– Khái niệm hô hấp ở thực vật

+ Hô hấp ở thực vật là quá trình phân giải các hợp chất hữu cơ thành các chất vô cơ đơn giản (CO₂ và H₂O), đồng thời giải phóng năng lượng dưới dạng ATP và nhiệt.

+ Phương trình tổng quát của quá trình hô hấp hiếu khí:

C₆H₁₂O₆ + 6O₂  → 6CO₂ + 6H₂O + Q (ATP + nhiệt)

– Vai trò của hô hấp ở thực vật

+ Năng lượng (ATP) sinh ra từ hô hấp được sử dụng cho hầu hết các hoạt động sống của cây

+ Nhiệt năng được giải phóng trong hô hấp giúp duy trì nhiệt độ cơ thể, đảm bảo cho các hoạt động sống trong cơ thể thực vật diễn ra một cách bình thường.

+ Hô hấp tạo ra các sản phẩm trung gian là nguyên liệu để tổng hợp nên các hợp chất hữu cơ trong cơ thể như protein, acid béo, …

– Quá trình hô hấp ở thực vật có thể diễn ra theo hai con đường: 

+ Phân giải hiếu khí khi có O₂.

+ Phân giải kị khí trong điều kiện thiếu O₂.

Hình 1. Con đường hô hấp ở thực vật

– Con đường phân giải hiếu khí ở thực vật gồm ba giai đoạn:

+ Giai đoạn 1: Đường phân diễn ra ở tế bào chất. Phân tử glucose bị oxi hoá thành 2 phân tử pyruvic acid, năng lượng giải phóng được tích luỹ trong 2 phân tử NADH và 2 phân tử ATP.

+ Giai đoạn 2: 2 phân tử pyruvic acid sẽ được vận chuyển vào chất nền ti thể và bị oxi hoá thành 2 phân tử acetyl – CoA. Sau đó, acetyl – CoA sẽ bị oxi hoá hoàn toàn thành CO₂ trong chu trình Krebs. Sản phẩm thu được gồm 6 phân tử CO₂, 2 phân tử ATP, 8 phân tử NADH và 2 phân tử FADH₂

+ Giai đoạn 3: Các phân tử NADH và FADH, được tạo ra ở các giai đoạn trước sẽ tham gia vào chuỗi truyền electron hô hấp và quá trình phosphoryl hoá oxi hoá diễn ra ở màng trong ti thể, tạo ra ATP và H₂O.

– Nếu không có O₂, 2 phân tử pyruvic acid được giữ lại trong tế bào chất và tham gia vào quá trình lên men tạo ra lactic acid hoặc rượu ethanol. 

– Nước: liên quan trực tiếp đến cường độ hô hấp.

– Nhiệt độ: ảnh hưởng đến hoạt động của enzyme hô hấp, từ đó ảnh hưởng đến cường độ hô hấp.

– Hàm lượng O₂: ảnh hưởng trực tiếp tới cường độ hô hấp do O₂ là nguyên liệu của hô hấp

– Hàm lượng CO₂: nồng độ CO₂ cao gây ức chế hô hấp hiếu khí, cây chuyển sang lên men, tạo sản phẩm gây độc, giảm sức sống của hạt.

– Trong trồng trọt:

+ Đảm bảo các điều kiện môi trường thuận lợi cho quá trình hô hấp hiếu khí của các loại cây trồng, qua đó giúp cây sinh trưởng, phát triển tốt và đạt năng suất cao. 

+ Một số biện pháp nhằm tăng hiệu quả hô hấp ở cây trồng như: Trồng cây đúng mùa vụ; Cung cấp đầy đủ nước và các chất dinh dưỡng; Cày, xới đảm bảo cho đất được tơi xốp và thoáng khí; Xây dựng hệ thống cấp và thoát nước đảm bảo việc tưới tiêu hợp lí.

Hình 2. Cày xới đất trước mùa vụ

– Trong bảo quản hạt và nông sản: 

+ Hô hấp là quá trình phân giải chất hữu cơ nên làm giảm hàm lượng chất hữu cơ trong cơ thể thực vật, do đó ảnh hưởng đến chất lượng của hạt và nông sản trong quá trình bảo quản. 

+ Một số biện pháp được dùng để bảo quản hạt và nông sản chủ yếu dựa trên cơ sở điều khiển các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hô hấp ở thực vật: Bảo quản khô, bảo quản trong điều kiện nồng độ CO₂ cao, bảo quản trong điều kiện nồng độ O₂ thấp.

Hình 3. Phơi khô để bảo quản nông sản

– Quang hợp và hô hấp là hai quá trình có mối liên hệ mật thiết và phụ thuộc lẫn nhau. 

– Mối liên hệ giữa hai quá trình này được thể hiện ở sơ đồ sau đây:

Hình 4. Sơ đồ thể hiện mối quan hệ giữa quang hợp và hô hấp

– Hô hấp ở thực vật là quá trình phân giải các chất hữu cơ thành các chất vô cơ và giải phóng năng lượng dưới dạng ATP cung cấp cho các hoạt động sống của thực vật. – Hô hấp có vai trò đặc biệt quan trọng trong quá trình trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng ở thực vật cung cấp năng lượng, cung cấp nguyên liệu, liệu sinh tổng hợp các chất, tăng khả năng chống bệnh thực  – Phân giải hiếu khí diễn ra trong tế bào chất và ti thể khi có O2, gồm ba giai đoạn: đường phân, oxi hoá pyruvic acid và chu trình Krebs, chuỗi chuyển electron hô hấp. Khi phân giải hiếu khí một phân tử glucose có thể thu được từ 30 – 32 ATP. – Phân giải kị khí diễn ra trong tế bào chất khi không có O2, gồm hai giai đoạn: đường phân và lên men. Khi phân giải kị khi một phân tử glucose chỉ thu được 2 ATP. – Một số nhân tố môi trường ảnh hưởng đến hô hấp ở thực vật gồm: hàm lượng nước, nhiệt độ, nồng độ O2 và CO2. Con người có thể vận dụng những hiểu biết về hô hấp để điều khiển quá trình hô hấp ở thực vật trong trồng trọt, bảo quản hạt và nông sản.  – Quang hợp và hô hấp là hai quá trình có mối quan hệ mật thiết, phụ thuộc lẫn nhau. Sản phẩm của quang hợp là nguồn nguyên liệu cho hô hấp và ngược lại.