mối quan hệ giữa quang hợp và hô hấp

TÊN CHỦ ĐỀ MỐI QUAN HỆ GIỮA QUANG HỢP VÀ HÔ HẤP Để biết được quang hợp và hô hấp của thực vật có mối quan hệ hay không? Thì chúng ta cùng tìm hiểu về quang hợp và hô hấp là gì? Nơi diễn ra của chúng ở đâu? Nguyên liệu và sản phẩm của hai quá trình đó là gì?

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐỒNG THÁP KHOA SƯ PHẠM KHOA HỌC TỰ NHIÊN  BÀI TẬP LỚN QUANG HỢP TÊN CHỦ ĐỀ MỐI QUAN HỆ GIỮA QUANG HỢP VÀ HÔ HẤP Giảng viên hướng dẫn: TS NGUYỄN KIM BÚP Sinh viên thực hiện: TRƯƠNG THỊ ÁNH TÂM Mã số sinh viên: 4321440233 Tên lớp: ĐHSSINH 21 – L2 - BP ĐỒNG THÁP, NĂM 2022 I MỞ ĐẦU Như biết quang hợp thực vật q trình sinh lí quan trọng định đến hoạt động sống thực vật mà sinh vật Trái Đất Đây trình biến đổi lượng ánh sáng thành lượng hố học tích luỹ chất hữu để hình thành nên suất trồng Nhưng hô hấp chức sinh lí quan trọng thực vật, trung tâm trình trao đổi chất hoạt động sinh lí xảy Nó cung cấp lượng cho tất hoạt động sống thực vật ảnh hưởng đến suất trồng Do ta thấy quang hợp hô hấp hai chức sinh lí quan trọng định q trình trao đổi chất lượng Vậy hô hấp quang hợp có mối liên hệ đặc biệt với hay hai trình diễn độc lập với nhau, mâu thuẫn với Đây lí tơi chọn đề tài “Mối quan hệ quang hợp hô hấp” II NỘI DUNG Để biết quang hợp hô hấp thực vật có mối quan hệ hay khơng? Thì tìm hiểu quang hợp hơ hấp gì? Nơi diễn chúng đâu? Nguyên liệu sản phẩm hai q trình gì? Quang hợp: – Quang hợp thực vật trình tổng hợp chất hữu (cacbonhydrat), giải phóng oxy từ hợp chất vơ khí cacbonic nước tác dụng lượng ánh sáng mặt trời diệp lục hấp thụ Nói cách khác quang hợp trình biến đổi quang thành hoá xảy thực vật – Phương trình tổng quát trình quang hợp: 6CO2 + 12H2O → C6H12O6 + 6H2O + 6O2 (tác nhân diệp lục, ánh sáng) * Thành phần & chức hệ sắc tố quang hợp Hệ sắc tố quang hợp chia thành thành phần diệp lục Carotenoit Ở thực vật thủy sinh nhóm tảo có thêm sắc tố phụ Phycobilin • Cây xanh quang hợp cần phải nhờ vào chất Carotenoit diệp lục • Bề mặt tiếp xúc với ánh sáng mặt trời giúp sắc tố diệp lục hấp thụ lượng tiến hành trình quang hợp xanh * Ý nghĩa quang hợp * Hoạt động quang hợp cung cấp nguồn chăt hữu vô đa dạng phong phú thoả mẫn nhu cầu dinh dưỡng sinh vật trái đất Thực vật quang hợp sản xuất chất hữu đáp ứng cho nhu cầu cịn cung cấp cho sinh vật khác khơng có khả quang hợp động vật, người Năng lượng ánh sáng tích luỹ vào chất hữu lại sinh vật sử dụng cho hoạt động sơng * Hoạt động quang hợp bảo đảm cân tỉ lệ / CO khí thuận lợi cho hoạt động sông sinh vật Tất sinh vật hấp thu để hơ hấp lại thải C02 vào khí Ngồi ra, hoạt động phân huỷ chất hữu vi sinh vật, đốt cháy nhiên liệu nhà máy, phương tiện giao thông thải lượng C 02 đáng kể vào môi trường Ngược lại giới thực vật hoạt động quang hợp hấp thu C 02 khí nhả khí Sự trao đổi khí C02 ngược chiều hai q trình bảo đảm cân ổn định nồng độ oxi cacbonic khí quyển: nồng độ ổn định mức 21% C 02 0,03% Nếu hoạt động quang hợp giảm sút nồng độ khí C 02 tăng lên nguy hiểm cho sơng sinh vật Chính vậy, xanh có vai trị quan trọng làm khơng khí * Đối vói người quang hợp có vai trị vơ to lớn là: + Cung cấp nguồn lượng phong phú cho nhu cầu người trái đất Hiện tại, nguồn lượng người sử dụng chủ yếu lấy từ than đá, dầu mỏ, củi, than bùn Hoạt động quang hợp sinh vật tích luỹ lượng vào than đá, dầu mỏ khai thác sử dụng Hiện nay, người có sử dụng nguồn lượng nguyên tử ánh sáng, gió chưa thể thay th ế than đá dầu mỏ + Hoạt động quang hợp thực vật cung cấp cho người nguồn nguyên liệu vô phong phú đa dạng cho công nghiệp công nghiệp gỗ, công nghiệp dệt, công nghiệp giấy, công nghiệp thuôc lá, công nghiệp đường Sự phát triển ngành cơng nghiệp hồn tồn phụ thuộc vào sản phẩm thực vật, tức sản phẩm quang hợp + Với sản xuất nồng nghiệp hoạt động quang hợp định 90 - 95% suất trồng Do vậy, muốn trồng đạt suất cao phải điểu chỉnh hoạt động quang hợp chúng biện pháp kĩ thuật canh tác hợp lí Hơ hấp: Hơ hấp thực vật q trình phân giải oxi hố chất hữu Trước hết gluxit với tham gia oxi khơng khí sản phẩm cuối CO2 H2O đồng thời giải phóng lượng cung cấp cho tất hoạt động sống tạo sản phẩm trung gian cho trình sinh tổng hợp chất khác - Phương trình tổng quát theo hai giai đoạn hô hấp sau: Giai đoạn 1: C6H12O6 + 6H2O > 6CO2 + 12[H2] Giai đoạn 2: 12[H2] + O2 -> 12H2O — Q kcal Tống hợp: C6H12O6 + O2 > 6CO2 + 6H2O — Q kcal Đặc điểm q trình hơ hấp Dưới số đặc điểm q trình hơ hấp xanh: • Nhiệt độ cần trì thuận lợi nhằm đảm bảo hoạt động sống thể để thơng qua lượng thải tích lũy dạng nhiệt cần thiết • Nguồn lượng tích lũy ATP sử dụng để vận chuyển vật chất sinh trưởng, tổng hợp chất hữu sửa chữa hư hại tế bào, … • Trong trình hơ hấp, nhiều sản phẩm trung gian hình thành chúng coi nguyên liệu nhiều trình tổng hợp chất khác thể Mơi trường có ảnh hưởng tới q trình hơ hấp nào? Q trình hơ hấp thực vật ln bị ảnh hưởng yếu tố mơi trường Vì thế, việc điều chỉnh yếu tố mơi trường biện pháp bảo quản tốt nông phẩm Hô hấp bao gồm hô hấp kị khí hơ hấp hiếu khí, cụ thể: Q trình hô hấp chịu ảnh hưởng lớn từ môi trường bên ngồi • Hơ hấp phản ứng hóa học có xúc tác Enzim Nên trình phụ thuộc vào yếu tố nhiệt độ • Nước có ảnh hưởng trực tiếp tới cường độ hô hấp, nước dung mơi – mơi trường xảy phản ứng Vì thế, nước yếu tố tham gia trực tiếp vào q trình oxy hóa ngun liệu hơ hấp • Oxy đóng vai trị quan trọng q trình hơ hấp, chất tham gia trực tiếp vào việc oxy hóa chất hữu Đồng thời, cịn chất nhận điện tử cuối chuỗi truyền điện tử Do đó, thiếu oxy chuyển sang phương thức hơ hấp kị khí gây bất lợi cho toàn tế bào, thể xanh • Nếu CO2 cacbonic oxit tồn mơi trường với hàm lượng cao khiến q trình hô hấp bị ức chế * Ý nghĩa hô hấp: * Hô hấp cung cấp tất lượng cho hoạt động Nêu quang hợp lượng ánh sáng mặt trời tích luỹ vào chất hữu trình hơ hấp, lượng giải phóng để lại cung cấp cho hoạt động sông trình phân chia sinh trưởng tế bào cây: trình hút vận chuyển nước, vật chất cây: trình vận động * Q trình hơ hấp sản sinh nhiểu hợp chất trung gian mà chúng lại nguyên liệu khởi đầu cho việc tổng hợp nên chất hữu khác thể Do đó, khơng nên xem hơ hấp q trình phân giải đơn mà cịn mang ý nghĩa tổng hợp vật chất nưa * Hô hấp tạo nên sở lượng nguyên liệu giúp chống chịu với điểu kiện ngoại cảnh bất thuận chịu bệnh, chịu nóng, chịu phân đạm, chịu rét Nơi diễn quang hợp hô hấp: Đặc điểm Hô hấp Quang hợp Phương trình tổng quát C6H12O6+6O2=>6CO2+ 6H2O+NL(ATP+NHIẸT) CO2+H2O+NLAS=>C6H12O6+O2 Nơi thực Ti thể Lục lạp Năng lượng Giải phóng lượng Tích lũy lượng Sắc tố Khơng có sắc tố Sắc tố quang hợp Đặc điểm khác Thực loại tế bào, lúc Chỉ thực tế bào quang hợp Phân giải chất hữu thành vô Tổng hợp chất hữu thành vô Mối quan hệ quang hợp hô hấp Trước đây, người ta cho hô hấp quang hợp khơng có mối liên quan đặc biệt, hai trình diễn độc lập với nhau, mâu thuẫn nhau, khơng có hỗ trợ thúc đẩy * Quan hệ đối kháng Hai trình diễn gần theo chiều hướng trái ngược - Về phương trình hố học tổng quát Quang hợp: 6C02 + 6H20 -> C6H ]20 + 2T Hô hấp: C6H 120 + -> 6C02t + 6H20 — 686kcal - Trao đổi khí Quang hợp q trình hấp thu C 02 thải 2; cịn hơ hấp ngược lại, thải C 02 hấp thu - Trao đổi chất lượng Quang hợp tổng hợp chất hữu tích luỹ lượng, cịn hơ hấp phân giải chất hữu giải phóng lượng mà quang hợp tích luỹ Q trình quang hợp hô hấp khác nào? Tiêu chí Chức Phương trình hóa học Chất xúc tác Sản phẩm tạo Nơi diễn trình Cơ chế hoạt động Những năm gần quan niệm bị thay đổi kết nhiều cơng trình nghiên cứu Hai q trình có mối quan hệ chặt chẽ, chúng phối hợp với nhiều mặt không túy mâu thuẫn Q trình hơ hấp cung cấp bổ sung thêm nguồn lượng ATP cho quang hợp, đặc biệt điều kiện mà q trình quang photphoryl hóa bị ức chế, quang hợp không cung cấp đủ ATP cho q trình khử CO2 pha tối Hơ hấp cung cấp sản phẩm trung gian để tham gia trình tổng hợp quang hợp Các chất trung gian chu trình pentozo – P hô hấp hợp chất trung gian chu trình Calvin – Benson quang hợp Khi quang hợp thiếu nguyên liệu hợp chất trung gian chu trình pentozo – P lơi kéo sang lục lạp tham gia vào chu trình Calvin – Benson quang hợp Giữa hai chu trình có enzym chung, nguyên liệu sản phẩm ngược chiều nhau: nguyên liệu chu trình pentozon – P lại sản phẩm chu trình pentozo – P ngược lại Bởi hai chu trình hỗ trợ cho thể cần Khoa học sinh lý ngày khẳng định quang hợp hơ hấp khơng mâu thuẫn mà hai mặt trình thống nhất, hai trình hỗ trợ tự bổ sung cho * Quan hệ thống - Về đường hướng hố 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 trình tiến hành photphoryl hoá để tổng hợp nên ATP từ ADP p vơ phản ứng photphoryl hố, khác nguồn gốc lượng tích luỹ từ ánh sáng hay từ liên kết hoá học chất hữu cơ: ADP + H3P — > 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 Phối hợp họa động hai trình nhịp nhàng ăn khớp điều kiện cho sinh trưởng phát triền tốt, suất cao Tuy nhiên, việc điều khiển tương quan hai trình để chúng xảy ăn khớp với việc làm phức tạp, phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác Nếu làm tăng hô hấp mạnh có lợi cung cấp thêm nhiều lượng sản phẩm trung gian hỗ trợ cho quang hợp, lại phân hủy nhiều sản phẩm quang hợp làm cho quang hợp biểu kiến giảm điều không thuận lợi cho Bởi phải bảo đảm cho hô hấp mức độ vừa phải, giữ mối tương quan có lợi cho quang hợp hoạt động sống diễn thuận lợi Mối tương quan phụ thuộc trạng thái sinh lý cây, đặc biệt phụ thuộc vào thời kỳ sinh trưởng Nói chung thời kỳ cịn non cần có quang hợp hơ hấp diễn mạnh già hạn chế hơ hấp nhiều có lợi cho suất thu hoạch cuối Quang hợp trình sinh lý phức tạp, có ý nghĩa định đời sống thực vật Quá trình chịu ảnh hưởng nhiều yếu tố bên bên thể Nắm quy luật tác động yếu tố đó, người tác động đến quang hợp thơng qua việc điều chỉnh thích hợp yếu tố sinh thái ánh sáng, hàm lượng CO2, nước… để tạo điều kiện cho trình quang hợp xảy thuận lợi góp phần nâng cao suất trồng Q trình hơ hấp quang hợp thực vật có mối quan hệ mật thiết với Cụ thể: • Cả hai q trình có chung nhiều sản phẩm trung gian nhiều hệ Enzyme • Sản phẩm trình quang hợp chất hữu oxy cung cấp nguyên liệu cho trình hơ hấp Cịn sản phẩm q trình hơ hấp H 2O CO2 lại cung cấp nguyên liệu cho trình quang hợp thực vật Hiểu cách đơn giản, hô hấp quang hợp trình ngược chiều, chúng phụ thuộc lẫn Quang hợp tiền đề hơ hấp, ngược lại Hô hấp quang hợp hai trình sinh lý trung tâm thực vật Mối quan hệ hô hấp với quang hợp phức tạp Đó quan hệ vừa cạnh tranh vừa hỗ trợ lần Hơ hấp vừa có lợi vừa có hại cho quang hợp * Điều chỉnh mối quan hệ quang hợp hô hấp q u ầ n thê trồ n g - Để quần thể có suất cao, mặt cần nâng cao hoạt động quang hợp tạo chất hữu cơ, mặt khác cần giảm hô hấp vô hiệu xuống mức toi thiểu (vì hơ hấp trung tâm hoạt động sơng nên giảm hô hấp mà giảm hô hấp vơ hiệu thơi) - Khi quần thể có diện tích q cao (lốp) mối quan hệ quang hợp hô hấp trở nên xấu Các tầng phía bị che khuất sáng nên nhận ánh sáng điểm bù, chúng tiêu hao chất hữu mà không tạo chất hữu Các tầng có nhiệm vụ sản xuất chất hữu để ni tầng tồn Nếu tầng nhận ánh sáng điểm bù vượt trội tầng điểm bù quần thể khơng có tích luỹ mà khơng trì lâu Vì vậy, quần thể phải điều chỉnh mối quan hệ cách điều chỉnh diện tích đạt mức độ tối ưu, tức quần thể có tích luỹ cao nhất, có mối quan hệ quang hợp hơ hấp điều hồ mức tối ưu  Quang hợp hô hấp hai trình sinh lý trung tâm định hoạt động sống khác thể thực vật Mối quan hệ hai trình phức tạp có ý nghĩa quan trọng đời sống cây, có ảnh hưởng đến suất Quang hợp: 6CO2 +12H2O (tác nhân ánh sáng, diệp lục)-> C6H12O6 +6O2 Hô hấp: C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + lượng (nhiệt + ATP) - Nói cách khác, quang hợp tiền đề hô hấp ngược lại III KẾT LUẬN 10 - Quang hợp hô hấp mặt trình thống - Quang hợp trình tổng hợp chất hữu từ chất vô nhờ lượng ánh sáng mặt trời - Hơ hấp q trình phân giải hồn tồn nguyên liệu hữu thành sản phẩm vô cuối nghèo lượng CO2 nước đồng thời giải phóng lượng lượng lớn Điểm phân biệt Hơ hấp Quang hợp Vị trí Ty thể( chủ yếu) Lục lạp Thời gian Ban đêm Ban ngày Nguyên liệu Sản phẩm C H O O 12 CO , H O ATP 2 →Sản phẩm quang hợp nguyên liệu hô hấp ngược lại CO , H O ATP 2 C H O O 12 Mối quan hệ quang hợp hô hấp có ý nghĩa định q trình sinh trưởng phát triển Việc điều hoà hợp lý mối quan hệ có ý nghĩa quan trọng việc điều khiển sinh trưởng, phát triển Hạn chế mặt có hại, kích thích mặt có lợi hơ hấp có tác dụng tốt đến sinh trưởng phát triển III TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Kim Búp, Nguyễn Thị Bé Nhanh (2015), Bài giảng Quang hợp, Trường Đại Học Đồng Tháp Hoàng Minh Tấn (2006), Bài giảng Sinh lý thực vật, Nhà xuất đại học sư phạm Mạng internet 11 ... đơn giản, hô hấp quang hợp trình ngược chiều, chúng phụ thuộc lẫn Quang hợp tiền đề hơ hấp, ngược lại Hô hấp quang hợp hai trình sinh lý trung tâm thực vật Mối quan hệ hô hấp với quang hợp phức... ? ?Mối quan hệ quang hợp hô hấp? ?? II NỘI DUNG Để biết quang hợp hô hấp thực vật có mối quan hệ hay khơng? Thì tìm hiểu quang hợp hơ hấp gì? Nơi diễn chúng đâu? Nguyên liệu sản phẩm hai q trình gì? Quang. .. tố quang hợp Đặc điểm khác Thực loại tế bào, lúc Chỉ thực tế bào quang hợp Phân giải chất hữu thành vô Tổng hợp chất hữu thành vô Mối quan hệ quang hợp hô hấp Trước đây, người ta cho hô hấp quang