Giáo trình Sinh lý học thực vật (Tái bản): Phần 2

Phần 2 Giáo trình Sinh lý học thực vật gồm các chương: Chương 5 - Hô hấp của thực vật, chương 6 - Sinh trưởng và phát triển của thực vật, chương 7 - Sinh lý chống chịu của thực vật với các điều kiện bất lợi.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Sinh lý học thực vật (Tái bản): Phần 2Chương 5 HÔ HẤP CỦA THỰC VẬT5.1. Khái niệm hô hấp.5.1.1. Khái niệm chung về hô hấp. Hô hấp là quá trình phân giải các chất hữu cơ trong tế bào, giải phóngnăng lượng cung cấp cho các hoạt động sống của cơ thể. Hô hấp được đặctrưng 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 củaquá trình hô hấp. Quá trình hô hấp diễn ra qua 2 giai đoạn với nhiều phảnứng phức tạp. - Trước hết chất hữu cơ, đặc trưng là glucose (C6H12O6) bị phân giải tạocác hợp chất trung gian có thế khử cao sẽ tham gia chuỗi hô hấp ở giai đoạn2. - Từ các chất dạng khử thực hiện chuỗi hô hấp. Qua chuỗi hô hấp nănglượng e thải ra được dùng để thực hiện quá trình tổng hợp ATP – quá trìnhphotphoryl hoá. Như vậy về thực chất hô hấp là hệ thống oxi hoá - khử tách H2 từnguyên liệu hô hấp chuyển đến cho O2 tạo nước. Năng lượng giải phóng từcác phản ứng oxi hoá - khử đó được cố định lại trong liên kết giàu nănglượng của ATP. Có thể nói chức năng cơ bản của hô hấp là giải phóng năng lượng củanguyên liệu hô hấp, chuyển năng lượng khó sử dụng đó sang dạng nănglượng dễ sử dụng cho cơ thể là ATP.5.1.2. Vai trò hô hấp. Hô hấp là đặc trưng của mọi cơ thể sống, là biểu hiện của sự sống. Cơthể chỉ tồn tại khi còn hô hấp. Tuy nhiên ở thực vật bên cạnh mặt có lợi củahô hấp cũng tồn tại những tác hại nhất định của hô hấp. Trước hết là hô hấp cung cấp năng lượng dạng ATP cho mọi hoạt độngsống trong cơ thể. Mọi hoạt động sống của cơ thể đều cần năng lượng nhưngkhông thể sử dụng trực tiếp năng lượng hoá học của các HCHC mà chỉ sửdụng năng lượng dạng liên kết cao năng của ATP do hô hấp tạo ra. Tuy nhiên, ý nghĩa hô hấp không chỉ về mặt năng lượng. Trong hô hấpcòn tạo ra nhiều sản phẩm trung gian có vai trò quan trọng trong hoạt độngsống của cơ thể. Qua hô hấp các con đường trao đổi chấtnối liền với nhautạo nên thể thống nhất trong cơ thể. Bên cạnh mặt tích cực là chủ yếu, hô hấp cũng thể hiện những mặt tiêucực, có hại nhất định. Trước hết hô hấp làm giảm cường độ quang hợp. Hôhấp càng cao thì quang hợp biểu kiến càng thấp. Đặc biệt hô hấp sáng làmgiảm mạnh quang hợp do phân huỷ nguyên liệu quang hợp, cạnh tranh ánhsáng với quang hợp ....(xem phần quang hợp).5.2. Các con đường biến đổi cơ chất hô hấp. Trong quá trình hô hấp nhiều cơ chất như gluxit, protein, lipid .... đượcdùng làm nguyên liệu khởi đầu. Các cơ chất bằng các con đường riêng biếnđổi thành các sản phẩm trung gian, từ đó tham gia vào con đường của hô hấptế bào. Cơ chất chủ yếu của hô hấp tế bào là gucose. Sự biến đổi glucose xảyra bằng nhiều con đường khác nhau. Tuỳ đIều kiện mà hô hấp tiến hành theo2 hình thức: hô hấp hiếu khí (gọi tắt là hô hấp ) và hô hấp kỵ khí – lên men(thường gọi là lên men).5.2.1. Hô hấp hiếu khí. Hô hấp hiếu khí là quá trình hô hấp có sự tham gia của O2, là quá trìnhhô hấp xảy ra trong môi trường hiếu khí – môi trường có O2. Hô hấp hiéu khí xảy ra trong thực vật với nhiều con đường khác nhau: Đường phân – Chu trình Crebs Chu trình pentozo photphat. Chu trình glyoxilic.5.2.1.1. Hô hấp hiếu khí theo đường phân – chu trình Crebs. Hô hấp hiếu khí qua đường phân và chu trình Crebs là con đường chínhcủa hô hấp tế bào, xảy ra phổ biến ở mọi sinh vật và mọi tế bào. Hô hấp 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. - Sự vận chuyển điện tử xảy ra trong màng ty thể. * Đường phân: là giai đoạn phân huỷ phân tử glucose tạo ra axitpyruvic và NADH2. Điểm đặc biệt của quá trình đường phân là không phảIphân tử đường tự do phân giải mà phân tử đường đã được hoạt hoá nhờ quátrình photphoryl hoá tạo dạng đường – photphat. ở dạng đường photphatphân 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 phảnứng 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 Các phản ứng của đường phân được trình bày theo sơ đồ sau. Trong hô hấp hiếu khí Axit pyruvic phân huỷ tiếp qua chu trình Crebscòn 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 * Chu trình Crebs: Sau khi đường phân phân huỷ glucose tạo ra Axitpyruvic, trong điều kiện hiếu khí Axit pyruvic tiếp tục bị phân huỷ hoàntoàn. Sự phân huỷ này xảy ra theo chu trình được H.Crebs và SZ. gyogy ...