MỞ ĐẦU
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.
Lời giải:
- Khi bị ngập úng, các khe đất bị phủ kín nước mà nước có hàm lượng oxygen thấp nên không đủ cung cấp cho rễ cây thực hiện hô hấp tế bào. Quá trình hô hấp tế bào ở rễ diễn ra yếu dẫn tới tế bào lông hút bị thiếu năng lượng để vận chuyển chủ động các chất tan vào trong tế bào. Khi nồng độ chất tan trong tế bào thấp thì áp suất thẩm thấu của tế bào thấp khiến nước không thẩm thấu vào tế bào lông hút của rễ (cây không hút được nước).
- Đồng thời, khi đất thiếu oxygen, các tế bào rễ sẽ chuyển hóa glucose theo con đường lên men. Con đường này tạo ra 1 lượng nhỏ năng lượng cho tế bào thực vật sử dụng nhưng lại tạo ra lactic acid và ethanol, sự tích lũy lactic acid và ethanol ở nồng độ cao sẽ gây chết các tế bào lông hút – bộ phận chịu trách nhiệm chính trong việc hấp thụ nước và khoáng của cây.
Cây không hút được nước trong khi quá trình thoát hơi nước vẫn diễn ra dẫn đến cây bị héo.
HÌNH THÀNH KIẾN THỨC MỚI
I. KHÁI QUÁT VỀ HÔ HẤP Ở THỰC VẬT
Câu 1: Dựa vào phương trình tổng quát, cho biết bản chất của quá trình hô hấp ở thực vật.
PTTQ: C6H12O6 + 6 O2 -> 6 CO2 + 6 H2O + Q (ATP + nhiệt)
Lời giải:
Bản chất của quá trình hô hấp ở thực vật: Hô hấp ở thực vật là quá trình oxi 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.
Câu 2: Dựa vào hình 5.1, trình bày các giai đoạn của quá trình hô hấp ở thực vật
Lời giải:
Quá trình hô hấp ở thực vật được chia thành 3 giai đoạn:
- Đường phân.
- Phản ứng oxi hoá pyruvic acid thành acetyl-CoA và chu trình Krebs.
- Chuỗi truyền electron hô hấp.
Câu 3: Phân tích vai trò của quá trình hô hấp đối với thực vật.
Lời giải:
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
Câu 1: Quá trình hô hấp sẽ bị ảnh hưởng như thế nào nếu thiếu nước?
Lời giải:
Nước là dung môi trong tế bào sinh vật, ảnh hưởng đến áp suất thẩm thấu của tế bào và hoạt động của các enzyme trong quá trình hô hấp, đồng thời, nước cũng cần thiết có quá trình thủy phân tạo nguyên liệu trực tiếp cho quá trình hô hấp. Do đó, nếu thiếu nước, tốc độ của quá trình hô hấp sẽ bị giảm, thậm chí là bị ngưng trệ hoàn toàn.
Câu 2: Phân tích ảnh hưởng của nồng độ O2 đến quá trình hô hấp
Lời giải:
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.
Câu 3: Nhiệt độ ảnh hưởng như thế nào đến quá trình hô hấp ở thực vật?
Lời giải:
Ảnh hưởng của nhiệt độ đối với quá trình hô hấp ở thực vật:
- Trong khoảng giới hạn nhiệt độ từ 0 – 35 oC, cường độ hô hấp tăng khoảng 2 – 2,5 lần khi nhiệt độ tăng 10 oC. Trong đó, nhiệt độ tối ưu cho quá trình hô hấp ở thực vật trong khoảng 30 – 40 oC.
- Khi nhiệt độ quá cao (trên 40 oC), tốc độ hô hấp giảm vì nhiệt độ cao làm biến tính và giảm hoạt tính của enzyme hô hấp.
Câu 4: Tại sao nồng độ CO2 cao ảnh hưởng không tốt đến hô hấp ở thực vật?
Lời giải:
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
Phân tích mối quan hệ giữa quang hợp và hô hấp ở thực vật.
Lời giải:
- Mối quan hệ giữa quang hợp và hô hấp ở thực vật: Quá trình quang hợp và hô hấp là 2 mặt của quá trình trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng.
- Phân tích:
- Hô hấp và quang hợp có quan hệ chặt chẽ với nhau vì: Sản phẩm của quang hợp (chất hữu cơ) là nguyên liệu cho hô hấp. Ngược lại, sản phẩm của hô hấp lại là nguyên liệu (CO2) cho quang hợp. Ngoài ra, hô hấp còn tạo ra các sản phẩm trung gian làm tăng áp suất thẩm thấu của tế bào rễ, tạo điều kiện cho rễ hút nước, cung cấp nguyên liệu cho quang hợp.
IV. THỰC HÀNH
Báo cáo
Học sinh trình bày thí nghiệm hô hấp ở thực vật và giải thích kết quả thu được.
Lời giải:
Bình chứa hạt nảy mầm không tưới nước ấm hô hấp và tạo CO2. Ngọn lửa gặp lượng lớn CO2 sẽ bị tắt do không có O2 duy trì sự cháy. Ngọn lửa vào bình chứa hạt đã tới nước ấm sẽ vẫn cháy vì hạt đã bị chết, không thể hô hấp để tạo CCO2
LUYỆN TẬP
Hoàn thành bảng 5.1.
Bảng 5.1. Các giai đoạn của quá trình hô hấp ở thực vật
| Đường phân | Oxy hóa pyruvix aicd và chu trình Krebs | Chuỗi truyền electron |
Nơi diễn ra | ? | ? | ? |
Nguyên liệu | ? | ? | ? |
Sản phẩm | ? | ? | ? |
Số lượng ATP hình thành | ? | ? | ? |
Lời giải:
| Đường phân | Oxy hóa pyruvix aicd và chu trình Krebs | Chuỗi truyền electron |
Nơi diễn ra | Tế bào chất | Ti thể | Ti thể |
Nguyên liệu | Glucose, NADH | Pyruvic acid, Acetyl - CoA, NADH, FADH | O2, NADP và FADH2. |
Sản phẩm | 2 ATP | 6 CO2, 2ATP | 26 - 28 ATP, 6H2O |
Số lượng ATP hình thành | 2 | 2 | 26 - 28 |
VẬN DỤNG
Câu 1: Nêu một số biện pháp bảo quản rau xanh và hoa quả dựa trên nguyên tắc ức chế quá trình hô hấp.
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.
Câu 2: 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?
Lời giải:
Đem phơi khô hạt sẽ làm giảm hàm lượng nước trong hạt xuống mới tối thiểu nhằm hạn chế tốc độ hô hấp tế bào và ảnh hưởng của các vi sinh vật gây hại. Nhờ đó, vừa kéo dài được thời gian bảo quản vừa giữ được khả năng nảy mầm của hạt.
Trước khi gieo, người ta thường ngâm hạt trong nước ấm để hạt dễ nảy mầm, phát triển nhanh vì nước ấm giúp kích thích các tế bào trong hạt giống thực hiện quá trình hô hấp.
Câu 3: Năng suất cây trồng tăng khi quá trình quang hợp hay hô hấp chiếm ưu thế? Giải thích.
Lời giải:
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.
Bình luận