3 giai đoạn:
+ Đường phân.
+ Oxi hóa pyruvic acid và chu trình Krebs.
+ Chuỗi truyền electron.
Luyện tập 1 SGK Sinh 11 Cánh diều Bài 5 (trang 37): Hoàn thành bảng 5.1

Lời giải:

3. Vai trò của hô hấp ở thực vật

Câu hỏi 3 SGK Sinh 11 Cánh diều Bài 5 (trang 37): Phân tích vai trò của quá trình hô hấp đối với thực vật.
Trả lời:
Vai trò của quá trình hô hấp đối với thực vật:
- Giúp chuyển hóa năng lượng:
+ Quá trình hô hấp giải phóng và chuyển hóa năng lượng tích lũy trong các hợp chất hữu cơ thành năng lượng dễ sử dụng trong các phân tử ATP để sử dụng có nhiều hoạt động sống ở thực vật.
+ Ngoài ra, một lượng lớn năng lượng được chuyển hóa thành năng lượng nhiệt giúp thực vật chống chịu điều kiện lạnh và làm bay hơi một số hợp chất dẫn dụ côn trùng tham gia quá trình thụ phấn.
- Giúp trao đổi chất: Quá trình hô hấp tạo ra các chất trung gian, chúng là nguyên liệu của các quá trình tổng hợp nhiều chất hữu cơ khác nhau cho tế bào và cơ thể thực vật.

II. Một số yếu tố ảnh hưởng đến hô hấp ở thực vật

1. Nước

Câu hỏi 4 SGK Sinh 11 Cánh diều Bài 5 (trang 37): Quá trình hô hấp sẽ bị ảnh hưởng như thế nào nếu thiếu nước?
Trả lời:
- Hàm lượng nước ảnh hưởng đến áp suất thẩm thấu của tế bào và hoạt động của các enzyme trong quá trình hô hấp. Thực vật thường sử dụng nguồn carbon dự trữ là tinh bột làm nguyên liệu của quá trình hô hấp, nước cần thiết cho quá trình thủy phân biến đổi tinh bột thành glucose - nguyên liệu trực tiếp của quá trình hô hấp. Vì vậy, muốn tăng cường độ hô hấp thì cần phải tăng hàm lượng nước trong tế bào và cơ thể thực vật.

2. Nồng độ O₂

Câu hỏi 5 SGK Sinh 11 Cánh diều Bài 5 (trang 38): Phân tích ảnh hưởng của nồng độ O2 đến quá trình hô hấp
Trả lời:
Ảnh hưởng của nồng độ O₂ đến quá trình hô hấp:
- Khi nồng độ O₂ đủ, quá trình hô hấp diễn ra thuận lợi giúp thực vật phát triển tốt.
- Nếu nồng độ O₂ thấp (dưới 10%), quá trình hô hấp sẽ bị ảnh hưởng (diễn ra chậm, thậm chí là ngưng trệ hoàn toàn): Khi thiếu O₂, các tế bào thực vật sẽ chuyển hóa glucose theo con đường lên men. Đây là phương thức thích nghi của thực vật với môi trường sống thiếu O₂ vì tạo ra 1 lượng nhỏ năng lượng cho tế bào thực vật sử dụng. Tuy nhiên, phương thức này lại tạo ra lactic acid và ethanol, sự tích lũy lactic acid và ethanol ở nồng độ cao sẽ gây chết các tế bào và cơ thể.

3. Nhiệt độ

Câu hỏi 6 SGK Sinh 11 Cánh diều Bài 5 (trang 38): Nhiệt độ ảnh hưởng như thế nào đến quá trình hô hấp ở thực vật?
Trả lời:
- Nhiệt độ ảnh hưởng tới cường độ hô hấp của tế bào.
- Nhiệt độ tối ưu cho quá trình hô hấp là khoảng 30 – 40oC.
- Nhiệt độ trên 40oC sẽ làm biến tính enzyme dẫn tới giảm cường độ hô hấp.
- Nhiệt độ từ 0 – 10oC làm cường độ hô hấp giảm đi.

4. Nồng độ CO₂

Câu hỏi 7 SGK Sinh 11 Cánh diều Bài 5 (trang 38): Tại sao nồng độ CO₂ cao ảnh hưởng không tốt đến hô hấp ở thực vật?
Trả lời:
- Nồng độ CO₂ cao ảnh hưởng không tốt đến hô hấp ở thực vật vì nồng độ CO₂ cao sẽ ảnh hưởng đến sự trao đổi khí dẫn đến ức chế và làm giảm cường độ hô hấp.

III. Mối quan hệ giữa quang hợp và hô hấp

Câu hỏi 8 SGK Sinh 11 Cánh diều Bài 5 (trang 38): Phân tích mối quan hệ giữa quang hợp và hô hấp ở thực vật.
Trả lời:
- Quá trình quang hợp và hô hấp trái ngược nhau nhưng lại thống nhất và liên quan mật thiết với nhau. Sản phẩm của quang hợp là nguyên liêu của quá trình hô hấp và ngược lại. Thông qua quang hợp và hô hấp, quá trình chuyển hóa năng lượng trong tế bào được diễn ra liên tục.

IV. Thực hành - Thí nghiệm hô hấp ở thực vật

Báo cáo SGK Sinh 11 Cánh diều Bài 5 (trang 39): Trình bày và giải thích kết quả thu được.
Trình bày:
- Kết quả và giải thích: (bình có hạt ngâm nước sôi là bình 1, bình có hạt ngâm nước ấm là bình 2)
+ Que tăm đang cháy ở bình có hạt ngâm trong nước sôi vẫn cháy; que tăm ở bình có hạt ngâm trong nước ấm bị tắt.
=> Quá trình hô hấp tế bào ở hạt nảy mầm diễn ra rất mạnh, hô hấp lấy O₂ vào và thải ra CO₂. Que diêm vẫn cháy ở bình 1 vì hạt ngâm trong nước sôi nên hô hấp tế bào bị ức chế. Que diêm ở bình 2 bị tắt vì hạt hô hấp mạnh nên không còn O₂ trong bình để duy trì sự cháy.
- Kết luận:
+ Hô hấp tế bào ở thực vật hấp thụ O₂ và thải CO₂.
Vận dụng 1 SGK Sinh 11 Cánh diều Bài 5 (trang 39): Nêu một số biện pháp bảo quản rau xanh và hoa quả dựa trên nguyên tắc ức chế quá trình hô hấp.
Trả lời:
- Một số biện pháp bảo quản nông sản:
+ Bảo quản bằng việc sấy khô: Biện pháp này làm giảm lượng nước trong nông sản đưa các cơ quan vào trạng thái ngủ, hô hấp giảm, thường được sử dụng để bảo quản các loại hạt. Trước khi đưa hạt vào kho, hạt được phơi khô hoặc sấy đến độ ẩm khoảng 10 – 15% tùy theo từng loại hạt.
+ Bảo quản lạnh: Nhiệt độ thấp có tác dụng làm giảm hô hấp và các hoạt động trao đổi chất khác, giảm thoát hơi nước, giảm sự sản sinh cũng như tác động của ethylen, đồng thời ức chế sự sinh trưởng phát triển của nấm, khuẩn giúp nông sản tươi mới, phần lớn các loại thực phẩm, rau củ quả, hoa được bảo quản bằng phương pháp này.
+ Bảo quản trong nồng độ CO₂ cao: Trong môi trường nồng độ CO₂ cao hơn 40% làm hô hấp bị ức chế. Biện pháp này thường sử dụng trong các kho kín được bơm nồng độ CO₂ cao hoặc đơn giản hơn là cho nông sản vào các túi polyetilen.
Vận dụng 2 SGK Sinh 11 Cánh diều Bài 5 (trang 39): Vì sao các hạt như lúa, ngô, đậu cần phải phơi khô trước khi bảo quản? Ngược lại, các hạt này cần phải ngâm vào trong nước trước khi gieo?
Trả lời:
- Quá trình hô hấp tế bào xảy ra rất mạnh mẽ ở các loại hạt. Nước cần thiết cho quá trình hô hấp tế bào. Trước khi bảo quản, cần phơi khô các loại hạt như lúa, ngô, đậu để làm giảm tối đa lượng nước trong tế bào, gây ức chế quá trình hô hấp. Vì vậy giữ nguyên được lượng chất hữu cơ trong hạt. Để hạt nảy mầm cần rất nhiều năng lượng, năng lượng này được tạo ra từ quá trình hô hấp tế bào. Vì vậy trước khi gieo cần ngâm hạt và nước để tăng hàm lượng nước trong hạt, làm tăng cường độ hô hấp.
Vận dụng 3 SGK Sinh 11 Cánh diều Bài 5 (trang 39): Năng suất cây trồng tăng khi quá trình quang hợp hay hô hấp chiếm ưu thế? Giải thích.
Trả lời:
- Rõ ràng là 90 – 95% sản phẩm thu hoạch của cây lấy từ và thông qua hoạt động quang hợp. Chính vì vậy chúng ta có thể khẳng định rằng: Quang hợp quyết định 90 – 95% năng suất cây trồng.