1

Chương 5
HÔ HẤP CỦA THỰC VẬT

5.1. Khái niệm hô hấp.
5.1.1. Khái niệm chung về hô hấp.
Hô hấp là quá trình phân giải các chất hữu cơ trong tế bào, giải phóng
năng lượng cung cấp cho các hoạt động sống của cơ thể. Hô hấp được đặc
trưng phương trình tổng quát sau:
C
H
6 12
O + 6O → 6CO + 6H O (Q(calo) = - 674 Kcalo/M)
6 2 2 2
Qua phương trình tổng quát trên chưa nêu được tính chất phức tạp
của quá trình hô hấp. Quá trình hô hấp diễn ra qua 2 giai đoạn với nhiều
phản ứng phức tạp.
- Trước hết chất hữu cơ, đặc trưng là glucose (C H
6 12
O
6
) bị phân giải
tạo các hợp chất trung gian có thế khử cao sẽ tham gia chuỗi hô hấp ở giai
đoạn 2.
- Từ các chất dạng khử thực hiện chuỗi hô hấp. Qua chuỗi hô hấp
năng lượng e thải ra được dùng để thực hiện quá trình tổng hợp ATP – quá
trình photphoryl hoá.
Như vậy về thực chất hô hấp là hệ thống oxi hoá - khử tách H
2

tranh ánh sáng với quang hợp ....(xem phần quang hợp).
5.2. Các con đường biến đổi cơ chất hô hấp.
Trong quá trình hô hấp nhiều cơ chất như gluxit, protein, lipid ....
được dùng làm nguyên liệu khởi đầu. Các cơ chất bằng các con đường
riêng biến đổi thành các sản phẩm trung gian, từ đó tham gia vào con
đường của hô hấp tế bào. Cơ chất chủ yếu của hô hấp tế bào là gucose. Sự
biến đổi glucose xảy ra bằng nhiều con đường khác nhau. Tuỳ đIều kiện
mà hô hấp tiến hành theo 2 hình thức: hô hấp hiếu khí (gọi tắt là hô hấp )
và hô hấp kỵ khí – lên men (thường gọi là lên men).
5.2.1. Hô hấp hiếu khí.
Hô hấp hiếu khí là quá trình hô hấp có sự tham gia của O
2
, là quá
trình hô hấp xảy ra trong môi trường hiếu khí – môi trường có O
.
2
Hô hấp hiéu khí xảy ra trong thực vật với nhiều con đường khác
nhau:
Đường phân – Chu trình Crebs
Chu trình pentozo photphat.
Chu trình glyoxilic.
5.2.1.1. Hô hấp hiếu khí theo đường phân – chu trình Crebs.
Hô hấp hiếu khí qua đường phân và chu trình Crebs là con đường
chính của hô hấp tế bào, xảy ra phổ biến ở mọi sinh vật và mọi tế bào.
Hô hấp theo con đường này xảy ra qua 3 giai đoạn:
- Đường phân tiến hành trong tế bào chất.
- Chu trình Crebs tiến hành trong cơ chất ty thể.
- Sự vận chuyển điện tử xảy ra trong màng ty thể.
* Đường phân: là giai đoạn phân huỷ phân tử glucose tạo ra axit
pyruvic và NADH

2
thực hiện chuỗi hô hấp để tạo 2H O.
24

2NADH + O → 2NAD + 2H O.
2 2 2
Vậy kết quả của chu trình đường phân trong hô hấp hiếu khí sẽ là:
C H
6 12
O + O → 2CH COCOOH + 2H O
6 2 3 2
* Chu trình Crebs: Sau khi đường phân phân huỷ glucose tạo ra
Axit pyruvic, trong điều kiện hiếu khí Axit pyruvic tiếp tục bị phân huỷ
hoàn toàn. Sự phân huỷ này xảy ra theo chu trình được H.Crebs và
SZ. khám phá từ năm 1937. Đó là chu trình Crebs.
gyogy
&&
Quá trình phân huỷ axit pyruvic qua chu trình Crebs xảy ra trong cơ
chất ty thể nhờ sự xúc tác nhiều hệ enzime. Bản chất của các phản ứng xảy
ra trong chu trình Crebs chủ yếu là decacboxyl hoá và dehydro hoá axit
pyruvic.
Chu trình gồm 2 phần:
và các coenzime khử.
- Phân huỷ axit pyruvic tạo CO
2
- Các coenzime khử thực hiện chuỗi hô hấp để tạo H
2

6
+ O → 2CH COCOOH + H
2 3 2
O
được phương trình tổng quát của hô hấp hiếu khí
C H
6 12
O
6
+ O → 6CO + 6H
2 2 2
O
Chu trình Crebs tạo 4NADH , 1FADH
2 2
và 1 ATP. Các coenzime khử
NADH và FADH thực hiện chuỗi hô hấp sẽ tổng hợp ATP:
2 2
4ADNH × 3 = 12 ATP
2
1 FADH
2
× 2 = 2 ATP
1ATP = 1ATP
---------------------------------
15ATP
Như vậy cứ 1 Axit pyruvic phân huỷ qua chu trình tạo ra được 15
ATP, nên từ 2 A.pyruvic sẽ tạo được 30 ATP. Trong chặng đường phân
tạo ra được 2ATP + 2NADH
2
→ 8ATP. Vậy hô hấp hiếu khí cung cấp

glioxilic hoạt động để chuyển lipid thành gluxit là cơ chất cho quá trình
nay mầm.
- Chu trình glioxilic là biến dạng của chu trình Crebs nên 2 chu trình
có thể hỗ trợ lẫn nhau trong quá trình hô hấp ở cây có dầu.
- Sản phẩm trung gian của chu trình tham gia chuỗi hô hấp phụ trong
tế bào
NAD A.glicolic O
2

NADH
2
a.glioxilic H O H
catalase
O + O
2 2 2

- Các sản phẩm trung gian của chu trình glioxilic tham gia vào quang
hô hấp. 7

- Sản phẩm trung gian của chu trình glioxilic còn tham gia nhiều con
đường trao đổi chấtkhác, làm nguyên liệu tổng hợp nên nhiều chất quan
trọng trong cơ thể thực vật như chlorophyl.....
5.2.1.3. Hô hấp hiếu khí theo chu trình pentozo-P.
Phân huỷ glucose qua đường phân không phải là con đường duy nhất
mà còn có các con đường khác trong đó phổ biến nhất là con đường
pentozo-P. Con đường pentozo-P được phát hiện đầu tiên ở nấm men, sau
có ở động vật và cuối cùng ở thực vật cũng thấy có sự hiện diện của con


Hình 4. Chu trình pentozo-P
Kết quả của chu trình pentozo-P là:

C H
6 12
O
6
+ 6 H O → 6CO
2 2
+ 12H
2
(phần 1)
12H
2
+ 6 O
2
→ 12H
2
O (Phần 2)
-------------------------------------------------------------
Kết quả chung là
C
6
H
12
O
6
+ 6O
2
9

con đường này có thể lôi kéo sang làm cơ chất cho con đường kia. Ngoài
ra các sản phẩm trung gian của pentozo-P còn tham gia tổng hợp các hợp
chất thứ cấp (Từ C
4
tổng hợp cumarin, lisulin, axit benzoic, plavônic ....),
một số axit amin (Tyrozin .... ).
Ở thực vật chu trình pentozo-P được tiến hành chủ yếu ở các mô già,
mô trưởng thành đã phân hoá, ở các vùng bị bệnh, bị tổn thương có hô hấp
vết thương xảy ra. Còn ở các mô non, cac mô bình thường glucose được
phân huỷ chủ yếu theo con đường đường phân – chu trình Crebs.
5.2.2. Hô hấp kỵ khí – lên men.
Hô hấp kỵ khí là quá trình phân huỷ glucose trong đIều kiện không
có O
2
tham gia. Giai đoạn đầu của hô hấp kỵ khí là đường phân. Tuy nhiên
trong hô hấp kỵ khí đường phân chỉ xảy ra giai đoạn phân huỷ glucose
thành Axit pyruvic và NADH còn giai đoạn NADH
2 2
thực hiện chuỗi hô
hấp không xảy ra do không có O
2
. Bởi vậy kết quả đường phân trong hô
hấp kỵ khí là:
C H
6 12
O

3
COCOOH + 2NADH
2
2CH COCOOH → 2CH
3 3
CHO + 2CO
2
2CH CHO + 2NADH → 2CH
3 2 3
CH OH + 2NAD.
2
-----------------------------------------------------------
C
H
6 12
O
6
→ 2CH
3
COCOOH + 2CO
2
Về mặt năng lượng lên men rượu chỉ tạo ra được 2ATP trong giai
đoạn đường phân nên hiệu quả năng lượng rất thấp. Từ 1 glucose chuyển 10

thành 2 etanol năng lượng tự do giảm 256 Kcalo chỉ tạo ra được 2ATP
(tương đương 14,6 Kcalo trong đIều kiện chuẩn). Hiệu suất năng lượng chỉ
đạt 26%. So với hô hấp hiếu khí chỉ bằng 5%. (2ATP của lên men so với

pyruvic thành axit lac tic.

C H
6 12
O
6
+ 2NAD → 2CH
3
COCOOH + 2NADH
2
2CH COCOOH + 2NADH → 2CH
3 2 3
CHOHCOOH + 2NAD
----------------------------------------------------------------
C
H
6 12
O
6
→ 2CH
3
CHOHCOOH
Về năng lượng con đường này tạo ra được 2 ATP như trong lên men
rượu.
5.2.3. Hô hấp sáng.
5.2.3.1. Đặc điểm.
Decker (1955), Zelittch (1969) đã phát hiện ra hiện tượng thải CO
2

sau một thời gian chiếu sáng ở một số cây. Như vậy ở những cây này các