Giải chi tiết Sinh học 11 Kết nối mới bài 6: Hô hấp ở thực vật

Mở đầu

Để thực hiện các hoạt động sống như trao đổi nước, khoáng, sinh trưởng, phát triển, sinh sản, ... thực vật sử dụng nguồn năng lượng do quá trình nào cung cấp?

Hướng dẫn trả lời:

I. KHÁI QUÁT VỀ HÔ HẤP Ở THỰC VẬT

II. CÁC CON ĐƯỜNG HÔ HẤP Ở THỰC VẬT

DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM

Câu hỏi 1: Nêu khái niệm hô hấp ở thực vật và phân tích vai trò của hô hấp đối với cơ thể thực vật.

Hướng dẫn trả lời:

Khái niệm: Hô hấp là quá trình phân giải các hợp chất hữu cơ phức tạp, phổ biến là carbohydrate thành các chất đơn giản, đồng thời tạo ra ATP và nhiệt năng.

Vai trò của hô hấp: Năng lượng (dưới dạng ATP) sinh ra từ hô hấp được sử dụng cho hầu hết các hoạt động sống của cây như tổng hợp và vận chuyển các chất, sinh trưởng và phát triển, cảm ứng, ... Nhiệt năng được giải phóng ra trong hô hấp giúp duy trì nhiệt độ cơ thể, đảm bảo cho các hoạt động sống trong cơ thể thực vật diễn ra một cách bình thường Hô hấp tạo ra các sản phẩm trung gian (đường 3 carbon, pyruvate, ...) là nguyên liệu để tổng hợp nên các hợp chất hữu cơ trong cơ thể như protein, acid béo, ...

Câu hỏi 2: Con đường hô hấp hiếu khí và lên men gồm những giai đoạn nào? Nguyên liệu và sản phẩm của từng giai đoạn là gì?

Hướng dẫn trả lời:

III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HÔ HẤP Ở THỰC VẬT

DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM

Câu hỏi 1: Tại sao để hạt nảy mầm cần cung cấp đủ nước?

Hướng dẫn trả lời:

Nước là dung môi, là môi trường cho các phản ứng hóa học xảy ra, đồng thời hoạt hóa các enzyme hô hấp. Vì vậy, nước trong mô, cơ quan, cơ thể thực vật liên quan trực tiếp đến cường độ hô hấp.

Trong giới hạn nhất định, cường độ hô hấp tỉ lệ thuận với hàm lượng nước. Các hạt khô đang ở trạng thái ngủ, nghỉ có hàm lượng nước rất thấp, khi hạt hút nước và nảy mầm thì cường độ hô hấp tăng nhanh. Chính vì vậy, để hạt nảy mầm cần cung cấp đủ nước.

Câu hỏi 2: Nước, nhiệt độ, hàm lượng O2, CO2 có ảnh hưởng như thế nào đến hô hấp ở thực vật? Giải thích.

Hướng dẫn trả lời:

Nước: Nước là dung môi, là môi trường cho các phản ứng hóa học xảy ra, đồng thời hoạt hóa các enzyme hô hấp. Vì vậy, nước trong mô, cơ quan, cơ thể thực vật liên quan trực tiếp đến cường độ hô hấp. Trong giới hạn nhất định, cường độ hô hấp tỉ lệ thuận với hàm lượng nước.

Nhiệt độ: Nhiệt độ ảnh hưởng đến hoạt động của các enzyme hô hấp, từ đó ảnh hưởng đến cường độ hô hấp. Trong giới hạn nhất định, khi nhiệt độ tăng, cường độ hô hấp cũng tăng, thúc đẩy sự nảy mầm của hạt, tạo năng lượng cung cấp cho các giai đoạn tiếp theo của cây non.

Hàm lượng O2: Khi O2 là nguyên liệu của hô hấp nên nồng độ O2  ảnh hưởng trực tiếp đến cường độ hô hấp.

Hàm lượng CO2: Hàm lượng CO2 trong không khí cao sẽ ức chế hô hấp hiếu khí, cây chuyển sang con đường lên men, tạo nhiều sản phẩm độc, gây hại cho cây trồng hoặc làm giảm sức sống của hạt. 

IV. ỨNG DỤNG CỦA HÔ HẤP Ở THỰC VẬT VÀO THỰC TIỄN

V. MỐI QUAN HỆ GIỮA QUANG HỢP VÀ HÔ HẤP

DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM

Câu hỏi 1: Sơ đồ hóa các ứng dụng thực tiễn của quá trình hô hấp ở thực vật. Vì sao điều chỉnh các yếu tố ảnh hưởng đến hô hấp có thể kéo dài thời gian bảo quản nông sản và góp phần nâng cao năng suất cây trồng?

Hướng dẫn trả lời:

Nhờ hiểu biết về hô hấp ở thực vật đã giúp con người vận dụng chúng để đáp ứng nhu cầu của cây trồng, giảm thiểu những yếu tố khiến cây trồng stress. Vì vậy, điều chỉnh các yếu tố ảnh hưởng đến hô hấp có thể kéo dài thời gian bảo quản nông sản và góp phần nâng cao năng suất cây trồng

Câu hỏi 2: Quan sát Hình 6.2, hãy phân tích mối quan hệ giữa 2 quá trình quang hợp và hô hấp ở thực vật.

Hướng dẫn trả lời:

Hai quá trình này liên quan chặt chẽ với nhau, trong đó quang hợp tạo ra chất hữu cơ và O2 cung cấp nguyên liệu cho quá trình hô hấp. Ngược lại CO2 là sản phẩm của hô hấp được sử dụng làm nguyên liệu cho quang hợp.

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.

LUYỆN TẬP VÀ VẬN DỤNG

Câu hỏi 1: Tại sao trong quá trình bảo quản nông sản, cần đưa cường độ hô hấp của nông sản về mức tối thiểu?

Hướng dẫn trả lời:

Duy trì cường độ hô hấp của nông sản ở mức tối thiểu để sự hao hụt xảy ra ở mức thấp nhất vì hô hấp là quá trình phân giải các chất hữu cơ dự trữ trong các sản phẩm. Bên cạnh đó nếu hô hấp mạnh sẽ là môi trường bảo quản có thể dẫn đến phân giải kị khí làm cho thực phẩm nhanh hỏng hoặc tích lũy các chất có hại.

Câu hỏi 2: Giải thích cơ sở khoa học của việc ngâm hạt giống vào nước và ủ hạt trước khi gieo trồng.

Hướng dẫn trả lời:

Hạt phải được ngâm trong nước mới nảy mầm, vì nước là chất tham gia trực tiếp vào các phản ứng hóa học trong hô hấp tế bào và thúc đẩy nhanh quấ 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 (auxin, gibberellin và cytokinin) kích thích sự phát triển của các tế bào trong chồi và rễ của chồi. Để giúp hạt nhanh nảy mầm, người ta thường ngâm hạt trong dung dịch có các chất này để tăng tính kích thích của hạt.

Câu hỏi 3: Hãy nêu các biện pháp bảo quản nông sản mà em biết. Giải thích cơ sở khoa học của việc rau trong siêu thị được bảo quản trong túi nylon đục lỗ và để trong tủ mát.

Hướng dẫn trả lời:

Một số biện pháp bảo quản nông sản:

• Bảo quản đông lạnh (thịt, rau, ...)
• Sây khô, phơi khô (lúa, ngô, các loại hạt, ...)
• Bảo quản trong điều kiện nồng độ khí CO2 cao 

Cơ sở khoa học của việc rau trong siêu thị được bảo quản trong túi nylon đục lỗ và để trong tủ mát: 

• Túi nylon đục lỗ được sử dụng vì nó cho phép lưu thông khí giúp rau hô hấp dễ dàng hơn và duy trì độ ẩm rau. Rau cần khí oxy để thực hiện qusa trình hô hấp để duy trì sự sống, và trong quá trình này, nó tiêu thụ oxy và thải khí CO2. Nếu rau bị bao phủ kín, lượng oxy có thể giảm và lượng CO2 tăng lên, gây hại cho rau.
• Việc để rau trong tủ mát có thể giúp kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm. Nhiệt độ thích hợp để bảo quản rau là khoảng từ 0 - 5 độ C. vì ở nhiệt độ này, quá trình hô hấp chậm lại, giúp giữ cho rau tươi lâu hơn.

Câu hỏi 4: Hãy giải thích vai trò của hô hấp đối với sự hút nước và khoáng của cây. Hiểu biết này có ý nghĩa gì trong trồng trọt?

Hướng dẫn trả lời:

Quá tình hấp thụ nước và chất khoáng liên quan chặt chẽ với quá trình hô hấp của rễ bởi vì:

• ATP sản phẩm của quá trình hô hấp tham gia vào quá trình vận chuyển chủ động chất khoáng, CO2 sản phẩm của quá trình hô hấp tham gia vào quá trình hút bám trao đổi.
• Các sản phẩm trung gian của hô hấp và sự hấp thụ các chất khoáng làm tăng áp suất thẩm thấu của tế bào làm tăng khả năng hút nước của tế bào.

Hiểu biết về điều này giúp cho con người điều chỉnh lượng nước và khoáng cần thiết cho cây trồng, đáp ứng nhu cầu cần thiết cho cây trồng phù hợp những giai đoạn sinh trưởng và phát triển của cây trồng, tạo điều kiện thuận lợi cho cây trồng phát triển tốt, có năng suất cao.