I. Enzi n chất xúc tác sinh học
HƠ HẤP TẾ BÀO I Khái niệm hơ hấp và lịch sử nghiên cứu hơ hấp
I. Khái niệm hơ hấp và lịch sử nghiên cứu hơ hấp 1. Khái niệm hơ hấp
Quá trình hơ hấp được biểu thị bằng phương trình tổng quát sau: C6H12O6 + 6O2 → 6H2O + 6CO2 + năng lượng
Hơ hấp thực chất là một quá trình oxi hố khử phức tạp, trong đĩ diễn ra các phản ứng ơxi hĩa hkử tách e và hiđrơ từ nguyên liệu hơ hấp chuyển tới ơxi khơng khí và tạo thành nước. Năng lượng giải phĩng ra các phản ứng ơxi hố khử đĩ được cố định lại trong các mối liên kết giàu năng lượng.
Ý nghĩa của sinh học của hơ hấp khơng bị bĩ hẹp ở mặt năng lượng. Những nghiên cứu chi tiết về bản chất sinh hố cơ chế hoạt động của enzim hơ hấp đã khẳng địng vai trị của những sản phẩm trung gian xuất hiện trên con đường chuyển hố phân tử hữu cơ tới các sản phẩm ơxi hố cuối cùng là CO2 và H2O.
Những chất này là những chất thiên thân, những chất trao đổi trong nhiều khâu của quá trình trao đổi chất chung của tế bào.
2. Lịch sử nghiên cứu về hơ hấp
Học thuyết hơ hấp thực vật bắt đầu phát triển từ cuối thế kỉ XVIII. Từ năm 1779 – 1780, các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng, xây xanh tuỳ theo điều kiện chiếu sáng khơng chỉ cĩ khả năng hấp thụ CO2, thải O2, mà ngược lại, cịn cĩ khả năng thải CO2
trong khi hấp thụ O2.
20 năm sau đĩ, người ta đã chứng minh sự tồn tại trong cây xanh 2 quá trình trao đổi khí đối lập nhau. Trong đĩ sự thải CO2 và thấp thụ O2 diễn ra ở các phần xanh của cây chỉ trong tối, cịn ngồi phần khơng xanh sự trao đổi diễn ra ở cả trong tối cũng như ngồi sáng.
Tuy nhiên, vào thời kì đĩ, người ta vẫn khơng cẩn thận rằng, cây xanh cĩ khả năng hơ hấp bởi vì chúng cĩ các cơ quan hơ hấp chuyên hố như ở động vật.
Ngọc Hải
Vào cuối thế kỉ XIX và đầu thế kỉ XX, người ta đã thu được những dẫn liệu thực nghiệm cĩ giá trị hướng tới việc giải thích bản chất của tất cả những nhân tố tạo cho tế bào sống cĩ khả năng thực hiện ơxi hố chất hữu cơ trong điều kiện sinh học khơng nhận năng lượng từ bên ngồi.
Từ thế kỉ XX trở đi, cĩ nhiều cơng trình tìm hiểu về bản chất hố học và cơ chế enzim học của hơ hấp. Những quy luật về hơ hấp cơ thể động vật được ứng dụng cho thực vật. Ngồi ra, ở cơ thể thực vật, hệ thống xúc tác cho hơ hấp cịn phức tạp hơn.
Theo những quan niệm hiện đại thì hơ hấp hiếu khi xuất hiện chỉ sau khi ơxi hố tự do xuất hiện trên khí quyển của Trái Đất. Trước khi xuất hiện cây xanh, ở những cơ thể sống trên hành tinh của chúng ta, sự trao đổi năng lượng được thực hiện bằng con đường kị khí tức khơng cĩ sự tham gia của ơxi tự do. Tuy cĩ sự xuất hiện của chức năng mới (quá trình hiếu khí) những chức năng cũ (quá trình kị khí) vẫn khơng bị mất đi mà ngược lại, nĩ cịn là một bộ phận cần thiết của sự hơ hấp hiếu khí.