Giải Sinh học 11 Bài 5 (Cánh diều): Hô hấp ở thực vật

Giải Sinh học 11 Bài 5: Hô hấp ở thực vật

Giải Sinh học 11 trang 36

Mở đầu trang 36 Sinh học 11: 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.

Lời giải:

- Khi bị ngập úng, các khe đất bị phủ kín nước mà nước có hàm lượng oxygen thấp nên không đủ cung cấp cho rễ cây thực hiện hô hấp tế bào. Quá trình hô hấp tế bào ở rễ diễn ra yếu dẫn tới tế bào lông hút bị thiếu năng lượng để vận chuyển chủ động các chất tan vào trong tế bào. Khi nồng độ chất tan trong tế bào thấp thì áp suất thẩm thấu của tế bào thấp khiến nước không thẩm thấu vào tế bào lông hút của rễ (cây không hút được nước).

- Đồng thời, khi đất thiếu oxygen, các tế bào rễ sẽ chuyển hóa glucose theo con đường lên men. Con đường này tạo ra 1 lượng nhỏ năng lượng cho tế bào thực vật sử dụng nhưng lại tạo ra lactic acid và ethanol, sự tích lũy lactic acid và ethanol ở nồng độ cao sẽ gây chết các tế bào lông hút – bộ phận chịu trách nhiệm chính trong việc hấp thụ nước và khoáng của cây.

Cây không hút được nước trong khi quá trình thoát hơi nước vẫn diễn ra dẫn đến cây bị héo.

I. Khái quát về hô hấp ở thực vật

Câu hỏi trang 36 Sinh học 11: Dựa vào phương trình tổng quát, cho biết bản chất của quá trình hô hấp ở thực vật.

Lời giải:

Bản chất của quá trình hô hấp ở thực vật: Hô hấp ở thực vật là quá trình oxi 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 trang 36 Sinh học 11: Dựa vào hình 5.1, trình bày các giai đoạn của quá trình hô hấp ở thực vật

Lời giải:

Quá trình hô hấp ở thực vật được chia thành 3 giai đoạn:

- Đường phân.

- Phản ứng oxi hoá pyruvic acid thành acetyl-CoA và chu trình Krebs.

- Chuỗi truyền electron hô hấp.

Giải Sinh học 11 trang 37

Luyện tập trang 37 Sinh học 11: Hoàn thành bảng 5.1.

Lời giải:

Các giai đoạn của quá trình hô hấp ở thực vật:

Câu hỏi trang 37 Sinh học 11: Phân tích vai trò của quá trình hô hấp đối với thực vật.

Lời giải:

Vai trò của quá trình hô hấp đối với thực vật:

- Giúp 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 dễ sử dụng trong các phân tử ATP để sử dụng có nhiều hoạt động sống ở thực vật.

+ Ngoài ra, một lượng lớn năng lượng được chuyển hóa thành năng lượng nhiệt giúp thực vật chống chịu điều kiện lạnh và làm bay hơi một số hợp chất dẫn dụ côn trùng tham gia quá trình thụ phấn.

- Giúp 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 trang 37 Sinh học 11: Quá trình hô hấp sẽ bị ảnh hưởng như thế nào nếu thiếu nước?

Lời giải:

Nước là dung môi trong tế bào sinh vật, ảnh hưởng đến áp suất thẩm thấu của tế bào và hoạt động của các enzyme trong quá trình hô hấp, đồng thời, nước cũng cần thiết có quá trình thủy phân tạo nguyên liệu trực tiếp cho quá trình hô hấp. Do đó, nếu thiếu nước, tốc độ của quá trình hô hấp sẽ bị giảm, thậm chí là bị ngưng trệ hoàn toàn.

Giải Sinh học 11 trang 38

Câu hỏi trang 38 Sinh học 11: Phân tích ảnh hưởng của nồng độ O2 đến quá trình hô hấp

Lời giải:

Ảnh hưởng của nồng độ O₂ đến quá trình hô hấp:

- Khi nồng độ O₂ đủ, quá trình hô hấp diễn ra thuận lợi giúp thực vật phát triển tốt.

- Nếu nồng độ O₂ thấp (dưới 10%), quá trình hô hấp sẽ bị ảnh hưởng (diễn ra chậm, thậm chí là ngưng trệ hoàn toàn): Khi thiếu O₂, các tế bào thực vật sẽ chuyển hóa glucose theo con đường lên men. Đây là phương thức thích nghi của thực vật với môi trường sống thiếu O₂ vì tạo ra 1 lượng nhỏ năng lượng cho tế bào thực vật sử dụng. Tuy nhiên, phương thức này lại tạo ra lactic acid và ethanol, sự tích lũy lactic acid và ethanol ở nồng độ cao sẽ gây chết các tế bào và cơ thể.

Câu hỏi trang 38 Sinh học 11: Nhiệt độ ảnh hưởng như thế nào đến quá trình hô hấp ở thực vật

Lời giải:

Ảnh hưởng của nhiệt độ đối với quá trình hô hấp ở thực vật:

- Trong khoảng giới hạn nhiệt độ từ 0 – 35 ^oC, cường độ hô hấp tăng khoảng 2 – 2,5 lần khi nhiệt độ tăng 10 ^oC. Trong đó, nhiệt độ tối ưu cho quá trình hô hấp ở thực vật trong khoảng 30 – 40 ^oC.

- Khi nhiệt độ quá cao (trên 40 ^oC), tốc độ hô hấp giảm vì nhiệt độ cao làm biến tính và giảm hoạt tính của enzyme hô hấp.

- Khi nhiệt độ quá thấp (0 – 10 ^oC), cường độ hô hấp của thực vật khá thấp.

Câu hỏi trang 38 Sinh học 11: Tại sao nồng độ CO₂ cao ảnh hưởng không tốt đến hô hấp ở thực vật?

Lời giải:

Nồng độ CO₂ cao ảnh hưởng không tốt đến hô hấp ở thực vật vì nồng độ CO₂ cao sẽ ảnh hưởng đến sự trao đổi khí dẫn đến ức chế và làm giảm cường độ hô hấp.

III. Mối quan hệ giữa quang hợp và hô hấp

Câu hỏi trang 38 Sinh học 11: Phân tích mối quan hệ giữa quang hợp và hô hấp ở thực vật.

Lời giải:

- Mối quan hệ giữa quang hợp và hô hấp ở thực vật: Quá trình quang hợp và hô hấp là 2 mặt của quá trình trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng.

- Phân tích:

+ Hô hấp và quang hợp là 2 mặt trái ngược nhau vì: Quang hợp là quá trình lá cây tổng hợp chất hữu cơ, tích lũy năng lượng từ carbonic và nước nhờ có diệp lục và sử dụng ánh sáng, thải ra oxygen. Còn hô hấp là quá trình sử dụng oxygen phân giải chất hữu cơ, giải phóng năng lượng cung cấp cho hoạt động sống của cơ thể, đồng thời thải ra khí carbonic và nước.

- Hô hấp và quang hợp có quan hệ chặt chẽ với nhau vì: Sản phẩm của quang hợp (chất hữu cơ) là nguyên liệu cho hô hấp. Ngược lại, sản phẩm của hô hấp lại là nguyên liệu (CO₂) cho quang hợp. Ngoài ra, 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.

IV. Thực hành

Giải Sinh học 11 trang 39

Báo cáo thực hành trang 39 Sinh học 11: Học sinh trình bày và giải thích kết quả thu được. Tham khảo cách trình bày báo cáo theo mẫu bài 3.

Lời giải:

BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM HÔ HẤP Ở THỰC VẬT

- Tên thí nghiệm: Thí nghiệm hô hấp ở thực vật.

- Nhóm thực hiện: …………..

- Kết quả và thảo luận:

+ Kết quả: Khi cho que tăm đang cháy vào miệng bình chứa hạt nảy mầm, que tăm bị tắt ngấm. Khi cho que tăm đang cháy vào miệng bình chứa hạt nảy mầm đã được luộc chín, que tăm vẫn tiếp tục cháy bình thường.

+ Giải thích:

Hạt nảy mầm có quá trình hô hấp tế bào diễn ra mạnh, quá trình này cần O₂ và thải ra khí CO₂ → Nồng độ O₂ trong bình giảm do bị hạt hấp thụ nhiều, nồng độ CO₂ trong bình tăng do hạt thải ra → Hàm lượng O₂ thấp và CO₂ cao trong bình không đủ để duy trì sự cháy → Khi cho que tăm đang cháy vào miệng bình chứa hạt nảy mầm, que tăm bị tắt ngấm.

Hạt đã được luộc chín (các tế bào đã chết) nên không diễn ra quá trình hô hấp tế bào → Nồng độ O₂ và CO₂ trong bình hầu như không có sự thay đổi, vẫn duy trì được sự cháy → Khi cho que tăm đang cháy vào miệng bình chứa hạt nảy mầm đã được luộc chín, que tăm vẫn tiếp tục cháy bình thường.

- Kết luận: Trong quá trình hô hấp, thực vật hấp thụ O₂ và thải CO₂.

Vận dụng trang 39 Sinh học 11: Nêu một số biện pháp bảo quản rau xanh và hoa quả dựa trên nguyên tắc ức chế quá trình hô hấp

Lời giải:

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.

Lý thuyết Sinh học 11 Bài 5: Hô hấp ở thực vật

I. Khái quát về hô hấp ở thực vật

1. Hô hấp ở thực vật là gì?

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 thành ATP và nhiệt năng.

2. Quá trình hô hấp ở thực vật

Hô hấp có thể diễn ra trong điều kiện có oxygen (hô hấp hiếu khí - hình thức chủ yếu) hoặc không có oxygen (lên men).

3. Vai trò của hô hấp là gì?

• Năng lượng (ATP) sinh ra từ hô hấp được sử dụng cho hầu hết các hoạt động sống của cây
• Nhiệt năng được giải phóng 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 là nguyên liệu để tổng hợp nên các hợp chất hữu cơ trong cơ thể như protein, acid béo,...

4. Các con đường hô hấp ở thực vật là gì?

Hô hấp hiếu khí:

• Đường phân: xảy ra ở tế bào chất, trong điều kiện không có O₂ (kị khí), khi đó 1 phân tử glucose sẽ phân giải thành 2 phân tử pyruvate thu được 2 ATP và 2 NADH.
• Oxy hóa pyruvate và chu trình Krebs: hai phân tử pyruvate trong chất nền ti thể được biến đổi thành 2 phân tử acetyl-CoA, 2 NADH và 2 CO₂. 2 phân tử acetyl-CoA đi vào chu trình krebs (trong chất nền ti thể), mỗi phân tử bị chuyển hóa thành 2 CO₂, 3 NADH, 1 FADH₂ và 1 ATP.
• Chuỗi truyền electron: phân bố ở màng trong ti thể, tại đây e sẽ được truyền từ NADH và FADH₂ tới O₂ qua một chuỗi các phản ứng oxy hóa khử, cuối cùng tạo ra ATP và nước.

II. Các yếu tố ảnh hưởng đến hô hấp ở thực vật là gì?

• Nước: liên quan trực tiếp đến cường độ hô hấp
• Nhiệt độ: ảnh hưởng đến hoạt động của enzyme hô hấp, từ đó ảnh hưởng đến cường độ hô hấp.
• Hàm lượng O₂: ảnh hưởng trực tiếp tới cường độ hô hấp do O₂ là nguyên liệu của hô hấp
• Hàm lượng CO₂: nồng độ CO₂ cao gây ức chế hô hấp hiếu khí, cây chuyển sang lên men, tạo sản phẩm gây độc, giảm sức sống của hạt.

III. Ứng dụng hô hấp trong thực tiễn như thế nào?

Hô hấp trong bảo quản nông sản:

• Điều chỉnh hàm lượng nước
• Điều chỉnh nhiệt độ
• Điều chỉnh thành phần không khí trong môi trường bảo quản

Hô hấp trong trồng trọt:

• Làm đất, làm cỏ sục bùn, vun gốc,...
• Trồng cây đúng thời vụ
• Chủ động tưới tiêu hợp lí,...

IV. Mối quan hệ giữa quang hợp và hô hấp là gì?

Quang hợp và hô hấp là hai mặt của một quá trình thống nhất — quá trình trao đổi chất và chuyển hoá 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 ảnh sáng được chuyển hoá thành năng lượng hoá học tích luỹ trong ATP (hình 5.3).

Sơ đồ tư duy Sinh học 11 Bài 5: Hô hấp ở thực vật

Xem thêm các bài giải SGK Sinh học 11 Cánh diều hay, chi tiết khác:

Bài 6: Dinh dưỡng và tiêu hóa ở động vật

Bài 7: Hô hấp ở động vật

Bài 8: Hệ tuần hoàn ở động vật

Bài 9: Miễn dịch ở người và động vật

Bài 10: Bài tiết và cân bằng nội môi