HÔ hấp của THỰC vật( tiết 14)

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.. • Giai đo

HÔ HẤP CỦA THỰC VẬT( Tiết 14)

MỤC TIÊU

lượng

vật

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

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

Glucoza glucozo.P Fructozo P 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 2NADH2 2ADP 2ATP

2Al 3 P glyxeric 2A 1,3 di P glyxeric

izomenaza

2A 3 P glyxeric 2A 2 P glyxeric

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 CH3 NADH2 NAD CH3

COOH - C =O CHO CH2 - OH

Lên men lactic

CH3 NADH2 NAD CH3

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 + 2NADH2

2CH3COCOOH → 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