Hô hấp kị khí ở thực vật xảy ra trong môi trường thiếu
|
Hô hấp kị khí hay còn gọi là hô hấp yếm khí là quá trình phân giải cacbonhidrat để thu năng lượng cho tế bào, chấp nhận electron cuối cùng của chuỗi truyền electron là một phân tử vô cơ không phải là oxi phân tử. Ví dụ chất nhận electron cuối cùng là NO3 trong hô hấp nitrat, SO4 trong hô hấp sunphat. Show
- Hô hấp kị khíhay còn gọi là hô hấp yếm khí là quá trình phân giải cacbonhidrat để thu năng lượng cho tế bào, chấp nhận electron cuối cùng của chuỗi truyền electron là một phân tử vô cơ không phải là oxi phân tử. Ví dụ chất nhận electron cuối cùng là NO3 trong hô hấp nitrat, SO4 trong hô hấp sunphat. - Những chất nhận electron cuối này có khả năng khử kém hơn O2, có nghĩa là có năng lượng được sản sinh ra trên mỗi phân tử bị ôxi hóa ít hơn. Vì vậy, ta có thể nói rằng, hô hấp yếm khí kém hiệu quả hơnhô hấp hiếu khí. - Nguyên liệu được sử dụng trong hô hấp kị khí là đường đơn, trải qua quá trình đường phân và cho ra sản phẩm cuối cùng là ATP. Quá trình này xảy ra ở môi trường không có O2 tại màng sinh chất của sinh vật nhân thực [Không có bào quan ty thể]. - Hô hấp yếm khí được sử dụng chủ yếu bởi các vi khuẩn và cổ khuẩn sống trong môi trường thiếu thốn ôxi. Nhiều sinh vật yếm khí thuộc trong dạng yếm khí bắt buộc, tức là chúng sẽ chỉ hô hấp được với những hợp chất yếm khí và sẽ chết nếu có sự hiện diện của oxy. Hô hấp kị khí ở thực vật xảy ra trong môi trường thiếuTrong điều kiện môi trường thiếu ôxi thì diễn ra quá trình hô hấp kị khí ở thực vật. Ví dụ: cây bị ngập úng dẫn đến hiện tượng đất bị thiếu khí ôxi, rễ cây không thể hô hấp kị khí nên không đủ cung cấp năng lượng cho quá trình sinh trưởng của rễ, các chất độc hại đối với tế bào lông hút dẫn đến hiện tượng lông hút chết → cây mất cân bằng nước và cây bị chết. Hoặc khi ngâm hạt vào nước hạt no nước nhưng không lấy được ôxi nên quá trình phân giải các chất dự trữ trong hạt diễn ra, tạo điều kiện để hạt được nảy mầm. Hô hấp kị khí ở thực vật là gì?Hô hấp kị khí hay còn gọi là hô hấp yếm khí là quá trình phân giải cacbonhidrat để thu năng lượng cho tế bào, chấp nhận electron cuối cùng của chuỗi truyền electron là một phân tử vô cơ không phải là oxi phân tử. Ví dụ chất nhận electron cuối cùng là NO3 trong hô hấp nitrat, SO4 trong hô hấp sunphat. Những chất nhận electron cuối này có khả năng khử kém hơn O2, có nghĩa là có năng lượng được sản sinh ra trên mỗi phân tử bị ôxi hóa ít hơn. Vì vậy, ta có thể nói rằng, hô hấp yếm khí kém hiệu quả hơn hô hấp hiếu khí. Nguyên liệu được sử dụng trong hô hấp kị khí là đường đơn, trải qua quá trình đường phân và cho ra sản phẩm cuối cùng là ATP. Quá trình này xảy ra ở môi trường không có O2 tại màng sinh chất của sinh vật nhân thực [Không có bào quan ty thể]. Hô hấp yếm khí được sử dụng chủ yếu bởi các vi khuẩn và cổ khuẩn sống trong môi trường thiếu thốn ôxi. Nhiều sinh vật yếm khí thuộc trong dạng yếm khí bắt buộc, tức là chúng sẽ chỉ hô hấp được với những hợp chất yếm khí và sẽ chết nếu có sự hiện diện của ôxi. Các loại hô hấp kị khíLên enzyme lactic Lên enzyme lactic hiện nay chính là quá trình hô hấp dạng kị khí phổ biến ở nhiều vi sinh vật đồng thời cũng xảy ra ở một số mô thực vật trong điều kiện thiếu O2. Quá trình lên enzyme này xảy ra theo hai con đường khác nhau. Trong giai đoạn đường phân, sau khi AIPG được tạo ra thì AIPG không bị oxy hóa thành A13PG như trong đường phân nữa mà biến đổi một cách trực tiếp thành acid lactic. Xem thêm: Học Thuốc Bảo Vệ Thực Vật Sinh Học Là Gì, Các Ưu Điểm Quan Trọng Lên enzyme rượu Lên enzyme rượu hiện nay cũng được xem là hình thức hô hấp kị khí phổ biến diễn ra ở một số nhóm vi sinh vật và ở một số mô thực vật. Quá trình lên enzyme này cũng được xảy ra qua 2 giai đoạn chính đó là: Đường phân phân hủy glucose thành chất acid pyruvic và NADH – H +Quá trình lên enzyme rượu được diễn ra theo công thức sau:C6H12O6 + 2NAD → 2CH3COCOOH + 2NADH + H+2CH3COCOOH → 2CH3CHO + 2CO22CH3CHO + 2NADH + H+ → 2CH3CH2OH + 2NADKết quả chung nhận được: C6H12O6 → 2CH3CH2OH + 2CO2
Phân biệt hô hấp tế bào với lên menCó hai con đường hình thành mêtan vi khuẩn quan trọng, thông qua quá trình khử cacbonat [hô hấp] và lên men acetate. Hô hấp tế bào [cả yếm khí và kị khí] sử dụng các hợp chất hóa học bị khử mạnh như NADH và FADH2 [ví dụ được tạo ra trong quá trình glycolysis và chu trình axit citric] để tạo ra độ dốc điện hóa [thường là gradient proton] qua màng, dẫn đến điện thế hoặc chênh lệch nồng độ ion trên màng. Các hợp chất hóa học bị khử được oxy hóa bởi một loạt các protein màng tích hợp hô hấp với khả năng khử tăng dần theo tuần tự với chất nhận điện tử cuối cùng là oxy [trong hô hấp yếm khí] hoặc một chất hóa học khác [trong hô hấp kị khí]. Một động lực proton điều khiển các proton xuống gradient [qua màng] thông qua kênh proton của ATP synthase. Kết quả hiện tại thúc đẩy tổng hợp ATP từ ADP và phốt phát vô cơ. Ngược lại, quá trình lên men không sử dụng gradient điện hóa. Thay vào đó, quá trình lên men chỉ sử dụng quá trình phosphoryl hóa ở mức cơ chất để tạo ra ATP. Chất nhận điện tử NAD + được tái sinh từ NADH được hình thành trong các bước oxy hóa của quá trình lên men bằng cách khử các hợp chất oxy hóa. Các hợp chất oxy hóa này thường được hình thành trong quá trình lên men, cũng có thể là bên ngoài. Ví dụ, ở vi khuẩn axit lactic đồng hóa, NADH hình thành trong quá trình oxy hóa glyceraldehyd-3-phosphate bị oxy hóa trở lại NAD + bằng cách khử pyruvate thành axit lactic ở giai đoạn sau trong quá trình này. Xem thêm: Giáo Án Sự Sinh Sản Của Thực Vật Có Hoa Khoa Học Lớp 5, Bài 52: Sự Sinh Sản Của Thục Vật Có Hoa Trong nấm men, acetaldehyd được khử thành ethanol để tái tạo NAD +. Do đó, hai quá trình tạo ATP theo những cách rất khác nhau và các thuật ngữ không nên được coi là từ đồng nghĩa. Hô hấp kị khí là gì và nó có những điểm gì khác so với hô hấp hiếu khí là những vấn đề đã được bài viết trên đây của 1phuttietkiemtrieuniemvui giải đáp giúp bạn. Hy vọng những thông tin hữu ích này đã giúp bạn hiểu hơn về hô hấp kị khí. Chúc bạn luôn học tốt! Câu hỏi: Phân biệt phân giải kị khí và phân giải hiếu khí? Trả lời: Phân biệt phân giải kị khí và phân giải hiếu khí:
Hô hấp kị khí ở thực vật xảy ra trong môi trường nàoHô hấp kị khí ở thực vật xảy ra trong môi trường nào, bao gồm trầm tích nước ngọt và biển, đất, tầng chứa nước, môi trường dưới bề mặt và màng sinh học. Để hiểu rõ bản chất của hô hấp kỵ khí ở thực vật , điều kiện thực hiện và ý nghĩa của quá trình này, mời các bạn theo dõi bài viết cây trồng Các loại hô hấp kị khí Hô hấp kị khí tạo ra bao nhiêu atp- Hô hấp ở thực vật là quá trình chuyển đổi năng lượng của tế bào sống, trong đó các phân tử cacbohiđrat bị phân giải thành CO2và H2O, đồng thời giải phóng năng lượng, một phần năng lượng đó được tích lũy trong ATP. Phương trình hô hấp tổng quátC6H12O6+ 6O2→6CO2+ 6H2O + năng lượng [nhiệt + ATP] Vai trò của hô hấp đối với cơ thể thực vật- Năng lượng được thải ra ở dạng nhiệt cần thiết để duy trì nhiệt độ thuận lợi cho các hoạt động sống của cơ thể thực vật. - Năng lượng được tích lũy trong ATP được dùng để vận chuyển vật chất trong cây, sinh trưởng, tổng hợp chất hữu cơ, sửa chữa những hư hại của tế bào… - Tạo ra các sản phẩm trung gian cho các quá trình tổng hợp các chất hữu cơ khác trong cơ thể.
Các quá trình hô hấp kị khí- Hô hấp kị khí ở thực vật xảy ra trong môi trường nào? Để giải đáp thắc mắc này, trước hết các bạn cần hiểu hô hấp kị khí chính là quá trình phân hủy glucose trong điều kiện không có sự tham gia của O2. Bên cạnh đó, giai đoạn đầu của quá trình hô hấp này được gọi là đường phân. - Tuy nhiên, đối với loại hô hấp này, đường phân chỉ thường xảy ra trong giai đoạn glucose được phân hủy thành acid pyruvic và NADH - H+.Ngược lại, giai đoạn NADH - H + lại thực hiện chuỗi hô hấp không xảy ra vì không có sự tham gia của O2. Vì vậy, kết quả đường phân trong loại hô hấp này đó chính là: C6H12O6 → 2CH3COCOOH + 2NADH + H+ - Cùng với đó, giai đoạn tiếp theo trong quá trình hô hấp kị khí đó chính là biến đổi acid pyruvic trở thành các sản phẩm như etanol, acid lactic,…Vì vậy, giai đoạn này còn được gọi với cái tên đó là lên enzyme và hai quá trình lên enzyme phổ biến nhất đó là lên enzyme rượu và lên enzyme lactic,…. * Lên enzyme lactic hiện nay chính là quá trình hô hấp dạng kị khí phổ biến ở nhiều vi sinh vật đồng thời cũng xảy ra ở một số mô thực vật trong điều kiện thiếu O2. Quá trình lên enzyme này xảy ra theo hai con đường khác nhau. Trong giai đoạn đường phân, sau khi AIPG được tạo ra thì AIPG không bị oxy hóa thành A13PG như trong đường phân nữa mà biến đổi một cách trực tiếp thành acid lactic. * Lên enzyme rượu hiện nay cũng được xem là hình thức hô hấp kị khí phổ biến diễn ra ở một số nhóm vi sinh vật và ở một số mô thực vật. Quá trình lên enzyme này cũng được xảy ra qua 2 giai đoạn chính đó là: + Đường phân phân hủy glucose thành chất acid pyruvic và NADH- H+ + Lên enzyme rượu Quá trình lên enzyme rượu được diễn ra theo công thức sau: C6H12O6 + 2NAD → 2CH3COCOOH + 2NADH + H+ 2CH3COCOOH → 2CH3CHO + 2CO2 2CH3CHO + 2NADH + H+ → 2CH3CH2OH + 2NAD Kết quả chung nhận được: C6H12O6 → 2CH3CH2OH + 2CO2 Hô hấp kị khí có ý nghĩa gì?- Hô hấp yếm khí là một thành phần quan trọng của chu trình nitơ, sắt, lưu huỳnh và carbon toàn cầu thông qua việc giảm các oxy hóa của nitơ, lưu huỳnh và carbon thành các hợp chất khử nhiều hơn. Chu trình hóa sinh của các hợp chất này, phụ thuộc vào quá trình hô hấp yếm khí, tác động đáng kể đến chu trình carbon và sự nóng lên toàn cầu. - Hô hấp yếm khí xảy ra trong nhiều môi trường, bao gồm trầm tích nước ngọt và biển, đất, tầng ngậm nước ngầm, môi trường dưới bề mặt sâu và màng sinh học. Ngay cả môi trường, chẳng hạn như đất, có chứa oxy cũng có môi trường vi mô thiếu oxy do đặc tính khuếch tán chậm của khí oxy. Hô hấp hiếu khí là gì?- Hô hấp hiếu khí là quá trình xảy ra trong môi trường có O2, hô hấp hiếu khí chỉ thực hiện được khi có sự tham gia của O2 trong hô hấp.Hô hấp hiếu khí cùng với hô hấp kị khí, là một phần thuộchô hấp ở xây xanh. - Hô hấp hiếu khí là quá trình phân giải nguyên liệu để sinh năng lượng cung cấp cho hoạt động sống của cơ thể. Nguyên liệu chúng sử dụng là đường đơn, trải qua giai đoạn đường phân và cho ra sản phẩm cuối cùng là ATP. Đặc điểm lớn nhất của hô hấp hiếu khí là nó cần môi trường có O2 để thực hiện quá trình hô hấp. Hô hấp hiếu khí xảy ra ở đâu?- Là quá trình xảy ra trong môi trường có O2, hô hấp hiếu khí chỉ thực hiện được khi có sự tham gia của O2 trong hô hấp. Hô hấp hiếu khí cùng với hô hấp kị khí, là một phần thuộc hô hấp ở xây xanh. Hô hấp hiếu khí được thực hiện qua nhiều con đường khác nhau: + Đường phân – chu trình Crebs. + Chu trình Pentozo photphat. + Đường phân – chu trình Glioxilic [ở thực vật]. + Oxy hoá trực tiếp [ở vi snh vật] * Đường phân – chu trình Crebs - Hô hấp hiếu khí theo con đường đường phân – chu trình Crebs là con đường chính của hô hấp tế bào xảy ra phổ biến ở mọi sinh vật, ở mọi tế bào. Hô hấp hiếu khí theo con đường này xảy ra qua 3 giai đoạn: + Đường phân tiến hành trong tế bào chất. + Chu trình Crebs tiến hành trong cơ chất ty thể. + Chuỗi hô hấp tiến hành trên màng trong ty thể. - Đường phân:đường phân là quá trình phân huỷ phân tử glucose tạo acid pyruvic và NADH. Điểm đặc biệt của đường phân là không phải phân tử đường tự do phân giải mà phân tử đường đã được hoạt hoá bởi việc gắn gốc P vào mới bị phân huỷ. Ở dạng đường – photphat phân tử trở nên hoạt động hơn nên dễ biến đổi hơn. - Đường phân được chia làm 2 giai đoạn: + Phân cắt phân tử glucose thành 2 phân tử trioza: AlPG và PDA. + Biến đổi AlPG và PDA thành acid pyruvic. Kết quả đường phân có thể tóm tắt là: C6H12O6 + 2NAD + ADP + 2H3PO4 → 2CH3COCOOH + 2NADH + H+ + 2ATP - Trong hô hấp hiếu khí, acid pyruvic tiếp tục phân huỷ qua chu trình Crebs, còn 2 NADH + H+ thực hiện chuỗi hô hấp để tạo H2O: 2NADH + H+ + O2 → 2NAD + 2H2O Vậy kết quả của đường phân trong hô hấp hiếu khí là: C6H12O6 + O2 → 2CH3COCOOH + 2H2O - Chu trình Crebs:sản phẩm của đường phân là acid pyruvic sẽ tiếp tục phân huỷ qua chu trình Crebs [chu trình do Crebs và SZ.Gyogy phát hiện ra năm 1937]. Quá trình phân huỷ acid pyruvic qua chu trình Crebs được thực hiện tại cơ chất ty thể do nhiều hệ enzyme xúc tác. Phần lớn các phản ứng trong chu trình là decacboxyl hoá và dehydro hoá acid pyruvic. Chu trình xảy ra qua 2 phần: + Phân huỷ acid pyruvic tạo CO2 và các coenzime khử [NADH – H+, FADH2]. + Các coenzime khử thực hiện chuỗi hô hấp. Kết quả của chu trình là: + 2CH3COCOOH + 6H2O → 6CO2 + 10H2 [phần 1] + 10H2 + 5O2 →10H2O [phần 2] Kết quả chung là: 2CH3COCOOH + 5O2 → 6CO2 + 4H2O Nếu kết hợp giai đoạn đường phân ta có phương trình tổng quát của hô hấp là: C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O * Chu trình Pentozo photphat - Phân hủy glucose qua đường phân không phải là con đường duy nhất mà còn có nhiều con đường khác, trong đó, chu trình Pentozo P là con đường phổ biến hơn cả. Con đường Pentozo P được phát hiện đầu tiên ở nấm enzyme, sau đó ở động vật và cuối cùng ở thực vật [Warburg, Cristian, 1930; Grise, 1935; Diken, 1936 …]. - Khác với đường phân, con đường Pentozo – P không phân huỷ glucose thành 2 triose mà glucose bị oxy hoá và decacboxyl hoá để tạo ra các Pentozo – P. Từ các Pentozo P tái tạo lại glucozo P. Con đường Pentozo – P xảy ra trong tế bào chất cùng với đường phân, vì vậy, có sự cạnh tranh với đường phân. - Từ glucozo – P, nếu được enzyme glucozo – 6P – izomerase xúc tác sẽ biến thành fructozo 6P và đường phân sẽ xảy ra. Còn nếu enzyme glucozo 6P -dehydrogenase hoạt động nó sẽ oxy hoá glucozo 6P thành acid 6P – gluconic và con đường pentozo P xảy ra. - Cũng như chu trình Crebs, con đường phân huỷ glucose theo chu trình Pentozo P cũng xảy ra theo 2 phần: + Phân huỷ glucose tạo CO2 và NADPH2. + NADPH2 thực hiện chuỗi hô hấp tạo H2O. - Quá trình đó xảy ra một cách tổng quát là: + C6H12O6 + 6H2O → 6CO2 + 12H2O + 12H2 + 6O2 → 12 H2O Kết quả chung là: C6H12O6 + 6H2O → 6CO2 + 6H2O Ý nghĩa của hô hấp hiếu khíHô hấp hiếu khí có ý nghĩa rất đặc biệt, nó giúp tổng hợp ATP và cung cấp nguyên liệu cần thiết cho các phản ứng tổng hợp.Hệ số hô hấp là tỉ số giữa số phân tử CO2 thải ra và số phân tử O2 lấy vào khi hô hấp. Hệ số này cho biết số nguyên liệu đang hô hấp là nhóm chất gì và qua đó có thể đánh giá tình trạng hô hấp của cây. IV. SO SÁNH HÔ HẤP HIẾU KHÍ VÀ HÔ HẤP KỊ KHÍ Nhìn chung, hô hấp hiếu khí và hô hấp kị khí đều có những điểm giống nhau. Tuy nhiên, chúng cũng có nhiều điểm khác nhau rõ rệt. - Giống nhau: + Đều là quá trình phân giải nguyên liệu để sinh năng lượng cung cấp cho hoạt động sống của cơ thể. + Nguyên liệu thường là đường đơn. + Đều có chung giai đoạn đường phân. + ATP là sản phẩm cuối cùng. - Khác nhau: +Hô hấp hiếu khí:là hô hấp mà chất nhận electron cuối cùng là Oxi phân tử. Nơi xảy ra: màng trong ty thể [sinh vật nhân thực] hoặc màng sinh chất [sinh vật nhân sơ]. Điều kiện môi trường: cần O2. Chất nhận điện tử: O2 phân tử. Năng lượng sinh ra:tạo ra 38 ATP [riêng chuỗi vận chuyển electron tạo ra 34 ATP]. Sản phẩm cuối cùng: CO2 và H2O cùng với năng lượng ATP. +Hô hấp kị khí:là hô hấp mà chất nhận electron cuối cùng là Oxi liên kết. Ví dụ, NO3 - [hô hấp nitrat], SO42- [hô hấp sunfat]. Nơi xảy ra: màng sinh chất – sinh vật nhân thực [không có bào quan ty thể]. Điều kiện môi trường: không cần O2. Chất nhận điện tử: chất vô cơ NO3- , SO4 2-, CO2. Năng lượng sinh ra:tạo lượng ATP ít hơn, vì hô hấp kị khí chỉ dùng một phần chu trình Krebs, và không phải tất cả các chất mang trong chuỗi vận chuyển electron đều tham gia vào quá trình hô hấp kị khí. Sản phẩm cuối cùng: chất vô cơ, chất hữu cơ với năng lượng ATP [đường phân piruvic, lên men CO2, rượu etylic hoặc axit lactic].
|
