BÀI 5: HÔ HẤP Ở THỰC VẬT

(19 câu)

1. NHẬN BIẾT (3 câu)

Câu 1. Hô hấp ở thực vật là? 

Trả lời:

Hô hấp ở thực vật là quá trình phân giải các hợp chất hữu cơ phức tạp, phổ biến là Carbonhydrate thành các chất đơn giản, đồng thời tạo ATP và nhiệt năng.

Câu 2. Hãy nêu vai trò của hô hấp đối với thực vật?

Trả lời:

- Năng lượng (ATP) sinh ra từ quá trình hô hấp của cây được sử dụng cho hầu hết các hoạt động của cây như tổng hợp và vận chuyển các chất, sinh trưởng, cảm ứng, phản xạ,…

- Nhiệt năng giải phóng từ hô hấp giúp duy trì nhiệt độ cơ thể, đảm bảo cho các hoạt động sống bình thường của cơ thể.

- Các sản phẩm trung gian của hô hấp là nguyên liệu để tổng hợp các chất hữu cơ trong cơ thể như acid béo, protein,…

Câu 3. Những yếu tố ảnh hưởng đến hô hấp là?

Trả lời:

Nước; Nồng độ Oxy; Nồng độ Carbonic; Nhiệt độ.

2. THÔNG HIỂU (6 câu)

Câu 1. Trình bày quá trình đường phân trong hô hấp ở thực vật?

Trả lời:

* Quá trình đường phân xảy ra trong các tế bào thực vật, chủ yếu là trong mô tế bào bên trong các cơ quan lưu trữ như rễ, củ, quả, hạt và rễ nạc.

- Trong quá trình đường phân, glucose được phân hủy thành pyruvate thông qua quá trình lysis glycolysis => Pyruvate sau đó được chuyển đổi thành ethanol hoặc lactate trong quá trình lactic acid fermentation hoặc ethanol fermentation. 

- Trong quá trình đường phân, còn sản xuất ra ATP: ATP được tạo ra khi các phân tử ADP và phosphate kết hợp với nhau thông qua phản ứng trung gian của glycolysis. 

- Ngoài ra, quá trình đường phân còn cung cấp các sản phẩm phụ quan trọng cho các quá trình sinh tổng hợp như CO2 và pyruvate.

- Quá trình đường phân thường chỉ xảy ra trong điều kiện oxy hạn chế, chẳng hạn như khi tế bào thực vật bị tổn thương hoặc không có đủ oxy để thực hiện quá trình hô hấp bình thường. 

Câu 2. Trình bày quá trình oxi hóa pyruvic acid và chu trình Krebs trong hô hấp ở thực vật?

Trả lời:

- Trong quá trình oxi hóa pyruvic acid, pyruvate được chuyển hóa thành acetyl-CoA, một phân tử được sử dụng để bắt đầu chu trình Krebs. 

+ Pyruvate được vận chuyển vào mitochondria và bị oxi hóa thông qua quá trình oxi hóa hoàn toàn. 

+ Các phân tử NAD+ được khử thành NADH, tạo ra một số ATP và CO2 được sản xuất như sản phẩm phụ.

+ Acetyl-CoA được kết hợp với oxaloacetate để tạo thành citrate trong chu trình Krebs, còn được gọi là chu kỳ axit citric. 

+ Citrate bị phân hủy và tái hợp thành các phân tử khác như succinate và fumarate, tạo ra một số phân tử ATP và CO2. 

+ NAD+ và FAD cũng được khử thành NADH và FADH2, tạo ra thêm phân tử ATP.

+ Các phân tử NADH và FADH2  sau đó được dẫn vào chu trình hô hấp oxy hóa để sản xuất ATP. 

Câu 3. Trình bày quá trình chuỗi truyền electron trong hô hấp ở thực vật?

Trả lời:

- Quá trình bắt đầu với NADH và FADH2, các phân tử đã được sản xuất trong quá trình oxi hóa pyruvic acid và chu trình Krebs. Những phân tử này được vận chuyển vào chuỗi truyền electron trong màng mitochondria.

- Trong chuỗi truyền electron

+ Các phân tử NADH và FADH2 đưa các điện tử vào các phân tử protein của các hệ thống nhận điện tử, được gọi là các phức hợp I, II, III và IV. 

+ Khi điện tử di chuyển qua các phức hợp này, chúng mất năng lượng và giải phóng năng lượng này dưới dạng proton (H+) từ môi trường trong màng mitochondria ra môi trường bên ngoài. 

+ Năng lượng này được sử dụng để tạo ra lượng proton cân bằng proton ngoài và proton trong màng, giúp tạo ra sức đẩy proton. Sức đẩy proton này sau đó được sử dụng để sản xuất ATP.

+ Điện tử được chuyển đến phân tử oxy để tạo thành nước. 

Câu 4. Trình bày các yếu tố ảnh hưởng đến hô hấp ở thực vật?

Trả lời:

- Nhiệt độ: Nhiệt độ thấp sẽ làm chậm quá trình hô hấp, trong khi nhiệt độ cao quá mức có thể gây hại cho màng tế bào của thực vật.

- Ánh sáng: Thực vật cần ánh sáng để sản xuất năng lượng và sinh tồn, trừ khi chúng ở trong điều kiện bóng râm hoặc từ xa ánh sáng.

- Khí oxy: Thực vật tiếp nhận khí oxy bằng cách hút nó vào các lỗ trên lá và sử dụng nó để tạo ra năng lượng cho quá trình hô hấp.

- Độ ẩm: Không khí quá khô có thể gây làm khô phiến lá và gây ảnh hưởng đến quá trình hô hấp.

- Đất: Đất có thể cung cấp nước và các chất dinh dưỡng cho thực vật, qua đó ảnh hưởng đến quá trình hô hấp của chúng.

Câu 5. Phân tích mối quan hệ của hô hấp và quang hợp ở thực vật?

Trả lời:

* Mối quan hệ giữa hô hấp và quang hợp:

1. Bổ sung cho nhau:

- Quang hợp sản xuất glucose và O2: O2 giúp cho quá trình hô hấp diễn ra, và glucose là nguồn năng lượng cho hoạt động của các tế bào thực vật.

- Hô hấp tiêu thụ glucose và O2 và sản xuất CO2 và H2O: Các sản phẩm này lại được sử dụng trong quá trình quang hợp.

1. Cân bằng sự tồn tại:

- Cả hai quá trình đều cần kết hợp để duy trì sự sống của thực vật.

- Quang hợp giúp cây tổng hợp glucose vào ban ngày, còn hô hấp xảy ra liên tục: ban ngày hỗ trợ cho quang hợp cung cấp năng lượng, ban đêm phục hồi được nỗ lực chiều trong các hoạt động sinh trưởng và phát triển.

Câu 6. Phân tích tính ứng dụng của nghiên cứu khoa học về hô hấp ở thực vật?

Trả lời:

Dưới đây là một số ứng dụng của nghiên cứu này:

- Nắm được quá trình hô hấp của thực vật, đặc biệt là quá trình sản xuất năng lượng, giúp nâng cao hiệu suất sinh trưởng và sản xuất của nông nghiệp. Việc tăng cường hô hấp ở cây trồng sẽ giúp tăng năng suất và chất lượng của sản phẩm.

- Hiểu rõ quá trình hô hấp của thực vật cũng giúp phát hiện các tác nhân gây hại cho cây trồng => có thể phát triển những biện pháp phòng chống dịch bệnh hiệu quả.

- Nghiên cứu về hô hấp ở thực vật cũng giúp hiểu rõ hơn về sự phát triển và chuyển hóa của chất trong cây trồng từ đó tạo nên các sản phẩm thực phẩm, đồ gia dụng, giấy tờ, thuốc và các sản phẩm khác.

- Nghiên cứu về hô hấp ở thực vật cũng cung cấp thông tin quan trọng cho lĩnh vực xử lý môi trường. 

- Nghiên cứu về hô hấp ở thực vật cũng giúp hiểu rõ hơn về sự khác biệt giữa các loài thực vật và cách chúng tương tác với môi trường, từ đó giúp bảo vệ đa dạng sinh học của hệ sinh thái.

3. VẬN DỤNG (7 câu)

Câu 1. Trước khi gieo trồng hạt thóc giống để lấy mạ mang đi cấy, người ta hay ngâm và ủ thốc giống trong trong nước. Hãy giải thích mặt khoa học của việc làm này?

Trả lời:

- Hạt thóc giống phải được ngâm trong nước mới nảy mầm, vì nước vừa là chất vừa là chất tham gia trực tiếp vào các phản ứng hóa học trong hô hấp tế bào và thúc đẩy nhanh quá trình kích thích hạt nảy mầm. 

- Sau khi ngâm ủ hạt, tức là đã cung cấp đủ nước và nhiệt độ, lúc này bên trong hạt xảy ra phản ứng hóa học, phản ứng này sinh ra các hormone kích thích sự phát triển của các tế bào trong chồi và rễ của chồi. Hormone là những yếu tố bên trong, bao gồm auxin, gibberellin và cytokinin.

Câu 2. rình bày quá trình hô hấp diễn ra trong môi trường ngập nước ở thực vật?

Trả lời:

Ở môi trường ngập nước, các thực vật có cơ chế hô hấp riêng biệt. Chúng thường phát triển hệ thống giúp cho khí oxi dễ dàng chạy đến các tế bào. Cụ thể, thực vật có mô ngập nước sẽ có thêm mô aerenchym, hỗ trợ vận chuyển khí. 

Quá trình hô hấp sầm uất tương tự như thực vật trên cạn: khí tốt điện giải (CO2 và O2) được hấp thu và giải phóng thông qua lỗ khí.

Câu 3. Giải thích vai trò của màng thylakoid trong quá trình hô hấp của thực vật?

Trả lời:

Màng thylakoid (thylakoid membrane) chính là nơi diễn ra quá trình quang hợp. Nó đóng vai trò cốt lõi trong việc hấp thu ánh sáng, tạo ATP và NADPH cung cấp năng lượng cho quá trình hô hấp và tạo ra các hợp chất hữu cơ.

Câu 4. Đề cập đến ảnh hưởng của việc hạn chế hô hấp trên sự sinh trưởng của thực vật?

Trả lời:

Hạn chế hô hấp ảnh hưởng đến sinh sản, phát triển và sinh trưởng của thực vật. Việc không cung cấp đủ O2 cho quá trình hô hấp sẽ làm giảm độ run trong quá trình tạo ATP, do đó dẫn đến thiếu năng lượng cho việc tạo ra hợp chất hữu cơ và sinh trưởng.

Câu 5. Tại sao đóng khí khổng trong ngày nóng lại là một cách tự bảo vệ của thực vật?

Trả lời:

Đóng khia khổng trong ngày nóng hạn chế sự mất nước do quá trình thoát hơi. Điều này giúp thực vật giảm thiểu sự cạnh tranh về nguồn nước, giữ ẩm và năng lượng, từ đó đảm bảo quá trình sinh trưởng và phát triển.

Câu 6. Làm thế nào cây có thể thực hiện quá trình hô hấp trong điều kiện thiếu oxy?

Trả lời:

Trong trường hợp thiếu oxy, các tế bào trong cây có thể chuyển sang thực hiện quá trình lên men để tạo ra năng lượng.

Câu 7. Tại sao việc giảm thiểu độ ẩm có thể gây ra sự suy giảm của quá trình hô hấp ở cây trồng?

Trả lời:

Độ ẩm là yếu tố quan trọng cho quá trình trao đổi khí trong quá trình hô hấp của cây. Khi độ ẩm giảm, quá trình trao đổi khí giữa cây và môi trường bên ngoài sẽ bị giảm, từ đó làm giảm hiệu suất của quá trình hô hấp.

4. VẬN DỤNG CAO (3 câu)

Câu 1. Một loại thực vật khi điều kiện thích hợp có tỉ lệ chuyển hóa năng lượng từ ánh sáng mặt trời sang năng lượng hóa học trong quá trình quang hợp là 0,4. Giả sử thực vật nhận được 2000 J năng lượng ánh sáng mặt trời. Hãy tính hiệu suất hô hấp của thực vật và năng lượng hóa học thu được trong quá trình quang hợp?

Trả lời:

- Bước 1: Tính năng lượng hóa học thu được trong quá trình quang hợp.

Năng lượng hóa học = Tỉ lệ chuyển hóa năng lượng x Năng lượng ánh sáng

Năng lượng hóa học = 0,4 x 2000 J 

- Bước 2: Tính hiệu suất hô hấp

Hiệu suất hô hấp = (Năng lượng hóa học thu được trong quá trình quang hợp / Năng lượng ánh sáng mặt trời) x 100%

Hiệu suất hô hấp = (0,4 x 2000 J / 2000 J) x 100%

Đáp án:

- Năng lượng hóa học thu được trong quá trình quang hợp là 800 J.

- Hiệu suất hô hấp của thực vật là 40%.

Câu 2. Tại sao các loài cây khác nhau có thể có quá trình hô hấp khác nhau? 

Trả lời:

Sự khác nhau trong quá trình hô hấp của các loài cây phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau. Mỗi loài cây có cấu trúc tế bào và hệ thống rễ khác nhau, ảnh hưởng đến khả năng thu nạp các chất dinh dưỡng và khí oxy. Ngoài ra, các loài cây sống trong môi trường khác nhau, có các điều kiện thời tiết và độ ẩm khác nhau, điều này cũng có thể ảnh hưởng đến tốc độ hô hấp của cây. 

Hơn nữa, các loài cây có thể có các enzym và quá trình chuyển hóa khác nhau trong quá trình hô hấp, dẫn đến các tốc độ hô hấp và sản phẩm khác nhau. Tất cả những yếu tố này đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra sự khác biệt giữa các loài cây trong quá trình hô hấp.

Câu 3. Làm thế nào các quá trình hô hấp ở các bộ phận khác nhau của một cây có thể được đồng bộ hóa để đảm bảo rằng toàn bộ cây có đủ năng lượng để sinh trưởng và phát triển? 

Trả lời:

Các quá trình hô hấp ở các bộ phận khác nhau của một cây được đồng bộ hóa thông qua cơ chế điều chỉnh của hormon. Cụ thể, hormon etylen được sản xuất ở vùng gốc và được truyền đến các bộ phận khác của cây để điều chỉnh quá trình hô hấp. Etylen giúp tăng tốc độ hô hấp ở các bộ phận của cây cần nhiều năng lượng hơn, như lá và hoa, trong khi giảm tốc độ hô hấp ở các bộ phận không cần nhiều năng lượng hơn, như rễ. Điều này đảm bảo rằng toàn bộ cây có đủ năng lượng để sinh trưởng và phát triển. Ngoài ra, quá trình đồng bộ hóa còn được điều chỉnh bởi các yếu tố môi trường như ánh sáng, nhiệt độ và độ ẩm, cùng với sự tương tác giữa các gen và protein điều chỉnh quá trình trao đổi chất của cây..