Giải chi tiết Sinh học 11 Cánh diều mới bài 5: Hô hấp ở thực vật
Giải bài 5: Hô hấp ở thực vật sách sinh học 11 cánh diều. Phần đáp án chuẩn, hướng dẫn giải chi tiết cho từng bài tập có trong chương trình học của sách giáo khoa. Hi vọng, các em học sinh hiểu và nắm vững kiến thức bài học.
Mở đầu
Khi bị ngập úng, mặc dù xung quanh gốc cây có rất nhiều nước nhưng cây vẫn bị chết héo. Giải thích hiện tượng này.
Hướng dẫn trả lời:
Khi đất bị ngập nước, oxy trong không khí không thể khuếch tán vào đất, rễ cây không thể lấy oxy để hô hấp. Nếu như quá trình ngập úng kéo dài, sẽ gây ra hiện tượng hô hấp kị khí sinh ra các chất độc hại đối với tế bào lông hút, các lông hút trên rễ sẽ bị chết, rễ bị thối hỏng, không còn lấy được nước và các chất dinh dưỡng cho cây, làm cho cây bị chết.
HÌNH THÀNH KIẾN THỨC MỚI
I. KHÁI QUÁT VỀ HÔ HẤP Ở THỰC VẬT
Câu hỏi 1: Dựa vào phương trình tổng quát, cho biết bản chất của quá trình hô hấp ở thực vật.
PTTQ: C6H12O6 + 6 O2 -> 6 CO2 + 6 H2O + Q (ATP + nhiệt)
Hướng dẫn trả lời:
Bản chất của quá trình hô hấp ở thực vật là quá trình oxy hóa hợp chất hữu cơ thành CO2 và H2O, đồng thời giải phóng năng lượng dưới dạng ATP cung cấp cho các hoạt động sống của cơ thể.
Câu hỏi 2: Dựa vào hình 5.1, trình bày các giai đoạn của quá trình hô hấp ở thực vật
Hướng dẫn trả lời:
Quá trình hô hấp ở thực vật được chia thành ba giai đoạn:
- Đường phân diễn ra ở tế bào chất
- Phản ứng oxy hóa pyruvix aicd thành acetyl - CoA diễn ra ở ti thể
- Chu trình Krebs diễn ra ở ti thể
Câu hỏi 3: Phân tích vai trò của quá trình hô hấp đối với thực vật.
Hướng dẫn trả lời:
Vai trò chuyển hóa năng lượng: Quá trình hô hấp giải phóng và chuyển hóa năng lượng tích lũy trong các hợp chất hữu cơ thành năng lượng tích lũy trong các phân tử ATP, dạng năng lượng này được tế bào và cơ thể thực vật sử dụng cho nhiều hoạt động sống như hấp thụ, vận chuyển và trao đổi chất, cảm ứng, sinh trưởng và phát triển, ... Bên cạnh dó, một lượng lớn năng lượng được chuyển hóa thành năng lượng nhiệt giúp thực vật chống chịu điều kiện lạnh. Nhiệt độ cơ thể thực vật tăng cũng giúp bay hơi một số hợp chất dẫn dụ côn trùng tham gia quá trình thụ phấn
Vai trò trao đổi chất: Quá trình hô hấp tạo ra các chất trung gian, chúng là nguyên liệu của các quá trình tổng hợp nhiều chất hữu cơ khác nhau cho tế bào và cơ thể thực vật
II. MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HÔ HẤP Ở THỰC VẬT
Câu hỏi 1: Quá trình hô hấp sẽ bị ảnh hưởng như thế nào nếu thiếu nước?
Hướng dẫn trả lời:
Hàm lượng nước ảnh hưởng đến áp suất thẩm thấu của tế bào và hoạt động của các enzyme trong quá trình hô hấp. Thực vật thường sử dụng nguồn carbon dự trữ là tinh bột làm nguyên liệu của quá trình hô hấp, nước cần thiết cho quá trình thủy phân biến đổi tinh bột thành glucose - nguyên liệu trực tiếp của quá trình hô hấp. Vì vậy, muốn tăng cường độ hô hấp thì cần phải tăng hàm lượng nước trong tế bào và cơ thể thực vật.
Câu hỏi 2: Phân tích ảnh hưởng của nồng độ O2 đến quá trình hô hấp
Hướng dẫn trả lời:
O2 là nguyên liệu của quá trình hô hấp, do đó thực vật phát triển tốt khi được cung cấp đủ O2. Nếu nồng độ O2 giảm xuống dưới 10% thì quá trình hô hấp sẽ bị ảnh hưởng. Ở thực vật, khi môi trường thiếu O2, các tế bào thực vật sẽ chuyển hóa glucose theo con đường lên men. Glucose được chuyển hóa thành pyruvic acid, sau đó từ pyruvix acid chuyển thành lactic acid hoặc ethanol
Câu hỏi 3: Nhiệt độ ảnh hưởng như thế nào đến quá trình hô hấp ở thực vật?
Hướng dẫn trả lời:
Nhiệt độ tối ưu cho quá trình hô hấp của thực vật trong khoảng . Trên
, tốc độ hô hấp giảm vì nhiệt độ cao làm biến tính và giảm hoạt tính của enzyme hô hấp. Ở nhiệt độ khoảng
, cường độ hô hấp của thực vật khá thấp. Trong khoảng nhiệt độ từ
, cường độ hô hấp tăng khoảng 2 - 2,5 lần khi nhiệt độ tăng
Câu hỏi 4: Tại sao nồng độ CO2 cao ảnh hưởng không tốt đến hô hấp ở thực vật?
Hướng dẫn trả lời:
CO2 là sản phẩm của quá trình hô hấp. Tăng nồng độ CO2 trong khí quyển sẽ gây ức chế và làm giảm cường độ hô hấp, ức chế các quá trình sinh lí của thực vật, đặc biệt là sự nảy mầm của hạt. Ở môi trường đất nghèo O2, hàm lượng CO2 tích tụ nhiều do quá trình hô hấp của vi sinh vật sẽ ảnh hưởng không tốt tới tốc độ sinh trưởng của sinh vật
III. MỐI QUAN HỆ GIỮA QUANG HỢP VÀ HÔ HẤP
Phân tích mối quan hệ giữa quang hợp và hô hấp ở thực vật.
Hướng dẫn trả lời:
Quang hợp và hô hấp là hai mặt của một quá trình thống nhất - quá trình trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng. Sản phẩm của quang hợp là nguyên liệu cho hô hấp. Ngược lại, sản phẩm của hô hấp lại là nguyên liệu cho quang hợp. Thông qua quang hợp và hô hấp, năng lượng ánh sáng được chuyển hóa thành năng lượng hóa học tích lũy trong ATP.
IV, THỰC HÀNH
Học sinh trình bày thí nghiệm hô hấp ở thực vật và giải thích kết quả thu được.
Hướng dẫn trả lời:
Bình chứa hạt nảy mầm không tưới nước ấm hô hấp và tạo CO2. Ngọn lửa gặp lượng lớn CO2 sẽ bị tắt do không có O2 duy trì sự cháy. Ngọn lửa vào bình chứa hạt đã tới nước ấm sẽ vẫn cháy vì hạt đã bị chết, không thể hô hấp để tạo CO2
LUYỆN TẬP
Hoàn thành bảng 5.1.
Bảng 5.1. Các giai đoạn của quá trình hô hấp ở thực vật
| Đường phân | Oxy hóa pyruvix aicd và chu trình Krebs | Chuỗi truyền electron |
Nơi diễn ra | ? | ? | ? |
Nguyên liệu | ? | ? | ? |
Sản phẩm | ? | ? | ? |
Số lượng ATP hình thành | ? | ? | ?
|
Hướng dẫn trả lời:
| Đường phân | Oxy hóa pyruvix aicd và chu trình Krebs | Chuỗi truyền electron |
Nơi diễn ra | Tế bào chất | Ti thể | Ti thể |
Nguyên liệu | Glucose, NADH | Pyruvic acid, Acetyl - CoA, NADH, FADH | O2, NADP và FADH2. |
Sản phẩm | 2 ATP | 6 CO2, 2ATP | 26 - 28 ATP, 6H2O |
Số lượng ATP hình thành | 2 | 2 | 26 - 28
|
VẬN DỤNG
Câu hỏi 1: Nêu một số biện pháp bảo quản rau xanh và hoa quả dựa trên nguyên tắc ức chế quá trình hô hấp.
Hướng dẫn trả lời:
Một số biện pháp bảo quản nông sản:
- Bảo quản bằng việc sấy khô: Biện pháp này làm giảm lượng nước trong nông sản đưa các cơ quan vào trạng thái ngủ, hô hấp giảm, thường được sử dụng để bảo quản các loại hạt. Trước khi đưa hạt vào kho, hạt được phơi khô hoặc sấy đến độ ẩm khoảng 10 – 15% tùy theo từng loại hạt.
- Bảo quản lạnh: Nhiệt độ thấp có tác dụng làm giảm hô hấp và các hoạt động trao đổi chất khác, giảm thoát hơi nước, giảm sự sản sinh cũng như tác động của ethylen, đồng thời ức chế sự sinh trưởng phát triển của nấm, khuẩn giúp nông sản tươi mới, phần lớn các loại thực phẩm, rau củ quả, hoa được bảo quản bằng phương pháp này.
- Bảo quản trong nồng độ CO2 cao: Trong môi trường nồng độ CO2 cao hơn 40% làm hô hấp bị ức chế. Biện pháp này thường sử dụng trong các kho kín được bơm nồng độ CO2 cao hoặc đơn giản hơn là cho nông sản vào các túi polyetilen.
Câu hỏi 2: Vì sao các hạt như lúa, ngô, đậu cần phải phơi khô trước khi bảo quản? Ngược lại, các hạt này cần phải ngâm vào trong nước trước khi gieo?
Hướng dẫn trả lời:
Đem phơi khô hạt sẽ làm giảm hàm lượng nước trong hạt xuống mới tối thiểu nhằm hạn chế tốc độ hô hấp tế bào và ảnh hưởng của các vi sinh vật gây hại. Nhờ đó, vừa kéo dài được thời gian bảo quản vừa giữ được khả năng nảy mầm của hạt.
Trước khi gieo, người ta thường ngâm hạt trong nước ấm để hạt dễ nảy mầm, phát triển nhanh vì nước ấm giúp kích thích các tế bào trong hạt giống thực hiện quá trình hô hấp.
Câu hỏi 3: Năng suất cây trồng tăng khi quá trình quang hợp hay hô hấp chiếm ưu thế? Giải thích.
Hướng dẫn trả lời:
Rõ ràng là 90 – 95% sản phẩm thu hoạch của cây lấy từ và thông qua hoạt động quang hợp. Chính vì vậy chúng ta có thể khẳng định rằng: Quang hợp quyết định 90 – 95% năng suất cây trồng.