Hô hấp nói chung có thể xem là quá trình phân giải chất hữu cơ khi hấp thu oxi và giải phóng cacbonic vào không khí Có hai loại hô hấp xảy ra ở thực vật: Hô hấp tối và hô hấp sáng • hô hấp tối là quá trình phân giải oxi hóa chất hữu cơ nhờ hấp thu oxi không khí và kết quả là giải phóng CO2 và năng lượng. Quá trình này có thể xảy ra trong tối và cả ngoài sáng. Đây là chức năng sinh lý cơ bản của tất cả thế giới sinh vật • Hô hấp sáng là quá trình phân giải chất hữu cơ và phân giải CO2 như hô hấp tối nhưng không giải phóng năng lượng. Quá trình này chỉ xảy ra ngoài sáng và chỉ ở một số thực vật nhất định mà thôi (đặc biệt là nhóm thực vật C3 )
HÔ HẤP SÁNG MỐI QUAN HỆ GIỮA HÔ HẤP VỚI QUANG HỢP VÀ MÔI TRƯỜNG MỤC LỤC A BẢNG PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC B NỘI DUNG THỰC HIỆN .1 I HÔ HẤP SÁNG KHÁI NIỆM 2 ĐIỀU KIỆN XẢY RA HÔ HẤP SÁNG ĐỐI T ƯỢNG: CƠ CHẾ: DIỄN BIẾN HÔ HẤP SÁNG CÓ LỢI HAY CÓ HẠI VAI TRÒ CỦA QUANG HỢP II MỐI QUAN HỆ GIỮA HÔ HẤP VỚI QUANG HỢP VÀ MÔI TRƯỜNG MỐI QUAN HỆ GIỮA HÔ HẤP VÀ QUANG HỢP MỐI QUAN HỆ GIỮA HÔ HẤP VÀ MÔI TRƯỜNG TÀI LIỆU THAM KHẢO 10 A BẢNG PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC STT Họ tên Công việc giao - Tìm tài liệu, tổng hợp tài liệu - Thuyết trình - Tìm trả lời câu hỏi nhóm đặt sau thuyết trình - Tìm tài liệu, tổng hợp tài liệu - Tổng hợp tài liệu nhận thành word, làm thành thuyết trình hồn chỉnh - Tìm trả lời nhóm đặt sau thuyết trình - Tìm tài liệu, tổng hợp tài liệu - Tổng hợp lý thuyết nhận thành word , làm thành thuyết trình hồn chỉnh - Tìm trả lời câu hỏi nhóm đặt sau thuyết trình Trang Ngày bắt đầu Mức độ Ngày kết hoàn thúc thành (%) 3/11 10/11 100% 3/11 10/11 100% 3/11 10/11 100% B NỘI DUNG THỰC HIỆN HÔ HẤP SÁNG VÀ MỐI QUAN HỆ CỦA HÔ HẤP VỚI MÔI TRƯỜNG I HƠ HẤP SÁNG KHÁI NIỆM - Hơ hấp nói chung xem q trình phân giải chất hữu hấp thu oxi giải phóng cacbonic vào khơng khí - Có hai loại hơ hấp xảy thực vật: Hô hấp tối hơ hấp sáng • hơ hấp tối q trình phân giải oxi hóa chất hữu nhờ hấp thu oxi khơng khí kết giải phóng CO2 lượng Q trình xảy tối sáng Đây chức sinh lý tất giới sinh vật • Hơ hấp sáng q trình phân giải chất hữu phân giải CO2 hô hấp tối khơng giải phóng lượng Q trình xảy sáng số thực vật định mà thơi (đặc biệt nhóm thực vật C3 ) ĐIỀU KIỆN XẢY RA HÔ HẤP SÁNG Điều kiện trước tiên phải có ánh sáng Khi có chiếu sáng thực vật có hơ hấp sáng xảy trình phân hủy chất hửu để giải phóng CO2, cịn tối q trình khơng diễn Tuy nhiên, q trình hơ hấp thường xảy mạnh mẽ gặp nhiệt độ cao, cường đôh ánh sáng mạnh nồng độ oxi cao ĐỐI T ƯỢNG: Hô hấp sáng xảy TV C3, cịn nhóm TV C4 thực vật CAM quang hơ hấp khơng xảy tất yếu Trang CƠ CHẾ: Điều mấu chốt q trình quang hơ hấp tính chất hoạt động chiều enzym RDP- cacboxilase - Trong điều kiện bình thường, enzym xúc tác cho phản ứng cacboxyl hóa RDP (C5) để hình thành nên phân tử APG chu trình C3 quang hợp diễn bình thường RDP + CO2 - Ở số thực vật thực vật C3 cường độ ánh sáng mạnh nhiệt độ cao, nồng độ oxi cao enzym RDP- cacboxilase hoạt động enzym oxi hóa (RDP-oxidase) Phản ứng oxi hóa RDP tạo phân tử APG hợp chất có C glycolat Phân tử APG vào chu trình quang hợp C3 để tạo nên sản phẩm quang hợp, cịn glycolat bị oxi hóa tiếp tục để giải phóng CO2 khơng khí DIỄN BIẾN - Có bào quan tham gia vào việc thải CO2 ngồi sáng (quang hơ hấp lục lạp, ty thể peroxixom Nguồn : Internet Tại lục lạp Trang Q trình quang hơ hấp lục lạp tóm tắt sau: CO2 có nồng độ cao tạo thành APG thực q trình quang hợp Bên cạnh O2 có nồng độ cao tạo APG 1AG Từ thực q trình quang hợp hơ hấp • Tại Perơxixơm Tại đây, axit glycolic kết hợp với O2 để tạo axit glyoxylic, đồng thời tạo thành H2,O2 Sau đó, phân tử H2O2 phân hủy catalase để tạo thành nước oxi Tương tự, axit glyoxylic chuyển thành glyxin thông qua phản ứng gọi chuyển vị amin Cuối cùng, glyxin chuyển vào ti thể để thực giai đoạn cuối q trình hơ hấp sang • Tại ti thể Ở ti thể, glyxin chuyển thành serin nhờ xúc tác enzym kép Cuối cùng, serin biến đổi thành axit glyoxylic chuyển sang lục lạp, kết thúc q trình hơ hấp sáng thực vật C3 Ba quan nằm cạnh thực quang hơ hấp HƠ HẤP SÁNG CÓ LỢI HAY CÓ HẠI - Xét khía cạnh hiệu suất quang hợp túy, hơ hấp sáng q trình hồn tồn lãng phí việc sản sinh G3P diễn với suất thấp lượng tiêu tốn lại nhiều (5ATP 3NADH) so với việc cố định cacbonic chu trình Calvin (3ATP 2NADH) Đó chưa kể, so với chu trình Calvin, hơ hấp sáng cịn làm nguyên tử cacbon.[2] Và hô hấp sáng cuối sản sinh G3P nguồn lượng nguyên liệu chủ chốt thực vật - sinh sản phẩm phụ ammoniac - chất độc mà nội việc khử tiêu tốn nhiều lượng nguyên vật liệu Do hô hấp sáng không sản sinh ATP làm hao hụt cacbon nitơ (dưới Trang dạng ammoniac), làm suy giảm hiệu suất quang hợp tốc độ sinh trưởng Trên thực tế, hơ hấp sáng làm sụt giảm đến 25% suất quang hợp thực vật C3 - Có giả thuyết cho hô hấp sáng cho "di vật" cịn sót lại q trình tiến hóa khơng cịn tác dụng Trên thực tế, bầu khí quyền Trái Đất thời cổ xưa - thời điểm RuBisCO hình thành máy quang hợp - hàm chứa ơxi hàm lượng cacbonic tương đối cao - có giả thuyết cho chức cacboxylase RuBisCO lúc khơng bị ảnh hưởng nồng độ O2 Cacbonic - Tuy nhiên, số nghiên cứu cho thấy, hô hấp sáng khơng hồn tồn "có hại" cho Việc làm giảm triệt tiêu hô hấp sáng - biến đổi gien hay hàm lượng cacbonic tăng lên thời gian gần nhiều lúc không giúp phát triển tốt Ví dụ, thí nghiệm thực vật thuộc chi Arabidopis, đột biến bất hoạt gien quy định hơ hấp sáng lồi gây ảnh hưởng tai hại cho số điều kiện môi trường định Những bất lợi việc hô hấp sáng chưa cho thấy ảnh hưởng nghiêm trọng đến "đời sống" thực vật C3 Và nhà khoa học chưa tìm thấy chứng cho thấy sức ép thích nghi tự nhiên sẽ/đã tạo loại Rubisco gắn kết với ơxi VAI TRỊ CỦA QUANG HỢP - Hơ hấp tối thường tiêu hao khoảng 20% lượng chất hữu tạo quang hợp cịn hơ hấp sáng phân giải lượng chất hữu lớn nhiều Với C3 quang hơ hấp làm giảm 30-50% suất trồng.Do mà phương hướng chọn tạo giống trồng chọn tạo giống có quang hơ hấp thấp để giảm tiêu hao chất hữu làm tăng suất Trang - Tuy vậy, xem hướng biến đổi sane phẩm quang hợp có tính chất thích nghi số thực vật điều kiện đặt biệt nhiệt đôh, ánh sáng nồng độ oxi cao ức chế quang hợp buộc phải giành lượng sản phẩm định để đạt mục đích + Đi theo hướng trao đổi axit amin protein Quá trình hình thành nên axit amin quan trọng glyxin serin từ tổng hợp nên protein cho + Khi cường độ ánh sáng mạnh trình tổng hợp NAPH ưu pha sáng dẫn đến dư thừa NADPH lục lạp gây ức chế quang hợp Để giảm nồng độ NADPH lá, phản ứng khử glyoxilat diễn với tham gia NADPH để hình thành glycolat khép kín chu trình quang hơ hấp Quá trình làm giảm nồng độ NADPH lục lạp xuống quang hợp tiến hành bình thường Trang II MỐI QUAN HỆ GIỮA HƠ HẤP VỚI QUANG HỢP VÀ MÔI TRƯỜNG MỐI QUAN HỆ GIỮA HÔ HẤP VÀ QUANG HỢP Nguồn : Internet Hô hấp quang hợp hai chức sinh lí quan trọng định q trình trao đổi chất lượng Mối quan hệ hai q trình định tích luỹ nên định suất trồng * Quan đối kh án g Hai trình diễn gần theo chiều hướng trái ngược - Vê phương trinh hoá học tổng quát Quang hợp 𝐶𝑂2 + 𝐻2 → 𝐶6 𝐻12 𝑂6 + 𝑂2 Hô hấp : 𝐶6 𝐻12 𝑂6 → 𝐶𝑂2 + 𝐻2 𝑂 + 686 kcal Quang hợp trình hấp thu 𝐶𝑂2 thải 𝑂2 ; cịn hơ hấp ngược lại, thải 𝐶𝑂2 hấp thu 𝑂2 - Trao đổi chất lượng Trang Quang hợp tổng hợp chất hữu tích luỹ lượng, cịn hơ hấp phân giải chất hữu giải phóng lượng mà quang hợp tích luỹ * Quan thống - Vê đường hướng hoá học hai q trình, chúng có sản phẩm chung khó phân biệt xuất phát từ trình nào, hai trình xảy tế bào + Sản phẩm trung gian giống nhau: đường triozơphotphat (APG, ALPG ), hexozơphotphat (glucozdphotphat, fructozdphotphat ), pentozdphotphat (5C) + Các enzim giông nhau: NAD (NADH2), FAD (FADH2), NADP (NADPH2) + Cả hai q trình tiến hành photphoryl hố để tổng hợp nên ATP từ ADP p vô phản ứng photphoryl hoá, khác nguồn gốc lượng tích luỹ từ ánh sáng hay từ liên kết hoá học chất hữu cơ: ADP + H3P — ^ánglUdng > ATP - Trong quần thể trồng, mối quan hệ hai trình biểu thị khả tích luỹ chúng, tức suất sinh vật học Năng suất sinh vật học kết lượng chất hữu tạo quang hợp trừ lượng chất hữu tiêu hao hơ hấp Có thể hiểu nơm na là: NSsvh = Quang hợp - Hô hấp MỐI QUAN HỆ GIỮA HÔ HẤP VÀ MÔI TRƯỜNG a) Nước - Nước dung mơi, mơi trường cho phản ứng hố sinh xảy cho hô hấp - Cần cho hô hấp, nước làm giảm cường độ hô hấp Trang - Đối với quan trạng thái ngủ (hạt), tăng lượng nước hơ hấp tăng - Cường độ hô hấp tỉ lệ thuận với hàm lượng nước thể b) Nhiệt độ - Khi nhiệt độ tăng cường độ hơ hấp tăng đến giới hạn chịu đựng - Sự phụ thuộc hô hấp vào nhiệt độ tuân theo định luật Van-Hôp: Q10 = 2–3 (tăng nhiệt độ thêm 10^0C tốc độ phản ứng tăng lên gấp 2–3 lần) - Nhiệt độ tối ưu cho hô hấp khoảng 30 - 350C c) Nồng độ O2 - Khi nồng độ O2 khơng khí giảm xuống 10% hơ hấp bị ảnh hưởng, giảm xuống 5% chuyển sang phân giải kị khí → bất lợi cho trồng Nếu trì lâu chết d) Nồng độ CO2 - CO2 sản phẩm cuối hô hấp hiếu khí lên men êtilic - Nồng độ CO2 môi trường cao 40% làm hô hấp bị ức chế Trang TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.https://vi.wikipedia.org/wiki/H%C3%B4_h%E1%BA%A5p_s%C3 %A1ng?fbclid=IwAR3pEH05TRZlezliV5ge2X0gOrYn_ULSbZmquxlJ3MLzwtDlK9bFjEHLSs Giáo trình SINH LÝ THỰC VẬT (TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG NGHIỆP HÀ NỘI) 3.https://thuvien123.com/goc-hoc-tap/lop-11/mon-sinh-lop-11/ho-hapsang-va-moi-quan-he-giua-ho-hap-va-quanghop/?fbclid=IwAR0pDGg9yERh_mstVmOZ_XBNqaPK4wO3v6UDn1Ba_87yNoc9DdvjjAH6cU 4.Giáo trình SINH LÝ THỰC VẬT ( Đ ại học Nông Lâm TP.HCM) Trang 10 ... VAI TRÒ CỦA QUANG HỢP II MỐI QUAN HỆ GIỮA HÔ HẤP VỚI QUANG HỢP VÀ MÔI TRƯỜNG MỐI QUAN HỆ GIỮA HÔ HẤP VÀ QUANG HỢP MỐI QUAN HỆ GIỮA HÔ HẤP VÀ MÔI TRƯỜNG TÀI LIỆU... trình quang hơ hấp Q trình làm giảm nồng độ NADPH lục lạp xuống quang hợp tiến hành bình thường Trang II MỐI QUAN HỆ GIỮA HÔ HẤP VỚI QUANG HỢP VÀ MÔI TRƯỜNG MỐI QUAN HỆ GIỮA HÔ HẤP VÀ QUANG HỢP... lượng chất hữu tạo quang hợp trừ lượng chất hữu tiêu hao hơ hấp Có thể hiểu nôm na là: NSsvh = Quang hợp - Hô hấp MỐI QUAN HỆ GIỮA HÔ HẤP VÀ MÔI TRƯỜNG a) Nước - Nước dung môi, môi trường cho phản